線粒體外氧化系統(tǒng)

1、第四節(jié)第四節(jié) 光合磷酸化光合磷酸化 光合磷酸化光合磷酸化(photophosphorylation)：光合生光合生物細(xì)胞利用光能驅(qū)動(dòng)光合鏈的電子傳遞，引起物細(xì)胞利用光能驅(qū)動(dòng)光合鏈的電子傳遞，引起質(zhì)子形成跨膜梯度和電位差，膜上質(zhì)子形成跨膜梯度和電位差，膜上CF0CF1-ATP合酶利用質(zhì)子返回勢(shì)能，使合酶利用質(zhì)子返回勢(shì)能，使ADP磷酸化形磷酸化形成成ATP的過程。的過程。 光合磷酸化形成的基本條件：光合磷酸化形成的基本條件：作用中心、電子載體、作用中心、電子載體、ATP合酶復(fù)合體有序合酶復(fù)合體有序地排列在類囊體膜上；地排列在類囊體膜上；膜必須是完整的；膜必須是完整的；光能驅(qū)動(dòng)光合鏈電子傳遞以及質(zhì)子

2、跨膜泵入光能驅(qū)動(dòng)光合鏈電子傳遞以及質(zhì)子跨膜泵入跨膜跨膜pH和和是是ATP合成的驅(qū)動(dòng)力；合成的驅(qū)動(dòng)力；CF0CF1-ATP合酶（其中合酶（其中C：Chl，即葉綠，即葉綠體）類似于線粒體體）類似于線粒體F0F1-ATP合酶，該酶利合酶，該酶利用類囊體腔內(nèi)質(zhì)子返回基質(zhì)的電化學(xué)勢(shì)能合用類囊體腔內(nèi)質(zhì)子返回基質(zhì)的電化學(xué)勢(shì)能合成成ATP。 光合電子傳遞鏈光合電子傳遞鏈連接兩個(gè)光系統(tǒng)（連接兩個(gè)光系統(tǒng)（PSI：在類囊體膜的外在類囊體膜的外側(cè)，側(cè)， PSIPSI的作用中心色素分子是的作用中心色素分子是P P700700，是是長波光反應(yīng)，其主要特征是長波光反應(yīng)，其主要特征是NADPNADP的還原；的還原；PSII：

3、在類囊體膜內(nèi)側(cè)。在類囊體膜內(nèi)側(cè)。 PSIIPSII的作用中的作用中心色素分子是心色素分子是P P680680。是短波光反應(yīng)，其主要是短波光反應(yīng)，其主要特征是特征是H H2 2O O的光解和放氧）以及的光解和放氧）以及H H2 2O O和和NADPNADP之間的傳遞電子的物質(zhì)之間的傳遞電子的物質(zhì)-光合電子傳遞光合電子傳遞鏈鏈/ /光合鏈。光合鏈。光合鏈在類囊體上的排列和電子與質(zhì)子的傳遞光合鏈在類囊體上的排列和電子與質(zhì)子的傳遞光合磷酸化的化學(xué)滲透模型光合磷酸化的化學(xué)滲透模型光合磷酸化的類型光合磷酸化的類型1.非循環(huán)式光合磷酸化非循環(huán)式光合磷酸化2.循環(huán)式光合磷酸化循環(huán)式光合磷酸化2 2ADP+2P

4、i+2NADPADP+2Pi+2NADP+ +2H+2H2 2O 2ATP+2NADPH+OO 2ATP+2NADPH+O2 2光光ADP +Pi ATPADP +Pi ATP光光鹽細(xì)菌即嗜鹽菌（鹽細(xì)菌即嗜鹽菌（Halobacterium salinarum）是一種生活在鹽濃度高于）是一種生活在鹽濃度高于3 mol/L的死海、鹽水湖、曬鹽場(chǎng)中或鹽腌的的死海、鹽水湖、曬鹽場(chǎng)中或鹽腌的海產(chǎn)品上的一種古細(xì)菌。海產(chǎn)品上的一種古細(xì)菌。鹽細(xì)菌：沒有葉綠素、類胡蘿卜素、藻膽色鹽細(xì)菌：沒有葉綠素、類胡蘿卜素、藻膽色素，也沒有復(fù)雜的兩個(gè)光系統(tǒng)組成的光合鏈素，也沒有復(fù)雜的兩個(gè)光系統(tǒng)組成的光合鏈，不放，不放O2，也

