第六章生物氧化
【目的与要求】
1、掌握生物氧化的概念和特点；呼吸链的概念、产能部位、各成分的排列顺序；
氧化磷酸化概念及电子传递的抑制与解偶联。
2、熟悉氧化磷酸化机制；ATP 贮存和利用。
3、了解呼吸链的组成。
【教学内容】
1、生物氧化的概述。
2、呼吸链。
3、氧化磷酸化。
【重点与难点】
1、呼吸链各成分的排列顺序、产能部位，偶联机制。
2、氧化磷酸化概念、电子传递的抑制和解偶联。
【教学方法】
多媒体授课。
【教学时数】
5学时
第一节 概述
一、生物氧化的定义
生物细胞将糖、脂、蛋白质等燃料分子氧化分解 , 最终生成 CO 2 和 H 2O 并释放出能量的作用称为生物氧化。生物氧化包含了细胞呼吸作用中的一系列氧化还原反应 , 所以又称为细胞氧化或细胞呼吸。在真核生物细胞生物氧化在线粒体中进行，而原核生物是在细胞质膜上进行的。
CO 2的生成：生物体内CO 2的生成来源于有机物转变为含羧基化合物的脱羧作用。（直
接脱羧、氧化脱羧）
H 2O 的生成：代谢物在脱氢酶催化下脱下的氢由相应的氢载体（NAD +、NADP +、FAD 、
FMN 等）所接受，再通过一系列递氢体或递电子体传递给氧而生成H 2O 。
二、生物氧化的过程：
三个阶段：
(1) 第一阶段：糖、脂、蛋白分解为其基本组成单位—葡萄糖、脂肪酸和甘油及氨
基酸。
(2) 第二阶段：经一系列反应生成活泼的二碳化合物乙酰CoA 。 (3) 第三阶段：经三羧酸循环彻底氧化成CO 2 和 H 2 O 并释放出能量
三、生物氧化的特点
有机物在生物体内完全氧化与在体外燃烧而被彻底氧化 , 在本质上是相同的 , 最终的产物都是 CO 2 和 H 2O, 同时所释放能量的总值也相等。生物氧化是在活细胞内进行的 , 它与体外的直接氧化相比又有许多不同的特点：
1、 生物氧化在常温、常压、接近中性的 pH 和多水环境中进行；是在一系列酶、
辅酶和中间传递体的作用下逐步进行的；
2、 氧化反应分阶段进行 , 能量逐步释放 , 既避免了能量骤然释放对机体的损害,
糖原
三酯酰甘油
蛋白质
葡萄糖 脂酸+甘油
氨基酸
H H 2O
又使得生物体能充分、有效地利用释放的能量；
3、生物氧化过程中释放的化学能通常被偶联的磷酸化反应所利用, 贮存于高能磷
酸化合物( 如ATP) 中, 当生命活动需要时再释放出来。
四、生物氧化的方式：
生物氧化的本质是电子的得失，失电子者为还原剂，是电子供体，得电子者为氧化剂，是电子受体。在生物氧化过程中，主要包括如下几种氧化方式。
1、脱氢：物质分子中脱下一对氢原子，如醇氧化为醛。
2、加氧：物质分子中直接加入氧分子或氧原子，如醛氧化为酸。
3、失电子：原子或离子在反应中失去电子，其正价数升高，这也是氧化。如细胞
色素中铁的氧化。
五、氧化还原电位
在氧化还原反应中，自由能的变化与反应供出或得到电子的趋势成比例。
这种趋势用氧化还原电位表示（E）。
△E'= 标准氧化电位－标准还原电位
△E'值越小，电负性越大，还原能力越强；
△G'=－n F△E'
可以根据△E'计算出化学反应的自由能变化。
六、高能化合物
1、定义
高能化合物：在标准条件下(pH7，25℃，1mol/L)发生水解时，可释放出大量自由能的化合物。习惯上把“大量”定义为5kcal/mol(即21千焦/摩尔)以上。
高能磷酸化合物：分子中含磷酸基团，它被水解下来时释放出大量的自由能，这类高能化合物。
高能键：在高能化合物分子中，被水解断裂时释放出大量自由能的活泼共价键。高能键常用符号“ ~ ”表示。
注意：
高能键并不是这个键集中了大量的能量，而是指水解这个键前后的分子结构存在着很大的自由能的改变。
“高能键”≠“键能高”
2. 高能化合物的类型
根据分子结构和高能键的特征，高能化合物可分为：
3. 最重要的高能化合物—ATP ATP 的特殊作用
在pH=7环境中，ATP 分子中的三个磷酸基团完全解离成带4个负电荷的离子形式（ATP 4-），具有较大势能，加之水解产物稳定，因而水解自由能很大（ΔG °′=-30.5千焦/摩尔）。ATP 为生物界的“能量货币”，它是生命活动中最重要的能量供体。
其原因在于：ATP 的DG0'值介于其它高能化合物和普通化合物之间，从而使它在生物体内的能量转换过程中能够起中间载体的作用。放能反应和吸能反应往往要通过ADP 和ATP 的相互转变而偶联起来。
ATP 的另一功能是作为磷酸基团转移反应的中间载体。这也是由于它的磷酸基团转移势能在常见的含磷酸基团化合物中处于中间位置。
(1) ATP 是生物能存在的主要形式，是细胞内的“能量通货” (2) ATP 是细胞内磷酸基团转移的中间载体 (3) 生成核苷三磷酸： 核苷二磷酸激酶的作用
ATP + NDP
ADP + NTP 腺苷酸激酶的作用
ADP + ADP ATP + AMP 肌酸激酶的作用
高能化合物
磷酸化合物
非磷酸化合物
磷氧型
磷氮型：磷酸肌酸、磷酸精氨酸
硫酯键化合物：酰基辅酶A
甲硫键化合物：S-腺苷甲硫氨酸
烯醇磷酸化合物：磷酸烯醇式丙酮酸
酰基磷酸化合物：乙酰磷酸
焦磷酸化合物：ATP
4. ADP 磷酸化的方式
在生物细胞内，形成ATP 的方式有两种：生物氧化(异养细胞)和光合作用(自养细胞)。
1) 生物氧化产生ATP
生物体降解燃料分子的主要意义是取得供其发育所需要的能量。因此，利用生物氧化形成ATP ，是生物体内ATP 形成的主要方式。
生物氧化的第一阶段也能产生少量的ATP ，这是以底物水平磷酸化的方式产生的； 生物氧化的第二阶段是产生ATP 的主要阶段，通过氧化磷酸化的方式产生。 底物水平磷酸化：代谢物通过氧化形成的高能磷酸化合物直接将磷酸基团转移给ADP ，使之磷酸化生成ATP 。
氧化磷酸化：NADH 或FADH 2将电子传递给O 2的过程与ADP 的磷酸化相偶联，使电子传递过程中释放出的能量用于ATP 的生成。氧化磷酸化的过程需要氧气作为最终的电子受体，它是需氧生物合成ATP 的主要途径。 2) 光合作用产生ATP
在光合作用的过程中也能形成ATP ，这种ADP 的磷酸化方式叫光合磷酸化。 光合磷酸化：由光驱动的电子传递过程与ADP 的磷酸化相偶联，使电子传递过程中释放出的能量用于ATP 的生成。 4 能荷
细胞的能量状态可用能荷(energy charge)表示。
能荷是细胞中高能磷酸状态一种数量上的衡量，它的大小可用下式表示：
能荷的数值在0~1之间。大多数细胞维持的稳态能荷状态在0.8-0.95的范围内。 意义：
ATP 生成和消耗的途径和细胞的能荷状态相呼应。
氧化磷酸化 底物水平磷化 (肌肉收缩) (物质主动转运) 化学能(合成代谢) 电能(生物电) 热能(维持体温)
生物体内能量的储存和利用都以ATP
为中心。
定义式：能荷= —————————
[A TP]+[ADP]+[AMP] [A TP]+0.5[ADP]
高能荷时，ATP 生成过程被抑制，而ATP 的利用过程被激发； 低能荷时，其效应相反。
所以说，能荷对代谢起着重要的调控作用。
能荷由ATP 、ADP 和AMP 的相对数量决定，数值在0~1之间，反映细胞能量水平。能荷对代谢的调节可通过ATP 、ADP 和AMP 作为代谢中某些酶分子的别构效应物进行变构调节来实现。
能荷
相对速率
ATP 的利用途径
ATP 的生成途径
能荷对ATP 的生成途径和A TP 的利用途径相对速率
的 影响
第二节呼吸链
