导图社区 生物氧化与氧化磷酸化
这是一篇关于生物氧化与氧化磷酸化的思维导图。包含生物氧化概述;电子传递链(呼吸链)、氧化磷酸化、其他末端氧化酶系统。
双糖和多糖的酶促降解;糖酵解:糖酵解的概念、糖酵解的化学历程;糖糖酵解的化学计量与生物学意义。
酶的概念:酶是生物催化剂、酶的化学本质、酶的专一性;酶的分类和命名;酶的作用机制;酶促反应动力学。
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英语词性
生物必修一
生物氧化与氧化磷酸化
生物氧化概述
生物氧化的概念
生物氧化的主要内容
生物分子将糖、脂、蛋白质等燃料分子氧化分解,最终生成二氧化碳和水,释放出能量,并偶联ADP磷酸化生成ATP的过程,称为生物氧化。
生物氧化的特点
在常温、常压、接近中性的pH和水环境进行的
是在一系列酶、辅酶和中间传递体的作用下逐步进行的
氧化反应分阶段进行,能量逐步释放
生物氧化过程中释放的化学能通常被偶联的磷酸化反应所利用,贮存于高能磷酸化合物中,当生命活动需要时再释放出来。
生物氧化过程中二氧化碳和水的生成
二氧化碳的生成
脱羧反应
直接脱羧(单纯脱羧)
氧化脱羧
脱羧位置的不同
ɑ-脱羧
β-脱羧
水的生成
水主要是在包括脱氢酶、传递体和氧化酶组成的生物氧化体系催化下生成的
生物化学反应的自由能变化
自由能概念
在恒温恒压下,体系可以用来对环境做工的那一部分能量。
自由能变化的公式
∆G=∆H-T∆S
∆G>0,体系未达平衡,必须功能,反应才能正向进行
∆G=0,反应处于平衡状态
∆G<0,体系未达平衡,反应可自发正向进行
反应的标准自由能变化及其与平衡常数的关系
氧化还原电位
电位高
表示该物质分子易得到电子
电位低
表示该物质易失去分子
在氧化还原体系中,电子总是由低电位物质流向高电位物质。
氧化还原电位与自由能的关系
∆G'=-nF∆E'=-nF(E'受体-E'供体)
高能化合物
高能磷酸化合物
许多磷酸化合物的磷酰基水解时,可以释放出大量的自由能
高能化合物的作用
ATP是生物体内能量的通用“货币”和磷酸基团转移反应的中间载体
磷酸肌酸是能量的贮存形式
电子传递链(呼吸链)
线粒体
两层膜
外膜平滑,透性高,仅有少量酶结合其上
内膜形成了许多向内折叠的嵴,产能和需能越高的组织,嵴的数量也越多
电子传递链
电子传递链的组成
黄素蛋白
铁硫蛋白
细胞色素
泛醌
电子传递链的排列顺序
电子从电负性较大(或氧化还原电位较低)的传递体依次通过电负性较小(或氧化还原电位较高)的传递体逐步流向氧分子。
电子传递抑制剂
鱼藤酮
抗霉素A
氰化物、叠氮化物、一氧化碳和硫化氢
氧化磷酸化
氧化磷酸化的概念及类型
氧化磷酸化的概念
与生物氧化相伴而发生磷酸化作用,利用生物氧化过程中释放的自由能使ADP形成ATP,称为氧化磷酸化作用。
磷酸化类型
光合磷酸化
底物水平磷酸化
需氧生物合成ATP的主要途径
氧化磷酸化与电子传递的偶联
电子传递过程的能量变化
电子沿呼吸链由低电位流向高电位,是个逐步释放能量的过程
测定P/O
所谓P/O是指每消耗一个氧原子(或每对电子通过呼吸链传递至氧)所产生ATP分子数
氧化磷酸化的机制
线粒体偶联因子F1-F0
化学渗透学说
该学说认为在电子传递与ATP合成之间起偶联作用的是质子电化学梯度
氧化磷酸化的重建
ATP酶的旋转催化理论
腺苷酸的转运
氧化磷酸化的解偶联和抑制
解偶联剂
作用是使电子传递与ADP磷酸化两个过程分离,它只抑制ATP的形成过程,而不抑制电子传递过程,使电子传递所产生的自由能以热的形式耗散。
氧化磷酸化抑制剂
既抑制氧的吸收利用又抑制ATP的形成,却不知姐抑制电子传递链上载体的作用。
离子载体抑制剂
增大了线粒体内膜对一价阳离子的通透性,从而破坏膜两侧的电位梯度,最终破坏了氧化磷酸化过程。
线粒体穿梭系统
ɑ-磷酸甘油穿梭系统
苹果酸-天冬氨酸穿梭系统
需要两种谷-草转氨酶、两种苹果酸脱氢酶和一系列专一的透性酶共同作用。
能荷
其他末端氧化酶系统
多酚氧化酶系统
抗坏血酸氧化酶系统
黄素蛋白氧化酶系统
超氧物歧化酶和过氧化氢酶
植物抗氢氧化酶系统