第八章生物氧化省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、第八章生物氧化第1页第一节第一节生物氧化概念及特点生物氧化概念及特点一、生物氧化概念一、生物氧化概念物质在生物体内氧化分解。物质在生物体内氧化分解。有机物在生物体内彻底氧化生成有机物在生物体内彻底氧化生成CO2和和H2O,并放出能量过程。,并放出能量过程。第2页线粒体内线粒体内氧化伴有氧化伴有ATP生成,也称细胞呼吸。生成,也称细胞呼吸。线粒体外线粒体外如内质网、过氧化物酶体等氧化如内质网、过氧化物酶体等氧化不伴有不伴有ATP生成,主要与生物转化相关。生成,主要与生物转化相关。第3页糖、脂肪、蛋白质氧化放能三个阶段糖、脂肪、蛋白质氧化放能三个阶段糖、脂肪、蛋白质氧化放能三个阶段糖、脂肪、蛋白质
2、氧化放能三个阶段第4页二、生物氧化特点二、生物氧化特点 1.1.条件温和:条件温和:2.2.水水生成生成:3.CO 3.CO2 2生成生成:4.4.能量生成能量生成:在细胞内进行,是在体温、在细胞内进行,是在体温、近中性近中性pH和有水温和环境中,和有水温和环境中,在一系列酶、辅酶和传递体在一系列酶、辅酶和传递体作用下逐步进行作用下逐步进行由底物脱氢,经一系列由底物脱氢,经一系列氢或电子传递反应,最终与氢或电子传递反应,最终与氧结合生成水。氧结合生成水。代谢物中碳原子先被氧代谢物中碳原子先被氧化成羧基,生成有机酸脱羧化成羧基,生成有机酸脱羧生成生成CO2。能量是逐步释放出来。能量是逐步释放出来
3、。生成能量先贮存在高能磷酸生成能量先贮存在高能磷酸化合物,如化合物,如ATP中,需要时中,需要时候再释放出来。候再释放出来。第5页生物氧化中了解生物氧化中了解生物氧化中了解生物氧化中了解2 2个问题:个问题:个问题:个问题:1.1.代谢物怎样脱氢代谢物怎样脱氢代谢物怎样脱氢代谢物怎样脱氢 2.2.脱下脱下脱下脱下HH怎样与怎样与怎样与怎样与OO2 2HH2 2OO第二节第二节线粒体氧化体系线粒体氧化体系生物氧化体系:生物氧化体系:生物氧化体系:生物氧化体系:代谢物氢代谢物氢代谢物氢代谢物氢脱氢酶激活脱氢酶激活脱氢酶激活脱氢酶激活脱出脱出脱出脱出11或几个中或几个中或几个中或几个中间传递体按一定
4、次序被传递间传递体按一定次序被传递间传递体按一定次序被传递间传递体按一定次序被传递与与与与OO2 2 HH2 2OO第6页一、相关一、相关概念概念 在生物氧化体系中,传递氢酶或辅酶称为在生物氧化体系中,传递氢酶或辅酶称为在生物氧化体系中,传递氢酶或辅酶称为在生物氧化体系中,传递氢酶或辅酶称为递氢体递氢体递氢体递氢体,传,传,传,传递电子酶或辅酶称为递电子酶或辅酶称为递电子酶或辅酶称为递电子酶或辅酶称为电子传递体电子传递体电子传递体电子传递体,它们按一定次序排列在,它们按一定次序排列在,它们按一定次序排列在,它们按一定次序排列在线粒体内膜上线粒体内膜上线粒体内膜上线粒体内膜上,组成递氢或递电子体
5、系,统称为,组成递氢或递电子体系,统称为,组成递氢或递电子体系,统称为,组成递氢或递电子体系,统称为电子传递电子传递电子传递电子传递链链链链。代谢物上氢原子经过一系列传递体,最终传递给被激代谢物上氢原子经过一系列传递体,最终传递给被激代谢物上氢原子经过一系列传递体,最终传递给被激代谢物上氢原子经过一系列传递体,最终传递给被激活氧原子而生成水。该一系列连锁反应与细胞摄取氧呼吸活氧原子而生成水。该一系列连锁反应与细胞摄取氧呼吸活氧原子而生成水。该一系列连锁反应与细胞摄取氧呼吸活氧原子而生成水。该一系列连锁反应与细胞摄取氧呼吸过程相关,故又称为过程相关,故又称为过程相关,故又称为过程相关,故又称为呼
6、吸链呼吸链呼吸链呼吸链。第7页二、呼吸链组成成份二、呼吸链组成成份NADH-NADH-泛醌还原酶泛醌还原酶泛醌还原酶泛醌还原酶黄素蛋白黄素蛋白铁硫蛋白铁硫蛋白琥珀酸琥珀酸琥珀酸琥珀酸-泛醌还原酶泛醌还原酶泛醌还原酶泛醌还原酶黄素蛋白黄素蛋白铁硫蛋白铁硫蛋白细胞色素细胞色素b泛醌泛醌泛醌泛醌-细胞色素细胞色素细胞色素细胞色素C C还原酶还原酶还原酶还原酶细胞色素细胞色素b细胞色素细胞色素C1铁硫蛋白铁硫蛋白细胞色素细胞色素细胞色素细胞色素C C氧化酶氧化酶氧化酶氧化酶细胞色素细胞色素a细胞色素细胞色素a3第8页第9页(一)NAD+(Co)第10页NAD+功效功效接收从代谢物上脱下接收从代谢物上脱
