1、 生物氧化一、习 题一选择题1。按公式G2.3RT lgK，确定下列反应的自由能A B C LomoLL10moLL 10moLL 10moLLA.9.2RT B.4.6RT C.2.3RT D4.6RT2在生物化学反应中，总能量变化符舍下列哪一项？A.受反应的能障影响 B.因辅助因子而改变C.和反应物的浓度成正比 D.在反应平衡时最明显 E.与反应机制无关3.在下列的氧化还原系统中，哪个氧化还原电位最高？A.延胡羧酸/淲珀酸B.氧化型泛醌/还原型泛醌c.Fe3-细胞色素 aFe2-细胞色素 aD.Fe3-细胞色素 bFe2-细胞色素 bENAD 艹NADH4.热力学第二定律规定 ：A.从理论
2、上说，在 0k 水时可以达到永恒的运动B.能量和质量是可以保守和交换的C.在能量封闭系统内，任何过程都能自发地从最低能级到最高能级D.在能量封闭系统内，任何过程都具有自发地使熵增加的趋向E.任何系统都自发地使自由能降低5.植物毒苍术苷（atractyloside）对下列哪项具有特异的抑制作用？A.抑制细胞色素 a3 和分子氧之间的相互作用B.抑制 ATP 和 ADP 通过线粒体内膜的易化扩散C.使氧化磷酸化解偶联D.阻断 NADH 脱氢酶和辅酶 Q 之间的相互作用E.阻断细胞色素 c 和细胞色素 aa3 复合体之间的相互作用6.二硝基苯酚能抑制下列哪种细胞功能？A.糖酵解 B.肝糖异生 C.氧
3、化磷酸化 D.柠檬酸循环 E.以上都不是7.氰化物引起的缺氧是由于A.中枢性肺换气不良 B. 干扰氧的运输 C.微循环障碍D.细胞呼吸受抑制 E.上述的机制都不是 8.活细胞不能利用下列哪些能源来维持它们的代谢？A.ATP B.脂肪 C.糖 D.周围的热能 E.阳光9.肌肉中能量的主要贮存形式是下列哪一种？A.ADP B.磷酸烯醇式丙酮酸 C.cAMP D.ATP E.磷酸肌酸10.正常状态下，下列哪种物质是肌肉最理想的燃料？A.酮体 B.葡萄糖 C.氨基酸 D.游离脂肪酸 E.低密度脂蛋白11.如果将琥珀酸（延胡羧酸/琥珀酸氧化还原电位0.03V）加到硫酸铁和硫酸亚铁高铁/ 亚铁氧化还原电位
4、0.077v）的平衡混合液中，可能发生的变化是 （ ）A.硫酸铁的浓度将增加B.硫酸铁的浓度和延胡羧酸的浓度将增加C.高铁和亚铁的比例无变化D.硫酸亚铁和延胡羧酸的浓度将增加E.硫酸亚铁的浓度将降低，延胡羧酸的浓度将增加12.近年来关于氧化磷酸化的机制是通过下列哪个学说被阐明的？ A.巴士德效应 B.化学渗透学说 C.Warburgs 学说D.共价催化理论 E.协同效应13.下列对线粒体呼吸链中的细胞色素 b 的描述，哪项是正确的？A.标准氧化还原电位比细胞色素 c 和细胞色素 a 高B.容易从线粒体内膜上分开C.低浓度的氰化物或一氧化碳对其活性无影响D.容易和细胞色素 a 反应E.不是蛋白质
5、14.关于氧化还原电位的论述，下列哪项是正确的？A.规定氢电极的标准电位是零伏特B.pH 与氧化还原电位无关 C.不能由氧化还原电位计算电化学反应的自由能变化D.测定氧化还原电位需要金属电极E.所有氧化还原电位的测定，都应有一个为氢电极15.线粒体呼吸链的磷酸化部位可能位于下列哪些物质之同？ A.辅酶 Q 和细胞色素 bB.细胞色素 b 和细胞色素 cC.丙酮酸和 NADD.FAD 和黄素蛋白E.细胞色素 c 和细胞色素 hhg16.关于生物合成所涉及的高能化合物的叙述,下列哪项是正确的？ （）A.只有磷酸酯才可作高能化合物B.氨基酸的磷酸酯具有和 ATP 类似的水解自由能C.高能化合物 AT
