生物化學(xué)生物氧化氧化磷酸化課件

是指電子從NADH或FADH2經(jīng)電子傳遞鏈傳遞給分子氧生成水,并偶聯(lián)ADP和Pi生成ATP的過(guò)程。它是需氧生物合成ATP的主要途徑。

1.體內(nèi)ATP生成的方式：氧化磷酸化(oxidativephosphorylation)是指在呼吸鏈電子傳遞過(guò)程中偶聯(lián)ADP磷酸化，生成ATP，又稱為偶聯(lián)磷酸化。

底物水平磷酸化(substratelevelphos-phorylation)

是底物分子內(nèi)部能量重新分布，生成高能鍵，使ADP磷酸化生成ATP的過(guò)程。2.氧化磷酸化偶聯(lián)部位即ATP生成的部位。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)，即生成ATP的摩爾數(shù)。

---物質(zhì)氧化時(shí)，每消耗1mol氧原子所消耗無(wú)機(jī)磷的mol數(shù)（或ADPmol數(shù)），或每消耗1mol氧所生成的ATP的mol數(shù).自由能變化(△G0′)：

大于30.5kJ即可生成1摩爾ATP。

69.5kJ/mol40.5kJ/mol102.3kJ/mol三個(gè)偶聯(lián)部位：①NADH與CoQ之間；②CoQ與Cytc之間；③Cytaa3與氧之間。3.氧化磷酸化的機(jī)制有關(guān)氧化磷酸化機(jī)理的幾種假說(shuō)化學(xué)偶聯(lián)假說(shuō)構(gòu)象偶聯(lián)假說(shuō)化學(xué)滲透假說(shuō)（1）化學(xué)偶聯(lián)假說(shuō)（1953年）

chemicalcouplinghypothesis

認(rèn)為電子傳遞反應(yīng)釋放的能量通過(guò)一系列連續(xù)的化學(xué)反應(yīng)形成高能共價(jià)中間物，最后將其能量轉(zhuǎn)移到ADP中形成ATP。

1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油醛脫氫酶（2）構(gòu)象偶聯(lián)假說(shuō)（1964）

conformationalcouplinghypothesis

認(rèn)為電子沿電子傳遞鏈傳遞使線粒體內(nèi)膜的蛋白質(zhì)組分發(fā)生了構(gòu)象變化，形成一種高能構(gòu)象，這種高能形式通過(guò)ATP的合成而恢復(fù)其原來(lái)的構(gòu)象。迄今未能分離出這種高能蛋白質(zhì)。但在電子傳遞過(guò)程中蛋白質(zhì)組分的構(gòu)象變化還是存在的。

