讲课用第24章 生物氧化和氧化磷酸化作用

第第 24 章章 生物氧化和氧化磷酸化作用生物氧化和氧化磷酸化作用 2 将下列物质按照容易接受电子的顺序加以排列 将下列物质按照容易接受电子的顺序加以排列 a a a 酮戊二酸 酮戊二酸 COCO2 2 C C O O2 2 b b 草酰乙酸草酰乙酸 d d NADP NADP P P117117表表 2424 1 1 标准氧化还原电势 标准氧化还原电势 a a 0 38 0 38 b b 0 166 0 166 c c 0 8150 815 d d 0 32 0 32 标准电势的正值越大 就越倾向于获得电子 标准电势的正值越大 就越倾向于获得电子 P116P116 答案答案 cbdacbda 3 3 在电子传递链中各成员的排列顺序根据什么 在电子传递链中各成员的排列顺序根据什么 答案 根据其氧化还原电势的高低 由低到高 答案 根据其氧化还原电势的高低 由低到高 4 4 在一个具有全部细胞功能的哺乳动物细胞匀浆中加入下列不同的底物 当每在一个具有全部细胞功能的哺乳动物细胞匀浆中加入下列不同的底物 当每 种底物完全氧化为二氧化碳和水时 能产生多少种底物完全氧化为二氧化碳和水时 能产生多少 ATPATP 分子 分子 1 1 葡萄糖 葡萄糖 3030 或或 3232 个个 3030 个 糖酵解作用 在细胞溶胶中进行 合计个 糖酵解作用 在细胞溶胶中进行 合计 2 2 分子分子 ATPATP 柠檬酸循环 在线粒体内进行 柠檬酸循环 在线粒体内进行 2 2 分子分子 ATPATP 氧化磷酸化作用 在线粒体膜进行 共氧化磷酸化作用 在线粒体膜进行 共 2626 分子分子 ATPATP P142P142 3232 个 经苹果酸个 经苹果酸 天冬氨酸穿梭途径天冬氨酸穿梭途径 2 2 丙酮酸 丙酮酸 12 512 5 丙酮酸丙酮酸乙酰辅酶乙酰辅酶A A 三羧酸循环三羧酸循环 2 52 5 1010 3 3 乳酸 乳酸 1515 乳酸乳酸丙酮酸丙酮酸 2 2 5 5 4 4 果糖 果糖 1 6 1 6 二磷酸二磷酸 3232 或或 3434 P67P67 5 5 磷酸烯醇式丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸 13 513 5 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸 1 1 个个 ATPATP 6 6 柠檬酸 柠檬酸 3030 分子分子 ATPATP P98P98 7 7 二羟丙酮磷酸 二羟丙酮磷酸 14 514 5 P67P67 8 8 NADHNADH 肌肉中 甘油肌肉中 甘油 3 3 磷酸穿梭途径 磷酸穿梭途径 1 51 5 心脏和肝脏中 苹果酸心脏和肝脏中 苹果酸 天冬氨酸途径 天冬氨酸途径 2 52 5 6 6 电子传递链和氧化磷酸化之间有何关系电子传递链和氧化磷酸化之间有何关系 答 电子传递过程包括电子从还原型辅酶通过一系列按照电子亲和力递增顺序答 电子传递过程包括电子从还原型辅酶通过一系列按照电子亲和力递增顺序 排列的电子载体所构成的电子传递链传递到氧的过程 这些电子载体都具有氧排列的电子载体所构成的电子传递链传递到氧的过程 这些电子载体都具有氧 化化 还原作用 电子传递和形成还原作用 电子传递和形成 ATPATP 的偶联机制称为氧化磷酸化作用 氧化磷酸的偶联机制称为氧化磷酸化作用 氧化磷酸 化作用是电子在沿着电子传递链传递过程中所伴随的 将化作用是电子在沿着电子传递链传递过程中所伴随的 将 ADPADP 磷酸化形成磷酸化形成 ATPATP 的全过程 的全过程 P118P118 7 7 解释下列的化合物对电子传递和氧化呼吸链有何作用 当供给充分的底物包解释下列的化合物对电子传递和氧化呼吸链有何作用 当供给充分的底物包 括异柠檬酸 括异柠檬酸 PiPi ADPADP O O2 2 并分别加入下列化合物时 估计线粒体中的氧化呼 并分别加入下列化合物时 估计线粒体中的氧化呼 吸链各个成员所处的氧化还原状态 吸链各个成员所处的氧化还原状态 P129P129 图图 24 1624 16 1 鱼藤酮 阻断电子由 NADH 向 CoQ 的传递 当加入鱼藤酮时 氧化呼吸 链中的 NADH NADH Q Q2 QH2 细胞色素 C1 处于还原态 其他都处于氧 化态 2 抗霉素 A 抑制电子从还原型 CoQ 到细胞色素 C1 的传递作用 当加入抗 霉素 A 时氧化呼吸链中的 NADH NADH Q 细胞色素 C 和细胞色素氧化酶处 