6、P 水解的自由能是正的D.高能化合物的水解比普通化合物水解时需要更高的能量E.生物合成反应中所有的能量都由高能化合物来提供17.关于有氧条件下，NADH 从胞液进人线粒体氧化的机制，下列哪项描述是正确的？ （）A.NADH 直接穿过线粒体膜而进人B.磷酸二羟丙酮被 NADH 还原成 3-磷酸甘油进人线粒体，在内膜上又被氧化成磷酸二羟丙酮同时生成 NADHC.草酰乙酸被还原成苹果酸，进入线粒体后再被氧化成草酰乙酸，停留于线粒体内D.草酰乙酸被还原成苹果酸进人线粒体，然后再被氧化成草酰乙酸，再通过转氨基作用生成天冬氨酸，最后转移到线粒体外 E.通过肉毒碱进行转运进人线粒体18.寡霉素通过什么方式干
7、扰了高能化合物 ATP 的合成？A.使细胞色素 c 与线粒体内膜分离B.使电子在 NADH 与黄素酶之间的传递被阻断C.阻碍线粒体膜上的肉毒碱穿梭D.抑制线粒体内的 ATP 酶E.使线粒体内膜不能生成有效的氢离子梯度19.氧化还原电位最高的氧化还原对是A.延胡羧酸磁珀酸 B.FAD FAD2HC. Cyta3Fe3cyta3Fe2D.CoQCoQZH E.H/H220.肌肉或神经组织细胞内 NAD+进人线粒体的穿梭机制主要是A. 一磷酸甘油穿梭机制 B.柠檬酸穿梭机制C.肉毒碱穿梭机制 D.丙酮酸穿梭机制 E.苹果酸穿梭机制2l.下列关于化学渗透学说的叙述哪一条是不对的？A.呼吸链各组分按特定
8、的位置排列在线粒体内膜上B.各递氢体和递电子体都有质子泵的作用C.线粒体内膜外侧 H不能自由返回膜内D.ATP 酶可以使膜外 H+返回膜内E.H+返回膜内时可以推动 ATP 酶合成 ATP（二填空题1.代谢物在细胞内的生物氧化与在体外燃烧的主要区别是、和。2.真核细胞生物氧化是在进行的，原核细胞生物氧化是在进行的。3.生物氧化主要通过代谢物反应实现的，生物氧化产生的 H2O 是通过形成的。4.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。5.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别的。6.填写电子传递链中阻断电子流的特异性抑制剂：NAD 一FADCOQCytbC
9、ytc1Cytc CytaalO2（ ） （ ） （ ）7.解释氧化磷酸化作用机制被公认的学说是，它是英国生物化学家于 1961 年首先提出的。8.化学渗透学说主要论点认为：呼吸链组分定位于内膜上。其递氢体有作用，因而造成内膜两侧的差，同时被膜上合成酶所利用，促使 ADPPiATP。9.呼吸链中氧化磷酸化生成 ATP 的偶联部位是、和。10.绿色植物生成 ATP 的三种方式是、和。11.细胞色素 P450 是由于它与结合后，在处出现峰而命名的；它主要存在于中，通常与作用有关。12.NADH 通常转移和给 O2，并释放能量，生成。而NADPH 通常转移上和给某些氧化态前体物质，参与代谢。13.每
10、对电子从 FADH2 转移到必然释放出两个 H进人线粒体基质中。14.细胞色素 P450 在催化各种有机物羟化时，也使脱氢。15.以亚铁原卟啉为辅基的细胞色素有、。以血红素 A 为辅基的细胞色素是。16.惟有细胞色素和辅基中的铁原子有个结合配位键，它还保留个游离配位键，所以能和结合，还能和、结合而受到抑制。17.NADH 或 NADPH 结构中含有，所以在nm 波长处有一个吸收峰; 其分子中也含有尼克酰胺的，故在nm 波长处另有一个吸收峰。当其被氧化成NAD或 NADP时，在nm 波长处的吸收峰便消失。18.CoQ 在波长nm 处有特殊的吸收峰，当还原为氢醌后，其特殊的吸收峰。19.氧化型黄素
