生物氧化

（一）名词解释

1．生物氧化（biological oxidation）

．呼吸链（respiratory chain）2 ） 3．氧化磷酸化（oxidative phosphorylation ）（4．磷氧比P/OP/O 5．底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation） 6．能荷（energy charge） (二) 填空题 、___________和__________ 。1．生物氧化有3种方式：_________参________ 、_________和生物氧化是氧化还原过程，2．在此过程中有_________ 与。 。3．原核生物的呼吸链位于_________0 进行。反应，可以，△4G_________＇为负值是

_________00 _________Keq_________，当＝1时，△G。5．△G＇为＇与平衡常数的关系式为 。，供出电子的倾向6．生物分子的E＇值小，则电负性__________________0、_________．生物体内高能化合物有_________、_________、_________、7 __________________、等类。 a的辅基是_________与蛋白质以_________键结合。8．细胞色素 9．在无氧条件下，呼吸链各传递体都处于_________状态。 。_________、_________10．NADH呼吸链中氧化磷酸化的偶联部位是_________、 _____。P/O11．磷酸甘油与苹果酸经穿梭后进人呼吸链氧化，其比分别为_____和 。．举出三种氧化磷酸化解偶联剂12_________、_________、_________、种生物体内的天然抗氧化剂_________、_________、_________13．举出4 。_________ _________。、14．举出两例生物细胞中氧化脱羧反应_________ _________15．生物氧化是_________在细胞中，同时产生_________的过程。生表示，标准自由能变化用_________．16反应的自由能变化用表示，_________ 。_________时的标准自由能变化则表示为pH 物化学中 17．高能磷酸化合物通常指水解时_________的化合物，其中最重要的是_________，被称为能量代谢的_________。

18．真核细胞生物氧化的主要场所是_________，呼吸链和氧化磷酸化偶联因子都定位于_________。

19．以NADH为辅酶的脱氢酶类主要是参与_________作用，即参与从_________到_________电子传递作用；以NADPH为辅酶的脱氢酶类主要是将分解代谢中间产物上 的_________转移到_________反应中需电子的中间物上。

20．在呼吸链中，氢或电子从_________的载体依次向_________的载体传递。 21．线粒体氧化磷酸化的重组实验证实了线粒体内膜含有_________，内膜小瘤含有_________。 22．鱼藤酮，抗霉素A，CNˉ、Nˉ、CO，的抑制作用分别是_________，_________，3和_________。

23．磷酸源是指_________。脊椎动物的磷酸源是_________，无脊椎动物的磷酸源是_________。

24．HS使人中毒机理是_________。 225．线粒体呼吸链中电位跨度最大的一步是在_________。 26．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。

27．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。

28．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ADP + Pi → ATP

+ 进入线粒体基质中。 2个H转移到29．每对电子从FADH_________必然释放出230．细胞色素aa辅基中的铁原子有_________结合配位键，它还保留_________3游离配位键，所以能和_________结合，还能和_________、_________结合而受到抑制。

31．体内CO的生成不是碳与氧的直接结合，而是_________。 232．线粒体内膜外侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是_________；而线粒体内膜内 。_________磷酸甘油脱氢酶的辅酶是-侧的α．

33．动物体内高能磷酸化合物的生成方式有_________和_________两种。 34．在离体的线粒体实验中测得β-羟丁酸的磷氧比值（P/O）为~，说明β-羟丁酸氧化时脱下来的2H是通过_________呼吸链传递给O的；能生成2_________分子ATP。

(三) 选择题

1．如果质子不经过F／F-ATP合成酶回到线粒体基质，则会发生： 01A．氧化 B．还原 C．解偶联、 D．紧密偶联

2．离体的完整线粒体中，在有可氧化的底物存时下，加入哪一种物质可提高电子传递和氧气摄入量：

A．更多的TCA循环的酶 B．ADP C．FADH D．NADH 2

．下列氧化还原系统中标准氧化还原电位最高的是：3CoQH B．CoQ／ A．延胡索酸琥珀酸 22＋＋3＋） NADHFe Fe ／C．细胞色素a D．NAD（／4．下列化合物中，除了哪一种以外都含有高能磷酸键： ＋ B．ADP C．NADPH D．FMNA．NAD

5．下列反应中哪一步伴随着底物水平的磷酸化反应：

A．苹果酸→草酰乙酸 B．甘油酸-1,3-二磷酸→甘油酸-3-磷酸 C．柠檬酸→α-酮戊二酸 D．琥珀酸→延胡索酸 6．乙酰CoA彻底氧化过程中的P／O值是： A． B． C． D．

7．肌肉组织中肌肉收缩所需要的大部分能量以哪种形式贮存： A．ADP B．磷酸烯醇式丙酮酸 C．ATP D．磷酸肌酸 8．呼吸链中的电子传递体中，不是蛋白质而是脂质的组分为： + B．FMN C．CoQ D．A．NADFe·S 9．下述哪种物质专一性地抑制F因子： 0A．鱼藤酮 B．抗霉素A C．寡霉素 D．缬氨霉素