5、不產(chǎn)生，也不產(chǎn)生NADPH，以一種比其，以一種比其它光合細(xì)菌更簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)進(jìn)行光合磷酸化。它光合細(xì)菌更簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)進(jìn)行光合磷酸化。鹽細(xì)菌：利用日光能，以光合磷酸化產(chǎn)生化鹽細(xì)菌：利用日光能，以光合磷酸化產(chǎn)生化學(xué)能學(xué)能ATP。光驅(qū)動(dòng)的質(zhì)子泵。光驅(qū)動(dòng)的質(zhì)子泵細(xì)菌視紫細(xì)菌視紫紅質(zhì)（紅質(zhì)（bacteriorhodopsin）的跨膜復(fù)合蛋）的跨膜復(fù)合蛋白。承擔(dān)吸收光能作用的輔基是視黃醇白。承擔(dān)吸收光能作用的輔基是視黃醇/視視紫紅質(zhì)（紫紅質(zhì)（rhodopsin）反式結(jié)構(gòu)的視黃醇吸收一個(gè)光子后，就變成反式結(jié)構(gòu)的視黃醇吸收一個(gè)光子后，就變成順式結(jié)構(gòu)的視黃醇，順式視黃醇將光能傳遞順式結(jié)構(gòu)的視黃醇，順式視黃醇將光能傳遞

6、給細(xì)菌視紫紅質(zhì)蛋白用于跨膜質(zhì)子泵時(shí)，順給細(xì)菌視紫紅質(zhì)蛋白用于跨膜質(zhì)子泵時(shí)，順式視黃醇又變成反式視黃醇結(jié)構(gòu)，去接受下式視黃醇又變成反式視黃醇結(jié)構(gòu)，去接受下一個(gè)光子。一個(gè)光子。光合細(xì)菌的光合鏈光合細(xì)菌的光合鏈光合細(xì)菌的光合鏈較短，只有一個(gè)光系統(tǒng)。光合細(xì)菌的光合鏈較短，只有一個(gè)光系統(tǒng)。大體上按載體特征分為兩類光合細(xì)菌：大體上按載體特征分為兩類光合細(xì)菌：I型型是鐵是鐵-氧還蛋白型，其光系統(tǒng)中心是氧還蛋白型，其光系統(tǒng)中心是P840，如綠色硫細(xì)菌。，如綠色硫細(xì)菌。II型是脫鎂葉綠素型的，型是脫鎂葉綠素型的，其光系統(tǒng)中心是其光系統(tǒng)中心是P870，如紫色細(xì)菌。，如紫色細(xì)菌。第五節(jié)、非線粒體氧化體系第五節(jié)、非線

7、粒體氧化體系在微粒體、過氧化物酶體及細(xì)胞其他部位還存在其在微粒體、過氧化物酶體及細(xì)胞其他部位還存在其他氧化體系，參與呼吸鏈以外的氧化過程。他氧化體系，參與呼吸鏈以外的氧化過程。特點(diǎn)特點(diǎn): :從底物脫氫到從底物脫氫到H H2 2O O的生成是經(jīng)過其它末端氧化酶完成的生成是經(jīng)過其它末端氧化酶完成的，不伴隨磷酸化，不生成的，不伴隨磷酸化，不生成ATPATP。主要與體內(nèi)代謝物、藥物和毒物生物轉(zhuǎn)化有關(guān)，但主要與體內(nèi)代謝物、藥物和毒物生物轉(zhuǎn)化有關(guān)，但各自具有重要的生理功能。各自具有重要的生理功能。1 1、多酚氧化酶系統(tǒng)、多酚氧化酶系統(tǒng)2 2、抗壞血酸氧化酶系統(tǒng)、抗壞血酸氧化酶系統(tǒng)3 3、黃素蛋白氧化酶系統(tǒng)

8、、黃素蛋白氧化酶系統(tǒng)4 4、超氧化物歧化酶氧化系統(tǒng)、超氧化物歧化酶氧化系統(tǒng)5 5、微粒體氧化體系微粒體氧化體系 6 6、植物抗氰氧化酶系統(tǒng)、植物抗氰氧化酶系統(tǒng)一、非線粒體氧化酶體系一、非線粒體氧化酶體系多酚氧化酶（polyphenol oxidase）系統(tǒng)存在于微粒體中，是含銅的末端氧化酶，也稱兒茶酚氧化酶。催化多酚（如對(duì)苯二酚、鄰苯二酚、鄰苯三酚）氧化為醌，醌又可被NADPHH（或NADHH）還原為多元酚。組成：脫氫酶、醌還原酶、酚氧化酶。SH2SNAD+NADF+H+2Ph2PhOHOHOOO1/2O22e2H+H2O脫氫酶醌還原酶酚氧化酶Cu2+Cu+2.2.生物學(xué)意義：生物學(xué)意義：多酚

