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．ATP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．ATP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．ATP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。
（A） 铜；（B）镍；（C）铁；（D）锌 22. 辅酶Q是（ A ）
A.NADH脱氢酶的辅基B.电子传递链的载体 C.琥珀酸脱氢酶的辅基D.脱羧酶
的辅酶 二、填空题
1．生物氧化是 有机分子 在细胞中 氧化分解 ，同时产生可利用的能量 的过程。
2．反应的自由能变化用 ?G 来表示，标准自由能变化用?G0 表示，生物化学中pH7.0时的标准自由能变化则表示为 ?G0' 。
3．高能磷酸化合物通常是指水解时释放的自由能大于20.92kJ/mol 的化合物，其中重要的是 ATP ，被称为能量代谢的 通货 。 4．真核细胞生物氧化的主要场所是 .线粒体 ，呼吸链和氧化磷酸化偶联因子都定位于线粒体内膜 。
5．以NADH为辅酶的脱氢酶类主要是参与 生物氧化 作用，即参与从底物 到 氧 的电子传递作用；以NADPH为辅酶的脱氢酶类主要是将分解代谢中间产物上的 H+＋e- 转移到 生物合成 反应中需电子的中间物上。
6．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 NADH-CoQ 、 Cyta-a3-O2 和Cytb-Cyte 。
7．鱼藤酮、抗霉素A和CN-、N3－、CO的抑制部位分别是复合体I 、
复合体III 和 复合体IV 。
8．解释电子传递氧化磷酸化机制的三种假说分别是构象偶联假说 、 化学偶联假说 和化学渗透学说 ，其中 化学渗透学说 得到多数人的支持。 9．生物体内磷酸化作用可分为氧化磷酸化 、光合磷酸化 和 底物水平磷酸化 。
10．人们常见的解偶联剂是2，4－二硝基苯酚 ，其作用机理是瓦解H+电化学梯度 。
11．NADH经电子传递和氧化磷酸化可产生 3 个ATP，琥珀酸可产生2 个ATP。
12．当电子从NADH经 呼吸链 传递给氧时，呼吸链的复合体可将 5 对H+从 内膜内侧 泵到 内膜外侧 ，从
++
而形成H的 电化学 梯度，当一对H经 F1-F0复合体 回到线粒体 内侧 时，可产生 1 个ATP。
13．F1-F0复合体由 三 部分组成，其F1的功能是合成ATP ，F0的功能是 H+通道和整个复合体的基底 ，连接头部和基部的蛋白质叫 OSCP 。寡霉素 可抑制该复合体的功能。
14．动物线粒体中，外源NADH可经过 穿梭 系统转移到
呼吸链上，这种系统有 二 种，分别为α－磷酸甘油穿梭系统 和苹果酸穿梭系统 ；而植物的外源NADH是经过内膜外侧和外膜上的NADH脱氢酶及递体 将电子传递给呼吸链的。
15．线粒体内部的ATP是通过 腺苷酸 载体，以交换 方式运出去的。
16．线粒体外部的磷酸是通过（ 交换和协同 ）方式运进来的。 17、H2S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、细胞色素aa3辅基中的铁原子有（5 ）结合配位键，它还保留（ 1 ）游离配位键，所以能和（ O2 ）结合，不能和（ CO ）、（ CN ）结合而受到抑制。
19、线粒体内膜外侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是（ NAD ）；而线粒体内膜内侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是（ FAD ）。
20. 钠钾ATP酶每水解一分子ATP，泵出（ 3 ）个钠离子....泵入（ 2 ）个钾离子。
三、是非题
1．(√)在生物圈中，能量从光养生物流向化养生物，而物质在二者之间循环。 2．（√）磷酸肌酸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。
3．（×）解偶联剂可抑制呼吸链的电子传递。 4．（√）电子通过呼吸链时，按照各组分的氧化还原电势依次从还原端向氧化端
传递。
5．（√）生物化学中的高能键是指水解断裂时释放较多自由能的不稳定键。 6．（×）NADPH/NADP+的氧化还原电势稍低于NADH/NAD+，更容易经呼吸链
氧化。
7．（√）植物细胞除了有对CN-敏感的细胞色素氧化酶外，还有抗氰的末端氧化
酶。
8．（√）ADP的磷酸化作用对电子传递起限速作用。 四、名词解释
生物氧化：糖、脂、蛋白质等营养物在生物体内氧化成水和二氧化碳并释放出能
量的过程称生物氧化。 高能化合物与高能键P/O ; 1.在生物体内随水解反应或基团转移反应可放出大量
自由能的化合物成为高能化合物。2. 指每消耗1mol氧原子所产生的ATP的物质的量。
穿梭作用:
F1-F0复合体:
电子传递抑制剂: 能够阻断电子传递链中某一部位电子传递的物质称为电子传
递抑制剂。
解偶联剂 : 具有解偶联作用的化合物称为解偶联剂。 解偶联作用：所有破坏生物氧化与磷酸化相偶联的作用，即抑制氧化磷酸化的作
