生物化学 第7章 生物氧化与氧化磷酸化.doc

第七章 生物氧化与氧化磷酸化一、填空题：1电子传递链在原核细胞中存在于 上，在真核细胞中存在于 上。2鱼藤酮能阻断电子由 向 的传递，利用这种毒性作用，可作为重要的 。3在 动 物 体 中 形 成 ATP 的 方 式有 和 ，但在绿色植物中还能进行 。 4电子传递链上的电子传递是一种 反应，而ATP的合成过程则是一种 反应。5电子传递链上电子传递与氧化磷酸化之间的偶联部位是 之间， 之间，_之间。6典型的生物界普遍存在的生物氧化体系是由 、 和 三部分组成的。7解释氧化磷酸化作用机制被公认的学说是 ，是英国生物化学家 于1961年首先提出的。8典型的呼吸链包括 和 两种，这是根据接受代谢物脱下的氢的 不同而区分的。9动物体内高能磷酸化合物的生成方式有 和 两种。10NADH呼吸链中氧化磷酸化发生的部位是在 之间； 之间； 之间。11磷酸甘油与苹果酸经穿梭后进入呼吸链氧化，其P/O比分别为 和 。12线粒体内膜外侧的-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是 ；而线粒体内膜内侧的-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是 。13用特殊的抑制剂可将呼吸链分成许多单个反应，这是一种研究氧化磷酸化中间步骤的有效方法，常用的抑制剂及作用如下：鱼藤酮抑制电子由 向 的传递。抗霉素A抑制电子由 向 的传递。氰化物、CO抑制电子由 向 的传递。二、选择题(只有一个最佳答案)：1把电子从Cytcl传递到氧是哪类物质完成的( ) 铁硫蛋白 黄素蛋白 细胞色素 烟酰胺核苷酸类2下列化合物中不是电子传递链成员的是( ) CoQ NAD+ CoA Cytc13能被氧直接氧化的是( ) CoQ Cytb Cyta Cyta3 4不属于电子传递抑制剂的是( ) 一氧化碳 抗霉素 2，4-二硝基苯酚 氰化物 5属于解偶联剂的是( ) 2,4-二硝基苯酚 硫化氢 叠氮化合物 抗霉素A6在真核生物中，1分子葡萄糖在有氧和无氧情况下分解时，净生成ATP分子数最近似的比值是( ) 2 6 18 36 7乙酰辅酶A彻底氧化时，其PO比是( ) 2 0.5 3 1.5 8电子传递链上的未端氧化酶是( ) NADH脱氢酶 琥珀酸脱氢酶 细胞色素b 细胞色素a39下列化合物属于氧化磷酸化解偶联剂的是( ) 鱼藤酮 抗霉素A 安密妥 2,4-二硝基苯酚10关于电子传递链的下列叙述中哪个是不正确的？（ ） 线粒体内有NADH+H+呼吸链和FADH2呼吸链。 电子从NADH传递到氧的过程中有3个ATP生成。呼吸链上的递氢体和递电子体完全按其标准氧化还原电位从低到高排列。线粒体呼吸链是生物体唯一的电子传递体系。11一氧化碳中毒是由于抑制了哪种细胞色素？（ ）Cytc Cytb Cytc Cyt aa312各种细胞色素在呼吸链中的排列顺序是：（ ）Cb1C1aa3O2 CC1baa3O2C1Cbaa3O2 bC1Caa3O213线粒体外NADH经-磷酸甘油穿梭作用，进入线粒体内实现氧化磷酸化，其P/O值为（ ）0 1 2 314下列化合物哪个不是电子传递链中的成员（ ）辅酶Q             细胞色素c       细胞色素b             细胞色素P450 15氰化物中毒是由于（ ）作用于呼吸中枢，换气不足                干扰血红蛋白带氧能力破坏线粒体结构                          抑制呼吸链三、是非题（在题后括号内打或×）：1Cyta3的铁离子和铜离子将电子传递给氧。（ ）2生物体中ATP的主要来源是通过氧化磷酸化作用形成的。（ ）3解偶联剂可抑制电子传递链的电子传递。（ ）4电子传递链上的各电子递体的排列是有一定顺序的。（ ）5物质在空气中燃烧和在体内的生物氧化的化学本质是完全相同的。（ ）6生物界NADH呼吸链应用最广。