6-3氧化磷酸化作用
练一练: 课本99页二、3、7、12
作业:
一、名词解释: 1、底物水平磷酸化 2、电子传递链磷酸化(氧化磷酸化) 3、线粒体穿梭系统 4、电子传递链
二、简述底物水平磷酸化与电子 传递链磷酸化各自的特点
第四节 其他氧化酶系
其他末端氧化酶系统是指除细胞色素系统之外 的氧化体系,又称非线粒体氧化体系,与ATP生 成无关。
第六章 生物氧化与氧化磷酸化
温故知新
脱氢 、 加水脱氢 1、生物氧化的方式有 加氧 、 、脱电子 。 伴随的还原反应方式有 脱氧 、 加氢 、加电子。 2、一般将水解时能释放 20.9 kj/mol的化学键叫高 能键。ATP 是高能磷酸化合物的代表,它是能量 的 携带 者 传递 者,但不是能量的贮存库。 3、以高能磷酸形式贮存能量的物质叫 磷酸原 , 它在脊椎动物中是 磷酸肌酸 。
3.离子载体抑制剂
生物膜上的脂溶性物质,与某些离子结 合,并作为它们的载体,使这些离子能够 穿过膜,破坏跨膜电化学梯度,从而破坏 氧化磷酸化过程。 与解偶联剂区别:H+离子以外的其它一 价阳离子的载体,改变除H+以外的一价阳 离子透性。 如 缬氨霉素 短杆菌肽 K+ Na+ K+
三、氧化磷酸化的偶联部位和P/O比:
(1)ATP产生的部位:
部位Ⅰ——NADH和CoQ之间 部位Ⅱ——CoQ和细胞色素c之间 部位Ⅲ——细胞色素c和氧分子之间
三、氧化磷酸化的偶联部位和P/O比:
(2)ATP产生的数量---- P/O比值 P/O比值:是指每消耗一摩尔氧所消耗无 机磷酸的摩尔数。 实验表明:NADH呼吸链的P/O值是3, 即每消耗一摩尔氧原子就可形成3摩尔 ATP,FADH2呼吸链的P/O值是2,即消 耗一摩尔氧原子可形成2摩尔ATP。
这是糖酵解中第 一次底物水平磷 酸化反应
3-磷酸甘油酸
(3-phosphoglycerate)
糖酵解过程3 ⑼ 2-磷酸甘油酸脱水 形成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP) 脱水生成双键属于消除反应
O O C OH OH H C O P OH H 2C OH O C O-
H2O
C
OH
OH
+
P OH
O
烯醇化酶 (Mg2+/Mn2+ )
2、电子传递磷酸化: ①定义:课本95页 ②示意图
AH
2
2H
NADH+H
+
(或 F A D H 2) 电子传递链 NAD
+
H 2O 氧化过程
偶
氧 化 磷 酸 联 化
A
(或 F A D ) 释放能量 ADP + Pi
1 /2 O 2
ATP ATP合 成 酶
磷酸化过程
③特点:它是需氧生物获得ATP的一种主要方式95页
五、氧化磷酸化的解偶联和抑制
不同的化学因素对氧化磷酸化过程的影响不 同,根据它们不同的影响方式可分为三大类: 1.解偶联剂: 使电子传递与ADP磷酸化两个过程分开,失掉它 们的紧密联系。它只抑制ATP的形成,不抑制电子 传递过程 ,使电子传递产生的自由能都变成热能。 因为这种试剂使电子传递失去正常的控制,亦即 不能形成离子梯度。造成过分地利用氧和燃料底物 而能量得不到贮存。 解偶联剂的作用只抑制氧化磷酸化的ATP形成, 对底物水平的磷酸化没有影响。
3-磷酸甘油穿梭系统 苹果酸-天冬氨酸穿梭系统
1.3-磷酸甘油穿梭系统
3-磷酸甘油穿梭机制
3-磷酸甘 油脱氢酶
3-磷酸甘 油脱氢酶
2.苹果酸-天冬氨酸穿梭系统
苹果酸-天冬氨酸穿梭机制
归纳总结
所谓线粒体的穿梭系统,是指能将在胞 液中糖酵解作用产生的NADH传递进入线 粒体内膜上呼吸链的全部体系。 磷酸甘油穿梭系统 苹果酸-天冬氨酸穿梭系统 NADH呼吸链 FADH2呼吸链
四、线粒体穿梭系统
线粒体外膜通透性高,线粒体对物质通过的选 择性主要依赖于内膜中不同转运蛋白对各种物质 的转运。 NADH脱氢酶位于线粒体内膜的内侧,只作用 于线粒体内部(衬质)的NADH,而胞液中的 NADH又不能直接穿赤线粒体内膜进入内部,这 就需要通过一种间接途径——穿梭系统。不同真 核生物细胞的胞液NADH进入线粒体呼吸链的途 径有所不同:
自学空间
小组合作,阅读课本96-97页有关线粒体穿梭系 统,找到下列问题的答案: 1、什么叫线粒体的穿梭系统? 2、磷酸甘油穿梭是指将胞浆中的 NADH , 以α-磷酸甘油 为载体,在α-磷酸甘油 脱氢酶 的催化下,间接地转变为线粒体内膜上的 FADH2而进入呼吸链。 3、苹果酸-天冬氨酸穿梭系统与磷酸甘油穿梭 系统的重要区别是什么?