DComplexⅣ過(guò)氧化氫酶catalase(3)、超氧化物歧化酶

（superoxidedimutase,SOD）③Cytaa3與氧之間。質(zhì)子穿過(guò)a時(shí),推動(dòng)c環(huán)象水車一樣轉(zhuǎn)動(dòng),連帶F1轉(zhuǎn)動(dòng).WhichmakeFe-Sasprostheticgroupintherespiratorychain?線粒體外膜孔蛋白，<10kDa的物質(zhì)通過(guò)解偶聯(lián)劑:使氧化與磷酸化偶聯(lián)過(guò)程脫離。質(zhì)子穿過(guò)a時(shí),推動(dòng)c環(huán)象水車一樣轉(zhuǎn)動(dòng),連帶F1轉(zhuǎn)動(dòng).CComplexⅢ但在電子傳遞過(guò)程中蛋白質(zhì)組分的構(gòu)象變化還是存在的。D進(jìn)入線粒體需主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)A位于線粒體內(nèi)膜，又稱復(fù)合體ⅤDc→b→c1→aa3→O2D2,4-dinitrophenolATP合成酶在線粒體中的位置關(guān)于ATP合成酶，敘述正確的是位于線粒體內(nèi)膜的基質(zhì)側(cè)。(3)化學(xué)滲透假說(shuō)：線粒體內(nèi)膜的電子傳遞鏈?zhǔn)琴|(zhì)子泵電子由高能狀態(tài)傳遞到低能狀態(tài)時(shí)釋放出來(lái)的能量，用于驅(qū)動(dòng)膜內(nèi)側(cè)的H+遷移到膜外側(cè)（內(nèi)膜對(duì)H+是不通透的），在膜內(nèi)外側(cè)產(chǎn)生了跨膜質(zhì)子梯度和電位梯度在膜內(nèi)外勢(shì)能差的驅(qū)動(dòng)下，膜外高能質(zhì)子沿著一個(gè)特殊通道（ATP合酶組成部分），跨膜回到膜內(nèi)側(cè)。質(zhì)子跨膜過(guò)程中釋放的能量，直接驅(qū)動(dòng)ADP和磷酸合成ATP復(fù)合體Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ均有質(zhì)子泵作用4H+4H+4H+4H+2H+2H+內(nèi)膜表面基質(zhì)NADH＋H＋NAD＋琥珀酸延胡索酸?O2＋2H+H2OQ循環(huán)線粒體基質(zhì)線粒體膜++++----H+O2H2OH+e-ADP+PiATP化學(xué)滲透假說(shuō)簡(jiǎn)單示意圖化學(xué)滲透假說(shuō)4.ATP合成機(jī)制ATP合酶即復(fù)合體Ⅴ。位于線粒體內(nèi)膜的基質(zhì)側(cè)。ATP合成酶在線粒體中的位置ATP合酶F0：為疏水蛋白質(zhì)，是鑲嵌在線粒體內(nèi)膜中的質(zhì)子通道。F1：為親水蛋白質(zhì)，由

3

3

亞基組成，催化生成ATP。OSCP：寡霉素敏感相關(guān)蛋白，位于F0與F1之間，使ATP合酶在寡霉素存在時(shí)不能生成ATP。ATP合成酶由疏水的F0(a1b2c9

12)和親水的F1(

3

3

)組成.質(zhì)子穿過(guò)a時(shí),推動(dòng)c環(huán)象水車一樣轉(zhuǎn)動(dòng),連帶F1轉(zhuǎn)動(dòng).質(zhì)子流過(guò)ATP合酶時(shí)同時(shí)釋放出結(jié)合的ATP分子ATP生成的主要方式是（）F1：為親水蛋白質(zhì)，由33亞基組成，催化生成ATP。關(guān)于輔酶Q,哪些敘述是正確的?線粒體內(nèi)膜的電子傳遞鏈?zhǔn)琴|(zhì)子泵①NADH與CoQ之間；DComplexⅣDComplexⅣ谷胱甘肽過(guò)氧化物酶對(duì)機(jī)體起保護(hù)作用電子由高能狀態(tài)傳遞到低能狀態(tài)時(shí)釋放出來(lái)的能量，用于驅(qū)動(dòng)膜內(nèi)側(cè)的H+遷移到膜外側(cè)（內(nèi)膜對(duì)H+是不通透的），在膜內(nèi)外側(cè)產(chǎn)生了跨膜質(zhì)子梯度和電位梯度解偶聯(lián)劑:使氧化與磷酸化偶聯(lián)過(guò)程脫離。氧化磷酸化(oxidativephosphorylation)是指在呼吸鏈電子傳遞過(guò)程中偶聯(lián)ADP磷酸化，生成ATP，又稱為偶聯(lián)磷酸化。關(guān)于ATP合成酶，敘述正確的是B高能磷酸鍵只存在于ATPF0：為疏水蛋白質(zhì)，是鑲嵌在線粒體內(nèi)膜中的質(zhì)子通道。B由F1和F0兩部分組成E高能化合物之間的轉(zhuǎn)化ATP合成酶在線粒體中的位置關(guān)于線粒體內(nèi)膜外H+濃度敘述正確的是D不參與呼吸鏈復(fù)合體ATP合酶結(jié)構(gòu)模式圖ATP合酶的工作機(jī)制ATP合酶的作用力是由質(zhì)子動(dòng)力所驅(qū)動(dòng)的ATP4-F0F1胞液側(cè)基質(zhì)側(cè)腺苷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白

