1、维持生命活动的能量，主要有两个来源：维持生命活动的能量，主要有两个来源：光能（太阳能）：植物和某些藻类，通过光合作用将光能（太阳能）：植物和某些藻类，通过光合作用将光能转变成生物能。光能转变成生物能。化学能：动物和大多数的微生物，通过生物氧化作用化学能：动物和大多数的微生物，通过生物氧化作用将有机物质（主要是各种光合作用产物）存储的化学将有机物质（主要是各种光合作用产物）存储的化学能释放出来，并转变成生物能。能释放出来，并转变成生物能。有机物质在生物体内的氧化作用，称为生物氧化。生有机物质在生物体内的氧化作用，称为生物氧化。生物氧化通常需要消耗氧，所以又称为呼吸作用。在整物氧化通常需要消耗氧，
2、所以又称为呼吸作用。在整个生物氧化过程中，有机物质最终被氧化成个生物氧化过程中，有机物质最终被氧化成COCO2 2和水，和水，并释放出能量。并释放出能量。自考医学类工程心理学复习笔记1生物代谢是指生物活体与外界环境不断进行的物质生物代谢是指生物活体与外界环境不断进行的物质（包括气体、液体和固体）交换过程。（包括气体、液体和固体）交换过程。合成代谢一般是指将简单的小分子物质转变成复杂的合成代谢一般是指将简单的小分子物质转变成复杂的大分子物质的过程。分解代谢则是将复杂的大分子物大分子物质的过程。分解代谢则是将复杂的大分子物质转变成小分子物质的过程。质转变成小分子物质的过程。糖、脂和蛋白质的合成代谢
3、途径各不相同，但是它们糖、脂和蛋白质的合成代谢途径各不相同，但是它们的分解代谢途径则有共同之处，即糖、脂和蛋白质经的分解代谢途径则有共同之处，即糖、脂和蛋白质经过一系列分解反应后都生成了酮酸并进入三羧酸循环，过一系列分解反应后都生成了酮酸并进入三羧酸循环，最后被氧化成最后被氧化成COCO2 2和和H H2 2O O。自考医学类工程心理学复习笔记2一、生物氧化的方式一、生物氧化的方式生物氧化是在一系列氧化生物氧化是在一系列氧化-还原酶催化下还原酶催化下分步进行的。每一步反应，都由特定的分步进行的。每一步反应，都由特定的酶催化。在生物氧化过程中，主要包括酶催化。在生物氧化过程中，主要包括如下几种氧
4、化方式。如下几种氧化方式。自考医学类工程心理学复习笔记3（1 1）脱氢）脱氢在生物氧化中，脱氢反应占有重要地位。在生物氧化中，脱氢反应占有重要地位。它是许多有机物质生物氧化的重要步骤。它是许多有机物质生物氧化的重要步骤。催化脱氢反应的是各种类型的脱氢酶。催化脱氢反应的是各种类型的脱氢酶。自考医学类工程心理学复习笔记4琥珀酸脱氢琥珀酸脱氢+2H+2e-+COOHCHCHCOOHCOOHCH2CH2COOH自考医学类工程心理学复习笔记5乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶CH3CHCOOHOHNAD+NADHCH3CCOOHO自考医学类工程心理学复习笔记6酶催化的醛氧化成酸的反应即属于这一酶催化的醛氧化成酸的反应
5、即属于这一类。类。+2H+2e-+RCOHO 酶RCOHHOH H2ORCOH自考医学类工程心理学复习笔记7这类反应包括：加氧酶催化的加氧反应和氧化酶催化这类反应包括：加氧酶催化的加氧反应和氧化酶催化的生成水的反应。的生成水的反应。加氧酶能够催化氧分子直接加入到有机分子中。例如，加氧酶能够催化氧分子直接加入到有机分子中。例如，甲烷单加氧酶甲烷单加氧酶 CH CH4 4+NADH +O+NADH +O2 2 CH CH3 3-OH +NAD-OH +NAD+H +H2 2O O氧化酶主要催化以氧分子为电子受体的氧化反应，反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。在各种脱氢反应中
6、产生的氢质子和电子，应产物为水。在各种脱氢反应中产生的氢质子和电子，最后都是以这种形式进行氧化的。最后都是以这种形式进行氧化的。自考医学类工程心理学复习笔记8（1 1）直接脱羧作用）直接脱羧作用氧化代谢的中间产物羧酸在脱羧酶的催化下，氧化代谢的中间产物羧酸在脱羧酶的催化下，直接从分子中脱去羧基。例如丙酮酸的脱羧。直接从分子中脱去羧基。例如丙酮酸的脱羧。（2 2）氧化脱羧作用）氧化脱羧作用氧化代谢中产生的有机羧酸（主要是酮酸）在氧化代谢中产生的有机羧酸（主要是酮酸）在氧化脱羧酶系的催化下，在脱羧的同时，也发氧化脱羧酶系的催化下，在脱羧的同时，也发生氧化（脱氢）作用。例如苹果酸的氧化脱羧生氧化（脱
