第二章 生物氧化 (电子传递与氧化磷酸化) 第一节 氧化还原电势 第二节 生物氧化概述 第三节 电子传递链（呼吸链） 第四节 氧化磷酸化 第二章 生物氧化 (电子传递与氧化磷酸化) 第一节 氧化还原电势 第二节 生物氧化概述 第三节 电子传递链（呼吸链） 第四节 氧化磷酸化 第五节 线粒体穿梭系统

第一节、氧化还原电势 一、氧化还原电势： 1、概念： 1-还原电势 第一节、氧化还原电势 一、氧化还原电势： 1、概念： 氧化还原反应：凡在反应过程中有电子从一种物质（还原剂）转移到另一种物质（氧化剂）的化学反应。往往是可逆的 还原剂：在氧化还原反应中提供电子的物质。 氧化剂：夺得电子的物质 （氧化）还原电势：还原剂失去电子（氧化剂得到电子）的倾向。 氧化－还原电子对：氧化剂和还原剂相偶联构成的，任何氧化还原电子对都有特定的标准电势

ΔE0 = E0正极-E0负极=+0.34V -(-0.76V)=+1.10V 1-还原电势-概念 原电池 正极 负极 Cu电极标准电极势： +0.34V Zn电极标准电极势： -0.763V Zn ＋ Cu2+ ↔ Zn2+ + Cu 还原剂 氧化剂 被氧化 被还原 负极反应: Zn↔Zn2++2e E0 Zn2+/ Zn= - 0.76V 两个半反应 正极反应: Cu↔Cu2++2e E0 Cu2+/ Cu=+ 0.34V ΔE0 = E0正极-E0负极=+0.34V -(-0.76V)=+1.10V

2、电极电势计算： a[氧化态] + ne = b [还原态] 任意电极电位(电势)的能斯特方程： [氧化剂]a RT ln E= E0 + 1-还原电势-概念 2、电极电势计算： a[氧化态] + ne = b [还原态] 任意电极电位(电势)的能斯特方程： [氧化剂]a [还原剂]b RT nF E= E0 + ln F：法拉第常数 （96485库仑/mol） T：绝对温度 R：气体常数 （8.314焦耳/升·摩尔） N：为电子价数的变化

3、电子转移的方式 （1）电子形式转移： Fe2＋＋Cu2＋ Fe3＋＋Cu＋ （2) 氢原子形式的转移： 1-还原电势-概念 3、电子转移的方式 （1）电子形式转移： （2) 氢原子形式的转移： (3) 有机还原剂直接加氧时，电子转移至O: Fe2＋＋Cu2＋ Fe3＋＋Cu＋ AH2+B A+BH2 RH+½O2 ROH (4) 电子以氢负离子（：H-）的形式转移

二、生物体内的氧化还原电势 生物体内所有的工作都直接或间接地依赖氧化还原反应中的电子流，电子流能为生物化学做功。 1-还原电势-生物体内还原电势 二、生物体内的氧化还原电势 生物体内所有的工作都直接或间接地依赖氧化还原反应中的电子流，电子流能为生物化学做功。 “生物学电路”：电子源＝相关的还原性化合物如葡萄糖；通过酶促氧化，释放的电子通过电子传递体自然地流向另一具有高电子亲和力地物质如O2 在非光和作用生物体中，电子源＝还原性化合物（食物） 在光和作用生物体中，最初的电子供体＝受吸收光激发的化学物质 如果存在2种对电子有亲和力的物质，那么电子能够通过“连接线路”在两种物质间自然流动，通过电动势驱动到另一亲电子物质

1、自由能和氧化还原电势的关系 生物体内的氧化还原反应基本原理和化学电池一样，也可做成化学电池。 △G=-Wmax 且电池所做的最大功 = 电势差×电量 △G0’ = -Wmax = -nF△E0′ n = 转移电子数 F = 法拉第常数 （1摩尔 = 6.02×1023个电子 = 1法拉第 = 96485库仑/摩尔＝96.5KJ/V.Mol＝23.062Kcal/Mol）

生物体内一些反应的标准氧化还原电势（P117） 1-还原电势-生物体内还原电势 生物体内一些反应的标准氧化还原电势（P117） 还原剂 氧化剂 E’0伏 铁氧还蛋白（还原态） 铁氧还蛋白（氧化态） －0.43 H2 2H+ －0.42 NADH(+H+) NAD+ －0.32 NADPH(+H+) NADP+ Cytb（Fe2＋) Cytb（Fe3＋） 0.07 泛醌（还原态） 泛醌（氧化态） 0.10 Cytc（Fe2＋） Cytc（Fe3＋） 0.235 H2O 1/2O2+2H+ 0.815

