线粒体外氧化系统

1、第四节第四节 光合磷酸化光合磷酸化 光合磷酸化光合磷酸化(photophosphorylation)：光合生光合生物细胞利用光能驱动光合链的电子传递，引起物细胞利用光能驱动光合链的电子传递，引起质子形成跨膜梯度和电位差，膜上质子形成跨膜梯度和电位差，膜上CF0CF1-ATP合酶利用质子返回势能，使合酶利用质子返回势能，使ADP磷酸化形磷酸化形成成ATP的过程。的过程。 光合磷酸化形成的基本条件：光合磷酸化形成的基本条件：作用中心、电子载体、作用中心、电子载体、ATP合酶复合体有序合酶复合体有序地排列在类囊体膜上；地排列在类囊体膜上；膜必须是完整的；膜必须是完整的；光能驱动光合链电子传递以及质子

2、跨膜泵入光能驱动光合链电子传递以及质子跨膜泵入跨膜跨膜pH和和是是ATP合成的驱动力；合成的驱动力；CF0CF1-ATP合酶（其中合酶（其中C：Chl，即叶绿，即叶绿体）类似于线粒体体）类似于线粒体F0F1-ATP合酶，该酶利合酶，该酶利用类囊体腔内质子返回基质的电化学势能合用类囊体腔内质子返回基质的电化学势能合成成ATP。 光合电子传递链光合电子传递链连接两个光系统（连接两个光系统（PSI：在类囊体膜的外在类囊体膜的外侧，侧， PSIPSI的作用中心色素分子是的作用中心色素分子是P P700700，是是长波光反应，其主要特征是长波光反应，其主要特征是NADPNADP的还原；的还原；PSII：

3、在类囊体膜内侧。在类囊体膜内侧。 PSIIPSII的作用中的作用中心色素分子是心色素分子是P P680680。是短波光反应，其主要是短波光反应，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之间的传递电子的物质之间的传递电子的物质-光合电子传递光合电子传递链链/ /光合链。光合链。光合链在类囊体上的排列和电子与质子的传递光合链在类囊体上的排列和电子与质子的传递光合磷酸化的化学渗透模型光合磷酸化的化学渗透模型光合磷酸化的类型光合磷酸化的类型1.非循环式光合磷酸化非循环式光合磷酸化2.循环式光合磷酸化循环式光合磷酸化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光光盐细菌即嗜盐菌（盐细菌即嗜盐菌（Halobacterium salinarum）是一种生活在盐浓度高于）是一种生活在盐浓度高于3 mol/L的死海、盐水湖、晒盐场中或盐腌的的死海、盐水湖、晒盐场中或盐腌的海产品上的一种古细菌。海产品上的一种古细菌。盐细菌：没有叶绿素、类胡萝卜素、藻胆色盐细菌：没有叶绿素、类胡萝卜素、藻胆色素，也没有复杂的两个光系统组成的光合链素，也没有复杂的两个光系统组成的光合链，不放，不放O2，也

5、不产生，也不产生NADPH，以一种比其，以一种比其它光合细菌更简单的机构进行光合磷酸化。它光合细菌更简单的机构进行光合磷酸化。盐细菌：利用日光能，以光合磷酸化产生化盐细菌：利用日光能，以光合磷酸化产生化学能学能ATP。光驱动的质子泵。光驱动的质子泵细菌视紫细菌视紫红质（红质（bacteriorhodopsin）的跨膜复合蛋）的跨膜复合蛋白。承担吸收光能作用的辅基是视黄醇白。承担吸收光能作用的辅基是视黄醇/视视紫红质（紫红质（rhodopsin）反式结构的视黄醇吸收一个光子后，就变成反式结构的视黄醇吸收一个光子后，就变成顺式结构的视黄醇，顺式视黄醇将光能传递顺式结构的视黄醇，顺式视黄醇将光能传递

6、给细菌视紫红质蛋白用于跨膜质子泵时，顺给细菌视紫红质蛋白用于跨膜质子泵时，顺式视黄醇又变成反式视黄醇结构，去接受下式视黄醇又变成反式视黄醇结构，去接受下一个光子。一个光子。光合细菌的光合链光合细菌的光合链光合细菌的光合链较短，只有一个光系统。光合细菌的光合链较短，只有一个光系统。大体上按载体特征分为两类光合细菌：大体上按载体特征分为两类光合细菌：I型型是铁是铁-氧还蛋白型，其光系统中心是氧还蛋白型，其光系统中心是P840，如绿色硫细菌。，如绿色硫细菌。II型是脱镁叶绿素型的，型是脱镁叶绿素型的，其光系统中心是其光系统中心是P870，如紫色细菌。，如紫色细菌。第五节、非线粒体氧化体系第五节、非线

