第四章生物氧化与氧化磷酸化 (一)名词解释 1.生物氧化( biological oxidation) 2.呼吸链( respiratory chain) 3.氧化磷酸化( oxidative phosphorylation) 4.磷氧比P/O(P/O) 5.底物水平磷酸化( substrate level phosphorylation) 6.能荷( energy charge) 二)填空题 生物氧化有3种方式 _和 2.2.生物氧化是氧化还原过程,在此过程中有 3.原核生物的呼吸链位于 4,△G′为负值是 反应,可以 进行 5.△G°′与平衡常数的关系式为 当Keq=1时,△G′为 6.生物分子的Eo′值小,则电负性 ,供出电子的倾向 7.生物体内高能化合物有 等类 8.细胞色素a的辅基是 与蛋白质以 键结合 9.在无氧条件下,呼吸链各传递体都处于 状态。 10.NADH呼吸链中氧化磷酸化的偶联部位是 11.磷酸甘油与苹果酸经穿梭后进人呼吸链氧化,其P/O比分别为和 12.举出三种氧化磷酸化解偶联剂 3.举出4种生物体内的天然抗氧化剂 14.举出两例生物细胞中氧化脱羧反应 15.生物氧化是 在细胞中 同时产生 的过程。 16.反应的自由能变化用 表示,标准自由能变化用 表示,生物化学中pH70时的标准自由能变化则表示 为 17.高能磷酸化合物通常指水解时 的化合物,其中最重要的是 ,被称为能量代谢的 18.真核细胞生物氧化的主要场所是 呼吸链和氧化磷酸化偶联因子都定位于 19.以NADH为辅酶的脱氢酶类主要是参与 作用,即参与从 到 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 转移到 反应中需电子的中间物上。 20.在呼吸链中,氢或电子从 的载体依次向 的载体传递。 21.线粒体氧化磷酸化的重组实验证实了线粒体内膜含有 内膜小瘤含有 22.鱼藤酮,抗霉素A,CNˉ、N3、CO,的抑制作用分别是 23.磷酸源是指 脊椎动物的磷酸源是 无脊椎动物的磷酸源是 24.H2S使人中毒机理是 25.线粒体呼吸链中电位跨度最大的一步是在 26.典型的呼吸链包括 和 两种,这是根据接受代谢物脱下的氢的 不同而区别的。 27.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 28.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 29.每对电子从FADH2转移到 必然释放出2个H+进入线粒体基质中。 30.细胞色素aa3辅基中的铁原子有 结合配位键,它还保留 游离配位键,所以能和结合,还能 和 结合而受到抑制 31.体内CO2的生成不是碳与氧的直接结合,而是 32.线粒体内膜外侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是 而线粒体内膜内侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是 33.动物体内高能磷酸化合物的生成方式有 和 两种 34.在离体的线粒体实验中测得β-羟丁酸的磷氧比值(P/O)为24~-28,说明β-羟丁酸氧化时脱下来的2H是通过 呼吸链传递给O2的:能生成分子ATP (三)选择题 1.如果质子不经过F1/F0-ATP合成酶回到线粒体基质,则会发生 氧化B.还原C.解偶联、D.紧密偶联 2.离体的完整线粒体中,在有可氧化的底物存时下,加入哪一种物质可提高电子传递和氧气摄入量: A.更多的TCA循环的酶B.ADPC.FADH2D.NADH 3.下列氧化还原系统中标准氧化还原电位最高的是 A.延胡索酸琥珀酸 B. CoQ/CoOH C.细胞色素a(Fe2+/Fe3) D NAD/NADH 4.下列化合物中,除了哪一种以外都含有高能磷酸键:
1 第四章 生物氧化与氧化磷酸化 （一）名词解释 1． 生物氧化（biological oxidation） 2． 呼吸链（respiratory chain） 3． 氧化磷酸化（oxidative phosphorylation） 4． 磷氧比 P/O（P/O） 5． 底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation） 6． 能荷（energy charge）： (二) 填空题 1． 1． 生物氧化有 3 种方式：_________、___________和__________ 。 2． 2． 生物氧化是氧化还原过程，在此过程中有_________、_________和________ 参与。 3．原核生物的呼吸链位于_________。 4，△G0＇为负值是_________反应，可以_________进行。 5．△G0＇与平衡常数的关系式为_________，当 Keq＝1 时，△G0＇为_________。 6．生物分子的 E0＇值小，则电负性_________，供出电子的倾向_________。 7．生物体内高能化合物有_________、_________、_________、_________、_________、_________等类。 8．细胞色素 a 的辅基是_________与蛋白质以_________键结合。 9．在无氧条件下，呼吸链各传递体都处于_________状态。 10．NADH 呼吸链中氧化磷酸化的偶联部位是_________、_________、_________。 11．磷酸甘油与苹果酸经穿梭后进人呼吸链氧化，其 P/O 比分别为_____和_____。 12．举出三种氧化磷酸化解偶联剂_________、_________、_________。 13．举出 4 种生物体内的天然抗氧化剂_________、_________、_________、_________。 14．举出两例生物细胞中氧化脱羧反应_________、_________。 15．生物氧化是_________在细胞中_________，同时产生_________的过程。 16．反应的自由能变化用_________表示，标准自由能变化用_________表示，生物化学中 pH 7.0 时的标准自由能变化则表示 为_________。 17．高能磷酸化合物通常指水解时_________的化合物，其中最重要的是_________，被称为能量代谢的_________。 18．真核细胞生物氧化的主要场所是_________，呼吸链和氧化磷酸化偶联因子都定位于_________。 19．以 NADH 为辅酶的脱氢酶类主要是参与_________作用，即参与从_________到_________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_________转移到_________反应中需电子的中间物上。 20．在呼吸链中，氢或电子从_________的载体依次向_________的载体传递。 21．线粒体氧化磷酸化的重组实验证实了线粒体内膜含有_________，内膜小瘤含有_________。 22．鱼藤酮，抗霉素 A，CNˉ、N3ˉ、CO，的抑制作用分别是_________，_________，和_________。 23．磷酸源是指_________。脊椎动物的磷酸源是_________，无脊椎动物的磷酸源是_________。 24．H2S 使人中毒机理是_________。 25．线粒体呼吸链中电位跨度最大的一步是在_________。 26．典型的呼吸链包括_________和_________两种，这是根据接受代谢物脱下的氢的_________不同而区别的。 27．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。 28．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 29．每对电子从 FADH2 转移到_________必然释放出 2 个 H+ 进入线粒体基质中。 30．细胞色素 aa3 辅基中的铁原子有_________结合配位键，它还保留_________游离配位键，所以能和_________结合，还能 和_________、_________结合而受到抑制。 31．体内 CO2 的生成不是碳与氧的直接结合，而是_________。 32．线粒体内膜外侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是_________；而线粒体内膜内侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是_________。 33．动物体内高能磷酸化合物的生成方式有_________和_________两种。 34．在离体的线粒体实验中测得β-羟丁酸的磷氧比值（P/O）为 2.4~2.8，说明β-羟丁酸氧化时脱下来的 2H 是通过_________ 呼吸链传递给 O2 的；能生成_________分子 ATP。 (三) 选择题 1．如果质子不经过 F1／F0-ATP 合成酶回到线粒体基质，则会发生： A．氧化 B．还原 C．解偶联、 D．紧密偶联 2．离体的完整线粒体中，在有可氧化的底物存时下，加入哪一种物质可提高电子传递和氧气摄入量： A．更多的 TCA 循环的酶 B．ADP C．FADH2 D．NADH 3．下列氧化还原系统中标准氧化还原电位最高的是： A．延胡索酸琥珀酸 B．CoQ／CoQH2 C．细胞色素 a（Fe 2＋／Fe 3＋） D．NAD＋／NADH 4．下列化合物中，除了哪一种以外都含有高能磷酸键：
