代谢联系问答题

1、题目局部，卷面共有34题，200分，各大题标有题量和总分一、问答题34小题，共200分1、何谓生物氧化？并阐述其生理意义。答案：有机分子在体内氧化分解成二氧化碳和水并释放出能量的过程称为生物氧化。生物氧化的意义在于提供生物体所需能量：一局部用于生命活动（肌肉收缩、神经传导、生物合成、物质转运、信息传递、生长发育等 ），一局部用于维持体温。2、ATP构造上有哪些特点使得其水解时产生大量的自由能？答案：（1） ATP分子上有、 三个磷酸基团，在 、和、磷酸基团之间的酸酊键不同于磷酸与腺昔相连的磷酸酯键，它们是高能键，由于共振原因而使磷原子缺失两个电子，而两个磷原子之间的氧原子上的电子由于磷原子的争

2、夺而使氧桥的稳定性降 低。（2）生理情况下，ATP分子可带有4个负电荷，由于在空间上相距很近，它们之间存在相互排斥，而使ATP的磷酸基团易于水解。这些原因使得 ATP水解释放出大量的自由能。3、常见的呼吸链电子传递抑制剂解偶联剂、氧化磷酸化抑制剂有哪些，其抑制部位以及 它们的作用机制是什么？答案：鱼藤酮（rotenone）、阿米妥（amytal）以及杀粉蝶菌素 A （piericidin-A ）,它们的作用 是阻断电子由NADH向辅酶Q的传递。鱼藤酮是从热带植物（Derriselliptiee ）的根中提取出 来的化合物，它能和NADH脱氢酶结实结合，因而能阻断呼吸链的电子传递。鱼藤酮对黄素蛋

3、白不起作用， 所以鱼藤酮可以用来鉴别 NADH呼吸链与FADH2呼吸链。阿米妥的作用与鱼藤酮相似，但作用较弱，可用作麻醉药。杀粉蝶菌素A是辅酶Q的构造类似物，由此可以与辅酶 Q相竞争，从而抑制电子传递。抗霉素A（antimycin A）是从链霉菌别离出的抗菌素，它抑制电子从细胞色素b到细胞色素C1的传递作用。氧化物、一氧化碳、叠氮化合物及硫化氢可以阻断电子由细胞色素aa3向氧的传递作用，这也就是氧化物及一氧化碳中毒的原因。解偶联剂2, 4-二硝基苯酚不解抑制呼吸链中电子的传递，但能使线粒体内膜对H的通透性增高，（呼吸链中的质子 H不经ATP合成酶系的F0质子通道回流），降低或消除了H的跨膜梯度

4、，从而抑制ADP磷酸化生成ATP,由电化学能贮存的能量以热能形式释放。氧化磷酸化抑制剂寡霉素与F1F0 ATPase的F0结合而抑制F1使线粒体内膜外侧的质.word.zl. 子不能返回膜内造成 ATP不能合成，同时抑制氧的利用。4、在正常的线粒体内，电子转移的速度是与 ATP需求严密联系在一起的。如果 ATP的利 用率低，电子转移速度也低；ATP的利用率高，电子转移就加快。在正常情况下，当NADH 作为电子供体时，每消耗一个氧原子产生的 ATP数大名勺为3(P/O=3)。(a)解偶联剂的浓度相对来说较低和较高时对电子转移和P/O比有什么样的影响？(b)摄入解偶联剂会引起大量出汗和体温升高，解

5、释这一现象，P/O比有什么变化？(c)2, 4-二硝基苯酚曾用作减肥药，其原理是什么？但现在已不再使用，因为服用它可能会引起生命危险，这又是什么道理？答案：(a)电子转移速度需要满足 ATP的需求，无论解偶联剂浓度低和高都会影响电子转移 的效率，因此P ： O比降低。高浓度的解偶联剂使用P ： O比几乎为零。(b)解偶联剂大局部是脂溶性物质，最早被发现的是2, 4-二硝基苯酚(DNP)。它对电子传递链无抑制作用，但可使线粒体内膜对 H的通透性升高，影响了 ADP + Pi ATP的进展，使产能过程与能量的贮存脱离，刺激线粒体对氧的需要，呼吸链的氧化作用加强，能量以热的形式释放。因此，摄入解偶联

