第七章生物氧化习题.doc

第7章 生物氧化1、 名词解释1. 生物氧化（biological oxidation）：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（respiratory chain）：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（oxidative phosphorylation）： 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（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（PO）。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（substrate level phosphorylation）：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 铁硫蛋白（iron-sulfur protein, Fe-S）：又称铁硫中心，其特点是含铁原子和硫原子，或与蛋白质肽链上半胱氨酸残基相结合； 7. 细胞色素（cytochrome, Cyt）：位于线粒体内膜的含铁电子传递体，其辅基为铁卟啉；2、 填空题1. 生物氧化有3种方式： 脱氢 、 脱质子 和 与氧结合 。2. 生物氧化是氧化还原过程，在此过程中有 酶 、 辅酶 和 电子传递体 参与。3真核生物的呼吸链位于 线粒内体 ，原核生物的呼吸链位于 细胞质膜 。4生物体内高能化合物有 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 等。5细胞色素a的辅基是 血红素A ，与蛋白质以 非共价 键结合。6在无氧条件下，呼吸链各传递体都处于 氧化 状态。7NADH呼吸链中氧化磷酸化的偶联部位是 FMN CoQ （复合物） 、 Cyt b Cyt c（复合物） 、 Cyt aa3 0 （复合物） 。8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 2 和 3 。9举出三种氧化磷酸化解偶联剂 2,4二硝基苯酚 、 缬氨霉素 、 解耦连蛋白 。10举出4种生物体内的天然抗氧化剂 维生素C 、 维生素E 、 GSH 、 胡萝卜素 。11举出两例生物细胞中氧化脱羧反应 丙酮酸脱氢酶 、 异柠檬酸脱氢酶 。12生物氧化是 燃料分子 在细胞中 分解氧化 ，同时产生 可供利用的化学能 的过程。13真核细胞生物氧化的主要场所是 线粒体内膜 ，呼吸链和氧化磷酸化偶联因子都定位于 线粒体内膜上 。14以NADH为辅酶的脱氢酶类主要是参与 呼吸 作用，即参与从 底物 到 氧 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 电子 转移到 生物合成 反应中需电子的中间物上。15在呼吸链中，氢或电子从 低氧还电势 载体依次向 高氧还电势 的载体传递。16鱼藤酮，抗霉素A，CN、N3、CO，的抑制作用分别是 NADPH与CoQ之间 ， Cyt b与Cyt c1之间 ，和 Cyt aa3和O2之间 。17H2S使人中毒机理是 与氧化态的细胞色素aa3结合，阻断呼吸链 。18典型的呼吸链包括 NADH 和 FADH2 两种，这是根据接受代谢物脱下的氢的 初始受体 不同而区别的。19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 米切尔（Mitchell） 于1961年首先提出的。20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 氧化还原电位 差，同时被膜上 ATP 合成酶所利用、促使ADP + Pi ATP。21每对电子从FADH2转移到 CoQ 必然释放出2个H+ 进入线粒体基质中。22体内CO2的生成不是碳与氧的直接结合，而是 有机酸脱羧形成的 。23线粒体内膜外侧的-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是 NAD ；而线粒体内膜内侧的-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是 FAD 。24动物体内高能磷酸化合物的生成方式有 氧化磷酸化 和 底物水平磷酸化 两种。25在离体的线粒体实验中测得-羟丁酸的磷氧比值（P/O）为2.42.8，说明-羟丁酸氧化时脱下来的2H是通过 NADH 呼吸链传递给O2的；能生成 3 分子ATP。三、选择题1. 下列哪一种物质最不可能通过线粒体内膜?（ E ）A. Pi B. 苹果酸 C. 柠檬酸 D. 丙酮酸 E. NADH2. 将离体的线粒体放在无氧的环境中，经过段时间以后，其内膜上的呼吸链的成分将会完全以还原形式存在，这时如果忽然通入氧气，试问最先被氧化的将是内膜上的哪一种复合体？（ E ）A. 复合体 B. 复合体 C. 复合体 D. 复合体 E. 复合体3. 如果质子不经过-ATP合成酶回到线粒体基质，则会发生（ C ）A. 氧化 B. 还原 C. 解偶联 D. 