呼吸链又叫电子传递体系或电子传递链，它是代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后，经过一系列的传递体，最后传递给被激活的氧原子，而生成水的全部体系。在真核生物细胞内，它位于线粒体内膜上，原核生物中，它位于细胞膜上。在呼吸链中酶或传递体作用时，实际上是以辅基或辅酶的变化（氧化还原变化）来表达反应机制的
一、呼吸链的组成
1、烟酰胺脱氢酶
（1）特点：
以NAD+或NADP+为辅酶，存在于线粒体、基质或胞液中。
（2）传递氢机理：
NAD(P) + + 2H+ +2e←→NAD(P)H + H+
2、黄素酶类
（1）特点：
以FAD或FMN为辅基，酶蛋白为细胞膜组成蛋白
（2）传递氢机理:
FAD(FMN)+2H←→FAD(FMN)H2
3、铁硫蛋白
（1）特点：
含有Fe和对酸不稳定的S原子，Fe和S常以等摩尔量存在（Fe2S2, Fe4S4)，构成Fe—S中心，Fe与蛋白质分子中的4个Cys残基的巯基与蛋白质相连结。
（2）传递电子机理：
+e
Fe3+←→Fe2+
-e
4、泛醌
（1）特点：
带有聚异戊二烯侧链的苯醌，脂溶性，位于膜双脂层中，能在膜脂中自由泳动。
（2）传递氢机理：
+2H
CoQ ←→CoQH2
－2H
5、细胞色素（Cyt）
（1）特点：
以血红素（heme）为辅基，血红素的主要成份为铁卟啉。
（2）类别:
根据吸收光谱分成a 、b 、c 三类，呼吸链中含5种（b 、c 、c 1、a 和a 3)，cyt b 和cytc 1、
cytc 在呼吸链中的中为电子传递体，a 和a 3以复合物物存在，称细胞色素氧化酶，其分子中除含Fe 外还含有Cu ，可将电子传递给氧，因此亦称其为末端氧化酶。 （3）传递电子机理：
+e
Fe 3+（Cu+） ←→ Fe 3+( Cu 2+)
-e 6、四种复合体
(1) 复合体Ⅰ（NADH-泛醌还原酶）：由一分子NADH 还原酶（FMN ），两分子铁硫
蛋白（Fe-S ）和一分子CoQ 组成，其作用是将（NADH+H+）传递给CoQ 。 (2) 复合体Ⅱ（琥珀酸-泛醌还原酶）：由一分子琥珀酸脱氢酶（FAD ），两分子铁硫
蛋白和两分子Cytb560组成，其作用是将FADH2传递给CoQ 。
(3) 复合体Ⅲ（泛醌-细胞色素c 还原酶）：由两分子Cytb （分别为Cytb562和
Cytb566），一分子Cytc 1和一分子铁硫蛋白组成，其作用是将电子由泛醌传递给Cytc 。
(4) 复合体Ⅳ（细胞色素c 氧化酶）：由一分子Cyta 和一分子Cyta 3组成，含两个铜
离子，可直接将电子传递给氧，故Cytaa 3又称为细胞色素c 氧化酶，其作用是将电子由Cytc 传递给氧。
二、呼吸链成分的排列顺序
在线粒体内，主要的呼吸链有两条： NADH 氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链。通过两条呼吸链NADH 和FADH 2的彻底氧化（末端电子传递链）
1、呼吸链的顺序由以下实验确定： ① 标准氧化还原电位 ② 拆开和重组 ③ 特异抑制剂阻断
④还原状态呼吸链缓慢给氧
2、作用：
呼吸链的作用是接受还原性辅酶上的氢原字对(2H++2e)，使辅酶分子氧化，并将电子对顺序传递，直至激活分子氧，使氧负离子(O2-)与质子对(2H+)结合，生成水。电子对在传递过程中逐步氧化放能，所释放的能量驱动ADP和无机磷发生磷酸化反应，生成ATP。
第三节 氧化磷酸化
一、氧化磷酸化：
在线粒体中，底物分子脱下的氢原子经递氢体系传递给氧，在此过程中释放能量使ADP 磷酸化生成ATP ，这种能量的生成方式就称为氧化磷酸化。 是代谢物的氧化反应与ATP 的磷酸化反应的偶联。 二、底物水平磷酸化：
是底物分子内部能量重新分布，生成高能键，使ADP 磷酸化生成ATP 的过程。其特点是ATP 的形成与中间代谢产物进行的磷酸基团转移反应相偶联，反应无需分子氧的参与。
X~P+ADP
XH+ATP
三、氧化磷酸化的偶联部位：
偶联部位有 3 个： N ADH → CoQ ， CoQ → Cytc 及 Cytaa 3 → O 2
四、氧化磷酸化的偶联机理
关于氧化磷酸化的偶联机理目前有三种学说：化学偶联学说、结构偶联学说与化学渗透学说目前公认的机制是1961年由Mitchell 提出的化学渗透学说。 1、化学渗透学说：
（1）递氢体和递电子体交替排列，有序定位于完整的线粒体内膜上。 （2）呼吸链中复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ中的递氢体具有质子泵的作用。
（3）完整的线粒体内膜有选择透性，H+不能自由通过。在质子泵的作用下产生了
跨膜的质子浓度梯度和电位梯度。又叫质子推动力。
（4）质子推动力可以被存在于线粒体内膜上的ATP 合酶利用，生成高能磷酸基团，
并与ADP 结合而合成ATP 。
氧化磷酸化作用的关键因素是质子（H +）梯度和完整的线粒体内膜。
ATP
ATP
ATP
2、ATP 合酶
在电镜下，ATP 合酶分为三个部分，即头部，柄部和基底部。但如用生化技术进行分离，则只能得到F 0（基底部+部分柄部）和F 1（头部+部分柄部）两部分。A TP 合酶的中心存在质子通道，当质子通过这一通道进入线粒体基质时，其能量被头部的ATP 合酶催化活性中心利用以合成ATP 。
五、P/O 比值：
是指每消耗一摩尔氧原子所消耗无机磷酸的摩尔数。根据所消耗的无机磷酸摩尔数，可间接测出ATP 生成量。由于在氧化磷酸化过程中，每传递一对电子消耗一个氧原子，而每生成一分子ATP 消耗一分子Pi ，因此P/O 的数值相当于一对电子经呼吸链传递至分子氧所产生的ATP 分子数。实验表明NADH 呼吸链的P/O 值是2.5，即每消耗一摩尔氧原子就可形成2.5摩尔A TP ，FADH 2呼吸链的P/O 值是1.5，即消耗一摩尔氧原子可形成1.5摩尔A TP 。故NADH 氧化呼吸链有三个生成ATP 的偶联部位，而琥珀酸氧化呼吸链只有两个生成ATP 的偶联部位。
六、氧化磷酸化的抑制及解偶联 1、 呼吸链的抑制剂：
内膜
F 0F 1 ATP 酶
e -
ADP+Pi
底物
H +
ATP
H
+
H +
H +
基质 膜间隙
电子传递链
β
ε
α
O S C P δ F 1
H +通道
γ
α
β β F O
柄
D C C D 结合蛋白
基质表面
外表面
α
能够抑制呼吸链递氢或递电子过程的药物或毒物称为呼吸链的抑制剂。能够抑制第一位点的有异戊巴比妥、安密妥、粉蝶霉素A、鱼藤酮等；能够抑制第二位点的有抗霉素A和二巯基丙醇；能够抑制第三位点的有CO、H2S和CN-、N3-。其中，CN-和N3-主要抑制氧化型Cytaa3-Fe3+，而CO和H2S主要抑制还原型Cytaa3-Fe2+。
2、解偶联剂：
抑制呼吸链的递氢或递电子过程，但能使氧化产生的能量不能用于ADP的磷酸化的试剂称为解偶联剂。其机理是增大了线粒体内膜对H+的通透性，使H+的跨膜梯度消除，从而使氧化过程释放的能量不能用于ATP的合成反应。主要的解偶联剂有2,4-二硝基酚。使电子传递产生的自由能变为热能。它只抑制氧化磷酸化，对底物水平磷酸化无影响。
3、氧化磷酸化的抑制剂：
直接干扰ATP的生成，结果即阻断了呼吸链的电子传递又抑制了ATP的形成。它们并不与电子传递链上的载体作用，而是直接作用于线粒体内膜上的ATP合酶。如寡霉素。
4、离子载体抑制剂：
指那些能与某种离子结合，并作为这些离子的载体携带离子穿过线粒体内膜的脂双层进入线粒体的化合物。实质是破坏了膜两侧的电位梯度。如缬氨霉素、短杆菌肽等。
八、线粒体穿梭系统
线粒体外的NADH通过间接的途径——穿梭机制进入线粒体。动物细胞内已知有两个穿梭系统：
