文档介绍：生物氧化——电子传递和氧化磷酸化作用一切生物都靠能量维持生存,生物体所需要的能量大都来自体内糖、脂肪、蛋白质等有机物的氧化。第一节什么是生物氧化一、概念(p51) :有机物质在生物体内的氧化作用, 称为生物氧化。生物氧化通常需要消耗氧。生物氧化实际上是需氧细胞呼吸作用中的一系列氧化—还原反应,所以又称为细胞氧化或细胞呼吸,有时也称组织呼吸。在整个生物氧化过程中,有机物质(糖、脂肪、蛋白质等)最终被氧化成 CO2 和水,并释放出能量。 1 :生物体内的氧化和外界的燃烧在化学本质上虽然最终产物都是水和二氧化碳,所释放的能量也完全相等(三大有机物:糖、脂肪、蛋白质中, 蛋白质体内氧化放能更少),但二者所进行的方式却大不相同:首先,燃烧是通过点燃实现,能量瞬间释放,生物氧化是在酶催化下实现,能量缓慢释放。其次,燃烧中 CO2 、 H2O 、能量的在一处产生,而生物氧化 CO2 、 H2O 的产生及能量的释放在不同位置。生物氧化有一部分以化学能的形式储存在 ATP 分子中。 绝大部分有机物生物氧化中的 CO2 生成是经三羧酸循环中的脱羧作用产生的。其他一些 CO2 产生途径还有糖异生、氨基酸脱羧等。生物氧化中 H2O 的生成是在真核生物线粒体内膜或原核生物细胞膜上的呼吸链作用下产生。 23 二、生物氧化的特点 :体温条件(水溶液, pH~7 和常温) 下进行,通过酶的催化作用使有机分子发生一系列的氧化过程。 ,必然伴随生物还原反应的发生。 ,碳的氧化和氢的氧化是非同步进行的。氧化过程中脱下来的氢离子(质子)和电子,通常由各种载体,如 NADH 等传递到氧并生成水。 ,每一步都由特殊的酶催化,每一步反应的产物都可以分离出来。能量通过逐步氧化释放,不会引起体温的突然升高,而且可使放出的能量得到最有效的利用。 ,主要是腺三磷(即生物体能够直接利用的生物能 ATP )。 4 07 广东 37 .与一般的燃烧相比较,在细胞内进行的生物氧化特有的是( ) ①多步骤②需要氢③需要水④能量逐步释放⑤释放热能⑥有酶催化 A .①②④⑥ B.①③④⑥ C .③⑤ D .①②③④⑥ 5 (1)生物氧化中二氧化碳生成的方式生物体内二氧化碳的生成并不是物质中所含的碳、氧原子的直接化合,而是来源于糖、脂肪等转变来的有机酸的脱羧。根据脱去二氧化碳的羧基在有机酸分子中的位置,可将脱羧反应分为α–脱羧与β–脱羧两种类型。有些脱羧反应不伴有氧化,称为单纯脱羧; 有些则伴有氧化,称为氧化脱羧。例如苹果酸的氧化脱羧: 6 (2)生物氧化中物质氧化的方式在化学反应中,失电子、脱氢、加氧都属于氧化;得电子、加氢、脱氧都属于还原。这种变化规律,无论在体内或体外,都是一样的。不同的是,体内氧化都是酶促反应。常见的氧化类型有脱电子、脱氢、加水脱氢和加氧反应。生物体内并不存在游离的电子或氢原子,在上述氧化反应中脱下的电子或氢原子必须为另一物质所接受。这种既能接受又能供出电子或氢原子的物质称为递电子体或递氢体。 7第二节氧化—还原电势氧化-还原反应:反应过程中有电子从一种物质(还原剂)转移到另一种物质(氧化剂)的化学反应。一、氧化—还原电势概念 在氧化—还原反应中,如果反应物的组成原子或离子能提供电子,则该物质称为还原剂;如果反应物的组成原子或离子能夺得电子, 则该反应物称为氧化剂。 还原剂失掉电子的倾向(氧化剂得到电子的倾向)称为氧化(-还原)电势(Oxidation — reduction potential ,简写为 Ox / red potential) 。任何氧化—还原物质与标准氢电极组成原电池,都可测定其标准氧化—还原电势。 8二、生物体中的氧化—还原电势生物体内的氧化—还原物质进行氧化—还原反应时,基本原理和化学电池一样,也可以把生物体内的氧化剂和还原剂做成化学电池,无论是有机物、无机物或混合的有机、无机氧化—还原体系, 任何的氧化—还原物质连在一起,都可以有氧化—还原电势产生,导致电子在物质间的传递。因此,在生物氧化反应中, 氧化与还原总是相互偶联的。一个化合物(还原剂)失去电子,必然伴随另一个化合物(氧化剂)接受电子。 在呼吸作用中,电子从 NADH 传递到 O2 的推动力是由于反应物 1/ 2 O2 、 NADH 、 H+ 与产物 NAD+ 、 H2O 之间存在很大的电势差,导致电子从 NADH 通过各中间物传给了 O2 。 9第三节电子传递过程和氧化呼吸链一、电子传递链 : 还原型辅酶上(如 NADH 或 FADH2) 的氢以质子形式脱下,其电子沿着一