7、粒体氧化体系在微粒体、过氧化物酶体及细胞其他部位还存在其在微粒体、过氧化物酶体及细胞其他部位还存在其他氧化体系，参与呼吸链以外的氧化过程。他氧化体系，参与呼吸链以外的氧化过程。特点特点: :从底物脱氢到从底物脱氢到H H2 2O O的生成是经过其它末端氧化酶完成的生成是经过其它末端氧化酶完成的，不伴随磷酸化，不生成的，不伴随磷酸化，不生成ATPATP。主要与体内代谢物、药物和毒物生物转化有关，但主要与体内代谢物、药物和毒物生物转化有关，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、多酚氧化酶系统、多酚氧化酶系统2 2、抗坏血酸氧化酶系统、抗坏血酸氧化酶系统3 3、黄素蛋白氧化酶系统

8、、黄素蛋白氧化酶系统4 4、超氧化物歧化酶氧化系统、超氧化物歧化酶氧化系统5 5、微粒体氧化体系微粒体氧化体系 6 6、植物抗氰氧化酶系统、植物抗氰氧化酶系统一、非线粒体氧化酶体系一、非线粒体氧化酶体系多酚氧化酶（polyphenol oxidase）系统存在于微粒体中，是含铜的末端氧化酶，也称儿茶酚氧化酶。催化多酚（如对苯二酚、邻苯二酚、邻苯三酚）氧化为醌，醌又可被NADPHH（或NADHH）还原为多元酚。组成：脱氢酶、醌还原酶、酚氧化酶。SH2SNAD+NADF+H+2Ph2PhOHOHOOO1/2O22e2H+H2O脱氢酶醌还原酶酚氧化酶Cu2+Cu+2.2.生物学意义：生物学意义：多酚

9、氧化酶与植物组织的受伤反应有关，植物组多酚氧化酶与植物组织的受伤反应有关，植物组织受伤以及受病菌侵害时，植物多酚氧化酶活力织受伤以及受病菌侵害时，植物多酚氧化酶活力增高（呼吸作用也增强），有利于把酚类化合物增高（呼吸作用也增强），有利于把酚类化合物氧化为醌，醌对病菌有毒害而起杀菌抗病作用。氧化为醌，醌对病菌有毒害而起杀菌抗病作用。抗坏血酸氧化酶（抗坏血酸氧化酶（ascorbic acid oxidase）也）也是一种含铜的氧化酶，它催化抗坏血酸氧化为脱是一种含铜的氧化酶，它催化抗坏血酸氧化为脱氢抗坏血酸，其过程常与谷胱甘肽氢抗坏血酸，其过程常与谷胱甘肽(GSH)、NADPH（或（或NADH）的

10、氧化还原相偶联。）的氧化还原相偶联。 过氧化物酶体是由一层单位膜包裹的囊泡，通过氧化物酶体是由一层单位膜包裹的囊泡，通常比线粒体小，直径约为：常比线粒体小，直径约为：0.11.0微米。微米。 过氧化物酶体普遍存在于真核生物的各类细胞过氧化物酶体普遍存在于真核生物的各类细胞中，但在肝和肾的细胞中数量特别多。中，但在肝和肾的细胞中数量特别多。 过氧化物酶体含有丰富的酶类，目前已知有过氧化物酶体含有丰富的酶类，目前已知有40余余种，主要是氧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶。种，主要是氧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶。 氧化酶：是过氧化物酶体中的主要酶类，各种氧氧化酶：是过氧化物酶体中的主要酶类，各种氧化酶

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时，将氧还原成过氧化氢：同时，将氧还原成过氧化氢：RH2+O2 R+H2O2(microsome)(microsome)微粒体中存在一类加氧酶微粒体中存在一类加氧酶(Oxygenase)(Oxygenase)，这类，这类加氧酶也参与代谢物的氧化作用。加氧酶也参与代谢物的氧化作用。这类酶催化的氧化反应是将氧直接加到底物分这类酶催化的氧化反应是将氧直接加到底物分子上。加氧酶类可分为单加氧酶和双加氧酶两子上。加氧酶类可分为单加氧酶和双加氧酶两种。种。1 1、微粒体中催化氧化反应的酶类微粒体中催化氧化反应的酶类 微粒体微

12、粒体(microsome)(microsome)并非独立的细胞器，是并非独立的细胞器，是内质网在细胞匀桨过程中形成的颗粒，其中富内质网在细胞匀桨过程中形成的颗粒，其中富含催化氧化反应的各种酶类。含催化氧化反应的各种酶类。1、名词解释：、名词解释： 生物氧化生物氧化 呼吸链呼吸链 P/O比比2、生物氧化和磷酸化是怎样偶联的？、生物氧化和磷酸化是怎样偶联的？3、常见呼吸链抑制剂有哪些、常见呼吸链抑制剂有哪些?它们的作用机制是什么它们的作用机制是什么?4、 什么是氧化磷酸化和光合磷酸化？两者的主要区什么是氧化磷酸化和光合磷酸化？两者的主要区别是什么？别是什么？5、胞液、胞液NADH中的中的H是如何生

