第四章 生物氧化与氧化磷酸化

　　一、常识要点

　　生物氧化的实质是脱氢、失电子或与氧结合,消耗氧生成CO2和H2O,与体外有机物的化学氧化(如熄灭)雷同,释放总能量都相同.生物氧化的特点是:作用条件平和,通常在常温、常压、近中性pH及有水环境下进行;有酶、辅酶、电子传递体参与,在氧化还原过程中逐步放能;放出能量大多转换为ATP分子中活泼化学能,供生物体利用.体外焚烧则是在高温、干燥条件下进行的激烈游离基反应,能量暴发释放,并且释放的能量转为光、热消散于环境中.

　　(一)氧化还原电势和自由能变化

　　1.自由能

　　生物氧化过程中发生的生化反应的能质变化与个别化学反应一样可用热力学上的自由能变化来描述.自由能(free energy)是指一个体系的总能量中,在恒温恒压条件下可以做功的那一局部能量,又称为Gibbs自由能,用符号G表示.物质中的自由能(G)含量是不易测定的,但化学反应的自由能变化(dG)是可以测定的.dG很有用,它表示从某反应可以得到多少有用功,也是衡量化学反应的自发性的标准.例如,物质A转变为物质B的反应:

　　dG=GBmGA

　　当dG为负值时,是放能反应,可以产生有用功,反应可自发进行;若dG为正值时,是吸能反应,为非自发反应,必需供应能量反应才可进行,其逆反应是自发的.

　　如果dG=0时,表明反应系统处于动态平衡状态.此时,平衡常数为Keq,由已知的Keq可求得dG.:

　　dG.=-RTlnKeq

　　2.化还原电势

　　在氧化还原反应中,失去电子的物质称为还原剂,得到电子的物质称为氧化剂.还原剂失去电子的偏向(或氧化剂得到电子的倾向)的大小,则称为氧化还原电势.将任何一对氧化还原物质的氧化还原对连在一起,都有氧化还原电位的产生.如果将氧化还原物质与标准氢电极组成原电池,即可测出氧化还原电势.标准氧还原电势用E.表现.E.值愈大,取得电子的倾向愈大;E.愈小,失去电子的倾向愈大.

　　3.氧化还原电势与自由能的关联

　　在一个氧化还原反应中,可从反应物的氧还电势E 0',盘算出这个氧化还原反应的自由能变化(dG).dG.与氧化还原电势的关系如下:

　　dG.= - nFdE.

　　n表示转移的电子数,F为法拉第常数(1法拉第=96485库仑/摩尔).dE.的单位为伏特,dG.的单位为焦耳/摩尔.当dE.为正值时,dG.为负值,是放能反应,反应能自发进行.dE.为负值时,dG.为正值,是吸能反应,反应不能自发进行.

　　(二)高能磷酸化合物

　　生物体内有很多磷酸化合物,其磷酸基团水解时可释放出20.92kJ/mol以上自由能的化合物称为高能磷酸化合物.按键型的特点可分为:

　　1.磷氧键型:焦磷酸化合物如腺三磷(ATP)是高能磷酸化合物的典范代表.ATP磷酸酐键水解时,开释出30.54kJ/mol能量,它有两个高能磷酸键,在能量转换中极为主要;酰基磷酸化合物如1,3二磷酸甘油酸以及烯醇式磷酸化合物如磷酸烯醇式丙酮酸都属此类.

　　2.磷键型化合物如磷酸肌酸、磷酸精氨酸.

　　3.酯键型化合物如乙酰辅酶A.

　　4.甲硫健型化合物如S-腺苷甲硫氨酸.

　　此外,脊椎动物中的磷酸肌酸和无脊椎动物中的磷酸精氨酸,是ATP的能量贮存库,作为贮能物质又称为磷酸原.

　　(三)电子传递链

　　电子传递链是在生物氧化中,底物脱下的氢(H+ + eˉ),经由一系列传递体传递,最后与氧结合生成H2O的电子传递系统,又称说吸链.呼吸链上电子传递载体的排列是有必定次序和方向的,电子传递的方向是从氧还电势较负的化合物流向氧化还原电势较正的化合物,直到氧.氧是氧化还原电势最高的受体,最后氧被还原成水.