磷酸甘油穿梭系统，主要存在于肌细胞；苹果酸穿梭系统，主要存在于肝细胞。
磷酸甘油穿梭系统
通过3-磷酸甘油与DHAP之间的转换，胞液中的NADH间接地转变为内膜上的FADH2，经由内膜上的3-磷酸甘油脱氢酶(也是以FAD为辅基的黄素蛋白)进入FADH2呼吸链。这种方式不通过复合物Ⅰ，P/O为2。
苹果酸穿梭系统
谷草转氨酶，苹果酸脱氢酶，以及一系列的透性酶。
通过苹果酸与草酰乙酸之间的转换，间接地将细胞质中的NADH转变为线粒体内的NADH，从而进入NADH呼吸链。
这种方式要通过复合物Ⅰ，P/O为3。
【思考题】
1. 名词解释：
（1）生物氧化（2）呼吸链（3）磷氧比（4）底物水平磷酸化（5）氧化磷酸化（6）解偶联（7）高能键（8）细胞色素氧化酶（9）穿梭机制
（10）ATP合成酶
2. 何谓高能化合物？举例说明生物体内有哪些高能化合物？
3. 氰化物为什么能引起细胞窒息死亡？其解救机理是什么？
4. 以前有人曾经考虑过使用解偶联剂如DNP作为减肥药，但不久即被放弃使用，为什么？
5. 在呼吸链中, NAD+、FAD、CoQ及细胞色素类物质是如何行使传递氢原子和电子功能的？
6. 琥珀酸脱氢酶能否使用NAD+作为辅基，为什么？
1生物化学第六章生物氧化 生物化学第六章生物氧化 1.相对浓度升高时可加速氧化磷酸化的物质是 A.FAD B.UTP C.NADPH D.NADP+ E.ADP 2.线粒体中呼吸链的排列顺序哪个是正确的 A.NADH-FMN-CoQ-Cyt-O 2 B.ADH 2-NAD +-CoQ-Cyt-O 2 C.FADH 2-FAD-CoQ-Cyt-O 2 D.NADH-FAD-CoQ-Cyt-O 2 E.NADH-CoQ-FMN-Cyt-O 2 3.2H 经过琥珀酸氧化呼吸链传递可产生的ATP 数为 A.1.5 B.2.5 C.4 D.6 E.12 4.体内细胞色素C 直接参与的反应是 A.叶酸还原 B.糖酵解 C.肽键合成 D.脂肪酸合成 E.生物氧化 5.大多数脱氢酶的辅酶是 A.NAD + B.NADP + C.CoA D.Cyt c E.FADH 2 6.电子按下列各途径传递，能偶联磷酸化的是 A.Cyt —Cytaa 3 B.CoQ--Cytb C.Cytaa 3—O 2 D.琥珀酸--FAD E.FAD —CoQ 7.生命活动中能量的直接供体是 A.三磷酸腺苷 B.脂肪酸 C.氨基酸 D.磷酸肌酸 E.葡萄糖 8.下列化合物不属高能化合物的是 A.1，3-二磷酸甘油酸 B.乙酰CoA C.AMP D.氨基甲酰磷酸 E.磷酸烯醇式丙酮酸 9.每mol 高能键水解时释放的能量大于 A.5KJ
B.20KJ C.21KJ D.40KJ E.51KJ 10.关于ATP在能量代谢中的作用，错误的是 A.ATP是生物能量代谢的中心 B.ATP可转变为其他的三磷酸核苷 C.ATP属于高能磷酸化合物 D.ATP与磷酸肌酸之间可以相互转变 E.当ATP较富余时，磷酸肌酸将-P转移给ADP生成ATP 11.氰化物中毒抑制的是 A.细胞色素 b B.细胞色素c C.细胞色素cl D.细胞色素aa3 E.辅酶Q 12.氰化物的中毒机理是 A.大量破坏红细胞造成贫血 B.干扰血红蛋白对氧的运输 C.抑制线粒体电子传递链 D.抑制呼吸中枢，使通过呼吸摄入氧量过低 E.抑制ATP合酶的活性 https://www.doczj.com/doc/c613552945.html,-.CO中毒是由于 A.使体内ATP生成量减少 B.解偶联作用 C.使Cytaa3丧失传递电子的能力，呼吸链中断 D.使ATP水解为ADP和Pi的速度加快 E.抑制电子传递及ADP的磷酸化 14.下列化合物中除哪一项外都是呼吸链的组成成分 A.CoQ B.Cytb C.CoA D.NAD+ E.aa3 15.生物体内ATP最主要的来源是 A.糖酵解 B.TCA循环 C.磷酸戊糖途径 D.氧化磷酸化作用 E.糖异生 16.通常生物氧化是指生物体内 A.脱氢反应 B.营养物氧化成H2O和CO2的过程 C.加氧反应 D.与氧分子结合的反应 E.释出电子的反应 17.下列有关氧化磷酸化的叙述，错误的是 A.物质在氧化时伴有ADP磷酸北生成ATP的过程 B.氧化磷酸化过程存在于线粒体内 C.P/O可以确定ATP的生成数 D.氧化磷酸化过程有两条呼吸链 E.电子经呼吸链传递至氧都产生3分子ATP 2生物化学第六章生物氧化
第六章 生物氧化 名词解释 生物氧化： 解偶联剂： 呼吸链： 细胞色素氧化酶： NADH氧化呼吸链： 底物水平磷酸化： 氧化磷酸化： P／O比值： 解偶联作用： 高能磷酸化合物： 超氧化物歧化酶(SOD)： 递氢体和递电子体: 化学渗透假说： α-磷酸甘油穿梭(a-glycerophosphateshuttle) 苹果酸—天冬氨酸穿梭(malate-asparateshuttle) 加单氧酶： 问答题 1. 简述体内能量以及水生成的方式。 2. 以感冒或患某些传染性疾病时体温升高说明解偶联剂对呼吸链作用的影响。 3. 何谓呼吸链，它有什么重要意义? 4. 试述线粒体体外的的物质脱氢是否可以产生能量?如可以，是通过何种机制? 5. 给受试大鼠注射DNP(二硝基苯酚)可能引起什么现象?其机制何在? 6. 当底物充足时(如乳酸等)，在呼吸链反应系统中加入抗霉素A，组分NADH和Cytaa3的氧化还原状态是怎样的? 7. 何谓加单氧酶(monooxygenase)?简述其存在部位、组成、催化的反应及其特点。 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. 生物氧化的主要内容有哪些?试说明物质在体内氧化和体外氧化有哪些异同点? 10. 人体生成A TP的方式有哪几种?请详述具体生成过程。 11. NADH氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链有何区别? 12. 胞浆中的NADH如何参加氧化磷酸化过程?试述其具体机制。 参考答案： 名词解释 生物氧化： [答案]物质在生物体内进行氧化称为生物氧化，主要是指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量，最终生成二氧化碳与水的过程。
第六章生物氧化答案 名词解释 生物氧化：糖、脂肪、蛋白质等有机物在生物体内彻底氧化生成二氧化碳和水，并逐步释放能量的过程。 呼吸链：传递氢（或电子）的酶或辅酶按一定的顺序排列在线粒体内膜上，组成递氢或递电子体系，称为电子传递链，该体系进行的一系列传递过程与细胞摄取氧的呼吸过程相关，又称为呼吸链。 解偶联剂：能破坏氧化与磷酸化相偶联的作用称为解偶联作用。能引起解偶联作用的物质称为解偶联剂。 填空题 1、糖、脂肪、蛋白质彻底氧化生成二氧化碳和水能量 2、NADH呼吸链和FAD呼吸链辅酶（辅基） 3、CoQ 4、有机酸脱羧 5、底物磷酸化和氧化磷酸化 6、NADH 3 7、2 3 简答题 1. 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？ 生物氧化过程中，代谢物脱下的氢沿呼吸链传递的过程中，逐步释放的能量可以使ADP 磷酸化生成ATP，这种氧化释放能量和ADP磷酸化截获能量相偶联的作用称为氧化磷酸化。 NADH呼吸链中有3个氧化磷酸化偶联部位：①NADH和CoQ之间；②细胞色素b和c之间；③细胞色素aa3和O2之间。 2．生物氧化的特点是什么？ （1）生物氧化在细胞内进行，是在酶的催化下，在体温、近中性pH及有水的环境中逐步进行的。 （2）生物氧化中能量是逐步释放的，这样不会因能量的骤然释放而损害机体，同时使释放的能量得到有效的利用。生物氧化过程所释放的能量通常先贮存在一些高能化合物如ATP中，以后通过这些物质的转移作用，满足肌体生命活动需要。 （3）CO2的生成是有机物氧化的中间产物有机酸经脱羧反应而生成的；水则是在一系列酶的催化作用下，将有机物脱下的氢经过一连串的递氢或递电子反应，最终与氧化合的产
