13．A：维生素B1以辅酶TPP的形式参与代谢，TPP是丙酮酸脱氢
酶系、α-酮戊二酸脱氢酶系、转酮酶等的辅酶，因此与糖代谢关系密切。多食糖类食物消耗的维生素B1增加，需要补充。 14．D：维生素B6以辅酶PLP，PMP的形式参与氨基酸代谢，是氨
基酸转氨酶、脱羧酶和消旋酶的辅酶，因此多食用蛋白质类食物消耗的维生素B6增加，需要补充。
15．C：玉米中缺少合成维生素B5的前体—色氨酸，因此以玉米为
主食，容易导致维生素B5的缺乏。
16．D：CoA、ATP和胰岛素常作为能量合剂使用。
17．B：泛酸是B族维生素中唯一不含环状结构的化合物。 18．B：FMN是黄素单核苷酸，不含腺苷酸组分。
19．E：VB6以辅酶PLP，PMP的形式参与氨基酸代谢，是氨基酸转
氨酶、脱羧酶和消旋酶的辅酶。
（五）是非判断题
1．错：酶促反应的初速度与底物浓度是有关的，当其它反应条件满足时，酶促反应的初速度与底物浓度成正比。
2．对：当底物足够时，酶浓度增加，酶促反应速度也加快，成正比。
3．对：Km是酶的特征性常数，反应的代谢产物可能影响酶性质的改变从而影响Km的变化，而这些代谢产物在结构上并不与底物一致。
4．对：调节酶大多数为变构酶，变构酶是利用构象的改变来调节其催化活性的酶，是一个关键酶，催化限速步骤，当少量底物与酶结合后，使酶的构象发生改变从而能结合更多的底物分子。 5．错：底物应该过量才能更准确的测定酶的活力。 6．对：产物生成量比底物消耗量更易测得且准确。
7．错：非竞争性抑制剂只和酶与底物反应的中间产物结合，酶促反应的Vmax是减小的，不能通过增加底物来达到正常的Vmax。而竞争性抑制剂可以通过增加底物的浓度来达到Vmax。
8．对：碘乙酸是糖酵解过程中的一个抑制剂，与半胱氨酸或蛋氨酸的-SH结合，使糖酵解途径受阻。
9．错：诱导物一般为酶的作用底物，可诱导细胞产生特定的诱导酶。
10．错：对于可逆反应而言，酶既可以改变正反应速度，也可以
改变逆反应速度，但不改变化学反应的平衡点。 11．对。
12．对：酶通过降低化学反应的活化能加快化学的反应速度，但
不改变化学反应的平衡常数。
13．对：检查酶的含量及存在，不能直接用重量或体积来表示，
常用它催化某一特定反应的能力来表示，即用酶的活力来表示，因此酶活力的测定实际上就是酶的定量测定。
14．错：Km值可以近似地反应酶与底物亲和力，Km越低，亲和力越
高，因此已糖激酶对葡萄糖的亲和力更高。
15．对：Km是酶的特征常数之一，一般只与酶的性质有关，与酶浓
度无关。不同的酶，Km值不同。
16．错：Km作为酶的特征常数，只是对一定的底物、一定的pH值、
一定的温度条件而言。
17．错：见上题，同一种酶有几种底物就有几种Km值，其中Km值
最小的底物一般称为酶的最适底物。 18．对。
19．对：当[S]>>Km时，V趋向于Vmax，因此v=K3[E]，所以可以通
过增加[E]来增加V。
20．错：酶的最适pH值有时因底物种类、浓度及缓冲液成分不同
而不同，并不是一个常数。
21．错：酶最适温度与酶的作用时间有关，作用时间越长，则最
适温度低，作用时间短，则最适温度高。
22．对：金属离子作为酶的激活剂，有的可以相互取代，如Mg2+
作为激酶等的激活剂可以被Mn2+取代；有的可以相互拮抗，如Na+抑制K+
的激活作用。
23．对：不可逆抑制剂通常以比较牢固的共价键与酶结合，而使
酶失活，不能用透析、超滤等物理方法除去抑制剂而恢复酶的
活性，因此增加不可逆抑制剂的浓度，可以实现酶活性的完全
抑制。
24．错：竞争性可逆抑制剂可以与酶的底物结合在酶的同一部位，
也可以与酶的底物结合在酶的不同部位，由于空间位阻或构象改变的原因而不能同时结合。
25．错：因为不知道纯化前后的比活分别是多少，因此无法计算
