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1、 第5單元 生物氧化 （一） 名詞解釋 1.呼吸鏈； 2.氧化磷酸化作用； 3.磷氧比值（P／O）； 4. 底物水平磷酸化； 5. 解偶聯(lián)劑；6. 化學滲透學說 （二）填空 1.生物分子的E0＇值小，則電負性 ，供出電子的傾向 。 2.P／O值是指 ，NADH的P／O值是＿＿，還原性維生素C的P／O值是 ，在DNP存在的情況下，氧化分解琥珀酸的P／O值是＿＿。 3.在呼吸鏈中，氫或電子從 氧還電勢的載體依次向 氧還電勢的載體傳遞。 4.化學滲透學說認為：呼吸鏈組分定位于 內膜上，其遞氫體有

2、 泵作用，因而造成內膜兩側的 差，同時被膜上 合成酶所利用，促使ADP + Pi → ATP。 （三）選擇題（在備選答案中選出1個或多個正確答案） 1.生物氧化的反應類型不包括下列哪種反應？ A.脫氫反應 B.失電子反應 C.羥化反應 D.脫羧反應 E.加水脫氫反應 2.如果質子不經過F1/F0-ATP合成酶回到線粒體基質，則會發(fā)生 A.氧化 B.還原 C.解偶聯(lián) D.緊密偶聯(lián) E.主動運輸 3.有關呼吸鏈的正確敘述是 A.兩類呼吸鏈都由四種酶的復合體組成 B.

3、 電子傳遞體同時兼有傳氫體的功能 C.傳氫體同時兼有傳遞電子的功能 D.抑制細胞色素aa3，則呼吸鏈各組分都呈氧化態(tài) E.呼吸鏈組分通常按E0大到小的順序排列 4.下述哪種物質專一性地抑制F0因子： A.魚藤酮 B.抗霉素A C.2,4-二硝基酚 D.纈氨霉素 E.寡霉素 5.下列關于化學滲透學說的敘述哪一條是不對的 A.各遞氫體和遞電子體都有質子泵的作用 B.呼吸鏈各組分按特定的位置排列在線粒體內膜上 C.H+返回膜內時可以推動ATP酶合成ATP D.線粒體內膜外側H+不能自由返回膜內 E.ATP酶可以使膜外側

4、H+返回膜內側 6.呼吸鏈的各細胞色素在電子傳遞中的排列順序是（福建師范大學1999年考研題） A.c1→b→c→aa3→O2 B.c→c1→b→aa3→O2； C.c1→c→b→aa3→O2； D.b→c1→c→aa3→O2； E.b→c→c1→aa3→O2 （四）是非題 1.生物氧化只有在氧氣存在的條件下才能進行。 2.NADH脫氫酶是以NAD+為輔酶的脫氫酶的總稱。 3.代謝物脫下的2摩爾氫原子經呼吸鏈氧化成水時，所釋放的能量都儲存于高能化合物中。 4.寡霉素專一地抑制線粒體F1F0-ATPase的F0，從而抑制ATP的合成。 （

5、五）分析與計算題 1.什么叫呼吸鏈？它由哪些組分組成？有哪些方法可用來確定電子傳遞順序？ 2.為什么在通氣條件下生產等量的酵母菌體所消耗的葡萄糖量明顯低于靜置培養(yǎng)？ 3.分離的完整線粒體懸浮液中有過量的ADP、O2和谷氨酸，谷氨酸在線粒體基質中可產生NADH和FADH2，如果在該體系中加入下列物質，會對氧的消耗和ATP的合成產生什么影響？(1) 二硝基苯酚，(2)二硝基苯酚，同時加入HCN，(3)加入寡霉素，然后加入二硝基苯酚。 參考答案 （一）名詞解釋 1.代謝物分子中的氫原子在脫氫酶作用下激活脫落后，經過一系列傳遞體的傳遞，最終將電子交給被氧化酶激活的氧而生成水的全部體系，稱為