7、氢）作用。例如苹果酸的氧化脱羧生成丙酮酸。生成丙酮酸。自考医学类工程心理学复习笔记91 1，生物氧化是在生物细胞内进行的酶促氧化，生物氧化是在生物细胞内进行的酶促氧化过程，反应条件温和（水溶液，过程，反应条件温和（水溶液，pHpH 7 7和常温）。和常温）。2 2，氧化进行过程中，必然伴随生物还原反应，氧化进行过程中，必然伴随生物还原反应的发生。的发生。3 3，水是许多生物氧化反应的氧供体。通过加，水是许多生物氧化反应的氧供体。通过加水脱氢作用直接参予了氧化反应。水脱氢作用直接参予了氧化反应。4 4，在生物氧化中，碳的氧化和氢的氧化是非，在生物氧化中，碳的氧化和氢的氧化是非同步进行的。氧化过程
8、中脱下来的氢质子和电同步进行的。氧化过程中脱下来的氢质子和电子，通常由各种载体，如子，通常由各种载体，如NADHNADH等传递到氧并生等传递到氧并生成水。成水。自考医学类工程心理学复习笔记105 5，生物氧化是一个分步进行的过程。每，生物氧化是一个分步进行的过程。每一步都由特殊的酶催化，每一步反应的一步都由特殊的酶催化，每一步反应的产物都可以分离出来。这种逐步进行的产物都可以分离出来。这种逐步进行的反应模式有利于在温和的条件下释放能反应模式有利于在温和的条件下释放能量，提高能量利用率。量，提高能量利用率。6 6，生物氧化释放的能量，通过与，生物氧化释放的能量，通过与ATPATP合合成相偶联，转
9、换成生物体能够直接利用成相偶联，转换成生物体能够直接利用的生物能的生物能ATPATP。自考医学类工程心理学复习笔记11一、生物能和一、生物能和ATPATP1.ATP1.ATP是生物能存在的主要形式是生物能存在的主要形式ATPATP是能够被生物细胞直接利用的能量形是能够被生物细胞直接利用的能量形式。式。2.2.生物化学反应的自由能变化生物化学反应的自由能变化生物化学反应与普通的化学反应一样生物化学反应与普通的化学反应一样,也也服从热力学的规律。服从热力学的规律。自考医学类工程心理学复习笔记12磷酸酯类化合物在生物体的能量转换过程中起磷酸酯类化合物在生物体的能量转换过程中起者重要作用。许多磷酸酯类
10、化合物在水解过程者重要作用。许多磷酸酯类化合物在水解过程中都能够释放出自由能。中都能够释放出自由能。一般将水解时能够释放一般将水解时能够释放21 kJ/mol21 kJ/mol（5 5千卡千卡/mol)/mol)以上自由能（以上自由能（G G -21 kJ/mol-21 kJ/mol）的）的化合物称为高能化合物。化合物称为高能化合物。ATPATP是生物细胞中最重要的高能磷酸酯类化合是生物细胞中最重要的高能磷酸酯类化合物。物。根据生物体内高能化合物键的特性可以把他们根据生物体内高能化合物键的特性可以把他们分成以下几种类型。分成以下几种类型。自考医学类工程心理学复习笔记13COCHOCH2OHOP
11、OO-O-POO-O-(1)酰基磷酸化合物3-磷酸甘油酸磷酸CH3COOPOO-O-乙酰磷酸10.1千卡/摩尔11.8千卡/摩尔自考医学类工程心理学复习笔记14H3N+COOPOO-O-氨甲酰磷酸R COOPOOO-A酰基腺苷酸RCH COOPOOO-AN+H3氨酰基腺苷酸自考医学类工程心理学复习笔记15O-POO-NNNNNH2OHHOHHOHHOCH2O-POO-O-POO-ATP（三磷酸腺苷）（三磷酸腺苷）O-POO-O POO-O-焦磷酸焦磷酸7.3千卡/摩尔自考医学类工程心理学复习笔记16OPOOCOOHCOCH2磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸14.8千卡/摩尔自考医学类工程心理学
12、复习笔记17OPOONHCNHNCH3CH2COOHOPOONHCNHNCH3CH2CH2CH2CHCOOHNH2磷酸肌酸磷酸肌酸磷酸精氨酸磷酸精氨酸10.3千卡/摩尔7.7千卡/摩尔这两种高能化合物在生物体内起储存能量的作用。自考医学类工程心理学复习笔记18O SOO-OCH2OHHOHHOHHNNNH2NNO POO-3-磷酸腺苷-5-磷酸硫酸RCOSCoA酰基辅酶A自考医学类工程心理学复习笔记19COO-CHNH3+CH2CH2S+H3CAS-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸自考医学类工程心理学复习笔记20细胞内的线粒体是生物氧化的主要场所，主要细胞内的线粒体是生物氧化的主要场所，主要功能是将代
