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第五章 生物氧化 概 述 一、什么是生物氧化？种类？ （1）生物氧化：生物体内一切代谢物在细胞内进行的氧化作用，由于是在细胞内进行的也叫组织呼吸或细胞呼吸。 （2）种类： 线粒体氧化体系：真核生物→在线粒体内膜上发生，与能量产生有关。 原核生物→在质膜上发生，与能量产生有关。 非线粒体氧化体系：发生在内质网膜上，与能量产生无关。 二、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。 三、生物氧化的本质及过程 1.本质： 生物氧化的本质是电子的得失，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、电子转移和脱氢氧化。 2.无氧氧化3-、SO42-的利用)。 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，好气生物或兼性生物吸收空气中的氧作为电子受体，可将燃料分子完全氧化分解，这称为有氧氧化。因为有氧氧化燃烧完全，产能多，所以，只要有氧气存在，细胞都优先进行有氧氧化。 4.生物能及其存在形式 ①生物能和ATP ATP是生物能存在的主要形式，是能量的携带者和传递者； ATP是能够被生物细胞直接利用的能量形式； 生物化学反应与普通的化学反应一样,也服从热力学的规律； ATP可作为能量的重要偶联剂。 ②高能化合物 生物体通过生物氧化所产生的能量，除一部分用以维持体温外，大部分可以通过磷酸化作用转移至高能磷酸化合物ATP中。 根据生物体内高能化合物键的特性可以把他们分成以下几种类型：①磷氧键型（酰基磷酸化合物、焦磷酸化合物、烯醇式磷酸化合物）、氮磷键型、硫酯键型、甲硫键型。 第二节 线粒体氧化体系 一、生物氧化中CO2的生成方式 需要明确的是生物体氧化生成的CO2并不是C原子与O原子的直接化合，而是有机酸的脱羧结果。 脱羧的方式有以下几种： α-单纯脱羧：脱羧反应发生在α-碳原子相连的羧基上，不发生氧化 作用； α-氧化脱羧：脱羧反应发生与α-碳原子相连的羧基上，同时发生氧 化作用（脱羧脱氧）。 β-氧化脱羧：脱羧反应发生与β-碳原子相连的羧基上，并发生氧化 作用。 二、呼吸链 （一）、什么是呼吸链？什么是递氢体与递电子体？ 1、呼吸链又称电子传递链，是由存在于线粒体内膜上的一系列能接受氢或电子的中间传递体组成，指代谢物在分解代谢过程中产生还原型辅酶，这些还原型辅酶在线粒体内经一系列传递体的传递作用，将代谢物上的经脱氢酶脱下的氢传递给被激活的氧原子而生成水，由于参与这一系列催化反应的酶与辅酶一个接一个构成链状反应，因此称为呼吸链。 2、递氢体：凡是参与呼吸链中传递氢原子的辅酶或辅基。递电子体：凡是参与呼吸链中传递电子的辅酶或辅基。 （二）、呼吸链的种类 根据代谢物上脱下氢的初始受体不同分两种：NADH呼吸链和FADH2呼吸链 生物进化→呼吸链也逐渐高级越完善。 （三）、呼吸链的组成 ⑴ 从NADH到O2的呼吸链： NADH-Q还原酶→细胞色素bc1复合物（CoQ-cytc还原酶）→细胞色素氧化酶 （复合物Ⅰ） （复合物Ⅱ） （复合物Ⅲ） ⑵ 从FADH2到O2的呼吸链: 琥珀酸-Q还原酶复合物→细胞色素bc1复合物→细胞色素氧化酶组成 （复合物Ⅳ） *电子传递链的结构复合物包括： 复合物Ⅰ（NADH-CoQ-还原酶）：由NADH脱氢酶和铁硫蛋白组成。 复合物Ⅱ（CoQ-细胞色素c还原酶）：由细胞色素b和c1及特殊的铁硫蛋白组成。 复合物Ⅲ（CoQ-细胞色素c氧化酶）：由细胞色素a和a3组成。 复合物Ⅳ（琥珀酸-CoQ还原酶）：由琥珀酸脱氢酶和铁硫蛋白组成。 *NADH、CoQ和cytc在这几个复合物之间起桥梁作用。 （四）、呼吸链组成成分的简介 以NAD或NADP为辅酶的脱氢酶→接受代谢物脱下的H转变为还原型辅酶NADH2或NADPH2。 NADH-Q-还原酶：是一种与铁硫蛋白结合成复合物的黄素蛋白，其辅酶为FMN或FAD（黄色）（黄素酶），活性部分还含有铁硫蛋白。它的作用是结合NADH