11、酶在和mm 波长处有两个吸收峰，当转变成还原型后， nm 波长的吸收峰消失。20.过氧化氢酶催化与反应，生成和。21黄嘌呤氧化酶以为辅基，并含有和，属于金属黄素蛋白酶。它能催化和生成尿酸。22.单胺氧化酶以为辅基，它主要存在于，它能催化，等单胺类化合物。23.体内 Co2 的生成不是碳与氧的直接结合，而是.24.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 一磷酸甘油脱氢酶的辅酶是。25.NADPH 大部分在途径中生成的，主要用于 代谢，但也可以在酶的催化下把氢转给 NAD+，进人呼吸链。26.动物体内高能磷酸化合物的生成方式有和两种。27.在离体的线粒体实验中测得 -羟丁酸
12、的磷氧比值（PO）为 2.42.8，说明 - 羟丁酸氧化时脱下来的 2H 是通过呼吸链传递给 O2 的；能生成分子 ATP。28.NADH 呼吸链中氧化磷酸化发生的部位是在之间；之间； 之间。29.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、CO2 抑制电子由向的传递三是非判断题l.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。2.生物界 NADH 舰呼吸链应用最广。3.各种细胞色素组分，在电子传递体系中都有相同的功能。4.呼吸链中氧化还原电位跨度最大的
13、一步是在 Cytaa3-O2 之间。5.电子通过呼吸链的传递方向是从 E正E负。6.当环境中有一个比电子供体具有较正的 E的电子受体时，呼吸作用就能进行，这个电子受体不一定是氧。7.2，4-二硝基苯酚是氧化磷酸化的解偶联剂。8.从低等单细胞生物到最高等的人类，能量的释放、贮存和利用都以 ATP 为中心。9.ATP 虽然含有大量的自由能，但它并不是能量的贮存形式。10.ATP 在高能化合物中占有特殊地位，它起着共同的中间体的作用。ll.呼吸链细胞色素氧化酶的血红素辅基 Fe 原子只形成五个配位键，另一个配位键的功能是与O2 结合。12.有机物的自由能决定于其本身所含基团的能量，一般是越稳定越不活
14、泼的化学键常具有较高的自由能。13.磷酸肌酸是 ATP 高能磷酸基的贮存库，因为磷酸肌酸只能通过这惟一的形式转移其磷酸基团。（四名词解释题1.呼吸链 2.磷氧比值 3.氧化磷酸化作用 4.底物水平磷酸化五问答及计算题1.何谓高能化合物？举例说明生物体内有哪些高能化合物？2.何谓呼吸链？其排列顺序可用哪些实验方法来确定？3.常见的呼吸链电子传递抑制剂有哪些？它们的作用机制是什么？4.何谓解偶联作用？如何证明 2，4-二硝基苯酚是典型的解偶联剂？5.何谓氧化磷酸化作用？NADH 呼吸链中有几个氧化磷酸化偶联部位？6.以 P450 为辅酶的加单氧酶系包括哪些酶和辅助因子？它们在反应中各起什么作用？该
15、反应可受氰化物或一氧化碳影响吗？7.氰化物为什么能引起细胞窒息氰死亡？其解救机制是什么？8.在磷酸戊糖途径中生成的 NADPH，如果不去参加合成代谢，那么它将如何进一步氧化？9.腺苷酸和无机磷酸是如何进出线粒体的？10.解释氧化磷酸化作用机制的化学渗透学说的主要论点是什么？在几种学说中，为什么它能得到公认？11.在体内 ATP 有哪些生理作用？12. （1）电极反应 2H2eH2 的 E0 任意规定为零，计算在 pk170 时的 Ee。（2）电极反应 NAD2H2eNADH H在 pH70 时的 E为0.32v，计算在 pH4.0 时的 E。13.在 pH7.0 时，ATP 的水解反应可以写成
16、：腺嘌呤-核糖-PP PH2O腺嘌呤-核糖P PPi H+（1）在 25、ADP 分子上新形成的电离基团，其 PKa 为 6.68（Ka 2。09107） 。若总的自由能（G）为32.18kj/mol，其中有多少来自 ADP 的电离？（2）ATP 分子上末端磷酸的 PKa 为 695 和 2。3，由 ATP 末端磷酸衍生的无机磷酸，其PKa 为 12.5、6.82 和 2.3，该无机磷酸的电离是否对总的有影响？14.在 pH7.0 和 25时，酶促水解 6-磷酸葡萄糖使之生成葡萄糖和无机磷酸。反应开始时，6-磷酸葡萄糖的浓度为 0.1molL达到平衡时只有 0.05%的原始 6-磷酸葡萄糖残存