△G0’ = -nF△E0′ △E0′ > 0 △G0 ’ <0 1-还原电势-生物体内还原电势 电子从E0′值小的物质转移到E0′大的物质 △E0′＝E0′电子受体－E0′电子供体 △G0’ = -nF△E0′ △E0′ > 0 △G0 ’ <0 例题 练习

第二节 生物氧化概述 一、生物氧化概念： 广义生物氧化 狭义生物氧化 有机物的C→CO2（脱羧作用：如TCA） 2-生物氧化-概念 第二节 生物氧化概述 一、生物氧化概念： 有机物的C→CO2（脱羧作用：如TCA） 有机物的H+O2→ H2O（氧化的电子传递过程） 当有机物被氧化成CO2和H2O时，释放的能量是如何贮存在ATP中（氧化磷酸化） 广义生物氧化 狭义生物氧化

二、生物氧化的特点： 酶促反应（是在一系列酶、辅酶和中间传递体的作用下逐步完成） 条件温和（常温常压、近中性pH、有水的活细胞中） 2-生物氧化-特点 二、生物氧化的特点： 酶促反应（是在一系列酶、辅酶和中间传递体的作用下逐步完成） 条件温和（常温常压、近中性pH、有水的活细胞中） 复杂的氧化还原过程 逐步放能，以ATP形式储存和转运能量 真核细胞在线粒体，原核细胞在细胞质进行。

三、生物中氧化还原类型： 在生物氧化过程中，主要包括如下几种氧化方式。 1．脱氢氧化反应 （1）脱氢 催化脱氢反应的是各种类型的脱氢酶。 2-生物氧化-类型 三、生物中氧化还原类型： 在生物氧化过程中，主要包括如下几种氧化方式。 1．脱氢氧化反应 （1）脱氢 催化脱氢反应的是各种类型的脱氢酶。 琥珀酸脱氢酶

2-生物氧化-类型 如乳酸脱氢酶 3 + C H O N A D （2）加水脱氢 酶催化的醛氧化成酸的反应即属于这一类。

加氧酶能够催化氧分子直接加入到有机分子中。 CH4 + NADH + O2  CH3-OH + NAD+ + H2O 2-生物氧化-类型 2．氧直接参加的氧化反应 加氧酶能够催化氧分子直接加入到有机分子中。 甲烷单加氧酶 CH4 + NADH + O2  CH3-OH + NAD+ + H2O 氧化酶主要催化以氧分子为电子受体的氧化反应，反应产物为水。是各种脱氢反应中产生的氢质子和电子的最后氧化形式。 练习

第三节 电子传递链（呼吸链) 一、线粒体的通透性 外膜：自由透过小分子和离子 内膜： 3-呼吸链-线粒体 第三节 电子传递链（呼吸链) 一、线粒体的通透性 外膜：自由透过小分子和离子 内膜： 不能自由透过小分子和离子，包括NADH、ATP、ADP、Pi和 H+。 有电子传递体、ATP合酶（FoF1） 膜间隙：含有许多可溶性酶、底物和一些辅助因子。 基质：有丙酮酸脱氢酶、TCA的酶、脂肪酸氧化的酶、氨基酸氧化的酶、DNA、核糖体、ATP、ADP、Pi、Mg2＋、可溶的中间产物、其他酶 线粒体结构模式图

3-呼吸链-线粒体 线粒体嵴的ATP合酶分子组成

二、电子传递链（ETS）概念 概念：线粒体内膜（真核）上由多种蛋白质复合物组成并按一定的顺序排列，能传递质子和电子的连续反应体系。 3-呼吸链-概念 二、电子传递链（ETS）概念 概念：线粒体内膜（真核）上由多种蛋白质复合物组成并按一定的顺序排列，能传递质子和电子的连续反应体系。 类型：NADH呼吸链 FADH2呼吸链

