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生物氧化复习笔记

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4014
1、 物质在体内氧化和体外氧化有什么异同?

体内氧化即是生物氧化。它是在细胞内的由酶催化的氧化反应,几乎每步反应都由酶来催化进行。不需要高温,也步需要强碱及强氧化剂的协助,在体温和中性pH环境中即可进行;是逐步进行、逐步完成的,不会骤然放出大量的热量。

更不会产生高温、高热。另外,反应中逐步释放的能量相当一部分可使ADP生产ATP,储存在ATP分子中,以供生理生化活动的必需。

2、 何谓呼吸链?

线粒体中有线粒体氧化体系。其主要功能是使作用物脱下的氢经一系列的酶或辅酶的传递,最后与激活的氧结合成水。同时逐步释放能量。

储存于ATP中,起到递氢或电子的作用的酶或辅酶叫电子传递链。他们按照一定的顺序排列在线粒体内膜上,组成递氢或递氢电子体。该体系进行的一系列的连锁反应是与细胞膜摄取氧的呼吸相关,又叫做呼吸链(respiratory chain)。

3、 列举维生素在生物氧化中的作用。

Vitamin B2和Vitamin PP参与生物氧化。

核黄素构成黄酶的辅酶成分;维PP是尼克酰胺,构成脱氢酶辅酶成分。

辅酶Ⅰ(Co Ⅰ),尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+),是体内很多脱氢酶的辅酶。是连接作用物与呼吸链的重要环节。分子中含有尼克酰胺(NAD+)、核糖、磷酸与一份子的腺苷酸。NAD+的主要功能是接受从代谢物中脱下的2H(2H++ 2e),然后传给另一传递体黄素蛋白。

辅酶Ⅱ(Co Ⅱ),NADP+黄素蛋白种类很多,其辅基有两种,一种是黄素单核苷酸(FMN),另一种是黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)。两者均含核黄素,此外,FMN含有一分子磷酸,而FAD只比FMN多含一分子的腺苷酸(AMP)。

黄素蛋白可催化代谢物脱氢,脱下的氢可被该酶的辅基FMN或FAD接受(脱氢酶的含义)。NADH脱氢酶就是黄素蛋白的一种,它可将氢由NADH转移到NADH脱氢酶的辅基FMN上,使FMN还原为FMNH2。尚有不少的脱氢酶是以FAD为辅基的,如琥珀酰脱氢酶,他们可以直接将作用物脱下的氢传递进入呼吸链。

4、 细胞色素体系分哪几类?其辅基各为何?

细胞色素是位于线粒体内膜的含铁电子传递体,其辅基为铁卟啉。现根据其吸收光谱的不同分为三类,即细胞色素a、b、c

细胞色素分类 其辅基

A 色素a、a3很难分开,组成一个复合体,Cyt aa3的辅基为血红素A,它是唯一能将电子传递给氧的细胞色素,所以也叫做细胞色素氧化酶。

A3

B 铁原卟啉Ⅸ(其与多肽链间无共价键结合)

C 血红素c

C1 血红素c

5、 试述体内ATP如何生成?

ATP是生物组织细胞能够直接利用的唯一能源,在糖类、脂类和蛋白质等物质氧化分解中释放出的能量,有相当大的部分能使ADP磷酸化为ATP。

体内ATP生产的方式有两种,作用物(底物)水平磷酸化和氧化磷酸化。

1、 底物水平磷酸化: 在高能化合物释放能量的同时,伴有ADP磷酸化生成ATP的作用(为什么会有这个磷酸化发生那?)称为底物水平磷酸化,与呼吸链的电子传递无关。通过底物水平磷酸化形成的ATP在体内所占的比例很小。

如1 mol的葡萄糖彻底氧化产生的36(或38) mol ATP中只有4(或6)mol ATP(3-磷酸甘油醛==1,3-二磷酸甘油酸产生的NADH)是由底物水平磷酸化产生的,其余的ATP全由氧化磷酸化产生的。

2、 氧化磷酸化: 代谢物氧化脱氢经呼吸链传递给氧生成水的同时,释放能量用以使ADP磷酸化为ATP,由于是代谢物的氧化反应与ADP的磷酸化反应偶联发生,故称之为氧化磷酸化。值得注意的是,氧化磷酸化是体内生成ATP的主要方式,在糖、脂等氧化分解代谢中除少数外,几乎全通过氧化磷酸化生成ATP。

3、 如果一个反应只有代谢物的氧化反应,而不伴随ADP磷酸化为ATP,则称为氧化磷酸化的解偶联。

4、 何谓穿梭系统?体内有哪些重要穿梭系统?有何重要性?

