概述
生物氧化概念
有机化合物（糖、脂肪和蛋白质）在生物细胞内进行氧化分解而生成CO2和H2O，并释放出能量的过程
3个主要问题
细胞如何通过化学变化把有机化合物中的C转变为CO2?
由糖、脂、蛋白质等代谢物在酶的催化下经一系列脱氢、加水等反应转变成有羧基的化合物，然后经脱羧反应产生CO2
细胞如何利用O把有机分子中的H氧化成H2O？
代谢物上的H在脱氢酶的作用下脱下，由相应的氢载体（NAD+、NADP+、FAD、FMN等）所接受，再通过一系列递氢体或递电子体传递给氧而生成H2O
有机化合物在细胞内氧化时释放的能量如何被收集?
电子传递链种释放的大量能量，通过磷酸化转化为ATP
自由能
自由能G：指在一个体系中，能够用来做有用功的那一部分能量，用符号G表示。
△G：任意给定条件下的自由能变化。△G<0是反应能自发进行的必要条件，酶只能催化△G为负值的反应
△G◦′ ：是标准条件下的自由能变化，既反应物的起始浓度都为1mol/L，温度为25℃，pH=7.0时的△G。每一个化学反应都有其特定的标准自由能变化(既△G◦′)，是一个固定值
ΔG计算
反应A→B：ΔG = ΔGº′ + RT ln[B]/[A]
反应平衡常数K′
标准状态下，当反应达平衡时的 [产物]/[底物]。特定反应的K′是一个常数
ΔGº ′= -2.303 RT lgK′= -5706 lgK′（J/mol）
K′＜1， Δ Gº′ 为正，吸能反应，不能自发进行
K′＞1， Δ Gº′ 为负，放能反应，能自发进行
氧化还原电位E
表示还原剂失掉电子的难易程度（氧化剂得到电子的难易程度），
高能磷酸化合物
水解每摩尔磷酸基能释放25kJ以上能量的磷酸化合物。高能键用~表示
分类
磷氮键型 -N～P：如磷酸肌酸，在生物体内起储存能量的作用
ATP
ATP分子中的两个磷酸基团（β ，γ ）水解断裂释放的自由能分别是 -32.2 KJ/mol 和 -30.5 KJ/mol
线粒体及其氧化体系
电子传递链
基本概念
呼吸底物（代谢物）在线粒体基质中生物氧化过程中，底物上的H经过一系列氢载体或电子载体的传递，最后传递给O2生成H2O的全部体系称为电子传递链，因为其功能和呼吸作用直接相关，亦称为呼吸链。
类型
1. NADH氧化呼吸链（绝大多数）
NADH →复合体Ⅰ→CoQ →复合体Ⅲ→Cyt c →复合体Ⅳ→O2
2. FADH2 呼吸链（少数，如琥珀酸、脂酰辅酶A、a-磷酸甘油等）
琥珀酸 →复合体Ⅱ →CoQ →复合体Ⅲ→Cyt c →复合体Ⅳ→O2
氧化磷酸化
概念
在呼吸链电子传递过程中，电子从被氧化的底物传递到氧（即H被氧化形成H2O）所释放的自由能推动ADP磷酸化生成ATP
基本机制
来自中间代谢物的NADH或FADH2的电子，经电子传递链传递给氧生成水时，释放出大量的能量，这部分能量可推动ADP与Pi合成ATP
氧化-磷酸化的偶联
磷氧比P/O
概念：氧化磷酸化过程中，每消耗1mol氧所消耗无机磷（或ADP）的mol数或生成的ATP的mol数
NADH 呼吸链的P/O为2.5，FADH呼吸链的P/O为1.5。
偶联机制
化学渗透学说
①呼吸链中递氢体和递电子体交替间隔排列于完整线粒体内膜上，使氧化还原反应定向进行。
②电子传递链有质子泵作用，能将质子从线粒体内膜内侧泵到内膜外侧。
③完整的线粒体内膜对离子有选择透性，不能让被泵到内膜外侧的质子自由返回内膜以内,从而造成跨膜质子浓度差和电位差，成为质子返回内膜内侧的动力(质子动力势)。
④当膜外侧的质子在质子动力势推动下，通过嵌于线粒体内膜上的ATP复合酶上的特殊通道FO时，就会释放自由能驱动ADP与 Pi 形成 ATP。
ATP酶（质子泵ATP合酶、F1F0-ATP酶、复合体V）
F1的功能是催化ATP生成，F0的作用是构成质子的通道
氧化磷酸化调节
呼吸控制
由于ADP/ATP比值变化对氧化磷酸化的调节效应 ，称呼吸控制，调控的关键物质是ADP
ADP/ATP比值上升，氧化磷酸化增快；ADP/ATP比值下降，氧化磷酸化减慢
解偶联和抑制
解偶联剂
破坏电子传递过程建立的跨内膜的质子电化学梯度，使电化学梯度储存的能量以热能形式释放，ATP的生成受到抑制。如：二硝基苯酚(DNP) ；解偶联蛋白
呼吸链抑制剂
阻断氧化磷酸化的电子传递过程。如鱼藤酮;粉蝶霉素A;异戊巴比妥；抗霉素A;二巯基丙醇；CO;CN-;N3-;H2S
NADH氧化呼吸链泵出10个H+：10/4=2.5（分子ATP）
FADH2氧化呼吸链泵出6个H+：6/4=1.5（分子ATP）
泛醌 和 Cyt c 均不包含在四种复合体中（快递员作用）
n，转移电子的物质的量（mol）;
F，法拉第常数，96.5 KJ/V.mol
电子总是从一个低电位的（E0′低）的氧化还原对，流向高电位（E0′高）的氧化还原对（即反应方向）
温度（单位K）T=摄氏度+273
气体常数R=8.314
【重点】掌握物质代谢和能量代谢所涉及的一些基本知识，掌握生物氧化呼吸链的类型和组成，掌握氧化磷酸化及其他ATP的生成方式