问题1得10 分，满分10 分体内CO2来自： 所选答案： D. 有机酸的脱羧 问题2得10 分，满分10 分线粒体氧化磷酸化解偶联是意味着： 所选答案： D. 线粒体能利用氧，但不能生成ATP 问题3得10 分，满分10 分劳动或运动时ATP因消耗而大量减少，此时： 所选答案： E. ADP相应增加，ATP/ADP下降，呼吸随之加快 问题4得10 分，满分10 分人体活动主要的直接供能物质是： 所选答案： B. ATP 问题5得10 分，满分10 分氰化物中毒时，被抑制的是： 所选答案： E. Cyt aa3 问题6得10 分，满分10 分肝细胞胞液中的NADH进入线粒体的机制是： 所选答案： C. 苹果酸-天冬氨酸穿梭 问题7得10 分，满分10 分在胞质中进行的与生成能量有关的代谢途径是 所选答案： D. 糖酵解 问题8得10 分，满分10 分体内ATP生成的主要方式是
所选答案： B. 氧化磷酸化 问题9得10 分，满分10 分下列哪个物质不是琥珀酸呼吸链的组分 所选答案： A. NAD+ 问题10得10 分，满分10 分脂溶性的递氢体是 所选答案： B. CoQ 问题11得10 分，满分10 分下列能显著促进氧化磷酸化的物质是 所选答案： C. ADP 问题12得10 分，满分10 分可抑制ATP合酶作用的物质是 所选答案： A. 寡霉素 问题13得10 分，满分10 分苹果酸-天冬氨酸穿梭的生理意义在于 所选答案： B. 将胞液NADH十H+上的2H带人线粒体进入呼吸链 问题14得10 分，满分10 分下列哪一说法不是生物氧化的特点 所选答案： A. 与体外燃烧相比释放的能量较少 问题15得10 分，满分10 分糖与脂肪酸及氨基酸三者代谢的交叉点是
第六章 生物氧化 一、课后习题 1．用对或不对回答下列问题。如果不对，请说明原因。 （1）不需氧脱氢酶就是在整个代谢途径中并不需要氧参加的生物氧化酶类。 （2）需氧黄酶和氧化酶都是以氧为直接受体。 （3）ATP是所有生物共有的能量储存物质。 （4）无论线粒体内或外，NADH+H+用于能量生成，均可产生2.5个ATP。 （5）当有CO存在时，丙酮酸氧化的P/O值为2。 2．在由磷酸葡萄糖变位酶催化的反应G-1-P G-6-P中，在PH7.0，25℃下，起始时[G-1-P] 为0.020mol/L,平衡时[G-1-P]为0.001mol/L，求△G0?值。 3.当反应ATP+H2O→ADP+Pi在25℃时，测得ATP水解的平衡常数为250000，而在37℃时，测得ATP、ADP和Pi的浓度分别为0.002、0.005和0.005mol/L.求在此条件下ATP水解的自由能变化。 4.在有相应酶存在时，在标准情况下，下列反应中哪些反应可按箭头所指示的方向进行？ （1）丙酮酸+NADH+H+→乳酸+NAD+ （2）琥珀酸+CO2+NADH+H+→α-酮戊二酸+NAD+ （3）乙醛+延胡索酸→乙酸+琥珀酸 （4）丙酮酸+β-羟丁酸→乳酸+乙酰乙酸 （5）苹果酸+丙酮酸→草酰乙酸+乳酸 5.设ATP（相对分子质量510）合成，△G0?=41.84kJ/mol,NADH+ H+→H2O, △G0?=－217.57 kJ/mol,成人基础代谢为每天10460 kJ。问成人每天体内大约可合成多少（千克）ATP？ 6.在充分供给底物、受体、无机磷及ADP的条件下，并在下列情况中肝线粒体的P/O值各为多少（见下表）？ 底物 受体 抑制剂 P/O 苹果酸 琥珀酸 琥珀酸 琥珀酸 琥珀酸 O2 O2 O2 O2 O2 ---------- ---------- 戊巴比妥 KCN 抗霉素A 解析： 1.（1）错误，只是不以氧为直接受氢体，但有氧的参与。（2）正确。（3）错误，ATP是细胞内反应间的能量偶联剂，是能量传递的中间载体，不是能量的储存物质。（4）错误，线粒体内是产生 2.5个ATP。（5）正确。 2.根据△G=△G+RTln[产物]/[反应物]进行计算，在平衡时△G=0，由此得到△G。。 3. 首先计算△G。=-RTlnKeq=-30799.9KJ·mol-1，再根据△G=△G。+RTln[产物]/[反应物]进
生物化学第六章酶化学 第一节概述 一、酶的概念 1、酶的概念---酶是生物催化剂 （1）所有酶均由生物体产生 几乎所有的生物都能合成酶，甚至病毒也能合成或含有某些酶。 （2）酶和生命活动密切相关 几乎所有的生命活动或过程都有酶参加 A 执行具体的生理机制，如乙酰胆碱酯酶和神经冲动有关。 B 参与消除药物毒物转化的过程，如限制性核酸内切酶能特异性地水解外源DNA,防止异种生物遗传物质的侵入。 C 协同激素等物质起信号转化、传递与放大作用，如细胞膜上的腺苷酸环化酶。 D 催化代谢反应，在生物体内建立各种代谢途径，形成相应的代谢体系。 ◆酶的组成和分布是生物进化与组织功能分化的基础。 不同生物，有各自相应的酶系和辅酶；即使同类生物，酶的组成与分布也有明显的种属差异,例如精氨酸酶只在排尿素动物的肝脏内，在排尿酸的动物中没有；例如，肝脏是氨基酸代谢与尿素形成的主要场所，因此，精氨酸酶几乎全部集中在肝脏内。 ◆在生物的长期进化过程中，为适应各种生理机能的需要，为适应外界条件的千变万化，还形成了从酶的合成到酶的结构和活性各种水平的调节机制。 2、酶的化学本质---大多数酶都是蛋白质 （1）酶的相对分子质量很大,如胃蛋白酶的相对分子质量为36000. （2）酶由氨基酸组成，将酶制剂水解后可得到氨基酸。 （3）酶具有两性性质 （4）酶的变性失活与水解一切可以使蛋白质失活变性的因素同样可以使酶变性。酶都是蛋白质？核酶不是 二、酶的催化特性 1、高效率酶的催化效率比一般化学剂高106—1013倍 2、专一性 一种酶只能作用于一类或某一种物质的性质称为酶作用的专一性或特异性。 蔗糖酶只能催化蔗糖等。 三、酶的组成及分类 1、酶的组成—根据组成分为单纯酶和结合酶 单纯酶：由简单蛋白质构成，如水解酶（淀粉酶、蛋白酶等） 结合酶：结构中含有蛋白质和非蛋白成分，结合酶分为酶蛋白或脱辅基酶蛋白，非蛋白成分称为辅因子，辅因子又分为辅酶（与酶蛋白结合疏松，可用透析法除去）和辅基（不能用透析法去除）两类。 辅酶及辅基从化学本质来看分为两类：一类为无机金属元素（铜/锌/镁/锰等），另一类为小分子有机物，如维生素。 酶蛋白决定酶的专一性。 2、酶的命名 3、酶的分类—酶按其催化的反应分类
第六章微生物的代谢习题及参考答案 一、名词解释 1．发酵 2．呼吸作用 3．有氧呼吸 4．无氧呼吸 5．异型乳酸发酵 6．生物固氮 7．硝化细菌 8．光合细菌 9．生物氧化 10．初级代谢产物： 11．次级代谢产物： 12．巴斯德效应： 13．Stickland反应： 14．氧化磷酸化 二、填空题 1．微生物的4种糖酵解途径中，是存在于大多数生物体内的一条主流代谢途径；是存在于某些缺乏完整EMP途径的微生物中的一种替代途径，为微生物所特有；是产生4碳、5碳等中间产物，为生物合成提供多种前体物质的途
