呼吸链实用教案

《呼吸链实用教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《呼吸链实用教案（29页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、一、一、 呼吸呼吸(hx)链的链的概念概念 在生物氧化过程中，代谢物脱下的氢经过一系列的传递体的传在生物氧化过程中，代谢物脱下的氢经过一系列的传递体的传递，最终交给分子氧生成水，这一电子传递体系称为呼吸链。递，最终交给分子氧生成水，这一电子传递体系称为呼吸链。 在生物细胞在生物细胞(xbo)(xbo)中，接受代谢物上脱下的氢中，接受代谢物上脱下的氢( (或电子或电子) )的载体有的载体有三种三种 NAD+ NAD+、NADP+ NADP+ 和和 FAD FAD。 第1页/共28页第一页，共29页。一、一、 呼吸呼吸(hx)链的概链的概念念 其中其中NADPHNADPH不进入呼吸链合成不进入呼吸

2、链合成ATPATP，而是作为生，而是作为生物合成的还原剂；只有物合成的还原剂；只有(zhyu)NADH(zhyu)NADH和和FADH2FADH2进进入呼吸链。入呼吸链。所以呼吸链有两条：所以呼吸链有两条：由由NADHNADH开始开始(kish)(kish)的呼吸链的呼吸链 NADH NADH呼吸呼吸链；链；由由FADH2FADH2开始开始(kish)(kish)的呼吸链的呼吸链 FADH2 FADH2呼吸呼吸链。链。第2页/共28页第二页，共29页。 NAD+ NAD+是水溶性的，与酶蛋白可逆结合而往返于线粒体基质是水溶性的，与酶蛋白可逆结合而往返于线粒体基质(j zh)(j zh)与内膜之

3、间（但不能透过内膜）。与内膜之间（但不能透过内膜）。 在线粒体的基质在线粒体的基质(j zh)(j zh)中，中，NAD+NAD+接受代谢物上脱下的接受代谢物上脱下的氢，生成氢，生成NADHNADH；然后与酶蛋白脱离，扩散至线粒体内膜的内表；然后与酶蛋白脱离，扩散至线粒体内膜的内表面，将氢面，将氢( (电子电子) )传递给下一个电子传递体，自身又再生成传递给下一个电子传递体，自身又再生成 NAD+ NAD+，返回线粒体基质返回线粒体基质(j zh)(j zh)继续参与代谢物的脱氢反应。继续参与代谢物的脱氢反应。 呼吸呼吸(hx)(hx)链中的电子传递体共有五链中的电子传递体共有五种：种： 1.

4、 NAD+二二. 呼吸呼吸(hx)链链的组成的组成第3页/共28页第三页，共29页。二二. 呼吸呼吸(hx)链的链的组成组成 黄素蛋白是指以黄素核苷酸黄素蛋白是指以黄素核苷酸(FAD(FAD或或FMN)FMN)为辅基的酶。为辅基的酶。所以，黄素蛋白有两种，分别以所以，黄素蛋白有两种，分别以FADFAD及及FMNFMN作为辅基。作为辅基。 FP FP分布在线粒体的内膜上。它的辅基分布在线粒体的内膜上。它的辅基FADFAD或或FMNFMN与蛋白质部分结合与蛋白质部分结合(jih)(jih)得很牢固，有的甚至是共价得很牢固，有的甚至是共价连结。连结。 FP FP在呼吸链中作为双电子传递体。在呼吸链中

5、作为双电子传递体。 2. 黄素黄素(hun s)蛋白蛋白 (FP)呼吸链中的电子传递体共有五种：呼吸链中的电子传递体共有五种： 第4页/共28页第四页，共29页。二二. 呼吸呼吸(hx)链链的组成的组成 铁硫蛋白含铁原子铁硫蛋白含铁原子( (非血红素的铁非血红素的铁) )和硫原子和硫原子( (对酸不稳对酸不稳定的硫定的硫) )，两者一般以等摩尔存在，构成，两者一般以等摩尔存在，构成2Fe-2S2Fe-2S簇、簇、4Fe-4S4Fe-4S簇，称为铁硫中心，常用符号簇，称为铁硫中心，常用符号“Fe-S”“Fe-S”表示表示(biosh)(biosh)。铁硫中心通过铁硫中心通过FeFe与蛋白质的半胱