13、成是如何生成H2O？ 复习题复习题The The end!end!1.NAD+1.NAD+在酶促反应中转移在酶促反应中转移( )( )A、氨基、氨基 B、氢原子、氢原子 C、氧原子、氧原子 D、羧基、羧基2. 2. 变构酶是一种（变构酶是一种（ ）A、单体酶、单体酶 B、寡聚酶、寡聚酶 C、多酶复合体、多酶复合体 D、米氏酶、米氏酶3.3. 酶的非竞争性抑制剂对酶促反应的影响是：（酶的非竞争性抑制剂对酶促反应的影响是：（ ）A、Vmax不变，不变，Km增大增大 B、Vmax不变，不变，Km减小减小C、Vmax增大，增大，Km不变不变 D、Vmax减小，减小，Km不不4.4. 根据米氏方程，有关

14、根据米氏方程，有关ss与与KmKm之间关系的说法不正确的是之间关系的说法不正确的是( )( )A、当当s Km时，反应速度与底物浓度无关。时，反应速度与底物浓度无关。D、当当s=2/3Km时，时，V=25Vmax一、选择题（正确答案一项或多项）一、选择题（正确答案一项或多项）5. 5. 下列化合物中除下列化合物中除( )( )外都是呼吸链的组成成分。外都是呼吸链的组成成分。 A A、CoQ BCoQ B、Cytb CCytb C、CoA DCoA D、NAD+NAD+6 6. . 细胞色素在电子传递链中的排列顺序是细胞色素在电子传递链中的排列顺序是 （ ）A ACyt bc1caa3O2Cyt

15、 bc1caa3O2B BCyt bcc1aa3O2Cyt bcc1aa3O2C CCyt bc1aa3cO2Cyt bc1aa3cO2D DCyt c1 cbaa3O2Cyt c1 cbaa3O2E ECyt c c1baa3O2Cyt c c1baa3O27 7. . 苹果酸穿梭系统需有下列哪种氨基酸参与？（苹果酸穿梭系统需有下列哪种氨基酸参与？（ ）A AGln BGln BAsp CAsp CAla DAla DLys ELys EValVal8 8. . 氰化物引起的中毒是由于阻断了什么部位的电子传递？（）氰化物引起的中毒是由于阻断了什么部位的电子传递？（）A ACyt aa3O2

16、BCyt aa3O2 BCyt bc1Cyt bc1C CCyt c1c DCyt c1c DCyt caa3 ECyt caa3 ECoQCyt b CoQCyt b 9 9线粒体内线粒体内-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是：（磷酸甘油脱氢酶的辅酶是：（ ）A AFAD BFAD BFMNFMNC CNAD+ DNAD+ DNADP+ ENADP+ EHSCoAHSCoA1.生物氧化的终产物是生物氧化的终产物是_、_和和_。2. 体内体内ATP的产生有两种方式，一种是的产生有两种方式，一种是_，另一，另一种是种是_。3. P/O比值是指比值是指_。经测定，代谢物脱下的氢经。经测定，代谢物脱下的氢经NA

17、DH氧化呼吸链氧化，其氧化呼吸链氧化，其P/O比值为比值为_；经琥；经琥珀酸氧化呼吸链氧化，其珀酸氧化呼吸链氧化，其P/O比为比为_。4.决定氧化磷酸化速率最重要的因素是决定氧化磷酸化速率最重要的因素是_，而调节，而调节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、填空题二、填空题5.5.呼吸链三个氧化与呼吸链三个氧化与ADP的磷酰化反应偶联部位分别的磷酰化反应偶联部位分别是是： 、 和和 。6.6.酶的特异性有酶的特异性有3种类型是种类型是： 、 和和 。7. 别构酶（又称别位酶或变构酶）由多亚基组成，按别构酶（又称别位酶或变构酶）由多亚基组成，按功能区分，有的亚基位功能区分，有的亚基位 亚基，有的为亚基，有的为 亚基。亚基。别构酶反应动力学曲线呈别构酶反应动力学曲线呈 形，而不遵循形，而不遵循 规律规律性。性。 8.8.酶催化的特点为酶催化的特点为： 、 、 、 。三、判断题三、判断题1、米氏常数（、米氏常数（Km）是与反应系统的酶浓度无关的）是与反应系统的酶浓度无关的一个常数。（一个常数。（ ）2、一个酶作用于多种底物