A. NAD B. ADP C. NAdPH D. FMN 5.下列反应中哪一步伴随着底物水平的磷酸化反应: A.苹果酸→草酰乙酸 B.甘油酸-1,3-二磷酸→甘油酸-3-磷酸 C.柠檬酸→α-酮戊二酸 D.琥珀酸→延胡索酸 6.乙酰CoA彻底氧化过程中的P/O值是: A.2.0 B.2.5 C.3.0 D.3.5 7.肌肉组织中肌肉收缩所需要的大部分能量以哪种形式贮存 A.ADPB.磷酸烯醇式丙酮酸C.ATPD.磷酸肌酸 8.呼吸链中的电子传递体中,不是蛋白质而是脂质的组分为 A NAD B. FMN D.Fe·S 9.下述哪种物质专一性地抑制Fo因子: A.鱼藤酮B.抗霉素AC.寡霉素 D.缬氨霉素 10.胞浆中1分子乳酸彻底氧化后,产生ATP的分子数: A.9或10B.11或12 C.15或16 D.17或18 1.下列不是催化底物水平磷酸化反应的酶是: A.磷酸甘油酸激酶 B.磷酸果糖激酶 C.丙酮酸激酶 D.琥珀酸硫激酶 12.在生物化学反应中,总能量变化符合: A.受反应的能障影响 B.随辅因子而变 C.与反应物的浓度成正比 D.与反应途径无关 13.在下列的氧化还原系统中,氧化还原电位最高的是 A NAD/NADH B.细胞色素a(Fe3+)/细胞色素a(Fe2+) C.延胡索酸/琥珀酸D.氧化型泛醌/还原型泛醌 14.二硝基苯酚能抑制下列细胞功能的是 A.糖酵解B.肝糖异生C.氧化磷酸化D.柠檬酸循环 15.活细胞不能利用下列哪些能源来维持它们的代谢 A. ATP C.脂肪 D.周围的热能 16.如果将琥珀酸(延胡索酸/琥珀酸氧化还原电位±003V)加到硫酸铁和硫酸亚铁(高铁/亚铁氧化还原电位+0077V) 的平衡混合液中,可能发生的变化是 A.硫酸铁的浓度将增加 B.硫酸铁的浓度和延胡羧酸的浓度将增加 C.高铁和亚铁的比例无变化D.硫酸 亚铁和延胡索酸的浓度将增加 17.下列关于化学渗透学说的叙述哪一条是不对的 A.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.H返回膜内时可以推动ATP酶合成ATP D.线粒体内膜外侧H不能自由返回膜内 18.关于有氧条件下,NADH从胞液进入线粒体氧化的机制,下列描述中正确的是 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,在内膜上又被氧化成磷酸二羟丙酮同时生成NADH C.草酰乙酸被还原成苹果酸,进入线粒体再被氧化成草酰乙酸,停留于线粒体μ D.草酰乙酸被还原成苹果酸进人线粒体,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 19.胞浆中形成NADH+H经苹果酸穿梭后,每摩尔产生AP的摩尔数是 B.2 C.3 D.4 20.呼吸链的各细胞色素在电子传递中的排列顺序是 B C.c→c→b→aa3→02; D.b→c1→c→aa3→02 (四)是非判断题 ()1.NADH在340mm处有吸收峰,NAD没有,利用这个性质可将NADH与NAD区分开来 ()2.琥珀酸脱氢酶的辅基FAD与酶蛋白之间以共价键结合 ()3.生物氧化只有在氧气的存在下才能进行。 ()4.NADH和 NADPH都可以直接进入呼吸链。 ()5.如果线粒体内ADP浓度较低,则加入DNP将减少电子传递的速率 ()6.磷酸肌酸、磷酸精氨酸等是高能磷酸化合物的贮存形式,可随时转化为AP供机体利用 ()7.解偶联剂可抑制呼吸链的电子传递 ()8.电子通过呼吸链时,按照各组分氧还电势依次从还原端向氧化端传递 ()9. NADPH/NADP的氧还势稍低于NADH/NAD,更容易经呼吸链氧化
2 A．NAD＋ B．ADP C．NADPH D．FMN 5．下列反应中哪一步伴随着底物水平的磷酸化反应： A．苹果酸→草酰乙酸 B．甘油酸-1,3-二磷酸→甘油酸-3-磷酸 C．柠檬酸→α-酮戊二酸 D．琥珀酸→延胡索酸 6．乙酰 CoA 彻底氧化过程中的 P／O 值是： A．2.0 B．2.5 C．3.0 D．3.5 7．肌肉组织中肌肉收缩所需要的大部分能量以哪种形式贮存： A．ADP B．磷酸烯醇式丙酮酸 C．ATP D．磷酸肌酸 8．呼吸链中的电子传递体中，不是蛋白质而是脂质的组分为： A．NAD+ B．FMN C．CoQ D．Fe·S 9．下述哪种物质专一性地抑制 F0 因子： A．鱼藤酮 B．抗霉素 A C．寡霉素 D．缬氨霉素 10．胞浆中 1 分子乳酸彻底氧化后，产生 ATP 的分子数： A．9 或 10 B．11 或 12 C．15 或 16 D．17 或 18 11．下列不是催化底物水平磷酸化反应的酶是： A．磷酸甘油酸激酶 B．磷酸果糖激酶 C．丙酮酸激酶 D．琥珀酸硫激酶 12．在生物化学反应中，总能量变化符合： A．受反应的能障影响 B．随辅因子而变 C．与反应物的浓度成正比 D．与反应途径无关 13．在下列的氧化还原系统中，氧化还原电位最高的是： A．NAD 十／NADH B．细胞色素 a （Fe3＋）／细胞色素 a （Fe2＋） C．延胡索酸/琥珀酸 D．氧化型泛醌/还原型泛醌 14．二硝基苯酚能抑制下列细胞功能的是： A．糖酵解 B．肝糖异生 C．氧化磷酸化 D．柠檬酸循环 15．活细胞不能利用下列哪些能源来维持它们的代谢： A．ATP B．糖 C．脂肪 D．周围的热能 16．如果将琥珀酸（延胡索酸/琥珀酸氧化还原电位 + 0.03V）加到硫酸铁和硫酸亚铁（高铁/亚铁氧化还原电位 + 0.077V） 的平衡混合液中，可能发生的变化是： A．硫酸铁的浓度将增加 B．硫酸铁的浓度和延胡羧酸的浓度将增加 C．高铁和亚铁的比例无变化 D．硫酸 亚铁和延胡索酸的浓度将增加 17．下列关于化学渗透学说的叙述哪一条是不对的： A．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．H ＋返回膜内时可以推动 ATP 酶合成 ATP D．线粒体内膜外侧 H ＋不能自由返回膜内 18．关于有氧条件下，NADH 从胞液进入线粒体氧化的机制，下列描述中正确的是： 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，在内膜上又被氧化成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人线粒体，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 19．胞浆中形成 NADH+H+经苹果酸穿梭后，每摩尔产生 ATP 的摩尔数是： A．1 B．2 C．3 D．4 20．呼吸链的各细胞色素在电子传递中的排列顺序是： A．c1→b→c→aa3→O2； B． c→c1→b→aa3→O2； C．c1→c→b→aa3→O2； D． b→c1→c→aa3→O2； (四) 是非判断题 ( )1．NADH 在 340nm 处有吸收峰，NAD+ 没有，利用这个性质可将 NADH 与 NAD+区分开来。 ( )2．琥珀酸脱氢酶的辅基 FAD 与酶蛋白之间以共价键结合。 ( )3．生物氧化只有在氧气的存在下才能进行。 ( )4．NADH 和 NADPH 都可以直接进入呼吸链。 ( )5．如果线粒体内 ADP 浓度较低，则加入 DNP 将减少电子传递的速率。 ( )6．磷酸肌酸、磷酸精氨酸等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。 ( )7．解偶联剂可抑制呼吸链的电子传递。 ( )8．电子通过呼吸链时，按照各组分氧还电势依次从还原端向氧化端传递。 ( )9．NADPH / NADP+的氧还势稍低于 NADH / NAD+，更容易经呼吸链氧化
()10.寡霉素专一地抑制线粒体FFo- ATPase的Fo,从而抑制ATP的合成。 ()11.ADP的磷酸化作用对电子传递起限速作用 ()12.ATP虽然含有大量的自由能,但它并不是能量的贮存形式 (五)完成反应方程式 1.4-细胞色素a3-Fe2++O2+4H→4细胞色素a-Fe3++( 催化此反应的酶是:( 2. NADH+H* +0.502+ 3ADP+( ) NAD+3ATP +4H2O (六)问答题(解题要点) 1.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? 2.氰化物为什么能引起细胞室息死亡?其解救机理是什么? 3.在磷酸戊糖途径中生成的 NADPH,如果不去参加合成代谢,那么它将如何进一步氧化? 4.在体内ATP有哪些生理作用? 5.有人曾经考虑过使用解偶联剂如2,4-二硝基苯酚(DNP)作为减肥药,但很快就被放弃使用,为什么? 6.某些植物体内出现对氰化物呈抗性的呼吸形式,试提出一种可能的机制 什么是铁硫蛋白?其生理功能是什么? 8.何为能荷?能荷与代谢调节有什么关系? 9.氧化作用和磷酸化作用是怎样偶联的? 第五章糖代谢 (一)名词解释 1.糖异生( glycogenolysis 2.Q酶(Q- enzyme) 3.乳酸循环( lactate cycle) 4.发酵( fermentation) 5.变构调节( allosteric regulation 6.糖酵解途径( glycolytic pathway) 7.糖的有氧氧化( aerobic oxidation 8.肝糖原分解( glycogenolysis) 9.磷酸戊糖途径( pentose phosphate pathway) 10.D酶( D-enzyme) 11.糖核苷酸( sugar-. nucleotide) (二)英文缩写符号: 1. UDPG(uridine diphosphate-glucose) 2. ADPG(adenosine diphosphate-glucose 3. F-D-P(fructose-1, 6-bisphosphate 4. F-1-P(fructose-1-phosphate 5. G-1-P(glucose-1-phosphate 6. PEP(phosphoenolpyruvate) (三)填空题 1.α淀粉酶和β一淀粉酶只能水解淀粉的 键,所以不能够使支链淀粉完全水解。 2.1分子葡萄糖转化为2分子乳酸净生成 分子ATP 3.糖酵解过程中有3个不可逆的酶促反应,这些酶是 和 4.糖酵解抑制剂碘乙酸主要作用于 酶 5.调节三羧酸循环最主要的酶是 6.2分子乳酸异升为葡萄糖要消耗 7.丙酮酸还原为乳酸,反应中的NADH来自于 的氧化 8.延胡索酸在 酶作用下,可生成苹果酸,该酶属于EC分类中的 酶类 9磷酸戊糖途径可分为 阶段,分别称为 ,其中两种脱氢酶是 它们的辅酶 是 10 是碳水化合物在植物体内运输的主要方式 11.植物体内蔗糖合成酶催化的蔗糖生物合成中葡萄糖的供体是」 ,葡萄糖基的受体是 12.糖酵解在细胞的 中进行,该途径是将 转变为 司时生成 的一系列酶促反 应 13.淀粉的磷酸解过程通过 酶降解α-1,4糖苷键,靠 酶降解α-1,6糖苷键。 14.TCA循环中有两次脱羧反应,分别是由 催化 15.乙醛酸循环中不同于TCA循环的两个关键酶是 和 16.乳酸脱氢酶在体内有5种同工酶,其中肌肉中的乳酸脱氢酶对 亲和力特别高,主要催化 反应 17在糖酵解中提供高能磷酸基团,使AD磷酸化成ATP的高能化合物是 和
