一、选择题 1．在生物化学反应中，总能量变化符合下列哪一项？（ ) A．受反应的能障影响 B．因辅助因子而改变 C．和反应物的浓度成正比 D．在反应平衡时最明显 E．与反应机制无关 2．热力学第二定律规定（ ) A．从理论上说，在0°K时可以达到永恒的运动 B．能量和质量是可以保守和交换的 C．在能量封闭系统内，任何过程都能自发地从最低能级到最高能级 D．在能量封闭系统内，任何过程都具有自发地使熵增加的趋向 E．任何系统都自发地使自由能降低 3．二硝基苯酚能抑制下列哪种细胞功能（ ) A．糖酵解 B．肝糖异生 C．氧化磷酸化 D．柠檬酸循环 E．以上都不是 4．氰化物引起的缺氧是由于（ ) A．枢性肺换气不良 B．干扰氧的运输 C．微循环障碍 D．细胞呼吸受抑制 E．上述的机制都不是 5．活细胞不能利用下列哪些能源来维持它们的代谢？（ ) A．ATP B．脂肪 C．糖 D．周围的热能 E．阳光 6．肌肉中能量的主要贮藏形式是下列哪一种？（ ) A．ADP B．磷酸烯醇式丙酮酸 C．CAMP D．ATP E．磷酸肌酸 7．正常状态下，下列哪种物质是肌肉最理想的燃料？（ ) D．游离脂肪酸 E．低密度脂蛋白 8．近年来关于氧化磷酸化的机制是通过下列哪个学说被阐明的？（ ) A． 巴士德效应 B． 化学渗透学说 C． Warburg，s学说 D．共价催化理论 E． 协同效应
9．下列对线粒体呼吸链中的细胞色素b的描述，哪项是正确的？（ ) A． 标准氧化还原电位比细胞色素c和细胞色素a高 B． 容易从线粒体内膜上分开 C．低浓度的氰化物或一氧化碳对其活性无影响 D．容易和细胞色素a反应 F． 不是蛋白质 10．线粒体呼吸链的磷酸化部位可能位于下列哪些物质之间？（ ) A．辅酶Q和细胞色素b B．细胞色素b和细胞色素c C．丙酮酸和NAD+ D．FAD和黄素蛋白 E．细胞色素c和细胞色素aa3 11.关于生物合成所涉及的高能化合物的叙述，下列哪项是正确的？（ ) A．只有磷酸酯才可作高能化合物 B．氨基酸的磷酸酯具有和ATP类似的水解自由能 C．高能化合物ATP水解的自由能是正的 D．高能化合物的水解比普通化合物水解时需要更高的能量 E．生物合成反应中所有的能量都由高能化合物来提供 12．关于有氧条件下，NADH从胞液进入线粒体氧化的机制下，下列哪项描述是正确的？（ ) 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，进入线粒体后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入线粒体，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 E．通过肉毒碱进行转运进入线粒体 13．寡霉素通过什么方式干扰了高能化合物ATP的合成？（ ) A．使细胞色素c与线粒体内膜分离 B．使电子在NADH与黄素酶之间的传递被阻断 C．阻碍线粒体膜上的肉毒碱穿梭 D．抑制线粒体内的ATP酶 E．使线粒体内膜不能生成有效的氢离子梯度 14．肌肉或神经组织细胞内NAD+进入线粒体的穿梭机制主要是（ ) A．α-磷酸甘油穿梭机制 B．柠檬酸穿梭机制 C．肉毒碱穿梭机制 D．丙酮酸穿梭机制 E．苹果酸穿梭机制 15．下列关于化学渗透学说和叙述哪一条是不对的？（ ) A．呼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．线粒体内膜外侧H+不能自由返回膜内 D．ATP酶可以使膜外H+不能返回膜内 E．H+返回膜内时可以推动ATP酶合成ATP 二、填空题 1．代谢物在细胞内的生物氧化与在体外燃烧的主要区别是 、 和 。 2．真核细胞生物氧化是在 进行的，原核细胞生物氧化是在 进行的。 3．生物氧化主要通过代谢物 反应实现的，生物氧化产物的H2O是通过 形成的。 4．典型的生物界普遍存在的生物氧化体系是由 、 和 三部分组成的。 5．填写电子传递链是阻断电子流的特异性抑制剂： NAD → FAD → CoQ → Cytb → Cytc1 → Cytc → Cytaa3 → O2 6．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。 7．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。 8．呼吸链中氧化磷酸化生成ATP的偶联部位是 、 和 。 9．绿色植物生成ATP的三种方式是 、 和 。 10. 