概念:是以分子氧作为最终电子(或氢)受体的氧化过 程；是最普遍、最重要的生物氧化方式。 途径：EMP,TCA循环 特点：必须指出，在有氧呼吸作用中，底物的氧化 作用不与氧的还原作用直接偶联，而是底物在氧化 过程中释放的电子先通过电子传递链（由各种电子 传递体，如NAD,FAD,辅酶Q和各种细胞色素组成） 最后才传递到氧。 2、有氧呼吸 ★ ★ ★由此可见， TCA循环与电子传递是有氧呼 吸中两个主要的产能环节
概念:是以分子氧作为最终电子(或氢)受体的氧化过 程；是最普遍、最重要的生物氧化方式。 途径：EMP,TCA循环 特点：必须指出，在有氧呼吸作用中，底物的氧化 作用不与氧的还原作用直接偶联，而是底物在氧化 过程中释放的电子先通过电子传递链（由各种电子 传递体，如NAD,FAD,辅酶Q和各种细胞色素组成） 最后才传递到氧。 2、有氧呼吸 ★ ★ ★由此可见， TCA循环与电子传递是有氧呼 吸中两个主要的产能环节
Figure. Aerobic respiration 16
Figure. Aerobic respiration 16
电子传递与氧化呼吸链 •定义：由一系列氧化还原势不同的氢传递体组成的 一组链状传递顺序。在氢或电子的传递过程中，通过 与氧化磷酸化反应发生偶联，就可产生ATP形式的能 量。 •部位：原核生物发生在细胞膜上，真核生物发生在 线粒体内膜上 •成员：电子传递是从NAD到O2，电子传递链中的电 子传递体主要包括FMN 、CoQ、细胞色素b 、c 1、 c、 a 、a３和一些铁硫旦白。这些电子传递体传递电 子的顺序，按照它们的氧化还原电势大小排列，电子 传递次序如下：
电子传递与氧化呼吸链 •定义：由一系列氧化还原势不同的氢传递体组成的 一组链状传递顺序。在氢或电子的传递过程中，通过 与氧化磷酸化反应发生偶联，就可产生ATP形式的能 量。 •部位：原核生物发生在细胞膜上，真核生物发生在 线粒体内膜上 •成员：电子传递是从NAD到O2，电子传递链中的电 子传递体主要包括FMN 、CoQ、细胞色素b 、c 1、 c、 a 、a３和一些铁硫旦白。这些电子传递体传递电 子的顺序，按照它们的氧化还原电势大小排列，电子 传递次序如下：
MH2→→ → NAD FMN C0Q b (-0.32v) (0.0v) C1 C a a3 O2 H2O (+0.26) (+0.28) (+0.82v) 呼吸链中NAD+ /NADH的E0’值最小，而O2 /H2O的E0’值最 大，所以，电子的传递方向是：NADH O2 上式表明还原型辅酶的氧化，氧的消耗，水的生成。 NADH+H+和FADH2的氧化，都有大量的自由能释放。证 明它们均带电子对，都具有高的转移势能，它推动电子从 还原型辅酶顺坡而下，直至转移到分子氧。 电子传递伴随ADP磷酸化成ATP全过程，故又称为氧化呼 吸链
MH2→→ → NAD FMN C0Q b (-0.32v) (0.0v) C1 C a a3 O2 H2O (+0.26) (+0.28) (+0.82v) 呼吸链中NAD+ /NADH的E0’值最小，而O2 /H2O的E0’值最 大，所以，电子的传递方向是：NADH O2 上式表明还原型辅酶的氧化，氧的消耗，水的生成。 NADH+H+和FADH2的氧化，都有大量的自由能释放。证 明它们均带电子对，都具有高的转移势能，它推动电子从 还原型辅酶顺坡而下，直至转移到分子氧。 电子传递伴随ADP磷酸化成ATP全过程，故又称为氧化呼 吸链
呼吸链的功能： 一是传递电子；二是将电子传递 过程中释放的能量合成ATP——这就是电 子产地磷酸化作用（或称氧化磷酸化作 用）
呼吸链的功能： 一是传递电子；二是将电子传递 过程中释放的能量合成ATP——这就是电 子产地磷酸化作用（或称氧化磷酸化作 用）
自EMP 2NADH2 自乙酰CoA 2NADH2 自TCA 6NADH2 自TCA 2FADH2 高能水平 低氧化还原势 氧 化 态 还 原 态 还 原 态 氧 化 态 氧 化 态 还 原 态 还 原 态 醌 氧 化 态 氧 化 态 还 原 态 脱 氢 酶 NAD FADH2 H2O NADH2 FAD 1/2O2 +2H+ 低能水平 高氧化还原势 FP Fe-S Cyt.b Cyt.c Cyt.a Cyt.a3 氧化酶 典型的呼吸链
自EMP 2NADH2 自乙酰CoA 2NADH2 自TCA 6NADH2 自TCA 2FADH2 高能水平 低氧化还原势 氧 化 态 还 原 态 还 原 态 氧 化 态 氧 化 态 还 原 态 还 原 态 醌 氧 化 态 氧 化 态 还 原 态 脱 氢 酶 NAD FADH2 H2O NADH2 FAD 1/2O2 +2H+ 低能水平 高氧化还原势 FP Fe-S Cyt.b Cyt.c Cyt.a Cyt.a3 氧化酶 典型的呼吸链
acids Pyruvate Fatty acids CO 2H (21 I-CoA 21 Isocitrate cycle Stage 2 Fumarate a-Keto ate CO ate 2H COA GTP (21 ADP+P. NADH 1 ATP A■)P P Stege 3 and ome b 1 Cytochrome c ATP ADP +P. Cytochrome ATP 2H