径。 2．同型乳酸发酵是指葡萄糖经 途径降解为丙酮酸，丙酮酸在乳酸脱氢酶的 作用下被NADH 还原为乳酸。异型乳酸发酵经 、 和 途径分 解葡萄糖。代谢终产物除乳酸外，还有 。 3．微生物在糖酵解生成丙酮酸基础上进行的其他种类的发酵有丁二醇发酵、混合酸发 酵、 发酵和 发酵等。丁二醇发酵的主要产物是 ， 发 酵的主要产物是乳酸、乙酸、甲酸、乙醇。 4．产能代谢中，微生物通过 磷酸化和 磷酸化将某种物质氧化而释放 的能量储存在ATP 等高能分子中；光合微生物则通过 磷酸化将光能转变成为化学 能储存在ATP 中。 磷酸化既存在于发酵过程中，也存在于呼吸作用过程中。 5．呼吸作用与发酵作用的根本区别是呼吸作用中电子载体不是将电子直接传递给底物 降解的中间产物，而是交给 系统，逐步释放出能量后再交给 。 6．巴斯德效应是发生在很多微生物中的现象，当微生物从 转换到 下， 糖代谢速率 ，这是因为 比发酵作用更加有效地获得能量。 7．无氧呼吸的最终电子受体不是氧，而是外源电子受体，像 22322423、CO O 、S 、SO 、NO NO ----等无机化合物，或 等有机化合物。 8．化能自养微生物氧化 而获得能量和还原力。能量的产生是通过 磷酸化形式，电子受体通常是O 2。电子供体是 、 、 和 ， 还原力的获得是逆呼吸链的方向进行传递， 能量。 9．微生物将空气中的N 2还原为NH 3的过程称为 。该过程中根据微生物和其
第六章生物氧化 1．生物氧化的底物是：( D ) A、无机离子 B、蛋白质 C、核酸 D、小分子有机物 2．除了哪一种化合物外，下列化合物都含有高能键？（ D ） A、磷酸烯醇式丙酮酸 B、磷酸肌酸 C、ADP D、G-6-P E、1,3-二磷酸甘油酸 3．下列哪一种氧化还原体系的氧化还原电位最大？（ C ） A、延胡羧酸→丙酮酸 B、CoQ(氧化型) →CoQ(还原型) C、Cyta Fe2+→Cyta Fe3+ D、Cytb Fe3+→Cytb Fe2+ E、NAD+→NADH 4．呼吸链的电子传递体中，有一组分不是蛋白质而是脂质，这就是：（ D ） A、NAD+ B、FMN C、FE、S D、CoQ E、Cyt 5．2,4－二硝基苯酚抑制细胞的功能,可能是由于阻断下列哪一种生化作用而引起?（C ）。 A、NADH脱氢酶的作用 B、电子传递过程 C、氧化磷酸化 D、三羧酸循环 E、以上都不是 6．当电子通过呼吸链传递给氧被CN-抑制后，这时偶联磷酸化：（ E ） A、在部位1进行 B、在部位2 进行 C、部位1、2仍可进行 D、在部位1、2、3都可进行 E、在部位1、2、3都不能进行，呼吸链中断 7．呼吸链的各细胞色素在电子传递中的排列顺序是：（ D ） A、c1→b→c→aa3→O2 B、c→c1→b→aa3→O2 C、c1→c→b→aa3→O2 D、b→c1→c→aa3→O2 8．在呼吸链中，将复合物I、复合物II与细胞色素系统连接起来的物质是什么？( C ) A、FMN B、Fe·S蛋白 C、CoQ D、Cytb 9．下述那种物质专一的抑制F0因子？（ C ） A、鱼藤酮 B、抗霉素A C、寡霉素 D、苍术苷 10．下列各种酶中，不属于植物线粒体电子传递系统的为：（ D ） A、内膜外侧NADH：泛醌氧化还原酶 B、内膜内侧对鱼藤酮不敏感NADH脱氢酶 C、抗氰的末端氧化酶 D、 －磷酸甘油脱氢酶 11．下列呼吸链组分中，属于外周蛋白的是：（ C ） A、NADH脱氢酶 B、辅酶Q C、细胞色素c D、细胞色素a- a3 12．下列哪种物质抑制呼吸链的电子由NADH向辅酶Q的传递：（ B ） A、抗霉素A B、鱼藤酮 C、一氧化碳 D、硫化氢 13．下列哪个部位不是偶联部位：（ B ） A、FMN→CoQ B、NADH→FMA C、b→c D、a1a3→O2 14．A TP的合成部位是：（ B ） A、OSCP B、F1因子 C、F0因子 D、任意部位 15．目前公认的氧化磷酸化理论是：（ C ） A、化学偶联假说 B、构象偶联假说 C、化学渗透假说 D、中间产物学说 16．下列代谢物中氧化时脱下的电子进入FADH2电子传递链的是：（ D ） A、丙酮酸 B、苹果酸 C、异柠檬酸 D、磷酸甘油 17．下列呼吸链组分中氧化还原电位最高的是：（ C ） A、FMN B、Cytb C、Cytc D、Cytc1 18．A TP含有几个高能键：（ B ） A、1个 B、2个 C、3个 D、4个 19．证明化学渗透学说的实验是：（ A ） A、氧化磷酸化重组 B、细胞融合 C、冰冻蚀刻 D、同位素标记 20．A TP从线粒体向外运输的方式是：（ C ） A、简单扩散 B、促进扩散 C、主动运输 D、外排作用 21．细胞色素氧化酶除含血红素辅基外，尚含有（A ），它也参与氧化还原。
第六章生物氧化 1.氧化呼吸链（电子传递链）： 传递H和e的酶或辅酶分别为递氢体和递电子体。递氢也需传递电子。 (一)4种传递电子的复合体：复合体ⅠⅢⅣ完全镶嵌在内膜中，复合体Ⅱ镶嵌在内膜内侧。 1)复合体Ⅰ：NADH-泛醌还原酶。 a.传递过程：NADH→FMN→Fe-S→CoQ→Fe-S→CoQ（内膜上）得到：CoQH2。 b.质子泵功能：每次传递e可将4H+从内膜基质侧泵向胞质侧。 c.关键物质：NAD+：5价；NADH：3价。 Fe-S：含等量Fe、S原子。 FMN、FAD：含核黄素（维生素B2）功能结构异咯嗪环。 泛醌（CoQ）：脂溶性。不属于复合体。同时传递H和e。 2)复合体Ⅱ：琥珀酸脱氢酶。 传递过程：琥珀酸→FAD→Fe-S→CoQ 得到：CoQH2。无质子泵功能。 3)复合体Ⅲ：细胞色素b-c1复合体。有质子泵作用。 a.传递过程：CoQH2→Cyt b562,566→Fe-S→Cyt c1→Cyt c即：“Q循环”传递2e,4H+。 b.其中Cyt c为氧化呼吸链唯一水溶性球状蛋白。不属于复合体Ⅲ。 4)复合体Ⅳ：细胞色素c氧化酶。 传递过程： Cyt c→CuA→Cyt a→CuB-Cyt a3→O2有质子泵功能 (二)呼吸链组分的顺序： 1）顺序原理：按氧化还原电位由低到高。 2）呼吸链两途径： ①NADH呼吸链：NAD H→复合体Ⅰ→CoQ→复合体Ⅲ→复合体Ⅳ→O2 ②FADH2呼吸链：琥珀酸→复合体Ⅱ→CoQ→复合体Ⅲ→复合体Ⅳ→O2 2.氧化磷酸化： 1）磷酸化方式：①底物水平磷酸化：与脱氢反应偶联。②氧化磷酸化： 2）氧化磷酸化偶联部位（生成ATP的部位），复合体ⅠⅢⅣ。确定方式：（1）P/O比值：每消耗1/2molO2所生成ATP的mol数。（2）自由能变化。 3）氧化磷酸化机制：产生跨线粒体内膜的质子梯度。（化学渗透假说） 复合体ⅠⅢⅣ向内膜胞质侧泵出的ATP分别为4H+、4H+、2H+。 4）ATP合成： （一）ATP合成酶（复合体Ⅴ）： （1）F1（亲水部分）：α3β3γδε组成。 αβ生成ATP，催化部分为β亚基，但需要有α亚基才有活性。 （2）F0（疏水部分）：a、b2、c9~12组成。 （二）ATP合成的结合变构机制： （1）β亚基3种构型：开放型（O）无活性，与配体亲和力低； 疏松型（L）无活性，与ADP、Pi疏松结合。 紧密型（T）有ATP合成活性，和本体高亲和。 （2）合成过程：ADP、Pi结合于L型，质子流驱动β亚基变为T型，合成ATP， 再转变为O型，释放出ATP。 转子循环一周生成3个ATP，每个ATP耗3个质子。 3.氧化磷酸化受某些内外源因素影响： （一）氧化磷酸化抑制剂： 1）呼吸链抑制剂： （1）阻断复合体Ⅰ：鱼藤酮、粉蝶霉素A、异戊巴比妥。（阻断e从铁硫中心到CoQ）
