生物化學(xué)：第六章生物氧化

1、第六章 生物氧化一、 名詞解釋1. 物質(zhì)代謝2. 氧化磷酸化3. P/O比值4. 解偶聯(lián)劑5. 生物氧化6. 高能磷酸鍵7. 呼吸鏈二、 填空1. 在琥珀酸氧化呼吸鏈中，可進(jìn)行偶聯(lián)磷酸化的是復(fù)合體III和復(fù)合體_，后者又可稱之為_(kāi)。2. 解偶聯(lián)劑DNP的化學(xué)本質(zhì)是_，其解偶聯(lián)的主要機(jī)理是_。3. 呼吸鏈復(fù)合體III又可稱為_(kāi)，它除含有輔助成分Fe-S外，還含有輔基_。4. NADH-泛醌還原酶就是復(fù)合體_,它含有輔基_和Fe-S。5. 催化ATP+CDPADP+CTP的酶是_，催化磷酸肌酸+ADP肌酸+ATP的酶是_。6. 目前已知有3個(gè)反應(yīng)以底物水平磷酸化方式生成ATP，其中有一個(gè)反應(yīng)由丙酮

2、酸激酶催化，催化另2個(gè)反應(yīng)的酶是_和_。7. 輔酶Q的化學(xué)本質(zhì)是_類化合物。CoQ10符號(hào)中的10代表_。三、 問(wèn)答1. 胞漿中的NADH如何參加氧化磷酸化過(guò)程？試述其具體機(jī)制。2. 人體生成ATP的方法有哪幾種？請(qǐng)?jiān)斒鼍唧w生成過(guò)程。3. 物質(zhì)在體內(nèi)氧化和體外氧化有哪些異同點(diǎn)？請(qǐng)加以說(shuō)明。4. 敘述呼吸鏈的組成與排列，這樣排列的依據(jù)是什么？參考答案一、名詞解釋1. 機(jī)體在生命活動(dòng)過(guò)程中不斷攝入O2及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行中間代謝，同時(shí)不斷排出CO2及代謝廢物，這種機(jī)體和環(huán)境之間不斷進(jìn)行的物質(zhì)交換即物質(zhì)代謝。2. 在呼吸鏈電子傳遞過(guò)程中偶聯(lián)ADP磷酸化，生成ATP，此過(guò)程稱為氧化磷酸化，這是細(xì)胞

3、內(nèi)生成ATP的主要方式。3. P/O比值是指物質(zhì)氧化時(shí)，每消耗1摩爾氧原子所消耗的無(wú)機(jī)磷的摩爾數(shù)（或ADP摩爾數(shù)），也即生成ATP的摩爾數(shù)。4. 使氧化與磷酸化偶聯(lián)過(guò)程脫離的物質(zhì)稱為解偶聯(lián)劑。其機(jī)制是使呼吸鏈傳遞電子過(guò)程中泵出的H+不經(jīng)ATP合酶的F0質(zhì)子通道回流，但通過(guò)其他途徑返回線粒體基質(zhì)，從而破壞了內(nèi)膜兩側(cè)的電化學(xué)梯度，使ATP的生成受到抑制，質(zhì)子電化學(xué)梯度儲(chǔ)存的能量以熱能形式釋放。5. 主要指生物體內(nèi)物質(zhì)通過(guò)氧化作用、最后生成水和CO2以及釋放能量的過(guò)程。6.水解時(shí)釋放較多能量的磷酸酯或磷酸酐一類 的化學(xué)鍵，常用P表示。這種高能磷酸鍵表示整個(gè)分子具有較高的能量，實(shí)際上并不存在鍵能特別高

4、的化學(xué)鍵，但因長(zhǎng)期沿用，一般仍稱為高能磷酸鍵。 7. 在線粒體生物氧化過(guò)程中，代謝物脫下的氫，經(jīng)過(guò)多種酶和輔酶催化的連鎖反應(yīng)逐步傳遞，最終與氧結(jié)合生成水。由于此過(guò)程與細(xì)胞呼吸有關(guān)，所以將此傳遞鏈稱為呼吸鏈。二、填空1. IV 細(xì)胞色素C氧化酶2. 二硝基苯酚 破壞線粒體內(nèi)膜內(nèi)外的質(zhì)子電化學(xué)梯度3. 泛醌-Cytc還原酶 鐵卟啉4. I FMN5. 核苷二酸磷酸激酶 肌酸激酶6. 琥珀酸CoA合成酶 磷酸甘油酸激酶7. 醌 由10個(gè)異戊二烯組成的側(cè)鏈三、問(wèn)答題1線粒體內(nèi)生成的NADPH可直接參加氧化磷酸化過(guò)程，但在胞漿中生成的NADPH不能自由透過(guò)線粒體內(nèi)膜，故線粒體外NADPH所帶的氫必須通過(guò)