6、剂后会引起大量出汗、体温升高、氧耗增加、P/O比值下降、ATP的合成减少。(c)在解偶联剂存在下，增加呼吸链的活性就需要更多额外燃料的降解。生成同样量的ATP,就要消耗包括脂肪在内的大量的燃料，这样可以到达减肥的目的。但由于这种消耗是失去控制的消耗，同时消耗过程中过分产热，这势必给机体带来强烈的副作用，当P ： O比接近零时，会导致生命危险。 . 32 .、5、如果将放射性标记末端磷酸的少量ATP( PATP),参加到酵母提取物中，在几分钟内大约有一半的 Pi有32 P活性，但是ATP的浓度依然不变。请解释之。如果用同样的32 P在中间位置进展标记 (32PATP), 32 P并没有在那样短的

7、时间内在磷酸中出现。为什么？答案：ATP系统是一个动力稳定状态；ATP是恒定的，因为 ATP的消耗速度等于它的合 成速度。ATP的消耗涉及末端 -磷酰基的释放；ATP从ADP的合成那么涉及这个磷酰基的替代。因此，末端磷酰基经历快速的周转。比拟而言，中间的-磷酰基那么周转比拟慢。6、2, 4-二硝基苯酚的解偶联机制是什么？答案：解离状态的 2, 4-二硝基苯酚(不能透过膜)可以承受质子而成为易通过膜的脂溶状 态，将质子带到质子浓度低的一方，这样破坏了质子跨膜梯度，解除了电子传递的氧化作 用与ATP生成的磷酸化作用之间的偶联。7、当乳酸充分时，参加抗霉素A,线粒体呼吸链中哪些组分呈复原态，哪些组分

8、呈氧化态？答案：乳酸经脱氢生成丙酮酸，丙酮酸氧化脱竣后生成的乙酰CoA进入TCA循环进展彻.word.zl.底氧化。1分子乳酸在整个氧化过程中共经过5次脱氢，分别生成 4分子的NADH和1分子的FADH 2 ,可分别进入 NADH呼吸链和FADH 2呼吸链进展氧化。由于抗霉素A阻断了复合体出细胞色素b到细胞色素。的电子传递，所以位于阻断点前方的电子传递体，包括 NAD、FMN、FAD、Fe-S、泛醍Cyt b处于复原状态，而位于阻断点前方的传递体包括 Cyt c、Cyt c1、Cytaa3、O2处于氧化状态。8、简述底物水平磷酸化和氧化磷酸化的区别。答案：底物水平磷酸化是有机物质在分解代朗i过

9、程中形成的高能中间产物促使ADP生成ATP的过程，与氧的存在与否无关。它也是厌氧生物获取能量的惟一方式。电子传递体系磷酸化是电子经呼吸链传递到达氧而生成水时，所释放的能量偶联 ADP磷酸化生成ATP过程，是需氧生物体生成 ATP的主要方式。9、化学渗透学说的实验证据有哪些？答案：化学渗透学说是 1961年由Peter Mitchell提出，有许多实验证据，主要有：线粒体通透性极差，一些简单的离子如H、OH 、K、Cl等均不能自由通过。(2)氧化磷酸化的进展与内膜的完整性是分不开的。(3)电子传递体相当于质子泵的作用，在传递电子的过程中能将H从线粒体内膜内侧运至内膜外侧，形成H浓度梯度。(4)解

10、偶联剂等破坏 H 浓度梯度，必然破坏了氧化磷酸化作用。10、NADH呼吸链由哪些复合物构成？简述它们的组成和各构成成分的作用特点。答案：NADH呼吸链中以下三个复合体构成：复合体I: NADH-泛醍复原酶，将电子从NADH传递给泛醍，其中含有以FMN为辅基的黄素蛋白和以 Fe-S为辅基的铁硫蛋白。FMN 可承受电子从氧化型变为复原型，铁硫蛋白中的铁原子可将FMN的电子再传给泛醍。复合体出：泛醍-细胞色素复原酶，将电子从泛醍传递给细胞色素c,其含有2种细胞色素b (Cyt b562和Cyt怎66),细胞色素c和铁硫蛋白。细胞色素是一类以铁吓咻为辅基的催化电子传递的酶类，Cyt b中吓咻环上的乙烯

