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第十章 电子传递与生物氧化一、单项选择题（在备选答案中只有一个是正确的）1体内CO2来自：A碳原子被氧原子氧化 B呼吸链的氧化还原过程C有机酸的脱羧 D糖原的分解 E真脂分解2线粒体氧化磷酸化解偶联是意味着：A线粒体氧化作用停止 B线粒体膜ATP酶被抑制 C线粒体三羧酸循环停止D线粒体能利用氧，但不能生成ATP E线粒体膜的钝化变性3P/O比值是指：A每消耗一分子氧所需消耗无机磷的分子数B每消耗一分子氧所需消耗无机磷的克数C每消耗一分子氧所需消耗无机磷的原子数4各种细胞色素在呼吸链中传递电子的顺序是：Aaa3bc1c1/2O2Bbaa3c1c1/2 O2Cc1cbaa31/2 O2Dcc1a3b1/2 O2Ebc1ca31/2 O25细胞色素b，c1和c均含辅基：AFe3+ B血红素C C血红素A D原卟啉 E铁卟啉6劳动或运动时ATP因消耗而大量减少，此时：AADP相应增加，ATP/ADP下降，呼吸随之加快BADP相应减少，以维持ATP/ADP恢复正常CADP大量减少，ATP/ADP增高，呼吸随之加快DADP大量磷酸化以维持ATP/ADP不变 E以上都不对7人体活动主要的直接供能物质是：A葡萄糖 B脂肪酸 C磷酸肌酸 DGTP EATP8下列属呼吸链中递氢体的是：A细胞色素 B尼克酰胺 C黄素蛋白 D铁硫蛋白 E细胞色素氧化酶9氰化物中毒时，被抑制的是：ACyt b BCyt C1 CCyt C DCyt a ECyt aa310.下列物质中ATP的贮存形式是：A磷酸烯醇式丙酮酸 B磷脂酰肌醇 C肌酸 D磷酸肌酸 EGTP二、多项选择题（在备选答案中有二个或二个以上是正确的，错选或未选全的均不给分）1NAD+的性质包括：A与酶蛋白结合牢固 B尼克酰胺部份可进行可逆的加氢和脱氢C每次接受一个氢原子和一个电子 D为不需脱氢酶的辅酶2铁硫蛋白的性质包括：A由Fe-S构成活性中心 B铁的氧化还原是可逆的C每次传递一个电子 D与辅酶Q形成复合物存在3苹果酸天冬氨酸穿梭作用可以：A生成3个ATP B将线粒体外NADH所带的氢转运入线粒体C苹果酸和草酰乙酸可自由穿过线粒体内膜D谷氨酸和天冬氨酸可自由穿过线粒体膜4氧化磷酸化的偶联部位是：A复合体泛醌 BNADH泛醌CCyt bCyt c D复合体1/2O25抑制氧化磷酸化进行的因素有：ACO B氰化物 C异戊巴比妥 D二硝基酚6下列关于解偶联剂的叙述正确的是A可抑制氧化反应 B使氧化反应和磷酸反应脱节C使呼吸加快，耗氧增加 D使ATP减少7不能携带胞液中的NADH进入线粒体的物质是：A肉碱 B草酰乙酸 C-磷酸甘油 D天冬氨酸三、填空题1ATP的产生有两种方式，一种是_，另一种是_。2呼吸链的主要成份分为_、_、_、_和_。3在氧化的同时，伴有磷酸化的反应，叫作_，通常可生成_。4 过氧化物酶催化生成_，可用于_。参考答案一、单选题1C 2D 3C 4E 5E 6A 7E 8C 9E 10D二、多选题1BCD 2ABC 3ABD 4C 5ABCD 6BCD 7ABD三、填空题1底物水平磷酸化 电子传递水平磷酸化（氧化磷酸化）2尼克酰胺核苷酸类 黄素蛋白类 铁硫蛋白类 辅酶Q 细胞色素类3氧化磷酸化偶联 ATP4 5H2O2 杀菌四、问答题1. 分别计算丙酮酸经柠檬酸循环产生3 CO2和柠檬酸经柠檬酸循环转变成草酰乙酸和2 CO2所产生的ATP分子数。假定所有NADPH和泛醌（又称CoQ）H2被氧化产生ATP，丙酮酸转变成乙酰CoA，苹果酸-天冬氨酸穿梭有效运转。