三、电子传递链的组成： 1、黄素蛋白类（FP） 与电子传递有关的黄素蛋白有两种，分别以FMN或FAD为辅基 3-呼吸链-组成 三、电子传递链的组成： 1、黄素蛋白类（FP） 与电子传递有关的黄素蛋白有两种，分别以FMN或FAD为辅基 NADH ＋ H+ ＋ FMN ↔ NAD+＋ FMNH2 琥珀酸 ＋ FAD ↔ 延胡索酸 ＋ FADH2 作用：传递电子和质子

含铁硫络合物的蛋白质，又称非血红素铁蛋白。铁硫簇和蛋白质相聚合，有(Fe-S) (2Fe-2S) 或 (4Fe-4S) 形式存在 3-呼吸链-组成 2、铁硫蛋白（Fe-S） 含铁硫络合物的蛋白质，又称非血红素铁蛋白。铁硫簇和蛋白质相聚合，有(Fe-S) (2Fe-2S) 或 (4Fe-4S) 形式存在 作用：通过铁的价态变化而传递电子 铁硫蛋白中的铁硫簇

3-呼吸链-组成 3、辅酶Q（ CoQ，又叫泛醌，又简称Q） ETS上唯一的非蛋白组分，是脂溶性醌类化合物，可接受多种脱氢酶脱下的氢和电子转变为泛醇（ CoQH2），处在呼吸链的中心地位。与蛋白质结合不紧，在黄素蛋白类与细胞色素类之间起载体作用。 作用：传递质子和电子

辅基血红素 4、细胞色素类 一些以铁卟啉为辅基的色素蛋白 作用：通过辅基中铁的价态变化而传递电子 3-呼吸链-组成 4、细胞色素类 一些以铁卟啉为辅基的色素蛋白 作用：通过辅基中铁的价态变化而传递电子 Ctyb、Ctyc1、Cytc Cyta、Cyta3 辅基血红素 辅基血红素a，还含两个必需的铜离子 其中Cytc为线粒体内膜外侧的外周蛋白，其余均为内膜上的整合蛋白

3-呼吸链-组成 细胞色素血红素结构

3-呼吸链-组成 功能：单电子传递体

复合体Ⅰ：NADH脱氢酶，NADH-Q（氧化）还原酶 线粒体上最大的蛋白质复合体，含43条肽链，包括含一分子的黄素蛋白和多种铁硫蛋白。 3-呼吸链-组成 上述ETS组分除Cytc和泛醌外，其余组分形成嵌入内膜的复合物： 复合体Ⅰ：NADH脱氢酶，NADH-Q（氧化）还原酶 线粒体上最大的蛋白质复合体，含43条肽链，包括含一分子的黄素蛋白和多种铁硫蛋白。 辅基：FMN，铁硫簇 功能：将两个电子从NADH传递给CoQ

3-呼吸链-组成 复合体Ⅰ 膜间隙 线粒体基质

复合体Ⅰ 通过复合体Ⅰ中的电子流 线粒体内外膜间隙 内膜 线粒体内基质 4H+ 3-呼吸链-组成 FMN FMNH2 NADH NAD+ Fe－S QH2 Q 电子转移 4H+ 线粒体内外膜间隙 线粒体内基质 内膜 复合体Ⅰ 2H+ H+ 通过复合体Ⅰ中的电子流

尼克酰胺核苷酸的作用原理 + H+ + H + e H 2H e H+ H NAD(P)+ NAD(P)H+H+ +2H -2H

包括以FAD为辅基的黄素蛋白、铁硫蛋白（3个铁硫簇为辅基） 辅基：FAD，铁硫簇 功能：催化电子从琥珀酸转移到泛醌 3-呼吸链-组成 复合体Ⅱ：琥珀酸－Q（氧化）还原酶 膜间隙 包括以FAD为辅基的黄素蛋白、铁硫蛋白（3个铁硫簇为辅基） 辅基：FAD，铁硫簇 功能：催化电子从琥珀酸转移到泛醌

复合体Ⅱ 通过复合体Ⅱ中的电子流 膜间隙 内膜 Fe－S 基质 3-呼吸链-组成 FAD 琥珀酸 延胡索酸＋2H+ QH2 Q FADH2 电子转移 2H+ 膜间隙 基质 内膜 2e－ FADH2 通过复合体Ⅱ中的电子流

复合体Ⅲ：辅酶Q－细胞色素C还原酶，细胞色素还原酶，细胞色素bc1复合体 3-呼吸链-组成 复合体Ⅲ：辅酶Q－细胞色素C还原酶，细胞色素还原酶，细胞色素bc1复合体 包括Cytb、Cytc1、铁硫蛋白 辅基：血红素、铁硫簇 功能：催化电子从还原型辅酶Q(QH2)传递给细胞色素C