13、谢物脱下的氢通过多种酶及辅酶所功能是将代谢物脱下的氢通过多种酶及辅酶所组成的传递体系的传递，最终与氧结合生成水。组成的传递体系的传递，最终与氧结合生成水。由供氢体、传递体、受氢体以及相应的酶催化由供氢体、传递体、受氢体以及相应的酶催化系统组成的这种代谢途径一般称为生物氧化还系统组成的这种代谢途径一般称为生物氧化还原链，当受氢体是氧时，称为呼吸链。原链，当受氢体是氧时，称为呼吸链。自考医学类工程心理学复习笔记21SH2SNAD+NADH+HFMNH2Fe SFMNFe SCoQCoQH2 Fe-SFe-S2Cyt-Fe2+2Cyt-Fe3+O212O2-2H2H2H2H+e-22e-H2OCoQ
14、CoQH2Cyt-Fe2+Cyt-Fe3+Cyt-Fe3+Cyt-Fe2+Cyt-Fe3+Cyt-Fe2+Cyt-Fe3+Cyt-Fe2+Cyt-Fe3+Cyt-Fe2+bc1aa3cH2OO2-1O22e-2e-2e-2e-2e-2e-22H+CH2CH2COOHCOOHFADFe*SCytb2He-2 复合物I（NADH-泛醌还原酶）复合物III（泛醌细胞色素c还原酶）复合物IV（细胞色素c氧化酶）复合物II（琥珀酸脱氢酶）自考医学类工程心理学复习笔记22自考医学类工程心理学复习笔记23自考医学类工程心理学复习笔记24它是由它是由NADNAD+接受多种代谢产物脱氢得到接受多种代谢产物脱氢得
15、到的产物。的产物。NADHNADH所携带的高能电子是线粒所携带的高能电子是线粒体呼吸链主要电子供体之一。体呼吸链主要电子供体之一。自考医学类工程心理学复习笔记25铁硫蛋白铁硫蛋白(简写简写为为Fe-S)Fe-S)是一种是一种与电子传递有与电子传递有关的蛋白质，关的蛋白质，它与它与NADHNADH Q Q还还原酶的其它蛋原酶的其它蛋白质组分结合白质组分结合成复合物形式成复合物形式存在。存在。自考医学类工程心理学复习笔记26它主要以它主要以(2Fe-2S)(2Fe-2S)或或(4Fe-4S)(4Fe-4S)形式形式存在。存在。(2Fe-2S)(2Fe-2S)含有两个活泼的无机硫含有两个活泼的无机硫
16、和两个铁原子。铁硫蛋白通过和两个铁原子。铁硫蛋白通过FeFe3+3+FeFe2+2+变化起传递电子的作用变化起传递电子的作用自考医学类工程心理学复习笔记27简写为简写为NADHNADH Q Q还原酶还原酶,即复合物即复合物I I，它的，它的作用是催化作用是催化NADHNADH的氧化脱氢以及的氧化脱氢以及Q Q的还原。的还原。所以它既是一种脱氢酶，也是一种还原所以它既是一种脱氢酶，也是一种还原酶。酶。NADHNADH Q Q还原酶最少含有还原酶最少含有1616个多肽亚基。个多肽亚基。它的活性部分含有辅基它的活性部分含有辅基FMNFMN和铁硫蛋白。和铁硫蛋白。FMNFMN的作用是接受脱氢酶脱下来的
17、电子和质子，的作用是接受脱氢酶脱下来的电子和质子，形成还原型形成还原型FMNHFMNH2 2。还原型。还原型FMNHFMNH2 2可以进一步将可以进一步将电子转移给电子转移给Q Q。NADH Q还原酶还原酶 NADH +Q +H+=NAD+QH2自考医学类工程心理学复习笔记28自考医学类工程心理学复习笔记29自考医学类工程心理学复习笔记30（简写为（简写为Q Q）或辅酶）或辅酶-Q-Q（CoQCoQ）：它是电）：它是电子传递链中唯一的非蛋白电子载体。为子传递链中唯一的非蛋白电子载体。为一种脂溶性醌类化合物。一种脂溶性醌类化合物。OOCH3OCH3OCH3(CH2CH C CH2)nHCH3n=
18、6-10自考医学类工程心理学复习笔记31Q(Q(醌型结构醌型结构)很容很容易接受电子和质子，易接受电子和质子，还 原 成还 原 成 Q HQ H2 2（还 原（还 原型）；型）；QHQH2 2也容易给也容易给出电子和质子，重出电子和质子，重新氧化成新氧化成Q Q。因此，。因此，它在线粒体呼吸链它在线粒体呼吸链中作为电子和质子中作为电子和质子的传递体。的传递体。自考医学类工程心理学复习笔记32简写为简写为QHQH2 2-cyt.c-cyt.c还原酶还原酶,即复合物即复合物III,III,它它是线粒体内膜上的一种跨膜蛋白复合物，其作是线粒体内膜上的一种跨膜蛋白复合物，其作用是催化还原型用是催化还原
19、型QHQH2 2的氧化和细胞色素的氧化和细胞色素c c（cyt.cyt.c c）的还原。）的还原。QHQH2 2-cyt.c-cyt.c 还原酶还原酶QHQH2 2 +2 cyt.c(Fe+2 cyt.c(Fe3+3+)=Q +2 cyt.c(Fe)=Q +2 cyt.c(Fe2+2+)+)+2H2H+QH QH2 2-cyt.c-cyt.c还原酶由还原酶由9 9个多肽亚基组成。活性个多肽亚基组成。活性部分主要包括细胞色素部分主要包括细胞色素b b 和和c c1 1，以及铁硫蛋白，以及铁硫蛋白（2Fe-2S2Fe-2S）。）。自考医学类工程心理学复习笔记33自考医学类工程心理学复习笔记34（简