每对电子从FADH2转移到 必然释放出两个H+进入线粒体基质中。 11. 细胞色素P450在催化各种有机物羟化时，也使 脱氢。 12．以亚铁原卟啉为辅基的细胞色素有 、 、 。以血红素A为辅基的细胞色素是 。 13．NADH或NADPH结构中含有 ，所以在 nm波长处有一个吸收峰；其分子中也含有尼克酰胺的 ，故在 nm波长处另有一个吸收峰。当其被氧化成NAD+或NADP+时，在 nm波长处的吸收峰便消失。 14. CoQ在波长 nm处有特殊的吸收峰，当还原为氢醌后，其特殊的吸收峰 。 15．过氧化氢酶催化 与 反应，生成 和 。 16．黄嘌呤氧化酶以 为辅基，并含有 和 ，属于金属黄素蛋白酶。它能催化 和 生成尿酸。 17．单胺氧化酶以 为辅基，它主要存在于 ，它能催化 、 等单胺类化合物 。 18．体内CO2的生成不是碳与氧的直接结合，而是 。 19．线粒体内膜外侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是 ；而线粒体内侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是 。 20．NADPH大部分在 途径中生成的，主要用于 代谢，但也www.lindalemus.com/wszg/可以在 酶的催化下把氢转给NAD+，进入呼吸链。 21．动物体内高能磷酸化合物的生成方式有 和 两种。 22．NADH呼吸链中氧化磷酸化发生的部位是在 之间； 之间； 之间。 23．用特殊的抑制剂可将呼吸链分成许多单个反应，这是一种研究氧化磷酸化中间步骤的有效方法，常用的抑制剂及作用如下： ①鱼藤酮抑制电子由 向 的传递。 ②抗霉素A抑制电子由 向 的传递。 ③氰化物、CO抑制电子由 向 的传递。 三、是非判断题 1．物质在空气中燃烧和在体内的生物氧化的化学本质是完全相同的。 2．生物界NADH呼吸链应用最广。 3．各种细胞色素组分，在电子传递体系中都有相同的功能。 4．2，4-二硝基苯酚是氧化磷酸化的解偶联剂。 5．从低等单细胞生物到最高等的人类，能量的释放、贮存和利用都以ATP为中心。 6．ATP虽然含有大量的自由能，但它并不是能量的贮存形式。 7．ATP在高能化合物中占有特殊地位，它起着共同的中间体作用。 8．呼吸链细胞色素氧化酶的血线素辅基Fe原子只形成五个配位键，另一个配位键的功能是与O2结合。 9．有机物的自由能决定于其本身所含基团的能量，一般是越稳定越不活泼的化学键常具有较高的自由能。 10．磷酸肌酸是ATP高能磷酸基的贮存库，因为磷酸肌酸只能通过惟一的形式转移其磷酸基团。 四、名词解释题 1．呼吸链 2．磷氧比值 3．氧化磷酸作用 4．底物水平磷酸化 五、问答及计算题 1．何谓高能化合物？举例说明生物体内有哪些高能化合物？ 2．何谓呼吸链？其排列顺序可用哪些实验方法来确定？ 3．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？ 4．何谓解偶联作用？如何证明2，4-二硝基酚是典型的解偶联剂？ 5．何谓氧化磷酸化作用？NADH呼吸链中有几个氧化磷酸化偶联部位？ 6．氰化物为什么能引起细胞窒息死亡？其解救机制是什么？ 7．解释氧化磷酸作用机制的化学渗透学说的主要论点是什么？在几种学说中，为什么它能 参考答案： 一、选择题 1．E 2．D 3．C 4．D 5．D 6．E 7．A 8．B 9．C 10．B 11. B 12．D 13．D 14．A 15．B 二、填空题 1．在细胞内进行；温和条件；酶催化 2．线粒体内膜；细胞膜 3．脱氢；代谢物脱下氢经呼吸链传递，最终与吸入的氧化合 4．脱氢；代谢物脱下氢经呼吸链传递，最终与吸入的氧化合 5．鱼藤酮；抗霉素A；氰化物 6．化学渗透学说；P．Mitchell 7．线粒体；质子泵；氧化还原电位；ATP 8．FMN→CoQ；Cytb→Cytc；Cytaa3→[O] 9．氧化磷酸化；光合磷酸化；底物水平磷酸化 10. CoQ 11. NADPH 12．细胞色素b；细胞色素c；细胞色素P450；细胞色素aa3 13．腺嘌呤核苷酸；260nm；吡啶环；340nm；340nm 14. 270～290nm；消失 15．H2O2；H2O2；H2O；O2 16．FAD；Mo和Fe；次黄嘌呤；黄嘌呤 17．FAD；线粒体的外膜中；儿茶酚胺；5-羟色胺；氧化脱氨基 18．有机酸脱羧生成的 19．NAD+；FAD 20．磷酸戊糖；合成；转氢酶 21．氧化磷酸化；底物水平磷酸化 22．NADH和CoQ；细胞色素b和细胞色素c；细胞色素aa3和O2 23．