10．胞浆中1分子乳酸彻底氧化后，产生ATP的分子数：

A．9或10 B．11或12 C．15或16 D．17或18 ．下列不是催化底物水平磷酸化反应的酶是：11． A．磷酸甘油酸激酶 B．磷酸果糖激酶 C．丙酮酸激酶 D．琥珀酸硫激酶 12．在生物化学反应中，总能量变化符合：

A．受反应的能障影响 B．随辅因子而变 C．与反应物的浓度成正比 D．与反应途径无关 13．在下列的氧化还原系统中，氧化还原电位最高的是： 十3＋2＋） ）／细胞色素a a NADH B．细胞色素（Fe（．ANADFe／C．延胡索酸/琥珀酸 D．氧化型泛醌/还原型泛醌 14．二硝基苯酚能抑制下列细胞功能的是：

A．糖酵解 B．肝糖异生 C．氧化磷酸化 D．柠檬酸循环 15．活细胞不能利用下列哪些能源来维持它们的代谢：

A．ATP B．糖 C．脂肪 D．周围的热能

16．如果将琥珀酸（延胡索酸/琥珀酸氧化还原电位 + ）加到硫酸铁和硫酸亚铁（高铁/亚铁氧化还原电位 + ）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．硫酸亚铁和延胡索酸的浓度将增加 17．下列关于化学渗透学说的叙述哪一条是不对的： A．吸链各组分按特定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 ＋返回膜内时可以推动ATP酶合成ATPHC．

＋不能自由返回膜内H ．线粒体内膜外侧D18．关于有氧条件下，NADH从胞液进入线粒体氧化的机制，下列描述中正确的是： A．NADH直接穿过线粒体膜而进入

B．磷酸二羟丙酮被NADH还原成3-磷酸甘油进入线粒体，在内膜上又被氧化成磷酸二羟丙酮同时生成NADH

C．草酰乙酸被还原成苹果酸，进入线粒体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．

+经苹果酸穿梭后，每摩尔产生ATP的摩尔数是：19．胞浆中形成NADH+H A．1 B．2 C．3 D．4

20．呼吸链的各细胞色素在电子传递中的排列顺序是：

A．c→b→c→aa→O； B． c→c→b→aa→O； 211233D． b→c→；cC．c→→b→aa→O c→ aa→O ；221331 是非判断题 (四) ++ NAD340nm处有吸收峰，没有，利用这个性质可将NADHNAD与NADH( )1．在 区分开来。 ( )2．琥珀酸脱氢酶的辅基FAD与酶蛋白之间以共价键结合。 ．生物氧化只有在氧气的存在下才能进行。( )3 NADPH都可以直接进入呼吸链。和( )4．NADH DNP( )5．如果线粒体内ADP浓度较低，则加入将减少电子传递的速率。．磷酸肌酸、磷酸精氨酸等是高能磷酸化合物的贮存形式，可随时转化为( )6 供机体利用。ATP ( )7．解偶联剂可抑制呼吸链的电子传递。 ( )8．电子通过呼吸链时，按照各组分氧还电势依次从还原端向氧化端传递。++ NADH / NADNADPH / NADP( )9．，更容易经呼吸链氧化。的氧还势稍低于 -ATPaseFF的合成。，从而抑制的FATP．寡霉素专一地抑制线粒体( )10010 ( )11．ADP的磷酸化作用对电子传递起限速作用。 虽然含有大量的自由能，但它并不是能量的

贮存形式。ATP( )12．

（五）完成反应方程式3+ + 2+ -Fea 4-+ 4H-Fe细胞色素．14-a+ O→细胞色素+（） 32 3 （催化此反应的酶是： ）

+ + +3ATP + 4H→+ 3ADP + ( ) NAD+ H．2NADH + O2

（六）问答题（解题要点） 1?．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 ．氰化物为什么能引起细胞窒息死亡？其解救机理是什么？2． 3．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？

4．在体内ATP有哪些生理作用？

5．有人曾经考虑过使用解偶联剂如2,4-二硝基苯酚（DNP）作为减肥药，但很快就被放弃使用，为什么？

6．某些植物体内出现对氰化物呈抗性的呼吸形式，试提出一种可能的机制。 7．什么是铁硫蛋白？其生理功能是什么？ 8．何为能荷？能荷与代谢调节有什么关系？ ．氧化作用和磷酸化作用是怎样偶联的？9． 参考答案

