第七章生物氧化和代谢 ●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 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。 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 个生物氧化过程中,有机物质最终被氧化成CO2和水 并释放出能量
第七章 生物氧化和代谢 ⚫ 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 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。 ⚫ 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 个生物氧化过程中，有机物质最终被氧化成CO2和水， 并释放出能量
生物代谢 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 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 质转变成小分子物质的过程。 ●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 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CO2和H2O
生物代谢 ⚫ 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。 ⚫ 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 质转变成小分子物质的过程。 ⚫ 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 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CO2和H2O
第一节、生物氧化的方式和特点 生物氧化的方式 生物氧化是在一系列氧化还原酶催化下 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 如下几种氧化方式
第一节、生物氧化的方式和特点 ⚫ 一 、生物氧化的方式 ⚫ 生物氧化是在一系列氧化-还原酶催化下 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 如下几种氧化方式
1.脱氢氧化反应 (1)脱氢 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。 催化脱氢反应的是各种类型的脱氢酶
1．脱氢氧化反应 ⚫ （1）脱氢 ⚫ 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。 催化脱氢反应的是各种类型的脱氢酶
烷基脂肪酸脱氢 琥珀酸脱氢 COOH COOH CHO CH +2H++2e CH? CH COOH COOH
烷基脂肪酸脱氢 ⚫ 琥珀酸脱氢 + 2H+ + 2eCOOH CH CH COOH COOH CH2 CH2 COOH
醛酮脱氢 乳酸脱氢酶 OH CH3 CHCOOH← CH3 CCOOH NAD NADH
醛酮脱氢 ⚫ 乳酸脱氢酶 CH3 CHCOOH OH NAD + NADH CH3 CCOOH O
(2)加水脱氢 酶催化的醛氧化成酸的反应即属于这 类。 H H H20 R-C=0 R一C-0H R一C-OH+2H++2e OH
（2）加水脱氢 ⚫ 酶催化的醛氧化成酸的反应即属于这一 类。 + 2H + 2e + - R C OH O 酶 R C OH H OH H 2O R C O H
2.氧直接参加的氧化反应 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 加氧酶能够催化氧分孑直接加入到有机分子中。例如 甲烷单加氧酶 CH+ Nadh+02->CH2-oH NAd++ HO 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。在各种脱氢反应中产生的氢质子和电子 最后都是以这种形式进行氧化的
2．氧直接参加的氧化反应 ⚫ 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。 ⚫ 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 CH4 + NADH + O2 ⎯→ CH3 -OH + NAD+ + H2O ⚫ 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。在各种脱氢反应中产生的氢质子和电子， 最后都是以这种形式进行氧化的
3.生成二氧化碳的氧化反应 (1)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 直接从分子中脱去羧基。例如丙酮酸的脱羧。 °(2)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 生成丙酮酸
3．生成二氧化碳的氧化反应 ⚫ （1）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， 直接从分子中脱去羧基。例如丙酮酸的脱羧。 ⚫ （2）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 生成丙酮酸
二、生物氧化的特点 1,生物氧化是在生物细跑内进行的酶促氧化 过程,反应条件温和(水溶液,pH7和常 2,氧化进行过程中,必然伴随生物还原反应 的发生。 3,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。 4,在生物氧化中,碳的氧化和氢的氧化是非 同步进行的。氧化过程中脱下来的氢质子和电 子,通常由各种载体,如NADH等传递到氧并 生成水
二、生物氧化的特点 ⚫ 1，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，pH7和常 温）。 ⚫ 2，氧化进行过程中，必然伴随生物还原反应 的发生。 ⚫ 3，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。 ⚫ 4，在生物氧化中，碳的氧化和氢的氧化是非 同步进行的。氧化过程中脱下来的氢质子和电 子，通常由各种载体，如NADH等传递到氧并 生成水