5、某種轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制才能進(jìn)入線粒體，然后再經(jīng)呼吸鏈進(jìn)行氧化磷酸化過(guò)程。這種轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制主要有-磷酸甘油穿梭和蘋果酸-天冬氨酸穿梭兩種機(jī)制。（1）-磷酸甘油穿梭：這種穿梭途徑主要存在于腦和骨骼肌中，胞漿中的NADH在磷酸甘油脫氫酶催化下，使磷酸二羥丙酮還原成-磷酸甘油，后者通過(guò)線粒體外膜，再經(jīng)位于線粒體內(nèi)膜近胞漿側(cè)的磷酸甘油脫氫酶催化下氧化生成磷酸二羥丙酮和FADH2，磷酸二羥丙酮可穿出線粒體外膜至胞漿，參與下一輪穿梭，而FADH2則進(jìn)入琥珀酸氧化呼吸鏈，生成2分子ATP（2）蘋果酸-天冬氨酸穿梭：這種穿梭途徑主要存在于肝和心肌中，胞漿中的NADH在蘋果酸脫氫酶催化下，使草酰乙酸還原為蘋果酸，后者通過(guò)線粒體

6、外膜上的-酮戊二酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)入線粒體，又在線粒體內(nèi)蘋果酸脫氫酶的作用下重新生成草酰乙酸和NADH。NADH進(jìn)入NADH氧化呼吸鏈，生成3分子ATP?？梢?jiàn)，在不同組織，通過(guò)不同穿梭機(jī)制，胞漿中的NADH進(jìn)入線粒體的過(guò)程不一樣，參與氧化呼吸鏈的途徑不一樣，生成的ATP數(shù)目不一樣。2. ATP是生物體能量的儲(chǔ)存和利用中心，其生成或來(lái)源主要有兩種，一種是底物水平磷酸化，另一種是氧化磷酸化。具體過(guò)程如下：（1） 底物水平磷酸化：利用代謝分子中的能量使ADP磷酸化生成ATP的過(guò)程，稱為底物水平磷酸化，在物質(zhì)分解利用過(guò)程中，有三個(gè)典型的底物水平磷酸化反應(yīng)，糖酵解過(guò)程中，磷酸甘油酸激酶催化1，3二磷酸甘油酸生

7、成3磷酸甘油酸以及丙酮酸羧激酶催化磷酸烯醇式丙酮酸生成烯醇式丙酮酸這兩步反應(yīng)均伴有ADP磷酸化生成ATP，三羧酸循環(huán)中琥珀酰CoA合成酶催化琥珀酰CoA生成琥珀酸，同時(shí)催化Pi和GDP生成GTP，而GTP又可在酶促作用下能量轉(zhuǎn)移生成ATP;（2） 氧化磷酸化：即在呼吸鏈電子傳遞過(guò)程中偶聯(lián)ADP磷酸化，生成ATP。如物質(zhì)脫下的2H經(jīng)NADH氧化呼吸鏈可偶聯(lián)生成3個(gè)ATP；經(jīng)琥珀酸氧化呼吸鏈則偶聯(lián)生成2個(gè)ATP。這是機(jī)體內(nèi)ATP生成的主要方式。3. 物質(zhì)在生物體內(nèi)氧化的過(guò)程被稱為生物氧化，主要指糖、脂肪、蛋白質(zhì)等通過(guò)氧化作用逐步釋放能量，最終生成CO2和H2O這一過(guò)程。與物質(zhì)的體外氧化相比主要有以

8、下異同點(diǎn)：相同點(diǎn)：兩種氧化方式都遵循氧化還原反應(yīng)的一般規(guī)律，有加氧、脫氫、失電子過(guò)程；兩種氧化方式所消耗的氧量、綜產(chǎn)物（CO2，H2O）和釋放的能量均相同。不同點(diǎn)：反應(yīng)的環(huán)境與條件不同，生物氧化是在生物細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的，恒溫，PH接近中性，可有水參與，而體外氧化則需高溫和干燥的環(huán)境；反應(yīng)的方式不同，生物氧化在一系列酶的催化下逐步進(jìn)行，O2接受電子后與H+生成水，CO2由脫羧基產(chǎn)生，而體外氧化無(wú)需酶催化，反應(yīng)劇烈，H和C直接與O2 化合成H2O 及CO2；釋放能量過(guò)程不同，生物氧化能量逐步釋放，能量部分以化學(xué)能方式儲(chǔ)存，部分以熱能釋放，而體外氧化全部以熱和光的形式驟然釋放。4. 機(jī)體氧化呼吸鏈有兩條，分別為NADH氧化呼吸鏈與琥珀酸氧化呼吸鏈，其組成與排列順序于下圖： NADH復(fù)合體I CoQ復(fù)合體Cytc復(fù)合體 琥珀酸復(fù)合體這兩條呼吸鏈的排列順序是由一系列的實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果確定的：根據(jù)呼吸鏈各組分的標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位，由低到高的順序排列；在體外將呼吸鏈拆開(kāi)和重組，鑒定四種復(fù)