　　电子传递链在原核细胞存在于质膜上,在真核细胞存在于线粒体的内膜上.线粒体内膜上的呼吸链有NADH呼吸链和FADH2呼吸链.

　　1.形成电子传递链的电子传递体成员分五类:

　　(1)烟酰胺核苷酸(NAD+) 多种底物脱氢酶以NAD+为辅酶,接受底物上脱下的氢成为还原态的NADH+ +H+,是氢(H+和eˉ)传递体.

　　(2)黄素蛋白 黄素蛋白以FAD和FMN为辅基,接受NADH+ +H+或底物(如琥珀酸)上的质子和电子,形成FADH2或FMNH2,传递质子和电子.

　　(3)铁硫蛋白或铁硫核心 也称非血红素蛋白,是单电子传递体,氧化态为Fe3+,还原态为Fe2+.

　　(4)辅酶Q又称泛醌,是脂溶性化合物.它不仅能接受脱氢酶的氢,还能接受琥珀酸脱氢酶等的氢(H++eˉ).是处于电子传递链中央位置的载氢体.

　　(5)细胞色素类是含铁的单电子传递载体.铁原子处于卟啉的中央,构成血红素.它是细胞色素类的辅基.细胞色素类是呼吸链中将电子从辅酶Q传递到氧的专一酶类.线粒体的电子至少含有5种不同的细胞色素(即b、c、c1、a、as3).通过实验证明,它们在电子传递链上电于传递的顺序是brc1rcraa3,细胞色素aa3以复合物形式存在,称为细胞色素氧化酶.是电子传递链中最末端的载体,所以又称末端氧化酶.

　　2.电子传递抑制剂

　　可能阻断呼吸链中某一部位电子传递的物质称为电子传递抑制剂.常用的抑制剂有:

　　(1)鱼藤酮:阻断电子由NADH向CoQ的传递.它是一种极毒的动物物资,常用作杀虫剂.

　　(2)抗霉素A:能阻断电子从Cytb到Cytc1的传递.

　　(3)氰化物、硫化氢、叠氮化物、CO能阻断电子由Cytaa3到氧的传递.

　　因为这三个部位的电子流被阻断,因而,也抑制了磷酸化的进行,即不能形成ATP.

　　(四)氧化磷酸化作用

　　氧化磷酸化作用是需氧细胞性命活动的基本,是重要的能量来源.真核细胞是在线粒体内膜长进行.

　　1.氧化磷酸化作用

　　高势能电子从NADH或FADH2沿呼吸链传递给氧的过程中,所释放的能量转移给ADP形成ATP,即ATP的形成与电子传递相偶联,称为氧化磷酸化作用,其特色是须要氧分子参加.

　　氧化磷酸化作用与底物水平磷酸化作用是有区别的:底物水平磷酸化作用是指代谢底物因为脱氢或脱水,造成其分子内部能量重新分布,产生的高能键所携带的能量转移给ADP生成ATP,即ATP的形成直接与一个代谢中间高能磷酸化合物(如磷酸烯醇式丙酮酸、1,3-二磷酸甘油酸等)上的磷酸基团的转移相偶联,其特点是不需要分子氧参加.

　　2.P/O比和磷酸化部位

　　磷氧比(P/O)是指一对电子通过呼吸链传递到氧所产生ATP的分子数.由NADH开端氧化脱氢脱电子,电子经过呼吸链传递给氧,生成3分子ATP,则P/O比为3.这3分子ATP是在三个部位上生成的,第一个部位是在NADH和CoQ之间,第二个部位是在Cytb与Cytc1之间;第三个部位是在Cytaa3和氧之间.如果从FADH2开始氧化脱氢脱电子,电子经过呼吸链传递给氧,只能生成2分子ATP,其P/O比为2.

　　3.氧化磷酸化的解偶联作用

　　(1)氧化磷酸化的解偶联作用 在完全线粒体内,电子传递与磷酸化是严密偶联的,当应用某些试剂而导致的电子传递与ATP造成这两个过程离开,只进行电子传递而不能构成ATP的作用,称为解偶联作用.