17、。试计算（1）6 一磷酸葡萄糖水解时的 K平（2）此水解反应的 G。（3）无机磷酸和葡萄糖合成 6 一磷酸葡萄糖时的 K平。（4）此合成反应的 G。15.将乳酸脱氢酶加到含有丙酮酸、乳酸、NAD和 NADH 的溶液中，它们的浓度比如下：（1）乳酸/丙酮酸1 ；NAD /NADH1（2）乳酸/丙酮酸159 ；NAD /NADH159（3）乳酸/丙酮酸1000 ；NAD NADH 1000。写出自发反应式，并计算反应的 G 。16.葡萄糖转变成乳酸，总自由能 G 为217.36KJ mOl，在厌氧细胞中，此转变过程与ATP 的合成相偶联。每有 1mol 葡萄糖转变成乳酸就有 2molATP 生成。
18、(1)计算总偶联反应的 G 。(2)计算厌氧细胞中能量的保留率。(3)在需氧生物中葡萄糖完全氧化成 CO2 和 H2O 时，G2867.48kjmol ，如果能量的保留率相同，每摩尔葡萄糖完全氧化时能得到多少摩尔 ATP？(4)计算与 ATP 合成相偶联的总氧化反应的 G 。17.在葡萄糖2 乳酸的过程中，G 217.36bkJ mol; 葡萄糖6O26C026H2O，G =-2867.48kJmol(l)计算乳酸彻底氧化成 C02 和 H2O 时的G 。(2)如果反应效率按 40计算，能合成多少摩尔的 ATP？18 （1）计算 1mol 十六碳软脂酸经 -氧化、三羧酸循环和电子传递系统彻底氧
19、化成 C02和 H2O 时，所得的 ATP 的摩尔数。（2）长链脂肪酸氧化时，G 约为 37.62kjg，软脂酸在进行生物氧化时，总 G中以ATP 形式保留能量的百分数是多少？（软脂酸的相对分子质量为 256.4Da）19.在 25及标准状态下，计算推动 ADPPi 合成 ATP 时，线粒体内膜两侧所需的 pH（pH差值） 。20.血液中含有约 0.1moL 的 Cl-，脑组织含有约 0.04molL 的 Cl-。试计算：（1）cl-由血液向脑细胞转运时的 G 。（2）脑细胞对抗浓度梯度向外部运输 Cl-时所消耗的能量。（3）每一分子 ATP 水解时能转运多少 Cl-离子？21.在 35时 A
20、BP 十 Q 的反应速度为 25时的两倍，计算此反应的活化能？22.某蛋白激酶的活化能为 44.7Z6kJmol，这个反应在 37时的反应速度比在 15时快多少倍？二、参考答案一选择题1.D 2.E 3.C 4.D 5.B 6C 7.D8.D 9.E 10.A 11.D 12.B 13.C 14.A15.B 16.B 17.D 18.D 19.C Z0.A 2L.B解答！1.D。KC（A B ）0.1G2.3RTlgK2.3RTlg0.1=2.3RT2.E。由于自由能是状态的热力学函数，在生物化学反应中总能量的变化不取决于反应途径。在平衡系统中，实际上没有可利用的自由能。只有利用来自外部的自由
21、能， 才能使这样的系统打破平衡状态。3.C。在题目中所列出的氧化还原对中，细胞色素 a（Fe2Fe3）的氧化还原电位最高。 由于电子是从低标准氧化还原电位向高标准氧化还原电位流动，所以细胞色素a（Fe2+Fe3+）在氧化呼吸链中（与题目中其他氧化还原对相比）处于最下游的位置。4.D。热力学第二定律涉及的是熵的概念，而不是自由能。熵是衡量一个系统中紊乱程度的物理量。在封闭系统中，任何过程都具有自发地使熵增加的趋向。系统的熵也可以减少，如生长发育中的具有高度结构的生物体的嫡也可以减少，条件是如果周围的熵增加很多，使系统和它周围环境的熵的总和为正值。5.B。植物毒苍术苷特异的阻断 ATP 和 ADP