氧化态 其他处还原态 3 CN 与血红素 a3 的高铁形式作用阻断电子在细胞色素氧化酶中的传递 作用 当加入 CN 时 氧化呼吸链中的细胞色素氧化酶 细胞色素 c Q2 处还 原态 其他处氧化态 4 N3 与血红素 a3 的高铁形式作用阻断电子在细胞色素氧化酶中的传递作 用 5 CO 抑制 a3 的亚铁形式从而阻断电子在细胞色素氧化酶中的传递作用 当加入 CO 时氧化呼吸链中的细胞色素 c Q2 细胞色素氧化酶处还原态 其 他处氧化态 DNPDNP 2 4 2 4 二硝基苯酚 它只抑制二硝基苯酚 它只抑制 ATPATP 的形成过程 不抑制电子传递过程 使的形成过程 不抑制电子传递过程 使 电子传递产生的自由能都变为热能 所以此时氧化呼电子传递产生的自由能都变为热能 所以此时氧化呼 吸链中的各个成员均处于氧化态 吸链中的各个成员均处于氧化态 P137P137 寡霉素寡霉素 P138P138 8 8 什么是什么是 P OP O 比 测定比 测定 P OP O 比有何意义 比有何意义 每消耗一摩尔氧原子所消耗的无机磷的摩尔数称为每消耗一摩尔氧原子所消耗的无机磷的摩尔数称为 P O 比值 比值 意义意义 1 确定不同种脱氢酶氧化呼吸链中有几个产生确定不同种脱氢酶氧化呼吸链中有几个产生 ATP 的部位 的部位 2 表示氧化磷酸化的程度 判断线粒体内膜的完整性 表示氧化磷酸化的程度 判断线粒体内膜的完整性 1 生物氧化 生物氧化 biological oxidation 生物体内有机物质氧化而产生物体内有机物质氧化而产 生大量能量的过程称为生物氧化 生物氧化在细胞内生大量能量的过程称为生物氧化 生物氧化在细胞内 进行 氧化过程消耗氧放出二氧化碳和水 所以有时进行 氧化过程消耗氧放出二氧化碳和水 所以有时 也称之为也称之为 细胞呼吸细胞呼吸 或或 细胞氧化细胞氧化 生物氧化包括 生物氧化包括 有机碳氧化变成有机碳氧化变成 CO2 底物氧化脱氢 氢及电子通过 底物氧化脱氢 氢及电子通过 呼吸链传递 分子氧与传递的氢结成水 在有机物被呼吸链传递 分子氧与传递的氢结成水 在有机物被 氧化成氧化成 CO2 和和 H2O 的同时 释放的能量使的同时 释放的能量使 ADP 转变转变 成成 ATP 2 氧化磷酸化 氧化磷酸化 oxidative phosphorylation 电子从一个底物传递 电子从一个底物传递 给分子氧的氧化与酶催化的由 和 给分子氧的氧化与酶催化的由 和 i 生成生成 与磷酸化相偶联的过程 与磷酸化相偶联的过程 3 呼吸链 呼吸链 respiratory chain 有机物在生物体内氧化过程中所 有机物在生物体内氧化过程中所 脱下的氢原子 经过一系列有严格排列顺序的传递体组脱下的氢原子 经过一系列有严格排列顺序的传递体组 成的传递体系进行传递 最终与氧结合生成水 这样的成的传递体系进行传递 最终与氧结合生成水 这样的 电子或氢原子的传递体系称为呼吸链或电子传递链 电电子或氢原子的传递体系称为呼吸链或电子传递链 电 子在逐步的传递过程中释放出能量被用于合成子在逐步的传递过程中释放出能量被用于合成 ATP 以作为生物体的能量来源 以作为生物体的能量来源 4 解偶联剂 解偶联剂 uncoupling agent 一种使电子传递与 磷酸化 一种使电子传递与 磷酸化 之间的的紧密偶联关系解除的化合物 如之间的的紧密偶联关系解除的化合物 如 2 4 二硝基 二硝基 苯酚 苯酚 列举几种常见的呼吸链电子传递抑制剂 并说明其作用机制 列举几种常见的呼吸链电子传递抑制剂 并说明其作用机制 答 常见的呼吸链电子传递抑制剂 答 常见的呼吸链电子传递抑制剂 1 鱼藤酮 鱼藤酮 rotenone 阿米妥 阿米妥 amytal 以及杀粉蝶菌素 以及杀粉蝶菌素 piericidin A 作用是阻断电子由 作用是阻断电子由 NADH 向辅酶向辅酶 Q 的传递 鱼藤的传递 鱼藤 酮能和酮能和 NADH 脱氢酶牢固结合 从而阻断呼吸链的电子传递 鱼藤脱氢酶牢固结合 从而阻断呼吸链的电子传递 鱼藤 酮对黄素蛋白不起作用 所以鱼藤酮可以用来鉴别酮对黄素蛋白不起作用 所以鱼藤酮可以用来鉴别 NADH 呼吸链与呼吸链与 FADH2 呼吸链 阿米妥的作用与鱼藤酮相似 但作用较弱 可用作呼吸链 阿米妥的作用与鱼藤酮相似 但作用较弱 可用作 麻醉药 杀粉蝶菌素麻醉药 杀粉蝶菌素 A 是辅酶是辅酶 Q 的结构类似物 由此可以与辅酶的结构类似物 由此可以与辅酶 Q 相竞争 从而抑制电子传递 相竞争 从而抑制电子传递 2 抗霉素 抗霉素 A antimyc