生物化学试题及答案（6） 第六章生物氧化 【测试题】 一、名词解释 1.生物氧化 2.呼吸链 3.氧化磷酸化 4. P/O比值 5.解偶联剂 6.高能化合物 7.细胞色素 8.混合功能氧化酶 二、填空题 9．琥珀酸呼吸链的组成成分有____、____、____、____、 ____。 10．在NADH 氧化呼吸链中，氧化磷酸化偶联部位分别是____、____、____，此三处释放的能量均超过____KJ。11．胞液中的NADH+H+通过____和____两种穿梭机制进入线粒体，并可进入____氧化呼吸链或____氧化呼吸链，可分别产生____分子ATP或____分子ATP。 12．ATP生成的主要方式有____和____。 13．体内可消除过氧化氢的酶有____、____和____。
14．胞液中α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是____，线粒体中α-磷酸甘油脱氢酶的辅基是____。 15．铁硫簇主要有____和____两种组成形式，通过其中的铁原子与铁硫蛋白中的____相连接。 16．呼吸链中未参与形成复合体的两种游离成分是____和 ____。 17．FMN或FAD作为递氢体，其发挥功能的结构是____。18．参与呼吸链构成的细胞色素有____、____、____、____、 ____、____。 19．呼吸链中含有铜原子的细胞色素是____。20．构成呼吸链的四种复合体中，具有质子泵作用的是 ____、____、____。 21．ATP合酶由____和____两部分组成，具有质子通道功能的是____，____具有催化生成ATP的作用。22．呼吸链抑制剂中，____、____、____可与复合体Ⅰ结合，____、____可抑制复合体Ⅲ，可抑制细胞色素c氧化酶的物 质有____、____、____。 23．因辅基不同，存在于胞液中SOD为____，存在于线粒体中的 SOD为____，两者均可消除体内产生的____。 24．微粒体中的氧化酶类主要有____和____。
第六章生物氧化 一、名词解释 1.生物氧化biological oxidation 2.呼吸链respiratory chain 3.P/O值 4.氧化磷酸化 oxidative phosphorylation 5.底物水平磷酸化 6.高能化合物 7.解偶联剂uncoupler 8. ATP合酶ATP synthase 9.化学渗透假说 chemiosmotic hypothesis 10. 磷酸肌酸creatine phosphate 11.呼吸控制率12. 寡霉素敏感（授予）蛋白 二、填空 1. 由_____和_____按一定顺序组成的整个体系位于线粒体内膜, 通常称为呼吸链。 2. 生物氧化的主要产物是_____、_____、_____。 3. 线粒体外NADH经穿梭到达线粒体内，借助于穿梭系统有_____和_____。 4. 底物脱下一对H,经NADH呼吸链氧化产生_____分子ATP;经琥珀酸呼吸链氧化产生 ____分子ATP. 5. 生物氧化的根本意义在于_____而_____是生物体内的直接能源。 6. 线粒体内两条重要的呼吸链为_____和_____，两条呼吸链的汇合点是_____。 7. 体内ATP生成的方式有两种，即_____和_____。 8. 细胞色素属于_____蛋白，其辅基是含_____的衍生物，在呼吸链中排列顺序是_____。 9. 氧化磷酸化抑制剂主要有二类，一类为_____，另一类是_____。 10. 细胞色素aa 3又称为_____。 11. 氰化物或CO中毒是由于电子传递链由_____到_____被阻断。 12. 胞液内产生的NADH是通过_____或_____穿梭作用将其所带的H转移至_____内氧化，产 生_____分子ATP。 13. NADH可在细胞内的_____和_____内产生，在_____内氧化并产生ATP。 14. NADH呼吸链中氧化磷酸化发生的部位是在_____之间；_____之间；_____?之间。 15. 体内CO2的生成是通过_____。 三．选择题 A型选择题 1. 解偶联剂的作用是_____。 A.抑制e传递过程 B.抑制呼吸链氧化过程中伴有磷酸化反应 C.?抑制底物磷酸化过 程 D.抑制H+的传递 E.抑制e由细胞色素aa3传给O2。 2. 生物体内最主要的直接供能物质是______。 A.ADP B.ATP C.磷酸肌酸 D.GTP E.GDP 3. 氧化磷酸化偶联部位______。 A.NADH→CoQ B.CytC→CoQ C.NADH→FMN D.CytC 1→Cytc E.Cytc→ Cytaa3 4. 呼吸链各组分中唯一能激活氧的是______。 A.细胞色素aa3 B.辅酶Q C.细胞色素b D.细胞色素C E.细胞色素C1 5. 细胞色素氧化酶是______。 A.Cytb B.Cytc C.Cytc1 D.Cytaa 3 E.CoQ
第六章生物氧化与氧化磷酸化 1.解释下列名词 （1）生物氧化（2）氧化磷酸化（3）底物水平磷酸化（4）P/O （5）解偶联剂（6）线粒体穿梭系统（7）解偶联作用（8）呼吸链（9）能荷（10）电子传递链磷酸化（11）高能化合物 2.填空题 (1) 生物氧化是__________在细胞中__________，同时产生__________的过程。 (2) 高能化合物通常指水解时__________的化合物，其中最重要的是__________，被称能量代谢的__________。 (3) 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 ________。 (4) 呼吸链的复合物Ⅳ又称__________复合物，它把电子传递给O2，故又称它为__________。 (5) 由NADH→O2的电子传递中，释放的能量足以偶联ATP合成的3个部位是__________、__________和__________。 (6) 常见的呼吸链电子传递抑制剂中，鱼藤酮专一地抑制_________的电子传递；抗霉素A专一地抑制_________的电子传递；CN-、N3-和CO则专一地阻断由_________到_________的电子传递。 (7) 氧化磷酸化ATP合成酶在水解ATP时，每水解一分子ATP产生_____个质子从 线粒体基质移位到细胞浆。 (8) 2，4-二硝基酚（DNP）能够阻碍________的生成，而________照样进行。DNP在这里被称为________。 (9) 线粒体的氧化___________与磷酸化___________的偶联是通过___________来实现的。 3.选择题(1~n个答案)： (1) 1分子丙酮酸完全氧化分解产生多少CO2和ATP a、3CO2，15ATP b、2CO2，12ATP c、3CO2，16ATP d、3CO2，12ATP (2) 下述哪些酶催化底物水平磷酸化反应 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 (3) 一分子葡萄糖完全氧化可以生成多少分子ATP a、35 b、38 c、30 d、24 (4) 下列哪种化合物不是高能化合物 a、6-磷酸葡萄糖 b、ATP c、琥珀酰辅酶A d、PEP (5) 下列哪一过程不在线粒体中进行 a、三羧酸循环 b、脂肪酸氧化 c、电子传递 d、糖酵解 e、氧化磷酸化 (6) 下列哪种物质导致氧化磷酸化解偶联 a、鱼藤酮 b、抗霉素A c、2,4-二硝基酚 d、寡霉素 (7) 下述哪种物质专一地抑制F0因子? A、鱼藤酮b、抗霉素A c、寡霉素d、苍术苷 (8) 氰化物中毒时呼吸链中受抑制的部位在 a、NADH→FMN b、FMN→CoQ c、CoQ→Cytaa3
