動物生化第五章生物氧化(已修改)
2025-01-25 09:45 本頁面
【正文】 第五章 生物氧化 講授內(nèi)容 ?第一節(jié) 自由能 ?第二節(jié) ATP ?第三節(jié) 氧化磷酸化作用 ?第四節(jié) 其他生物氧化體系 教學(xué)目標(biāo) ? 熟悉氧化與還原反應(yīng)是如何通過兩種電子傳遞鏈偶聯(lián)的 ? 了解化學(xué)滲透理論的要點，以及電子傳遞是如何與 ADP的磷酸化偶聯(lián)的 ? 熟悉胞液中的 NADH轉(zhuǎn)換為線粒體中的 NADH的途徑 生物能量的獲得 ?光能（太陽能） ? 光能營養(yǎng)生物 —— 植物和微生物 ? 通過光合作用將光能轉(zhuǎn)變成有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能 ?化學(xué)能 ? 化能營養(yǎng)生物 —— 動物和人 ? 通過生物氧化作用將有機物質(zhì)（主要是各種光合作用產(chǎn)物）氧化分解，使存儲的穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成 ATP中活躍的化學(xué)能， ATP直接用于需要能量的各種生命活動 生物氧化概念 ? 營養(yǎng)物質(zhì)在生物體內(nèi)氧化分解成 H2O和 CO2并釋放能量的過程稱為 生物氧化 （ biological oxidation） ? 生物氧化通常需要消耗氧，所以又稱為 呼吸作用 ? 因為是在體內(nèi)組織細胞中進行的，所以又稱為 細胞氧化 第一節(jié) 自由能 生物體能量代謝服從能量守恒定律 ?熱力學(xué)第一定律（能量守恒定律） ? 能量既不能創(chuàng)造也不能消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式 ? 熱力學(xué)第一定律不能預(yù)測某一反應(yīng)能否自發(fā)進行。 生物體能量代謝服從熱力學(xué)第二定律 ?熱力學(xué)第二定律 ? 熱的傳導(dǎo)只能由高溫物體傳至低溫物體。 ? 任何一種物理或化學(xué)的過程都自發(fā)地趨向于增加體系與環(huán)境的總熵 自由能 ?自由能 ? 是生物體（或恒溫恒壓下）用來作功的能量 ? 在沒有作功條件時，自由能將轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮軉适? ?熵 ? 是指混亂度或無序性，是一種無用的能 自由能的作用 ? 在恒溫恒壓條件（生物體系內(nèi)）下 ΔG=ΔHTΔS ? G＜ 0時，體系的反應(yīng)能自發(fā)進行（為放能反應(yīng)） ? ΔG＞ 0時，反應(yīng)不能自發(fā)進行，當(dāng)給體系補充自由能時，才能推動反應(yīng)進行（為吸能反應(yīng)） ? ΔG＝ 0時，表明體系已處于平衡狀態(tài) ? 化能營養(yǎng)生物都是從食物氧化的自發(fā)過程中獲取自由能來完成生命活動！ 第二節(jié) ATP 一、 ATP是生物體中自由能的通用貨幣 ? 分解代謝釋放的能量并不能直接被細胞利用 ， 必須經(jīng)一類高能物質(zhì) —— 其中最主要的是三磷酸腺苷(ATP)暫時儲存起來 ? 也就是說 ， 并不是任何形式的能都可被細胞利用 ，細胞直接利用的僅僅是三磷酸腺苷 (ATP)一類高能化合物中所儲存的能量 ? ATP在生物體內(nèi)能量交換中之所以起著 核心的作用 ATP是機體內(nèi)直接用以做功的形式 ? 在 ATP三個磷酸基團中含有兩個磷酸酐鍵，成為 高能分子 ? 當(dāng) ATP水解 為二磷酸腺苷(ADP)和磷酸 (Pi)時，或水解為磷酸腺苷 (AMP)和焦磷酸 (PPi)時， 能釋放出大量能量 2HHOCCNOHOHHHHO C H 2OOOOOP P OOOPONCHHC CNNNαβγA T PA M PADP ATP推動體內(nèi)任何一種需要自由能的反應(yīng) 體內(nèi)能量的產(chǎn)生 , 轉(zhuǎn)移和利用H 2 OCO 2離子主動轉(zhuǎn)運）（吸收、分泌、滲透能轉(zhuǎn)移化學(xué)能（散失）熱能能PCC磷酸肌酸儲存 肌酸A T P A D P + P i 分解氧化底物能利用其它熱能 （維持體溫）化學(xué)能 （生長修補）電能 （神經(jīng)傳導(dǎo)）機械能 （肌肉收縮）二、 ATP具有較高的磷酸基團轉(zhuǎn)移潛勢 ? ATP當(dāng)水解時具有較強的趨勢將末端磷酸基轉(zhuǎn)移給水。即具有較高的磷酸基團轉(zhuǎn)移的潛勢 ? 生物體內(nèi)除 ATP外還有一些化合物也有很高的轉(zhuǎn)移磷酸基的潛勢 ? 磷酸烯醇式丙酮酸等的磷酸基轉(zhuǎn)移潛勢比 ATP高。意味著它們能將磷酸基轉(zhuǎn)移給 ADP而生成 ATP ? 糖降解中許多產(chǎn)物都如此 磷氧鍵型（ — OP) C OC HOC H 2O HO POOOPOOO?；姿峄衔? 1,3二磷酸甘油酸 C H 3 COO POOO乙酰磷酸 ?；姿峄衔? H 3 N + COO POO O 氨甲酰磷酸 R COO POOOA酰基腺苷酸 R C H COO POOOAN+H 3氨?；佘账? 焦磷酸化合物 O POONNNNN H2OHHO HHO HHO C H2OPOOOPOOATP（三磷酸腺苷） O POO O POO O 焦磷酸 ADP（二磷酸腺
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