（ ）7呼吸链中氧化还原电位跨度最大的一步是在Cytaa3-O2之间。（ ）8ATP虽然含有大量的自由能，但它并不是能量的贮存形式。（ ）9Fe-S蛋白是一类特殊的含有金属Fe和无机硫的蛋白质。（ ）10辅酶Q在呼吸链中也可用作单电子传递体起作用。（ ）11呼吸链中各电子传递体都和蛋白质结合在一起。（ ）12细胞色素是指含有FAD辅基的电子传递蛋白。（ ）13呼吸链中的递氢体本质上都是递电子体。（ ）14胞液中的NADH通过苹果酸穿梭作用进入线粒体，其P/O比值约为2。（ ）15ATP在高能化合物中占有特殊的地位，它起着共同的中间体的作用。（ ）16所有生物体呼吸作用的电子受体一定是氧。（ ）四、问答题和计算题：1、什么是生物氧化？有何特点？试比较体内氧化和体外氧化的异同。2、氰化物为什么能引起细胞窒息死亡？3、解释氧化磷酸化作用机理的化学渗透学说的主要论点是什么? 4、一分子丙酮酸在线粒体内氧化成CO2和H2O可生成多少分子ATP？（简要写出反应步骤和计算过程）5、试述有氧条件下，原核生物中葡萄糖彻底氧化的过程，并估算1分子葡萄糖彻底氧化可产生的ATP的量？6、写出NADH电子传递链和FADH2电子传递链，并标明抑制剂在电子传递链上的抑制部位。五、名词解释：生物氧化 氧化磷酸化 底物水平磷酸化 磷氧比 呼吸链（或电子传递链）参考答案：第七章 生物氧化与氧化磷酸化一、填空题11电子传递链在原核细胞中存在于 质膜 上，在真核细胞中存在于 线粒体内膜 上。12鱼藤酮能阻断电子由 NADH 向 COQ 的传递，利用这种毒性作用，可作为重要的 杀虫剂 。13在 动 物 体 中 形 成 ATP 的 方 式有 氧化磷酸化作用 和 底物水平磷酸化作用 ，但在绿色植物中还能进行 光合磷酸化作用 。 14电子传递链上的电子传递是一种 放能 反应，而ATP的合成过程则是一种 吸能 反应。15电子传递链上电子传递与氧化磷酸化之间的偶联部位是 NADH和CoQ 之间， Cytb和Cytcl 之间，_ Cytaa3和O2_之间。16典型的生物界普遍存在的生物氧化体系是由 脱氢酶 、 电子传递体 和 氧化酶 三部分组成的。17解释氧化磷酸化作用机制被公认的学说是 化学渗透学说 ，是英国生物化学家 P.Mitchell 于1961年首先提出的。18典型的呼吸链包括 NADH 和 FADH2 两种，这是根据接受代谢物脱下的氢的 初始受体 不同而区分的。19动物体内高能磷酸化合物的生成方式有 氧化磷酸化 和 底物水平磷酸化 两种。20NADH呼吸链中氧化磷酸化发生的部位是在 NADH和CoQ 之间； Cytb和Cytcl 之间； Cytaa3和O2 之间。21磷酸甘油与苹果酸经穿梭后进入呼吸链氧化，其P/O比分别为 2 和 3 。22线粒体内膜外侧的-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是 NAD+ ；而线粒体内膜内侧的-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是 FAD 。 23用特殊的抑制剂可将呼吸链分成许多单个反应，这是一种研究氧化磷酸化中间步骤的有效方法，常用的抑制剂及作用如下：鱼藤酮抑制电子由 NADH 向 CoQ 的传递。抗霉素A抑制电子由 Cytb 向 Cytcl 的传递。氰化物、CO抑制电子由 Cytaa3 向 O2 的传递。二、选择题 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 三、是非题1. 2. 3.× 4. 5. 6. 7. 8. 9.× 10. 11. 12.× 13. 14.× 15. 16.× 四、部分问答题参考答案：1、解释氧化磷酸化作用机理的化学渗透学说的主要论点是什么?解答：化学渗透学说是由英国化学家P.Mitchell于1961年提出来的，他认为：呼吸链中递氢体和递电子体是间隔文替排列的，并且在内膜中都有特定的位置，它们催化的反应是定向的。