3、下列哪一种物质最不可能通过线粒体内膜?( ) [1] (A)Pi (B)苹果酸 (C)柠檬酸 (D)丙酮酸 (E)NADH 4、可作为线粒体内膜标志酶的是( ) [2]
(A)苹果酸脱氢酶 (B)柠檬酸合成酶 (C)琥珀酸脱氢酶 (D)单胺氧化酶 (E)顺乌头酸酶
5、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？( ) [3]
(A)复合体Ⅰ (B)复合体Ⅱ (C)复合体Ⅲ (D)复合体Ⅳ (E)复合体Ⅴ 6、如果质子不经过F1F0-ATP合成酶回到线粒体基质，则会发生( ) [4] (A)氧化 (B)还原 (C)解偶联 (D)紧密偶联 (E)主动运输
7、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?( ) [5]
(A)更多的TCA循环的酶 (B)ADP (C) FADH2 (D)NADH (E)氰化物 8、下列氧化还原系统中标准氧化还原电位最高的是( ) [6] (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?Fe3?) (E) NAD?／NADH
9、下列化合物中，除了哪一种以外都含有高能磷酸键？( ) [7]
(A) NAD? (B)ADP (C)NADPH (D)FMN (E)磷酸烯醇式丙酮酸 10、下列反应中哪一步伴随着底物水平的磷酸化反应?( ) [8]
(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
11、乙酰CoA彻底氧化过程中的PO值是( ) [1] 1
3、(E)。Pi、苹果酸、柠檬酸和丙酮酸都能通过线粒体内膜上相应的穿梭载体被运输通过内膜，只有NADH没有相应的运输载体，所以它不能透过内膜。 2
4、(C)。苹果酸脱氢酶、柠檬酸合成酶和顺乌头酸酶溶解在线粒体的基质中，单胺氧化酶则定位于线粒
体外膜上，只有琥珀酸脱氢酶是整合在线粒体内膜上，可作为线粒体内膜的标志酶。 3
5、(D)。复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ是呼吸链的成分，其中复合体Ⅳ最接近O2，因此在通入O2之后，它最先
被氧化。 4
6、(E)。当质子不通过F0进入线粒体基质的时候，ATP就不能被合成，但电子照样进行传递，这就意味
着发生了解偶联作用。 5
7、(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。 6
8、(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成分，细胞色素
a(Fe2?Fe3?)最接近呼吸链的末端，因此它的标准氧化还原电位最高。
7
9、(D)。NAD和NADPH的内部都含有ADP基团，因此与ADP一样都含有高能磷酸键，烯醇式丙酮
酸磷酸包含有高能磷酸键，只有FMN没有高能磷酸键。 8
10、(E)。甘油-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。
?(A)2.0 (B)2.5 (C)3.0 (D)3.5 (E)4.0
12、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?( ) [2] (A)ADP (B)磷酸烯醇式丙酮酸 (C)ATP (D)cAMP (E)磷酸肌酸 13、下列化合物中除了哪种以外都含有高能磷酸键？( ) [3]
(A) NAD? (B) NADP? (C)ADP (D)FAD (E)磷酸烯醇式丙酮酸 14、下列化合物中哪一个不是呼吸链的成员？( ) [4]
(A)CoQ (B)细胞色素c (C)辅酶I (D)FAD (E)肉毒碱
四、问答题
1、将新鲜制备的线粒体与β-羟丁酸，氧化型细胞色素c，ADP，Pi和KCN保温，然后测定β-羟丁酸的氧化速率和ATP形成的速率。
(1)写出该系统的电子流动图。
(2)预期1分子β-羟丁酸该系统中氧化可产生多少分子ATP？ (3)能否用NADH代替β-羟丁酸? (4)KCN的功能是什么?
