第一节生物氧化概述 生物氧化的概念 二、生物氧化的特点 氧化还原电位与自由能 四、高能化合物
第一节 生物氧化概述 一、生物氧化的概念 二、生物氧化的特点 三、氧化还原电位与自由能 四、高能化合物
一切生命活动都需要能量,维持生命活动的能 量主要有两个来源: 光能(太阳能):光合自养生物通过光合作用将光 能转变成有机物中稳定的化学能。 化学能:异养生物或准非光合组织通过生物氧化作 用将有机物质(主要是各种光合作用产物)氧化 分解,使存储的稳定的化学能转变成ATP中活跃 的化学能,ATP直接用于需要能量的各种生命活 动
◼ 一切生命活动都需要能量，维持生命活动的能 量主要有两个来源： 光能（太阳能）：光合自养生物通过光合作用将光 能转变成有机物中稳定的化学能。 化学能：异养生物或非光合组织通过生物氧化作 用将有机物质（主要是各种光合作用产物）氧化 分解，使存储的稳定的化学能转变成ATP中活跃 的化学能，ATP直接用于需要能量的各种生命活 动
生物氧化的概念 1、概念 有机物质(糖、脂肪和蛋白质)在生物细胞内 进行氧化分解而生成C2O和H2O并释放出能量的 过程称为生物氧化。生物氧化通常需要消耗氧, 所以又称为呼吸作用
一、生物氧化的概念 1 、概念 ◼ 有机物质（糖、脂肪和蛋白质）在生物细胞内 进行氧化分解而生成C2O和H2O并释放出能量的 过程称为生物氧化。生物氧化通常需要消耗氧， 所以又称为呼吸作用
2、生物氧化主要包括三方面的内容: 1)细胞如何在酶的催化下将有机化合物中的C变 成C2O一C2O如何形成? °脱羧反应 (2)在酶的作用下细胞怎样利用分子氧将有机化 合物中的H氧化成H2O一H2O如何形成? 电子传递链 3)当有机物被氧化成C2O和H2O时,释放的能量 怎样转化成ATP一能量如何产生? 底物水平磷酸化 氧化磷酸化
（3）当有机物被氧化成C2O和H2O时，释放的能量 怎样转化成ATP—能量如何产生？ •底物水平磷酸化 •氧化磷酸化 2 、生物氧化主要包括三方面的内容： （1）细胞如何在酶的催化下将有机化合物中的C变 成C2O—C2O如何形成？ •脱羧反应 （2）在酶的作用下细胞怎样利用分子氧将有机化 合物中的H氧化成H2O—H2O如何形成？ •电子传递链
生物氧化的特点 ◇生物氧化和有机物在体外氧化(燃烧)的实 质相同,都是脱氢、失电子或与氧结合,消耗 氧气,都生成C2O和H2O,所释放的能量也相 同。但二者进行的方式和历程却不同: 生物氧化 体外燃烧 细胞内温和条件 高温或高压、干燥条件 (常温、常压、中性pH、水溶液) 系列酶促反应 无机催化剂 逐步氧化放能,能量利用率高 能量爆发释放 释放的能量转化成ATP被利用 转换为光和热,散失
释放的能量转化成ATP被利用 转换为光和热，散失 二、生物氧化的特点 ❖生物氧化和有机物在体外氧化（燃烧）的实 质相同，都是脱氢、失电子或与氧结合，消耗 氧气，都生成C2O和H2O，所释放的能量也相 同。但二者进行的方式和历程却不同： 生物氧化 体外燃烧 细胞内温和条件 高温或高压、干燥条件 （常温、常压、中性pH、水溶液） 一系列酶促反应 无机催化剂 逐步氧化放能，能量利用率高 能量爆发释放
三、氧化还原电位与自由能 1、氧化还原电位:指氧化还原反应中,反应物得失 电子的能力。用E表示。 氧化还原反应一指反应过程中凡是有电子从一物质(还 原剂)转移到另一物质(氧化剂)的化学反应都属于氧化 还原反应。 通常所说某一物质的氧化还原电位都是和标准氢电极比 较得到的。 标准氢电极—是指在25C、一个大气压下,将铂电极 放入氢离子活度为1质量摩尔浓度的溶液中(其pH=0) 形成的。规定其电极电位为o。 所以待测物质与标准氢电极组成的原电池的电动势即为 该物质的标准氧化还原电位