3-呼吸链-组成 复合体Ⅲ c1 QH2 Q 电子转移 膜间隙 基质 内膜 2e－ b c 4H+ 2H+ Fe－S 通过复合体Ⅲ中的电子流

3-呼吸链-组成 复合体Ⅳ：细胞色素c氧化酶 包括Cyta、Cyta3和含铜蛋白 催化电子从还原型Cytc传递到O2

3-呼吸链-组成 C a-CuA a3-CuB 2H＋ e－ 复合体Ⅳ 膜间隙 内膜 基质 O2 H2O 通过复合物Ⅳ中的电子流

四、电子传递链的排列顺序 1、电子传递链的顺序: 电子传递方向按电子亲和力增加的方向传递； 3-呼吸链-顺序 四、电子传递链的排列顺序 1、电子传递链的顺序: 电子传递方向按电子亲和力增加的方向传递； 电子传递方向按氧化还原电势递增的方向传递(NAD+/NAD最低，H2O/O2最高)

3-呼吸链-顺序 NADH呼吸链: FADH2呼吸链:

3-呼吸链-顺序

3-呼吸链-顺序 线粒体电子传递链 动画

2、电子传递链的顺序确定方法: 测定电子传递链中各组分的氧化还原电位 用分光光度法通过吸收光谱的变化； 利用电子传递抑制剂选择性阻断来测定。 3-呼吸链-顺序 2、电子传递链的顺序确定方法: 测定电子传递链中各组分的氧化还原电位 用分光光度法通过吸收光谱的变化； 利用电子传递抑制剂选择性阻断来测定。 用分离的电子传递体进行体外重组实验。

3-呼吸链-抑制剂 五、电子传递抑制剂 鱼滕酮 安密妥 杀粉蝶 菌素A 抗霉素A CN- CO H2S N3- 练习

4-氧化磷酸化-概念 第四节、氧化磷酸化 一、概念 氧化磷酸化：电子沿着氧化电子传递链传递的过程中所伴随的将ADP磷酸化为ATP的作用，或者氧化电子传递链相偶联的磷酸化作用。 方程式： NADH＋H+＋3ADP＋3Pi＋1/2O2 → NAD+＋3H2O＋3ATP 三个ATP的形成获取了呼吸链中电子由NADH传递至氧所产生的全部自由能的42%。

电子通过复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ时释放的自由能： NADH＋CoQ→NAD+＋CoQH2 ΔE0’=0.36V ΔG0’=-69.5 KJ/Mol FADH2＋ CoQ→FAD＋CoQH2 ΔE0’=0.015V ΔG0’=-2.9 KJ/Mol CoQH2＋Cytc（ox）→CoQ＋Cytc（red） ΔE0’=0.19V ΔG0’=-36.7 KJ/Mol Cytc（red）＋1/2O2→ Cytc（ox）＋H2O ΔE0’=0.58V ΔG0’=-112 KJ/Mol

二、ATP的合成 1、P/O比 每消耗一个氧原子所形成的ATP数或每对电子经过呼吸链所形成的ATP数。

NADH的P/O比为3，ATP是在3个不连续的部位生成的： ①NADH CoQ NADH脱氢酶 ②CoQ Cytc CytC还原酶 ③Cytc O2 CytC氧化酶 电子传递链中生成ATP的部位

三、氧化磷酸化偶联机理 （一）ATP酶复合体（ATP合酶） 4-氧化磷酸化-机理 三、氧化磷酸化偶联机理 （一）ATP酶复合体（ATP合酶） 线粒体内膜的表面有一层规则地间格排列着的球状颗粒，称为ATP酶复合体，是ATP合成的场所。 ATP合酶，由两个主要部分F1和Fo组成： F1含有5种不同的亚基（按3、3、1、1 和1 的比例结合）。活性中心位于亚基上，是合成ATP的催化部位 Fo：为一个疏水蛋白，含有质子通道。是与线粒体电子传递系统连接的部位。