22、 在线粒体内膜上的易化扩散，同时还抑制氧化磷酸化及电子的传递。ATP 及 ADP 在穿过线粒体内膜时，需借助载体的帮助。ADP 进人线粒体基质必须伴有 ATP 出线粒体，毒苍术苷通过抑制载体而使 ATP 和 ADP 不能通过线粒体内膜进行易化扩散，结果使线粒体内 ATP 处于饱和状态抑制了细胞的呼吸。毒苍术苷对辅酶 Q、细胞色素 c、细胞色素 aa3 无直接抑制作用。6.C。二硝基苯酚抑制线粒体内的氧化磷酸化作用，使呼吸链传递电子释放出的能量不能用于ADP 磷酸化生成 ATP，造成氧化和磷酸化脱节。因此二硝基苯酚是一种氧化磷酸化的解偶联剂。7.D。氰化物抑制细胞色素氧化酶的作用。细胞色素是细胞
23、呼吸过程的关键酶，如被抑制，则细胞的呼吸将减少 60%90%，由此可以证明正常细胞的呼吸必须要有电子传递系统终末的细胞色素氧化酶。8.D。脂肪、糖和 ATP 都是活细胞化学能的直接来源。阳光是最根本的能源，光子所释放的能量被绿色植物的叶绿素通过光合作用所利用。热能只有当它从热物体向冷物体传递过程中才能做功，它不能作为活细胞的可利用能源，但对细胞周围的温度有影响。9.E。肌肉收缩伴随着 ATP 转变成 ADP 的过程，而 ADP 浓度可被肌酸激酶控制，肌酸激酶催化下列反应平衡：ADP磷酸肌酸ATP+肌酸。休息状态下的 1g 肌肉大约含有 40mmolL 的肌酸磷酸肌酸，其中大约 23 是磷酸肌酸
24、。磷酸腺苷约为 7mmolL ，其中 910 是 ATP.10.A。在正常饮食、活动及短期饥饿的条件下，乙酰乙酸、- 羟丁酸是骨骼肌的理想燃料。但正常人体血液中酮体浓度较低（大约 0.1mmolL） ，相比之下，游离脂肪酸在血液中的浓度较高（大约 0.5mmolL） ，这虽然是休息状态下肌肉的主要燃料来 源，但不易氧化。肌肉利用葡萄糖的主要形式是糖原贮存，作为肌肉突然激烈运动时利用。11.D。氧化还原电位是衡量电子转移的标准。延胡羧酸还原成琥珀酸的氧化还原电位和标准的氢电位对比是0.03V，而硫酸铁（高铁 Fe3+）还原成硫酸亚铁（亚铁 Fe2）的氧化还原电位是0.077v，这样高铁对电子的亲
25、和力比延胡羧酸要大.所以加进去的琥珀酸将被氧化成延胡羧酸，而硫酸铁则被还原成硫酸亚铁。延胡羧酸和硫酸亚铁的量一定会增加。12.B。试图解释氧化磷酸化机制的学说是 Mitchell 的化学渗透学说以及化学偶联学说：巴士德效应是氧对糖酵解的抑制作用。Warburg 学说与肿瘤的代谢有关，与氧化磷酸化无关。共价催化理论是指酶作用机制的一种类型。协同效应是蛋白质分子在起作用时，其被作用物对蛋白质活性的影响作用。13. C。细胞色素 b 的标准氧化还原电位比细胞色素 c 和 a 的标准氧化还原电位低，由此在电子传递链中细胞色素 b 处于细胞色素 a 和 c 的上游。而氰化物和一氧化碳直接与细胞色素 aa
26、3 进行结合，与细胞色素 b 无关系。l4.A 衡量一种化合物是接受还是给出电子的趋势标准是以氢电极标准电位为零作为比较的基础。凡具有较正的氧化还原电位的化合物倾向于接受电子，而具有较负的氧化还原电位的化合物倾向于给出电子。标准氧化还原电位适用于所有的反应物和产物的浓度均为 1molL ，压力为一个大气压的情况，因此在实际应用时需要对实际浓度进行校正。一个反应的标准氧化还原电势E可以利用公式 G nFE来计算。15. B.在 NADH 呼吸链中有三个偶联部位，第一个偶联部位是在 NADHCOQ 之间；第二个偶联部位是在细胞色素 b细抱色素 c 之间；第三个偶联部位是在细胞色素 aa3O2 之间