比活的提高倍数。
36．错：酶反应的最适pH值不仅取决于酶蛋白本身的结构，还与
底物种类、浓度及缓冲液成分有关。
27．错：B族维生素中维生素B3不含环状结构，其余都是杂环化合
物。
28．对：所有B族维生素都可以作为辅酶或辅酶的组分参与代谢。 29．错：维生素K可以作为γ-羟化酶的辅酶，促进凝血。
30．对：如酵母的生长需要维生素B6等，植物的生长也有需要维
生素的现象。
31．对：如豌豆子叶可以合成维生素C，供整体使用；去除子叶后，
则豌豆子叶生长不良。
32．错：维生素E极易被氧化，因此可做抗氧化剂。
（六）问答题及计算题（解题要点） 1．答：（1）酶能被酸、碱及蛋白酶水解，水解的最终产物都是氨
基酸，证明酶是由氨基酸组成的。
（2）酶具有蛋白质所具有的颜色反应，如双缩脲反应、茚三酮反应、米伦反应、乙醛酸反应。
（3）一切能使蛋白质变性的因素，如热、酸碱、紫外线等，同样可以使酶变性失活。
（4）酶同样具有蛋白质所具有的大分子性质，如不能通过半透膜、可以电泳等。
（5）酶同其他蛋白质一样是两性电解质，并有一定的等电点。 总之，酶是由氨基酸组成的，与其他已知的蛋白质有着相同的理化性质，所以酶的化学本质是蛋白质。 2．答：（1）共性：用量少而催化效率高；仅能改变化学反应的速
度，不改变化学反应的平衡点，酶本身在化学反应前后也不改变；可降低化学反应的活化能。
（2）个性：酶作为生物催化剂的特点是催化效率更高，具有高
度的专一性，容易失活，活力受条件的调节控制，活力与辅助因子有关。 3．（1）1982年，美国的T.Cech发现原生动物四膜虫的26S rRNA
前体能够在完全没有蛋白质的情况下，自我加工、拼接，得到成熟的rRNA。
（2）1983年，S.Atman和Pace实验室研究RNase P时发现，
将RNase P的蛋白质与RNA分离，分别测定，发现蛋白质部分没有催化活性，而RNA部分具有与全酶相同的催化活性。 （3）1986年，T.Cech发现在一定条件下，L19 RNA可以催化
Poly C的切割与连接。 4．答：（1）绝对专一性；（2）相对专一性（族专一性）；（3）相
对专一性（键专一性）；
（4）立体专一性（旋光异构专一性）；（5）立体专一性（顺反异构专一性）；（6）立体专一性（识别从化学角度看完全对称的两个基团）。 5．答：（1）蛋白浓度=0.2×6.25mg/2mL=0.625mg/mL；
（2）比活力=（1500/60×1ml/0.1mL）÷0.625mg/mL=400U/mg； （3）总蛋白=0.625mg/mL×1000mL=625mg； （4）总活力=625mg×400U/mg=2.5×105U。 6．答：（1）V~[S]图是双曲线的一支，可以通过其渐近线求Vmax，
V=1/2Vmax时对应的[S]为Km；优点是比较直观，缺点是实际上测定时不容易达到Vmax，所以测不准。
（2）1/V~1/[S]图是一条直线，它与纵轴的截距为1/Vmax，与横
轴的截距为-1/Km，优点是使用方便，Vmax和Km都较容易求，缺点是实验得到的点一般集中在直线的左端，作图时直线斜率稍有偏差，Km就求不准。
（3）V~V/[S]图也是一条直线，它与纵轴的截距为Vmax，与横轴
16
的截距为Vmax/Km，斜率即为-Km，优点是求Km比较方便，缺点是作图前计算较繁。
（4）[S]/V~[S]图也是一条直线，它与纵轴的截距为Km/Vmax，与
横轴的截距为-Km，优缺点与V~V/[S]图相似。
（5）直接线性作图法是一组交于一点的直线，交点的横坐标为
Km，纵坐标为Vmax，是求Vmax和Km的最好的一种方法，不需计算，作图方便，结果准确。 7．答：（1）一些肠道寄生虫如蛔虫等可以产生胃蛋白酶和胰蛋白