11、侧链与蛋白质局部的半胱氨酸残基相连，通过 其辅基上的Fe原子传递电子。复合体IV:细胞色素c氧化酶，将电子从细胞色素。传递给氧，其含有 Cyt a和Cyt a3 , Cyt aa3含有2个铁吓咻辅基和2个铜原子，铜原子与铁吓咻辅基相连，靠其中铜原子传递电子。11、简述泛醍循环的过程。答案：泛醍循环发生在复合体出中，分两个阶段进展：(1) 1分子的二氢泛醍脱去 2个H和2个电子，生成脱氢泛醍。2个H被泵出膜外，在2 .word.zl.个电子中，其中 1个电子通过 Fe-S Cyt c Cyt C1Cyt c,另1个电子通过 CytbLCyt bH泛醍，生成半醍（Q ）。（2）另1分子的二氢泛醍脱

12、去 2个H和2个电子，生成脱氢泛醍。2个H被泵出膜外，在2个电子中，其中1个电子通过Fe-S Cyt c Cyt G Cyt c,另1个电子通过 CytbLCyt bH半醍，与膜内的2个H结合生成1分子二氢泛醍。泛醍循环的总结果：1分子二氢泛醍被氧化，2个Cyt c被复原，4个H被泵出膜外。12、1 mol琥珀酰CoA在鱼藤酮存在时，完全氧化将产生多少mol的ATP?答案：1 mol琥珀酰CoA完全氧化所走的路径为：琥珀酰CoA 琥珀酸（底物水平磷酸化，生成1 mol GTP） 延胡索酸（1 mol FADH2放出） 苹果酸 草酚乙酸（释放1 mol NADH） PEP0肖耗1 mol GTP

13、） 丙酮酸（底物水平 磷酸化，生成1 mol ATP） 乙酰CoA（1 mol NADH释放）TCA循环完全氧化（共生成3mol NADH , 1 mol FADH 2 , 1 mol GTP）鱼藤酮抑制复合体I ,生成的NADH不能进入呼吸链进展氧化。整个反响共生成 2 mol的FADH 2，进入呼吸链生成 ATP的数量：1.5 2=3mo1底物水平磷酸化生成：2 mol GTP、1 mol ATP消耗：1 mol GTP净生成：4 mol ATP、1 mol GTP 相当于 5 mol ATP13、由一个抑制剂抑制完整线粒体的-羟基丁酸或琥珀酸的氧化，但不抑制（维生素C+四甲基对苯二胺）的

14、氧化，这个抑制剂的抑制部位应该在电子传递链的什么部位？为什么？答案：抗坏血酸（维生素c）是一种强的复原剂，电子载体。过氧化物酶是含铁吓咻的结合酶， 它可催化胺类物质脱氢。既然此抑制剂不抑制上述二物质的氧化，那么就说明该抑制剂不阻挠电子体的传递。但该抑制剂抑制完整线粒体-羟丁酸或琥珀酸的氧化，而-羟丁酸是NADH氧化呼吸链的底物，琥珀酸是FADH 2氧化呼吸链的底物，因此说明该抑制剂既是NADH氧化呼吸链的抑制剂又是 FADH 2氧化呼吸链的抑制剂。 综上所述可推测该抑制剂的作用部位是黄素蛋白辅酶Q的部位。14、试述ATP合酶的构造特点，结合-变化学说的主要内容是什么？.word.zl.答案：A

15、TP合酶是由突出于线粒体内膜内侧的F1和嵌于膜内的F0两局部组成，又称为F0 F1ATP合酶。F1局部由5种亚基组成，为 3 3, 3个 亚基与3个 亚基交替排列，形成一个对称的橘瓣状构造，其中3个 亚基为催化部位，催化ATP的合成或水解。Fo是一个疏水蛋白复合体，由 3种亚基组成，为adGoi4, a亚基和b亚基二聚体排列在1014个c亚基形成的环的外侧。1993年由Boyer提出了 ATP合酶的催化学说-结合变化机制(binding change mechanism)。 其过程是：随着酶的构象变化，在催化位点上疏松结合的ADP和Pi与酶的结合变得严密；严密结合的 ADP和Pi被转化成ATP