　　(2)氧化磷酸化的解偶联剂 能引起解偶联作用的试剂称为解偶联剂,解偶联作用的本质是解偶联剂打消电子传递中所产生的跨膜质子浓度或电位梯度,只有电子传递而不产生ATP.

　　(3)解偶联剂品种 典型的解偶联剂是化学物质2,4-二硝基苯酚(DNP),DNP具弱酸性,在不同pH环境可结合H+ 或释放H+;并且DNP具脂溶性,能透过磷脂双分子层,使线粒体内膜外侧的H+ 转移到内侧,从而消除H+ 梯度.此外,但说复杂也复杂,离子载体如由链霉素产生的抗菌素mm缬氨霉素,具脂溶性,能与K+ 离子配位结合,使线粒体膜外的K+ 转运到膜内而清除跨膜电位梯度.另外还有存在于某些生物细胞线粒体内膜上的天然解偶联蛋白,该蛋白构成的质子通道可以让膜外质子经其通道返回膜内而消除跨膜的质子浓度梯度,不能生成ATP而产生热量使体温增加.

　　解偶联剂与电子传递抑制剂是不同的,解偶联剂只排除内膜两侧质子或电位梯度,不抑制呼吸链的电子传递,甚至加速电子传递,增进呼吸底物和分子氧的消耗,但不形成ATP,只产生热量.

　　4.氧化磷酸化的作用机理

　　与电子传递相偶联的氧化磷酸化作用机理虽研讨多年,但仍不明白.曾有三种假说试图解释其机理.这三种假说为:化学偶联假说、构象偶联假说、化学浸透假说.

　　(1)化学偶联假说 认为电子传递中所释放的自由能以一个高能共价中间物形式暂时存在,随后裂解将其能量转给ADP以形成ATP.但不能从呼吸链中找到高能中间物的实例.

　　(2)构象偶联假说 认为电子沿呼吸链传递释放的自由能使线粒体内膜蛋白质发生构象变化而形成一种高能形式临时存在.这种高能形式将能量转给F0F1-ATP酶分子使之发生构象变化,F0F1-ATP酶还原时将能量转给ADP形成ATP.

　　(3)化学渗入假说 该假说由英国生物化学家Peter Mitchell提出的.他认为电子传递的成果将H+ 从线粒体内膜上的内侧"泵"到内膜的外侧,于是在内膜内外两侧产生了H+ 的浓度梯度.即内膜的外侧与内膜的内侧之间含有一种势能,该势能是H+ 返回内膜内侧的一种能源.H+ 通过F0F1-ATP酶分子上的特别通道又流回内膜的内侧.当H+ 返回内膜内侧时,释放出自由能的反应和ATP的合成反应相偶联.该假说目前得到较多人的支撑.

　　实验证明氧化磷酸化作用的进行需要完整的线粒体内膜存在.当用超声波处理线粒体时,可将线粒体内膜嵴打成片段:有些片断的嵴膜又重新关闭起来形成泡状体,称为亚线粒体泡(内膜变为翻转朝外).这些亚线粒体泡仍存在进行氧化磷酸化作用的功能.在囊泡的外面可看到F1球状体.用尿素或胰蛋白酶处置这些囊泡时,内膜上的球体F1脱下,爱华浓",F0留在膜上.这种处理过的囊泡仍具备电子传递链的功能,但失去合成ATP的功能.当将F1球状体再加回到只有F0的囊泡时,氧化磷酸化作用又恢复.这一实验说明线粒体内膜嵴上的酶(F0)起电子传递的作用,而其上的F1是形成ATP的重要成分,F0和F1是一种酶的复合体.

　　5.能荷

　　细胞中存在三种腺苷酸即AMP、ADP、ATP,称为腺苷酸库.在细胞中ATP、ADP跟AMP在某一时光的绝对数量把持着细胞运动.Atkinson提出了能荷的概念.以为能荷是细胞中高能磷酸状态的一种数目上的权衡,能荷大小能够阐明生物体中ATP-ADP-AMP体系的能量状况.