酶的抑制剂，使它在动物体内不致被消化。
（2）蚕豆等某些植物种子含有胰蛋白酶抑制剂，煮熟后胰蛋白
酶抑制剂被破坏，否则食用后抑制胰蛋白酶活性，影响消化，引起不适。
8．答：作1/V~1/[S]图，可知是竞争性可逆抑制剂。 9．答：（1）酶量（mmol）=1.2×5/150 000=4.0×10-5mmol； （2）碘乙酰胺量（mmol）=3.0×10-2/185=1.6×10-4mmol，所以酶的催化亚基数为4。
10．答：据V~[S]的米氏曲线，当底物浓度大大低于Km值时，酶不
能被底物饱和，从酶的利用角度而言，很不经济；当底物浓度大大高于Km值时，酶趋于被饱和，随底物浓度改变，反应速度变化不大，不利于反应速度的调节；当底物浓度在Km值附近时，反应速度对底物浓度的变化较为敏感，有利于反应速度的调节。
11．答：底物与别构酶的结合，可以促进随后的底物分子与酶的
结合，同样竞争性抑制剂与酶的底物结合位点结合，也可以促进底物分子与酶的其它亚基的进一步结合，因此低浓度的抑制剂可以激活某些别构酶。 12．答：（1）当[S]=Km时，V=1/2Vmax，则Vmax=2×35=70μmol/min； （2）因为V=Vmax/(1+Km/[s]),所以Km=(Vmax/V-1)[s]=1.5×10 -5
mol/L；
（3）因为[S]>>Km,[I],所以V=Vmax=70μmol/min； （4）V=Vmax/(1+[I]/Ki)=40μmol/min。
13．答：酶蛋白分子中组氨酸的侧链咪唑基pK值为6.0~7.0,在生
理条件下，一半解离，一半不解离，因此既可以作为质子供体（不解离部分），又可以作为质子受体（解离部分），既是酸，又是碱，可以作为广义酸碱共同催化反应，因此常参与构成酶的活性中心。 14．答：（A）―（3）―（Ⅴ）；
（B）―（4）―（Ⅲ），（Ⅳ）； （C）―（7）―（Ⅷ）； （D）―（1）―（Ⅸ）； （E）―（2）―（Ⅰ），（Ⅱ）； （F）―（5）―（Ⅵ），（Ⅶ）； （G）―（6）。
第四章 生物氧化与氧化磷酸化
一、知识要点
生物氧化的实质是脱氢、失电子或与氧结合，消耗氧生成CO2
和H2O，与体外有机物的化学氧化（如燃烧）相同，释放总能量都相同。生物氧化的特点是：作用条件温和，通常在常温、常压、近中性pH及有水环境下进行；有酶、辅酶、电子传递体参与，在氧化还原过程中逐步放能；放出能量大多转换为ATP分子中活跃化学能，供生物体利用。体外燃烧则是在高温、干燥条件下进行的剧烈游离基反应，能量爆发释放，并且释放的能量转为光、热散失于环境中。
（一）氧化还原电势和自由能变化
1．自由能
生物氧化过程中发生的生化反应的能量变化与一般化学反应一样可用热力学上的自由能变化来描述。自由能（free energy）是指一个体系的总能量中，在恒温恒压条件下能够做功的那一部分能量，又称为Gibbs自由能，用符号G表示。物质中的自由能（G）含量是不易测定的，但化
学反应的自由能变化（ΔG）是可以测定的。ΔG很有用，它表示从某反应可以得到多少有用功，也是衡量化学反应的自发性的标准。例如，物质A转变为物质B的反应：
A???B ΔG＝GB—GA
当ΔG为负值时，是放能反应，可以产生有用功，反应可自发进行；若ΔG为正值时，是吸能反应，为非自发反应，必
须供给能量反应才可?G进行??，其逆Go?RT反应
ln是自发[A][B]的。
如果ΔG＝0时，表明反应体系处于动态平衡状态。此时，平衡常数为Keq，由已知的Keq可求得ΔG°：
ΔG°＝－RTlnKeq
2． 2．化还原电势