20、写为（简写为cyt.cyt.）是含铁的电子传递体，辅基）是含铁的电子传递体，辅基为铁卟啉的衍生物，铁原子处于卟啉环的中心，为铁卟啉的衍生物，铁原子处于卟啉环的中心，构成血红素。各种细胞色素的辅基结构略有不构成血红素。各种细胞色素的辅基结构略有不同。线粒体呼吸链中主要含有细胞色素同。线粒体呼吸链中主要含有细胞色素a,b,a,b,c c 和和c c1 1等，组成它们的辅基分别为血红素等，组成它们的辅基分别为血红素A A、B B和和C C。细胞色素。细胞色素a,b,ca,b,c可以通过它们的紫外可以通过它们的紫外-可见吸收光谱来鉴别。可见吸收光谱来鉴别。细胞色素主要是通过细胞色素主要是通过FeFe3
21、+3+Fe Fe2+2+的互变起的互变起传递电子的作用的。传递电子的作用的。自考医学类工程心理学复习笔记35它是电子传递链中一它是电子传递链中一个独立的蛋白质电子个独立的蛋白质电子载体，位于线粒体内载体，位于线粒体内膜外表，属于膜周蛋膜外表，属于膜周蛋白，易溶于水。它与白，易溶于水。它与细胞色素细胞色素c c1 1含有相同含有相同的辅基，但是蛋白组的辅基，但是蛋白组成则有所不同。在电成则有所不同。在电子传递过程中，子传递过程中，cyt.cyt.c c通过通过FeFe3+3+Fe Fe2+2+的的互变起电子传递中间互变起电子传递中间体作用。体作用。自考医学类工程心理学复习笔记36由于由于QHQH
22、2 2是一个双电子载体，而参与上述是一个双电子载体，而参与上述反应过程的其它组分反应过程的其它组分(如如cyt.c)cyt.c)都是单电都是单电子传递体，所以，实际反应情况比较复子传递体，所以，实际反应情况比较复杂。杂。QHQH2 2所携带的一个高能电子通过铁硫所携带的一个高能电子通过铁硫蛋白，传递给蛋白，传递给cyt.ccyt.c，本身形成半醌自由，本身形成半醌自由基（基（QHQH）；另一个电子则传递给）；另一个电子则传递给cyt.bcyt.b。还原型还原型cyt.bcyt.b可以将可以将QHQH 还原成还原成QHQH2 2。其结。其结果是通过一个循环，果是通过一个循环，QHQH2 2将其中
23、的一个电将其中的一个电子传递给子传递给cyt.ccyt.c。自考医学类工程心理学复习笔记37简写为简写为cyt.c cyt.c 氧氧化酶，即复合物化酶，即复合物IVIV，它是位于线，它是位于线粒体呼吸链末端粒体呼吸链末端的蛋白复合物，的蛋白复合物，由由1212个多肽亚基个多肽亚基组成。活性部分组成。活性部分主要包括主要包括cyt.acyt.a和和a a3 3。自考医学类工程心理学复习笔记38cyt.acyt.a和和a a3 3组成一个复合体，除了含有组成一个复合体，除了含有铁卟啉外，还含有铜原子。铁卟啉外，还含有铜原子。cyt.a acyt.a a3 3可可以直接以以直接以O O2 2为电子受
24、体。为电子受体。在电子传递过程中，分子中的铜离子可在电子传递过程中，分子中的铜离子可以发生以发生CuCu+Cu Cu2+2+的互变，将的互变，将cyt.ccyt.c所所携带的电子传递给携带的电子传递给O O2 2。自考医学类工程心理学复习笔记39自考医学类工程心理学复习笔记40琥珀酸是生物代谢过程（三羧酸循环）中产生琥珀酸是生物代谢过程（三羧酸循环）中产生的中间产物，它在琥珀酸的中间产物，它在琥珀酸-Q-Q还原酶（复合物还原酶（复合物IIII）催化下，将两个高能电子传递给催化下，将两个高能电子传递给Q Q。再通过。再通过QHQH2 2-cyt,c-cyt,c还原酶、还原酶、cyt.ccyt.c
25、和和cyt.ccyt.c氧化酶将氧化酶将电子传递到电子传递到O O2 2。自考医学类工程心理学复习笔记41琥珀酸琥珀酸-Q-Q还原酶也是存在于线粒体内膜还原酶也是存在于线粒体内膜上的蛋白复合物上的蛋白复合物,它比它比NADH-QNADH-Q还原酶的还原酶的结构简单，由结构简单，由4 4个不同的多肽亚基组成。个不同的多肽亚基组成。其活性部分含有辅基其活性部分含有辅基FADFAD和铁硫蛋白。和铁硫蛋白。琥珀酸琥珀酸-Q-Q还原酶的作用是催化琥珀酸的还原酶的作用是催化琥珀酸的脱氢氧化和脱氢氧化和Q Q的还原的还原。自考医学类工程心理学复习笔记42在生物氧化反应中，氧化与还原总是相互偶联的。一个在生物
