第6章生物氧化习题

第六章 生物氧化习题

一、名词解释

1．生物氧化：有机物质在生物体活细胞内氧化分解，同时释放能量的过程。

2 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。

3 底物水平磷酸化：某些底物分子中含有高能磷酸键，可转移至ADP生成ATP的过程 。 4呼吸链：代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后，经过一系列的传递体，最后传递给被激活的氧分子而生成水的全部体系称呼吸链。

5 高能化合物：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。

6 磷氧比：指每消耗1mol氧原子所产生的ATP的物质的量。

7 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。 8 解偶联剂：具有解偶联作用的化合物称为解偶联剂。

9 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。

10 F0F1-ATP合酶：位于线粒体内膜基质一边，由F0和F1构成的复合体。是一种ATP驱动的质子运输体，当质子顺电化学梯度流动时催化ATP的合成；当没有氢离子梯度通过质子通道F0时，F1的作用是催化ATP的水解。

二、选择题

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 Fe→Cyta Fe2+

3+

D、Cytb Fe→Cytb Fe

3+2+

E、NAD→NADH

+4．呼吸链的电子传递体中，不是蛋白质而是脂质的组分是：（ 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? （ E ）

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、电子传递与氧化磷酸化的偶联过程

6．能使线粒体电了传递与氧化磷酸化解偶联的试剂是：（ A ） A、2，4-二硝基苯酚 B、寡霉素 C、一氧化碳 D、氰化物 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、氰化物 10．下述分子哪种不属于高能磷酸化合物：（ C ）

A、ADP B、磷酸烯醇式丙酮酸 C、乙酰COA D、磷酸肌酸

11．细胞色素c是——：（ C ）

A、一种小分子的有机色素分子 B、是一种无机色素分子 C、是一种结合蛋白质 D、是一种多肽链

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→FMN 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、琥珀酸 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．在使用解偶联剂时，线粒体内膜：（ B ）

A、膜电势升高 B、膜电势降低 C、膜电势不变 D、两侧pH升高 20．线粒体电子传递链各组分：（ C ）

A、均存在于酶复合体中 B、只能进行电子传递

C、氧化还原电势一定存在差异 D、即能进行电子传递，也能进行氢的传递

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。

02．反应的自由能变化用 △G 来表示，标准自由能变化用 G 表示，生物化学中pH7.0时

0\' 的标准自由能变化则表示为 G。

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 流通货币 。

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．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、Cytb-Cytc 和 Cyta-a3-O2 。 6．鱼藤酮、抗霉素A和CN、N

3、CO的抑制部位分别是 复合体I、复合体III 和 复合体IV 。

7．解释电子传递氧化磷酸化机制有三种假说，其中 化学渗透偶联学说 得到多数人的支持。 8．生物体内ATP的生成方式为 氧化磷酸化 和 底物水平磷酸化 。

9．人们常见的解偶联剂是 2，4－二硝基苯酚 ，其作用机理是 破坏H电化学梯度 。 10．NADH经电子传递和氧化磷酸化可产生 2.5 个ATP，琥珀酸可产生 1.5 个ATP。 11．当电子从NADH经 呼吸链 传递给氧时，呼吸链的复合体可将 3 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 时，可产生 1 个ATP。

12．F1-F0复合体由 2 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。 13．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 种，分别为 α－磷酸甘油穿梭系统 和 苹果酸-天冬氨酸穿梭系统 。

14、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 。

15、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，也能与（ CO ）、（ CN ）结合而使电子传递受到抑制。

16、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 ）。

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。（√）

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．线粒体呼吸链的组成成分有哪些，各有什么功能？

答：线粒体呼吸链的组分实质上包括：4种镶嵌在线粒体内膜上中的酶的复合体（I、II、III、IV），1个由单亚基组成、位于线粒体内膜外侧的膜外周蛋白细胞色素C，1个活动性强的非蛋白质组分辅酶Q。在四个酶复合体中，有3个是质子泵（I、III、IV），在电子传递过程中可将质子从线粒体内膜泵到线粒体膜间隙中。线粒体电子传递链有2个电子入口，一个是NADH，一个是FADH2，末端氧化酶是细胞色素aa3，最终电子受体是氧。

-+

+

+

+

+

++

-－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．DNP作为解偶联剂的作用实质是什么？

答：DNP能将线粒体氧化磷酸化和电子传递两个过程解偶联。DNP是一种疏水性物质，可以在膜中自由移动；又是一种弱酸，可以解离出质子。DNP通过在线粒体内膜上的自由移动，将线粒体电子传递过程中泵出的质子再带回线粒体内，严重破坏线粒体内膜的质子梯度，从而切断氧化磷酸化合成ATP的驱动力。但由于DNP不影响电子传递链本身的功能，因此，DNP存在时线粒体电子传递可以照常进行。

5、绘图表示电子传递链的过程？P.138

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、简述ATP的生理作用。

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。

六、论述

利用所学知识，解释下图中能量与氧消耗的机理。

答：（1）氧消耗速度显示电子传递速度，ATP合成速度显示氧化磷酸化。ADP和磷酸是氧化磷酸化的底物，琥珀酸是产生FADH2的底物。

图1：氧消耗曲线显示，在含有线粒体（完整电子传递链）的反应系统中加入ADP和磷酸，电子传递速度没有什么变化；当加入琥珀酸，氧消耗大幅度增加。说明电子传递需要电子供体（底物）。加入呼吸链抑制剂CN-完全抑制了电子传递。ATP合成曲线和氧消耗曲线一致，说明只有ADP和磷酸是不能合成ATP的，ATP的合成依赖于电子传递的进行。

图2：ATP合成曲线显示，仅有琥珀酸时ATP无法合成，只有当ATP合成底物ADP和磷酸也加入时，才合成ATP。加入氧化磷酸化抑制剂寡霉素可以抑制氧化磷酸化，但同时氧消耗也同步降低，说明氧化磷酸化对电子传递有重要影响。

ATP的合成依赖于电子传递的进行，反过来又作用于电子传递的现象说明线粒体电子传递和氧化磷酸化之间存在偶联关系。

（2）DNP为解偶联剂，可以使氧化磷酸化和电子传递两个过程分离。因为DNP是一种疏水性物质，可以在膜中自由移动；它又是一种弱酸，可以解离出质子，将内膜外侧的质子运回到膜内侧，破坏了跨膜的质子梯度，从而使线粒体的氧化磷酸化因为没有驱动力而不能进行。DNP存在时电子传递可以照常进行，因此氧消耗继续增加。

氧消耗琥珀酸ADP+Pi寡霉素DNP氧消耗ATP合成ATP合成反应时间图 2

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