线粒体内生成的NADH和FADH2可直接参与氧化磷酸化的过程,但在胞液中生成的NADH不能自由透过线粒体内膜,故线粒体外NADH所携带的氢必须通过某种转运机制才能进入线粒体,然后经过呼吸链进行氧化磷酸化过程。这需要一种穿梭系统来协助完成。(问:FADH2能自由进入线粒体内膜么?)

穿梭系统有如下两种:苹果酸-天冬氨酸穿梭作用和α-磷酸甘油穿梭作用:

1、 α-甘油穿梭。这种穿梭作用主要存在在脑和骨骼肌中,因此这些组织中糖酵解过程中的3-磷酸甘油醛脱氢产生的NADH+H+可以通过α-磷酸甘油穿梭进入线粒体,产生36分子的ATP。

2、 苹果酸-天冬氨酸穿梭作用。存在于肝和心肌等组织,因此这些组织中糖酵解过程中的3-磷酸甘油醛脱氢产生的NADH+H+可以通过苹果酸-天冬氨酸穿梭进入线粒体,产生38分子的ATP。

3、 过氧化氢酶、过氧化物酶有何生理功用?在机制上有何异同?

过氧化氢酶:以血红素为辅基,是催化H2O2分解的重要酶;

过氧化物酶:催化H2O2分解生成水,并释放出氧原子直接氧化酚类和胺类物质。

4、 解释下列名词:

生物氧化、呼吸链、氧化磷酸化、作用物磷酸化、P/O比值、超氧化物歧化酶。

生物氧化:物质在生物体内的氧化分解为生物氧化,在细胞的线粒体内及线粒体外均可进行,但氧化过程不同线粒体内的氧化产能伴有ATP的生成,其主要表现是细胞内氧的消耗和CO2的释放,故叫做细胞呼吸。(只有线粒体内的氧化伴有ATP生成,并且CO2和水的产生是在线粒体内的。)

呼吸链:线粒体氧化体系的主要功能是使作用物脱下的氢经一系列酶或辅酶的传递,最后与激活的氧结合成水,同时逐步释放能量,使ADP磷酸化生成ATP,将能量储存于ATP中,起传递氢或电子作用的酶或辅酶成为电子传递体。该体系进行的一系列连锁反应是与细胞摄取氧的呼吸过程相关,所以叫呼吸链。

氧化磷酸化:代谢物氧化脱氢经呼吸链传递给氧生成水的同时,释放能量用以使ADP磷酸化成为ATP,由于是代谢物的氧化反应与ADP的磷酸化反应偶联发生,叫做氧化磷酸化。

氧化磷酸化是体内生成ATP的主要方式,在糖、脂等氧化分解过程中除少数外,几乎全部通过氧化磷酸化生成ATP,如果只有代谢氧化,而不伴随ADP磷酸化的过程,则成为氧化磷酸化的解偶联。

底物水平磷酸化:在高能化合物释放能量的同时,伴有ADP磷酸化生成ATP的作用成为作用物水平磷酸化,与呼吸链的电子传递无关。也是底物水平磷酸化。

P/O 比值:P/O值是指每消耗一摩尔氧原子所需消耗无机磷的摩尔数。氧化磷酸化过程中,无机磷酸是由于ADP磷酸化生成ATP的,所以无机磷的原子数可间接反应ATP的生成数。

超氧化物歧化酶:超氧化物歧化酶(SOD),是人体防御内外环境中超氧离子对人体侵害的重要酶。SOD广泛存在于各种组织中,半衰期极短。SOD对肿瘤的生长有抑制作用,其活性降低是许多肿瘤的特征。同时,SOD可减少动物因缺血所造成的心肌区域性梗塞的范围和程度。

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