在氧化还原反应中，失去电子的物质称为还原剂，得到电子的物质称为氧化剂。还原剂失去电子的倾向（或氧化剂得到电子的倾向）的大小，则称为氧化还原电势。将任何一对氧化还原物质的氧化还原对连在一起，都有氧化还原电位的产生。如果将氧化还原物质与标准氢电极组成原电池，即可测出氧化还原电势。标准氧还原电势用E°表示。E°值愈大，获得电子的倾向愈大；E°愈小，失去电子的倾向愈大。
3．氧化还原电势与自由能的关系
在一个氧化还原反应中，可从反应物的氧还电势E 0＇，计算出这个氧化还原反应的自由能变化（ΔG）。ΔG°与氧化还原电势的关系如下：
ΔG°= － nFΔE°
n表示转移的电子数，F为法拉第常数（1法拉第＝96485库仑／摩尔）。ΔE°的单位为伏特，ΔG°的单位为焦耳／摩尔。当ΔE°为正值时，ΔG°为负值，是放能反应，反应能自发进行。ΔE°为负值时，ΔG°为正值，是吸能反应，反应不能自发进行。 （二）高能磷酸化合物
生物体内有许多磷酸化合物，其磷酸基团水解时可释放出20.92kJ／mol以上自由能的化合物称为高能磷酸化合物。按键型的特点可分为：
1．磷氧键型：焦磷酸化合物如腺三磷（ATP）是高能磷酸化合物的典型代表。ATP磷酸酐键水解时，释放出30.54kJ／mol能量，它有两个高能磷酸键，在能量转换中极为重要；酰基磷酸化合物如1,3二磷酸甘油酸以及烯醇式磷酸化合物如磷酸烯醇式丙酮酸都属此类。
2． 2．磷键型化合物如磷酸肌酸、磷酸精氨酸。 3． 3．酯键型化合物如乙酰辅酶A。
4． 4．甲硫健型化合物如S-腺苷甲硫氨酸。 此外，脊椎动物中的磷酸肌酸和无脊椎动物中的磷酸精氨酸，是ATP的能量贮存库，作为贮能物质又称为磷酸原。 （三）电子传递链
电子传递链是在生物氧化中，底物脱下的氢（H+ + eˉ），经过一系列传递体传递，最后与氧结合生成H2O的电子传递系统，又称呼吸链。呼吸链上电子传递载体的排列是有一定顺序和方向的，电子传递的方向是从氧还电势较负的化合物流向氧化还原电势较正的化合物，直到氧。氧是氧化还原电势最高的受体，最后氧被还原成水。
电子传递链在原核细胞存在于质膜上，在真核细胞存在于线粒体的内膜上。线粒体内膜上的呼吸链有NADH呼吸链和FADH2呼吸链。
1．构成电子传递链的电子传递体成员分五类：
（1）烟酰胺核苷酸（NAD＋） 多种底物脱氢酶以NAD＋
为辅酶，接受底物上脱下的氢成为还原态的NADH+ ＋H＋，是
氢（H＋
和eˉ）传递体。
（2）黄素蛋白 黄素蛋白以FAD和FMN为辅基，接受NADH+ ＋H＋或底物（如琥珀酸）上的质子和电子，形成FADH2
17
或FMNH2，传递质子和电子。
（3）铁硫蛋白或铁硫中心 也称非血红素蛋白，是单电子传递体，氧化态为Fe3＋，还原态为Fe2＋。
（4）辅酶Q又称泛醌，是脂溶性化合物。它不仅能接受脱氢酶的氢，还能接受琥珀酸脱氢酶等的氢（H＋＋eˉ）。是处于电子传递链中心地位的载氢体。
（5）细胞色素类是含铁的单电子传递载体。铁原子处于卟啉的中心，构成血红素。它是细胞色素类的辅基。细胞色素类是呼吸链中将电子从辅酶Q传递到氧的专一酶类。线粒体的电子至少含有5种不同的细胞色素（即b、c、c1、a、a3）。通过实验证明，它们在电子传递链上电于传递的顺序是b→c1→c→aa3，细胞色素aa3以复合物形式存在，称为细胞色素氧化酶。是电子传递链中最末端的载体，所以又称末端氧化酶。
2．电子传递抑制剂
能够阻断呼吸链中某一部位电子传递的物质称为电子传递抑制剂。常用的抑制剂有：
（1）鱼藤酮：阻断电子由NADH向CoQ的传递。它是一种极毒的植物物质，常用作杀虫剂。
（2）抗霉素A：能阻断电子从Cytb到Cytc1的传递。 （3）氰化物、硫化氢、叠氮化物、CO能阻断电子由Cytaa3
到氧的传递。
由于这三个部位的电子流被阻断，因此，也抑制了磷酸化的进行，即不能形成ATP。 （四）氧化磷酸化作用