（一）名词解释

1． 生物氧化： 生物体内有机物质氧化而产生大量能量的过程称为生物氧化。生物氧化在细胞内进行，氧化过程消耗氧放出二氧化碳和水，所以有时也称之为“细胞呼吸”或“细胞氧化”。生物氧化包括：有机碳氧化变成CO；底2物氧化脱氢、氢及电子通过呼吸链传递、分子氧与传递的氢结成水；在有机物被氧化成CO和HO的同时，释放的能量使ADP转变成ATP。 222． 呼吸链：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顺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用于合成ATP，以作为生物体的能量来源。

3． 氧化磷酸化：在底物脱氢被氧化时，电子或氢原子在呼吸链上的传递过程中伴随ADP磷酸化生成ATP的作用，称为氧化磷酸化。氧化磷酸化是生物体内的糖、脂肪、蛋白质氧化分解合成ATP的主要方式。

4． 磷氧比：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ATP的分子数）称为磷氧比值（P／O）。如NADH的磷氧比值是3，FADH的磷氧比值是2。 25． 底物水平磷酸化：在底物被氧化的过程中，底物分子内部能量重新分布产生高能磷酸键（或高能硫酯键），由此高能键提供能量使ADP（或GDP）磷酸化生成ATP（或GTP）的过程称为底物水平磷酸化。此过程与呼吸链的作用无关，以底物水平磷酸化方式只产生少量ATP。

如在糖酵解（EMP）的过程中，3-磷酸甘油醛脱氢后产生的1,3-二磷酸甘油酸，在磷酸甘油激酶催化下形成ATP的反应，以及在2-磷酸甘油酸脱水后产生的磷酸烯醇式丙酮酸，在丙酮酸激酶催化形成ATP的反应均属底物水平的磷酸化反应。另外，在三羧酸环（TCA）中，也有一步反应属底物水平磷酸化反应，如α-酮戊二酸经氧化脱羧后生成高能化合物琥珀酰～CoA，其高能硫酯键在琥珀酰CoA合成酶的催化下转移给GDP生成GTP。然后在核苷二磷酸激酶作用下，GTP 。

ATP生成ADP又将末端的高能磷酸根转给．

6．能荷：能荷是细胞中高能磷酸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。

（二）填空题

1．脱氢；脱电子；与氧结合 2．酶；辅酶；电子传递体 3．细胞质膜上 4．放能；自发进行 0 0 eq；．△G＇＝-RTlnK＇5 6．大；大．焦磷酸化合物；酰基磷酸化合物；烯醇磷酸化合物；胍基磷酸化合物；硫酯7 化合物；甲硫键化合物 ；非共价 A8．血红素 ．还原 9 ；复合物Ⅲ；复合物Ⅳ 10．复合物I ；3 11．2 二硝基苯酚；缬氨霉素；解偶联蛋白 12．2,4- ；β-胡萝卜素GSH13．维生素E；维生素C； 14．丙酮酸脱氢酶；异柠檬酸脱氢酶； 分解氧化； 可供利用的化学能15．燃料分子； G°＇； ΔG°；Δ16．ΔG ；即时供体 mol17．释放的自由能大于／；ATP ．线粒体；线粒体内膜上 18 ．呼吸；底物；氧；电子；生物合成 19 ．低氧还电势；高氧还电势 20 F-F复合体21．电子传递链的酶系；01O Cytaa和 Cytb和Cytc之间之间．22NADH和CoQ 2 13 23．贮存能量的物质；磷酸肌酸；磷酸精氨酸 结合，阻断呼吸链24．与氧化态的细胞色素aa3 O→．细胞色素25aa 23．

26．NADH；FADH；初始受体 227．化学渗透学说；米切尔（Mitchell） 28．线粒体；质子泵；氧化还原电位；ATP 29．CoQ

-。 ；CN 1个；O；CO30．5个；231．有机酸脱羧生成的 32．NAD；FAD

33．氧化磷酸化；底物水平磷酸化 34．NADH呼吸链；3个分子ATP

（三） 选择题

1．C：当质子不通过F进人线粒体基质的时候，ATP就不能被合成，但电子照样0进行传递，这就意味着发生了解偶联作用。

2．B：ADP作为氧化磷酸化的底物，能够刺激氧化磷酸化的速率，由于细胞内氧化磷酸化与电子传递之间紧密的偶联关系，所以ADP也能刺激电子的传递和氧气的消耗。 3．C：电子传递的方向是从标准氧化还原电位低的成分到标准氧化还原电位高的 2＋3＋）／Fe 成分，细胞色素a（Fe）最接近呼吸链的末端，因此它的标准氧化还原电位最高。

+ 和NADPH的内部都含有ADP： NAD基团，因此与ADP一样都含有高能磷酸4．D键，烯醇式丙酮酸磷酸也含有高能磷酸键，只有FMN没有高能磷酸键。

5．B：甘油酸-1,3-二磷酸→甘油酸-3-磷酸是糖酵解中的一步反应，此反应中有ATP的合成。

6．C： 乙酰CoA彻底氧化需要消耗两分子氧气，即4个氧原子，可产生12分子的ATP，因此P／O值是12／4＝3