ADP3-H2PO4-ATP4-3H+3H+

H+H+H2PO4-H2PO4-ADP3-ADP3-每分子ATP在線粒體中生成并轉(zhuǎn)運(yùn)到胞漿需4個(gè)H＋回流進(jìn)入線粒體基質(zhì)中5.氧化磷酸化的解偶聯(lián)和抑制呼吸鏈抑制劑:阻斷呼吸鏈中某些部位電子傳遞。解偶聯(lián)劑:使氧化與磷酸化偶聯(lián)過(guò)程脫離。如：解偶聯(lián)蛋白,如2，4-二硝基苯酚(DNP)氧化磷酸化抑制劑:對(duì)電子傳遞及ADP磷酸化均有抑制作用。如：寡霉素魚藤酮粉蝶霉素A異戊巴比妥×抗霉素A二巰基丙醇×CO、CN-、N3-及H2S×各種呼吸鏈抑制劑的阻斷位點(diǎn)解偶聯(lián)蛋白作用機(jī)制（棕色脂肪組織線粒體）ⅢⅠⅡF0F1ⅣCytcQ胞液側(cè)基質(zhì)側(cè)解偶聯(lián)蛋白熱能

H+

H+ADP+Pi

ATP

Ｈ＋Ｈ＋Ｈ＋ADP+PiATP+H2O解偶聯(lián)蛋白Ｈ＋解偶聯(lián)作用機(jī)制熱Ｈ＋寡霉素(oligomycin)可阻止質(zhì)子從F0質(zhì)子通道回流，抑制ATP生成寡霉素6.通過(guò)線粒體內(nèi)膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)線粒體外膜孔蛋白，<10kDa的物質(zhì)通過(guò)線粒體內(nèi)膜不同的轉(zhuǎn)運(yùn)體,對(duì)物質(zhì)有選擇性兩種機(jī)制:α-磷酸甘油穿梭(glycerophosphateshuttle)蘋果酸-天冬氨酸穿梭(malate-asparateshuttle)胞質(zhì)中NADH的氧化(線粒體外NADH的氧化)NADH兩種氧化途徑的比較氧化途徑主要存在的組織主要承擔(dān)酶胞液中主要承擔(dān)酶的輔基線粒體內(nèi)主要承擔(dān)酶的輔基被完全氧化時(shí)經(jīng)過(guò)的呼吸鏈完全氧化時(shí)產(chǎn)生的ATP量