3 ( )10．寡霉素专一地抑制线粒体 F1F0-ATPase 的 F0，从而抑制 ATP 的合成。 ( )11．ADP 的磷酸化作用对电子传递起限速作用。 ( )12．ATP 虽然含有大量的自由能，但它并不是能量的贮存形式。 （五）完成反应方程式 1．4-细胞色素 a3-Fe2+ + O2 + 4H+ → 4-细胞色素 a3-Fe3+ +（ ） 催化此反应的酶是：（ ） 2．NADH + H+ + 0.5O2 + 3ADP + ( ) → NAD+ +3ATP + 4H2O （六）问答题（解题要点） 1．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? 2．氰化物为什么能引起细胞窒息死亡？其解救机理是什么？ 3．在磷酸戊糖途径中生成的 NADPH，如果不去参加合成代谢，那么它将如何进一步氧化？ 4．在体内 ATP 有哪些生理作用？ 5．有人曾经考虑过使用解偶联剂如 2,4-二硝基苯酚（DNP）作为减肥药，但很快就被放弃使用，为什么？ 6．某些植物体内出现对氰化物呈抗性的呼吸形式，试提出一种可能的机制。 7．什么是铁硫蛋白？其生理功能是什么？ 8．何为能荷？能荷与代谢调节有什么关系？ 9．氧化作用和磷酸化作用是怎样偶联的？ 第五章 糖 代 谢 （一）名词解释： 1．糖异生 (glycogenolysis) 2．Q 酶 (Q-enzyme) 3．乳酸循环 (lactate cycle) 4．发酵 (fermentation) 5．变构调节 (allosteric regulation) 6．糖酵解途径 (glycolytic pathway) 7．糖的有氧氧化 (aerobic oxidation) 8．肝糖原分解 (glycogenolysis) 9．磷酸戊糖途径 (pentose phosphate pathway) 10．D-酶（D-enzyme） 11．糖核苷酸（sugar-nucleotide） （二）英文缩写符号： 1．UDPG（uridine diphosphate-glucose） 2．ADPG（adenosine diphosphate-glucose） 3．F-D-P（fructose-1,6-bisphosphate） 4．F-1-P（fructose-1-phosphate） 5．G-1-P（glucose-1-phosphate） 6．PEP（phosphoenolpyruvate） （三）填空题 1．α淀粉酶和 β–淀粉酶只能水解淀粉的_________键，所以不能够使支链淀粉完全水解。 2．1 分子葡萄糖转化为 2 分子乳酸净生成______________分子 ATP 3．糖酵解过程中有 3 个不可逆的酶促反应，这些酶是__________、 ____________ 和_____________。 4．糖酵解抑制剂碘乙酸主要作用于___________酶。 5．调节三羧酸循环最主要的酶是____________、__________ _、______________。 6．2 分子乳酸异升为葡萄糖要消耗_________ATP。 7．丙酮酸还原为乳酸，反应中的 NADH 来自于________的氧化。 8．延胡索酸在________________酶作用下，可生成苹果酸，该酶属于 EC 分类中的_________酶类。 9 磷酸戊糖途径可分为______阶段，分别称为_________和_______，其中两种脱氢酶是_______和_________，它们的辅酶 是_______。 10 ________是碳水化合物在植物体内运输的主要方式。 11．植物体内蔗糖合成酶催化的蔗糖生物合成中葡萄糖的供体是__________ ，葡萄糖基的受体是___________ ； 12．糖酵解在细胞的_________中进行，该途径是将_________转变为_______，同时生成________和_______的一系列酶促反 应。 13．淀粉的磷酸解过程通过_______酶降解 α–1，4 糖苷键，靠 ________和________ 酶降解α–1，6 糖苷键。 14．TCA 循环中有两次脱羧反应，分别是由__ _____和________催化。 15．乙醛酸循环中不同于 TCA 循环的两个关键酶是_________和________。 16．乳酸脱氢酶在体内有 5 种同工酶，其中肌肉中的乳酸脱氢酶对__________ 亲和力特别高，主要催化___________反应。 17 在糖酵解中提供高能磷酸基团，使 ADP 磷酸化成 ATP 的高能化合物是_______________ 和________________
18.糖异生的主要原料为 19.参与a-酮戊二酸氧化脱羧反应的辅酶为 和 20.在磷酸戊糖途径中催化由酮糖向醛糖转移二碳单位的酶为 其辅酶为 催化由酮糖向醛 糖转移三碳单位的酶为 21.a-酮戊二酸脱氢酶系包括3种酶,它们是 22.催化丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸的酶是 ,它需要 作为辅因子。 23.合成糖原的前体分子是 ,糖原分解的产物是 24.植物中淀粉彻底水解为葡萄糖需要多种酶协同作用,它们是 25.将淀粉磷酸解为G-1-P,需 三种酶协同作用。 26.糖类除了作为能源之外,它还与生物大分子间 有关,也是合成 等的碳骨架的共体。 (四)选择题 1.由己糖激酶催化的反应的逆反应所需要的酶是 A.果糖二磷酸酶 B.葡萄糖-6-磷酸酶 C.磷酸果糖激酶 D.磷酸化酶 2.正常情况下,肝获得能量的主要途径 A.葡萄糖进行糖酵解氧化B.脂肪酸氧化 C.葡萄糖的有氧氧化 D.磷酸戊糖途径E.以上都是 3.糖的有氧氧化的最终产物是 A. CO,+H,O+ATP B.乳酸 C.丙酮酸 D.乙酰CoA 4.需要引物分子参与生物合成反应的有: A.酮体生成 B.脂肪合成 C.糖异生合成葡萄糖D.糖原合成 E.以上都是 在原核生物中,一摩尔葡萄糖经糖有氧氧化可产生AIP摩尔数: A.12B.24C.36D.38 6.植物合成蔗糖的主要酶是: A.蔗糖合酶 B.蔗糖磷酸化酶 C.蔗糖磷酸合酶 D.转化酶 7.不能经糖异生合成葡萄糖的物质是: A.a-磷酸甘油 B.丙酮酸 C.乳酸 乙酰CoA E.生糖氨基酸 8.丙酮酸激酶是何途径的关键酶 磷酸戊糖途径 B.糖异生 C.糖的有氧氧化 糖原合成与分解E.糖酵解 9.丙酮酸羧化酶是那一个途径的关键酶 A.糖异生 B.磷酸戊糖途径 C.胆固醇合成 D.血红素合成 E.脂肪酸合成 10.动物饥饿后摄食,其肝细胞主要糖代谢途径: A.糖异生 B.糖有氧氧化 C.糖酵解 D.糖原分解 E.磷酸戊糖途径 11.下列各中间产物中,那一个是磷酸戊糖途径所特有的? A.丙酮酸 B.3-磷酸甘油醛 C.6-磷酸果糖 D.1,3-二磷酸甘油酸E.6-磷酸葡萄糖酸 12.糖蛋白中蛋白质与糖分子结合的键称: A.二硫键 C.脂键 D.糖肽键 E.糖苷键 13.三碳糖、六碳糖与七碳糖之间相互转变的糖代谢途径是: A.糖异生 B.糖酵解 C.三羧酸循环 D.磷酸戊糖途径E.糖的有氧氧化 14.关于三羧酸循环那个是错误的 A.是糖、脂肪及蛋白质分解的最终途径 B.受ATP/ADP比值的调节 C.NADH可抑制柠檬酸合酶 D.NADH氧经需要线粒体穿梭系统。 15.三羧酸循环中哪一个化合物前后各放出一个分子CO2
4 18．糖异生的主要原料为______________、_______________和________________。 19．参与 α-酮戊二酸氧化脱羧反应的辅酶为___________，_______________，_______________，_______________和 _______________。 20．在磷酸戊糖途径中催化由酮糖向醛糖转移二碳单位的酶为_____________，其辅酶为______________；催化由酮糖向醛 糖转移三碳单位的酶为___________。 21．α–酮戊二酸脱氢酶系包括 3 种酶，它们是__________，____________，_____________。 22．催化丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸的酶是__________，它需要______________和__________作为辅因子。 23．合成糖原的前体分子是_________，糖原分解的产物是______________。 24．植物中淀粉彻底水解为葡萄糖需要多种酶协同作用，它们是__________，___________，_____________，____________。 25．将淀粉磷酸解为 G-1-P，需_________，__________，__________三种酶协同作用。 26．糖类除了作为能源之外，它还与生物大分子间___________有关，也是合成__________，___________，_____________ 等的碳骨架的共体。 （四）选择题 1．由己糖激酶催化的反应的逆反应所需要的酶是： A．果糖二磷酸酶 B．葡萄糖-6-磷酸酶 C．磷酸果糖激酶 D．磷酸化酶 2．正常情况下，肝获得能量的主要途径： A．葡萄糖进行糖酵解氧化 B．脂肪酸氧化 C．葡萄糖的有氧氧化 D．磷酸戊糖途径 E．以上都是。 3．糖的有氧氧化的最终产物是： A．CO2+H2O+ATP B．乳酸 C．丙酮酸 D．乙酰 CoA 4．需要引物分子参与生物合成反应的有： A．酮体生成 B．脂肪合成 C．糖异生合成葡萄糖 D．糖原合成 E．以上都是 5．在原核生物中，一摩尔葡萄糖经糖有氧氧化可产生 ATP 摩尔数： A．12 B．24 C．36 D．38 6．植物合成蔗糖的主要酶是： A．蔗糖合酶 B．蔗糖磷酸化酶 C．蔗糖磷酸合酶 D．转化酶 7．不能经糖异生合成葡萄糖的物质是： A．α-磷酸甘油 B．丙酮酸 C．乳酸 D．乙酰 CoA E．生糖氨基酸 8．丙酮酸激酶是何途径的关键酶： A．磷酸戊糖途径 B．糖异生 C．糖的有氧氧化 D．糖原合成与分解 E．糖酵解 9．丙酮酸羧化酶是那一个途径的关键酶： A．糖异生 B．磷酸戊糖途径 C．胆固醇合成 D．血红素合成 E．脂肪酸合成 10．动物饥饿后摄食，其肝细胞主要糖代谢途径： A．糖异生 B．糖有氧氧化 C．糖酵解 D．糖原分解 E．磷酸戊糖途径 11．下列各中间产物中，那一个是磷酸戊糖途径所特有的？ A．丙酮酸 B．3-磷酸甘油醛 C．6-磷酸果糖 D．1，3-二磷酸甘油酸 E．6-磷酸葡萄糖酸 12．糖蛋白中蛋白质与糖分子结合的键称： A．二硫键 B．肽键 C．脂键 D．糖肽键 E．糖苷键， 13．三碳糖、六碳糖与七碳糖之间相互转变的糖代谢途径是： A．糖异生 B．糖酵解 C．三羧酸循环 D．磷酸戊糖途径 E．糖的有氧氧化 14．关于三羧酸循环那个是错误的 A．是糖、脂肪及蛋白质分解的最终途径 B．受 ATP/ADP 比值的调节 C．NADH 可抑制柠檬酸合酶 D．NADH 氧经需要线粒体穿梭系统。 15．三羧酸循环中哪一个化合物前后各放出一个分子 CO2：