①NADH；CoQ, ②Cytb；Cytc1, ③Cytaa3；O2 三、是非判断题 1．对 2．对 3．错 4．对 5．对 6．对 7．对 8．对 9．错 10．对 四、名词解释题 1．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。电子在逐步的传递中释放出能量被机体用于合成ATP，以作为生物体的能量来源。 2．磷氧比值 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)称为磷氧化值（P/O)。如NADH的磷氧比值是3，FADH2的磷氧比值是2。 3．氧化磷酸作用 在底物被氧化的过程中（即电子或氢原子在呼吸链中的传递过程中)伴随有ADP磷酸化生成ATP的作用称为氧化磷酸化作用。 4．底物水平磷酸化 在底物被氧化的过程中，底物分子中形成高能键，由此高能键提供能量使ADP磷酸化生成ATP的过程称为底物水平磷酸化。此过程与呼吸链的作用无关。 五、问答及计算题 1．何谓高能化合物？举例说明生物体内有哪些高能化合物？ 答：所谓高能化合物是指含有高能键的化合物，该高能健可随水解反应或基团转移反应而释放大量自由能。生物体内具有高能键的化合物是很多的，根据高能键的特点可以分为几种类型： （1)磷氧键型（—O～P)。属于该型的化合物较多：a.酰基磷酸化合物，如1，3-二磷酸甘油酸。b.焦磷酸化合物，如无机焦磷酸。c.烯醇式磷酸化合物，如磷酸烯醇式丙酮酸。 （2)氮磷键型（—N～P)。如磷酸肌酸。 （3)硫酯键型（—CO～S)。如磷酸辅酶A。 （4)甲硫键型（—S～CH3)。如S-腺苷蛋氨酸 2．何谓呼吸链？其排列顺序可用哪些实验方法来确定？ 答：线粒体内膜的最基本功能是将代谢物脱下的成对氢原子或电子通过多种酶和辅酶所组成的连锁反应的逐步传递，使之最终与氧结合生成水。这种由递氢体和递电子体按一定顺序排列构成的传递体系称为呼吸链或电子传递链。 （1)测定各种电子传递体的标准氧化还原电位 的数值越低，则该物质失去电子的倾向越大，也就越容易成为还原剂而处于呼吸链的前面。各种电子传递体的 经测定为： NADH → [FMN·Fe·S] → CoQ → Cytb → Cytc1 → Cytc → Cytaa3 → O2 －0.32 －0.12 +0.10 +0.04 +0.32 &nwww.lindalemus.com/rencai/bsp;+0.25 +0.29 +0.82 (2)用分离出的电子传递体进行体外重组实验。NADH可使NADH脱氢酶还原，但是不能直接使细胞色素b、细胞色素c及细胞色素aa3还原。同样，还原型NADH脱氢酶不能直接与细胞色素c起作用，必须经过辅酶Q和细胞色素b和细胞色素c1后才能再与细胞色素c起作用。 （3)利用呼吸链的特殊阻断抑制剂，阻断链中某些特定的电子传递环节。若加入某种抑制剂后，则在阻断环节的负电性侧递电子体因不能再氧化而大多处于还原状态；但是，在阻断环节的正电性侧，递电子体不能被还原而大多处于氧化状态，以此可以确定各递电子体的排列顺序。 （4)最直接的证据是用分光光度法通过吸收光谱的变化来测定完整线粒体中呼吸链的各个电子传递体的氧化还原状态。当某个电子传递体处于还原状态时，以氧化态作对照，就可用灵敏的分光光度计测出呼吸光谱的变化。测定结果表明：在呼吸链的NAD+一端，电子传递体的还原性最强。而在靠近氧的一端，电子传递体的（如细胞色素aa3)几乎全部处于氧化状态。如将氧气供给完全处于还原状态的电子传递体时，细胞色素aa3首先被氧化，其次是细胞色素c，再其次是细胞色素b，依次往前推，直到使NADH氧化为止。 3．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？ 答：（1)鱼藤酮（rotenone)、阿米妥（amytal)以及杀粉蝶菌素A(piericidin-A)，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（Derris elliptica)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（antimycin A)是从是从链霉菌分离出来的抗菌素，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由细胞色素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。 4．何谓解偶联作用？如何证明2，4-二硝基酚是典型的解偶联剂？ 