-磷酸甘油穿梭骨骼肌、神經(jīng)細(xì)胞

-磷酸甘油脫氫酶NAD+FAD琥珀酸氧化呼吸鏈1.5ATP蘋果酸穿梭肝、心肌組織蘋果酸脫氫酶NAD+NAD+NADH氧化呼吸鏈2.5ATP

-磷酸甘油穿梭示意圖NADH+H+NAD+

-磷酸甘油脫氫酶

-磷酸甘油脫氫酶FADFADH2呼吸鏈氨基酸氧化酶、單胺氧化酶、黃嘌呤氧化酶蘋果酸-天冬氨酸穿梭(malate-asparateshuttle)關(guān)于線粒體內(nèi)膜外H+濃度敘述正確的是另1分子H2O2接受電子（1）化學(xué)偶聯(lián)假說(shuō)（1953年）E進(jìn)入線粒體需載體轉(zhuǎn)運(yùn)WheredoesthephosphorylationcouplewiththeoxidationandcanproduceATP?OSCP：寡霉素敏感相關(guān)蛋白，位于F0與F1之間，使ATP合酶在寡霉素存在時(shí)不能生成ATP。認(rèn)為電子傳遞反應(yīng)釋放的能量通過(guò)一系列連續(xù)的化學(xué)反應(yīng)形成高能共價(jià)中間物，最后將其能量轉(zhuǎn)移到ADP中形成ATP。ECytaa3→O2WhichonecanbeinhibitedbyCOinrespiratorychain?B高能磷酸鍵只存在于ATPE所有的生化轉(zhuǎn)變都需要ATP參與A位于線粒體內(nèi)膜，又稱復(fù)合體Ⅴ線粒體內(nèi)主要承擔(dān)酶的輔基但在電子傳遞過(guò)程中蛋白質(zhì)組分的構(gòu)象變化還是存在的。質(zhì)子流過(guò)ATP合酶時(shí)同時(shí)釋放出結(jié)合的ATP分子A位于線粒體內(nèi)膜，又稱復(fù)合體Ⅴ質(zhì)子流過(guò)ATP合酶時(shí)同時(shí)釋放出結(jié)合的ATP分子蘋果酸-天冬氨酸穿梭3ATP(1)、脫氫酶和氧化酶受氫體輔酶或輔基產(chǎn)物舉例不需氧脫氫酶輔酶NADH脫氫酶需氧脫氫酶O2FMN(FAD)H2O2氨基酸氧化酶、

單胺氧化酶、黃嘌呤氧化酶氧化酶O2含CuH2O細(xì)胞色素c氧化酶、酚氧化酶、抗壞血酸氧化酶7.其他氧化體系末端氧化酶：能將底物所脫下的電子最后傳給O2，并形成H2O或H2O2的酶類。種類：細(xì)胞色素氧化酶：主要的末端氧化酶，與O的親和力最高，4/5的耗氧量由此酶承擔(dān)酚氧化酶:組織受傷，將酚氧化成醌（紅褐色），抑制微生物活性抗壞血酸氧化酶乙醇酸氧化酶

(2)、過(guò)氧化酶體中的酶類

過(guò)氧化氫酶catalase催化反應(yīng):1分子H2O2

提供電子,

另1分子H2O2

接受電子

輔基:4個(gè)血紅素作用：分布廣,可消除需氧脫氫酶催化反應(yīng)產(chǎn)生的有毒的H2O2催化反應(yīng):催化H2O2直接氧化酚類/胺類化合物