解答：来自NADPH的一对电子经呼吸链使氧还原成水时，伴随着10个质子的跨膜转移，而来自FADH2的一对电子经呼吸链使氧还原成水时，只伴随着6质子的跨膜转移。因此，丙酮酸经柠檬酸循环产生3 CO2可产生12.5分子的ATP，其中丙酮酸转变成乙酰CoA的过程产2.5分子，柠檬酸循环过程产生10分子。柠檬酸经柠檬酸循环转变成草酰乙酸和2 CO2只产生10分子的ATP，其中3NADH氧化产生7.5分子，被FADH2还原的CoQ H2氧化产生1.5分子的ATP，另有1分子的ATP经底物水平磷酸化产生。2. 1分子的葡萄糖完全被氧化可产生多少ATP？其中由氧化磷酸化产生的ATP分子数占百分之几？由底物水平磷酸化产生的 ATP分子数占百分之几？解答：1分子的葡萄糖完全被氧化可产生32分子ATP。按苹果酸-天冬氨酸穿梭统计，由氧化磷酸化产生的ATP分子数占87.5%（28/32），由底物水平磷酸化产生的 ATP分子数占12.5%（4/32）。3. 脚气病是由膳食中缺乏维生素B1（硫胺素）所引起的，病人血液中丙酮酸和-酮戊二酸水平增高。为什么硫胺素的缺乏会导致血液中丙酮酸和-酮戊二酸水平增高？解答：硫胺素是辅酶焦磷酸硫胺素（TPP）的前体，与柠檬酸循环密切相关的两种辅酶复合物丙酮酸脱氢酶复合物和-酮戊二酸脱氢酶复合物需要这个辅酶的参与。TPP的缺乏降低了这两种酶复合物的活性，丙酮酸不能有效的转变成乙酰CoA，也降低了-酮戊二酸向琥珀酰CoA的转变，引起丙酮酸和-酮戊二酸在血液中水平增高。4. 在肌肉和脑组织中，胞液中的还原力是经磷酸甘油穿梭进入到线粒体中的。与苹果酸-天冬氨酸穿梭不同，按惯例计算，来自胞液中的NADH的还原力通过磷酸甘油穿梭仅产生1.5ATP，而不是2.5分子的ATP。为什么？这个穿梭系统与苹果酸-天冬氨酸穿梭系统相比有什么优点？解答：在磷酸甘油穿梭系统中，存在两种磷酸甘油脱氢酶。位于胞液中的酶利用甘油醛脱氢酶产生的NADH使磷酸二羟丙酮还原为磷酸甘油，位于线粒体内膜上的酶则利用它结合的FAD使NADH氧化。于是该途径能将胞液中的NADH上的一对电子转移到与膜结合的FAD，生成的FADH2从CoQ部位进入呼吸链。NADH（胞液）+H+E-FAD（线粒体）NAD+（胞液）+ E-FADH2（线粒体）来自磷酸甘油穿梭的还原力在CoQ的部位进入电子传递链，这就超越了ATP的第一个合成部位，因此来自胞液中的每个NADH以磷酸甘油穿梭方式进入线粒体后，仅产生2分子的ATP。 与苹果酸-天冬氨酸穿梭相反，跨线粒体内膜的还原当量的转移强烈的有利于磷酸甘油穿梭。因为根据他们的标准氧化还原电势（E），上面的总反应很容易正向进行。5. ATP分子通常在合成后1min范围内被消耗。成年人平均每天大约需要65kg的ATP。由于人体ATP和ADP和Pi的总量只有约50g。那么这样多的ATP是怎样产生的？ ATP有能量储存的作用吗？解答：虽然ATP能快速地用于能量目的，例如，肌肉收缩和跨膜转运，但是，它也能通过中间代谢过程从ADP和Pi快速再合成。该过程所需的能量有糖、脂质和氨基酸的降解或由能量储存分子，例如肌肉组织的磷酸肌酸（磷酸肌酸+ADP肌酸+ATP）来提供。由于有这种快速的再循环，50g的ATP和ADP可以满足身体每日对化学能的需要。ATP只是起着自由能递体的作用而不是能量的储存分子。ATP不能被储存，但它可在需能反应中快速被利用。6. 当戒指的PH由5增加到6时，ATP水解所释放的自由能使增多还是降低？解答：在PH6，磷酸基的离子化程度比PH5时更高，能增大静电相互排斥，因而ATP水解时G增加的幅度更大（即释放的自由能更多）。7. 