(5)写出该系统电子传递的总平衡反应式。 (6)计算该系统净的自由能变化值(?G)。
(7)如在这个系统中加入鱼藤酮，结果会有什么不同? [5]
2、以前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，但不久即被放弃使用，为什么? [6]
3、使用亚硝酸盐并结合硫代硫酸钠可用来抢救氰化钾中毒者，为什么? [7]
1
11、(C)。乙酰CoA彻底氧化需要消耗一分子氧气，即4个氧原子，可产生12分子的ADP，因此PO值是12／4＝3。
12、(E)。当ATP的浓度较高时，ATP的高能磷酸键被转移到肌酸分子之中形成磷酸肌酸。 3
13、(D)。 4
14、(E)。肉毒碱的生理功能是帮助长链脂肪酸转运到线粒体内，并不是呼吸链的成员。
2
0? (1)β-羟丁酸→NAD? →FMN→Fe-S→CoQ→Cyt b→Fe-S→Cyt c1→Cyt c。 (2)2，因为细胞色素氧化酶(Cyt aa3)被抑制。
(3)不能，因为NADH不能自由地通过线粒体内膜。
(4)抑制细胞色素氧化酶，使得电子从Cyt c离开呼吸链。
5
(5)β-羟丁酸 + 2Cyt c- Fe+ 2ADP + Pi + 4H → 乙酰乙酸 + 2Cyt c-Fe + 2ATP + 2H2O
(6)-35.8kJ/mol。
(7)鱼藤酮是一种电子传递的抑制剂，它的抑制部位为复合体Ⅰ，因此当在体系中加入鱼藤酮以后，电子传
递和氧化磷酸化均受到抑制。 6
2、DNP作为一种解偶联剂，能够破坏线粒体内膜两侧的质子梯度，使质子梯度转变为热能，而不是
ATP。在解偶联状态下，电子传递过程完全是自由进行的，底物失去控制地被快速氧化，细胞的代谢速率将大幅度提高。这些将导致机体组织消耗其存在的能源形式，如糖原和脂肪，因此有减肥的功效。但是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，这势必会给机体带来强烈的副作用。 7
3、氰化钾的毒性是因为它在细胞内阻断了呼吸链。氰化钾中的N原子含有孤对电子能够与呼吸链中的
3??2?4、将完全还原的细胞色素c，ADP，无机磷酸和抗霉素A一起加入新鲜制备的完整的线粒体中，然后通入氧气，这时细胞色素c将被氧化，ATP生成，PO值为1.0。
(1)写出该系统的电子流动示意图。 (2)为什么要加抗霉素A?
(3)这个实验能告诉你氧化磷酸化的偶联部位在哪里? (4)写出平衡的总反应式。 (5)计算总反应的?G。[1]
5、琥珀酸脱氢酶能否使用NAD?作为辅基?为什么? [2]
6、由P. Mitchell提出的化学渗透学说的主要内容是什么?有哪些主要的证据支持化学渗透学说? [3]
7、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。[4] 8、怎样证明琥珀酸脱氢酶的辅基是与酶蛋白之间以共价键相结合的?如何确定它与哪一个氨基酸残基相连? [5]
9、在测定α-酮戊二酸的PO值的时候，为什么通常需要在反应系统之中加入一些丙
3?细胞色素aa3的氧化形式，即高价铁形式(Fe)以配位键结合，而阻止了电子传递给O2。亚硝酸在
体内可以将血红蛋白的血红素辅基上的Fe氧化为Fe。当血红蛋白的血红素辅基上的Fe转变为
2?3?0?2?Fe3?以后，它也可以和氰化钾结合，这就竞争性抑制了氰化钾与细胞色素aa3的结合。如果在服用
亚硝酸的同时，服用硫代硫酸钠，则CN?可被转变为无毒的SCN?。
1