16、;ATP的释放。该机制的中心是构象改变。由于构象改变是严密相连的，在任何时间，酶的3个催化位点都处在不同的构象状态，而每一个催化位点要经过3次构象改变才催化合成一个 ATP。15、在体内ATP有哪些生理作用。答案：ATP在体内有许多重要的生理作用：(1)是机体能量的暂时贮存形式：在生物氧化中 ADP能将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，因此 ATP是生物氧化中能量的暂时贮存 形式。(2)是机体其他能量形式的来源：ATP分子内所含有的高能键可转化成其他能量形式，以维持机体的正常生理机能，例如可转化成机械能、生理电能、热能、渗透能、化学合成能等。 体内某些

17、合成反响不一定都直接利用ATP供能，而以其他三磷酸核甘作为能量的直接来源。如糖原合成需 UTP供能；磷脂合成需 CTP供能；蛋白质合成需 GTP供能。这些三磷 酸核昔分子中的高能磷酸键并不是在生物氧化过程中直接生成的，而是来源于ATP。(3)可生成cAMP参与激素作用:ATP在细胞膜上的腺甘酸环化酶催化下，可生成 cAMP,作 为许多肽类激素在细胞内表达生理效应的第二信使。16、异柠檬酸脱氢酶只在线粒体中发现，但苹果酸脱氢酶却在线粒体中和胞质溶胶中均有 发现，胞质溶胶中的苹果酸脱氢酶有什么作用？答案：胞质内苹果酸脱氢酶通过苹果酸-天冬氨酸穿梭系统在转运复原等价物穿过线粒体内膜方面起关键作用。1

18、7、当具有抗菌作用的缴氨霉素参加到正在进展呼吸作用的线粒体中时，有几种情况会发 生；ATP的产量下降了；氧气的消耗速率增加了；热量释放出来；跨过线粒体内膜梯度增 加了。缴氨霉素是作为氧化磷酸化的一种解偶联剂，还是一种抑制剂？这种抗生素能够将K转运跨线粒体内膜，试从这个角度解释这些实验观察到的现象。答案：缴氨酶素具解偶联作用，它与K形成复合物透过线粒体的内膜，并使膜电位消失。.word.zl.ATP的合成减少，使电子传递速率增加，导致增加 H浓度，消耗。2,释放热量。18、为什么氧化物中毒时注射亚硝酸盐可以缓解病症？答案：解析：氧化物抑制细胞色素氧化酶，阻止电子从Cytaa3到02的传递，这样就

19、抑制了整个呼吸链的电子传递，ATP的合成也被迫中断。亚硝酸盐是一个人工电子受体，它可以从Cyt aa3前面的底物Cyt c承受电子，从而使底物被氧化，但此部位不能向内膜外侧泵出质子，使整个呼吸链向外泵出的质子数量减少，虽然也能进展 ATP的合成，但 ATP 合成的数量较正常有所减少。19、何谓呼吸链？它有什么重要意义。答案：代谢物脱下的氢通过多种酶和辅酶所催化的连锁反响逐步传递，最终与氧结合成H2O ,此过程与细胞呼吸有关，所以将此传递链称为呼吸链。它由四种具有传递电子功能的复合体构成。意义：通过呼吸链，物质代谢过程中产生的NADH + H , FADH2才能将氢传递给氧结合成水并在此过程中，

20、偶联ADP磷酸化生成ATP,为机体各种代谢活动提供能量，这是机体能量的主要来源。20、试述细胞内 ATP/ADP之比对氧化磷酸化速度的调节作用。答案：（1） ATP/ADP比值低时，说明细胞内 ATP利用增力口，ADP的浓度迅速增加，那么有 利于氧化磷酸化的进展，底物不断地被氧化，ATP合成加速。（2） ATP/ADP比值高时，说明 ATP在细胞内积累，ADP的浓度较低，这时呼吸链上的电子 传递变得缓慢甚至停顿，底物的氧化也受到抑制，同时由于缺少 ADP和Pi,那么不能进 展磷酸化作用。21、在电子传递过程中，电子的根本来源有哪些？答案：有机物质上的电子 （氢原子）可以两种方式被脱去，一种是被

