《生物化学》课程教学课件（讲稿）chapter8 代谢总论与生物氧化（2/2）

生物氧化概述生物氧化及其特点(组分、顺序、功能）【呼吸链/电子传递链（偶联、ATP、关键酶、抑制剂）"氧化磷酸化胞液NADH穿梭机制

2 生物氧化及其特点 呼吸链/电子传递链（组分、顺序、功能） 氧化磷酸化（偶联、ATP、关键酶、抑制剂） 胞液NADH穿梭机制 生物氧化概述

生物氧化一呼吸链33呼吸链概念、种类、组分及排列顺序学生能够理解概念，明确各组分的作用机制及排序依据及其抑制剂34氧化磷酸化及其机制学生能够根据实验推断氧化磷酸化的作用机制35e胞液NADH的跨膜转运学生能够描述胞液NADH进入线粒体的方式和途径2022/10/17

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化学回顾氧化还原反应得到氧，被氧化（氧化反应）失去电子，化合价升高CCO2+2Cu2Cu0+=得到电子，化合价降低失去氧，被还原（还原反应）氧化反应（Oxidationreaction）：物质得到氧，失电子，化合价升高。还原反应（Reductionreaction）：物质失去氧，得电子，化合价降低。氧化反应和还原反应同时进行，也称氧化还原反应

4 回顾 化学——氧化还原反应 得到氧，被氧化（氧化反应） 失去氧，被还原（还原反应） 还原反应（ Reduction reaction ） ：物质失去氧，得电子，化合价降低。 氧化反应（Oxidation reaction） ：物质得到氧，失电子，化合价升高。 失去电子，化合价升高 得到电子，化合价降低 2CuO + C = 2Cu + CO2 氧化反应和还原反应同时进行，也称氧化还原反应

什么是生物氧化(biological oxidation) ?有机物在生物体内氧的作用下，生成二氧化碳和水并释放能量的过程称为生物氧化生物体内氧化反应类型：脱氢、脱电子、加氧等。葡萄糖C,H20+602→6H,0+6C0z+30/32ATP

5 生物体内氧化反应类型：脱氢、脱电子、加氧等。 什么是生物氧化（biological oxidation）？ 有机物在生物体内氧的作用下，生成二氧化碳和水 并释放能量的过程称为生物氧化。 葡萄糖C6H12O6 + 6O2 6H2O + 6CO2 + 30/32ATP

生物氧化的特点>生物氧化是在生物细胞内进行的酶促氧化过程，反应条件温和（水溶液，中性pH和常温）。>氧化进行过程中，必然伴随生物还原反应的发生。水是许多生物氧化反应的氧供体。通过加水脱氢作用直接参与了氧化反应。>在生物氧化中，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质子和电子，通常由各种载体，如NADH等传递到氧并生成水

6 生物氧化的特点  生物氧化是在生物细胞内进行的酶促氧化过程，反应 条件温和（水溶液，中性pH和常温）。  氧化进行过程中，必然伴随生物还原反应的发生。  水是许多生物氧化反应的氧供体。通过加水脱氢作用 直接参与了氧化反应。  在生物氧化中，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质子和电子，通常由各种载体， 如NADH等传递到氧并生成水

生物氧化的特点>生物氧化是一个分步进行的过程。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。这种逐步进行的反应模式有利于在温和的条件下释放能量，提高能量利用率。>生物氧化释放的能量，通过与ATP合成相偶联，车转换成生物体能够直接利用的生物能ATP。(A)DIRECTBURNINGOFSUGAR(B)STEPWISEOXIDATIONOFSUGARINCELLSINNONLIVINGSYSTEMlarge activationsmall activationenergiesenergyovercomeovercomebyenzymesthatbytheheatfromworkatbodytemperatureafire+OSUGAR0SUGARAMJArasomefreeall free energyisenergystored in30released as heat:activatedcarriernoneisstoredmoleculesCO,+H,0CO,+H,Energy released is captured by high-energy bonds in activated carriers - sMall amount each

7 生物氧化的特点  生物氧化是一个分步进行的过程。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。这种逐步进行的反应模式有利 于在温和的条件下释放能量，提高能量利用率。  生物氧化释放的能量，通过与ATP合成相偶联，转换成生物体能 够直接利用的生物能ATP

生物氧化与非生物氧化非生物氧化：CO, + H,O有机物+ 022 -- - -→ CO2+H,O生物氧化：有机物+ 02高等动物通过肺进行呼吸，吸入O2排出CO2，故而生物氧化也称为呼吸作用

8 非生物氧化： 有机物 + O2 CO2 + H2O 有机物 + O2 生物氧化： CO2 + H2O 高等动物通过肺进行呼吸，吸入O2排出CO2，故而生物氧 化也称为呼吸作用。 生物氧化与非生物氧化

生物氧化与体外燃烧的特点比较生物氧化体外燃烧剧烈温和反应条件（体温、pH近中性）高温、高压）一步完成反应过程逐步进行的酶促反应逐步进行瞬间释放能量释放(热能)（化学能、热能）碳和氧结合CO,生成方式有机酸脱羧不需要H20需要相同点：耗氧量相同，最终产物相同，释放的能量也相同。2022/10/17

2022/10/17 9 生物氧化与体外燃烧的特点比较 生物氧化 体外燃烧 反应条件 温 和 剧 烈 (体温、pH近中性) (高温、高压) 反应过程 逐步进行的酶促反应 一步完成 能量释放 逐步进行 瞬间释放 （化学能、热能） （热能） CO2生成方式 有机酸脱羧 碳和氧结合 H2O 需 要 不需要 相同点：耗氧量相同，最终产物相同，释放的能量也相同

生物氧化中CO2生成方式脱羧是就是有机化学中把有机物中的羧基以二氧化碳或碳酸根的形式脱去的一类反应。R-COOH→RH+CO2单纯脱羧α-脱羧根据反应的同时是据所脱羧基在有机否伴有氧化反应：酸分子中的位置：β一脱羧氧化脱羧10

10 生物氧化中CO2生成方式 脱羧是就是有机化学中把有机物中的羧基以二氧化碳或碳 酸根的形式脱去的一类反应。 α-脱羧 β－脱羧 据所脱羧基在有机 酸分子中的位置： 单纯脱羧 氧化脱羧 根据反应的同时是 否伴有氧化反应： R-COOH→RH+CO₂

丙酸（CH3-CH2-COOH）1.α一单纯脱羧COOH如氨基酸在氨基酸脱羧酶作CHCOOH谷氨酸脱羧酶CH用下脱去羧基，生成胺和CH,-CO2CHNHCHCO20COOHCH,NH2谷氨酸-氨基丁酸（GABA)2．β一单纯脱羧如草酰乙酸→丙酮酸+CO2（酶为丙酮酸羧化酶）COOHCH.CO+COCH生物素cOCOOHCOOH丙酮酸草酰乙酸11

11 1．α－单纯脱羧 2．β－单纯脱羧 丙酸（CH3-CH2-COOH） 如氨基酸在氨基酸脱羧酶作 用下脱去羧基，生成胺和 CO2。 如草酰乙酸→丙酮酸+CO2(酶为丙酮酸羧化酶)