　　能荷=

　　可看出,能荷的大小决议于ATP和ADP的多少.能荷的从0到1.0,当细胞中都是ATP时,能荷为1.0.此时,可利用的高能磷酸键数量最大.都为ADP时,能荷为0.5,系统中有一半的高能磷酸健.都为AMP时,能荷为0,此时无高能磷酸化合物存在.实验证实能荷高时可抑制ATP的生成,却促进ATP的利用.也就是说,能荷高可促进合成代谢而抑制分解代谢,相反,能荷低则促进分解代谢而抑制合成代谢.

　　能荷调节是通过ATP、ADP和AMP分子对某些酶分子进行变构调节来实现的.

　　5、线粒体的穿梭系统

　　真核生物在细胞质中进行糖酵解时所生成的NADH是不能直接透过线粒体内膜被氧化的,然而NADH+H+上的质子可以通过一个穿梭的间接道路而进入电子传递链.3-磷酸甘油的穿梭过程是最早发明的.其过程是胞质中NADH十H+ 在3-磷酸甘油脱氢酶作用下与磷酸二羟丙酮反应生成3-磷酸甘油.3-磷酸甘油可进入线粒体,在线粒体内膜上的3-磷酸甘油脱氢酶(辅基为FAD)作用下,生成磷酸二羟丙酮和FADH2.磷酸二羟丙酮透出线粒体,持续作为氢的受体,FADH2将氢传递给CoQ进入呼吸链氧化,这样只能产生2分于ATP.

　　在动物的肝、肾及心脏的线粒体存在另一种穿梭方式,即草酰乙酸-苹果酸穿梭.这种方式在胞液及线粒体内的脱氢酶辅酶都是NAD+,所以胞液中的NADH+H+ 达到线粒体内又生成NADH+H+.从能量产生来看,草酰乙酸-苹果酸穿梭优于a- 磷酸甘油穿梭机制;但a-磷酸甘油穿梭机制比草酰乙酸-苹果酸穿梭速度要快良多.

　　二、习题(一)名词说明

　　1. 生物氧化(biological oxidation)

　　2. 呼吸链(respiratory chain)

　　3. 氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)

　　4. 磷氧比P/O(P/O)

　　5. 底物程度磷酸化(substrate level phosphorylation)

　　6. 能荷(energy charge)

　　(二) 填空题

　　1. 生物氧化有3种方法:和_

　　2. 生物氧化是氧化还原过程,在此过程中有_和_参与.

　　3.原核生物的呼吸链位于_

　　4,G0'为负值是_反应,可以_进行.

　　5.G0'与平衡常数的关系式为_当Keq=1时,G0'为_

　　6.生物分子的E0'值小,只有一个,则电负性_供出电子的倾向_

　　7.生物体内高能化合物有_等类.

　　8.细胞色素a的辅基是_与蛋白质以_键结合.

　　9.在无氧条件下,呼吸链各传递体都处于_状态.

　　10.NADH呼吸链中氧化磷酸化的偶联部位是_

　　11.磷酸甘油与苹果酸经穿梭落后人呼吸链氧化,其P/O比分离为_____和_____.

　　12.举出三种氧化磷酸化解偶联剂_

　　13.举出4种生物体内的自然抗氧化剂_

　　14.举出两例生物细胞中氧化脱羧反应_

　　15.生物氧化是_在细胞中_同时产生_的过程.

　　16.反应的自由能变化用_表示,标准自由能变化用_表示,生物化学中pH 7.0时的标准自由能变化则表示为_

　　17.高能磷酸化合物通常指水解时_的化合物,其中最重要的是_被称为能量代谢的_

　　18.真核细胞生物氧化的主要场合是_呼吸链和氧化磷酸化偶联因子都定位于_

　　19.以NADH为辅酶的脱氢酶类主要是介入_作用,即参与从_到_电子传递作用;以NADPH为辅酶的脱氢酶类主要是将分解代谢中间产物上的_转移到_反应中需电子的旁边物上.

　　20.在呼吸链中,氢或电子从_的载体顺次向_的载体传递.

　　21.线粒体氧化磷酸化的重组实验证明了线粒体内膜含有_内膜小瘤含有_

　　22.鱼藤酮,抗霉素A,CNˉ、N3ˉ、CO,的抑制造用分辨是_和_

　　23.磷酸源是指_脊椎动物的磷酸源是_无脊椎动物的磷酸源是_

　　24.H2S使人中毒机理是_

　　25.线粒体呼吸链中电位跨度最大的一步是在_

　　26.典型的呼吸链包括_和_两种,这是依据接收代谢物脱下的氢的_不同而差别的.