4、(1) Cyt c → Cyt a → Cyt a3 →O2
(2)阻止外源底物的氧化。
(3)有一个位点与细胞色素氧化酶相联系。
(4)2Cyt c-Fe + 1/2O2 + 2ADP + 2Pi + 4H→ 2Cyt c-Fe + 2ATP + 2H2O (5)70kJ/mol 2
5、琥珀酸脱氢酶不能使用NAD?作为辅基，这是因为NAD?NADH?H?的标准氧化还原电位不同于
3??2?FADFADH2的标准氧化还原电位：E0?(NAD?NADH?H?)=-0.32V，一0．32V，E0?(FADFADH2)＝-0.22V 而E0? (反丁烯二酸/琥珀酸)＝0.03V。一种物质的E0?越大，越容易得
到电子，所以琥珀酸很难将电子交给NAD?。 3
6、P. Mitchell提出的化学渗透学说的主要内容是：电子沿着呼吸链传递的时候，释放出自由能转变为跨
膜(跨线粒体内膜或细菌质膜)的质子梯度。当质子通过F1F0-ATP合成酶回到线粒体基质或细菌细胞质的时候，ATP被合成了。
化学渗透学说的主要证据包括：(1)氧化磷酸化需要完整的线粒体内膜；(2)随着细胞呼吸的进行，线粒体
外室的pH值降低；(3)人为建立的pH梯度可驱动ATP的合成；(4)破坏线粒体内膜的电化学梯度的解偶联剂(uncoupler)或离子载体(ionphore)能够抑制氧化磷酸化。相反能够提高线粒体外室pH值的化合物能刺激ATP的合成；(5)分离纯化到F1F0-ATP合成酶。将该酶在体外与一种来源于嗜盐菌质膜的细菌视紫红质(bacteriohodopsin，在光照下，能够形成跨膜的质子梯度)重组到脂质体上，可催化ATP的合成。 4
7、某些植物体内出现对氰化物呈抗性的呼吸形式，这种呼吸形式可能并不需要细胞色素氧化酶，而是
通过其他的对氰化物不敏感的电子传递体将电子传递给氧气。 5
8、先分离纯化出琥珀酸脱氢酶．然后使用蛋白酶或者无机酸，将琥珀酸脱氢酶完全水解，水解的产物
进行氨基酸分析，如纸电泳。将电泳的指纹图与标准电泳图谱进行比较，找出异常的条带，回收该条带的样品，进行进一步的分析。最终可确定FAD是不是与酶蛋白以共价键相连，并且能够弄清楚它与哪一个氨基酸残基相连。
二酸?在这种条件下，预期测定出的PO值是多少? [1]
10、线粒体内的ATP浓度约为5mmol/L，无机磷酸的浓度约为10mmol/L。如果ADP的浓度比AMP多5倍，计算在能荷为0.85的条件下，ADP和AMP的摩尔浓度。在以上条件下，ATP水解的ΔG′是多少? [2]
11、已知有两种新的代谢抑制剂A和B：将离体的肝线粒体制剂与丙酮酸、氧气、ADP和无机磷酸一起保温，发现加入抑制剂A，电子传递和氧化磷酸化就被抑制；当既加入抑制剂A又加入抑制剂B的时候，电子传递恢复了，但氧化磷酸化仍然不能进行。
(1)抑制剂A和B属于电子传递抑制剂，氧化磷酸化抑制剂，还是解偶联剂? (2)给出作用方式与抑制剂 A和B类似的抑制剂。[3]
12、有人发现一种新的好氧细菌，在它的细胞膜上含有5种以前并不知晓的电子传递体，分别以m，n，o，p，q来表示。
(1)分离出此传递链，并以NADH作为电子供体，使用不同的呼吸链抑制剂处理，应用分光光度法分析各个成分是以还原形式(+表示)存在，还是以氧化形式存在(-表示)，结果见下表：
抑制剂 m n o p q 抑制剂 抗霉素A 氰化物 + + + - + 鱼藤酮 + + + + + 安米妥 根据上面的图表结果，指出各传递体在传递链上的排列次序、电子传递方向和抑制剂的作用部位.
