第八章 生物氧化和能量轉換

1.名詞解釋

生物氧化:是指細胞內糖、蛋白質和脂肪進行氧化分解而生成CO2和H2O，并釋放能量的過程。

氧化磷酸化作用：指生物氧化過程中釋放出的自由能驅動ADP磷酸化形成ATP的進程。

呼吸鏈：在生物氧化過程中，從代謝物上脫下的氫由一系列傳遞體依次傳遞，最后與氧形成水的整個體系稱為呼吸鏈。（亦稱電子傳遞鏈）

磷氧比（P/O）：指一對電子通過呼吸鏈傳遞到氧時所產生的ATP的分子數。

能荷:細胞的能態(tài)可用能量載荷來表示。能荷表示細胞的腺苷酸庫中充滿高能磷酸根的程度。（附：能荷對代謝的調節(jié)---能荷可作為細胞產能和需能代謝過程中變構調節(jié)的信號。能荷高時，抑制生物體內ATP的合成，但促進ATP的利用；能荷低時，AMP可對各種呼吸酶起正變構效應作用，促進ATP的合成。）

能荷={[ATP]+0.5[ADP]}/{[ATP]+[ADP]+[AMP]}

解偶聯作用：是使電子傳遞和ATP的生成的兩上分離，除去它們的緊密聯系。它只抑制的形成，而不抑制電子傳遞過程，使電子傳遞產生的自由能都變?yōu)闊崮芏⑹А＃?/p>

DNP：典型的解偶聯劑，名為2，4-二硝基苯酚。

2.生物氧化有何特點？

生物氧化是在細胞內進行的；

生物氧化是在常溫、常壓、近于中性及有水環(huán)境中進行的；

生物氧化所產生的能量是逐步釋放的；

生物氧化所產生的能量首先轉移一些特殊的高能化合物中。

3、化學滲透假說的主要內容是什么？

該假說認為電子傳遞釋放出的自由能和ATP合成是與一種跨線粒體內膜的質子梯度相偶聯的。即電子傳遞的自由能驅動H⁺從線粒體基質跨過內膜進入到膜間隙，從而形成跨線粒體內膜的H⁺電化學梯度，這個梯度的電化學電勢驅動ATP的合成。

4.電子傳遞鏈和氧化磷酸化之間有何關系？

電子傳遞鏈的磷酸化是指電子從NADH或者FADH2經過電子傳遞鏈傳遞給分子氧時，將所釋放的能量轉移給ADP，形成ATP的過程。概括地說，就是電子傳遞與磷酸化的偶聯反應。這是需要生物合成ATP的一種主要方式。通常所說的氧化磷酸化即指電子傳遞鏈磷酸化。

5.常見呼吸鏈電子傳遞抑制劑有哪些？它們的作用機制如何？

能夠阻斷呼吸鏈中某一特定部位電子傳遞的物質稱為電子傳遞鏈抑制劑。常見的有魚藤酮、抗霉素A、氰化物、疊氮化物、CO和H2S。

魚藤酮是一種極毒的植物毒素，作用于呼吸鏈中NADH至COQ部位；抗霉素A是一種從灰色鏈球菌中分離出來的一種抗菌素，其作用于呼吸鏈中細胞素b細胞色素c1的部位；氰化物、疊氮化物、CO和H2S這些抑制劑作用于呼吸鏈中細胞色素aa3至O2的部位。

6.呼吸鏈有哪幾種類型？其多樣性有什么生理意義？

一摩爾葡萄糖完全氧化為CO2和H2O能產生多少ATP？

解:   葡萄糖+2ADP+2Pi+2NAD⁺ ——>2丙酮酸+2NADH+2H⁺+2H₂O+2ATP（總反應式）

丙酮酸+CoA-SH+ NAD⁺           乙酰CoA+NADH+CO2+ H⁺          

     乙酰CoA+2H2O +3NAD⁺+FAD+GDP+Pi——>2CO2+3NADH+3H⁺+FADH2+CoA-SH+GTP

由以上反應式可知   葡萄糖----2丙酮酸-----2ATP+2（NADH+ H⁺）（=3（5）ATP）共5（7）ATP

                                         2*FADH2

                                         2*GTP=ATP                                

在真核生物中的生物氧化產生30個ATP，在原核生物中的生物氧化產生32個ATP。

第九章  脂類物質的合成與分解

1、名詞解釋

（1）脂肪酸合酶系統：是由一種?；d體蛋白（ACP）和6種酶組成的多酶復合體。（6種酶分別是：乙酰CoA-ACP脂酰基轉移酶，丙二酸單酰CoA-ACP轉移酶，B-酮脂酰ACP合酶，B-酮脂酰ACP還原酶，B-羥脂酰ACP脫水酶和烯脂酰ACP還原酶。）