輔基：血紅素谷胱甘肽過(guò)氧化物酶對(duì)機(jī)體起保護(hù)作用過(guò)氧化物酶（peroxidase）(3)、超氧化物歧化酶

（superoxidedimutase,SOD）呼吸鏈電子傳遞過(guò)程中產(chǎn)生超氧離子(O2-.)O2-.H2O2+.OH

損傷生物膜2O2-.+2H+H2O2+O2超氧化物歧化酶SOD輔基含Cu、Zn(胞液)或Mn(線粒體)。過(guò)氧化氫酶H2O+O21.呼吸鏈存在于（）A細(xì)胞膜B線粒體外膜C線粒體內(nèi)膜D微粒體E過(guò)氧化物酶體本章選擇題練習(xí)2.下列哪種物質(zhì)不是NADH氧化呼吸鏈的組分？A.FMNB.FADC.泛醌D.鐵硫蛋白E.細(xì)胞色素c3.ATP生成的主要方式是（）A肌酸磷酸化B氧化磷酸化C糖的磷酸化D底物水平磷酸化E高能化合物之間的轉(zhuǎn)化D進(jìn)入線粒體需主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸氧化酶、單胺氧化酶、黃嘌呤氧化酶在膜內(nèi)外勢(shì)能差的驅(qū)動(dòng)下，膜外高能質(zhì)子沿著一個(gè)特殊通道（ATP合酶組成部分），跨膜回到膜內(nèi)側(cè)。conformationalcouplinghypothesis關(guān)于輔酶Q,哪些敘述是正確的?F1：為親水蛋白質(zhì)，由33亞基組成，催化生成ATP。ATP合成酶由疏水的F0(a1b2c912)和親水的F1(33)組成.DComplexⅣ過(guò)氧化氫酶catalaseECytaa3→O2B由F1和F0兩部分組成下列哪種酶以氧為受氫體催化底物氧化生成水？下列哪種物質(zhì)不是NADH氧化呼吸鏈的組分？B高能磷酸鍵只存在于ATPWhichonecanbeinhibitedbyCOinrespiratorychain?①NADH與CoQ之間；E高能化合物之間的轉(zhuǎn)化α-磷酸甘油穿梭(glycerophosphateshuttle)電子由高能狀態(tài)傳遞到低能狀態(tài)時(shí)釋放出來(lái)的能量，用于驅(qū)動(dòng)膜內(nèi)側(cè)的H+遷移到膜外側(cè)（內(nèi)膜對(duì)H+是不通透的），在膜內(nèi)外側(cè)產(chǎn)生了跨膜質(zhì)子梯度和電位梯度質(zhì)子跨膜過(guò)程中釋放的能量，直接驅(qū)動(dòng)ADP和磷酸合成ATP反應(yīng)產(chǎn)生的有毒的H2O2D進(jìn)入線粒體需主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)5.下例關(guān)于高能磷酸鍵的敘述，正確的是A所有高能鍵都是磷酸鍵B高能磷酸鍵只存在于ATPC高能磷酸鍵僅在呼吸鏈中偶聯(lián)D有ATP參與的反應(yīng)也可逆向進(jìn)行E所有的生化轉(zhuǎn)變都需要ATP參與6.下列哪種酶以氧為受氫體催化底物氧化生成水？A丙酮酸脫氫酶B琥珀酸脫氫酶C黃嘌呤氧化酶D細(xì)胞色素c氧化酶ESOD7.關(guān)于線粒體內(nèi)膜外H+濃度敘述正確的是A濃度高于線粒體內(nèi)B濃度低于線粒體內(nèi)C可自由進(jìn)入線粒體D進(jìn)入線粒體需主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)E進(jìn)入線粒體需載體轉(zhuǎn)運(yùn)8.參與呼吸鏈電子傳遞的金屬離子是()A鐵離子B鈷離子C鎂離子D鋅離子E以上都不是9.呼吸鏈中,不具有質(zhì)子泵功能的是A復(fù)合體ⅠB復(fù)合體ⅡC復(fù)合體ⅢD復(fù)合體ⅣE以上都不是10.關(guān)于超氧化物歧化酶,哪項(xiàng)是不正確的()A可催化產(chǎn)生超氧離子B可消除超氧離子C可催化產(chǎn)生過(guò)氧化氫D含金屬離子輔基E存在于胞液和線粒體中11.Exceptiron,Cytaa3contain()ion.AZnBMgCCuDMnEK12.WhichonecanbeinhibitedbyCOinrespiratorychain?AFADBFMNCFe-SDCytaa3ECytc13.Whichoneisuncoupler?ACOBpiericidinACKCND2,4-dinitrophenolEH2S14.Therightelectrontansferationsequenceis()Ab→c→c1→aa3→O2Bc1→c→b→aa3→O2Cc→c1→b→aa3→O2Dc→b→c1→aa3→O2Eb→c1→c→aa3→O2末端氧化酶：能將底物所脫下的電子最后傳給O2，并形成H2O或H2O2的酶類。D生成ATP的催化部位在F1的亞基上B高能磷酸鍵只存在于ATP線粒體內(nèi)主要承擔(dān)酶的輔基在膜內(nèi)外勢(shì)能差的驅(qū)動(dòng)下，膜外高能質(zhì)子沿著一個(gè)特殊通道（ATP合酶組成部分），跨膜回到膜內(nèi)側(cè)。氧化磷酸化的解偶聯(lián)和抑制谷胱甘肽過(guò)氧化物酶對(duì)機(jī)體起保護(hù)作用DFADH2→CoQA位于線粒體內(nèi)膜，又稱復(fù)合體Ⅴ關(guān)于輔酶Q,哪些敘述是正確的?Bc1→c→b→aa3→O2A位于線粒體內(nèi)膜，又稱復(fù)合體Ⅴ酚氧化酶:組織受傷，將酚氧化成醌（紅褐色），抑制微生物活性BpiericidinAD進(jìn)入線粒體需主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)自由能變化(△G0′)：