尽管丙酮酸脱氢酶复合物和甘油醛-3-磷酸脱氢酶都用NAD+ 作为电子受体，但两者并不彼此竞争同一细胞的NAD+库，为什么？解答：丙酮酸脱氢酶复合物位于线粒体内，而甘油醛-3-磷酸脱氢酶位于胞液中。由于线粒体中和胞液中库被线粒体内膜分开，而内膜对NAD+是不可通透的。因此，这两种酶并不彼此竞争同一细胞中的NAD+库。 电子传递和氧化磷酸化8. 为什么胞液产生NADH经苹果酸-天冬氨酸穿梭系统跨膜转运进入线粒体所产生ATP分子数比下蒜泥立体本身的NADH所产生的ATP分子数少？解答：在苹果酸天冬氨酸穿梭系统中，胞液草酰乙酸的还原消耗了一个由苹果酸氧化释放到基质中的质子。因此，对于每个被氧化的胞液NADH来说，给质子梯度的贡献减少了一个质子。这就是说，由胞液转移而来的每分子NADH的电子经电子传递链转移所“泵”出的质子只有9个，比线粒体本身产生的NADH少贡献一个质子。因此，每分子胞液NADH氧化所产生的ATP是2.25分子ATP而不是2.5分子ATP。9. 与电子传递链的其他组分不同，泛醌往往被称为辅酶Q(CoQ)。它有什么样的特征使得它的行为像一种辅酶：什么部位经受氧化还原？它的类异戊二烯侧链有什么样的功能？解答：CoQ有许多辅酶特征：它是低相对分子质量物质；它是一种必须从食物中活的的物质；它不是蛋白质，但它是酶促反应（复合物、和）的辅助因子；它能以游离的或与蛋白质结合的形式出现，它的功能是集中还原力（像NAD+一样）。CoQ的苯醌部位参与氧化还原反应，能够接受和供出H+和电子。它的长长的类异戊二烯侧链使得其整个分子在膜脂层中是可溶的，因而允许它在半流动的膜中扩散。这一特征是很重要的。因为这使CoQ能从复合物或把电子传递到复合物，而这三个复合物都被包买在线粒体内膜中。10. (1)氰化物（CN-）的毒性是由于它同细胞色素aa3铁离子的结合一直线粒体的电子传递所致。这种氰化物铁复合物是怎样阻止氧接受来自电子传递链的电子？（1） 已被氰化物毒害的病人可用亚硝酸盐治疗，能将氧合血红蛋白的Fe2+转变成高铁血红蛋白的Fe3+.根据氰化物对的亲和力，提出亚硝酸盐是怎样降低氰化物对电子传递链的影响的原因。解答：（1）O2必须同细胞色素a3结合才能接受电子。由于CN-同铁离子结合，于是就阻止了O2同细胞色素a3的结合。（2）由于亚硝酸盐治疗产生的 高铁血红蛋白（Fe3+）与细胞色素a3竞争同CN-结合。这种竞争有效地降低地用于抑制复合物细胞色素a3的CN-浓度，减小CN-对电子传递链的抑制作用。 11. 抗阿霉素A抑制细胞呼吸和ATP的合成，但加入L抗坏血酸后，两者可以恢复。这里，L抗坏血酸作为一种电子供体而起作用。L抗坏血酸是还原COQ还是还原细胞色素c？请解释。在抗阿霉素A的存在下，每分的自L抗坏血酸被氧化产生多少ATP?解答：抗阿霉素A阻止电子从CoQ转移到细胞色素c。L- 抗坏血酸通过华北远细胞色素c克服这种限制。由于在细胞色素 c进入的两个电子越过了前两个磷酸化部位，因此，每分子的L- 抗坏血酸只产生一分子的ATP.12.在柠檬酸循环中，苹果酸氧化成草酰乙酸，当发生氧化磷酸化时，可产生 2.5分子ATP;琥珀酸氧化成延胡索酸，当发生氧化磷酸化时只产生1.5分子的ATP.由于这两种氧化都需要转移两个电子，为什么琥珀酸氧化时少产生一分子的ATP?解答：因为苹果酸脱氢酶催化苹果酸脱氢时需要NAD，并产生NADH；而琥珀酸脱氢酶催化琥珀酸氧化时只能以FAD作辅基，并产生FADH2。NADH上的两个电子经电子传递链传至氧时，可产生2.5分子的 ATP。由于FADH2上的两个电子是从CoQ部位进入到电子传递链，第一个电子传递复合物被绕过，少向内膜外侧释放4个质子，因此只能产生 1.5分子的ATP。