　　27.解释氧化磷酸化作用机制被公认的学说是_它是英国生物化学家_于1961年首先提出的.

　　28.化学渗透学说主要论点认为:呼吸链组分定位于_内膜上.其递氢体有_作用,因此造成内膜两侧的_差,同时被膜上_合成酶所利用、促使ADP + Pi r ATP

　　29.每对电子从FADH2转移到_必定释放出2个H+ 进入线粒体基质中.

　　30.细胞色素aa3辅基中的铁原子有_结合配位键,它还保存_游离配位键,所以能和_结合,还能和_结合而受到抑制.

　　31.体内CO2的天生不是碳与氧的直接联合,而是_

　　32.线粒体内膜外侧的a-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是_而线粒体内膜内侧的a-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是_

　　33.动物体内高能磷酸化合物的生成方式有_和_两种.

　　34.在离体的线粒体试验中测得b-羟丁酸的磷氧比值(P/O)为2.4~2.8,解释b-羟丁酸氧化时脱下来的2H是通过_呼吸链传递给O2的;能生成_分子ATP.

　　(三) 抉择题

　　1.如果质子不经过F1/F0-ATP合成酶回到线粒体基质,则会发生:

　　A.氧化 B.还原 C.解偶联、 D.紧密偶联

　　2.离体的完整线粒体中,在有可氧化的底物存时下,参加哪一种物质可进步电子传递和氧气摄入量:

　　A.更多的TCA循环的酶 B.ADP C.FADH2 D.NADH

　　3.下列氧化还原系统中尺度氧化还原电位最高的是:

　　A.延胡索酸琥珀酸 B.CoQ/CoQH2

　　C.细胞色素a(Fe 2+/Fe 3+) D.NAD+/NADH

　　4.下列化合物中,除了哪一种以外都含有高能磷酸键:

　　A.NAD+ B.ADP C.NADPH D.FMN

　　5.下列反应中哪一步随同着底物水平的磷酸化反应:

　　A.苹果酸r草酰乙酸 B.甘油酸-1,3-二磷酸r甘油酸-3-磷酸

　　C.柠檬酸ra-酮戊二酸 D.琥珀酸r延胡索酸

　　6.乙酰CoA彻底氧化过程中的P/O值是:

　　A.2.0 B.2.5 C.3.0 D.3.5

　　7.肌肉组织中肌肉压缩所需要的大部门能量以哪种形式贮存:

　　A.ADP B.磷酸烯醇式丙酮酸 C.ATP D.磷酸肌酸

　　8.呼吸链中的电子传递体中,不是蛋白质而是脂质的组分为:

　　A.NAD+ B.FMN C.CoQ D.Fe.S

　　9.下述哪种物质专一性地抑制F0因子:

　　A.鱼藤酮 B.抗霉素A C.寡霉素 D.缬氨霉素

　　10.胞浆中1分子乳酸彻底氧化后,产生ATP的分子数:

　　A.9或10 B.11或12 C.15或16 D.17或18

　　11.下列不是催化底物水平磷酸化反应的酶是:

　　A.磷酸甘油酸激酶 B.磷酸果糖激酶

　　C.丙酮酸激酶 D.琥珀酸硫激酶

　　12.在生物化学反映中,总能量变更合乎:

　　A.受反应的能障影响 B.随辅因子而变

　　C.与反应物的浓度成正比 D.与反应门路无关

　　13.在下列的氧化还原系统中,氧化还原电位最高的是:

　　A.NAD十/NADH B.细胞色素a (Fe3+)/细胞色素a (Fe2+)

　　C.延胡索酸/琥珀酸 D.氧化型泛醌/还原型泛醌

　　14.二硝基苯酚能抑制下列细胞功效的是:

　　A.糖酵解 B.肝糖异生 C.氧化磷酸化 D.柠檬酸轮回

　　15.活细胞不能应用下列哪些能源来保持它们的代谢:

