二氧化碳与血红蛋白与氧结合的结合能力比起氧气谁更强

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-09-03 02:20 标签： 血红蛋白运输氧气
为什么血红蛋白与一氧化碳的结合能力比氧气强？
一氧化碳 (CO) 与红细胞的结合能力比氧 (O2) 大 210~250 倍，且结合以后不易与血红蛋白分离，而碳氧血红蛋白较氧合血红蛋白的解离速度慢 3,600 倍，当 CO 浓度在空气中达到
35 ppm，结合了 CO 的血红蛋白不能再与 O2 结合，人就会缺氧窒息死亡，这就是 CO 中毒的原理。每个 Hb 分子由 1 个珠蛋白和 4 个血红素（又称亚铁原卟啉）组成（如图 1）。每个血红素又由4个吡咯基组成一个环，中心为一铁原子。每个珠蛋白有 4 条多肽链，每条多肽链与 1 个血红至少连接构成 Hb 的单体或亚单位。Hb 是由 4 个单体构成的四聚体。不同Hb分子的珠蛋白的多肽链的组成不同。成年人Hb（HbA）的多肽链是 2 条 α 链和 2 条 β 链，为 α2β2 结构。胎儿 Hb（HbF）是 2 条 α 链和 2 条 γ 链，为 α2γ2 结构。出生后不久 HbF 即为 HbFA 所取代。多肽链中氨基酸的排列顺序已经清楚。每条 α 链含 141 个氨基酸残基，每条 β 链含 146 个氨在酸残基。血红素的 Fe2+ 均连接在多肽链的组氨基酸残基上，这个组氨酸残基若被其他氨基酸取代，或其邻近的氨基酸有所改变，都会影响 Hb 的功能。可见蛋白质结构和功能密切相关。血红素在遇 CO 时，因 CO 与 Hb 的亲和力约为 O2 的 210~250 倍，与 Hb 结合后占据 Hb 分子中的「氧结合位点」，妨碍 Hb 与 O2 的结合。即与 CO 合为 HbCO，而排斥 O2，故须注意吸入 CO 气体。CO 与血红素键结时会产生 π-donating (Fe(II))
和 σ-accepting (CO) (如图 2) ，由此可知 Fe 与 CO 是由两个 bond 键结而成，也因此相较与氧键结强许多。
以配位键的角度来看，CO 中成三键，OO 成双键。所以 CO 键比 OO 键更活泼，空出的孤对电子更容易与血红蛋白中的铁的空轨道结合，这说明 CO 的配位能力比 O2 更强。也许你会问：为何 O2 虽是双键，但却没办法跟 CO 一样与 Fe2+ 有很强的键结呢？当然，第一点我们必须知道，我们在讨论 CO 时，可看出 CO 的分子轨域 (molecular orbital) 在 HOMO 的 σ 轨域为全满的，而 LUMO 的 π 轨域为空轨域，这两者可分别扮演着电子的提供 π-donating (Fe(II) 提供电子给 (CO 的 π 空轨域) ，和电子的接受 σ-accepting (CO 接受 σ 轨域的电子对)，也因此形成强而有力的双键「Fe = C = O」。(如图
同样的我们也发现，CO 是 「逆磁性」
(diamagnetic)
相当安定，且有 HOMO
可提供 lone
pair and also can accept lone pair。
第二个来说，我们可以从 O2 的分子轨域来看，O2 的 π* 分子轨域的电子为「顺磁性 」(Paramagnetic) (作为 LUMO)，而 σ* 分子轨域为空轨域 (作为 HOMO)。也因此很明显 Fe2+ 并无法像与 CO 一样形成共价双键。
氧分子雖有 HOMO， 但仍沒有很好的 LUMO 所以無法形成 π-donating (藉由二價鐵離子 Fe(II)) ，而只有單一共價鍵)。因此，我們就可因此而判斷 Fe → CO 鍵結很強、很安定。而所有物質都會以對自己本身最安定相移動，也因此只要一有 CO 存在，CO馬上就會替代 O2 與血紅素鍵結，這也是為何會 CO 中毒的原因。