6、呼吸鏈或電子傳遞鏈。 2.伴隨著呼吸鏈電子傳遞過程發(fā)生的ATP的合成稱為氧化磷酸化。氧化磷酸化是生物體內的糖、脂肪、蛋白質氧化分解，并合成ATP的主要方式。 3.在氧化磷酸化過程中，每消耗1摩爾氧原子與所消耗的無機磷酸的摩爾數稱磷氧比值（P／O）。 4.在底物被氧化的過程中，底物分子內部能量重新分布產生高能磷酸鍵（或高能硫酯鍵），由此高能鍵提供能量使ADP（或GDP）磷酸化生成ATP（或GTP）的過程稱為底物水平磷酸化。 5.使電子傳遞和氧化磷酸化作用偶聯(lián)過程脫離的一類化學物質稱為解偶聯(lián)劑。它使呼吸鏈電子傳遞過程中泵出線粒體內膜的質子不經質子通道回流，但能通過其它途徑使質子返回線粒體基

7、質，從而破壞了內膜兩側的電化學梯度，結果使電子繼續(xù)傳遞、組織耗氧增加，但沒有ATP合成。 6.是由英國生物化學家Peter Mitchell于1961年提出的關于解釋呼吸鏈電子傳遞與氧化磷酸化作用偶聯(lián)機制的一種假說。其基本觀點是：電子經呼吸鏈傳遞釋放的能量，將質子從線粒體內膜的內側泵到內膜的外側，在膜兩側形成電化學梯度而積蓄能量，當質子順此梯度經ATP合成酶F0通道回流時，F1催化ADP與Pi結合，形成ATP。 （二）填空 1.大，強； 2. 氧化磷酸化過程中，每消耗1摩爾氧原子與所消耗的無機磷酸的摩爾數之比，2.5，1，0； 3. 低，高； 4. 線粒體，質子，質子濃度，ATP。

8、（三）選擇題 1.（D）生物體內物質的脫氫反應、失去電子、羥化反應（加單氧）等都是氧化還原反應，但脫羧反應不涉及電子轉移，不是氧化還原反應。 2.（C）當質子不通過F0進人線粒體基質的時候，ATP就不能被合成，但電子照樣進行傳遞，這就意味著發(fā)生了解偶聯(lián)作用。 3. （C）呼吸鏈并非僅僅由四種酶的復合體組成，呼吸鏈有些組分如CytC、CoQ就游離于四種酶的復合體之外。呼吸鏈各種組分都能傳遞電子，是遞電子體，但僅有部分組分同時能傳遞氫，是傳氫體，如細胞色素、鐵硫蛋白組分只能傳遞電子，不能傳遞氫。故遞氫體一定是傳遞電子體，而傳遞電子體不一定是遞氫體。如果抑制呼吸鏈中Cytaa3的活性，則上游組

9、分無法氧化而全部呈還原態(tài)。呼吸鏈各組分的標準氧化還原電位按由低到高順序排列，正是這種電位差，電子得以向下游傳遞。 4. （E）寡霉素是氧化磷酸化抑制劑，它能與F0的一個亞基專一結合而抑制F1，從而抑制ATP的合成。 5. （A）化學滲透學說認為，呼吸鏈中遞氫體和遞電子體在線粒體內膜上是定向排列的，遞氫體有氫泵作用，而遞電子體沒有氫泵作用。其它幾項敘述都是對化學滲透學說的正確敘述。 6. （D）各種細胞色素在電子傳遞中的排列順序是根據氧化還原電位從低到高排列的。 （四）是非題 1.錯。生物氧化中的電子受體可以是O2，也可以是其它有機或無機化合物，只要有合適的電子受體，生物氧化就能進行