27、。16.B.这些高能化合物水解时所释放的自由能的绝对值很大，符号是负的。氨基酸酯也是高能化合物。17.D 二线粒体内膜不允许 NADH 自由通过，胞液中 NADH 所携带的氢通过两种穿梭机制被其他物质带人线粒体内。糖酵解中生成的磷酸二羟丙酮可被 NADH 还原成 3-磷酸甘油，然后通过线粒体内膜进人到线粒体内，此时在以 FAD 为辅酶的脱氢酶的催化下氧化，重新生成磷酸二羟丙酮穿过线粒体内膜回到胞液中。这样胞液中的 NADH 变成了线粒体内的 FADH2。这种 - 磷酸甘油穿梭机制主要存在于肌肉、神经组织。另一种穿梭机制是草酰乙酸一苹果酸穿梭。这种机制在胞液及线粒体内的脱氢酶辅酶都是 NAD+，
28、所以胞液中的 NADH 到达线粒体内还生成NADH.就能量产生来看，草酰乙酸- 苹果酸穿梭优于 -磷酸甘油穿梭机制；但 一磷酸甘油穿梭机制比草酰乙酸一苹果酸穿梭速度要快很多。18.D.寡霉素妨碍氧化磷酸化作用，抑制线粒体的 ATP 酶，使 ADP 不能磷酸化生成 ATP.它还抑制从电子传递过程中释放的能量用于 ATP 的合成，但寡霉素不影响呼吸链上的电子传递，而只是使氧化和磷酸化两个过程脱偶联。19.C.略20.A.解释同 17 题。21.B.化学渗透学说指出在呼吸链中递氢体与递电子体是交替排列的，递氢体有氢泵的作用，而递电子体却没有氢泵的作用。二 填空题1.在细胞内进行；温和条件；酶催化2.
29、线粒体内膜；细胞膜3.脱氢：代谢物脱下的氢经呼吸链传递，最终与吸人的氧化合4.脱氢酶：电子（或氢原子）传递体；氧化酶5.NADH：FADH2 ；初始受体6.鱼藤酮：抗酶素 A；氰化物7.化学渗透学说；P.Mitchell8.线粒体；质子泵；氧化还原电位；ATP9.FMNCOQ；CytbCytc；Cytaa3 O10.氧化磷酸化；光合磷酸化；底物水平磷酸化11.CO；波长 450nm；特殊的吸收（峰） ；微粒体；底物分子上加单氧12.2 个 H+；2 个电子；ATP；2 个 H+；2 个电子；生物合成13.COQ14.NADPH15.细胞色素 b；细胞色素 c；细胞色素 P450；细胞色素 aa
30、316.细胞色素 P450；细胞色素 a；5 个；1 个；CO；CN-17.腺嘌呤核苷酸；260nm ；吡啶环；340nm ；340nm18.270290nm；消失 19.370nm；450nm；450nm20H2O2；H2O2；H2O；O2 1，21.FAD；Mo 和 Fe；次黄嘌呤；黄嘌呤22.FAD；线粒体的外膜中；儿茶酚胺；5羟色胺；氧化脱氨基23.有机酸脱羧生成的24.NAD；FAD25.磷酸戊糖；合成；转氢酶26.氧化磷酸化；底物水平磷酸化27.NADH 呼吸链；3 个分子 ATP28.NADH 和 CoQ；细胞色素 b 和细胞色素 c；细胞色素 aa3 和 O2 29.NADH；
31、COQCytbl;CytclCytaa3；O2三) 是非判断题1.对 2.对 3.错 4.对 5.错 6.错 7.对对 9.对 10.对 11.对 12.错 13.对四名词解释题1.有机物在生物体内氧化过程中所脱下的氢原子，经过一系列有严格排列颀序的传递体组成的传递体系进行传递，最终与氧结合生成水，这样的电子或氢原子的传递体系称为呼吸链或电子传递链。电子在逐步的传递过程中释放出能量被机体用于合成 ATP，以作为生物体的能量来源。2.电子经过呼吸链的传递作用最终与氧结合生成水，在此过程中所释放的能量用于 ADP磷酸化生成 ATP。经此过程消耗一个原子的氧所要消耗的无机磷酸的分子数（也是生成 AT
32、P 的分子数）称为磷氧比值（PO） 。如 NADH 的磷氧比值是 3，FADH2 的磷氧比值是2。3.在底物被氧化的过程中（即电子或氢原子在呼吸链中的传递过程中）伴随有 ADP 磷酸化生成 ATP 的作用称为氧化磷酸化作用。 4.在底物被氧化的过程中，底物分子中形成高能键，由此高能键提供能量使 ADP 磷酸化生成 ATP 的过程称为底物水平磷酸化。此过程与呼吸链的作用无关。问答及计算题1.所谓高能化合物是指含有高能键的化合物，该高能键可随水解反应或基团转移反应而释放大量自由能。生物体内具有高能键的化合物是很多的，根据高能键的特点可以分成几种类型：（1）磷氧键型（OP ） 。属于该型的化合物较多