第六章生物氧化 一、单项选择题 1、下列哪一分子中含维生素B2(核黄素) A.NAD+ B.NADP+ C.FMN D.Fe-S E.CoQ 2、氰化物能与下列哪一种物质结合 A.细胞色素aa3 B.细胞色素b C.细胞色素c D.细胞色素n E.细胞色素P450 3、细胞色素aa3中除含有铁外还含有 A.钼 B.镁 C.锰 D.铜 E.钴 4、经过呼吸链氧化的终产物是 A.H2O B.H2O2 C.O2- D.CO2 E.H+ 5、下列物质哪一个是细胞色素氧化酶 A.细胞色素b B.细胞色素c C.细胞色素a D.细胞色素aa3 E.细胞色素P450 6、下列物质中哪一个不经NADH氧化呼吸链氧化 A.琥珀酸 B.苹果酸 C.β-羟丁酸 D.异柠檬酸 E.谷氨酸 7、参与药物毒物生物转化过程的是 A.Cytaa3 B.Cytb C.Cytc D.CytP450 E.CytC1 8、能将2H+游离于介质而将电子递给细胞色素的是 A.NADH+H+ B.FADH2 C.CoQ D.FMNH2 E.NADPH 9、能使氧化磷酸化加速的物质是 A.ATP B.ADP C.CoA-SH D.GTP E.阿米妥 10、与线粒体内膜结合得最疏松的细胞色素是 A.细胞色素b B.细胞色素c C.细胞色素aa3 D.细胞色素c1 E.细胞色素p450 11、不是呼吸链抑制剂的物质是 A.鱼藤酮 B.阿米妥 C 寡霉素 D.CO https://www.doczj.com/doc/c613552945.html,- 12、体内CO2来自 A.碳原子被氧原子氧化 B.呼吸链的氧化还原过程
C.有机酸脱羧 D.糖原分解 E.甘油三酯水解 13、调节氧化磷酸化的重要激素是 A.肾上腺素 B.甲状腺素 C.肾皮质素 D.胰岛素 E.生长素 14、谷胱甘肽过氧化物酶含有 A.铜 B.锌 C.硒 D.钼 E.硫 15、ATP分子中含有 A.1个高能磷酸键 B.2个高能磷酸键 C.3个高能磷酸键 D.4个高能磷酸键 E.高能硫酯键 16、属于生物氧化的方式是 A.燃烧 B.脱氢 C.得电子 D.脱氧 E.脱羧 17、呼吸链中，不与其他成分形成蛋白复合体的是 A.辅酶Ⅰ B.黄素蛋白 C.细胞色素C1 D.细胞色素C E.铁硫蛋白 18、呼吸链中属于脂溶性成分的是 A.FMN B.NAD＋ C.铁硫蛋白 D.细胞色素C E.辅酶Q 19、携带胞液中的NADH进入线粒体的是 A.肉碱 B.苹果酸 C.草酰乙酸 D.α-酮戊二酸 E.天冬氨酸 20、肝细胞中的NADH进入线粒体主要是通过 A.苹果酸-天冬氨酸穿梭 B.肉碱穿梭 C.柠檬酸-丙酮酸循环 D.α-磷酸甘油穿梭 E.丙氨酸-葡萄糖循环 21、脂肪酸β-氧化过程中生成的1分子FADH2经呼吸链传递给氧生成水，同时经氧化磷酸化反应可生成ATP的分子数是 A.0 B.1 C.1.5 D.2 E.3 22、含有尼克酰胺的物质是 A.FMN B.FAD C.辅酶Q D.NAD＋ E.CoA 23、呼吸链存在于： A.细胞膜 B.线粒体外膜 C.线粒体内膜 D.微粒体 E.过氧化物酶体 24、呼吸链中可被一氧化碳抑制的成分是 A.FMN B.FAD C.细胞色素c D.铁硫蛋白 E.细胞色素aa3 25、呼吸链中细胞色素的排列顺序是 A.b→c→c1→aa3→O2 B.c→b→c1→aa3→O2
第六章复习题 1、何谓呼吸链；呼吸链的组成和名称；与呼吸链相关的辅酶或辅基有哪些，（名称）不参与呼吸链复合体组成的物质。 答： （1）、呼吸链的定义：代谢物脱下的成对氢原子（2H）通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水，这一系列酶和辅酶称为呼吸链(respiratory chain)又称电子传递链(electron transfer chain)。(在线粒体内膜上为多酶体系)。 （2）、呼吸链的组成：递氢体和电子传递体（2H 2H+ + 2e）。既由酶和辅酶组成 （3）呼吸链的名称：传递氢的酶或辅酶称递氢体；传递电子的酶或辅酶陈电子传递体，递氢体也传递电子。 （4）、辅酶与辅基相关化合物：NAD+(NADH +H+)；FAD（FADH2)；FMN, FAD；铁硫蛋白(FeS)；血红素（铁卟啉类）bL、bH、C1；血红素a，血红素a3；Fe,CuA与CuB；泛醌（辅酶Q）；细胞色素C。 （5）不参与呼吸链复合体组成的物质：泛醌和细胞色素C。 2、何谓氧化磷酸化；偶联产能的部位与实验依据。 答： （1）、氧化磷酸化概念：氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)是代谢物氧化脱下的氢经呼吸链传递并与氧生成水，同时伴有ADP磷酸化生成ATP的过程。由于代谢物的氧化反应与ADP磷酸化反应偶联发生，又称为偶联磷酸化(氧化反应和磷酸化反应相偶联)。（2）、氧化磷酸化偶联部位：就是生成ATP的部位。 （3）、实验依据：化学渗透假说(chemiosmotic hypothesis) ①、假说提出：1961年由英国科学家Peter Mitchell提出，1978年该科学家获得Nobel Prize化学奖，现在基本上得到证实。 ②、基本要点： . ATP的生成需要完整的线粒体内膜，电子经呼吸链传递时，可将质子（H+）从线粒体内膜的基质侧泵到内膜胞浆侧，产生膜内外质子电化学梯度差异 .当质子顺浓度梯度回流时驱动ADP与Pi生成ATP。（称质子流动力） 3、按辅酶或辅基的氧化还原电位的高低顺序写出两条呼吸链中各组分电子传递顺序。 答： 1、NADH氧化呼吸链：NADH →复合体Ⅰ→Q →复合体Ⅲ→Cyt c →复合体Ⅳ→O2 2、琥珀酸氧化呼吸链：琥珀酸→复合体Ⅱ→Q →复合体Ⅲ→Cyt c →复合体Ⅳ→O2 4、影响氧化磷酸化的因素有哪些？呼吸链抑制剂及作用部位，DNP的作用原理。 答： （1）、影响氧化磷酸化的因素： 1、ADP/ATP的调节作用：呼吸控制率(respiratory control ratio, RCR)。机体氧化磷酸化的速率受ADP/ATP比值的调节。
生物化学试题及答案（6） 生物化学试题及答案（6） 第六章生物氧化 【测试题】 一、名词解释 1.生物氧化 2.呼吸链 3. 氧化磷酸化 4. P/0比值 5.解偶联剂 6.高能化合物 7.细 胞色素8.混合功能氧化酶 二、填空题 9?琥珀酸呼吸链的组成成分有____ 、__ 、___ 、 _______________________________ 、 。 10?在NADH氧化呼吸链中，氧化磷酸化偶联部位分别是、、，此三处释放的能量均超过 ___ KJ O 11 ?胞液中的NADH+H!过和两种穿梭机制进入线粒体，并可进入氧化呼吸链或—呼吸链，可分别产生分子ATP或分子ATP 12. ATP生成的主要方式有___ 和____ O
13?体内可消除过氧化氢的酶有_____ 、___ 和____ O