氧化磷酸化作用是需氧细胞生命活动的基础，是主要的能量来源。真核细胞是在线粒体内膜上进行。
1．氧化磷酸化作用
高势能电子从NADH或FADH2沿呼吸链传递给氧的过程中，所释放的能量转移给ADP形成ATP，即ATP的形成与电子传递相偶联，称为氧化磷酸化作用，其特点是需要氧分子参与。
氧化磷酸化作用与底物水平磷酸化作用是有区别的：底物水平磷酸化作用是指代谢底物由于脱氢或脱水，造成其分子内部能量重新分布，产生的高能键所携带的能量转移给ADP生成ATP，即ATP的形成直接与一个代谢中间高能磷酸化合物（如磷酸烯醇式丙酮酸、1,3-二磷酸甘油酸等）上的磷酸基团的转移相偶联，其特点是不需要分子氧参加。
2．P／O比和磷酸化部位
磷氧比（P／O）是指一对电子通过呼吸链传递到氧所产生ATP的分子数。由NADH开始氧化脱氢脱电子，电子经过呼吸链传递给氧，生成3分子ATP，则P／O比为3。这3分子ATP是在三个部位上生成的，第一个部位是在NADH和CoQ之间，第二个部位是在Cytb与Cytc1之间；第三个部位是在Cytaa3和氧之间。如果从FADH2开始氧化脱氢脱电子，电子经过呼吸链传递给氧，只能生成2分子ATP，其P／O比为2。
3．氧化磷酸化的解偶联作用
（1）氧化磷酸化的解偶联作用 在完整线粒体内，电子传递与磷酸化是紧密偶联的，当使用某些试剂而导致的电子传递与ATP形成这两个过程分开，只进行电子传递而不能形成ATP的作用，称为解偶联作用。
（2）氧化磷酸化的解偶联剂 能引起解偶联作用的试剂称为解偶联剂，解偶联作用的实质是解偶联剂消除电子传递中所产生的跨膜质子浓度或电位梯度，只有电子传递而不产生ATP。
（3）解偶联剂种类 典型的解偶联剂是化学物质2,4-二硝基苯酚（DNP），DNP具弱酸性，在不同pH环境可结合H+ 或释放H+
；并且DNP具脂溶性，能透过磷脂双分子层，
使线粒体内膜外侧的H+ 转移到内侧，从而消除H+
梯度。此外，离子载体如由链霉素产生的抗菌素——缬氨霉素，具脂溶性，能与K+ 离子配位结合，使线粒体膜外的K+ 转运到膜
内而消除跨膜电位梯度。另外还有存在于某些生物细胞线粒体内膜上的天然解偶联蛋白，该蛋白构成的质子通道可以让膜外质子经其通道返回膜内而消除跨膜的质子浓度梯度，不能生成ATP而产生热量使体温增加。
解偶联剂与电子传递抑制剂是不同的，解偶联剂只消除内膜两侧质子或电位梯度，不抑制呼吸链的电子传递，甚至加速电子传递，促进呼吸底物和分子氧的消耗，但不形成ATP，只产生热量。
4．氧化磷酸化的作用机理
与电子传递相偶联的氧化磷酸化作用机理虽研究多年，但仍不清楚。曾有三种假说试图解释其机理。这三种假说为：化学偶联假说、构象偶联假说、化学渗透假说。
（1）化学偶联假说 认为电子传递中所释放的自由能以一个高能共价中间物形式暂时存在，随后裂解将其能量转给ADP以形成ATP。但不能从呼吸链中找到高能中间物的实例。
（2）构象偶联假说 认为电子沿呼吸链传递释放的自由能使线粒体内膜蛋白质发生构象变化而形成一种高能形式暂时存在。这种高能形式将能量转给F0F1-ATP酶分子使之发生构象变化，F0F1-ATP酶复原时将能量转给ADP形成ATP。
（3）化学渗透假说 该假说由英国生物化学家Peter Mitchell提出的。他认为电子传递的结果将H+ 从线粒体内膜上的内侧“泵”到内膜的外侧，于是在内膜内外两侧产生了H+ 的浓度梯度。即内膜的外侧与内膜的内侧之间含有一种势能，该势能是H+ 返回内膜内侧的一种动力。H+ 通过
FF+
01-ATP酶分子上的特殊通道又流回内膜的内侧。当H返回内膜内侧时，释放出自由能的反应和ATP的合成反应相偶联。该假说目前得到较多人的支持。