33、：a 。酰基磷酸化合物，如 1，3- 二磷酸甘油酸。b.焦磷酸化合物，如无机焦磷酸。c.烯醇式磷酸化合物，如磷酸烯醇式丙酮酸。（2）氮磷键型（NP ） 。如磷酸肌酸。（3） 硫酯键型（COS ） 。如酰基辅酶 A。（4） 甲硫键型（SCH3） 。如 S-腺苷蛋氨酸。2.线粒体内膜的最基本功能是将代谢物脱下的成对氢原子或电子通过多种酶和辅酶所组成的连锁反应的逐步传递，使之最终与氧结合生成水。这种由递氢体和递电子体按一定顺序排列构成的传递体系称为呼吸链或电子传递链。确定呼吸链中各递氢体或递电子体的排列顺序的实验方法有多种，如：（1）.测定各种电子传递体的标准氧化还原电位 E，E的数值越低，则该物质
34、失去电子的倾向越大，也就越容易成为还原剂而处于呼吸链的前面。各种电子传递体的E经测定为：NADH 一FMN FesCOQ 一 cytbCytc1 CytcCytaa3O2-0.32 0.12 0.10 +0.04 0.32 0.25 0.29 +0.82（2）用分离出来的电子传递体进行体外重组实验。NADH 可使 NADH 脱氢酶还原，但是不能直接使细胞色素 b,细胞色素 C 及细胞色素 aa3 还原。同样，还原型 NADH 脱氢酶不能直接与细胞色素 C 起作用，必须经过辅酶 Q 和细胞色素 b 和细胞色素 C1 后才能在和细胞色素 C 起作用。（3）利用呼吸链的特殊阻断抑制剂，阻断链中某些特
35、定的电子传递环节。若加人某种抑制剂后，则在阻断环节的负电性侧递电子体因不能再氧化而大多处于还原状态；但是，在阻断环节的正电性侧，递电子体不能被还原而大多处于氧化状态，以此可以确定各递电子体的排列顺序。（4）最直接的证据是用分光光度法通过吸收光谱的变化来测定完整线粒体中呼吸链的各个电子传递体的氧化还原状态。当某个电子传递体处于还原状态时，以氧化态作对照，就可用灵敏的分光光度计测出呼吸光谱的变化。测定结果表明：在呼吸链的NAD+一端，电子传递体的还原性最强。而在靠近氧的一端，电子传递体的（如细胞色素 aa3）几乎全处于氧化状态。如将氧气供给完全处于还原状态的电子传递体时，细胞色求 aa3 苜先被氧
36、化，其次是细胞色素 c，再其次是细胞色素 b，依次往前推，直至使 NADH 氧化为止。3.（l鱼藤酮（rotenone） 、阿米妥（ amytal）以及杀粉蝶菌素 A（piericidin-A ） ，它们的作用是 阻断电子由 NADH 向辅酶 Q 的传递。鱼藤酮是从热带植物（Derris elliptica）的根 中提取出来的化合物，它能和 NADH 脱氢酶牢固结合，因而能阻断呼吸链的电子传 递。鱼藤酮对黄素蛋白不起作用，所以鱼藤酮可以用来鉴别 NADH 呼吸链与 FAH2 呼吸链。阿米妥的作用与鱼藤酮相似，但作用较弱，可用作麻醉药。杀粉蝶菌素 A 是辅酶 Q 的结构类似物，由此可以与辅酶 Q
37、 相竞争，从而抑制电子传递。（2）抗霉素 A（antimycin A）是从链霉菌分离出的抗菌素，它抑制电子从细胞色素 b 到细胞色素 c1 的传递作用。（3）氰化物、一氧化碳、叠氮化合物及硫化氢可以阻断电子由细胞色素 aa3 向氧的传递作用，这也就是氰化物及一氧化碳中毒的原因。4.某种物质，如 2，4 一二硝基苯酚，对呼吸链的电子传递没有抑制作用，但可以抑制 ADP磷酸化生成 ATP 的作用使电子传递过程中产生的能量不能用于 ATP 合戌，把这种电子传递过程与储能过程分开的现象称为解偶联作用。因 ADP 对呼吸链摄取氧有刺激作用，当线粒体内的ADP 浓度增加时，细胞呼吸加强。而 ATP 对呼吸