　　A.ATP B.糖C.脂肪 D.四周的热能

　　16.假如将琥珀酸(延胡索酸/琥珀酸氧化还原电位 + 0.03V)加到硫酸铁和硫酸亚铁(高铁/亚铁氧化还原电位 + 0.077V)的均衡混杂液中,可能产生的变化是:

　　A.硫酸铁的浓度将增添 B.硫酸铁的浓度和延胡羧酸的浓度将增加 C.高铁和亚铁的比例无变化 D.硫酸亚铁和延胡索酸的浓度将增长

　　17.下列关于化学渗入渗出学说的叙述哪一条是错误的:

　　A.吸链各组分按特定的地位排列在线粒体内膜上

　　B.各递氢体和递电子体都有质子泵的作用

　　C.H+返回膜内时可以推进ATP酶合成ATP

　　D.线粒体内膜外侧H+不能自由返回膜内

　　18.对于有氧前提下,NADH从胞液进入线粒体氧化的机制,下列描写中准确的是:

　　A.NADH直接穿过线粒体膜而进入

　　B.磷酸二羟丙酮被NADH还原成3-磷酸甘油进入线粒体,在内膜上又被氧化成磷酸二羟丙酮同时生成NADH

　　C.草酰乙酸被还原成苹果酸,进入线粒体再被氧化成草酰乙酸,停留于线粒体内

　　D.草酰乙酸被还原成苹果酸进人线粒体,而后再被氧化成草酰乙酸,再通过转氨基作用生成天冬氨酸,促进皮肤之新陈代谢,最后转移到线粒体外

　　19.胞浆中形成NADH+H+经苹果酸穿梭后,每摩尔产生ATP的摩尔数是:

　　A.1 B.2 C.3 D.4

　　20.呼吸链的各细胞色素在电子传递中的排列顺序是:

　　A.c1rbrcraa3rO2s; B. crc1rbraa3rO2s;

　　C.c1rcrbraa3rO2s; D. brc1rcraa3rO2s;

　　(四) 长短断定题

　　( )1.NADH在340nm处有接收峰,NAD+ 不,利用这个性质可将NADH与NAD+辨别开来.

　　( )2.琥珀酸脱氢酶的辅基FAD与酶蛋白之间以共价键结合.

　　( )3.生物氧化只有在氧气的存在下才干进行.

　　( )4.NADH和NADPH都可以直接进入呼吸链.

　　( )5.如果线粒体内ADP浓度较低,则加入DNP将减少电子传递的速率.

　　( )6.磷酸肌酸、磷酸精氨酸等是高能磷酸化合物的贮存形式,可随时转化为ATP供机体利用.

　　( )7.解偶联剂可抑制呼吸链的电子传递.

　　( )8.电子通过呼吸链时,依照各组分氧还电势依次从还原端向氧化端传递.

　　( )9.NADPH / NADP+的氧还势稍低于NADH / NADsssss+,更轻易经呼吸链氧化.

　　( )10.寡霉素专一地抑制线粒体F1F0-ATPase的F0,从而克制ATP的合成.

　　( )11.ADP的磷酸化作用对电子传递起限速作用.

　　( )12.ATP固然含有大批的自在能,但它并不是能量的储存情势.

　　(五)实现反应方程式

　　1.4-细胞色素a3-Fe2+ + O2 + 4H+ r 4-细胞色素a3-Fe3+ +( )

　　催化此反响的酶是:( )

　　2.NADH + H+ + 0.5O2 + 3ADP + ( ) r NAD+ +3ATP + 4H2O

　　(六)问答题(解题要点)

　　1.常见的呼吸链电子传递抑制剂有哪些?它们的作用机制是什么?

　　2.氰化物为什么能引起细胞窒息逝世亡?其拯救机理是什么?

　　3.在磷酸戊糖途径中生成的NADPH,如果不去加入合成代谢,那么它将如何进一步氧化?

　　4.在体内ATP有哪些生理作用?

　　5.有人曾经斟酌过使用解偶联剂如2,4-二硝基苯酚(DNP)作为减肥药,但很快就被废弃使用,为什么?

　　6.某些植物体内呈现对氰化物呈抗性的呼吸形式,试提出一种可能的机制.

　　7.什么是铁硫蛋白?其生理功能是什么?

　　8.作甚能荷?能荷与代谢调节有什么关系?