4-氧化磷酸化-机理 基质 膜间隙

4-氧化磷酸化-机理 ATP酶的工作方式 膜间隙 基质

4-氧化磷酸化-机理

（二）氧化磷酸化机理 1、化学偶联假说：电子的传递过程中产生高能中间化合物，随后高能中间化合物释放能量，使ADP生成ATP 4-氧化磷酸化-机理 （二）氧化磷酸化机理 1、化学偶联假说：电子的传递过程中产生高能中间化合物，随后高能中间化合物释放能量，使ADP生成ATP 2、构像偶联假说：电子传递过程中使内膜蛋白形成了高能构象，构象转化释放能量，使ADP生成ATP 3、化学渗透学说：1961年由P.Mitchell提出，此假说得到多数人的支持

4-氧化磷酸化-机理 化学渗透假说的内容 1) 电子传递释放的自由能驱动线粒体内膜三大复合体（复合体Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ）将H+从基质一侧泵到膜间隙，整个过程共泵出10个H+ 2)线粒体内膜对H+不通透，造成跨膜H+电化学梯度（质子浓度梯度和电位梯度合称） 3)H+通过F1-Fo-ATPase回流时，释放能量，驱动ATP生成

4-氧化磷酸化-机理

随着细胞呼吸的进行，线粒体外室的pH降低 人为建立的pH梯度同时加入ADP和Pi，发现合成了ATP。 破坏H+浓度的试剂能够破坏氧化磷酸化 4-氧化磷酸化-机理 化学渗透假说的一些证据 氧化磷酸化需要完整的线粒体内膜 随着细胞呼吸的进行，线粒体外室的pH降低 人为建立的pH梯度同时加入ADP和Pi，发现合成了ATP。 破坏H+浓度的试剂能够破坏氧化磷酸化 分离纯化得到F1-Fo-ATPase（最直接的证据） 不足：合成1分子ATP需要有多少H+通过F0？ CoQ在电子传递链中的变化？ ATP合成的分子机制？

四、氧化磷酸化的解偶联和抑制 1、解偶联剂： 4-氧化磷酸化-抑制 四、氧化磷酸化的解偶联和抑制 1、解偶联剂： 作用：使氧化（电子传递）和磷酸化（形成ATP）两个偶联的过程相分离，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能形式释放。 (注意电子传递抑制剂：阻断电子传递，也不生成ATP) 解偶联剂如：DNP(2,4-二硝基苯酚) FCCP（三氟甲氧基苯腙羰基氟化物）

解偶联剂DNP的抑制原理：破坏跨膜H＋梯度 4-氧化磷酸化-抑制 解偶联剂DNP的抑制原理：破坏跨膜H＋梯度 在正常生理条件下DNP是解离形式，不能透过线粒体内膜，在酸性环境下DNP接受质子成为脂溶性物质，透过内膜，同时将质子H＋带入内膜内，破坏了跨膜H＋梯度而引起解偶联现象。 NO2 O－ OH H+ 内 外

作用：直接作用于ATPase复合体而抑制ATP的合成；间接抑制了电子传递和分子氧的消耗。 4-氧化磷酸化-抑制 2、氧化磷酸化的抑制剂 作用：直接作用于ATPase复合体而抑制ATP的合成；间接抑制了电子传递和分子氧的消耗。 这类抑制剂有寡霉素，DCCD。 寡霉素抑制原理：与Fo-F1-ATPase复合体Fo的一个亚基结合，“堵塞”了其内的质子通道，阻止内膜外的H+回流到基质内。

是一类脂溶性物质，与某些离子结合，并作为它们的载体，使这些离子能够穿过膜，破坏电化学梯度，从而破坏氧化磷酸化过程。 4-氧化磷酸化-抑制 3、离子载体抑制剂 是一类脂溶性物质，与某些离子结合，并作为它们的载体，使这些离子能够穿过膜，破坏电化学梯度，从而破坏氧化磷酸化过程。 与解偶联剂区别：增加内膜对一价阳离子（H＋除外）的通透性。 如：短杆菌肽、缬氨霉素、芸香霉素 例题 练习题 作业

第五节、线粒体外NADH的穿梭 NAD+和NADH不能自由地透过线粒体内膜，在胞液内生成的NADH必须通过特殊的穿梭机制进入线粒体内。 5-线粒体穿梭系统 第五节、线粒体外NADH的穿梭 NAD+和NADH不能自由地透过线粒体内膜，在胞液内生成的NADH必须通过特殊的穿梭机制进入线粒体内。 1、α-磷酸甘油穿梭系统：一对氢原子只能产生2分子ATP （肌细胞、脑细胞）