因为一氧化碳中碳与氧电负性不同，导致西格玛键电子偏向氧，而由于碳上空轨道较多，氧上成对电子偏向碳使得形成两个共轭π键，最终使得碳原子带负电且容易给出电子对，氧气中也有一个西格玛键两个π键，但是由于氧的电负性比较大，而且都是氧，所以给出电子对的能力不如一氧化碳中的氧。人类血液中的红细胞是靠铁与氧气配位将氧气输送到全身，吸入一氧化碳后抢了氧气的位置不说，而且还很难与铁分开，导致越来越多的红细胞失去运输氧气的功能。顺便说一下氰化钾也是这个原理，不过氰根比一氧化碳容易结合难分离铁得多，所以，，，氰根还是很恐怖的，基本没救。
我依稀记得这是一道高考题
这两种气体分子，和血红蛋白结合的原理不同。血红蛋白在和氧气分子结合的时候，血红蛋白中的铁原子的原子核，会对氧气分子中的电子产生吸附作用。因为铁原子原子核带正电，氧气分子的电子带负电嘛，异性相吸。注意注意，铁原子核仅仅是吸附氧气分子的电子，氧气分子本身结构并没有变化。当血红蛋白和一氧化碳分子结合的时候，一氧化碳分子中，碳原子和氧原子中间的化学键断掉了一个。如别的答案提到的，断掉的这个电子键是 Pi 键。这时候，碳原子就可以把剩下来的电子砸进铁原子那里，和铁原子形成一个化学键。这个现象叫做 “back-bonding”，形成的新化学键… 也是 Pi 键。两相对比，血红蛋白和氧气分子结合的时候，二者之间仅仅是吸引，并没有形成牢固的化学键；当血红蛋白和一氧化碳分子结合的时候，二者形成了一个牢固的化学键，结合的能力自然就大啦！
C三O有一个O到C的反馈键参与配位Fe(II)的能力远强于O2的孤电子对吧。。大概是
已有帐号？
无法登录？
社交帐号登录为什么氧气需要用血红蛋白运输而CO2 大部分只靠血液运输?
/view/23067.htm
/question/.html?si=2
运输是血液的基本功能,自肺吸入的氧气以及由消化道吸收的营养物质,都依靠血液运输才能到达全身各组织.同时组织代谢产生的二氧化碳与其他废物也赖血液运输到肺、肾等处排泄,从而保证身体正常代谢的进行.血液的运输功能主要是靠红细胞来完成的.贫血时,红细胞的数量减少或质量下降,从而不同程度地影响了血液这一运输功能,出现一系列的病理变化.
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血红蛋白有一个特点，它在氧气浓度高的地方容易跟氧气结合，在氧气浓度低的地方会与氧气分裂，这样血红蛋白就起到了运输氧气的作用
二氧化碳相比氧气更容易溶解在水中。而血红蛋白很容易跟氧气结合。
扫描下载二维码为什么氧与血红蛋白结合可促进二氧化碳释放
氧与血红蛋白结合后蛋白构象发生变化,与二氧化碳的结合变弱了.
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氧和二氧化碳竞争力的关系吧.。氧与血红蛋白的结合力比二氧化碳与血红蛋白的结合力强。所以。。。。
结合能力不同，一氧化碳中毒也是这个道理，一氧化碳与血红蛋白结合的能力要比氧气与血红蛋白结合能力高出很多倍
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为什么一氧化碳与血红蛋白结合的能力比氧强
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你可能喜欢我想问问,氧气进入血液与血红蛋白结合的速度比CO2的速度快吗?氧气与Hb结合的时候需要酶么?
20倍书上有
你的意思是说，氧气结合Hb比二氧化碳结合Hb快20倍，对吗？亲！
不是 我以为你问的是呼吸方面的
氧气入血与HB形成氧合HB运输氧气占总运输的98
二氧化碳入血主要靠碳酸氢盐形式运输，只是有了红细胞的存在，可以提高碳酸氢盐的生成。
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