实验证明氧化磷酸化作用的进行需要完全的线粒体内膜存在。当用超声波处理线粒体时，可将线粒体内膜嵴打成片段：有些片段的嵴膜又重新封闭起来形成泡状体，称为亚线粒体泡（内膜变为翻转朝外）。这些亚线粒体泡仍具有进行氧化磷酸化作用的功能。在囊泡的外面可看到F1球状体。用尿素或胰蛋白酶处理这些囊泡时，内膜上的球体F1脱下，F0留在膜上。这种处理过的囊泡仍具有电子传递链的功能，但失去合成ATP的功能。当将F1球状体再加回到只有F0的囊泡时，氧化磷酸化作用又恢复。这一实验说明线粒体内膜嵴上的酶（F0）起电子传递的作用，而其上的F1是形成ATP的重要成分，F0和F1是一种酶的复合体。
5．能荷
细胞中存在三种腺苷酸即AMP、ADP、ATP，称为腺苷酸库。在细胞中ATP、ADP和AMP在某一时间的相对数量控制着细胞活动。Atkinson提出了能荷的概念。认为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。
能荷＝
可看出，能荷的大小决定于ATP和ADP的多少。能荷的从0到1.0，当细胞中都是ATP时，能荷为1.0。此时，可利用的高能磷酸键数量最大。都为ADP时，能荷为0.5，系统中有一半的高能磷酸健。都为AMP时，能荷为0，此时无高能磷酸化合物存在。实验证明能荷高时可抑制ATP的生成，却促进ATP的利用。也就是说，能荷高可促进合成代谢而抑制分解代谢，相反，能荷低则促进分解代谢而抑制合成代谢。
能荷调节是通过ATP、ADP和AMP分子对某些酶分子进行变构调节来实现的。
5、线粒体的穿梭系统
真核生物在细胞质中进行糖酵解时所生成的NADH是不能直接透过线粒体内膜被氧化的，但是NADH＋H+上的质子可以通过一个穿梭的间接途径而进入电子传递链。3-磷酸甘油
的穿梭过程是最早发现的。其过程是胞质中NADH十H+
在3-磷酸甘油脱氢酶作用下与磷酸二羟丙酮反应生成3-磷酸甘油。3-磷酸甘油可进入线粒体，在线粒体内膜上的3-磷酸
18
甘油脱氢酶（辅基为FAD）作用下，生成磷酸二羟丙酮和FADH2。磷酸二羟丙酮透出线粒体，继续作为氢的受体，FADH2将氢传递给CoQ进入呼吸链氧化，这样只能产生2分于ATP。
在动物的肝、肾及心脏的线粒体存在另一种穿梭方式，即草酰乙酸-苹果酸穿梭。这种方式在胞液及线粒体内的脱氢酶辅酶都
是NAD＋，所以胞液中的NADH+H+ 到达线粒体内又生成NADH＋H+
。从能量产生来看，草酰乙酸-苹果酸穿梭优于α- 磷酸甘油穿梭机制；但α-磷酸甘油穿梭机制比草酰乙酸-苹果酸穿梭速度要快很多。
二、习 题
（一）名词解释
1． 1． 生物氧化（biological oxidation）
2． 2． 呼吸链（respiratory chain）
3． 3． 氧化磷酸化（oxidative phosphorylation） 4． 4． 磷氧比P/O（P/O）
5． 5． 底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation）
6． 6． 能荷（energy charge） (二) 填空题
1． 1． 生物氧化有3种方式：_________、___________和
__________ 。
2． 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pH 7.0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_________。 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 → ATP
29．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．ADP C．FADH2 D．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（Fe 2＋／Fe 3＋） D．NAD＋