2、苹果酸-天冬氨酸穿梭：（心肝Cell） 5-线粒体穿梭系统 2、苹果酸-天冬氨酸穿梭：（心肝Cell） 通过该穿梭，一对氢原子可产生3分子ATP 练习题

例题：计算下反应式ΔG0’ NADH+H++1/2O2 NAD++H2O 解：正极反应：1/2O2+2H++2e → H2O E0′ 0.815 负极反应：NAD++H++2e→NADH E0′ -0.32 ΔG°′-nFΔE°′  -2×96485×[0.815-(-0.32)]   -220 KJ·mol-1

关于氧化还原电位的论述，下列哪项是正确的？ a.规定氢电极的标准电位是0伏特 b.pH与氧化还原电位无关 1-还原电势 习 题 关于氧化还原电位的论述，下列哪项是正确的？ a.规定氢电极的标准电位是0伏特 b.pH与氧化还原电位无关 c.不能由氧化还原电位计算电化学反应的自由能变化 d.测定氧化还原电位需要金属电极 e.所有氧化还原电位的测定，都应有一个为氢电极 如果将琥珀酸（琥珀酸/延胡索酸氧化还原电位+0.03V）加到硫酸铁和硫酸亚铁（亚铁/高铁氧化还原电位+0.077V）的平衡混合液中，可能发生的变化是： a.硫酸铁的浓度将增加 b.硫酸铁的浓度和延胡索酸的浓度将增加 c.高铁和亚铁的比例无变化 d.硫酸亚铁和延胡索酸的浓度将增加 e.硫酸亚铁的浓度将降低，延胡索酸的浓度将增加

3.在标准条件下，写出下面每对分子自发反应的方向： ①延胡索酸/琥珀酸 和CoQ/CoQH2 ② α-酮戊二酸/异柠檬酸和NAD＋/NADH 1-还原电势 习 题 3.在标准条件下，写出下面每对分子自发反应的方向： ①延胡索酸/琥珀酸 和CoQ/CoQH2 ② α-酮戊二酸/异柠檬酸和NAD＋/NADH 4.将乳酸脱氢酶加到含有丙酮酸、乳酸、NAD+和NADH的溶液中，它们的浓度比如下： （1）乳酸/丙酮酸＝1；NAD+/NADH＝1 （2）乳酸/丙酮酸＝159；NAD+/NADH＝159 （3）乳酸/丙酮酸＝1000；NAD+/NADH＝1000 写出自发反应式，并计算反应的ΔG. 5.当X作为唯一的碳源和氢源，Y作为唯一的环境的电子受体时，如仅从能量上考虑，在下列情况下细菌能否存活？为什么？（假定ΔE’=ΔE0’) (1)X是β-羟丁酸，Y是硫元素（2）X是乙酸，Y是乙醛 （3）X是乙醇，Y是SO42- (4)X是乙醇，Y是硫元素

（1）电极反应2H+＋2e-→H2的E0任意规定为0，计算pH7.0时的E0’ 1-还原电势 作 业 （1）电极反应2H+＋2e-→H2的E0任意规定为0，计算pH7.0时的E0’ (2)电极反应NAD+＋2H+＋2e-→NADH＋H+在pH7.0时的E0’为-0.32V，计算在pH4.0时的E0’。

1、参与生物氧化的酶可分为____、_____和____三类。 2、细胞内代谢物上脱下来的氢如果直接与氧气结合则形成____。 2-生物氧化 练 习 题 填空题： 1、参与生物氧化的酶可分为____、_____和____三类。 2、细胞内代谢物上脱下来的氢如果直接与氧气结合则形成____。 3、代谢物在细胞内的生物氧化与在体外燃烧的主要区别是____、 ____、 ____。 判断题：1.生物氧化只有在氧气的存在下才能进行。 2.物质在空气中燃烧和在体内的生物氧化的化学本质是完全相同的。

呼吸链上流动的电子载体包括___、____和____等几种。 3-呼吸链 习 题 填空 题 呼吸链上流动的电子载体包括___、____和____等几种。 氧化态的细胞色素aa3上的血红素辅基上的Fe3+除了和氧气能够配位结合以外，还可以与____、_____、_____和_____等含有孤对电子的物质配位结合。 线粒体呼吸链中电位跨度最大的一步是在_______。 H2S使人中毒机理是_________。

