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会计学第一节生物氧化(yǎnghuà)概述糖原第一阶段:大分子(fēnzǐ)降解成基本结构单位.第二阶段:小分子(fēnzǐ)化合物分解成共同的中间产物(如丙酮酸、乙酰CoA等).第三阶段:共同中间产物进入三羧酸循环,氧化脱氢.第四阶段:氧化脱下的氢由电子传递链传递生成H2O,释放出大量能量,其中一部分通过磷酸化储存在ATP中。(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(zhìzǐ)和电子,通常由各种载体,如NADH等传递到氧并生成水。5、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量,提高能量利用率。6、生物氧化释放的能量,通过与ATP合成相偶联,转换成生物体能够直接利用的生物能ATP。7、进行生物氧化反应的部位(1)线粒体(2)内质网、微粒体、过氧化酶体等8、生理(shēnglǐ)意义:供给机体能量,进行正常生理(shēnglǐ)生化活动,转化有害废物。(三)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。生物氧化进行的方式有加氧、脱氢等,其中以脱氢氧化方式为主。代谢底物脱下的氢原子,需经过一系列传递(chuándì)体的传递(chuándì),才能交给最终受氢体,最终与氧结合生成水。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(wánjī)脂肪酸脱氢如琥珀酸脱氢(2)加水脱氢酶催化的醛氧化成酸的反应即属于(shǔyú)这一类。氧化酶主要催化(cuīhuà)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(cuīhuà)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(cuīhuà)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、自由能和氧化还原电位(一)自由能生物氧化过程中发生许多生化(shēnɡhuà)反应,生化(shēnɡhuà)反应中的能量变化和一般化学反应一样,可用热力学上的自由能来描述。自由能(freeenergy)是指一个体系的总能量中,在恒温恒压下能够做功的那一部分能量,又称为Gibbs自由能(G)。自由能(Gibbs函数)的定义为:G=H—TS化学反应的自由能变化(Gibbs函数变化):ΔrG=ΔrH—TΔrS化学反应的自由能变化(△rG)是个状态函数,只与反应的始态和终态有关,与反应的途径无关.自由能的变化能预示某一过程能否自发进行,即:ΔrG<0,反应能自发进行;ΔrG>0,反应不能自发进行,必须供给能量,反应才能(cáinéng)进行,其逆反应是自发的;ΔrG=0,反应处于平衡状态;生物氧化释放生来的能量正是可为有机体利用的自由能。标准自由能变化:在25℃,101325Pa(1个大气压)下,反应物浓度为1mol/L时,反应系统的自由能变化。化学反应的标准自由能变化用rGӨ表示(生物化学反应标准自由能变化用rG'Ө表示,单位为kJ/mol.例如,A+BC+D其自由能变化遵循下式:rG'=rG'Ө+RTln当反应平衡时(即rG'=0):rG'Ө=-RTln因为平衡常数K=[C][D]/[A][B]所以(suǒyǐ)一个生物化学反应标准自由能变化与一个反映的平衡常数间的关系为:rG'Ө=-RTlnK=-2.303RTlgK其中R为气体常数(R=8.315kJ/ml.k),T为热力学温度(单位为K),rG'Ө可以通过测定平衡时的产物和反应物的浓度计算出来.(二)标准氧化还原电位(EӨ)生物氧化包括一系列的氧化还原反应,如果反应物失去电子,则该物质称为还原剂;如果反应物得到电子,则该反应物称为氧化剂.氧化还原反应包括一个矛盾的两个(liǎnɡɡè)方面,一种物质作为还原剂失去电子本身被氧化,而另一种物质作为氧化剂得到电子被还原.物质得失电子的趋势(电子转移的潜势)可以用氧化还原电位EӨ值定量表示.在生物体内发生(fāshēng)氧化还原反应的氧化还原对,其电子转移潜势常用生化标准氧化还原电位表示,