6、氨酸残基连接。与蛋白质的半胱氨酸残基连接。 铁硫中心只有铁硫中心只有1 1个个FeFe起氧化还原反应，在氧化型（起氧化还原反应，在氧化型（Fe3+Fe3+）和还原型（和还原型（Fe2+Fe2+）之间转变。）之间转变。 3. 铁硫蛋白铁硫蛋白(dnbi)呼吸链中的电子传递体共有五种：呼吸链中的电子传递体共有五种： 第5页/共28页第五页，共29页。二二. 呼吸呼吸(hx)链的链的组成组成3. 铁硫蛋白铁硫蛋白(dnbi)呼吸链中的电子传递体共有呼吸链中的电子传递体共有(n yu)(n yu)五种：五种： 第6页/共28页第六页，共29页。二二. 呼吸呼吸(hx)链链的组成的组成 铁硫蛋白在呼吸链

7、中不传递氢，作为单电子传递铁硫蛋白在呼吸链中不传递氢，作为单电子传递体。体。 呼吸链中的铁硫蛋白通常与其它的电子传递体的呼吸链中的铁硫蛋白通常与其它的电子传递体的蛋白质（如黄素蛋白、细胞色素）结合成复合物，从蛋白质（如黄素蛋白、细胞色素）结合成复合物，从而而(cng r)(cng r)具有不同的氧化还原电位，在呼吸链具有不同的氧化还原电位，在呼吸链的不同部位传递电子。的不同部位传递电子。3. 铁硫蛋白铁硫蛋白(dnbi)呼吸链中的电子传递体共有五种：呼吸链中的电子传递体共有五种： 第7页/共28页第七页，共29页。二二. 呼吸呼吸(hx)链的链的组成组成 辅酶辅酶Q Q属于醌类，由于它广泛存在

8、于生物系统中，所属于醌类，由于它广泛存在于生物系统中，所以又叫泛醌以又叫泛醌(UQ)(UQ)。 辅酶辅酶Q Q是呼吸链中唯一是呼吸链中唯一(wi y)(wi y)的非蛋白质的非蛋白质组分。它分子小，且呈脂溶性，可以在线粒体内膜的磷组分。它分子小，且呈脂溶性，可以在线粒体内膜的磷脂双分子层的疏水区自由扩散，往返于比较固定的蛋白脂双分子层的疏水区自由扩散，往返于比较固定的蛋白质类的电子传递体之间进行电子传递。质类的电子传递体之间进行电子传递。 4. 辅酶辅酶(f mi)Q (CoQ)呼吸链中的电子传递体共有五种：呼吸链中的电子传递体共有五种： 第8页/共28页第八页，共29页。二二. 呼吸呼吸(h

9、x)链的链的组成组成 4. 辅酶辅酶(f mi)Q (CoQ)呼吸链中的电子传递体共有呼吸链中的电子传递体共有(n (n yu)yu)五种：五种： 第9页/共28页第九页，共29页。二二. 呼吸呼吸(hx)链的链的组成组成 细胞色素是以铁卟啉细胞色素是以铁卟啉( (血红素血红素) )为辅基的蛋白质，因为有为辅基的蛋白质，因为有颜色，又广泛存在于生物细胞中，故称为细胞色素。颜色，又广泛存在于生物细胞中，故称为细胞色素。 细胞色素通过辅基中的铁离子细胞色素通过辅基中的铁离子(lz)(lz)价的可逆变化进价的可逆变化进行电子传递。它在呼吸链中作为单电子传递体。行电子传递。它在呼吸链中作为单电子传递体

