生物化学之新陈代谢和生物氧化

生物化学第十七十八章新陈代谢与生物氧化知识点思维导图干货快收下！新陈代谢是由同化作用和异化作用这两个相反而又同时进行的过程组成的。同化作用和异化作用既有明显的差别,又有密切的联系。而生物氧化是在生物体内，从代谢物脱下的氢及电子﹐通过一系列酶促反应与氧化合成水﹐并释放能量的过程。也指物质在生物体内的一系列氧化过程。赶快收藏学起来吧！

新陈代谢与生物氧化

• 新陈代谢
  • 概念：生物体内进行的所有化学变化的总称，是生物最基本的特征，是生物与外界环境进行物质交换与能量交换的全过程。新陈代谢包括营养物质的消化吸收，中间代谢以及代谢产物的排泄等阶段
  • 特点：①在温和的条件下，由酶所催化进行②各反应步骤严格有序进行③生物体对内外环境条件有高度的适应性和灵敏的自动调节机制④反应途径一般有严格的细胞定位
  • 中间代谢：通常把消化吸收的营养物质和体内原有的物质在一切组织和细胞中进行的各种化学变化称为中间代谢
  • 高能化合物
    • 概念：是指含有高能键的化合物，该高能键可随水解反应或基团转移反应而释放大量的自由能
    • ①磷氧键型：酰基磷酸化合物，焦磷酸化合物，烯醇式磷酸化合物，磷酸烯醇式丙酮酸②氮磷键型：磷酸肌酸③硫酯键型：酰基辅酶A④甲硫键型：S-腺苷甲硫氨酸
• 生物氧化
  • 概念
    • 有机物质在机体内氧化分解成二氧化碳和水并释放出能量的过程
    • 特点（与燃烧相比）：①细胞内进行②在体温条件下进行③通过酶的催化作用使有机分子发生一系列反应
  • 底物水平磷酸化
    • 概念：底物被氧化的过程中，底物分子中形成高能键，由此高能键提供能量使ADP磷酸化生成ATP的过程
  • 氧化磷酸化
    • 概念：底物被氧化的过程中（即电子或氢原子在呼吸链中的传递过程中）伴随着ADP磷酸化成ATP的作用
    • 过程
      • 呼吸链
        • 概念：有机物在生物体内氧化过程中所脱下的氢原子，经过一系列有严格排列顺序的传递体组成的传递体系进行传递，最终与氧结合生成水，这样的电子或氢原子的传递体系被称为呼吸链或电子传递链。电子在逐步的传递过程中释放能量被机体用于合成ATP，以作为生物体的能量来源
        • NADH：底物→NAD⁺→FMN→CoQ→Cytb→Cytc₁→Cytc→Cytaa₃→1/2O₂（氧化还原电位从小到大）
        • FADH₂：底物→FAD→CoQ→Cytb→Cytc₁→Cytaa₃→1/2O₂
        • ATP偶联部位：NADH→CoQ，Cytb→Cytc₁，Cytaa₃→1/2O₂
      • P/O（磷氧比值）：电子经过呼吸链的传递作用最终与氧结合生成水，在此过程中所释放的能量用于ADP磷酸化生成ATP。经此过程消耗一个原子的氧所要消耗的无机磷酸的分子数（生成ATP的分子数）称为磷氧比值（NADH：2.5，FADH₂：1.5，★细胞质中产生的NADH在通过甘油磷酸穿梭作用进入线粒体内时，NADH转变为FADH₂，只产生1.5）
      • 抑制剂
        • ①（抑制电子从NADH到辅酶Q的传递）安密妥，鱼藤酮，杀粉蝶菌素
        • ②（抑制电子从细胞色素b到细胞色素C₁的传递）抗霉素A
        • ③（阻断电子由细胞色素aa₃与氧的传递作用）氰化物，叠氨化合物
        • ④（切断FADH₂呼吸链中电子由FADH₂向辅酶Q的传递）萎锈灵
    • 穿梭体系
      • 肌肉和神经组织中：磷酸-甘油穿梭体系
      • 心脏和肝脏中：苹果酸-天冬氨酸穿梭体系
    • 调节作用
      • 细胞色素c催化的是不可逆反应，是调节位点
    • 机理：化学渗透学说
      • 主要论点：①呼吸链中递氢体和递电子体是间隔交替排列的，并且在内膜中都有特定的位置， 它们催化的反应是定向的②当递氢体从内膜内侧接受从底物传来的氢后，可将其中的电子传给其后的电子传递体，而将两个质子泵到内膜外侧，即具有“质子泵”的作用③因H⁺不能自由回到内膜内侧，致使内膜外侧H⁺浓度高于内侧，造成H⁺浓度差跨膜梯度④H⁺梯度的电化学电势驱动ATP的合成
      • 解偶联剂DPN（2,4二硝基苯酚）：能改变膜对质子的通透性，破坏质子梯度的形成，从而抑制ATP的合成，但不抑制电子的传递