文档介绍：第一节生物氧化概述
一、生物氧化的概念
二、生物氧化的特点
三、氧化还原电位与自由能
四、高能化合物
一切生命活动都需要能量,维持生命活动的能量主要有两个来源:
光能(太阳能):光合自养生物通过光合作用将光能转变成有机物中稳定的化学能。
化学能:异养生物或非光合组织通过生物氧化作用将有机物质(主要是各种光合作用产物)氧化分解,使存储的稳定的化学能转变成ATP中活跃的化学能,ATP直接用于需要能量的各种生命活动。
一、生物氧化的概念
1 、概念
有机物质(糖、脂肪和蛋白质)在生物细胞内进行氧化分解而生成C2O和H2O并释放出能量的过程称为生物氧化。生物氧化通常需要消耗氧,所以又称为呼吸作用。
(3)当有机物被氧化成C2O和H2O时,释放的能量怎样转化成ATP—能量如何产生?
底物水平磷酸化
氧化磷酸化
2 、生物氧化主要包括三方面的内容:
(1)细胞如何在酶的催化下将有机化合物中的C变成C2O—C2O如何形成?
脱羧反应
(2)在酶的作用下细胞怎样利用分子氧将有机化合物中的H氧化成H2O—H2O如何形成?
电子传递链
释放的能量转化成ATP被利用转换为光和热,散失
二、生物氧化的特点
生物氧化和有机物在体外氧化(燃烧)的实质相同,都是脱氢、失电子或与氧结合,消耗氧气,都生成C2O和H2O,所释放的能量也相同。但二者进行的方式和历程却不同:
生物氧化体外燃烧
细胞内温和条件高温或高压、干燥条件
(常温、常压、中性pH、水溶液)
一系列酶促反应无机催化剂
逐步氧化放能,能量利用率高能量爆发释放
三、氧化还原电位与自由能
1、氧化还原电位:指氧化还原反应中,反应物得失
电子的能力。用E表示。
氧化还原反应—指反应过程中凡是有电子从一物质(还原剂)转移到另一物质(氧化剂)的化学反应都属于氧化还原反应。
通常所说某一物质的氧化还原电位都是和标准氢电极比较得到的。
标准氢电极——是指在25C、一个大气压下,将铂电极放入氢离子活度为1质量摩尔浓度的溶液中(其pH=0)形成的。规定其电极电位为o。
所以待测物质与标准氢电极组成的原电池的电动势即为该物质的标准氧化还原电位。
标准状态下测得的为标准氧化还原电位E0;而生化反应是在pH=,故此时测得的氧化还原电位为生化氧化还原电位 E0
生化标准氧化还原电位(E0):生化标准条件下( 25C、一个大气压、 pH= 、电子供体和电子受体的浓度都是1mol/L),发生氧化还原反应的每一氧还对的电子转移势能。
一般E0 值越小,表示该氧还对的还原态失电子能力越大,即还原能力越强,是强还原剂。
E0’值越大,表示该氧还对的氧化态得电子能力越大,即氧化能力越强,是强氧化剂。
在氧化还原反应中,电子总是从E0’值较小的物质转移到值较大的物质,即从还原剂流向氧化剂。
举例:
生物体内一些氧化还原体系的生化氧化还原电位 E0 P54
自由能变化(ΔG):
A B
ΔG= GB - GA
ΔG是衡量反应自发性的标准。
ΔG< 0,放能,自发进行,可以产生有用的功
ΔG >0,吸能,非自发进行,必须供给能量才能进行。
ΔG =0 ,平衡状态
三、氧化还原电位与自由能
2、自由能(G):指在一个体系的总能量中,在恒温恒压条件下能够做功的那一部分能量。
生化标准自由能变化(ΔG0)
指在标准条件下,即温度为25℃,参加反应的物质浓度为1mol/L,若有气体,则为1个大气压,pH为7时,测定的自由能变化。单位为J/mol,KJ/mol。过去曾用cal/mol;kcal/mol
1kcal/mol= KJ/mol