A.柠檬酸B.乙酰CoAC.琥珀酸D.a-酮戊二酸 16.磷酸果糖激酶所催化的反应产物是: A. F-I-P B. F-6-P C. F-D-P D. G-6-P 17.醛缩酶的产物是 A.G-6-PB.F-6-PC.F-DPD.1,3-二磷酸甘油酸 18.TCA循环中发生底物水平磷酸化的化合物是? A.a-酮戊二酸 B.琥珀酰 C.琥珀酸CoA D.苹果酸 19.丙酮酸脱氢酶系催化的反应不涉及下述哪种物质? A.乙酰CoA B.硫辛酸 C. TPP D.生物素 E. NAD+ 20.三羧酸循环的限速酶是: A.丙酮酸脱氢酶 B.顺乌头酸酶 C.琥珀酸脱氢酶 D.延胡索酸酶 E.异柠檬酸脱氢酶 21.生物素是哪个酶的辅酶: A.丙酮酸脱氢酶B.丙酮酸羧化酶 C.烯醇化酶 D.醛缩酶E.磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶 22.三羧酸循环中催化琥珀酸形成延胡索酸的酶是琥珀酸脱氢酶,此酶的辅因子是 A. NAD B. COASH C. FAD D. TPP E. NADP 23.下面哪种酶在糖酵解和糖异生中都起作用: A.丙酮酸激酶 B.丙酮酸羧化酶 C.3-磷酸甘油醛脱氢酶D.己糖激酶E.果糖1,6-二磷酸酯酶 24.原核生物中,有氧条件下,利用1摩尔葡萄糖生成的净ATP摩尔数与在无氧条件下利用1摩尔生成的净AP摩尔数的 最近比值是 A.2:1 C,18:1D.19: E.25:1 25.催化直链淀粉转化为支链淀粉的酶是 A.R-酶 B.D酶 C.Q-酶 D.α-1,6-糖苷酶E.淀粉磷酸化酶 26.淀粉酶的特征是: A.耐70℃左右的高温 B.不耐70℃左右的高温 C.属巯基酶 D.在pH3时稳定 27.糖酵解时哪一对代谢物提供P使ADP生成ATP: A.3-磷酸甘油醛及磷酸烯醇式丙酮酸 B.1,3-二磷酸甘油酸及磷酸烯醇式丙酮酸 C.I-磷酸葡萄糖及1,6-二磷酸果糖 D.6-磷酸葡萄糖及2-磷酸甘油酸 28.在有氧条件下,线粒体内下述反应中能产生FADH2步骤是 琥珀酸→延胡索酸B.异柠檬酸→α-酮戊二酸 (C)α戊二酸→琥珀酰CoA(D)苹果酸→草酰乙酸 29.丙二酸能阻断糖的有氧氧化,因为它: (A)抑制柠檬酸合成酶(B)抑制琥珀酸脱氢酶 (C)阻断电子传递 (D)抑制丙酮酸脱氢酶 30.由葡萄糖合成糖原时,每増加一个葡萄糖单位消耗高能磷酸键数为 (A)1 (B)2 (C)3 (D)4 (E)5 (五)是非判断题 )1.α-淀粉酶和-淀粉酶的区别在于α-淀粉酶水解-1,4糖苷键,β-淀粉酶水解β-1,4糖苷键。 ()2.麦芽糖是由葡萄糖与果糖构成的双糖。 ()3.ATP是果糖磷酸激酶的变构抑制剂 )4.沿糖酵解途径简单逆行,可从丙酮酸等小分子前体物质合成葡萄糖 ()5.所有来自磷酸戊糖途径的还原能都是在该循环的前三步反应中产生的。 ()6.发酵可以在活细胞外进行 ()7.催化AIP分子中的磷酰基转移到受体上的酶称为激酶。 ()8.动物体内的乙酰CoA不能作为糖异生的物质。 ()9.柠檬酸循环是分解与合成的两用途径 ()10.在糖类物质代谢中最重要的糖核苷酸是CDPG ()11.淀粉,糖原,纤维素的生物合成均需要“引物”存在
5 A．柠檬酸 B．乙酰 CoA C．琥珀酸 D．α-酮戊二酸 16．磷酸果糖激酶所催化的反应产物是： A．F-1-P B．F-6-P C．F-D-P D．G-6-P 17．醛缩酶的产物是： A．G-6-P B．F-6-P C．F-D-P D．1，3-二磷酸甘油酸 18．TCA 循环中发生底物水平磷酸化的化合物是？ A．α-酮戊二酸 B．琥珀酰 C．琥珀酸 CoA D．苹果酸 19．丙酮酸脱氢酶系催化的反应不涉及下述哪种物质？ A．乙酰 CoA B．硫辛酸 C．TPP D．生物素 E．NAD+ 20．三羧酸循环的限速酶是： A．丙酮酸脱氢酶 B．顺乌头酸酶 C．琥珀酸脱氢酶 D．延胡索酸酶 E．异柠檬酸脱氢酶 21．生物素是哪个酶的辅酶： A．丙酮酸脱氢酶 B．丙酮酸羧化酶 C．烯醇化酶 D．醛缩酶 E．磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶 22．三羧酸循环中催化琥珀酸形成延胡索酸的酶是琥珀酸脱氢酶，此酶的辅因子是 A．NAD+ B．CoASH C．FAD D．TPP E．NADP+ 23．下面哪种酶在糖酵解和糖异生中都起作用： A．丙酮酸激酶 B．丙酮酸羧化酶 C．3-磷酸甘油醛脱氢酶 D．己糖激酶 E．果糖 1，6-二磷酸酯酶 24．原核生物中，有氧条件下，利用 1 摩尔葡萄糖生成的净 ATP 摩尔数与在无氧条件下利用 1 摩尔生成的净 ATP 摩尔数的 最近比值是： A．2：1 B．9：1 C．18：1 D．19：1 E．25：1 25．催化直链淀粉转化为支链淀粉的酶是： A．R-酶 B．D-酶 C．Q-酶 D．α-1，6-糖苷酶 E．淀粉磷酸化酶 26．淀粉酶的特征是： A．耐 70℃左右的高温 B．不耐 70℃左右的高温 C．属巯基酶 D．在 pH3 时稳定 27．糖酵解时哪一对代谢物提供 P 使 ADP 生成 ATP： A．3-磷酸甘油醛及磷酸烯醇式丙酮酸 B．1，3-二磷酸甘油酸及磷酸烯醇式丙酮酸 C．1-磷酸葡萄糖及 1，6-二磷酸果糖 D．6-磷酸葡萄糖及 2-磷酸甘油酸 28．在有氧条件下，线粒体内下述反应中能产生 FADH2 步骤是： A．琥珀酸→延胡索酸 B．异柠檬酸→α-酮戊二酸 （C）α-戊二酸→琥珀酰 CoA （D）苹果酸→草酰乙酸 29．丙二酸能阻断糖的有氧氧化，因为它： （A）抑制柠檬酸合成酶 （B）抑制琥珀酸脱氢酶 （C）阻断电子传递 （D）抑制丙酮酸脱氢酶 30．由葡萄糖合成糖原时，每增加一个葡萄糖单位消耗高能磷酸键数为： （A）1 （B）2 （C）3 （D）4 （E）5 （五）是非判断题 （ ）1．α-淀粉酶和-淀粉酶的区别在于α-淀粉酶水解-1，4 糖苷键，β-淀粉酶水解β-1，4 糖苷键。 （ ）2．麦芽糖是由葡萄糖与果糖构成的双糖。 （ ）3．ATP 是果糖磷酸激酶的变构抑制剂。 （ ）4．沿糖酵解途径简单逆行，可从丙酮酸等小分子前体物质合成葡萄糖。 （ ）5．所有来自磷酸戊糖途径的还原能都是在该循环的前三步反应中产生的。 （ ）6．发酵可以在活细胞外进行。 （ ）7．催化 ATP 分子中的磷酰基转移到受体上的酶称为激酶。 （ ）8．动物体内的乙酰 CoA 不能作为糖异生的物质。 （ ）9．柠檬酸循环是分解与合成的两用途径。 （ ）10．在糖类物质代谢中最重要的糖核苷酸是 CDPG。 （ ）11．淀粉，糖原，纤维素的生物合成均需要“引物”存在
)12.联系糖原异生作用与三羧酸循环的酶是丙酮酸羧化酶 ()13.糖异生作用的关键反应是草酰乙酸形成磷酸烯醇式丙酮酸的反应。 ()14.糖酵解过程在有氧无氧条件下都能进行 ()15.在缺氧条件下,丙酮酸还原为乳酸的意义是使NAD再生 ()16.在高等植物中淀粉磷酸化酶既可催化α-1,4糖苷键的形成,又可催化α-1,4糖苷键的分解。 ()17.TCA中底物水平磷酸化直接生成的是ATP ()18.三羧酸循环的中间产物可以形成谷氨酸 ()19.在植物体内,蔗糖的合成主要是通过蔗糖磷酸化酶催化的。 (六)完成反应式 1.丙酮酸+ COASH+NAD→乙酰CoA+CO2+ 催化此反应的酶和其它辅因子:( )( )( 2.q-酮戊二酸+NAD++ COASH→( )+Nadh +Co 催化此反应的酶和其它辅因子:( )( 3.7-磷酸景天庚酮糖+3-磷酸甘油醛→6-磷酸-果糖+( 催化此反应的酶: 4.丙酮酸+CO2+()+H20→( )+ADP +Pi+2H 催化此反应的酶:( )+F-6-P→磷酸蔗糖+UDP 化此反应的酶是:( (七)问答题 1.糖类物质在生物体内起什么作用? 2.为什么说三羧酸循环是糖、脂和蛋白质三大物质代谢的共通路? 3.糖代谢和脂代谢是通过那些反应联系起来的? 4.什么是乙醛酸循环?有何意义? 5.磷酸戊糖途径有什么生理意义? 6.为什么糖酵解途径中产生的NADH必须被氧化成NAD才能被循环利用? 7.糖分解代谢可按EMP-TCA途径进行,也可按磷酸戊糖途径,决定因素是什么? 8.试说明丙氨酸的成糖过程。 9.糖酵解的中间物在其它代谢中有何应用? 10.琥珀酰CoA的代谢来源与去路有哪些? 第四章生物氧化与氧化磷酸化 习题解答 (一)名词解释 1.生物氧化:生物体内有机物质氧化而产生大量能量的过程称为生物氧化。生物氧化在细胞内进行,氧化过程消耗氧放 出二氧化碳和水,所以有时也称之为“细胞呼吸”或“细胞氧化”。生物氧化包括:有机碳氧化变成CO2;底物氧化脱氢 氢及电子通过呼吸链传递、分子氧与传递的氢结成水;在有机物被氧化成CO2和H2O的同时,释放的能量使ADP转变 成AP 2.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。