1.下列对线粒体呼吸链中的细胞色素b的描述，哪项是正确的？ a.标准氧化还原电位比细胞色素c和细胞色素a高 b.容易从线粒体内膜上分开 3-呼吸链 选择题 1.下列对线粒体呼吸链中的细胞色素b的描述，哪项是正确的？ a.标准氧化还原电位比细胞色素c和细胞色素a高 b.容易从线粒体内膜上分开 c.低浓度的氰化物或CO对其活性无影响 d.容易和细胞色素a反应 e.不是蛋白质 2.在下列的氧化还原系统中，氧化还原电位最高的是： A．NAD+／NADH B．细胞色素a(Fe3+）／细胞色素a(Fe2+） C．延胡索酸/琥珀酸 D．氧化型泛醌/还原型泛

2.[ ]呼吸链上电子流动的方向是从高标准氧化还原电位到低标准氧化还原电位。 3-呼吸链 判 断 题 1.[ ]呼吸链上各成分的摩尔比是1/1。 2.[ ]呼吸链上电子流动的方向是从高标准氧化还原电位到低标准氧化还原电位。 3.[ ]细胞色素b和细胞色素c因处于呼吸链的中间，因此它们的血红素辅基不可能与CN-配位结合。 4.[ ]甘油-α-磷酸脱氢生成的FADH2经线粒体内膜上的复合体Ⅱ进入呼吸链。 5.[ ]NADH脱氢酶是指以NADH为辅酶的脱氢酶的总称。 6.[ ]NADH在340nm处有吸收，而NAD+没有，利用这个性质可将NADH与NAD+区分开来。 7.[ ]在消耗ATP的情况下，电子可从复合体Ⅳ流动到复合体Ⅰ。

1、有人发现一种新的喜氧细菌，在它的细胞膜上含有5种以前并不知晓的电子传递体，分别以m,n,o,p,q来表示。 3-呼吸链 问答题 1、有人发现一种新的喜氧细菌，在它的细胞膜上含有5种以前并不知晓的电子传递体，分别以m,n,o,p,q来表示。 1)分离出此传递链，并以NADH作为电子供体，使用不同的呼吸链抑制剂处理，应用分光光度法分析各个成分是以还原形式(+表示)存在，还是以氧化形式存在(-表示)，结果见下表： 根据上面的图表结果，指出各传递体在传递链上的排列次序.电子传递方向和抑制剂的作用部位。

2)如果以琥珀酸作为电子供体，则得到的结果见下表： 3-呼吸链 2)如果以琥珀酸作为电子供体，则得到的结果见下表： 根据上表的结果，进一步指出各传递体在传递链上的排列次序。

2.有功能的电子转移系统可以用纯化的电子传递链的组分和膜颗粒重新构成。根据下面的每套组分确定最后的电子受体。假定O2存在。 ①NADH、CoQ、复合物Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ； ②NADH、CoQ、细胞色素c、复合物Ⅱ和Ⅲ； ③琥珀酸、CoQ、细胞色素c、复合物Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ； ④琥珀酸、CoQ、细胞色素c、复合物Ⅱ和Ⅲ。 3.把一种广泛使用的处方止痛药Demerol（地美罗）加入到处在呼吸状态的线粒体悬浮液中，[NADH]/[NAD+]和[CoQ]/[CoQH2]的比例增高。哪个部位电子传递复合物被Demerol抑制？

1.将新鲜制备的线粒体与β-羟丁酸，氧化型细胞色素c，ADP，Pi和KCN保温，然后测定β-羟丁酸的氧化速率和ATP形成的速率。 4-氧化磷酸化 例题 1.将新鲜制备的线粒体与β-羟丁酸，氧化型细胞色素c，ADP，Pi和KCN保温，然后测定β-羟丁酸的氧化速率和ATP形成的速率。 1)写出该系统的电子流动图 2)预期1分子β-羟丁酸经该系统中氧化可产生多少分子ATP？ 3)能否用NADH代替β-羟丁酸？ 4) KCN的功能是什么？ 5) 如在这个系统中加入鱼藤酮，结果会有什么不同？

解（1）β-羟丁酸→NAD+ →FMN →Fe-S →CoQ →Cytb → Fe-S → Cytc1 → Cytc （2）2 4-氧化磷酸化 解（1）β-羟丁酸→NAD+ →FMN →Fe-S →CoQ →Cytb → Fe-S → Cytc1 → Cytc （2）2 （3）不能，因为NADH不能自由地通过线粒体内膜 （4）抑制细胞色素氧化酶 （5）鱼藤酮是电子传递抑制剂，抑制从NADH到CoQ之间的电子传递。加入后电子传递和氧化磷酸化均受到抑制。