10、。5. 细胞细胞(xbo)色素色素 (Cyt)呼吸链中的电子传递体共有五种：呼吸链中的电子传递体共有五种： 第10页/共28页第十页，共29页。二二. 呼吸呼吸(hx)链链的组成的组成 根据还原型细胞色素的吸收光谱的吸收峰位置不同，将细根据还原型细胞色素的吸收光谱的吸收峰位置不同，将细胞色素分为胞色素分为a a、b b、c c三类。每一类中又有不同的亚类。不同类型三类。每一类中又有不同的亚类。不同类型的细胞色素，其辅基结构以及辅基与蛋白质的结合方式不同。的细胞色素，其辅基结构以及辅基与蛋白质的结合方式不同。 在动物的呼吸链中，至少有在动物的呼吸链中，至少有5 5种细胞色素种细胞色素 b b、c

11、1c1、c c、a a、a3a3，其中，其中CytaCyta和和Cyta3Cyta3组成复合物组成复合物Cytaa3Cytaa3。CytcCytc在复合物在复合物和和之间传递之间传递(chund)(chund)电子，它是内膜外侧的外周蛋白。电子，它是内膜外侧的外周蛋白。 5. 细胞细胞(xbo)色素色素 (Cyt)呼吸链中的电子传递体共有五种：呼吸链中的电子传递体共有五种： 第11页/共28页第十一页，共29页。二二. 呼吸呼吸(hx)链的链的组成组成5. 细胞细胞(xbo)色素色素 (Cyt)Cytc呼吸链中的电子传递体共有呼吸链中的电子传递体共有(n (n yu)yu)五种：五种： 第12

12、页/共28页第十二页，共29页。 呼吸链中的电子传递有着严格的方向和顺序，即电呼吸链中的电子传递有着严格的方向和顺序，即电子从氧化还原电位较低的传递体依次通过氧化还原电位子从氧化还原电位较低的传递体依次通过氧化还原电位较高的传递体逐步较高的传递体逐步(zhb)(zhb)流向氧分子。流向氧分子。三三. 呼吸呼吸(hx)链的电子传递链的电子传递顺序顺序NADHFMNFe-SCoQCytbFe-SCytc1CytcCytaa3O2FAD第13页/共28页第十三页，共29页。三三. 呼吸呼吸(hx)链的电子传链的电子传递顺序递顺序第14页/共28页第十四页，共29页。三三. 呼吸呼吸(hx)链的电子传

13、递顺链的电子传递顺序序 第一条呼吸链中的黄素蛋白又叫第一条呼吸链中的黄素蛋白又叫NADHNADH脱氢酶，因为它将脱氢酶，因为它将NADHNADH上的氢通过上的氢通过(tnggu)(tnggu)它的辅基它的辅基FMNFMN交给铁硫蛋白，即交给铁硫蛋白，即催化催化NADHNADH脱氢。脱氢。 Cytaa3 Cytaa3是呼吸链中的最后一个电子传递体，将电子直接交是呼吸链中的最后一个电子传递体，将电子直接交给分子氧，所以又叫细胞色素氧化酶，或末端氧化酶。给分子氧，所以又叫细胞色素氧化酶，或末端氧化酶。第15页/共28页第十五页，共29页。呼吸链的各个组分除呼吸链的各个组分除NADHNADH外，都分布

14、在线粒体的内膜外，都分布在线粒体的内膜上，而且在膜上有着特定的不对称上，而且在膜上有着特定的不对称(duchn)(duchn)分布。分布。有一些组分常结合在一起，形成复合物嵌在膜内。有一些组分常结合在一起，形成复合物嵌在膜内。在呼吸链中，有四个复合体，如下图：在呼吸链中，有四个复合体，如下图：四四. 呼吸呼吸(hx)链组分在线粒体内膜上的分链组分在线粒体内膜上的分布布 O2NADH FMNFe-S FADFe-SCoQ Cytb Fe-S Cytc1Cytc Cytaa3第16页/共28页第十六页，共29页。四四. 呼吸呼吸(hx)链组分在线粒体内膜上的分链组分在线粒体内膜上的分布布 O2NA