26、氧化反应中，氧化与还原总是相互偶联的。一个化合物（还原剂）失去电子，必然伴随另一个化合物化合物（还原剂）失去电子，必然伴随另一个化合物(氧化剂）接受电子。在线粒体呼吸链中，推动电子从氧化剂）接受电子。在线粒体呼吸链中，推动电子从NADHNADH传递到传递到O O2 2的力，是由于的力，是由于NADNAD+/NADH+H/NADH+H+和和1/2 O1/2 O2 2 /H/H2 2O O两个半反应之间存在很大的电势差。两个半反应之间存在很大的电势差。(a)O(a)O2 2+2 H+2 H+2 e+2 e-H H2 2O EO E0 0=+0.82 V=+0.82 V(b)NAD(b)NAD+H+
27、H+2 e+2 e-NADH E NADH E0 0=-0.322 V =-0.322 V 将将(a)(a)减去减去(b)(b)，即得，即得(c)(c)式：式：(c)O(c)O2 2 +NADH+2H+NADH+2H+H H2 2O+NADO+NAD+E E0 0=+1.14 V=+1.14 V G G =-nF=-nF E E0 0=-2 =-2 96500 96500 1.14=-220 kJ/1.14=-220 kJ/molmol自考医学类工程心理学复习笔记43 NADHNADH或琥珀酸所携带的高能电子通过线或琥珀酸所携带的高能电子通过线粒体呼吸链传递到粒体呼吸链传递到O O2 2的过程
28、中，释放出的过程中，释放出大量的能量。这种高能电子传递过程的大量的能量。这种高能电子传递过程的释能反应与释能反应与ADPADP和磷酸合成和磷酸合成ATPATP的需能反的需能反应相偶联，是应相偶联，是ATPATP形成的基本机制。形成的基本机制。自考医学类工程心理学复习笔记44 线粒体内膜的表面有一层规则地间格排线粒体内膜的表面有一层规则地间格排列着的球状颗粒，称为列着的球状颗粒，称为ATPATP酶复合体，是酶复合体，是ATPATP合成的场所。合成的场所。自考医学类工程心理学复习笔记45ATPATP酶，含有酶，含有5 5种不种不同的亚基（按同的亚基（按3 3、3 3、1 1、1 1 和和1 1 的
29、比例结合）。的比例结合）。OSCPOSCP为一个蛋白，为一个蛋白，是能量转换的通道。是能量转换的通道。F F0 0为一个疏水蛋白，为一个疏水蛋白，是与线粒体电子传是与线粒体电子传递系统连接的部位。递系统连接的部位。自考医学类工程心理学复习笔记46生物氧化的释能反应与生物氧化的释能反应与ADPADP的磷酰化反应偶联合成的磷酰化反应偶联合成ATPATP的过程，称为氧化磷酸化。的过程，称为氧化磷酸化。根据氧化根据氧化-还原电势与自由能变化关系式，计算出在还原电势与自由能变化关系式，计算出在NADHNADH氧化过程中，有三个反应的氧化过程中，有三个反应的 G G -30.5 kJ/-30.5 kJ/m
30、olmol。FMNH FMNH2 2 Q cyt.b Q cyt.b cyt.c cyt.c1 1 cyt.a a cyt.a a3 3 O O2 2 G G-55.6kJ/mol -34.7 kJ/mol -102.1kJ/moL-55.6kJ/mol -34.7 kJ/mol -102.1kJ/moL 这三个反应分别与这三个反应分别与ADPADP的磷酰化反应偶联，产生的磷酰化反应偶联，产生3 3个个ATPATP。这些反应称为呼吸链的偶联部位。这些反应称为呼吸链的偶联部位。从琥珀酸从琥珀酸 O O2 2只产生只产生2 2个个ATP.ATP.自考医学类工程心理学复习笔记47化学渗透假说的要点是
31、：化学渗透假说的要点是：a.a.线粒体内膜的电子传递链是一个质子泵；线粒体内膜的电子传递链是一个质子泵；b.b.在电子传递链中，电子由高能状态传递到在电子传递链中，电子由高能状态传递到低能状态时释放出来的能量，用于驱动膜内侧低能状态时释放出来的能量，用于驱动膜内侧的的H H+迁移到膜外侧（膜对迁移到膜外侧（膜对H H+是不通透的）。这是不通透的）。这样，在膜的内侧与外侧就产生了跨膜质子梯度样，在膜的内侧与外侧就产生了跨膜质子梯度 (pH)pH)和电位梯度（和电位梯度（）；）；自考医学类工程心理学复习笔记48c.c.在膜内外势能差（在膜内外势能差（pH pH 和和）的驱动下，膜外）的驱动下，膜外
32、高能质子沿着一个特殊通道（高能质子沿着一个特殊通道（ATPATP酶的组成部分），酶的组成部分），跨膜回到膜内侧。质子跨膜过程中释放的能量，跨膜回到膜内侧。质子跨膜过程中释放的能量，直接驱动直接驱动ADPADP和磷酸合成和磷酸合成ATPATP。自考医学类工程心理学复习笔记49自考医学类工程心理学复习笔记50糖代谢包括分解代谢和合成代谢。糖代谢包括分解代谢和合成代谢。动物和大多数微生物所需的能量，主要是由糖动物和大多数微生物所需的能量，主要是由糖的分解代谢提供的。另方面，糖分解的中间产的分解代谢提供的。另方面，糖分解的中间产物，又为生物体合成其它类型的生物分子，如物，又为生物体合成其它类型的生物分
