知识要点 第七单元 生物氧化.docx

知识要点第七单元生物氧化

第一篇：知识要点第七单元生物氧化第七单元生物氧化一、生物能学的几个概念（一）化学反应中的自由能变化及其意义1.化学反应中的自由能自由能：在一个体系中，能够用来做有用功的那一部分能量称自由能，用符号G表示。在恒温、恒压下进行的化学反应，其产生有用功的能力可以用反应前后自由能的变化来衡量。自由能的变化：△G=G产物—G反应物=△H_T△S△G代表体系的自由能变化，△H代表体系的焓变化，T代表体系的绝对温度，△S代表体系的熵变化。焓与熵都是体系的状态函数。焓代表体系的内能与压力P乘以体积V之和：H=U+PV，dH=dU+PdV+VdP熵代表体系中能量的分散程度，也就是体系的无序程度：△S=dQ／T，△S=△S体系+△S环境，只有△S≥0，过程才能自发进行。2.△G是判断一个过程能否自发进行的根据△G△G>0，反应不能自发进行，必须供给能量。△G=0，反应处于平衡状态。一个放热反应(或吸热反应)的总热量的变化（△H），不能作为此反应能否自发进行的判据，只有自由能的变化才是唯一准确的指标。△G3.标准自由能变化及其与化学反应平衡常数的关系aA+bB→cC+dD标准自由内能变化：在规定的标准条件下的自由能变化，用△G°表示。标准条件：25℃，参加反应的物质的浓度都是1mol∕L（气体则是1大气压）。若同时定义pH=7.0，则标准自由能变化用△G°′表示。△G°′=－GTlnK/K/是化学反应的平衡常数，因此，△G°/也是一个常数。常见物质的标准生成自由能△G°′已经列在各种化学手册中，可以根据△G°′=-RTlnK的公式求出平衡常数K′。△Go/和△G实际上是两个不同条件下的自由能变化值。（1）△Go/是标准条件下的自由能变化，既反应物A、B、C、D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△Go/），是一个固定值，△G是任意给定条件下的自由能变化，它是反应物A、B、C、D的起始浓度、温度、pH的状态函数，在一个自发进行的化学反应中，自由能总是在降低，△G总是负值，随着反应向平衡点的趋近，△G的绝对值逐渐缩小，直到为0。（2）从△Go/=-RTlnK/，可以求出K/及△Go/，根据△Go/、△G与K/可以判断任何条件下反应进行的方向及程度。（二）自由能变化的可加和性在偶联的几个化学反应中，自由能的总变化等于每一步反应自由能变化的总和。因此，一个热力学上不能进行的反应，可与其它反应偶联，驱动整个反应进行。此类反应在生物体内是很普遍的。二、高能磷酸化合物高能化合物：水解时释放5000卡/mol及以上自由能的化合物。高能磷酸化合物：水解每摩尔磷酸基能释放5000cal以上能量的磷酸化合物。（一）高能化合物的类型1.磷氧键型。（1）酰基磷酸化合物3-磷酸甘油酸磷酸，乙酰磷酸，氨甲酰磷酸，酰基腺苷酸，氨酰腺苷酸。（2）焦磷酸化合物。无机焦磷酸，ATP，ADP。（3）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，磷酸精氨酸。3.硫酯键型3＇-磷酸腺苷-5＇-磷酰硫酸，酰基辅酶A。4.甲硫键型S-腺苷甲硫氨酸。（二）ATP的特殊的作用1.是细胞内产能反应和需能反应的化学偶联剂2.在磷酸基转移中的作用。如已糖激酶：Glc+ATP→G-6-P+ADP。甘油激酶：甘油+ATP→3一磷酸甘油+ADP。（三）磷酸肌酸、磷酸精氨酸的储能作用磷酸肌酸是易兴奋组织（如肌肉、脑、神经）唯一的能起暂时储能作用的物质。磷酸精氨酸是无脊椎动物肌肉中的储能物质。三、生物氧化、氧化电子传递链和氧化磷酸化作用（一）生物氧化的概念和特点。糖，脂，蛋白质等有机物质在细胞中进行氧化分解，生成CO2，H2O并释放出能量，这个过程称生物氧化。生物氧化是需氧细胞呼吸代谢过程中的一系列氧化还原作用，又称细胞氧化或细胞呼吸。其特点是反应条件温和，多步反应，逐步放能。生物氧化在活细胞中进行，pH中性，反应条件温和，一系列酶和电子传递体参与氧化过程，逐步氧化，逐步释放能量，转化成ATP。真核细胞，生物氧化多在线粒体内进行，在不含线粒体的原核细胞中，生物氧化在细胞膜上进行。生物氧化分为三个阶段，第一阶段：多糖，脂，蛋白质等分解为构造单位——单糖、甘油与脂肪酸、氨基酸，该阶段几乎不释放化学能。第二阶段：构造单位经糖酵解、脂肪酸β氧化、氨基酸氧化等各自的降解途径分解为丙酮酸、乙酰CoA等少数几种共同的中间代谢物物，这些共同的中间代谢物在不同种类物质的代谢间起着枢纽作用。该阶段释放少量的能量。第三阶段：丙酮酸、乙酰CoA等经过三羧酸循环彻底氧化为CO2、H2O。释放大量的能量。在第二、第三阶段中，氧化脱下的电子（H—）经过一个氧化的电子传递过程（氧化电子传递链）最终传给O2，并生成ATP，以这种方式生成AT