友情提示:含有氰化物的食物有:苹
果核、樱桃核、杏仁等。
课后网络学习:如何有效除去食物中
的氰化物?
§ 6-3 氧化磷酸化作用
一、氧化磷酸化的概念及类型 二、氧化磷酸化的细胞结构基础 三、氧化磷酸化的偶联部位 四、线粒体穿梭系统
一、氧化磷酸化的概念及类型
氧化磷酸化作用是将生物氧化过程中放出 的能量转移到ATP的过程。 根据生物氧化方式,可将氧化磷酸化分为: 底物水平磷酸化 电子传递体系磷酸化。
二、多酚氧化酶系统
1.组成:脱氢酶、醌还原酶、酚氧化酶
脱氢酶
醌还原酶
酚氧化酶
2.生物学意义:此酶与植物组织受伤反应有关,植物 组织受伤后多酚氧化酶活力增高,呼吸作用增强; 植物受病菌侵害时,多酚氧化酶活力也增高,有利 于把酚类化合物氧化为醌,醌对病菌有毒害而起抗 病作用。
三、抗坏血酸氧化酶系统
1.反应: 抗坏血酸氧化酶 抗坏血酸+O2 脱氢抗坏血酸+H2O 2.与其他氧化酶系统偶联
3.生物学意义:可能与植物的抗病有关
四、超氧化物歧化酶(SOD)
作业
一、问答题 1、 什么是生物氧化?有何特点?试比较体 内氧化和体外氧化的异同。 2、写出NADH呼吸链并注明与ATP偶联的部 位。 3、简述化学渗透学说的主要内容。 二、名词解释 生物氧化 氧化磷酸化 底物水平磷酸化 磷氧比 呼吸链
(1,3-diphosphoglycerate)
⑺ 1,3-二磷酸甘油酸 转变为3-磷酸甘油酸
O C
糖酵解过程3
2- ADP O OPO 3
-
ATP
Mg2+
O C OH
HC
OH HO
HC
OH HO
H 2C
O
P OH
O
3-磷酸甘油酸激酶
H 2C
O
P OH
O
1,3-二磷酸甘油酸
(1,3-diphosphoglycerate)
(6) 琥珀酰CoA转变为琥珀酸
琥珀酰CoA合成酶
TCA循环
H 2C
COOH
HSCoA
H 2C H 2C
COOH COOH
琥珀酸
CH2 O C SCoA
GDP+Pi GTP
琥珀酰CoA
ATP
ADP 琥珀酸+ GTP + CoA-SH
琥珀酰CoA + GDP + Pi
1、底物水平磷酸化: ①定义在95页 ATP的形成直接由一个代谢中间产物 上的磷酸基团转移到ADP分子上的作用。 ②表达式: ③ 特点:是基团转移反应,没有氧 分子参与,不经过呼吸链传递电子。 例如,糖酵解的第七步和第十步(72页) 就是底物水平磷酸化产生ATP。还有TCA 循环中第六步,也是。
2、FADH2呼吸链(琥珀酸氧化呼吸链) 琥珀酸,经过FADH2呼吸链,将2H传递到 O2生成水,同时产生2个ATP.
呼吸链中的ATP是如何产生的?
呼吸链的电子传递抑制剂图示
抗霉素A 萎锈灵
氰化物 一氧化碳 硫化氢 叠氮化合物
鱼藤酮 安密妥 杀粉蝶菌素
氰化物导致人体中毒的生物化学原理 是什么? 氰化物(CN-)能抑制NADH呼吸链中 细胞色素氧化酶的活力,即阻断了电子 由cytaa3向氧分子的传递。
二、氧化磷酸化的细胞结构基础
线粒体的内膜上存在大量的ATP合成酶
ATP合酶结构示意图
FoF1侧视图
ATP合酶的工作机制
3个β亚基构象不同 O开放型;T紧密结合型;L疏松型
ATP合酶的工作机制
由于3个β亚基与γ亚基插入部分的不同部位相 互作用,使每个β形成不同构象。当H+顺浓度递 度经Fo中a亚基和c亚基之间回流时, γ亚基发生 旋转,3个β亚基的构象发生改变。紧密结合型 (T) β亚基变成开放型(O),释放ATP;ADP 和Pi与疏松型(L)β亚基相结合;与紧密型β亚 基结合的ADP和Pi生成ATP.因此,ATP在紧密结 合型β亚基中生成,在开放型中被释放。 化学计算估计每生成1分子ATP需3个H+从线粒 体内膜外侧回流进入 基质中。
HPO4 + + NAD
H HC HC OH HO H 2C O P OH O OH HO H 2C O P OH O
2-
O
O C
NADH+H
+
C
O-
OPO 3 2-
3-磷酸甘油醛脱氢酶
3-磷酸甘油醛
(glyceraldehyde 3-phosphate)
1,3-二磷酸甘油酸
糖酵解 中唯一的 脱氢反应
1、底物水平磷酸化: ①定义在95页 ATP的形成直接由一个代谢中间产物 上的磷酸基团转移到ADP分子上的作用。 ②表达式: ③ 特点:是基团转移反应,没有氧 分子参与,不经过呼吸链传递电子。 例如,糖酵解的第七步和第十步(72页) 就是底物水平磷酸化产生ATP。还有TCA 循环中第六步,也是。
⑹ 3-磷酸甘油醛氧化脱氢且 糖酵解过程3 磷酸化生成1,3-二磷酸甘油酸
例:弱酸性亲脂试剂DNP(2,4-二硝基苯酚)