原核生物呼吸链的特点 •存在于细胞膜上 •呼吸链中的氧还载体取代性强，如CoQ可被MK取代 •呼吸链中的氧还载体的数量在不同的种间，不同的环 境条件下可增可减 •有分支呼吸链的存在，表现在来自不同的底物的还原 力进入呼吸链时有不同的分支，不同的微生物细胞色 素系统有别，如E.Coli在缺氧时，呼吸链分为两支，即 Cyt.b556 Cyt.o; Cyt.b558 Cyt.d
原核生物呼吸链的特点 •存在于细胞膜上 •呼吸链中的氧还载体取代性强，如CoQ可被MK取代 •呼吸链中的氧还载体的数量在不同的种间，不同的环 境条件下可增可减 •有分支呼吸链的存在，表现在来自不同的底物的还原 力进入呼吸链时有不同的分支，不同的微生物细胞色 素系统有别，如E.Coli在缺氧时，呼吸链分为两支，即 Cyt.b556 Cyt.o; Cyt.b558 Cyt.d
•NAD：含有它的酶能从底物上移出一个质子和两个电子，成 为还原态NDAH+H+。 •FAD和FMN：黄素蛋白的辅基， •铁硫蛋白（Fe-S）：传递电子的氧化还原载体辅基为分子中 的含铁硫的中心部分。存在于呼吸链中几种酶复合体中，参与 膜上的电子传递。在固氮、亚硫酸还原、亚硝酸还原、光合作 用、分子氢的激活和释放以及链烷的氧化作用中也有作用。在 呼吸链的“2Fe+2S”中心每次仅能传递一个电子。 •泛醌（辅酶Q）：脂溶性氢载体。广泛存在于真核生物线粒体 内膜和革兰氏阴性细菌的细胞膜上；革兰氏阳性细菌和某些革 兰氏阴性细菌则含甲基萘醌。在呼吸链中醌类的含量比其他组 分多10~15倍，其作用是收集来自呼吸链各种辅酶和辅基所输 出的氢和电子，并将它们传递给细胞色素系统。 •细胞色素系统：位于呼吸链后端，功能是传递电子。 微生物中重要的呼吸链组分
•NAD：含有它的酶能从底物上移出一个质子和两个电子，成 为还原态NDAH+H+。 •FAD和FMN：黄素蛋白的辅基， •铁硫蛋白（Fe-S）：传递电子的氧化还原载体辅基为分子中 的含铁硫的中心部分。存在于呼吸链中几种酶复合体中，参与 膜上的电子传递。在固氮、亚硫酸还原、亚硝酸还原、光合作 用、分子氢的激活和释放以及链烷的氧化作用中也有作用。在 呼吸链的“2Fe+2S”中心每次仅能传递一个电子。 •泛醌（辅酶Q）：脂溶性氢载体。广泛存在于真核生物线粒体 内膜和革兰氏阴性细菌的细胞膜上；革兰氏阳性细菌和某些革 兰氏阴性细菌则含甲基萘醌。在呼吸链中醌类的含量比其他组 分多10~15倍，其作用是收集来自呼吸链各种辅酶和辅基所输 出的氢和电子，并将它们传递给细胞色素系统。 •细胞色素系统：位于呼吸链后端，功能是传递电子。 微生物中重要的呼吸链组分
NAD+ is one of a small number of biomolecules that function as redox carriers; alternately get reduced, then oxidized. •View NAD in oxidized and reduced forms •Note: very small concentrations of NAD+ in cell; so must continually be recycled from (red) to (ox) state and back. Like an electron shuttle. •Other redox carriers •FAD - carries 2H •Ubiquinone (Coenzyme Q) - carries 2H •Heme groups (in cytochromes) - carries single electron •View FAD and heme structures Redox Carriers
NAD+ is one of a small number of biomolecules that function as redox carriers; alternately get reduced, then oxidized. •View NAD in oxidized and reduced forms •Note: very small concentrations of NAD+ in cell; so must continually be recycled from (red) to (ox) state and back. Like an electron shuttle. •Other redox carriers •FAD - carries 2H •Ubiquinone (Coenzyme Q) - carries 2H •Heme groups (in cytochromes) - carries single electron •View FAD and heme structures Redox Carriers