10、。 2.錯。NADH脫氫酶是指催化NADH脫氫氧化的酶，此類酶的輔酶為FMN或FAD，且與Fe-S形成復合體，所以NADH脫氫酶屬于黃素酶類。 3. 錯。2摩爾氫原子經呼吸鏈氧化成水時，只有部分能量以ATP形式儲存，還有部分能量以熱的形式散失到環(huán)境中。 4. 對。寡霉素是氧化磷化的抑制劑，它與F1F0-ATPase的F0結合而抑制F1，使線粒體內膜外側的質子不能返回膜內， ATP因此而不能合成。 （五）分析與計算題 1.(1)有機物在生物體內氧化過程中所脫下的氫原子，經過一系列有嚴格排列順序的傳遞體組成的傳遞體系進行傳遞，最終與氧結合生成水，這樣的電子或氫原子的傳遞體系稱為呼吸鏈或電

11、子傳遞鏈。(2)線粒體生物氧化體系中，兩類典型的呼吸鏈都由五類組分組成，并按一定的順序定位于線粒體內膜。NADH呼吸鏈由NADH還原酶（復合體Ⅰ）、泛醌、細胞色素還原酶（復合體Ⅲ）、細胞色素C、細胞色素氧化酶（復合體Ⅳ）組成。FADH2呼吸鏈由琥珀酸-Q還原酶（復合體Ⅱ）、泛醌、細胞色素C、細胞色素氧化酶（復合體Ⅳ）組成。(3) 呼吸鏈中各組分的電子傳遞順序可通過三種實驗方法確定。①測定各種電子傳遞體的標準氧化還原電位△E0′，電子傳遞體的△E0′數值越低，其失去電子的傾向越大，越容易作為還原劑而處于呼吸鏈的前面。②電子傳遞體的體外重組實驗，NADH可以使NADH脫氫酶還原，但它不能直接還原細

12、胞色素還原酶（復合體Ⅲ）、細胞色素C、細胞色素氧化酶（復合體Ⅳ）。同樣還原型的NADH脫氫酶不能直接與細胞色素C作用，而必須通過泛醌和復合體Ⅲ。③利用呼吸鏈的特殊阻斷劑，阻斷某些特定部位的電子傳遞，再通過分光光度技術分析電子傳遞鏈各組分吸收光譜的變化，根據氧化還原狀態(tài)，確定各組分在電子傳遞鏈中的順序。 2. 假設生產等量的酵母需要等量的ATP供細胞增殖。酵母細胞有兩條途徑獲取ATP，一是葡萄糖無氧分解，每摩爾葡萄糖凈生成2摩爾ATP、2摩爾丙酮酸和2摩爾NADH·H+，該途徑的持續(xù)進行需要將NADH·H+再生為NAD+，由丙酮酸脫羧形成的乙醛被還原成乙醇，NADH自身重新

13、氧化成NAD+。獲取ATP的另一條途徑是葡萄糖分解產生的丙酮酸和NADH·H+都進入線粒體徹底氧化，通過呼吸鏈使NAD+再生，通過這條途徑，每摩爾葡萄糖可以凈產生32摩爾的ATP。通氣培養(yǎng)酵母菌獲取能量的途徑是后者，靜置培養(yǎng)酵母菌獲取能量的途徑是生醇發(fā)酵。顯然前者葡萄糖的利用率、能量捕獲率高于后者，所以獲得供細胞增殖所需等量的ATP，靜置培養(yǎng)所需的葡萄糖將遠遠高于通氣培養(yǎng)。 3.(1) 二硝基苯酚是一種氧化磷酸化的解偶劑，它可以將質子從膜間隙帶入線粒體基質，從而破壞質子梯度，使 ATP的合成停止。電子傳遞鏈將質子泵出線粒體的過程被加強，從而加快了氧的消耗。(2) HCN阻止了電子從細胞色素氧化酶到氧的傳遞，從而使氧的消耗停止，ATP的合成受阻。(3) 寡霉素阻斷質子通過F1F0-ATP酶的通道，使ATP的合成受阻。由于質子泵出線粒體需要克服更高的能障，故電子傳遞被抑制，氧的消耗停止。隨后加入二硝基苯酚，ATP的合成仍然因為寡霉素存在而被抑制，但質子梯度被二硝基苯酚破壞，所以消除了寡霉素對電子傳遞的抑制，氧的消耗繼續(xù)進行，只是沒有ATP的合成。