38、链摄取氧有抑制作用，当线粒体内的 ATP 浓度增加时，细胞呼吸减弱，这样有利于节约能源。当将 ADP 加到含有缓冲液、底物、磷酸、Mg2+的呼吸线粒体中，则线粒体摄取氧的速度立即增加，再加入解偶联剂 2，4-二硝基苯酚后，可观察到线粒体的摄取氧的速度比加入 ADP 时更强。这个简单的实验说明：2，4-二硝基苯酚不抑制呼吸链中电子的传递。由于 2，4-二硝基苯酚能使线粒体内膜对 H+的通透性增高，降低或消除了 H+的跨膜梯度，从而抑制了 ADP 磷酸化生成 ATP2，4- 二硝基苯酚还具有刺激线粒体内 ATP 酶的作用，使线粒体内的 ATP 大量水解生咸 ADP 和无机磷酸，后两者对呼吸链摄取氧
39、有强烈的刺激作用，所以线粒体的呼吸速度更为增强。由此可见，2，4-二硝基苯酚是一个典型的解偶联剂。5.在线粒体内伴随着电子在呼吸链传递过程中所发生的 ADP 磷酸化生成 ATP 的过程称为氧化磷酸化作用。在 NADH 呼吸链中有三个偶联部位，第一个偶联部位是在 NADHCOQ 之间；第二个偶联部位是在细胞色素 b细胞色素 c 之间；第三个偶联部位是在细胞色素 aa3O2 之间。6.加单氧酶又称混合功能氧化酶或羟化酶。这类酶催化一个氧原子加到底物分子上，另一个氧原子被氢还原成水。加单氧反应比较复杂，所需的酶是 NADPH细胞色素 P450 还原酶；所需的辅助因子有：细胞色素 P450、NADPH
40、、细抱色素 b5 及 FAD。细胞色素 P450 是加单氧酶重要的辅助因子，它自始至终是底物参加反应的载体，并和底物结合成复合物，利用本身的 Fe3+Fe2+的变化接受电子和 O2，最后使一个氧原子加到作用物分子上。NADPH 为反应提供电子，使细胞色素 P450-作用物复合物发生氧化还原变化，便于氧原子加到作用物分子上。还为反应系统提供 H，使其和剩余的氧原子结合成水。FAD、细胞色素 b5 在反应体系中主要起传递电子的作用。NADPH细胞色素 P450 还原酶主要催化NADPH 为细胞色素 P450-作用复合物提供电子，使复合物由氧化型还原成还原型。由于细胞色素 P450 的辅基是亚铁血红
41、素，其中所含的 Fe2+第六个配位键是空着的，所以能和 O2、CO、CN-结合，因此氰化物抑制加单氧反应.7.线粒体内膜上呼吸链中各个电子传递体，除细胞色素 aa3 外，其余的细胞色素所含的亚铁血红素所能形成的六个键，都与卟啉环和蛋白质形成配位键，所以它们不能再与 O2、CO、CN-结合。惟有细胞色素 aa3 分子中所含的血红素 A 中的铁原子是形成了五个配位键，还空着一个配位键能与 O2、CO、CN-结合。当氰化物进人体内时，CN- 就可与细胞色素 aa3 的 Fe3+结合成氰化高铁细胞色素 aa3，使其丧失传递电子的能力，结果呼吸链中断，细胞因窒息而死亡。其过程如下：CNCytaa3Fe3+cytaa3 Fe3+ -CN（失去传递电子的能力）解救时首先给中毒者吸人亚硝酸异戊酯和注射亚硝酸钠，使部分血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，当高铁血红蛋白含量达到 2030时，就能成功地夺取已与细胞色素 aa3 结合的 CN-，使细胞色素 aa3 的活力恢复。但生成的氰化高铁血红蛋白在数分钟后又能逐渐解离而放出CN，此时再注射硫代硫酸钠，在肝脏的硫代硫酸-氰转硫酶的催化下可将 CN-转变成为无毒的硫氰化物，经肾脏随尿排出体外。（亚铁血红蛋白）Hb Fe2+（高铁血红蛋白）HbFe3+HbFe2+Cytaa3Fe3+-CN（无活性）HbFe3+-CNCytaa3Fe3+（活性）
