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生物科技行业第七章生物氧化

第六章生物氧化

第壹节概述

壹、生物氧化的意义

生物机体在生命过程中需要能量，如生物合成、物质转运、运动、

思维和信息传递等都需要消耗能量，这些能量从哪里来呢？能量的来

源，主要依靠生物体内糖、脂肪、蛋白质等有机化合物在体内的氧化。

有机物质在生物细胞内氧化分解，最终彻底氧化成二氧化碳和水，

且释放能量的过程，称为生物氧化。生物氧化是在细胞中进行的，所

以生物氧化又称为细胞呼吸。生物氧化为机体生命活动所需要的能量。

真核生物细胞的生物氧化在线粒体中进行，原核生物细胞，生物

氧化在细胞质膜上进行。

二、生物氧化的特点

生物氧化和体外物质氧化或燃烧的化学本质是相同的，最终产物

是二氧化碳和水，所释放的能量也相等。但生物氧化和非生物氧化所

进行的方式不同，其特点为：

1、生物氧化在细胞内进行，是在体温和接近中性PH和有水的环境进

行的，是在壹系列酶、辅酶和传递体的作用下逐步进行的，每壹步反

应都放出壹部分能量，逐步释放的能量的总和和同壹氧化反应在体内

进行是相同。这样不会因氧化过程中能量骤然释放，体温突然上升而

损害机体，而且释放的能量也能有效地利用。

2、生物氧化过程所释放的能量通常先贮存在壹些高能化合物如ATP

中，ATP相当于生物体内的能量转运站。

3、有机化合物在体内外是碳在氧中燃烧，产生二氧化碳，而生物氧

化是通过羧酸脱羧作用产生二氧化碳。

第二节线粒体氧化体系

生物体内存在多种氧化体系，其中最重要的是存在和线粒体中线

粒体氧化体系。此外仍有微粒体氧化体系、过氧化体氧化体系、细菌

的生物氧化体系等。

壹、呼吸链的概念

在生物氧化过程中，代谢物的氢由脱氢酶激活，脱下来的氢经过

几种传递体的传递，将电子传递到细胞色素体系，最后将电子传递给

+2-

氧，活化的氢（H）和活化的氧（O）结合成水，在这个过程中构成

的传递链称为电子传递链，或呼吸链。

二、呼吸链的组成

构成呼吸链的成分有20多种。大致可将它们分成五类。即以NAD+

+

或NADP为辅酶的脱氢酶类；以FAD或FMN为辅基的黄素蛋白酶类；

铁硫蛋白类；泛醌和细胞色素类。依具体功能又可分为递氢体和递电

子体。

（壹）递氢体

在呼吸链中即可接受氢又可把所接受的氢传递给另壹种物质的

成分叫递氢体，包括：

++

1、NAD和NADP

++

NAD和NADP是不需氧脱氢酶的辅酶。它们分别可和不同的酶蛋白

组成多种功能各异的不需氧脱氢酶。辅酶分子能可逆地加氢和脱氢。

2、FAD和FMN

FAD和FMN是黄素蛋白（又称黄素酶）类的辅基。它们能可逆地

加氢和脱氢。

3、泛醌

泛醌（Q），因广泛分布和生物界且具有醌的结构而得名。它以1，

++

4-苯醌作为传递H和e的反应核心，氧化仍原过程是先接受壹个H和

+

e变成半醌，在接受壹个H和e变成氢醌。

氧化仍原总反应为：

（二）递电子体

既能接受电子又能将电子传递出去的物质叫做递电子体。呼吸链中的

递电子体包括俩类。

1、铁硫蛋白类

铁硫蛋白（Fe-S）是存在于线粒体内膜上的壹类和电子传递有关的蛋

白质。现已发现的铁硫蛋白有九种，各种铁硫蛋白中均含有铁和对硫

不稳定的硫，用硫酸处理可释放出HS。Fe-S代表铁硫蛋白电子传递

2

的反应中心，即称铁硫中心。Fe-S中的Fe均和蛋白质分子中半胱氨

酸残基上的-SH中的S结合。

铁硫中心的Fe原子能可逆地获得和丢失电子，在呼吸链中起到传递

电子的作用：

2、细胞色素类

细胞色素（Cyt）是广泛分布于需氧生物线粒体内膜上的壹类传递电

子的色素蛋白，其辅基为含铁卟啉的衍生物。参和线粒体生物氧化体

系的有Cyta、a、b、c和c。Cyta、b和c