生物化学试题及答案（6） 生物化学试题及答案（6） 14?胞液中a -磷酸甘油脱氢酶的辅酶是 ______ ,线粒体中a -磷酸甘油脱氢酶的辅基是 ______ 。 15?铁硫簇主要有____ 和___ 两种组成形式，通过其中的铁原子与铁硫蛋白中的 ____ 相连接。 16. 呼吸链中未参与形成复合体的两种游离成分是 ___ 和____ 。 17. ________________________________________ FMN或FAD乍为递氢体，其发挥功能的结构是 _______________________________________________ 。 18. _____________________________ 参与呼吸链构成的细胞色素有____________________ 、 ___ 、 ___________________________________ 、 、、。 19 .呼吸链中含有铜原子的细胞色素是_____ 。 20. 构成呼吸链的四种复合体中，具有质子泵作用的 ^是__ 、____ 、___ 。 21. ____________________ ATP合酶由和两部分组成，具有质子通道功能的是_____ , 具有催化生成ATP
6 生物氧化 一、名词解释 1、生物氧化：生物细胞将糖、脂、蛋白质等燃料分子氧化分解，最终生成CO2和H2O并释放出能量的作用。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、P/O：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，FADH2的磷氧比值是2。 5、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。 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 1、真核细胞的呼吸链主要存在于线粒体内膜，而原核细胞的呼吸链存在于细胞质膜。 2、NADH呼吸链中氧化磷酸化的偶联部位是复合体Ⅰ、复合体Ⅲ、复合体Ⅳ。 3、在呼吸链中，氢或电子从电负性较大（氧化还原电位较低）的载体依次向电正性较大（氧化还原电位较高）的载体传递。 4、典型的呼吸链包括NADH和FADH2两种。 5、解释氧化磷酸化作用机制被公认的学说是化学渗透学说，它是英国生物化学家P.Mitchell于1961年首先提出的。 化学渗透学说主要论点认为：呼吸链组分定位于线粒体内膜上。其递氢体有质子泵作用，因而造成内膜两侧的质子浓度差，同时被膜上ATP合成酶所利用、促使ADP + Pi → ATP 6、体内CO2的生成不是碳与氧的直接结合，而是有机酸脱羧。 7、动物体内高能磷酸化合物的生成方式有底物水平磷酸化和氧化磷酸化两种。 8、可以使用旋转催化学说很好地解释F1／F0-ATP合成酶的催化机理。 9、F1／F0-ATP合成酶合成一分子ATP通常需要消耗3个质子。 三、单项选择题 1、F1/F o-ATPase的活性中心位于 A、α亚基 B、β亚基 C、γ亚基 D、δ亚基 E、ε亚基 2、下列哪一种物质最不可能通过线粒体内膜？ A、Pi B、苹果酸 C、柠檬酸 D、丙酮酸 E、NADH 3、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/CoQH2 C、细胞色素a(Fe2＋/Fe3＋) D、细胞色素b(Fe2＋/Fe 3＋) E、NAD+/NADH 4、下列反应中哪一步伴随着底物水平的磷酸化反应？ A、葡萄糖→葡萄糖-6-磷酸 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 E、苹果酸→草酰乙酸 5、下列化合物中除了哪种以外都含有高能磷酸键？ A、NAD+ B、NADP+ C、.ADP D、葡萄糖-6-磷酸 E、磷酸烯醇式丙酮酸 6、下列化合物中哪一个不是呼吸链的成员？ A、CoQ B、细胞色素 C、辅酶I D、FAD E、肉毒碱 7、线粒体氧化磷酸化解偶联是意味着： A．线粒体氧化作用停止 B．线粒体膜ATP酶被抑制 C．线粒体三羧酸循环停止D．线粒体能利用氧，但不能生成ATP 8、肝细胞胞液中的NADH进入线粒体的机制是： A．肉碱穿梭 B．柠檬酸-丙酮酸循环 C．3-磷酸甘油穿梭D．苹果酸-天冬氨酸穿梭 9、ATP的贮存形式是： A、磷酸烯醇式丙酮酸 B、磷脂酰肌醇 C、肌酸 D、磷酸肌酸 E、GTP 10、关于电子传递链的下列叙述中哪个是不正确的？（） A、线粒体内有NADH+H+呼吸链和FADH2呼吸链。 B、电子从NADH传递到氧的过程中有3个ATP生成。 C、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。 D、线粒体呼吸链是生物体唯一的电子传递体系。 11、线粒体外NADH经α-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 A、0 B.2 C、1.5 D.2 E、2.5 F、3 12、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 13、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、FADH2 D、NADH 14、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、FMN C、CoQ D、Fe·S 15、下述哪种物质专一性地抑制F0因子：
生物氧化 学习要求 是如何生成的。ATP的主要生成方式、氧化1.掌握生物氧化过程中体内水和CO 2 磷酸化的概念、呼吸链的组成及作用特点。 2.熟悉生物氧化的特点、反应方式及所需要的酶类。氧化磷酸化的机制。 3.了解NADH及ATP的转运及非线粒体氧化体系的特点。 基本知识点 物质在生物体内的氧化称生物氧化，主要指糖、脂肪、蛋白质在体内分解时逐步释放能量，以维持生命活动，并最终生成CO2和H2O的过程。生物氧化主要在线粒体中进行，线粒体内膜存在多种有氧化还原功能的酶和辅酶排列组成的氧化呼吸链或称电子传递链，可将代谢物脱下的质子、电子逐步逐步传递给氧生成水，并释放物质氧化的能量。组成呼吸链成分有四种复合体:NADH泛醌还原酶(复合体Ⅰ)、琥珀酸-泛醌还原酶(复合体Ⅱ)/ 泛醌细胞色素C还原酶（复合体Ⅲ）、细胞色素C氧化酶（复合体Ⅳ）。通过测定呼吸链各组分的标准氧化还原电位等方法，可以推测出呼吸链各组分电子传递顺序。根据传递顺序的不同体内存在两条呼吸链：NADH氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链。排列顺序为：NADH氧化呼吸链： NADH→FMN→CoQ→Cytb→Cytc1→Cytc→Cytaa3→1/2O2 琥珀酸氧化呼吸链 琥珀酸→FAD→CoQ→Cytb→Cytc1→Cytc→Cytaa3→1/2O2 体内ATP生成的主要方式是氧化磷酸化作用。营养物质分解途径产生的NADPH+H+和FADH2提供的氢经4种复合体组分的电子传递链，最后与O2结合生成H2O，复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ有质子泵功能，可同时将H+从线粒体内膜基质侧转移到胞液侧，形成跨线粒体内膜的H+电化学梯度储存氧化释放的能量。ATP 合酶利用顺梯度回流时释放出的势能，驱动F0-F1复合体旋转β亚基构象次序改变，催化ADP和Pi合成、释放ATP。计算结果表明，每对氢经NADH氧化呼吸链传递产生约2.5个ATP，每对氢经琥珀酸氧化呼吸链传递产生约1.5个ATP。氧化磷酸化抑制剂包括呼吸链抑制剂、解偶联剂和ATP合酶抑制剂。此外氧化磷酸化还受细胞内ADP/ATP比值以及甲状腺激素的调控。 生物体内能量的生成、转化、储存和利用都以ATP为中心。在肌和脑中，磷酸肌酸可作为ATP末端高能磷酸键的储存形式。