2018生物化学习题集 (4)

26．NADH经电子传递和氧化磷酸化可产生____个ATP，琥珀酸可产生____个ATP。 27．当电子从NADH经____传递给氧时，呼吸链的复合体可将____对H+从____泵到____，从而形成H+的 梯度，当一对H+经____ 回到线粒体____时，可产生____个ATP。

28．F1-F0复合体由____部分组成，其F1的功能是____，F0的功能是____，连接头部和基部的蛋白质叫____ 。 可抑制该复合体的功能。

29．动物线粒体中，外源NADH可经过____系统转移到呼吸链上，这种系统有____种，分别为____ 和____；而植物的外源NADH是经过____ 将电子传递给呼吸链的。 30．线粒体内部的ATP是通过____载体，以____方式运出去的。 31．线粒体外部的磷酸是通过____ 方式运进来的。

三、问答题

1．试比较生物氧化与体外物质氧化的异同。

2．描述NADH氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链的组成、排列顺序及氧化磷酸化的偶联部位。

3．试计算NADH氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链的能量利用率。 4．试述影响氧化磷酸化的诸因素及其作用机制。 5．试述体内的能量生成、贮存和利用 6．CO2与H2O以哪些方式生成？ 7．简述化学渗透学说。

8．ATP具有高的水解自由能的结构基础是什么？为什么说ATP是生物体内的“能量通货”？

【参考答案】 一、名词解释

1．物质在生物体内进行的氧化反应称生物氧化。

2．代谢物脱下的氢通过多种酶与辅酶所催化的连锁反应逐步传递，最终与氧结合为水，此过程与细胞呼吸有关故称呼吸链。

3．代谢物脱下的氢经呼吸链传递给氧生成水，同时伴有ADP磷酸化为ATP，此过程称氧化磷酸化。

4．物质氧化时每消耗1摩尔氧原子所消耗的无机磷的摩尔数，即生成ATP的摩尔数，此称P/O比值。

5．使氧化与ATP磷酸化的偶联作用解除的化学物质称解偶联剂。 6．化合物水解时释放的能量大于21KJ/mol，此类化合物称高能化合物。

7．细胞色素是一类以铁卟啉为辅基的催化电子传递的酶类，有特殊的吸收光谱而呈现颜色。

8. 能荷：能荷是细胞中高能磷酸键状态的一种数量上的衡量，能荷大小可以说明生物体中ATP-ADP-AMP系统的能量状态。

9. 高能键：指随着水解反应或基团转移反应可放出大量自由能(ΔG大于25kJ/mol)的键。主要指ATP/ADP中的焦磷酸键。各种化合物的化学键水解时释放的化学能量大于或近于ATP水解时释放的能量者均属高能键，如乙酰辅酶A的酯键。常用符号“～”表示。