电子在逐步的传递过程中释放出能量 被用于合成ATP,以作为生物体的能量来源 3.氧化磷酸化:在底物脱氢被氧化时,电子或氢原子在呼吸链上的传递过程中伴随ADP磷酸化生成AIP的作用,称为氧 化磷酸化。氧化磷酸化是生物体内的糖、脂肪、蛋白质氧化分解合成AP的主要方式。 4.磷氧比: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)称为磷氧比值(P/O)。如NADH的磷 氧比值是3,FADH2的磷氧比值是2。 5.底物水平磷酸化:在底物被氧化的过程中,底物分子内部能量重新分布产生髙能磷酸键(或高能硫酯键),由此高能键 提供能量使ADP(或GDP)磷酸化生成ATP(或GIP)的过程称为底物水平磷酸化。此过程与呼吸链的作用无关,以 底物水平磷酸化方式只产生少量ATP。 如在糖酵解(EMP)的过程中,3-磷酸甘油醛脱氢后产生的1,3-二磷酸甘油酸,在磷酸甘油激酶催化下形成AIP的反应,以 及在2-磷酸甘油酸脱水后产生的磷酸烯醇式丙酮酸,在丙酮酸激酶催化形成AP的反应均属底物水平的磷酸化反应。另外 在三羧酸环(TCA)中,也有一步反应属底物水平磷酸化反应,如α-酮戊二酸经氧化脱羧后生成高能化合物琥珀酰~CoA 其髙能硫酯键在琥珀酰CoAΔ合成酶的催化下转移给GDP生成GIP。然后在核苷二磷酸激酶作用下,GTP又将末端的高能磷 酸根转给ADP生成ATP。 6.能荷:能荷是细胞中高能磷酸状态的一种数量上的衡量,能荷大小可以说明生物体中AP-ADP-AMP系统的能量状态。 能荷 (二)填空题 脱氢:脱电子;与氧结合
6 （ ）12．联系糖原异生作用与三羧酸循环的酶是丙酮酸羧化酶。 （ ）13．糖异生作用的关键反应是草酰乙酸形成磷酸烯醇式丙酮酸的反应。 （ ）14．糖酵解过程在有氧无氧条件下都能进行。 （ ）15．在缺氧条件下，丙酮酸还原为乳酸的意义是使 NAD+再生。 （ ）16．在高等植物中淀粉磷酸化酶既可催化α-1，4 糖苷键的形成，又可催化α-1，4 糖苷键的分解。 （ ）17．TCA 中底物水平磷酸化直接生成的是 ATP。 （ ）18．三羧酸循环的中间产物可以形成谷氨酸。 （ ）19．在植物体内，蔗糖的合成主要是通过蔗糖磷酸化酶催化的。 （六）完成反应式： 1．丙酮酸 + CoASH + NAD+ → 乙酰 CoA + CO2 +（ ） 催化此反应的酶和其它辅因子：（ ）（ ）（ ）（ ） 2．α-酮戊二酸 + NAD+ + CoASH → （ ）+ NADH + CO2 催化此反应的酶和其它辅因子：（ ）（ ）（ ）（ ） 3．7-磷酸景天庚酮糖 + 3-磷酸甘油醛 → 6-磷酸-果糖 + （ ） 催化此反应的酶：（ ） 4．丙酮酸 + CO2 + （ ） + H2O → （ ） + ADP + Pi + 2H 催化此反应的酶：（ ） 5．（ ） + F-6-P → 磷酸蔗糖 + UDP 催化此反应的酶是：（ ） （七）问答题 1．糖类物质在生物体内起什么作用？ 2．为什么说三羧酸循环是糖、脂和蛋白质三大物质代谢的共通路？ 3．糖代谢和脂代谢是通过那些反应联系起来的？ 4．什么是乙醛酸循环？有何意义？ 5．磷酸戊糖途径有什么生理意义？ 6．为什么糖酵解途径中产生的 NADH 必须被氧化成 NAD+才能被循环利用？ 7．糖分解代谢可按 EMP-TCA 途径进行，也可按磷酸戊糖途径，决定因素是什么？ 8．试说明丙氨酸的成糖过程。 9．糖酵解的中间物在其它代谢中有何应用？ 10．琥珀酰 CoA 的代谢来源与去路有哪些？ 第四章 生物氧化与氧化磷酸化 习题解答 （一）名词解释 1． 生物氧化： 生物体内有机物质氧化而产生大量能量的过程称为生物氧化。生物氧化在细胞内进行，氧化过程消耗氧放 出二氧化碳和水，所以有时也称之为“细胞呼吸”或“细胞氧化”。生物氧化包括：有机碳氧化变成 CO2；底物氧化脱氢、 氢及电子通过呼吸链传递、分子氧与传递的氢结成水；在有机物被氧化成 CO2 和 H2O 的同时，释放的能量使 ADP 转变 成 ATP。 2． 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。电子在逐步的传递过程中释放出能量 被用于合成 ATP，以作为生物体的能量来源。 3． 氧化磷酸化：在底物脱氢被氧化时，电子或氢原子在呼吸链上的传递过程中伴随 ADP 磷酸化生成 ATP 的作用，称为氧 化磷酸化。氧化磷酸化是生物体内的糖、脂肪、蛋白质氧化分解合成 ATP 的主要方式。 4． 磷氧比：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）称为磷氧比值（P／O）。如 NADH 的磷 氧比值是 3，FADH2 的磷氧比值是 2。 5． 底物水平磷酸化：在底物被氧化的过程中，底物分子内部能量重新分布产生高能磷酸键（或高能硫酯键），由此高能键 提供能量使 ADP（或 GDP）磷酸化生成 ATP（或 GTP）的过程称为底物水平磷酸化。此过程与呼吸链的作用无关，以 底物水平磷酸化方式只产生少量 ATP。 如在糖酵解（EMP）的过程中，3-磷酸甘油醛脱氢后产生的 1,3-二磷酸甘油酸，在磷酸甘油激酶催化下形成 ATP 的反应，以 及在 2-磷酸甘油酸脱水后产生的磷酸烯醇式丙酮酸，在丙酮酸激酶催化形成 ATP 的反应均属底物水平的磷酸化反应。另外， 在三羧酸环（TCA）中，也有一步反应属底物水平磷酸化反应，如α-酮戊二酸经氧化脱羧后生成高能化合物琥珀酰～CoA， 其高能硫酯键在琥珀酰 CoA 合成酶的催化下转移给 GDP 生成 GTP。然后在核苷二磷酸激酶作用下，GTP 又将末端的高能磷 酸根转给 ADP 生成 ATP。 6．能荷：能荷是细胞中高能磷酸状态的一种数量上的衡量，能荷大小可以说明生物体中 ATP-ADP-AMP 系统的能量状态。 能荷= （二）填空题 1．脱氢；脱电子；与氧结合
酶:辅酶:电子传递体 3.细胞质膜上 4.放能;自发进行 5.△G=-RInK′cq;0 6.大:大 7.焦磷酸化合物;酰基磷酸化合物;烯醇磷酸化合物;胍基磷酸化合物:硫酯化合物;甲硫键化合物 8.血红素A:非共价 9.还原 10.复合物I:复合物Ⅲ:复合物Ⅳ l1.2;3 12.2,4-二硝基苯酚;缬氨霉素:解偶联蛋白 13.维生素E:维生素C;GSH;β-胡萝卜素 14.丙酮酸脱氢酶:异柠檬酸脱氢酶 15.燃料分子;分解氧化;可供利用的化学能 17.释放的自由能大于20.92kJ/mol;AIP;即时供体 18.线粒体:线粒体内膜上 19.呼吸;底物:氧:电子;生物合成 20.低氧还电势;高氧还电势 21.电子传递链的酶系;F1F复合体 22.NADH和CoQ之间Cytb和Cytc之间cyta3和O 23.贮存能量的物质:磷酸肌酸:磷酸精氨酸 24.与氧化态的细胞色素aa3结合,阻断呼吸链 25.细胞色素a3→O2 26.NADH:FADH2;初始受体 27.化学渗透学说;米切尔( Mitchell) 8.线粒体;质子泵;氧化还原电位;ATP 29. CoO 30.5个;1个;O2;CO;CN 31.有机酸脱羧生成的 32. NAD: FAD 氧化磷酸化:底物水平磷酸化 34.NADH呼吸链:3个分子ATP (三)选择题 1.℃:当质子不通过F进人线粒体基质的时候,ATP就不能被合成,但电子照样进行传递,这就意味着发生了解偶联作用。 2.B:ADP作为氧化磷酸化的底物,能够刺激氧化磷酸化的速率,由于细胞内氧化磷酸化与电子传递之间紧密的偶联关系, 所以ADP也能刺激电子的传递和氧气的消耗 3.C:电子传递的方向是从标准氧化还原电位低的成分到标准氧化还原电位高的成分,细胞色素a(Fe2/Fe3+))最接近 呼吸链的末端,因此它的标准氧化还原电位最高 4.D:NAD和 NADPH的内部都含有ADP基团,因此与ADP一样都含有高能磷酸键,烯醇式丙酮酸磷酸也含有髙能磷 酸键,只有FMN没有高能磷酸键 5.B:甘油酸-1,3-二磷酸→甘油酸-3-磷酸是糖酵解中的一步反应,此反应中有AP的合成 6.C:乙酰CoA彻底氧化需要消耗两分子氧气,即4个氧原子,可产生12分子的ATP,因此P/O值是12/4=3 7.D:当AP的浓度较高时,ATP的高能磷酸键被转移到肌酸分子之中形成磷酸肌酸。 8.C:CoQ含有一条由n个异戊二烯聚合而成的长链,具脂溶性,广泛存在于生物系统,又称泛醌。 9.C:寡霉素是氧化磷酸化抑制剂,它能与Fo的一个亚基专一结合而抑制F1,从而抑制了AIP的合成 10.D:1分子乳酸彻底氧化经过由乳酸到丙酮酸的一次脱氢、丙酮酸到乙酰CoA和乙酰CoA再经三羧酸循环的五次脱氢, 其中一次以FAD为受氢体,经氧化磷酸化可产生ATP为1×3+4×3+1×2=17,此外还有一次底物水平磷酸化产生1 个ATP,因此最后产ATP为18个;而在真核生物中,乳酸到丙酮酸的一次脱氢是在细胞质中进行产生NADH,此NADH 在经α-磷酸甘油穿棱作用进入线粒体要消耗1分子ATP,因此,对真核生物最后产AP为17个。 ∏].B:磷酸甘油酸激酶、丙酮酸激酶与琥珀酸硫激酶分别是糖酵解中及三羧酸循环中的催化底物水平磷酸化的转移酶,只 有磷酸果糖激酶不是催化底物水平磷酸化反应的酶。 12.D:热力学中自由能是状态函数,生物化学反应中总能量的变化不取决于反应途径。当反应体系处于平衡系统时,实际 上没有可利用的自由能。只有利用来自外部的自由能,才能打破平衡系统 13.B:由于电子是从低标准氧化还原电位向高标准氧化还原电位流动,而题目中所给的氧化还原对中,细胞色素aa3(Fe2 /Fe3+)在氧化呼吸链中处于最下游的位置,所以细胞色素aas(Fe2t/Fe3+)的氧化还原电位最高 14.C:二硝基苯酚抑制线粒体内的氧化磷酸化作用,使呼吸链传递电子释放出的能量不能用于ADP磷酸化生成AP,所以