／NADH 4．下列化合物中，除了哪一种以外都含有高能磷酸键：
A．NAD＋ B．ADP C．NADPH D．FMN 5．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．2.0 B．2.5 C．3.0 D．3.5 7．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．ADP B．磷酸烯醇式丙酮酸 C．ATP D．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．FMN C．CoQ D．Fe·S 9．下述哪种物质专一性地抑制F0因子：
A．鱼藤酮 B．抗霉素A C．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10 B．11或12 C．15或16 D．17或18
11．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 C．丙酮酸激酶 D．琥珀酸硫激酶
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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／NADH B．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．ATP B．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ATP D．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NADH
C．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．1 B．2 C．3 D．4
20．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。
( )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a2+ 3-Fe+ O2 + 4H+ → 4-细胞色素a3+ 3-Fe+（ ） 催化此反应的酶是：（ ）
2．NADH + H+ + 0.5O+
2 + 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？
三、习题解答
（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。
如在糖酵解（EMP）的过程中，3-磷酸甘油醛脱氢后产生的1,3-二磷酸甘油酸，在磷酸甘油激酶催化下形成ATP的反应，以及在2-磷酸甘油酸脱水后产生的磷酸烯醇式丙酮酸，在丙酮酸激酶催化形成ATP的反应均属底物水平的磷酸化反应。另外，在三羧酸环（TCA）中，也有一步反应属底物水平磷酸化反应，如α-酮戊二酸经氧化脱羧后生成高能化合物琥珀酰～CoA，其高能硫酯键在琥珀酰CoA合成酶的催化下转移给GDP生成GTP。然后在核苷二磷酸激酶作用下，GTP又将末端的高能磷酸根转给ADP生成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。
能荷=
（二）填空题
1．脱氢；脱电子；与氧结合
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