答：某种物质，如2，4-二硝基苯酚，对呼吸链的电子传递没有抑制作用，但可以抑制ADP磷酸化生成ATP的作用使电子传递过程中产生的能量不能用于ATP合成，把这种电子传递过程与储能过程分开现象称为解偶联作用。 因ADP对呼吸链摄取氧有刺激作用，当线粒体内的ADP浓度增加时，细胞呼吸加强，而ATP对呼吸链摄取氧化有抑制作用，当线粒体内的ATP浓度增加时，细胞呼吸减弱，这样有利于节约能源。 当将ADP加到含有缓冲液、底物、磷酸、Mg2+的呼吸线粒中,则线粒体摄取氧的速度立即增加，再加入解偶联剂2，4-二硝基苯酚后，可观察到线粒体内的摄取氧的速度比加入ADP时更强。这个简单的实验说明：①2，4-二硝基苯酚不抑制呼吸链中电子的传递。②由于2，4-二硝基苯酚能使线粒体内膜对H+的通透性增高，降低或消除了H+的跨膜梯度，从而抑制了ADP磷酸化生成ATP。③2，4-二硝基苯酚还具有刺激线粒体内ATP酶的作用，使线粒体内的ATP大量水解生成ADP和无机磷酸，后两者对呼吸链摄取氧有强烈的刺激作用，所以线粒体的呼吸速度更为增强。由此可见，2，4-二硝基苯酚是一个典型的解偶联剂。 5．何谓氧化磷酸化作用？NADH呼吸链中有几个氧化磷酸化偶联部位？ 答：在线粒体内伴随着电子在呼吸链传递过程中所发生的ADP磷酸化生成ATP的过程称为氧化磷酸化作用。在NADH呼吸链中三个偶联部位，第一个偶联部位是在NADH→CoQ之间；第二个偶联部位是在细胞色素b→细胞色素c之间；第三个偶联部位是在细胞色素aa3→O2之间。 6．氰化物为什么能引起细胞窒息死亡？其解救机制是什么？ 答：线粒体内膜上呼吸链中各个电子传递体，除细胞色素aa3外，其余的细胞所含的亚铁血红素所能形成的六个键，都与卟啉环和蛋白质形成配位键，所以它们不能再与O2、CO、CN–结合。惟有细胞色素aa3分子中所含的血红素A中的铁原子是形成了五个配位键，还空着一个配位键能与O2、CO、CN–结合。当氰化物进入体内时，CN–就可与细胞色素aa3的Fe3+结合成氰化高铁细胞色素aa3，使其丧失传递电子的能力，结果呼吸链中断，细胞因窒息而死亡。其过程如下： CN–+Cytaa3·Fe3+→Cytaa3·Fe3+－CN（失去传递电子的能力) 解救时首先给中毒者吸入亚硝酸异戊酯和注射亚硝酸钠，使部分血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，当高铁血红蛋白含量达到20%～30%时，就能成功地夺取已与细胞色素aa3结合CN–，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CN–，此时再注射硫代硫酸钠，在肝脏的硫代硫酸–氰转硫酶的催化下可将CN–转变成为无毒的硫氰化物，经肾脏随尿排出体外。 7．解释氧化磷酸作用机制的化学渗透学说的主要论点是什么？在几种学说中，为什么它能得到公认？ 答：化学渗透学说是由英国化学家P.Mitchell于1961年提出来的，他认为： （1)呼吸链中递氢体和递电子体是间隔交替排列的，并且在内膜中都有特定的位置，它们催化的反应是定向的。 （2)当递氢体从内膜内侧接受从底物传来的氢后，可将其中的电子传给其后的电子传递体，而将两个质子泵到内膜外侧，即递氢体具有“氢泵”的作用。 （3)因H+不能自由回到内膜内侧，致使内膜外侧的H+浓度高于内侧，造成H+浓度差跨膜梯度。此H+浓度差使膜外侧的pH较内侧低1.0单位左右，从而使原有的外正内负的跨膜电位增高。这个电位差中包含着电子传递过程中所释放的能量。 （4)线粒体内膜中有传递能量的中间物X–和IO–存在（X和I为假定的偶联因子)，二者能与被泵出的的H+结合酸式中间物XH及IOH，进而脱水生成X～I，其结合键中含有自H+浓度差的能量，其反应位于与内膜外侧相接触的三分子的基底部。 这个学说之所以能得到公认是因为许多实验结果与学说的论点相符合。首先现在已经发现氧化磷酸化作用确实需要线粒体膜保持完整状态；线粒体内膜对H+没有通透性；已经证明电子传递链确能将H+排到内膜外，而且ATP的形成又伴随着H+向膜内的转移运动。其次，解偶联剂如2，4-二硝基苯酚能使H+通过线粒体内膜，并使由电子传递产生的质子梯度破坏，因而使ATP的形成受到抑制。第三，寡霉素既抑制三分子头部的ATP合成酶，又抑制三分子柄部高能中间物的传递，从而抑制ATP的合成。最后，人工造成的内外膜外翻的亚线粒体膜泡，当电子传递到氧时，这种内膜外翻的膜泡是从外部介质中吸取H+，而完整的未翻转的线粒体却是将H+注入到外部介质中去的，这表明线粒体膜确实对H+的转移具有方向性。 | ||||