7 2．酶；辅酶；电子传递体 3．细胞质膜上 4．放能；自发进行 5．△G0＇＝-RTlnK＇eq；0 6．大；大 7．焦磷酸化合物；酰基磷酸化合物；烯醇磷酸化合物；胍基磷酸化合物；硫酯化合物；甲硫键化合物 8．血红素 A；非共价 9．还原 10．复合物 I；复合物Ⅲ；复合物Ⅳ 11．2；3 12．2,4-二硝基苯酚；缬氨霉素；解偶联蛋白 13．维生素 E；维生素 C；GSH；β-胡萝卜素 14．丙酮酸脱氢酶；异柠檬酸脱氢酶； 15．燃料分子； 分解氧化； 可供利用的化学能 16．ΔG； ΔG°；ΔG°＇ 17．释放的自由能大于 20.92kJ／mol；ATP；即时供体 18．线粒体；线粒体内膜上 19．呼吸；底物；氧；电子；生物合成 20．低氧还电势；高氧还电势 21．电子传递链的酶系；F1-F0 复合体 22．NADH 和 CoQ 之间 Cytb 和 Cytc1 之间 Cytaa3 和 O2 23．贮存能量的物质；磷酸肌酸；磷酸精氨酸 24．与氧化态的细胞色素 aa3 结合，阻断呼吸链 25．细胞色素 aa3→O2 26．NADH；FADH2；初始受体 27．化学渗透学说；米切尔（Mitchell） 28．线粒体；质子泵；氧化还原电位；ATP 29．CoQ 30．5 个；1 个；O2；CO；CN -。 31．有机酸脱羧生成的 32．NAD；FAD 33．氧化磷酸化；底物水平磷酸化 34．NADH 呼吸链；3 个分子 ATP （三） 选择题 1．C：当质子不通过 F0 进人线粒体基质的时候，ATP 就不能被合成，但电子照样进行传递，这就意味着发生了解偶联作用。 2．B：ADP 作为氧化磷酸化的底物，能够刺激氧化磷酸化的速率，由于细胞内氧化磷酸化与电子传递之间紧密的偶联关系， 所以 ADP 也能刺激电子的传递和氧气的消耗。 3．C：电子传递的方向是从标准氧化还原电位低的成分到标准氧化还原电位高的成分，细胞色素 a（Fe 2＋／Fe 3＋））最接近 呼吸链的末端，因此它的标准氧化还原电位最高。 4．D： NAD + 和 NADPH 的内部都含有 ADP 基团，因此与 ADP 一样都含有高能磷酸键，烯醇式丙酮酸磷酸也含有高能磷 酸键，只有 FMN 没有高能磷酸键。 5．B：甘油酸-1,3-二磷酸→甘油酸-3-磷酸是糖酵解中的一步反应，此反应中有 ATP 的合成。 6．C： 乙酰 CoA 彻底氧化需要消耗两分子氧气，即 4 个氧原子，可产生 12 分子的 ATP，因此 P／O 值是 12／4＝3 7．D： 当 ATP 的浓度较高时，ATP 的高能磷酸键被转移到肌酸分子之中形成磷酸肌酸。 8．C：CoQ 含有一条由 n 个异戊二烯聚合而成的长链，具脂溶性，广泛存在于生物系统，又称泛醌。 9．C：寡霉素是氧化磷酸化抑制剂，它能与 F0 的一个亚基专一结合而抑制 F1，从而抑制了 ATP 的合成。 10．D：1 分子乳酸彻底氧化经过由乳酸到丙酮酸的一次脱氢、丙酮酸到乙酰 CoA 和乙酰 CoA 再经三羧酸循环的五次脱氢， 其中一次以 FAD 为受氢体，经氧化磷酸化可产生 ATP 为 1×3＋4×3＋1×2=17，此外还有一次底物水平磷酸化产生 1 个 ATP，因此最后产 ATP 为 18 个；而在真核生物中，乳酸到丙酮酸的一次脱氢是在细胞质中进行产生 NADH，此 NADH 在经α-磷酸甘油穿棱作用进入线粒体要消耗 1 分子 ATP，因此，对真核生物最后产 ATP 为 17 个。 11．B：磷酸甘油酸激酶、丙酮酸激酶与琥珀酸硫激酶分别是糖酵解中及三羧酸循环中的催化底物水平磷酸化的转移酶，只 有磷酸果糖激酶不是催化底物水平磷酸化反应的酶。 12．D：热力学中自由能是状态函数，生物化学反应中总能量的变化不取决于反应途径。当反应体系处于平衡系统时，实际 上没有可利用的自由能。只有利用来自外部的自由能，才能打破平衡系统。 13．B：由于电子是从低标准氧化还原电位向高标准氧化还原电位流动，而题目中所给的氧化还原对中，细胞色素 aa3（Fe2 十 ／Fe3＋）在氧化呼吸链中处于最下游的位置，所以细胞色素 aa3（Fe2 十／Fe3＋）的氧化还原电位最高。 14．C：二硝基苯酚抑制线粒体内的氧化磷酸化作用，使呼吸链传递电子释放出的能量不能用于 ADP 磷酸化生成 ATP，所以
二硝基苯酚是一种氧化磷酸化的解偶联剂。 15.D:脂肪、糖和AIP都是活细胞化学能的直接来源。阳光是最根本的能源,光子所释放的能量被绿色植物的叶绿素通过 光合作用所利用。热能只有当它从热物体向冷物体传递过程中才能做功,它不能作为活细胞的可利用能源,但对细胞周 围的温度有影响 16.D:氧化还原电位是衡量电子转移的标准。延胡索酸还原成琥珀酸的氧化还原电位和标准的氢电位对比是+0.03V特,而 硫酸铁(高铁Fe3)还原成硫酸亚铁(亚铁Fe')的氧化还原电位是+0.077V伏特,这样高铁对电子的亲和力比延胡索 酸要大。所以加进去的琥珀酸将被氧化成延胡索酸,而硫酸铁则被还原成硫酸亚铁。延胡索酸和硫酸亚铁的量一定会增 加。 17.B:化学渗透学说指出在呼吸链中递氢体与递电子体是交替排列的,递氢体有氢质子泵的作用,而递电子体却没有氢质 子泵的作用 8.D:线粒体内膜不允许NADH自由通过,胞液中NADH所携带的氢通过两种穿梭机制被其它物质带人线粒体内。糖酵 解中生成的磷酸二羟丙酮可被NADH还原成3-磷酸甘油,然后通过线粒体内膜进人到线粒体内,此时在以FAD为辅酶 的脱氢酶的催化下氧化,重新生成磷酸二羟丙酮穿过线粒体内膜回到胞液中。这样胞液中的NADH变成了线粒体内的 FADH2。这种α-磷酸甘油穿梭机制主要存在于肌肉、神经组织。 另一种穿梭机制是草酰乙酸-苹果酸穿梭。这种机制在胞液及线粒体内的脱氢酶辅酶都是NAD',所以胞液中的NADH到达 线粒体内又生成NADH。就能量产生来看,草酰乙酸苹果酸穿梭优于α-磷酸甘油穿梭杋制:但α-磷酸甘油穿梭机制比草酰 乙酸苹果酸穿梭速度要快很多。主要存在于动物的肝、肾及心脏的线粒体中 19.C:胞液中的NADH经苹果酸穿梭到达线粒体内又生成NADH,因此,1分子NADH再经电子传递与氧化磷酸化生成3 分子ATP 20.D:呼吸链中各细胞色素在电子传递中的排列顺序是根据氧化还原电位从低到高排列的。 (四)是非判断题 1.对: 2.对:琥珀酸脱氢酶的辅基FAD与酶蛋白的一个组氨酸以共价键相连。 3.错:只要有合适的电子受体,生物氧化就能进行。 4.错: NADPH通常作为生物合成的还原剂,并不能直接进入呼吸链接受氧化。只是在特殊的酶的作用下, NADPH上的H 被转移到NAD+上,然后由NADH进人呼吸链。 5.错:在正常的生理条件下,电子传递与氧化磷酸化是紧密偶联的,低浓度的ADP限制了氧化磷酸化,因而就限制了电子 的传递速率。而DNP是一种解偶联剂,它可解除电子传递和氧化磷酸化的紧密偶联关系,在它的存在下,氧化磷酸化和 电子传递不再偶联,因而ADP的缺乏不再影响到电子的传递速率。 6.对:磷酸肌酸在供给肌肉能量上特别重要,它作为储藏-P的分子以产生收缩所需要的ATP。当肌肉的AP浓度髙时,末 端磷酸基团即转移到肌酸上产生磷酸肌酸;当AP的供应因肌肉运动而消耗时,ADP浓度増高,促进磷酸基团冋相反方 向转移,即生成ATP 7.错:解偶联剂使电子传递与氧化磷酸化脱节,电子传递释放的能量以热形式散发,不能形成AP 8.对:组成呼吸链的各成员有一定排列顺序和方向,即由低氧还电位到高氧还电位方向排列 9.错: NADPH/NADP的氧还势与NADH/NAD相同,并且 NADPH/NADP通常不进入呼吸链,而主要是提供生物合成 的还原剂。 10.对:寡霉素是氧化磷化抑制剂,它与F1Fo- ATPase的Fo结合而抑制F1,使线粒体内膜外侧的质子不能返回膜内,造成ATP 不能合成。 11.对:在正常的生理条件下,电子传递与氧化磷酸化是紧密偶联的,因而ADP的氧化磷酸化作用就直接影响电子的传递速 12.对:在生物系统中ATP作为自由能的即时供体,而不是自由能的储藏形式。 (五)完成反应方程式 1.4细胞色素a-Fe2++O2+4H-→4细胞色素ay-Fe3++(2H2O) 催化此反应的酶:(细胞色素氧化酶或末端氧化酶) 2. NADH+ H+0.502+ 3ADP +(3H3 PO4)-- NAD+3ATP+ 4H20 (六)问答题(解题要点) 1.答:常见的呼吸链电子传递抑制剂有: (1)鱼藤酮( rotenone)、阿米妥( amytal)、以及杀粉蝶菌素( 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( Derriselliptiee)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 (2)抗霉素A( antimycin)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cl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。 2.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a3的氧化形式一一高价铁Fe3 以配位键结合成氰化高铁细胞色素a3,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
