第四章 生物氧化与氧化磷酸化

高中生物学奥林匹克竟赛专用第1页共9页生物化学第四章生物氧化与氧化磷酸化（一）名词解释1．生物氧化（biologicaloxidation）2．呼吸链（respiratorychain）3．氧化磷酸化（oxidativephosphorylation）4．磷氧比P/O（P/O）5．底物水平磷酸化（substratelevelphosphorylation）6．能荷（energycharge）(二)填空题1．生物氧化有3种方式：_________、___________和__________。2．生物氧化是氧化还原过程，在此过程中有_________、_________和________参与。3．原核生物的呼吸链位于_________。4，△G0＇为负值是_________反应，可以_________进行。5．△G0＇与平衡常数的关系式为_________，当Keq＝1时，△G0＇为_________。6．生物分子的E0＇值小，则电负性_________，供出电子的倾向_________。7．生物体内高能化合物有_________、_________、_________、_________、_________、_________等类。8．细胞色素a的辅基是_________与蛋白质以_________键结合。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_________、_________、_________。11．磷酸甘油与苹果酸经穿梭后进人呼吸链氧化，其P/O比分别为_____和_____。12．举出三种氧化磷酸化解偶联剂_________、_________、_________。13．举出4种生物体内的天然抗氧化剂_________、_________、_________、_________。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。16．反应的自由能变化用_________表示，标准自由能变化用_________表示，生物化学中pH7.0时的标准自由能变化则表示为_________。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、N3ˉ、CO，的抑制作用分别是_________，_________，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_________。高中生物学奥林匹克竟赛专用第2页共9页生物化学24．H2S使人中毒机理是_________。25．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→ATP29．每对电子从FADH2转移到_________必然释放出2个H+进入线粒体基质中。30．细胞色素aa3辅基中的铁原子有_________结合配位键，它还保留_________游离配位键，所以能和_________结合，还能和_________、_________结合而受到抑制。31．体内CO2的生成不是碳与氧的直接结合，而是_________。32．线粒体内膜外侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是_________；而线粒体内膜内侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是_________。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2.4~2.8，说明β-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。(三)选择题1．如果质子不经过F1／F0-ATP合成酶回到线粒体基质，则会发生：A．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．ADPC．FADH2D．NADH3．下列氧化还原系统中标准氧化还原电位最高的是：A．延胡索酸琥珀酸B．CoQ／CoQH2C．细胞色素a（Fe2＋／Fe3＋）D．NAD＋／NADH4．下列化合物中，除了哪一种以外都含有高能磷酸键：A．NAD＋B．ADPC．NADPHD．FMN5．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．2.0B．2.5C．3.0D．3.57．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．ADPB．磷酸烯醇式丙酮酸C．ATPD．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：A．NAD+B．FMNC．CoQD．Fe·S9．下述哪种物质专一性地抑制F0因子：A．鱼藤酮B．抗霉素AC．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10B．11或12C．15或16D．17或1811．下列不是催化底物水平磷酸化反应的酶是：A．磷酸甘油酸激酶B．磷酸果糖激酶高中生物学奥林匹克竟赛专用第3页共9页生物化学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：A．NAD十／NADHB．细胞色素a（Fe3＋）／细胞色素a（Fe2＋）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．ATPB．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+0.03V）加到硫酸铁和硫酸亚铁（高铁/亚铁氧化还原电位+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C．H＋返回膜内时可以推动ATP酶合成ATPD．线粒体内膜外侧H＋不能自由返回膜内18．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NADHC．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19．胞浆中形成NADH+H+经苹果酸穿梭后，每摩尔产生ATP的摩尔数是：A．1B．2C．3D．420．呼吸链的各细胞色素在电子传递中的排列顺序是：A．c1→b→c→aa3→O2-；B．c→c1→b→aa3→O2-；C．c1→c→b→aa3→O2-；D．b→c1→c→aa3→O2-；(四)是非判断题()1．NADH在340nm处有吸收峰，NAD+没有，利用这个性质可将NADH与NAD+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。()3．生物氧化只有在氧气的存在下才能进行。()4．NADH和NADPH都可以直接进入呼吸链。()5．如果线粒体内ADP浓度较低，则加入DNP将减少电子传递的速率。()6．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ATP供机体利用。()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。()9．NADPH/NADP+的氧还势稍低于NADH/NAD-----+，更容易经呼吸链氧化。()10．寡霉素专一地抑制线粒体F1F0-ATPase的F0，从而抑制ATP的合成。高中生物学奥林匹克竟赛专用第4页共9页生物化学()11．ADP的磷酸化作用对电子传递起限速作用。()12．ATP虽然含有大量的自由能，但它并不是能量的贮存形式。（五）完成反应方程式1．4-细胞色素a3-Fe2++O2+4H+→4-细胞色素a3-Fe3++（）催化此反应的酶是：（）2．NADH+H++0.5O2+3ADP+()→NAD++3ATP+4H2O（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?2．氰化物为什么能引起细胞窒息死亡？其解救机理是什么？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？9．氧化作用和磷酸化作用是怎样偶联的？参考答案第四章生物氧化与氧化磷酸化（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CO2；底物氧化脱氢、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CO2和H2O的同时，释放的能量使ADP转变成ATP。2．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