生物氧化和生物能公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

第六章生物氧化和生物能生物氧化主要讨论问题一、生物氧化概念二、生物氧化方式1．脱氢氧化反应脂肪酸脱氢醛酮脱氢（2）加水脱氢2．加氧氧化反应2．加氧氧化反应3．失电子氧化反应4、CO２生成方式（1）直接脱羧作用氧化代谢中间产物羧酸在脱羧酶催化下，直接从分子中脱去羧基。比如丙酮酸脱羧。（2）氧化脱羧作用氧化代谢中产生有机羧酸（主要是酮酸）在氧化脱羧酶系催化下，在脱羧同时，也发生氧化（脱氢）作用。比如苹果酸氧化脱羧氧化脱羧5、H2O生成方式三、生物氧化特点三、生物氧化特点5.生物氧化是一个分步进行过程。每一步都由特殊酶催化，每一步反应产物都能够分离出来。这种逐步进行反应模式有助于在温和条件下释放能量，提升能量利用率。6.生物氧化释放能量，通过与ATP合成相偶联，转换成生物体能够直接利用生物能ATP。生物氧化特点本质生物氧化本质是电子得失，失电子者为还原剂，是电子供体，得电子者为氧化剂，是电子受体.在生物体内，它有三种方式：加氧氧化电子转移乳酸脱氢酶在无氧条件下，兼性生物或厌氧生物能利用细胞中氧化型物质作为电子受体，将燃料分子氧化分解，这称为无氧氧化。这些生物有以有机物分子作为最后氢受体(如厌氧发酵)，有则以无机物分子作为氢受体(如微生物中化能自养菌对NO3-、SO42-利用)。3.有氧氧化生物氧化在有氧和无氧条件下都能进行。在有氧条件下，好氧生物或兼性生物吸取空气中氧作为电子受体，可将燃料分子完全氧化分解，这称为有氧氧化。由于有氧氧化燃烧完全，产能多，因此，只要有氧气存在，细胞都优先进行有氧氧化。第二节生物能及其存在形式2.ATP结构为何ATP能够提供能量？3.ATP特点3.ATP特点二、生物化学反应自由能改变利用自由能判断反应进行方向在生物系统中，为了使某一个G>0反应顺利进行，往往需要和另一个能够释放能量反应偶联：ATP在生命活动中起极其主要作用，几乎所有生物需能反应都由ATP释放能量来驱动。ATP末端磷酸基团水解时，其原则自由能改变为－30.5千焦/摩尔，它通过酶和其它生物化学反应相偶联，即能够使多数不能自发进行反应得以顺利进行。二、高能化合物1.磷氧键型（—O~P)2.焦磷酸化合物3.烯醇式磷酸化合物4.氮磷键型5.硫酯键型6.甲硫键型第三节线粒体呼吸链和ATP合成H2O一、线粒体膜结构特点线粒体含有各种酶系。内膜：主要是呼吸链电子传递酶系（脱氢酶和氧化还原酶）、氧化磷酸化酶系脂质体内：糖类分解氧化酶系、脂酸氧化酶系、核酸合成酶系和蛋白质合成酶系线粒体是进行生物代谢和能量转换最主要场合。真核细胞：线粒体原核细胞：质膜氧化还原酶，按一定顺序排列。构成它们辅酶或辅基起到传递氢或电子作用，称为：传递体递氢体：传递氢辅酶或辅基递电子体：传递电子辅酶或辅基。1.典型呼吸链有两种，即NADH氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链。NADH氧化呼吸链NADH：还原型辅酶。它是NAD+还原产物，由NAD+接受各种代谢产物脱氢得到产物。NADH所携带高能电子是线粒体呼吸链主要电子供体之一。泛醌（Q）或辅酶-Q（CoQ）：是电子传递链中唯一非蛋白电子载体。细胞色素c：电子传递链中一个独立蛋白质电子载体。NAD+和NADP+结构泛醌（Q）或辅酶-Q（CoQ）辅酶-Q功效细胞色素细胞色素c（cyt.c）功效：单电子传递体NADH泛醌还原酶FMN作用是接受脱氢酶脱下来电子和质子，形成还原型FMNH2。还原型FMNH2能够进一步将电子转移给Q。(将电子从NADH传递给CoQ)铁硫蛋白在复合物I电子和质子传递中，Q一次接受来自铁硫蛋白1个电子，通过半醌自由基中间体，最后还原成还原型QH2。NADH泛醌还原酶泛醌细胞色素c还原酶功效：将电子从CoQ传递给Cytc构成：Cytb、Fe-S、Cytc1细胞色素(Cyt)：含铁卟啉辅基色蛋白，分a、b、c三类，每类中又分几种亚类。泛醌细胞色素c还原酶由于QH2是一个双电子载体，而参与上述反应过程其它组分(如cyt.c)都是单电子传递体，因此，实际反应情况比较复杂。QH2所携带一个高能电子通过铁硫蛋白，传递给cyt.c，本身形成半醌自由基（QH）；另一个电子则传递给cyt.b。还原型cyt.b能够将QH还原成QH2。其结果是通过一个循环，QH2将其中一个电子传递给cyt.c。简写为cyt.c氧化酶，即复合物IV，它是位于线粒体呼吸链末端蛋白复合物，由12个多肽亚基构成。活性部分主要包括cyt.a和a3。细胞色素c氧化酶cyt.a和a3构成一个复合体，除了含有铁卟啉外，还含有铜原子。cyt.aa3能够直接以O2为电子受体。在电子传递过程中，分子中铜离子能够发生Cu+Cu2+互变，将cyt.c所携带电子传递给O2。NADH呼吸链NADH呼吸链应用最广，糖、蛋白质、脂肪三大燃料分子分解代谢中脱氢氧化反应，绝大部分是