生物化学第五章-生物氧化-第一节-生物氧化概念ppt课件

1、第八章 生物氧化 Biological Oxidation 8.1 生物氧化概述8.2 呼吸链8.3 氧化磷酸化一切生命活动都需求能量。一切生物都可以看成是能量的转换者。这种能量的流动驱动着生命的维持与繁衍。维持生命活动的能量，主要有两个来源：光能太阳能：植物和某些藻类，经过光协作用将光能转变成生物能。化学能：动物和大多数的微生物，经过生物氧化作用将有机物质主要是各种光协作用产物存储的化学能释放出来，并转变成生物能。有机物质在生物体内的氧化作用，称为生物氧化。由于生物氧化通常需求耗费氧，产生二氧化碳，故又称“细胞呼吸。在整个生物氧化过程中，有机物质最终被氧化成CO2和水，并释放出能量。光能化学

2、能化学能机械能 光协作用光协作用 生物氧化生物氧化 生命活动生命活动太阳H2OCO2O2CH2O燃料分子ADPPiATP生物合成机械功自动运输生物发热一、一、 概述：生物圈中能量的流动概述：生物圈中能量的流动An electron micrograph of mitochondrion二、二、 生物氧化的定义生物氧化的定义n 定义：指有机化合物糖、脂、蛋白质等在生物细胞中进展氧化分解，产生CO2和H2O,同时放出能量的过程。n 生物体内进展生命活动所需的能量根本上来源于生物氧化。 营养物质 + O2 H2O + CO2 + 能量ATP + 热量热量三、生物氧化的特点三、生物氧化的特点与非生物氧

3、化相比 共同点：化学本质一样，都是失电子反响，如脱氢、加氧、传出电子同种物质不论以何种方式氧化，所释放的能量一样。 2不同点： n 生物氧化是酶促反响，反响条件如温度、pH温暖；而体外熄灭那么是猛烈的游离基反响，要求在高温、高压以及枯燥的条件下进展。 n 生物氧化分阶段逐渐缓慢地氧化，能量也逐渐释放；而体外熄灭能量是迸发式释放出来的。n 生物氧化释放的能量有相当多的转换成ATP中活泼的化学能，用于各种生命活动；n 体外熄灭产生的能量那么转换为光和热，散失在环境中。 有机化合物中C如何变成CO2 ？细胞如何利用有机化合物中的H氧化成水？有机物氧化时，释放的能量如何储存在ATP中？四、生物氧化涉及

4、的内容四、生物氧化涉及的内容1、CO2的生成的生成 直接脱羧：丙酮酸脱直接脱羧：丙酮酸脱羧酶、酪氨酸脱羧酶羧酶、酪氨酸脱羧酶 氧化脱羧：丙酮酸氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合物脱氢酶复合物2、水的生成、水的生成 主要是在包括脱氢酶、传送体和氧化酶组成主要是在包括脱氢酶、传送体和氧化酶组成的生物氧化体系催化下生成的。的生物氧化体系催化下生成的。3. ATP的生成底物程度磷酸化氧化磷酸化光合磷酸化五、能五、能 荷荷 n 细胞的能量形状可用能荷细胞的能量形状可用能荷(energy charge)表示。表示。n 能荷是细胞中高能磷酸形状的一种数量上的衡量，它能荷是细胞中高能磷酸形状的一种数量上的衡量，它的大

5、小可用下式表示：的大小可用下式表示：n (ATP+0.5ADP)n 能荷能荷= n (ATP+ADP+AMP)n n 能荷的数值在01之间。大多数细胞维持的稳态能荷形状在0.8-0.9的范围内。n ATP生成和耗费的途径和细胞的能荷形状相呼应。 n 高能荷时，ATP生成过程被抑制，分解代谢减弱；n 低能荷时，其效应相反。n 能荷对代谢起着重要的调控作用。 六、高能化合物六、高能化合物高能化合物的高能键ATP ADP + Pi + 20.9 KJ.mol-1高能键键能高定义：普通将水解时可以释放21 kJ /mol以上自在能G -21 kJ / mol的化合物称为高能化合物。留意：留意：“高能键

6、高能键“键能高键能高高能键并不是这个键集中了大量的能量，高能键并不是这个键集中了大量的能量，而是指水解这个键前后的分子构造存在着而是指水解这个键前后的分子构造存在着很大的自在能的改动。很大的自在能的改动。 硫酯键化合物硫酯键化合物 S甲硫键化合物甲硫键化合物 CH3S+- C-CCOO 高能键高能键,水解断水解断开，并可传送能开，并可传送能量量磷氧型磷氧型 -OP磷氮型磷氮型 HN =C-NP(O)磷酸化合物磷酸化合物非磷酸化合物非磷酸化合物2. 高能化合物的类型高能化合物分类及举例释放能量（pH7.0,25)ATP、UTP、CTP、GTP30.5 kJ/mol1,3-二磷酸甘油酸、磷酸烯醇式

7、丙酮酸61.9 kJ/mol磷酸肌酸43.9 kJ/mol乙酰CoA、琥珀酰CoA、脂酰CoA31.4 kJ/moln 磷氧键型磷氧键型-O-P-)COCHOCH2OHOPOO-O-POO-O-(1)酰基磷酸化合物1，3-二磷酸甘油酸CH3COOPOO-O-乙酰磷酸H3N+COOPOO-O-氨甲酰磷酸R COOPOOO-A酰基腺苷酸RCH COOPOOO-AN+H3氨酰基腺苷酸2焦磷酸化合物O-POO-NNNNNH2OHHOHHOHHOCH2O-POO-O-POO-ATP三磷酸腺苷O-POO-O POO-O-焦磷酸3烯醇式磷酸化合物烯醇式磷酸化合物OPOOCOOHCOCH2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸

8、烯醇式丙酮酸n 氮磷键型氮磷键型 -N-P-OPOONHCNHNCH3CH2COOHOPOONHCNHNCH3CH2CH2CH2CHCOOHNH2磷酸肌酸N-甲基-胍基乙酸磷酸精氨酸这两种高能化合物在生物体内起储存能量的作用这两种高能化合物在生物体内起储存能量的作用n 硫酯键型O SOO-OCH2OHHOHHOHHNNNH2NNO POO-3-磷酸腺苷-5-磷酸硫酸RCOSCoA酰基辅酶An 甲硫键型COO-CHNH3+CH2CH2S+H3CAS-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸OPOONHCNHNCH3CH2COOHOPOONHCNHNCH3CH2CH2CH2CHCOOHNH2磷酸肌酸哺乳类磷酸精氨酸虾、蟹n 磷酸肌酸和磷酸精氨酸 n 这两种高能化合物在生物体内起储存能量的作用H磷酸肌酸磷酸肌酸 + ADP 肌酸肌酸 + ATPG = G 1 + G2 = -43.1 +30.5 = -12.6 KJ/ mol在机体中，由于反响物和产物的浓度接近平衡点，在机体中，由于反响物和产物的浓度接近平衡