10. 电子传递抑制剂：凡是能够阻断电子传递链中某部位电子传递的物质称为电子传递抑制剂。

11. 氧化磷酸化抑制剂：对电子传递和ADP磷酸化均有抑制作用的试剂称为氧化磷酸化的抑制剂，这类抑制剂抑制ATP的合成，抑制了磷酸化也一定会抑制氧化。

二、填空题

1.有机分子 氧化分解 可利用的能量

3.释放的自由能大于20.92kJ/mol ATP 通货 4.线粒体 线粒体内膜

5.生物氧化 底物 氧 H+＋e- 生物合成 6.NADH-CoQ Cytb-Cytc Cyta-a3-O2

7.复合体I 复合体III 复合体IV

8.构象偶联假说 化学偶联假说 化学渗透学说 化学渗透学说

9．复合体Ⅱ 泛醌 复合体Ⅲ 细胞色素c 复合体Ⅳ 10． NADH→泛醌 泛醌→细胞色素aa3→O2 30.5

11．α-磷酸甘油穿梭 苹果酸－天冬氨酸穿梭 琥珀酸 c 细胞色素

NADH 2 3 12．氧化磷酸化 底物水平磷酸化 13.氧化磷酸化 光合磷酸化 底物水平磷酸化 14． NAD+ FAD

15． Fe2S2 Fe4S4 半胱氨酸残基的硫 16．泛醌 细胞色素c 17．异咯嗪环

18． b560 b562 b566 c aa3 19．细胞色素aa3

20．复合体Ⅰ 复合体Ⅲ 复合体Ⅳ 21． F0 F1 F0 F1

22．鱼藤酮 粉蝶霉素A 异戊巴比妥 二巯基丙醇 一氧化碳 氰化物 23． CuZn-SOD Mn-SOD 超氧离子 24．加单氧酶 加双氧酶

25. 2，4－二硝基苯酚 瓦解H+电化学梯度 26. 3 2

27. 呼吸链 3 内膜内侧 内膜外侧 电化学 F1-F0复合体 内侧28. 三 合成ATP H+通道和整个复合体的基底 OSCP 寡霉素

c1 抗霉素A 硫化氢 1 29. 穿梭 二 －磷酸甘油穿梭系统 苹果酸穿梭系统 内膜外侧和外膜上的

NADH脱氢酶及递体 30. 腺苷酸 交换 31. 交换和协同 三、问答题

1．生物氧化与体外氧化的相同点：物质在体内外氧化时所消耗的氧量、 最终产物和释放的能量是相同的。生物氧化与体外氧化的不同点：生物氧化是在细胞内温和的环境中在一系列酶的催化下逐步进行的，能量逐步释放并伴有ATP的生成， 将部分能量储存于ATP分子中，可通过加水脱氢反应间接获得氧并增加脱氢机会，二氧化碳是通过有机酸的脱羧产生的。生物氧化有加氧、脱氢、脱电子三种方式，体外氧化常是较剧烈的过程，其产生的二氧化碳和水是由物质的碳和氢直接与氧结合生成的，能量是突然释放的。

2． NADH氧化呼吸链组成及排列顺序：NADH+H+→复合体Ⅰ（FMN、Fe-S）→CoQ→复合体Ⅲ（Cytb562、b566、Fe-S、c1）→Cytc→复合体Ⅳ（Cytaa3）→O2 。其有3个氧化磷酸化偶联部位，分别是NADH+H+→CoQ，CoQ→Cytc，Cytaa3→O2 。 琥珀酸氧化呼吸链组成及排列顺序：琥珀酸→复合体Ⅱ(FAD、Fe-S、Cytb560)→CoQ→复合体Ⅲ→Cytc→复合体Ⅳ→O2。其只有两个氧化磷酸化偶联部位，分别是CoQ→Cytc，Cytaa3→O2 。

3． NADH氧化呼吸链：NAD+/NADH+H+的标准氧化还原电位是-0.32V，1/2 O2/H2O 的标准氧化还原电位0.82V，据自由能变化与电位变化的关系：ΔG0'＝ -nFΔE0'， 1 摩尔氢对经NADH 氧化呼吸链传递与氧结合为1摩尔水，其释放的自由能为220.02KJ，NADH氧化呼吸链有三个氧化磷酸化偶联部位，可产生3 摩尔ATP ， 每摩尔ATP生成需30.5KJ，能量利用率＝3×30.5/220.02×100%＝42% 。琥珀酸呼吸链：计算过程与以上相似，其能量利用率＝36%。

4．影响氧化磷酸化的因素及机制：(1)呼吸链抑制剂：鱼藤酮、粉蝶霉素A、异戊巴比妥与复合体Ⅰ中的铁硫蛋白结合，抑制电子传递；抗霉素A、 二巯基丙醇抑制复合体Ⅲ；一氧化碳、氰化物、硫化氢抑制复合体Ⅳ。(2) 解偶联剂：二硝基苯酚和存在于棕色脂肪组织、骨骼肌等组织线粒体内膜上的解偶联蛋白可使氧化磷酸化解偶联。(3)氧化磷酸化抑制剂：寡霉素可与寡霉素敏感蛋白结合， 阻止质子从F0质子通道回流，抑制磷酸化并间接抑制电子呼吸链传递。(4)ADP的调节作用： ADP浓度升高，氧化磷酸化速度加快，反之，氧化磷酸化速度减慢。(5) 甲状腺素：诱导细胞膜Na+-K+-ATP酶生成，加速ATP分解为ADP，促进氧化磷酸化；增加解偶联蛋

白的基因表达导致耗氧产能均增加。(6)线粒体DNA突变：呼吸链中的部分蛋白质肽链由线粒体DNA编码，线粒体DNA因缺乏蛋白质保护和损伤修复系统易发生突变，影响氧化磷酸化。

5．糖、脂、蛋白质等各种能源物质经生物氧化释放大量能量，其中约40% 的能量以化学能的形式储存于一些高能化合物中，主要是ATP。ATP的生成主要有氧化磷酸化和底物水平磷酸化两种方式。ATP是机体生命活动的能量直接供应者， 每日要生成和消耗大量的ATP。在骨骼肌和心肌还可将ATP的高能磷酸键转移给肌酸生成磷酸肌酸，作为机体高能磷酸键的储存形式，当机体消耗ATP过多时磷酸肌酸可与ADP反应生成ATP，供生命活动之用。

6. CO2的生成方式为：单纯脱羧和氧化脱羧。水的生成方式为：代谢物中的氢经一酶体系和多酶体系作用与氧结合而生成水。

7.线粒体内膜是一个封闭系统，当电子从NADH经呼吸链传递给氧时，呼吸链的复合体可将H+从内膜内侧泵到内膜外侧，从而形成H+的电化学梯度，当一对H+ 经F1－F0复合体回到线粒体内部时时，可产生一个ATP。

8.负电荷集中和共振杂化。能量通货的原因：ATP的水解自由能居中，可作为多数需能反应酶的底物。

糖 类 代 谢

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