紧密偶联 E. 主动运输4. 在离体的完整的线粒体中，在有可氧化的底物的存在下，加入哪一种物质可提高电子传递和氧气摄入量?（ B ）A. 更多的TCA循环的酶 B. ADP C. D. NADH E. 氰化物5. 下列氧化还原系统中标准氧化还原电位最高的是（ C ）A. 延胡索酸/琥珀酸 B. CoQCoQH2 C. 细胞色素a() D. 细胞色素b() E. NADH6. 下列化合物中，除了哪一种以外都含有高能磷酸键？（ D ）A. B. ADP C. NADPH D. FMN E. 磷酸烯醇式丙酮酸7. 下列反应中哪一步伴随着底物水平的磷酸化反应?（ C ）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-酮戊二酸 D. 琥珀酸延胡索酸 E. 苹果酸草酰乙酸8. 乙酰CoA彻底氧化过程中的值是（ D ）A. 2.0 B. 2.5 C. 3.0 D. 3.5 E. 4.09. 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?（ E ）A. ADP B. 磷酸烯醇式丙酮酸 C. ATP D. cAMP E. 磷酸肌酸10. 下列化合物中除了哪种以外都含有高能磷酸键？（ D ）A. B. C. ADP D. FAD E. 磷酸烯醇式丙酮酸11. 下列化合物中哪一个不是呼吸链的成员？（ E ）A. CoQ B. 细胞色素c C. 辅酶I D. FAD E. 肉毒碱胞浆中1分子乳酸彻底氧化后，产生ATP的分子数是（ E ）A10或11 B11或12 C12或13 D13或14 E. 17或1813下列不是催化底物水平磷酸化反应的酶是（ B ）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 E. 葡萄糖-6=磷酸酶14. 活细胞不能利用下列哪些能源来维持它们的代谢（ D ）AATP B糖 C脂肪 D周围的热能 E. GTP15呼吸链的各细胞色素在电子传递中的排列顺序是（ D ）Ac1bcaa3O2； B cc1baa3O2； Cc1cbaa3O2；D bc1caa3O2； E.bcc1aa3O2四、简答题 1. 生物氧化的特点有哪些？答：在细胞内进行，是在体温、中性pH和有水的温和环境中，在一系列酶、辅酶和传递体的作用下进行的；生物氧化过程中产生的能量是逐步释放出来的，能量部分以热能的形式散失，大部分储存在ATP中；二氧化碳的生成方式为有机酸脱羧，而体外氧化时为碳在氧中燃烧；水的生成是由底物脱氢，经一系列氢或电子传递反应，最终与氧结合生成水；生物氧化的速率受体内多种因素的影响和调节。2. 在体内ATP有哪些生理作用？答：ATP在体内由许多重要作用：是机体能量的暂时贮存形式：在生物氧化中，ADP能在呼吸链上电子传递过程中所释放的电化学能以磷酸化生成ATP的方式贮存起来；是机体其它能量形式的来源：ATP分子内所含的高能键可转化成其它能量形式，以维持机体的正常生理机能，例如转化为机械能、生物电能、热能、渗透能等。体内某些化学合成反应不一定都直接利用ATP供能，而以其它三磷酸核苷作为能量的直接来源，如糖原合成需UTP供能；可生成cAMP参与激素作用：ATP在细胞膜上的腺苷酸环化酸环化酶催化下，可生成cAMP，作为许多肽类激素在细胞内体现生理效应的第二信使。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?答：常见的呼吸链电子传递体抑制剂有：鱼藤酮（rotenone）、阿米妥（amytal）以及杀粉蝶菌素（piericidin-A），它们的作用是阻断电子由NADH向辅酶Q的传递。鱼藤酮能与NADP脱氢酶牢固结合，因而阻断呼吸链的电子传递。鱼藤酮对黄素蛋白不起作用，所以鱼藤酮可以用于鉴别NADH呼吸链与FADH2呼吸链。阿米妥作用于鱼藤酮相似，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，因此可以与辅酶Q相竞争，从而抑制电子传递。抗霉素A（antimycin A）是从链菌霉分离出的抗菌素，它抑制电子从细胞色素b到细胞色素c1的传递作用；氰化物、一氧化碳、叠氮化合物及硫化氢可以阻断电子从细胞色素aa3,向氧的传递作用，这也是氰化物及一氧化碳中毒的原因。4 氰化物为什么能引起细胞窒息死亡？其解救机理是什么？答：氰化钾的毒性是因为它进入人体内时，CN-的N原子含有谷堆电子能够与细胞色素aa3的氧化形式高价铁Fe3+以配位建结合成氰化高铁细胞色素aa3，使其失去传递电子的能力，阻断了电子传递给O2，结果呼吸链中断，细胞因窒息而死亡。而亚硝酸在体内可以将血红蛋白的血红素辅基上的Fe2+氧化为Fe3+ 高铁血红蛋白，且含量达到20%30%时，高铁血红蛋白（Fe3+）也可以与氰化物结合，竞争性印制了氰化钾与细胞色素aa3的结合，从而使细胞色素aa3的活力恢复，但生成的氰化高铁蛋白在数分钟后又能逐渐解离成无毒的SCN- , 此硫氰化物再经肾脏随尿排出体外。5. 简要叙述化学渗透学说的要点。答：化学渗透学说(chemiosmotic theory)由英国的米切尔(Mitchell 1961)提出。 由磷脂和蛋白多肽构成的膜对离子和质子具有选择性； 具有氧化还原电位的