生物化学：第六章生物氧化

1、第六章 生物氧化一、 名词解释1. 物质代谢2. 氧化磷酸化3. P/O比值4. 解偶联剂5. 生物氧化6. 高能磷酸键7. 呼吸链二、 填空1. 在琥珀酸氧化呼吸链中，可进行偶联磷酸化的是复合体III和复合体_，后者又可称之为_。2. 解偶联剂DNP的化学本质是_，其解偶联的主要机理是_。3. 呼吸链复合体III又可称为_，它除含有辅助成分Fe-S外，还含有辅基_。4. NADH-泛醌还原酶就是复合体_,它含有辅基_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个反应以底物水平磷酸化方式生成ATP，其中有一个反应由丙酮

2、酸激酶催化，催化另2个反应的酶是_和_。7. 辅酶Q的化学本质是_类化合物。CoQ10符号中的10代表_。三、 问答1. 胞浆中的NADH如何参加氧化磷酸化过程？试述其具体机制。2. 人体生成ATP的方法有哪几种？请详述具体生成过程。3. 物质在体内氧化和体外氧化有哪些异同点？请加以说明。4. 叙述呼吸链的组成与排列，这样排列的依据是什么？参考答案一、名词解释1. 机体在生命活动过程中不断摄入O2及营养物质，在细胞内进行中间代谢，同时不断排出CO2及代谢废物，这种机体和环境之间不断进行的物质交换即物质代谢。2. 在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化，生成ATP，此过程称为氧化磷酸化，这是细胞

3、内生成ATP的主要方式。3. P/O比值是指物质氧化时，每消耗1摩尔氧原子所消耗的无机磷的摩尔数（或ADP摩尔数），也即生成ATP的摩尔数。4. 使氧化与磷酸化偶联过程脱离的物质称为解偶联剂。其机制是使呼吸链传递电子过程中泵出的H+不经ATP合酶的F0质子通道回流，但通过其他途径返回线粒体基质，从而破坏了内膜两侧的电化学梯度，使ATP的生成受到抑制，质子电化学梯度储存的能量以热能形式释放。5. 主要指生物体内物质通过氧化作用、最后生成水和CO2以及释放能量的过程。6.水解时释放较多能量的磷酸酯或磷酸酐一类 的化学键，常用P表示。这种高能磷酸键表示整个分子具有较高的能量，实际上并不存在键能特别高

4、的化学键，但因长期沿用，一般仍称为高能磷酸键。 7. 在线粒体生物氧化过程中，代谢物脱下的氢，经过多种酶和辅酶催化的连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水。由于此过程与细胞呼吸有关，所以将此传递链称为呼吸链。二、填空1. IV 细胞色素C氧化酶2. 二硝基苯酚 破坏线粒体内膜内外的质子电化学梯度3. 泛醌-Cytc还原酶 铁卟啉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个异戊二烯组成的侧链三、问答题1线粒体内生成的NADPH可直接参加氧化磷酸化过程，但在胞浆中生成的NADPH不能自由透过线粒体内膜，故线粒体外NADPH所带的氢必须通过

5、某种转运机制才能进入线粒体，然后再经呼吸链进行氧化磷酸化过程。这种转运机制主要有-磷酸甘油穿梭和苹果酸-天冬氨酸穿梭两种机制。（1）-磷酸甘油穿梭：这种穿梭途径主要存在于脑和骨骼肌中，胞浆中的NADH在磷酸甘油脱氢酶催化下，使磷酸二羟丙酮还原成-磷酸甘油，后者通过线粒体外膜，再经位于线粒体内膜近胞浆侧的磷酸甘油脱氢酶催化下氧化生成磷酸二羟丙酮和FADH2，磷酸二羟丙酮可穿出线粒体外膜至胞浆，参与下一轮穿梭，而FADH2则进入琥珀酸氧化呼吸链，生成2分子ATP（2）苹果酸-天冬氨酸穿梭：这种穿梭途径主要存在于肝和心肌中，胞浆中的NADH在苹果酸脱氢酶催化下，使草酰乙酸还原为苹果酸，后者通过线粒体

6、外膜上的-酮戊二酸转运蛋白进入线粒体，又在线粒体内苹果酸脱氢酶的作用下重新生成草酰乙酸和NADH。NADH进入NADH氧化呼吸链，生成3分子ATP。可见，在不同组织，通过不同穿梭机制，胞浆中的NADH进入线粒体的过程不一样，参与氧化呼吸链的途径不一样，生成的ATP数目不一样。2. ATP是生物体能量的储存和利用中心，其生成或来源主要有两种，一种是底物水平磷酸化，另一种是氧化磷酸化。具体过程如下：（1） 底物水平磷酸化：利用代谢分子中的能量使ADP磷酸化生成ATP的过程，称为底物水平磷酸化，在物质分解利用过程中，有三个典型的底物水平磷酸化反应，糖酵解过程中，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这两步反应均伴有ADP磷酸化生成ATP，三羧酸循环中琥珀酰CoA合成酶催化琥珀酰CoA生成琥珀酸，同时催化Pi和GDP生成GTP，而GTP又可在酶促作用下能量转移生成ATP;（2） 氧化磷酸化：即在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化，生成ATP。如物质脱下的2H经NADH氧化呼吸链可偶联生成3个ATP；经琥珀酸氧化呼吸链则偶联生成2个ATP。这是机体内ATP生成的主要方式。3. 物质在生物体内氧化的过程被称为生物氧化，主要指糖、脂肪、蛋白质等通过氧化作用逐步释放能量，最终生成CO2和H2O这一过程。与物质的体外氧化相比主要有以

8、下异同点：相同点：两种氧化方式都遵循氧化还原反应的一般规律，有加氧、脱氢、失电子过程；两种氧化方式所消耗的氧量、综产物（CO2，H2O）和释放的能量均相同。不同点：反应的环境与条件不同，生物氧化是在生物细胞内进行的，恒温，PH接近中性，可有水参与，而体外氧化则需高温和干燥的环境；反应的方式不同，生物氧化在一系列酶的催化下逐步进行，O2接受电子后与H+生成水，CO2由脱羧基产生，而体外氧化无需酶催化，反应剧烈，H和C直接与O2 化合成H2O 及CO2；释放能量过程不同，生物氧化能量逐步释放，能量部分以化学能方式储存，部分以热能释放，而体外氧化全部以热和光的形式骤然释放。4. 机体氧化呼吸链有两条，分别为NADH氧化呼吸链与琥珀酸氧化呼吸链，其组成与排列顺序于下图： NADH复合体I CoQ复合体Cytc复合体 琥珀酸复合体这两条呼吸链的排列顺序是由一系列的实验及其结果确定的：根据呼吸链各组分的标准氧化还原电位，由低到高的顺序排列；在体外将呼吸链拆开和重组，鉴定四种复