第五章生物能学和生物氧化代谢•广义:生物与外界环境进行物质与能量交换的全过程,•侠义:生物体内所发生的一切化学反应。•中间代谢:具体研究的化学反应。包括合成代谢和分解代谢,前者为吸能反应,后者为放能反应。代谢的研究方法•活体内与活体外实验•同位素示踪法•代谢途径阻断等方法二:生物体系中能量的传递与高能化合物生物机体能量利用、贮存和传递的主要形式是化学键能,其最终来源于光能。放能反应与吸能反应之间能量的传递形式主要有两种:分解/放能反应合成/吸能反应还原氢载体循环高能化合物循环NADPHATP高能键与高能化合物化合物中某一化学键断裂可以放出大量的能量,该键为高能键(~)。含有高能键的化合物称为高能化合物。ATP是最重要的一种高能化合物ATP和ADP均为高能化合物,在体内主要均以与Mg2+结合的形式存在。细胞呼吸与生物氧化biologicaloxidation呼吸是现象,氧化是本质生物氧化指物质在生物体内的氧化过程。糖、脂肪、蛋白质在体内分解时逐步释放能量,最终生成二氧化碳和水。生物体内物质氧化方式是加氧、脱氢及失去电子,而脱氢是更常见的氧化方式,脱氢可看作同时失去H+和电子。生物氧化的特点生物氧化在温和的水溶液环境中发生由酶催化的多步反应过程;能量逐步释放,产生的能量大部分以ATP形式被捕获。对于真核生物,有氧氧化发生在线粒体,对于原核生物,在细胞膜。线粒体是细胞的“能量工厂”呼吸链(respiratorychain)地点:真核细胞的线粒体内膜或原核细胞的质膜上。是生物体内还原氢载体的氧化过程,其将代谢物上脱下的H(e)通过一系列电子和质子递体最终传递给被激活的氧原子,从而形成水。包括四个具有传递电子功能的酶复合体:NADH-泛醌还原酶,琥珀酸-泛醌还原酶,泛醌-细胞色素C还原酶,细胞色素C氧化酶。呼吸链组成铁硫蛋白据其吸收光谱不同而分为三大类,分别为Cyta、b、c,细胞色素通过辅基中Fe2+↔Fe3+可逆改变传递电子。细胞色素(Cytochrome)——含铁卟啉基团的电子传递蛋白氧化磷酸化氧化磷酸化:伴随生物氧化而进行的磷酸化过程。通过该过程将生物氧化放出的能量转化为ATP。化学渗透偶联学说呼吸链具有质子泵功能,电子传递释放能量,将质子从线粒体内膜的基质侧泵到胞浆侧,由于内膜对质子的不通透特性,造成膜内、外质子电化学梯度,从而储存呼吸链氧化释出的能量。当质子顺梯度回流时则驱动ADP与Pi生成ATP。氧化磷酸化发生的主要场所——ATP合酶