第4章生物氧化-32hr.ppt
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1、第四章 生 物 氧 化,一切生物体的生命活动都与能量有关,能量的产生和消耗不断在体内进行着。 生物获取能量的最终来源是太阳的光能,绿色植物、藻类、光合细菌等通过光合作用把太阳能吸收并转变成化学能而蕴藏在新合成的糖、淀粉中,然后通过植物的糖代谢产生含能量的脂肪和蛋白质等。 动物和人类则利用这些物质作为养料,并利用吸入的氧气,在细胞内把这些养料氧化分解成CO2、H2O释放能量。并将释放的能量转变为可利用的能量形式。,生物对能量的获取和利用: 能量 太阳光能 化学能(糖,淀粉) 脂肪 蛋白质 CO2 + H2O + 能,绿色植物,藻类,代谢,光合细菌,动物,人摄取,氧化分解,一、生物氧化的定义 定义
2、:有机物( 糖,脂,蛋白)在生物体内氧化分解产生二氧 化碳和水,并释放能量的作用称为生物氧化。 由于生物氧化是在活细胞体内进行,同时伴有氧的消耗 和二氧化碳的释放,故也称为细胞呼吸或细胞氧化 (组织氧化)。 二、生物氧化的特点与本质 与体外氧化的相同点:二者的实质相同 1物质失去电子 氧化 得电子 还原 2同一物质在体内外氧化所产生的终产物和释放的能量的多 少是一样的,但二者表现形式不同,反应条件不同。,不同点: 1反应条件温和 体外:氧化需高温干燥或强酸强碱条件下才能进行,一般以 燃烧的方式进行,并常常一直氧化到底,产生大量的 热和终产物,如无特殊装置收集,热一般都散发到环 境中。 体内:氧
3、化在一系列酶及辅酶的参加下,可在体温及近中性 含水的条件下进行。,不同点: 2能量逐步释放 体外:氧化反应能量一下子释放,并以热的形式散失。 体内:的生物氧化反应逐步分阶段进行,每步反应释放出一 定的能量,不致于使体温骤然升高而损害机体,以使 释放的能量有效利用。 3生物氧化释放的能量,先以高能化合物的形式储存,主要以ATP的形式,而不致以热的形式全部丧失。,三、生物氧化的内容 1三大物质如何在体内氧化成二氧化碳和水并释放能量产生 ATP。 二氧化碳如何形成 代谢物脱下的氢通过什么途径与氧结合成水。 氧化产生的能量如何储存 ATP 2毒物、药物、H2O2等如何氧化分解。 一般不伴有能量的产生。
4、,四、生物氧化的方式(本质 ) 1失电子 电子转移 2脱氢 氢原子的转移 3加氧 醛 酸 五、生物氧化中二氧化碳的生成方式 生物氧化中二氧化碳并不是由代谢物中的碳与氧化和产生; 而是由: 有机物(糖,脂,蛋白) 有机酸 有机酸脱羧 CO2,五、水的生成 H2O是生物氧化的产物之一。 生成:脱氢酶催化代谢物(底物)脱氢,脱下的氢经一 系列传递体的传递最后与活化了的氧结合成水。 O2 SH2 2H O H2O S 传递体:传递氢的递氢体 传递e的递e体 此传递体系叫呼吸链,脱H酶,氧化酶,传递体,生物氧化主要是以脱氢的方式进行,代谢物所含的氢一般是不活泼的,需要相应的酶激活才能脱氢; O2也需经氧
5、化酶激活才能变成高活性的氧化剂; 但激活的氧尚不能直接接受由脱氢酶激活的氢,两者需要由媒介的传递,才能结合成水。,1呼吸链 呼吸链:在生物氧化过程中代谢物(底物)分子上脱下的氢,经 一系列排列有序的中间传递体传递,而到达分子氧的传 递体系叫呼吸链(电子传递链,电子传递体系)。 该氧化过程与细胞摄取氧的呼吸过程有关,故叫呼吸链。,2呼吸链的组成 呼吸链是由一系列的酶与辅酶等组成的。 组成: 四类酶及辅因子:烟酰胺脱氢酶类与NAD(P)相关的 脱H酶。 黄素脱氢酶与黄素相关的脱H酶。 细胞色素类(CytochromesCyt) (b,c1,c,a,a3) 铁-硫蛋白(Fe-S) CoQ(辅酶Q):
6、脂溶性递H体。, 烟酰胺(尼克酰胺)脱氢酶类 (递氢体) 是一些以NAD+(NADP+)为辅酶的脱氢酶,已知有200多种。 NAD+:烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 NADP+:烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 NAD+(NADP+)结构:,作用方式:此类酶催化脱氢时,其辅酶NAD+(NADP+) 与底 物(SH2)脱下的氢结合还原成NADH(NADPH), 当有其它受氢体存在时NADH(NADPH)上的氢可 被脱下而氧化成NAD+(NADP+)。 NAD+(NADP+)反应: 氧化型 还原型, 黄素脱氢酶 (递氢体) 是一类以黄素为辅基的脱氢酶或氧化酶。 因辅基呈黄色,故称黄素酶。 黄素:FMN黄素单核苷酸
7、FAD黄素腺嘌呤二核苷酸 FMN(FAD)是VB2的衍生物。,作用方式:此类酶脱氢氧化时,将底物上的一对氢原子直接转移 到FMN (FAD)上形成FMNH2(FADH2)。 FMN(FAD)结构与反应(异咯嗪衍生物) 代谢物上的一对氢直接传给FMN(FAD)的异咯嗪环,而形成FMNH2(FADH2)。, 铁硫蛋白类(Fe-S) (递e体) 是一类含非卟啉铁和对酸不稳定的硫的蛋白; 其中铁和硫呈等量关系,如:Fe2-S2 Fe4-S4等; 铁和硫组成铁硫蛋白的铁硫中心。 作用方式:借铁的价态变化传递电子。Fe2+ Fe3+ 铁硫蛋白与电子传递的详细机制不详。, 辅酶Q(CoQ) (递氢体) 是一
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