21、以NAD为辅酶的脱氢酶脱下，沿NADH呼吸链进展电子的传递；另一种那么是被以FAD为辅基的脱氢酶脱下，沿FADH 2呼吸链进展电子传递。22、为什么抗霉素A的毒性比鱼藤酮要大？答案：抗霉素A抑制了复合体出，使得从复合体I和H来的电子均不能传至复合体IV,整 个呼吸链电子传递中断。鱼藤酮抑制复合体I,虽然阻断了复合体I来的电子传递，但不 影响从复合体n来的电子到氧的传递，仍能有少量的ATP产生。23、如果向小白鼠体内注射 2, 4-二硝基苯酚，那么小鼠体温迅速升高，为什么？答案：解析：2, 4-二硝基苯酚是一个质子载体，它可以将质子从线粒体内膜外侧转移至内膜内侧基质，从而破坏了跨膜质子梯度，膜外

22、的质子不能通过 ATP合酶的质子通道而到膜内侧基质，这样ATP不能合成，由呼吸链形成的电化学梯度所蕴藏的能量以热的形式释 放出去，因此小白鼠的体温迅速升高。.word.zl.24、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？答案：葡萄糖的磷酸戊糖途径是在胞液中进展的，生成的 NADPH具有许多重要的生理功能，其中最重要的是作为合成代谢的供氢体。如果不去参加合成代谢，那么它将参加线粒体的呼吸链进展氧化，最终与氧结合生成水。但是线粒体内膜不允许NADPH和NADH通过，胞液中NADPH所携带的氢是通过转氢酶催化过程进入线粒体的：(1)NADPH+ NAD NA

23、DP +NADH (2) NADH所携带的氢通过两种穿梭作用进入线粒体进展氧化：A、-磷酸甘油穿梭作用：进入线粒体后生成FADH 2 oB、果酸穿梭作用：进入线粒体后生成NADH。25、一个有序的生物体形成时，尽管体系的嫡变小于零，但为什么在热力学上是可行的？ 答案：解析：根据热力学第二定律，只有当体系与环境的嫡变化加起来大于零时，这个过 程才能进展。在形成有序的生物体时，体系的嫡值将减小，但环境的嫡的增大足以抵消体 系嫡的减少，且总的嫡变大于零，因而在热力学上是可行的。26、一个有序的物体形成时，尽管体系的嫡变小于零，但为什么在热力学上是可行的？ 答案：根据热力学第二定律，只有当体系与环境的

24、嫡变加起来大于零时，这个过程才能进 展。在形成有序的生物体时，体系的嫡值将减小，但环境的嫡的增大足以抵消体系嫡的减 少，且总的嫡变大于零，因而在热力学上是可行的。27、比拟有机物质在生物体内氧化和体外氧化的异同。答案：一样点：两者氧化的本质一样，即都是进展电子的转移，都消耗氧气，释放的终产物和能量一样。不同点：两者氧化的方式不同。生物体内的氧化是在细胞内进展，条件温和，水的环境，有一系列酶的参与；体外氧化那么在枯燥环境，需高温甚至高压才能进展。生物体内氧化是逐级进展的，并且逐级释放能量，一些能量被贮存在特殊的高能化合物如ATP中；体外氧化那么能量一次以热或光的形式释放。28、简述NADPH与N

25、ADH之间的区别及在生物学上的意义。答案：NADPH与NADH的区别在于：前者的腺昔局部的2 -羟基为磷酸所酯化。NADPH几乎仅用于复原性生物合成，而 NADH主要用于产生 ATP。NADP H上额外的磷 酸基可作为标记，以使有关的酶能区别这两类辅酶。29、一个ATP的生成需要四个质子的驱动，说明每个质子的作用。答案：实验证明，一个 ATP的生成需要四个质子返回线粒体基质，其中丁个质子经过ATP合酶返回驱动 ADP的磷酸化生成 ATP,另一个质子的返回驱动了膜外 ADP和Pi进入线粒 体基质。30、在底物和氧的存在下，请根据表中三种不同的抑制剂阻断呼吸链作用时所产生的氧化 状态，确定a、b、c、d四种电子传递载体的顺序。抑制剂对电子载体氧化百分比的影响.word.zl.抑制剂abcd110010001002000100310000100答案：三种不同的抑制剂对电子传递载体C作用时，其都呈氧化状态，而对电子传递载体d,其都不呈氧化状态； 对电子传递载体 a,抑制剂1和抑制剂3这两种抑制剂作用时， 其 呈氧化状态，只有抑制剂 2作用时，其不呈氧化状态；又由于呼吸链中某些组分的电子传 递可以被一些抑制剂特异的阻断，结