9、氧化酶與植物組織的受傷反應(yīng)有關(guān)，植物組多酚氧化酶與植物組織的受傷反應(yīng)有關(guān)，植物組織受傷以及受病菌侵害時(shí)，植物多酚氧化酶活力織受傷以及受病菌侵害時(shí)，植物多酚氧化酶活力增高（呼吸作用也增強(qiáng)），有利于把酚類化合物增高（呼吸作用也增強(qiáng)），有利于把酚類化合物氧化為醌，醌對(duì)病菌有毒害而起殺菌抗病作用。氧化為醌，醌對(duì)病菌有毒害而起殺菌抗病作用?？箟难嵫趸福箟难嵫趸福╝scorbic acid oxidase）也）也是一種含銅的氧化酶，它催化抗壞血酸氧化為脫是一種含銅的氧化酶，它催化抗壞血酸氧化為脫氫抗壞血酸，其過程常與谷胱甘肽氫抗壞血酸，其過程常與谷胱甘肽(GSH)、NADPH（或（或NADH）的

10、氧化還原相偶聯(lián)。）的氧化還原相偶聯(lián)。 過氧化物酶體是由一層單位膜包裹的囊泡，通過氧化物酶體是由一層單位膜包裹的囊泡，通常比線粒體小，直徑約為：常比線粒體小，直徑約為：0.11.0微米。微米。 過氧化物酶體普遍存在于真核生物的各類細(xì)胞過氧化物酶體普遍存在于真核生物的各類細(xì)胞中，但在肝和腎的細(xì)胞中數(shù)量特別多。中，但在肝和腎的細(xì)胞中數(shù)量特別多。 過氧化物酶體含有豐富的酶類，目前已知有過氧化物酶體含有豐富的酶類，目前已知有40余余種，主要是氧化酶、過氧化氫酶和過氧化物酶。種，主要是氧化酶、過氧化氫酶和過氧化物酶。 氧化酶：是過氧化物酶體中的主要酶類，各種氧氧化酶：是過氧化物酶體中的主要酶類，各種氧化酶

11、作用于不同的底物其共同特征是氧化底物的化酶作用于不同的底物其共同特征是氧化底物的同時(shí)，將氧還原成過氧化氫：同時(shí)，將氧還原成過氧化氫：RH2+O2 R+H2O2(microsome)(microsome)微粒體中存在一類加氧酶微粒體中存在一類加氧酶(Oxygenase)(Oxygenase)，這類，這類加氧酶也參與代謝物的氧化作用。加氧酶也參與代謝物的氧化作用。這類酶催化的氧化反應(yīng)是將氧直接加到底物分這類酶催化的氧化反應(yīng)是將氧直接加到底物分子上。加氧酶類可分為單加氧酶和雙加氧酶兩子上。加氧酶類可分為單加氧酶和雙加氧酶兩種。種。1 1、微粒體中催化氧化反應(yīng)的酶類微粒體中催化氧化反應(yīng)的酶類 微粒體微

12、粒體(microsome)(microsome)并非獨(dú)立的細(xì)胞器，是并非獨(dú)立的細(xì)胞器，是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在細(xì)胞勻槳過程中形成的顆粒，其中富內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在細(xì)胞勻槳過程中形成的顆粒，其中富含催化氧化反應(yīng)的各種酶類。含催化氧化反應(yīng)的各種酶類。1、名詞解釋：、名詞解釋： 生物氧化生物氧化 呼吸鏈呼吸鏈 P/O比比2、生物氧化和磷酸化是怎樣偶聯(lián)的？、生物氧化和磷酸化是怎樣偶聯(lián)的？3、常見呼吸鏈抑制劑有哪些、常見呼吸鏈抑制劑有哪些?它們的作用機(jī)制是什么它們的作用機(jī)制是什么?4、 什么是氧化磷酸化和光合磷酸化？兩者的主要區(qū)什么是氧化磷酸化和光合磷酸化？兩者的主要區(qū)別是什么？別是什么？5、胞液、胞液NADH中的中的H是如何生

13、成是如何生成H2O？ 復(fù)習(xí)題復(fù)習(xí)題The The end!end!1.NAD+1.NAD+在酶促反應(yīng)中轉(zhuǎn)移在酶促反應(yīng)中轉(zhuǎn)移( )( )A、氨基、氨基 B、氫原子、氫原子 C、氧原子、氧原子 D、羧基、羧基2. 2. 變構(gòu)酶是一種（變構(gòu)酶是一種（ ）A、單體酶、單體酶 B、寡聚酶、寡聚酶 C、多酶復(fù)合體、多酶復(fù)合體 D、米氏酶、米氏酶3.3. 酶的非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)的影響是：（酶的非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)的影響是：（ ）A、Vmax不變，不變，Km增大增大 B、Vmax不變，不變，Km減小減小C、Vmax增大，增大，Km不變不變 D、Vmax減小，減小，Km不不4.4. 根據(jù)米氏方程，有關(guān)