33、子，如氨基酸、核苷酸和脂肪酸等，提供碳源或碳链氨基酸、核苷酸和脂肪酸等，提供碳源或碳链骨架。骨架。植物和某些藻类能够利用太阳能，将二氧化碳植物和某些藻类能够利用太阳能，将二氧化碳和水合成糖类化合物，即光合作用。光合作用和水合成糖类化合物，即光合作用。光合作用将太阳能转变成化学能（主要是糖类化合物），将太阳能转变成化学能（主要是糖类化合物），是自然界规模最大的一种能量转换过程。是自然界规模最大的一种能量转换过程。自考医学类工程心理学复习笔记51葡萄糖进入细胞后，在一系列酶的催化下，发葡萄糖进入细胞后，在一系列酶的催化下，发生分解代谢过程。葡萄糖的分解代谢分两步进生分解代谢过程。葡萄糖的分解代谢分
34、两步进行：行：（1 1）糖酵解：葡萄糖）糖酵解：葡萄糖 丙酮酸。此反应丙酮酸。此反应过程一般在无氧条件下进行，又称为无氧分解。过程一般在无氧条件下进行，又称为无氧分解。（2 2）三羧酸循环：丙酮酸）三羧酸循环：丙酮酸 CO CO2 2 +H +H2 2O O。由于此氧化过程是通过柠檬酸等几种三元羧酸由于此氧化过程是通过柠檬酸等几种三元羧酸的循环反应来完成的，通常称为三羧酸循环或的循环反应来完成的，通常称为三羧酸循环或柠檬酸循环。由于分子氧是此系列反应的最终柠檬酸循环。由于分子氧是此系列反应的最终受氢体，所以又称为有氧分解。受氢体，所以又称为有氧分解。自考医学类工程心理学复习笔记52糖酵解在细胞
35、胞液中进行（无氧条件），是葡糖酵解在细胞胞液中进行（无氧条件），是葡萄糖经过酶催化作用降解成丙酮酸，并伴随生萄糖经过酶催化作用降解成丙酮酸，并伴随生成成ATPATP的过程。它是动物、植物和微生物细胞的过程。它是动物、植物和微生物细胞中葡萄糖分解的共同代谢途径。中葡萄糖分解的共同代谢途径。三羧酸循环在线粒体中进行（有氧条件）。在三羧酸循环在线粒体中进行（有氧条件）。在有氧条件下，糖酵解生成的丙酮酸进入线粒体，有氧条件下，糖酵解生成的丙酮酸进入线粒体，经三羧酸循环被氧化成经三羧酸循环被氧化成COCO2 2和和H H2 2O O。酵解过程中。酵解过程中产生的产生的NADHNADH，则经呼吸链氧化产生
36、，则经呼吸链氧化产生ATPATP和和H H2 2O O。所以，糖酵解是三羧酸循环和氧化磷酸化的前所以，糖酵解是三羧酸循环和氧化磷酸化的前奏。如果供氧不足，奏。如果供氧不足，NADHNADH不进入呼吸链，而是不进入呼吸链，而是把丙酮酸还原成乳酸。把丙酮酸还原成乳酸。自考医学类工程心理学复习笔记53a6-磷酸葡萄糖葡萄糖果糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油酸磷酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸b1234糖原1-磷酸葡萄糖自考医学类工程心理学复习笔记54OCH2OHOHOHOHHHHHOOCH2OHOHOHHHHHOCH2OHOHOHHHHHOO
37、OCH2OHOHOHOHOHHHHPOCH2OHOHOHHHHHOCH2OHOHOHOHHHHHOO细胞内糖细胞内糖原在磷酸原在磷酸化酶和脱化酶和脱枝酶催化枝酶催化下形成下形成1-1-磷酸葡萄磷酸葡萄糖糖自考医学类工程心理学复习笔记55OCH2OPO3H2OHOHOHOHHHHHOCH2OHOHOHOHHHHHOPO3H2该反应由磷酸葡萄糖异构酶催化自考医学类工程心理学复习笔记56 OCH2OHOHOHOHOHHHHHMgOCH2OPO3H2OHOHOHOHHHHH己糖磷酸激酶葡萄糖6磷酸葡萄糖HOH磷酸己糖异构酶6-磷酸果糖H2O3POHOHOHCH2OHCH2OH2O3POHOHOHCH2
38、OPO3H2CH2OOHHHOHOHCH2OHCH2OHOOHH磷酸果糖激酶己糖激酶ATPADPMgATPADPATPADPMg果糖1,6-二磷酸果糖自考医学类工程心理学复习笔记571,6-二磷酸果糖HOHH2O3POHOHOHCH2OPO3H2CH2OCH2OPO3H2CCH2OHOCH2OPO3H2CHOHCHO磷酸二羟丙酮3磷酸甘油醛磷酸丙糖异构酶964醛缩酶自考医学类工程心理学复习笔记583磷酸甘油醛CH2OPO3H2CHOHCHOCH2OPO3H2CHOHCOPO3H2ONAD+NADH +H+1,3-二磷酸甘油酸CH2OPO3H2CHOHCOHOADP A TPMg磷酸甘油酸激酶C