(2)如果以琥珀酸作为电子供体，则得到的结果见下表：
抑制剂 m n o p q 抑制剂 抗霉素A 氰化物 + + - + - + + - - + 鱼藤酮 安米妥 根据上表的结果，进一步指出各传递体在传递链上的排列次序。[1] 1
m n o p q - - + - - + - + - - m n o p q - - - - - + - - - - 9、反应系统之中加入一些丙二酸是为了抑制系统中的琥珀酸脱氢酶的活性，这样系统中生成的ATP仅
仅是由α-酮戊二酸经脱氢反应产生的。PO值为3+1=4，其中3分子ATP是由α-酮戊二酸经脱氢
产生的NADH经过呼吸链氧化形成的，1分子ATP在琥珀酰CoA→琥珀酸的反应中生成。 10、[ADP]=1.44mmol/L
[AMP]=0.29mmol/L
?G?=?G0?+2.3RTlog[ADP][Pi]/[ATP]=-41.2kJ/mol 3
11、(1)抑制剂A和B分别是氧化磷酸化抑制剂和解偶联剂。
(2)与A相似的抑制剂有：寡霉素和二环己基碳二亚胺；与B相似的抑制剂有：FCCP和thermogenin。
2
13、当X作为惟一的碳源和氢源，Y作为惟一的环境的电子受体时，如仅从能量上考虑，在下列情况下细菌是否能存活?为什么?(假定?E?=?E0? )
(1)X是β-羟丁酸。Y是硫元素。 (2)X是乙酸，Y是乙醛。 (3)X是乙醇，Y是SO42?。 (4)X是乙醇，Y是硫元素。[2]
14、在一线粒体制剂中，在CoA，氧气，ADP和无机磷酸存在的情况下进行脂肪酸的氧化。
(1)每一个二碳单位转变成2分子CO2时，将产生多少分子ATP? (2)如在体系中加入安米妥(amytal)，则又能产生多少ATP? (3)假如加入DNP(2,4-二硝基苯酚)，情况又如何? [3]
15、某些细菌能够生存在极高的pH值环境下(pH值约为10)，你认为这些细菌能够使用跨膜的质子梯度产生ATP吗？[4]
16、60年代有人作了以下的实验，先将叶绿体悬浮在pH 4的酸性环境下，以便其基质和类囊体的pH值呈酸性，然后再将叶绿体转移到pH 8的碱性环境之中。这种迅速提高基质pH值(类囊体的pH值暂时维持在4)的做法可导致ATP的合成并使得类囊体和基质的pH值的差异消失。
(1)试解释ATP为什么能被合成。 (2)该实验需要光才能工作吗?
(3)如果是先将叶绿体悬浮在pH 8的环境下，以使其基质和类囊体的pH值呈碱性，然后在将其转移到pH 4的酸性环境之中，则会发生什么变化?
(4)这个实验是支持化学渗透学说还是否定化学渗透学说? [5]
1
12、(1)各成分在传递链中的排列次序以及几种抑制剂的作用位点应该是：
13、为了提供细菌能量，电子从X转移给Y至少必须释放足够的自由能以驱使ATP的合成。根据自由
能的计算公式可以得出(2)和(3)两种情况下能够生成ATP，因此在这种情况下细菌能存活；相反(1)和(4)则不适于细菌存活。 3
14、(1)每一个二碳单位可转变成一分子乙酰CoA和一分子NADH以及一分子FADH2，三者彻底氧化
2
可产生12+3+2=17分子的ATP。 (2)5分子ATP。 (3)1分子ATP。 4
15、这样的细菌不能够使用跨膜的质子梯度产生ATP，这是因为如果要求它们与一般的细菌一样使用质
子梯度产生ATP，则需要其细胞质具有更高的pH值，在这种情况下细胞是不能生存的。当然，这些细菌可使用其他的离子梯度，比如钠离子梯度驱动ATP的合成。 5
16、(1)这种转换造成了人为的质子梯度，类囊体膜上的F1F0-ATP合成酶可利用这种梯度合成ATP。
(2)该实验不需要光就能工作，这是因为不需要光驱动的光合链产生质子梯度。 (3)不会合成ATP，因为生成的质子梯度方向不对。
(4)这个实验说明单靠质子梯度就可以驱动ATP合成，因而它是化学渗透学说的一个有力的证据。
17、有人声称获得了单个分子的F1F0 -ATP合成酶，并使用机械的方法将其头部转动，在没有质子梯度的情况下合成出ATP。你认为这样的实验结果意味着什么?如将这样的实验结果撰写成论文并投给国际一流的杂志，你认为能发表吗? [1]
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αβεγδθλμπρζωφΔ°′→×÷±≈ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫCO2?E? ?E0?E0?F1F0-ATP合成
2?酶Fe2?Fe3??G? ?G0?G H2SPOSO4
0?
参考文献
1、生物化学习题解析 第二版 陈钧辉等编 2001，123-132.
1
17、如果真有这样的实验结果，那么它可用来支持F1F0-ATP合成酶催化合成ATP的两步模型：按照此
模型，质子通过F1F0-ATP合成酶底部的流动而驱动了酶分子头部的转动，酶分子头部的转动直接推动了ATP的合成。显而易见，此实验成功地将两步分开来，在没有质子梯度的情况下，单凭机械的手段使酶分子头部转动而合成了ATP。F1F0-ATP合成酶俨然是一个分子马达。如将这样的实验结果撰写成论文并投给国际一流的杂志无疑将会产生轰动。