8 二硝基苯酚是一种氧化磷酸化的解偶联剂。 15．D：脂肪、糖和 ATP 都是活细胞化学能的直接来源。阳光是最根本的能源，光子所释放的能量被绿色植物的叶绿素通过 光合作用所利用。热能只有当它从热物体向冷物体传递过程中才能做功，它不能作为活细胞的可利用能源，但对细胞周 围的温度有影响。 16．D：氧化还原电位是衡量电子转移的标准。延胡索酸还原成琥珀酸的氧化还原电位和标准的氢电位对比是+ 0.03V 特，而 硫酸铁（高铁 Fe3＋）还原成硫酸亚铁（亚铁 Fe2＋）的氧化还原电位是+ 0.077V 伏特，这样高铁对电子的亲和力比延胡索 酸要大。所以加进去的琥珀酸将被氧化成延胡索酸，而硫酸铁则被还原成硫酸亚铁。延胡索酸和硫酸亚铁的量一定会增 加。 17．B：化学渗透学说指出在呼吸链中递氢体与递电子体是交替排列的，递氢体有氢质子泵的作用，而递电子体却没有氢质 子泵的作用。 18．D：线粒体内膜不允许 NADH 自由通过，胞液中 NADH 所携带的氢通过两种穿梭机制被其它物质带人线粒体内。糖酵 解中生成的磷酸二羟丙酮可被 NADH 还原成 3-磷酸甘油，然后通过线粒体内膜进人到线粒体内，此时在以 FAD 为辅酶 的脱氢酶的催化下氧化，重新生成磷酸二羟丙酮穿过线粒体内膜回到胞液中。这样胞液中的 NADH 变成了线粒体内的 FADH2。这种α-磷酸甘油穿梭机制主要存在于肌肉、神经组织。 另一种穿梭机制是草酰乙酸-苹果酸穿梭。这种机制在胞液及线粒体内的脱氢酶辅酶都是 NAD＋，所以胞液中的 NADH 到达 线粒体内又生成 NADH。就能量产生来看，草酰乙酸-苹果酸穿梭优于α-磷酸甘油穿梭机制；但α-磷酸甘油穿梭机制比草酰 乙酸-苹果酸穿梭速度要快很多。主要存在于动物的肝、肾及心脏的线粒体中。 19．C：胞液中的 NADH 经苹果酸穿梭到达线粒体内又生成 NADH，因此，1 分子 NADH 再经电子传递与氧化磷酸化生成 3 分子 ATP。 20．D：呼吸链中各细胞色素在电子传递中的排列顺序是根据氧化还原电位从低到高排列的。 （四）是非判断题 1．对： 2．对：琥珀酸脱氢酶的辅基 FAD 与酶蛋白的一个组氨酸以共价键相连。 3．错：只要有合适的电子受体，生物氧化就能进行。 4．错：NADPH 通常作为生物合成的还原剂，并不能直接进入呼吸链接受氧化。只是在特殊的酶的作用下，NADPH 上的 H 被转移到 NAD+上，然后由 NADH 进人呼吸链。 5．错：在正常的生理条件下，电子传递与氧化磷酸化是紧密偶联的，低浓度的 ADP 限制了氧化磷酸化，因而就限制了电子 的传递速率。而 DNP 是一种解偶联剂，它可解除电子传递和氧化磷酸化的紧密偶联关系，在它的存在下，氧化磷酸化和 电子传递不再偶联，因而 ADP 的缺乏不再影响到电子的传递速率。 6．对：磷酸肌酸在供给肌肉能量上特别重要，它作为储藏~P 的分子以产生收缩所需要的 ATP。当肌肉的 ATP 浓度高时，末 端磷酸基团即转移到肌酸上产生磷酸肌酸；当 ATP 的供应因肌肉运动而消耗时，ADP 浓度增高，促进磷酸基团向相反方 向转移，即生成 ATP。 7．错：解偶联剂使电子传递与氧化磷酸化脱节，电子传递释放的能量以热形式散发，不能形成 ATP。 8．对：组成呼吸链的各成员有一定排列顺序和方向，即由低氧还电位到高氧还电位方向排列。 9．错：NADPH / NADP+的氧还势与 NADH / NAD+相同，并且 NADPH / NADP+通常不进入呼吸链，而主要是提供生物合成 的还原剂。 10．对：寡霉素是氧化磷化抑制剂，它与 F1F0-ATPase 的 F0 结合而抑制 F1，使线粒体内膜外侧的质子不能返回膜内，造成 ATP 不能合成。 11．对：在正常的生理条件下，电子传递与氧化磷酸化是紧密偶联的，因而 ADP 的氧化磷酸化作用就直接影响电子的传递速 率。 12．对：在生物系统中 ATP 作为自由能的即时供体，而不是自由能的储藏形式。 （五）完成反应方程式 1．4-细胞色素 a3-Fe2+ + O2 + 4H+ —→ 4-细胞色素 a3-Fe3+ +（2H2O） 催化此反应的酶：（细胞色素氧化酶或末端氧化酶） 2．NADH + H+ + 0.5O2 + 3ADP + (3H3PO4) —→ NAD+ +3ATP + 4H2O （六） 问答题（解题要点） 1．答：常见的呼吸链电子传递抑制剂有： （1）鱼藤酮（rotenone）、阿米妥（amytal）、以及杀粉蝶菌素（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（Derriselliptiee）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。 2．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+一一高铁血红蛋白,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a3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CN 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岀体外 3.答:葡萄糖的磷酸戊糖途径是在胞液中进行的,生成的 NADPH具有许多重要的生理功能,其中最重要的是作为合成代谢 的供氢体。如果不去参加合成代谢,那么它将参加线粒体的呼吸链进行氧化,最终与氧结合生成水。但是线粒体内膜不允许 NADPH和NADH通过,胞液中 NADPH所携带的氢是通过转氢酶催化过程进人线粒体的 (1) NADPH NAD- NADPT + NADh (2)NADH所携带的氢通过两种穿梭作用进人线粒体进行氧化: aa-磷酸甘油穿梭作用;进人线粒体后生成FADH2 b苹果酸穿梭作用;进人线粒体后生成NADH 答:ATP在体内有许多重要的生理作用 (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AP 的方式贮存起来,因此AIP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:AIP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UIP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AIP (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。 5.答:DNP作为一种解偶联剂,能够破坏线粒体内膜两侧的质子梯度,使质子梯度转变为热能,而不是ATP。在解偶联状 态下,电子传递过程完全是自由进行的,底物失去控制地被快速氧化,细胞的代谢速率将大幅度提高。这些将导致机体组织 消耗其存在的能源形式,如糖原和脂肪,因此有减肥的功效。但是由于这种消耗是失去控制的消耗,同时消耗过程中过分产 热,这势必会给机体带来强烈的副作用 6.答:某些植物体内出现对氰化物呈抗性的呼吸形式,这种呼吸形式可能并不需要细胞色素氧化酶,而是通过其他的对氰 化物不敏感的电子传递体将电子传递给氧气。 7.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 个电子,是单电子传递体 8.答:细胞内存在着三种经常参与能量代谢的腺苷酸,即AIP、ADP和AMP。这三种腺苷酸的总量虽然很少,但与细胞的 分解代谢和合成代谢紧密相联。三种腺苷酸在细胞中各自的含量也随时在变动。生物体中 ATP-ADP-A MP系统的能量状态(即 细胞中高能磷酸状态)在数量上衡量称能荷 能荷的大小与细胞中ATP、ADP和AMP的相对含量有关。当细胞中全部腺苷酸均以ATP形式存在时,则能荷最大,为 100‰,即能荷为满载。当全部以AMP形式存在时,则能荷最小,为零。当全部以ADP形式存在时,能荷居中,为50%。 若三者并存时,能荷则随三者含量的比例不同而表现不同的百分值。通常情况下细胞处于80‰的能荷状态。 能荷与代谢有什么关系呢?研究证明,细胞中能荷高时,抑制了AP的生成,但促进了ATP的利用,也就是说,高能 荷可促进分解代谢,并抑制合成代谢。相反,低能荷则促进合成代谢,抑制分解代谢 能荷调节是通过ATP、ADP和AMP分子对某些酶分子进行变构调节进行的。例如糖酵解中,磷酸果糖激酶是一个关键 酶,它受ATP的强烈抑制,但受ADP和AMP促进。丙酮酸激酶也是如此。在三羧酸环中,丙酮酸脱氢酶、柠檬酸合成酶、 异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶等,都受AIP的抑制和ADP的促进。呼吸链的氧化磷酸化速度同样受AP抑制和ADP 促进。 9.答:目前解释氧化作用和磷酸化作用如何偶联的假说有三个,即化学偶联假说、结构偶联假说与化学渗透假说。其中化 学渗透假说得到较普遍的公认。该假说的主要内容是 (1)线粒体内膜是封闭的对质子不通透的完整内膜系统 (2)电子传递链中的氢传递体和电子传递体是交叉排列,氢传递体有质子(H+)泵的作用,在电子传递过程中不断地将质 子(H)从内膜内侧基质中泵到内膜外侧 (3)质子泵出后,不能自由通过内膜回到内膜内侧,这就形成内膜外侧质子(H)浓度高于内侧,使膜内带负电荷,膜外 带正电荷,因而也就形成了两侧质子浓度梯度和跨膜电位梯度。这两种跨膜梯度是电子传递所产生的电化学电势,是质子回 到膜内的动力,称质子移动力或质子动力势。 (4)一对电子(2e-)从NADH传递到O2的过程中共有3对H从膜内转移到膜外。复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ着质子泵的作用 这与氧化磷酸化的三个偶联部位一致,每次泵出2个H (5)质子移动力是质子返回膜内的动力,是ADP磷酸化成ATP的能量所在,在质子移动力驱使下,质子(H)通过FFo-ATP 合酶回到膜内,同时ADP磷酸化合戚ATP 第五章糖代谢
9 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。 3．答：葡萄糖的磷酸戊糖途径是在胞液中进行的，生成的 NADPH 具有许多重要的生理功能，其中最重要的是作为合成代谢 的供氢体。如果不去参加合成代谢，那么它将参加线粒体的呼吸链进行氧化，最终与氧结合生成水。但是线粒体内膜不允许 NADPH 和 NADH 通过，胞液中 NADPH 所携带的氢是通过转氢酶催化过程进人线粒体的： （1）NADPH + NAD＋ → NADP 十 + NADH （2）NADH 所携带的氢通过两种穿梭作用进人线粒体进行氧化： a α-磷酸甘油穿梭作用；进人线粒体后生成 FADH2。 b 苹果酸穿梭作用；进人线粒体后生成 NADH。 4．答：ATP 在体内有许多重要的生理作用： （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。 5．答：DNP 作为一种解偶联剂，能够破坏线粒体内膜两侧的质子梯度，使质子梯度转变为热能，而不是 ATP。在解偶联状 态下，电子传递过程完全是自由进行的，底物失去控制地被快速氧化，细胞的代谢速率将大幅度提高。这些将导致机体组织 消耗其存在的能源形式，如糖原和脂肪，因此有减肥的功效。但是由于这种消耗是失去控制的消耗，同时消耗过程中过分产 热，这势必会给机体带来强烈的副作用。 6．答：某些植物体内出现对氰化物呈抗性的呼吸形式，这种呼吸形式可能并不需要细胞色素氧化酶，而是通过其他的对氰 化物不敏感的电子传递体将电子传递给氧气。 7．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。 