14、根據(jù)米氏方程，有關(guān)ss與與KmKm之間關(guān)系的說法不正確的是之間關(guān)系的說法不正確的是( )( )A、當(dāng)當(dāng)s Km時(shí)，反應(yīng)速度與底物濃度無關(guān)。時(shí)，反應(yīng)速度與底物濃度無關(guān)。D、當(dāng)當(dāng)s=2/3Km時(shí)，時(shí)，V=25Vmax一、選擇題（正確答案一項(xiàng)或多項(xiàng)）一、選擇題（正確答案一項(xiàng)或多項(xiàng)）5. 5. 下列化合物中除下列化合物中除( )( )外都是呼吸鏈的組成成分。外都是呼吸鏈的組成成分。 A A、CoQ BCoQ B、Cytb CCytb C、CoA DCoA D、NAD+NAD+6 6. . 細(xì)胞色素在電子傳遞鏈中的排列順序是細(xì)胞色素在電子傳遞鏈中的排列順序是 （ ）A ACyt bc1caa3O2Cyt

15、 bc1caa3O2B BCyt bcc1aa3O2Cyt bcc1aa3O2C CCyt bc1aa3cO2Cyt bc1aa3cO2D DCyt c1 cbaa3O2Cyt c1 cbaa3O2E ECyt c c1baa3O2Cyt c c1baa3O27 7. . 蘋果酸穿梭系統(tǒng)需有下列哪種氨基酸參與？（蘋果酸穿梭系統(tǒng)需有下列哪種氨基酸參與？（ ）A AGln BGln BAsp CAsp CAla DAla DLys ELys EValVal8 8. . 氰化物引起的中毒是由于阻斷了什么部位的電子傳遞？（）氰化物引起的中毒是由于阻斷了什么部位的電子傳遞？（）A ACyt aa3O2

16、BCyt aa3O2 BCyt bc1Cyt bc1C CCyt c1c DCyt c1c DCyt caa3 ECyt caa3 ECoQCyt b CoQCyt b 9 9線粒體內(nèi)線粒體內(nèi)-磷酸甘油脫氫酶的輔酶是：（磷酸甘油脫氫酶的輔酶是：（ ）A AFAD BFAD BFMNFMNC CNAD+ DNAD+ DNADP+ ENADP+ EHSCoAHSCoA1.生物氧化的終產(chǎn)物是生物氧化的終產(chǎn)物是_、_和和_。2. 體內(nèi)體內(nèi)ATP的產(chǎn)生有兩種方式，一種是的產(chǎn)生有兩種方式，一種是_，另一，另一種是種是_。3. P/O比值是指比值是指_。經(jīng)測(cè)定，代謝物脫下的氫經(jīng)。經(jīng)測(cè)定，代謝物脫下的氫經(jīng)NA

17、DH氧化呼吸鏈氧化，其氧化呼吸鏈氧化，其P/O比值為比值為_；經(jīng)琥；經(jīng)琥珀酸氧化呼吸鏈氧化，其珀酸氧化呼吸鏈氧化，其P/O比為比為_。4.決定氧化磷酸化速率最重要的因素是決定氧化磷酸化速率最重要的因素是_，而調(diào)節(jié)，而調(diào)節(jié)氧化磷酸化最重要的激素是氧化磷酸化最重要的激素是_。二、填空題二、填空題5.5.呼吸鏈三個(gè)氧化與呼吸鏈三個(gè)氧化與ADP的磷?；磻?yīng)偶聯(lián)部位分別的磷酰化反應(yīng)偶聯(lián)部位分別是是： 、 和和 。6.6.酶的特異性有酶的特異性有3種類型是種類型是： 、 和和 。7. 別構(gòu)酶（又稱別位酶或變構(gòu)酶）由多亞基組成，按別構(gòu)酶（又稱別位酶或變構(gòu)酶）由多亞基組成，按功能區(qū)分，有的亞基位功能區(qū)分，有的亞基位 亞基，有的為亞基，有的為 亞基。亞基。別構(gòu)酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)曲線呈別構(gòu)酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)曲線呈 形，而不遵循形，而不遵循 規(guī)律規(guī)律性。性。 8.8.酶催化的特點(diǎn)為酶催化的特點(diǎn)為： 、 、 、 。三、判斷題三、判斷題1、米氏常數(shù)（、米氏常數(shù)（Km）是與反應(yīng)系統(tǒng)的酶濃度無關(guān)的）是與反應(yīng)系統(tǒng)的酶濃度無關(guān)的一個(gè)常數(shù)。（一個(gè)常數(shù)。（ ）2、一個(gè)酶作用于多種底物