15、DH FMNFe-S FADFe-SCoQ Cytb Fe-S Cytc1Cytc Cytaa3复合物复合物I I：NADHNADH脱氢酶脱氢酶复合物复合物IIII：琥珀酸脱氢酶：琥珀酸脱氢酶复合物复合物IIIIII：细胞：细胞(xbo)(xbo)色素色素b b、c1c1复合体复合体复合物复合物IVIV：细胞：细胞(xbo)(xbo)色素氧化酶色素氧化酶 第17页/共28页第十七页，共29页。四四. 呼吸呼吸(hx)链组分在线粒体内膜上的链组分在线粒体内膜上的分布分布CoQCoQ在线粒体内膜中自由扩散，往返于复合物在线粒体内膜中自由扩散，往返于复合物、和和之间进行电子之间进行电子(dinz)(

16、dinz)传递；传递；CytcCytc在复合物在复合物和和之间传递电子之间传递电子(dinz)(dinz)，它是内膜外侧的外周蛋白。，它是内膜外侧的外周蛋白。 O2NADH FMNFe-S FADFe-SCoQ Cytb Fe-S Cytc1Cytc Cytaa3第18页/共28页第十八页，共29页。四四. 呼吸呼吸(hx)链组分在线粒体内膜上的分链组分在线粒体内膜上的分布布Complex I: Transports protons from the matrix to the cytosol第19页/共28页第十九页，共29页。四四. 呼吸链组分呼吸链组分(zfn)在线粒体内膜上的在线粒体内

17、膜上的分布分布Complex II: Succinate-coenzyme Q reductase第20页/共28页第二十页，共29页。Complex III: Drives proton transort四四. 呼吸链组分呼吸链组分(zfn)在线粒体内膜上在线粒体内膜上的分布的分布第21页/共28页第二十一页，共29页。Complex III: Drives proton transport四四. 呼吸呼吸(hx)链组分在线粒体内膜上的链组分在线粒体内膜上的分布分布第22页/共28页第二十二页，共29页。四四. 呼吸链组分呼吸链组分(zfn)在线粒体内膜上在线粒体内膜上的分布的分布Compl

18、ex IV: Cytochrome c oxidase第23页/共28页第二十三页，共29页。四四. 呼吸呼吸(hx)链组分在线粒体内膜上的链组分在线粒体内膜上的分布分布牛新心线粒体 Cytbc1第24页/共28页第二十四页，共29页。五五. 呼吸呼吸(hx)链的电子传递链的电子传递过程过程1. NADH呼吸呼吸(hx)链链2. FAD呼吸呼吸(hx)链链第25页/共28页第二十五页，共29页。五五. 呼吸呼吸(hx)链的电子传递过链的电子传递过程程第26页/共28页第二十六页，共29页。五五. 呼吸呼吸(hx)链的电子传递链的电子传递过程过程第27页/共28页第二十七页，共29页。感谢您的观看(gunkn)！第28页/共28页第二十八页，共29页。NoImage内容(nirng)总结一、 呼吸链的概念。NAD+是水溶性的，与酶蛋白可逆结合(jih)而往返于线粒体基质与内膜之间（但不能透过内膜）。黄素蛋白是指以黄素核苷酸(FAD或FMN)为辅基的酶。它的辅基FAD或FMN与蛋白质部分结合(jih)得很牢固，有的甚至是共价连结。铁硫中心只有1个Fe起氧化还原反应，在氧化型（Fe3+）和还原型（Fe2+）之间转变。4. 辅酶Q (CoQ)。细胞色素通过辅基中的铁离子价的可逆变化进行电子传递。第27页/共28页第二十九页，共29页。