三、氧化还原电位与自由能 1、氧化还原电位：指氧化还原反应中，反应物得失 电子的能力。用E表示。 氧化还原反应—指反应过程中凡是有电子从一物质（还 原剂）转移到另一物质（氧化剂）的化学反应都属于氧化 还原反应。 通常所说某一物质的氧化还原电位都是和标准氢电极比 较得到的。 标准氢电极——是指在25C、一个大气压下，将铂电极 放入氢离子活度为1质量摩尔浓度的溶液中（其pH=0） 形成的。规定其电极电位为o。 所以待测物质与标准氢电极组成的原电池的电动势即为 该物质的标准氧化还原电位
标准状态下测得的为标准氧化还原电位E;而 生化反应是在pH=70条件下进行的,故此时 测得的氧化还原电位为生化氧化还原电位E0 令生化标准氧化还原电位(E):生化标准条件下 (25C、一个大气压、pH=7.0、电子供体和电子受体的 浓度都是1mo/L),发生氧化还原反应的每一氧还对的 电子转移势能。 般E'值越小,表示该氧还对的还原态失电子 能力越大,即还原能力越强,是强还原剂。 Eo'值越大,表示该氧还对的氧化态得电子能力 越大,即氧化能力越强,是强氧化剂。 在氧化还原反应中,电子总是从E值较小的物质 转移到值较大的物质,即从还原剂流向氧化剂
标准状态下测得的为标准氧化还原电位E0；而 生化反应是在pH=7.0条件下进行的，故此时 测得的氧化还原电位为生化氧化还原电位 E0 ❖生化标准氧化还原电位（E0 ）：生化标准条件下 （ 25C、一个大气压、 pH=7.0 、电子供体和电子受体的 浓度都是1mol/L），发生氧化还原反应的每一氧还对的 电子转移势能。 ▪一般E0 值越小，表示该氧还对的还原态失电子 能力越大，即还原能力越强，是强还原剂。 ▪E0 ’值越大，表示该氧还对的氧化态得电子能力 越大，即氧化能力越强，是强氧化剂。 ▪在氧化还原反应中，电子总是从E0 ’值较小的物质 转移到值较大的物质，即从还原剂流向氧化剂
举例: 生物体内一些氧化还原体系的生化氧化还 原电位E′P54
举例： ◼ 生物体内一些氧化还原体系的生化氧化还 原电位 E0 P54
三、氧化还原电位与自由能 、自由能(G):指在一个体系的总能量中,在恒温 恒压条件下能够做功的那一部分能量。 ◇自由能变化(△G): △G=GB-GA A△G是衡量反应自发性的标准 △G0,吸能,非自发进行,必须供给能量才能进行。 △G=0,平衡状态
❖自由能变化（ΔG）: A B ΔG= GB - GA ▪ΔG是衡量反应自发性的标准。 ΔG0，吸能，非自发进行，必须供给能量才能进行。 ΔG =0 ，平衡状态 三、氧化还原电位与自由能 2、自由能（G）:指在一个体系的总能量中，在恒温 恒压条件下能够做功的那一部分能量
化标准自由能变化(△Go) ◇指在标准条件下,即温度为25C,参加反应 的物质浓度为1moL,若有气体,则为1个大气 压,pH为7时,测定的自由能变化。单位为 mol,K/mo。过去曾用 cal/ mol, kcal/ mol kcal/mol=4.18 KJ/mol
生化标准自由能变化(ΔG0) ❖指在标准条件下，即温度为25℃，参加反应 的物质浓度为1mol/L,若有气体，则为1个大气 压，pH为7时，测定的自由能变化。单位为 J/mol,KJ/mol。 过去曾用 cal/mol;kcal/mol 1kcal/mol=4.18 KJ/mol