　　9.氧化作用和磷酸化作用是怎么偶联的?

　　三、习题解答

　　(一)名词解释

　　1. 生物氧化: 生物体内有机物质氧化而产生大量能量的过程称为生物氧化.生物氧化在细胞内进行,氧化过程消耗氧放出二氧化碳和水,所以有时也称之为"细胞呼吸"或"细胞氧化".生物氧化包含:有机碳氧化变成CO2;底物氧化脱氢、氢及电子通过呼吸链传递、分子氧与传递的氢结成水;在有机物被氧化成CO2和H2O的同时,释放的能量使ADP改变成ATP.

　　2. 呼吸链:有机物在生物体内氧化过程中所脱下的氢原子,经过一系列有严厉排列顺序的传递体组成的传递体制进行传递,最终与氧结合生成水,这样的电子或氢原子的传递体系称为呼吸链或电子传递链.电子在逐渐的传递过程中释放出能量被用于合成ATP,以作为生物体的能量起源.

　　3. 氧化磷酸化:在底物脱氢被氧化时,电子或氢原子在呼吸链上的传递过程中伴随ADP磷酸化生成ATP的作用,称为氧化磷酸化.氧化磷酸化是生物体内的糖、脂肪、蛋白质氧化分解合成ATP的主要方式.

　　4. 磷氧比:电子经过呼吸链的传递作用终极与氧结合生成水,在此过程中所释放的能量用于ADP磷酸化生成ATP.经此过程耗费一个原子的氧所要消费的无机磷酸的分子数(也是生成ATP的分子数)称为磷氧比值(P/O).如NADH的磷氧比值是3,FADH2的磷氧比值是2.

　　5. 底物水平磷酸化:在底物被氧化的过程中,底物分子内部能量从新散布发生高能磷酸键(或高能硫酯键),由此高能键供给能量使ADP(或GDP)磷酸化生成ATP(或GTP)的进程称为底物水平磷酸化.此过程与呼吸链的作用无关,以底物水平磷酸化方式只产生少量ATP.

　　如在糖酵解(EMP)的过程中,3-磷酸甘油醛脱氢后产生的1,3-二磷酸甘油酸,在磷酸甘油激酶催化下形成ATP的反应,以及在2-磷酸甘油酸脱水后产生的磷酸烯醇式丙酮酸,在丙酮酸激酶催化形成ATP的反应均属底物水平的磷酸化反应.另外,在三羧酸环(TCA)中,也有一步反应属底物水平磷酸化反应,如a-酮戊二酸经氧化脱羧后生成高能化合物琥珀酰~CoA,其高能硫酯键在琥珀酰CoA合成酶的催化下转移给GDP生成GTP.然后在核苷二磷酸激酶作用下,GTP又将末真个高能磷酸根转给ADP生成ATP.

　　6.能荷:能荷是细胞中高能磷酸状态的一种数量上的衡量,能荷大小可以说明生物体中ATP-ADP-AMP系统的能量状态.

　　能荷=

　　(二)填空题

　　1.脱氢;脱电子;与氧结合

　　2.酶;辅酶;电子传递体

　　3.细胞质膜上

　　4.放能;自发进行

　　5.G0'=-RTlnK'eq;0

　　6.大;大7.焦磷酸化合物;酰基磷酸化合物;烯醇磷酸化合物;胍基磷酸化合物;硫酯化合物;甲硫键化合物

　　8.血红素A;非共价

　　9.还原

　　10.复合物I;复合物Ⅲ;复合物Ⅳ

　　11.2;3

　　12.2,4-二硝基苯酚;缬氨霉素;解偶联蛋白

　　13.维生素E;维生素C;GSH;b-胡萝卜素

　　14.丙酮酸脱氢酶;异柠檬酸脱氢酶;

　　15.燃料分子; 分解氧化; 可供利用的化学能

　　16.dG; dG.;dG.'

　　17.释放的自由能大于20.92kJ/mol;ATP;即时供体

　　18.线粒体;线粒体内膜上

　　19.呼吸;底物;氧;电子;生物合成

　　20.低氧还电势;高氧还电势

　　21.电子传递链的酶系;F1-F0复合体

　　22.NADH和CoQ之间 Cytb...