8．答：细胞内存在着三种经常参与能量代谢的腺苷酸，即 ATP、ADP 和 AMP。这三种腺苷酸的总量虽然很少，但与细胞的 分解代谢和合成代谢紧密相联。三种腺苷酸在细胞中各自的含量也随时在变动。生物体中 ATP-ADP-AMP 系统的能量状态（即 细胞中高能磷酸状态）在数量上衡量称能荷。 能荷的大小与细胞中 ATP、ADP 和 AMP 的相对含量有关。当细胞中全部腺苷酸均以 ATP 形式存在时，则能荷最大，为 100‰，即能荷为满载。当全部以 AMP 形式存在时，则能荷最小，为零。当全部以 ADP 形式存在时，能荷居中，为 50％。 若三者并存时，能荷则随三者含量的比例不同而表现不同的百分值。通常情况下细胞处于 80‰的能荷状态。 能荷与代谢有什么关系呢？研究证明，细胞中能荷高时，抑制了 ATP 的生成，但促进了 ATP 的利用，也就是说，高能 荷可促进分解代谢，并抑制合成代谢。相反，低能荷则促进合成代谢，抑制分解代谢。 能荷调节是通过 ATP、ADP 和 AMP 分子对某些酶分子进行变构调节进行的。例如糖酵解中，磷酸果糖激酶是一个关键 酶，它受 ATP 的强烈抑制，但受 ADP 和 AMP 促进。丙酮酸激酶也是如此。在三羧酸环中，丙酮酸脱氢酶、柠檬酸合成酶、 异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶等，都受 ATP 的抑制和 ADP 的促进。呼吸链的氧化磷酸化速度同样受 ATP 抑制和 ADP 促进。 9．答：目前解释氧化作用和磷酸化作用如何偶联的假说有三个，即化学偶联假说、结构偶联假说与化学渗透假说。其中化 学渗透假说得到较普遍的公认。该假说的主要内容是： （1）线粒体内膜是封闭的对质子不通透的完整内膜系统。 （2）电子传递链中的氢传递体和电子传递体是交叉排列，氢传递体有质子（H ＋）泵的作用，在电子传递过程中不断地将质 子（H ＋）从内膜内侧基质中泵到内膜外侧。 （3）质子泵出后，不能自由通过内膜回到内膜内侧，这就形成内膜外侧质子（H ＋）浓度高于内侧，使膜内带负电荷，膜外 带正电荷，因而也就形成了两侧质子浓度梯度和跨膜电位梯度。这两种跨膜梯度是电子传递所产生的电化学电势，是质子回 到膜内的动力，称质子移动力或质子动力势。 （4）一对电子（2eˉ）从 NADH 传递到 O2 的过程中共有 3 对 H 十从膜内转移到膜外。复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ着质子泵的作用， 这与氧化磷酸化的三个偶联部位一致，每次泵出 2 个 H 十。 （5）质子移动力是质子返回膜内的动力，是 ADP 磷酸化成 ATP 的能量所在，在质子移动力驱使下，质子（H ＋）通过 F1F0-ATP 合酶回到膜内，同时 ADP 磷酸化合戚 ATP。 第五章 糖 代 谢
参考答案 (一)名词解释 1.糖异生:非糖物质(如丙酮酸乳酸甘油生糖氨基酸等)转变为葡萄糖的过程 2.Q酶:Q酶是参与支链淀粉合成的酶。功能是在直链淀粉分子上催化合成(a-1,6)糖苷键,形成支链淀粉 3.乳酸循环乳:酸循环是指肌肉缺氧时产生大量乳酸,大部分经血液运到肝脏,通过糖异生作用肝糖原或葡萄糖补充血糖 血糖可再被肌肉利用,这样形成的循环称乳酸循环 4.发酵:厌氧有机体把糖酵解生成NADH中的氢交给丙酮酸脱羧后的产物乙醛,使之生成乙醇的过程称之为酒精发酵。如 果将氢交给病酮酸丙生成乳酸则叫乳酸发酵 5.变构调节:变构调节是指某些调节物能与酶的调节部位结合使酶分子的构象发生改变,从而改变酶的活性,称酶的变构 调节 6.糖酵解途径:糖酵解途径指糖原或葡萄糖分子分解至生成丙酮酸的阶段,是体内糖代谢最主要途径 7.糖的有氧氧化:糖的有氧氧化指葡萄糖或糖原在有氧条件下氧化成水和二氧化碳的过程。是糖氧化的主要方式 8.肝糖原分解:肝糖原分解指肝糖原分解为葡萄糖的过程 9.磷酸戊糖途径:磷酸戊糖途径指杋体某些组织〔如肝、脂肪组织等)以6-磷酸葡萄糖为起始物在6-磷酸葡萄糖脱氢酶催 化下形成6-磷酸葡萄糖酸进而代谢生成磷酸戊糖为中间代谢物的过程,又称为磷酸已糖旁路 10.D-酶:一种糖苷转移酶,作用于α-1,4糖苷键,将一个麦芽多糖的片段转移到葡萄糖、麦芽糖或其它多糖上 11.糖核苷酸:单糖与核苷酸通过磷酸酯键结合的化合物,是双糖和多糖合成中单糖的活化形式与供体 二)英文缩写符号 l.UDPG:尿苷二磷酸葡萄糖,是合成蔗糖时葡萄糖的供体 2.ADPG:腺苷二磷酸葡萄糖,是合成淀粉时葡萄糖的供体 3.F-D-P:1,6-二磷酸果糖,由磷酸果糖激酶催化果糖-l-磷酸生成,属于髙能磷酸化合物,在糖酵解过程生成。 4.F-1-P:果糖-1-磷酸,由果糖激酶催化果糖生成,不含髙能磷酸键。 5.G-1-P:葡萄糖-1-磷酸。由葡萄糖激酶催化葡萄糖生成,不含髙能键。 6.PEP:磷酸烯醇式丙酮酸,含髙能磷酸键,属于髙能磷酸化合物,在糖酵解过程生成 (三)填空题 1.a-1,4糖苷键 2.2个ATP 3.己糖激酶;果糖磷酸激酶:丙酮酸激酶 4.磷酸甘油醛脱氢酶 5.柠檬酸合成酶:异柠檬酸脱氢酶;α-酮戊二酸脱氢酶 6.6个AIP 7.甘油醛3-磷酸 8.延胡索酸酶;氧化还原酶 9.两个;氧化阶段:非氧化阶段;6-磷酸葡萄糖脱氢酶:6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶:NAD 10.蔗糖 11.UDPG;果糖 12.细胞质;葡萄糖:丙酮酸: ATP NADH 13.淀粉磷酸化酶:转移酶;α-1,6糖苷酶 14.异柠檬酸脱氢酶:α-酮戊二酸脱氢酶 15.异柠檬酸裂解酶:苹果酸合成酶 16.丙酮酸;丙酮酸→乳酸 17.1,3-二磷酸甘油酸:磷酸烯醇式丙酮酸 18.乳酸;甘油;氨基酸 19.TPP;NAD;FAD;CoA;硫辛酸;Mg 20.转酮醇酶;TPP;转醛醇酶 21.α-酮戊二酸脱氢酶:琥珀酰转移酶:二氢硫辛酸脱氢酶 22.磷酸烯醇式丙酮酸激酶:AP:GTP 23.UDP葡萄糖:G-1-P 24.α-淀粉酶:β-淀粉酶;R酶;麦芽糖酶 25.淀粉磷酸化酶:转移酶;脱支酶 26.识别:蛋白质:核酸;脂肪 (四)选择题 1.B:该步骤是不可逆步骤逆反应由葡萄糖-6-磷酸酶催化 3.A:三羧酸循环最终消耗2个乙酰CoA释放2个CO2,产生的H被NAD和FAD接受生成NADH+H和FADH2,进入电 子传递链通过氧化磷酸化作用生成水和AP 4.D:糖原,纤维素和淀粉合成反应需引物分子参与
10 参考答案 （一）名词解释： 1．糖异生：非糖物质（如丙酮酸 乳酸 甘油 生糖氨基酸等）转变为葡萄糖的过程。 2．Q 酶：Q 酶是参与支链淀粉合成的酶。功能是在直链淀粉分子上催化合成 （α-1， 6）糖苷键，形成支链淀粉。 3．乳酸循环乳：酸循环是指肌肉缺氧时产生大量乳酸，大部分经血液运到肝脏，通过糖异生作用肝糖原或葡萄糖补充血糖， 血糖可再被肌肉利用，这样形成的循环称乳酸循环。 4．发酵：厌氧有机体把糖酵解生成 NADH 中的氢交给丙酮酸脱羧后的产物乙醛，使之生成乙醇的过程称之为酒精发酵。如 果将氢交给病酮酸丙生成乳酸则叫乳酸发酵。 5．变构调节：变构调节是指某些调节物能与酶的调节部位结合使酶分子的构象发生改变，从而改变酶的活性，称酶的变构 调节。 6．糖酵解途径：糖酵解途径指糖原或葡萄糖分子分解至生成丙酮酸的阶段，是体内糖代谢最主要途径。 7．糖的有氧氧化：糖的有氧氧化指葡萄糖或糖原在有氧条件下氧化成水和二氧化碳的过程。是糖氧化的主要方式。 8．肝糖原分解：肝糖原分解指肝糖原分解为葡萄糖的过程。 9．磷酸戊糖途径：磷酸戊糖途径指机体某些组织（如肝、脂肪组织等）以 6-磷酸葡萄糖为起始物在 6-磷酸葡萄糖脱氢酶催 化下形成 6-磷酸葡萄糖酸进而代谢生成磷酸戊糖为中间代谢物的过程，又称为磷酸已糖旁路。 10．D-酶：一种糖苷转移酶，作用于α-1，4 糖苷键，将一个麦芽多糖的片段转移到葡萄糖、麦芽糖或其它多糖上。 11．糖核苷酸：单糖与核苷酸通过磷酸酯键结合的化合物，是双糖和多糖合成中单糖的活化形式与供体。 （二）英文缩写符号： 1．UDPG：尿苷二磷酸葡萄糖，是合成蔗糖时葡萄糖的供体。 2．ADPG：腺苷二磷酸葡萄糖，是合成淀粉时葡萄糖的供体。 3．F-D-P：1，6-二磷酸果糖，由磷酸果糖激酶催化果糖-1-磷酸生成，属于高能磷酸化合物，在糖酵解过程生成。 4．F-1-P：果糖-1-磷酸，由果糖激酶催化果糖生成，不含高能磷酸键。 5．G-1-P：葡萄糖-1-磷酸。由葡萄糖激酶催化葡萄糖生成，不含高能键。 6．PEP：磷酸烯醇式丙酮酸，含高能磷酸键，属于高能磷酸化合物，在糖酵解过程生成。 （三）填空题 1．α-1，4 糖苷键 2．2 个 ATP 3．己糖激酶；果糖磷酸激酶；丙酮酸激酶 4．磷酸甘油醛脱氢酶 5．柠檬酸合成酶；异柠檬酸脱氢酶；α– 酮戊二酸脱氢酶 6．6 个 ATP 7．甘油醛 3-磷酸 8．延胡索酸酶；氧化还原酶 9．两个；氧化阶段；非氧化阶段；6-磷酸葡萄糖脱氢酶；6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶；NADP 10．蔗糖 11．UDPG；果糖 12．细胞质；葡萄糖；丙酮酸；ATP NADH 13．淀粉磷酸化酶；转移酶；α-1，6 糖苷酶 14．异柠檬酸脱氢酶；α- 酮戊二酸脱氢酶 15．异柠檬酸裂解酶；苹果酸合成酶 16．丙酮酸；丙酮酸→乳酸 17．1，3-二磷酸甘油酸；磷酸烯醇式丙酮酸 18．乳酸；甘油；氨基酸 19．TPP；NAD+；FAD；CoA；硫辛酸；Mg 20．转酮醇酶；TPP；转醛醇酶 21．α-酮戊二酸脱氢酶；琥珀酰转移酶；二氢硫辛酸脱氢酶 22．磷酸烯醇式丙酮酸激酶；ATP；GTP 23．UDP-葡萄糖；G-1-P 24．α-淀粉酶；β–淀粉酶；R 酶；麦芽糖酶 25．淀粉磷酸化酶；转移酶；脱支酶 26．识别；蛋白质；核酸；脂肪 （四）选择题 1．B：该步骤是不可逆步骤逆反应由葡萄糖-6-磷酸酶催化。 2．B： 3．A：三羧酸循环最终消耗 2 个乙酰 CoA 释放 2 个 CO2，产生的 H+被 NAD+和 FAD 接受生成 NADH+H+和 FADH2，进入电 子传递链通过氧化磷酸化作用生成水和 ATP 4．D：糖原，纤维素和淀粉合成反应需引物分子参与