2、合成脂肪酸需要哪些原料及能源物質？它們分別來自哪些代謝途徑？（P227）

乙酰CoA羧化酶，脂肪酸合酶系統，乙酰CoA（主要來自線粒體內的丙酮酸氧化脫羧，脂肪酸B氧化及氨基酸氧化等反應）

3、BCCP：生物素羧基載體蛋白，作為乙酰COA羧化酶的一個亞基，在脂肪合成中參與乙酰COA羧化形成丙二酸單酰COA。

4、ACP：是一種低分子量的蛋白質，組成脂肪酸合成酶復合體的一部分，并且在脂肪酸生物合成中作為酰基的載體發(fā)揮功能，稱為酰基載體蛋白。

5、何謂脂肪酸的B氧化？它與飽和脂肪酸的生物合成有何異同？

所謂脂肪酸B氧化就是指脂肪酸在一系列酶的作用下，在a碳原子和B碳原子之間發(fā)生斷裂，B碳原子被氧化形成酮基，然后裂解生成含2個碳原子的乙酰CoA和較原來少2個碳原子的脂肪酸的過程。                                                          

6、計算1分子軟脂酸和一分子甘油經生物氧化作用徹底分解為CO2和H2O時，生成ATP的分子數。

（1）1分子甘油的生物氧化

甘油+ATP+甘油激酶       3-磷酸甘油+  NAD⁺         磷酸二羥丙酮+ NADH+ H⁺ （2.5ATP）

                                                    三羧酸循環(huán)         產生  ATP

生成的總ATP數=  -1+2.5+

（2）1分子軟脂酸的生物氧化

C15H31COOH+8COASH+ATP+7FAD+7NAD⁺+7H2O        8CH3CO～SCOA+AMP+PPi+7FADH2+7NADH+7 H⁺ (總反應式)

8乙酰COA                  10*8=80ATP

7FADH2                    1.5*7=10.5ATP

7NADH+ H⁺                           2.5*7=17.5ATP

共計                       108ATP            

7、試述B-氧化的過程，為什么不能說它和脂肪酸的從頭合成途徑是簡單的互為逆轉過程？

脂肪酸活化       生成脂酰CoA  進入線粒體   由肉毒堿載體轉運至線粒體基質開始反應

                                            B-氧化途徑經過脫氫、水化、再脫氫和硫解4

                                            步反應完成該氧化過程。

脂肪酸的β-氧化不是脂肪酸的從頭合成的逆反應，它們的主要不同點為：

（1）發(fā)生部位：β-氧化主要在線粒體中進行，飽和脂肪酸從頭合成在胞液中進行。

（2）?；d體：β-氧化中脂?；妮d體為CoA-SH，飽和脂肪酸從頭合成的?；d體是ACP。

（3）β-氧化使用氧化劑NAD+和FAD。飽和脂肪酸從頭合成使用NADPH作為還原劑。

（4）β-氧化降解是從羧基端向甲基端進行，每次降解一個二碳單位，飽和脂肪酸合成是從甲基端向羧基端進行，每次合成一個二碳單位。

（5） β-氧化主要由5種酶催化反應，飽和脂肪酸從頭合成由2種酶系催化。

（6）β-氧化經歷氧化、水合、再氧化、裂解四大階段。飽和脂肪酸從頭合成經歷縮合、還原、脫水、再還原四大階段。

（7）β-氧化除起始活化消耗能量外，是一個產生大量能量的過程。飽和脂肪酸從頭合成是一個消耗大量能量的過程

乙醛酸循環(huán)的特征。

乙醛酸循環(huán)是植物體內一條由脂肪酸轉化為碳水化合物的途徑，發(fā)生在乙醛酸循環(huán)體中，它繞過兩個脫羧反應，將兩分子乙酰CoA轉變?yōu)橐环肿隅晁岬倪^程。

乙醛酸循環(huán)可以簡單看作是三羧酸循環(huán)的支路，它繞過兩個脫羧反應，因此不能生成CO₂。但乙醛酸循環(huán)從本質上與TCA不同，它發(fā)生在乙醛酸循環(huán)體中，循環(huán)的特征中間產物是乙醛酸，循環(huán)的關鍵酶是異檸檬酸裂解酶和蘋果酸合成酶，循環(huán)的結果由2分子乙酰CoA生成一分子琥珀酸，琥珀酸進入TCA循環(huán)生成草酰乙酸，再進一步通過糖異生作用生成葡萄糖，它聯系了脂肪酸代謝與糖代謝過程。

9、計算C14：O脂肪酸和一分子甘油經生物氧化作用徹底分解為CO2和H2O時生成多少分子ATP和H2O？消耗多少分子O2？

C14脂肪酸能脫下6分子的乙酰CoA, 1分子乙酰CoA經TCA循環(huán)和電子傳遞鏈產生10分子ATP,1分子FADH2,1分子NADH

   6分子的乙酰CoA                           10*6=60   ATP

   6 FADH2                                   1.5*6=9  ATP

  ALL                                         84 ATP-2ATP=82ATP

寫出B-氧化的第一步反應？

B-氧化的第一步為脂肪酸的活化---脂酰CoA的生成：

R-COOH + ATP+ CoA-SH               脂酰CoA合成酶   脂酰CoA + AMP + PPi

                             Mg2+                             

簡述乙酰CoA羧化成丙二酸單酰CoA的簡要步驟。

1        生物素羧基載體蛋白(BCCP)與生物素結合形成BCCP-生物素

2        BCCP-生物素+ATP(4-) +CO2+H2O----à BCCP-生物素(-)+ADP(3-) +Pi(2-)+2H(+)

3        BCCP-生物素(-)+乙酰-CoA(4-)------à丙二酸單酰-CoA(5-)+ BCCP-生物素