7、下接收从代谢物上脱下接收从代谢物上脱下2H2H,然后传递给黄素蛋白。,然后传递给黄素蛋白。,然后传递给黄素蛋白。,然后传递给黄素蛋白。NAD+H+H+e NADH+H+第11页NADP+NADPH+H+NAD+NADP+NADH+H+吡啶核苷酸转氢酶吡啶核苷酸转氢酶吡啶核苷酸转氢酶吡啶核苷酸转氢酶CoNAD+NAD+和和NADP+均为均为递氢体递氢体第12页黄素蛋白(黄素蛋白(flavoproteins,FP)是由一条多)是由一条多肽结合肽结合1个辅基组成酶类。个辅基组成酶类。结合辅基能够是结合辅基能够是FAD或或FMN,它们是维生素它们是维生素B2衍生物,每个辅基能够接收和提供两个衍生物,每
8、个辅基能够接收和提供两个质子和电子。质子和电子。线粒体中黄素蛋白主要是电子传递链中线粒体中黄素蛋白主要是电子传递链中NADH脱氢酶脱氢酶和和TCA循环中琥珀酸脱氢酶。循环中琥珀酸脱氢酶。(二)黄素蛋白(递氢体)二)黄素蛋白(递氢体)第13页黄素蛋白辅基有两种:黄素蛋白辅基有两种:FMN、FAD第14页FMN/FADFMN/FAD分子中异咯嗪部分可进行可逆分子中异咯嗪部分可进行可逆分子中异咯嗪部分可进行可逆分子中异咯嗪部分可进行可逆脱氢加氢脱氢加氢脱氢加氢脱氢加氢反应反应反应反应第15页(三)铁硫蛋白(三)铁硫蛋白铁硫蛋白(铁硫蛋白(iron-sulfur proteinsiron-sulfur
9、 proteins,Fe-Fe-S S)又称铁硫中心,其特点是含铁原子和硫)又称铁硫中心,其特点是含铁原子和硫原子,铁是与无机硫原子或是与蛋白质肽原子,铁是与无机硫原子或是与蛋白质肽链上半胱氨酸残基硫相结合。链上半胱氨酸残基硫相结合。第16页Fe2+Fe3+-e+eFe-S在呼吸链中多与黄素蛋白或细胞色素在呼吸链中多与黄素蛋白或细胞色素b结合成复合物存在结合成复合物存在单电子传递体单电子传递体单电子传递体单电子传递体第17页(四)泛醌(四)泛醌泛醌(泛醌(ubiquinoneubiquinone,UQUQ)亦称辅酶)亦称辅酶Q Q(coenzyme Qcoenzyme Q),为一脂溶性苯醌,带
10、有),为一脂溶性苯醌,带有很长侧链,是由多个异戊二烯很长侧链,是由多个异戊二烯(isopreneisoprene)单位组成。)单位组成。它是电子传递链中唯一非蛋白电子载体它是电子传递链中唯一非蛋白电子载体。第18页第19页(五)细胞色素体系(五)细胞色素体系细胞色素(细胞色素(cytochromes,Cyt)是位于线粒体内膜含铁电)是位于线粒体内膜含铁电子传递体,主要含有细胞色素子传递体,主要含有细胞色素a,b,c和和c1.其辅基为铁卟啉衍生物,铁原子处于卟啉环中心,组成血其辅基为铁卟啉衍生物,铁原子处于卟啉环中心,组成血红素。组成它们辅基分别为血红素红素。组成它们辅基分别为血红素A、B和和C
11、。细胞色素主要是经过细胞色素主要是经过Fe3+Fe2+互变起传递电子作用。互变起传递电子作用。第20页第21页细胞色素细胞色素细胞色素细胞色素aaaa3 3是唯一能将电子传递给氧细胞色素,又是唯一能将电子传递给氧细胞色素,又是唯一能将电子传递给氧细胞色素,又是唯一能将电子传递给氧细胞色素,又称细胞色素氧化酶。称细胞色素氧化酶。称细胞色素氧化酶。称细胞色素氧化酶。第22页三、呼吸链中传递体排列次序三、呼吸链中传递体排列次序第23页电子流动趋向:还原电位低电子流动趋向:还原电位低电子流动趋向:还原电位低电子流动趋向:还原电位低还原电位高还原电位高还原电位高还原电位高第24页四、主要呼吸链四、主要呼
12、吸链线粒体内主要有两条:线粒体内主要有两条:NADH氧化呼吸链氧化呼吸链FADH2氧化呼吸链氧化呼吸链第25页第26页五、五、ATP生成、利用与储存生成、利用与储存生物氧化过程中释放能量大约有生物氧化过程中释放能量大约有40%以化以化学能形式储存于一些特殊有机磷化合物中,学能形式储存于一些特殊有机磷化合物中,形成磷酸酯。这些磷酸酯键水解时释放能形成磷酸酯。这些磷酸酯键水解时释放能量较多(大于量较多(大于21kJ/mol),普通称之为),普通称之为高高能磷酸键能磷酸键,惯用,惯用“p”符号表示。符号表示。含有高能磷酸键化合物称之为含有高能磷酸键化合物称之为高能磷酸化高能磷酸化合物。合物。第27页
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