大于30.谷胱甘肽過(guò)氧化物酶對(duì)機(jī)體起保護(hù)作用WhichmakeFe-Sasprostheticgroupintherespiratorychain?DComplexⅣ每分子ATP在線粒體中生成并轉(zhuǎn)運(yùn)到胞漿需4個(gè)H＋回流進(jìn)入線粒體基質(zhì)中ATP合成酶在線粒體中的位置通過(guò)線粒體內(nèi)膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)15.關(guān)于ATP合成酶，敘述正確的是A位于線粒體內(nèi)膜，又稱復(fù)合體ⅤB由F1和F0兩部分組成CF0是質(zhì)子通道D生成ATP的催化部位在F1的亞基上EF1呈疏水性，嵌在線粒體內(nèi)膜中16.關(guān)于輔酶Q,哪些敘述是正確的?A是一種水溶性化合物B其屬醌類化合物C可在線粒體內(nèi)膜中迅速擴(kuò)散D不參與呼吸鏈復(fù)合體E是NADH呼吸鏈與琥珀酸呼吸鏈的交匯點(diǎn)17.關(guān)于細(xì)胞色素,敘述正確的是()A均以鐵卟啉為輔基B有色C均為電子傳遞體D均可被氰化物抑制E本質(zhì)是蛋白質(zhì)18.下列物質(zhì)屬于高能化合物的是（）A乙酰輔酶ABGTPC磷酸肌酸D磷酸二羥丙酮E磷酸烯醇式丙酮酸19.WhichmakeFe-Sasprostheticgroupintherespiratorychain?AComplexⅠBComplexⅡCComplexⅢDComplexⅣECytc20.WheredoesthephosphorylationcouplewiththeoxidationandcanproduceATP?ANADH→CoQBCoQ→CytbCCoQ→CytcDFADH2→CoQECytaa3→O2是指電子從NADH或FADH2經(jīng)電子傳遞鏈傳遞給分子氧生成水,并偶聯(lián)ADP和Pi生成ATP的過(guò)程。它是需氧生物合成ATP的主要途徑。4.ATP合成機(jī)制ATP合酶即復(fù)合體Ⅴ。位于線粒體內(nèi)膜的基質(zhì)側(cè)。ATP合成酶在線粒體中的位置末端氧化酶：能將底物所脫下的電子最后傳給O2，并形成H2O或H2O2的酶類。種類：細(xì)胞色素氧化酶：主要的末端氧化酶，與O的親和力最高，4/5的耗氧量由此酶承擔(dān)酚氧化酶:組織受傷，將酚氧化成醌（紅褐色），抑制微生物活性抗壞血酸氧化酶乙醇酸氧化酶催化反應(yīng):催化H2O2直接氧化酚類/胺類化合物

輔基：血紅素谷胱甘肽過(guò)氧化物酶對(duì)機(jī)體起保護(hù)作用過(guò)氧化物酶（peroxidase）12.WhichonecanbeinhibitedbyCOinrespiratorychain?AFADBFMNCFe-SDCytaa3ECytc③Cytaa3與氧之間。ATP合成酶在線粒體中的位置關(guān)于輔酶Q,哪些敘述是正確的?B由F1和F0兩部分組成底物水平磷酸化(substratelev