39、H2OHCHOPO3H2COHO3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸变位酶自考医学类工程心理学复习笔记592-磷酸甘油酸C H2O HC H O PO3H2C O HOC H2C O PO3H2C O HO烯醇化酶M g+2磷酸烯醇式丙酮酸C O HOC H O HC H2C O O HCC H3OA D P AT P2M g+丙酮酸激酶烯醇式丙酮酸丙酮酸自考医学类工程心理学复习笔记60葡萄糖通过糖酵解产生的丙酮酸，在有葡萄糖通过糖酵解产生的丙酮酸，在有氧条件下，将进入三羧酸循环进行完全氧条件下，将进入三羧酸循环进行完全氧化，生成氧化，生成H H2 2O O 和和COCO2 2，并释放出大量
40、能，并释放出大量能量。丙酮酸的有氧氧化包括两个阶段：量。丙酮酸的有氧氧化包括两个阶段：第一第一 阶段：丙酮酸的氧化脱羧（丙阶段：丙酮酸的氧化脱羧（丙酮酸酮酸 乙酰辅酶乙酰辅酶A A，简写为乙酰，简写为乙酰CoACoA）第二阶段：三羧酸循环（乙酰第二阶段：三羧酸循环（乙酰CoA CoA H H2 2O O 和和COCO2 2，释放出能量），释放出能量）自考医学类工程心理学复习笔记61丙酮酸氧化脱羧反应是连接糖酵解和三丙酮酸氧化脱羧反应是连接糖酵解和三羧酸循环的中间环节。此反应在真核细羧酸循环的中间环节。此反应在真核细胞的线粒体基质中进行。胞的线粒体基质中进行。CH3CCOOHO+HS-CoANA
41、D+CH3COSCoA+CO2NADH丙酮酸脱氢酶系丙酮酸辅酶A乙酰辅酶A自考医学类工程心理学复习笔记62丙酮酸在丙酮酸脱氢酶系催化下，脱羧丙酮酸在丙酮酸脱氢酶系催化下，脱羧形成乙酰形成乙酰CoACoA。丙酮酸脱氢酶系是一个非。丙酮酸脱氢酶系是一个非常复杂的多酶体系，主要包括：三种不常复杂的多酶体系，主要包括：三种不同的酶（丙酮酸脱羧酶同的酶（丙酮酸脱羧酶E E1 1、二氢硫辛酸、二氢硫辛酸乙酰转移酶乙酰转移酶E E2 2和二氢硫辛酸脱氢酶和二氢硫辛酸脱氢酶E E3 3），），和和6 6种辅因子（种辅因子（TTPTTP、硫辛酸、硫辛酸、FADFAD、NADNAD+、CoACoA和和MgMg2+
42、2+）。）。自考医学类工程心理学复习笔记63丙酮酸氧化脱羧产物乙酰丙酮酸氧化脱羧产物乙酰CoACoA与草酰乙酸与草酰乙酸（三羧酸循环中与乙酰（三羧酸循环中与乙酰CoACoA结合点）结合结合点）结合生成柠檬酸进入循环。在循环过程中，生成柠檬酸进入循环。在循环过程中，乙酰乙酰CoACoA被氧化成被氧化成 H H2 2O O 和和COCO2 2，并释放出，并释放出大量能量。大量能量。自考医学类工程心理学复习笔记64 -酮戊二酸脱氢酶系与丙酮酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系与丙酮酸脱氢酶系相似相似,即由即由-酮戊二酸脱氢酶酮戊二酸脱氢酶E E1 1、琥珀、琥珀酰转移酶酰转移酶E E2 2和二氢硫辛酸脱氢酶和
43、二氢硫辛酸脱氢酶E E3 3，以及，以及6 6种辅因子种辅因子,TPP,TPP、硫辛酸、硫辛酸、FADFAD、NADNAD+、CoACoA和和MgMg2+2+组成，但是在酶的结构和功能组成，但是在酶的结构和功能上则有些差别。上则有些差别。自考医学类工程心理学复习笔记65草酰乙酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸琥珀酸琥珀酸辅酶辅酶A A琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸乙酰辅酶乙酰辅酶A A自考医学类工程心理学复习笔记66葡萄糖在分解代谢过程中产生的能量有两种形式：直葡萄糖在分解代谢过程中产生的能量有两种形式：直接产生接产生ATPATP；生成高能分子；生成高能分子NADHNADH或或F
44、ADHFADH2 2，后者在线粒，后者在线粒体呼吸链氧化并产生体呼吸链氧化并产生ATPATP。糖酵解：糖酵解：1 1分子葡萄糖分子葡萄糖 2 2分子丙酮酸，共消耗了分子丙酮酸，共消耗了2 2个个ATPATP，产生了，产生了4 4 个个ATPATP，实际上净生成了，实际上净生成了2 2个个ATPATP，同，同时产生时产生2 2个个NADHNADH。（。（2 2）有氧分解（丙酮酸生成乙酰）有氧分解（丙酮酸生成乙酰CoACoA及三羧酸循环）产生的及三羧酸循环）产生的ATPATP、NADHNADH和和FADHFADH2 2丙酮酸氧化脱羧：丙酮酸丙酮酸氧化脱羧：丙酮酸 乙酰乙酰CoACoA，生成，生成1