练 习 填空： 1、P/O值是指______，NADH的P/O值是______，在DNP存在的情况下，琥珀酸的P/O值是______。 4-氧化磷酸化 练 习 填空： 1、P/O值是指______，NADH的P/O值是______，在DNP存在的情况下，琥珀酸的P/O值是______。 2、_________可以被称为最小的分子马达。 3、给小白鼠注射FCCP，会导致小白鼠_______。 判断题 1.[ ]呼吸作用能导致线粒体基质的pH值升高。 2.[ ]抗霉素A能阻断异柠檬酸氧化过程中ATP的形成，但不阻断琥珀酸氧化过程中ATP的形成。 3.[ ] 如果线粒体内ADP浓度较低，则加入DNP将减少电子传递的速率。 4.[ ] ADP的磷酸化作用对电子传递起限速作用。

在离体的完整的线粒体中，在有可氧化的底物的存在下，加入哪一种物质可提高电子传递和氧气摄入量? 4-氧化磷酸化 选择题： 在离体的完整的线粒体中，在有可氧化的底物的存在下，加入哪一种物质可提高电子传递和氧气摄入量? A.更多的TCA循环的酶 B.ADP C.FADH2 D.NADH E.氰化物 如果质子不经过F1/Fo ATPase回到线粒体基质，则发生 A.氧化 B.还原 C.解偶联 D.紧密偶联 E.主动运输

(1)抑制剂A和B属于电子传递抑制剂，氧化磷酸化抑制剂，还是解偶联剂？ (2)给出作用方式与抑制剂A和B类似的抑制剂。 4-氧化磷酸化 问答题： 1. 已知有两种新的代谢抑制剂A和B：将离体的肝线粒体制剂与丙酮酸、氧气、ADP和无机磷酸一起保温，发现加入抑制剂A，电子传递和氧化磷酸化就被抑制；当既加入抑制剂A又加入抑制剂B的时候，电子传递恢复了，但氧化磷酸化仍然不能进行。 (1)抑制剂A和B属于电子传递抑制剂，氧化磷酸化抑制剂，还是解偶联剂？ (2)给出作用方式与抑制剂A和B类似的抑制剂。 2.请叙述由无氧代谢向有氧代谢转变时 [NADH]/[NAD+]和[ATP]/[ADP] 发生变化的原因 3.有人曾经考虑过使用解偶联剂如2,4-二硝基苯酚（DNP）作为减肥药，但很快就被放弃使用，为什么？

1、写出氧化磷酸化的五个作用部位不同的抑制剂，并写出各处的抑制部位。 4-氧化磷酸化 作 业 1、写出氧化磷酸化的五个作用部位不同的抑制剂，并写出各处的抑制部位。 2、将乳酸脱氢酶加到含有丙酮酸、乳酸、NAD+和NADH的溶液中，它们的浓度比如下： （1）乳酸/丙酮酸＝1； NAD+/ NADH=1 (2)乳酸/丙酮酸＝159； NAD+/ NADH=159 (3)乳酸/丙酮酸＝1000； NAD+/ NADH=1000 2、将完全还原的细胞色素C、ADP、无机磷酸和抗霉素A一起加入新鲜制备的完整的线粒体中，然后通入氧气，这时细胞色素c将被氧化，ATP生成，P/O值为1.0。 1)写出该系统的电子流动示意图。 2)为什么要加抗霉素A？ 3)这个实验能告诉你氧化磷酸化的偶联部位在哪里？ 4)写出平衡的总反应式。

线粒体内膜外侧的3-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是 ，内侧的是 。 5-穿梭系统 填空题 线粒体内膜外侧的3-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是 ，内侧的是 。 问答题： 为什么胞液产生的NADH经苹果酸-天冬氨酸穿梭系统跨膜转运进入线粒体所产生的ATP分子数比线粒体本身的NADH所产生的ATP分子数少？

本 章 重 点 △G0’ = -nF△E0′ 电子传递链的组成 电子传递顺序 电子传递抑制剂 氧化磷酸化的概念 氧化磷酸化的机理 氧化磷酸化的抑制