当递氢体从内膜内侧接受从底物传来的氢后，可将其中的电于传给其后的电子传递体，而将两个质子泵到内膜外侧，即递氢体具有“氢泵”的作用。因H不能自由回到内膜内侧，致使内膜外侧的H浓度高于内侧，造成H浓度差跨膜梯度。此H浓度差使膜外侧的pH较内侧低1.0单位左右，从而使原有的外正内负的跨膜电位增高。这个电位差中包含着电子传递过程中所释放的能量。线粒体内膜中有传递能量的中间物X-和IO-存在(X和I为假定的偶联因子)，二者能与被泵出的H结合成酸式中间物XH及IOH，进而脱水生成XI，其结合键中含有来自H浓度差的能量，其反应位于与内膜外侧相接触的三分子的基底部。2、一分子丙酮酸在线粒体内氧化成CO2和H2O可生成多少分子ATP？（简要写出反应步骤和计算过程）解答：A丙酮酸氧化脱羧形成乙酰辅酶A：该过程发生在线粒体的基质中，释放出1分子CO2，生成一分子NADH+H+。B乙酰辅酶A参与三羧酸循环，产生二氧化碳：主要事件顺序为：（1）乙酰CoA与草酰乙酸结合，生成六碳的柠檬酸，放出CoA。（2）柠檬酸先失去一个H2O而成顺乌头酸，再结合一个H2O转化为异柠檬酸。（3）异柠檬酸发生脱氢、脱羧反应，生成5碳的a-酮戊二酸，放出一个CO2，生成一个NADH+H+。 （4） a-酮戊二酸发生脱氢、脱羧反应，并和CoA结合，生成含高能硫键的4碳琥珀酰CoA，放出一个CO2，生成一个NADH+H+。 （5）碳琥珀酰CoA脱去CoA和高能硫键，放出的能量用于驱动GTP(哺乳动物中)或ATP(植物和一些细菌中)的合成。（6）琥珀酸脱氢生成延胡索酸，生成1分子FADH2。（7）延胡索酸和水化合而成苹果酸。（8）苹果酸氧化脱氢，生成草酸乙酸，生成1分子NADH+H+。小结：一次循环，消耗一个2碳的乙酰CoA，共释放2分子CO2，8个H，其中四个来自乙酰CoA，另四个来自H2O，3个NADH+H+，1FADH2。此外，还生成一分子ATP。三羧酸循环总反应：乙酰CoA+3NAD+FAD+GDP+Pi2CO2+3NADH+FADH2+GTP（ATP）+2H+ +CoA-SH再加上丙酮酸氧化脱羧形成一分子NADH，所以共产生：4个NADH、1个FADH2和1个GTP（ATP）一分子NADH通过电子传递链的氧化，形成3分子ATP；一分子FADH2通过电子传递链的氧化，形成2分子ATP。一分子丙酮酸在线粒体内氧化成二氧化碳和水可生成ATP分子的数目为：3×4 + 2 + 1 = 15 即，可以生成15分子的ATP3、试述有氧条件下，原核生物中葡萄糖彻底氧化的过程，并估算1分子葡萄糖彻底氧化可产生的ATP的量？解答：有氧条件下，原核生物中1分子葡萄糖完全氧化产生的ATP糖酵解：1分子葡萄糖®2分子丙酮酸。消耗2个ATP，产生4 个ATP和2个NADH；最终可净生成了8个ATP。丙酮酸氧化脱羧： 2分子丙酮酸 ® 2分子乙酰CoA。生成2×1个NADH。通过呼吸链可生成2×3个ATP，即6个ATP。三羧酸循环： 2分子乙酰CoA ® CO2和H2O。产生2×1个GTP、2×3个NADH和2×1个FADH2；最终可净生成了12×2个ATP，即24个ATP。因此，有氧条件下，原核生物中1分子葡萄糖彻底氧化可产生38个ATP。4、写出NADH电子传递链和FADH2电子传递链，并标明抑制剂在电子传递链上的抑制部位。解答：在具有线粒体的生物中，典型的电子传递链(呼吸链)可表示为：根据最初受氢体(NADH或FADH2)不同，电子传递链分NADH电子传递链和FADH2电子传递链，另外需指出，某些生物体存在中间传递体略有不向的其它形式电子传递链。 标明抑制剂在电子传递链上的抑制部位：(1)鱼藤酮；安密妥、杀粉蝶菌素。阻断电子由NAD+向CoQ的传递。鱼藤酮常作重要的杀虫剂；(2)抗霉素A：抑制电子从Cytb到Cytcl传递作用；(3)氰化物、一氧化碳、叠氮化合物、硫化氢等，阻断电子从Cytaa3向O2的传递。