45、 1个个NADHNADH。三羧酸循环：乙酰三羧酸循环：乙酰CoA CoA CO CO2 2和和H H2 2O O，产生一个，产生一个GTPGTP（即（即ATPATP）、）、3 3个个NADHNADH和和1 1个个FADHFADH2 2。自考医学类工程心理学复习笔记67糖酵解、丙酮酸氧化脱羧及三羧酸循环生成的糖酵解、丙酮酸氧化脱羧及三羧酸循环生成的NADHNADH和和FADHFADH2 2，进入线粒体呼吸链氧化并生成，进入线粒体呼吸链氧化并生成ATPATP。线粒体呼。线粒体呼吸链是葡萄糖分解代谢产生吸链是葡萄糖分解代谢产生ATPATP的最主要途径。的最主要途径。葡萄糖分解代谢总反应式葡萄糖分解代
46、谢总反应式C C6 6H H6 6O O6 6+6 H+6 H2 2O+10 NADO+10 NAD+2 FAD+4 ADP+4Pi +2 FAD+4 ADP+4Pi 6 CO 6 CO2 2+10 NADH+10 H+10 NADH+10 H+2 FADH+2 FADH2 2+4 ATP +4 ATP 按照一个按照一个NADHNADH能够产生能够产生3 3个个ATPATP，1 1个个FADHFADH2 2能够产生能够产生2 2个个ATPATP计算，计算，1 1分子葡萄糖在分解代谢过程中共产生分子葡萄糖在分解代谢过程中共产生3838个个ATPATP：4 ATP+4 ATP+（10 10 3 3
47、）ATP+ATP+（2 2 2 2）ATP=38 ATPATP=38 ATP自考医学类工程心理学复习笔记68自考医学类工程心理学复习笔记69丙酮酸除了脱羧生成乙酰丙酮酸除了脱羧生成乙酰CoACoA进入三羧酸进入三羧酸循环氧化外，也可以有其它的代谢途径。循环氧化外，也可以有其它的代谢途径。在不同条件下，丙酮酸可以被转化成乳在不同条件下，丙酮酸可以被转化成乳酸、乙醇、乙酸、丁酸和丙酮等。工业酸、乙醇、乙酸、丁酸和丙酮等。工业上常利用微生物发酵方法生产这些化合上常利用微生物发酵方法生产这些化合物。物。自考医学类工程心理学复习笔记70在无氧条件下，糖酵解产生的丙酮酸能够被在无氧条件下，糖酵解产生的丙酮
48、酸能够被NADHNADH还原还原成乳酸：成乳酸：乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶丙酮酸丙酮酸 +NADH =L-+NADH =L-乳酸乳酸 +NAD +NAD+催化此反应的酶为乳酸脱氢酶。在供氧不足时，人体催化此反应的酶为乳酸脱氢酶。在供氧不足时，人体的大多数组织都能通过糖酵解途径生成乳酸。人在激的大多数组织都能通过糖酵解途径生成乳酸。人在激烈运动时，肌肉细胞中乳酸含量增高，会产生酸疼感。烈运动时，肌肉细胞中乳酸含量增高，会产生酸疼感。乳酸可以通过血液进入肝、肾等组织内，重新转变成乳酸可以通过血液进入肝、肾等组织内，重新转变成丙酮酸，再合成葡萄糖和肝糖元，或进入三羧酸循环丙酮酸，再合成葡萄糖和肝糖元，或进
49、入三羧酸循环氧化。肌肉中的乳酸可以被氧化，为肌肉运动提供能氧化。肌肉中的乳酸可以被氧化，为肌肉运动提供能量。量。自考医学类工程心理学复习笔记71在酵母作用下，糖可以转变成乙醇，这是酿酒和发酵在酵母作用下，糖可以转变成乙醇，这是酿酒和发酵法生产乙醇的基本过程，称为生醇发酵。法生产乙醇的基本过程，称为生醇发酵。酵母中含有多种酶系，可以催化不同的反应过程。生酵母中含有多种酶系，可以催化不同的反应过程。生醇发酵的化学反应中，从葡萄糖到丙酮酸这一段反应醇发酵的化学反应中，从葡萄糖到丙酮酸这一段反应与葡萄糖的酵解完全相同。生成的丙酮酸在酵母催化与葡萄糖的酵解完全相同。生成的丙酮酸在酵母催化下，脱羧产生乙醛
50、，乙醛在醇脱氢酶催化下被下，脱羧产生乙醛，乙醛在醇脱氢酶催化下被NADHNADH还还原成乙醇。乙醇在人体及动物体中可以氧化成乙醛，原成乙醇。乙醇在人体及动物体中可以氧化成乙醛，再转变成乙酰再转变成乙酰CoACoA进入三羧酸循环氧化。进入三羧酸循环氧化。CH3CCOOHOCH3CHOCH3CH2OHNAD+NADHTTPCO2丙酮酸脱羧酶醇脱氢酶自考医学类工程心理学复习笔记72自考医学类工程心理学复习笔记73丙酮酸氧化脱羧产生的乙酰丙酮酸氧化脱羧产生的乙酰CoACoA可以与磷酸作可以与磷酸作用，生成乙酰磷酸，再在乙酸激酶催化下产生用，生成乙酰磷酸，再在乙酸激酶催化下产生乙酸。乙酸。CH3CCOO