用。
氧化磷酸化抑制剂：是指直接作用于线粒体F0F1-ATP酶复合体中的F1组分而
抑制ATP合成的一类化合物
底物磷酸化：指带有高能的底物在某些代谢反应中所释放的能量能使ADP磷酸
化生成ATP的过程。
氧化磷酸化：指底物脱下的2H经过电子传递链传递到分子氧形成水的过程中释
放出能量与ADP磷酸化生成ATP的过程相偶联生成ATP的方式。
五、问答题
1．生物氧化的特点和方式是什么？
答：特点：常温、酶催化、多步反应、能量逐步释放、放出的能量贮存于特
殊化合物。方式：单纯失电子、脱氢、加水脱氢、加氧。 2．CO2与H2O以哪些方式生成？
答：CO2的生成方式为：单纯脱羧和氧化脱羧。水的生成方式为：代谢物中
的氢经一酶体系和多酶体系作用与氧结合而生成水。 3．简述化学渗透学说。
答：(1)呼吸链中递氢体和电子传递体在线粒体内膜中是间隔交替排列的，并
且都有特定的位置，催化反应是定向的。 (2) 递氢体有氢泵的作用，当递氢体从线粒体内膜内侧接受从NADH+H+ 传来的氢后，可将其中的电子（2e -）传给位于其后的电子传递体，而将两个H+ 质子从内膜泵出到膜外侧，在电子传递过程中，每传递一对电子就泵出6个H+ 质子。 (3) 内膜对H+ 不能自由通过，泵出膜的外侧H+ 不能自由返回膜内侧，因而使线粒体内膜外侧的H+ 质子浓度高于内侧，造成H+ 质子浓度的跨膜梯度,这种H+ 质子梯度和电位梯度就是质子返回内膜的一种动力。 (4) H+ 通过ATP酶的特殊途径，返回到基质，使质子发生逆向回流。由于H+ 浓度梯度。 4．ATP具有高的水解自由能的结构基础是什么？为什么说ATP是生物体内
的“能量通货”？
答：负电荷集中和共振杂化。能量通货的原因：ATP的水解自由能居中，可
作为多数需能反应酶的底物。 5、绘图表示电子传递链的过程？
6、常见呼吸链中电子传递抑制剂有哪些？它们的作用机理是什么？ 答：(1)鱼藤酮、阿米妥、以及杀粉蝶菌素,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的根中提取出来的化合物,它能和NADH脱氢酶牢固结合,因而能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的结构类似物,由此可以与辅酶Q相竞争?从而抑制电子传递。 (2)抗霉素A是从链霉菌分离出的抗菌素,它抑制电子从细胞色素
b到细胞色素c1的传递作用。(3)氰化物、一氧化碳、叠氮化合物及硫化氢可以阻断电子细胞色素aa3向氧的传递作用,这也就是氰化物及一氧化碳中毒的原因。 7、在体内ATP有哪些生理作用？
答：（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）是机体其它能量形式的来源，ATP分子内所含有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，例如可转化成机械能、生物电能、热能、渗透能、化学合成能等。体内某些合成反应不一定都直接利用ATP供能，而以其他三磷酸核苷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。这些三磷酸核苷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在细胞膜上的腺苷酸环化酶催化下，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。 8、图示磷酸甘油的穿梭过程。（糖酵解中产生的NADH是怎样进入呼吸链氧化的？
9、图示苹果酸穿梭过程。
10、什么是铁硫蛋白，其生理功能是什么？
答：铁硫蛋白是一种非血红素铁蛋白，其活性部位含有非血红素铁原子和对酸
不稳定的硫原子，此活性部位被称之为铁硫中心。铁硫蛋白是一种存在于
线粒体内膜上的与电子传递有关的蛋白质。铁硫蛋白中的铁原子与硫原子通常以等摩尔量存在，铁原子与蛋白质的四个半胱氨酸残基结合。根据铁硫蛋白中所含铁原子和硫原子的数量不同可分为三类：FeS中心、Fe2-S2中心和Fe4-S4中心。在线粒体内膜上，铁硫蛋白和递氢体或递电子体结合为蛋白复合体，已经证明在呼吸链的复合物I、复合物Ⅱ、复合物Ⅲ中均结合有铁硫蛋白，其功能是通过二价铁离子和三价铁离子的化合价变化来传递电子，而且每次只传递一个电子，是单电子传递体。 11. 氰化物为什么能引起细胞的窒息死亡？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，CNˉ的N原子含有孤对电子能够
与细胞色素aa3的氧化形式——高价铁Fe3＋以配位键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＋。部分血红蛋白的血红素辅基上的Fe2＋被氧化成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，从而使细胞色素aa3的活力恢复；但生成的氰化高铁血红蛋白在数分钟后又能逐渐解离而放出CNˉ。因此，如果在服用亚硝酸的同时，服用硫代硫酸钠，则CNˉ可被转变为无毒的SCNˉ，此硫氰化物再经肾脏随尿排出体外。