《生物化学习题》第四-八章复习题.doc_大学文库

第四章生物氧化与氧化磷酸化 (一)名词解释 1.生物氧化〔 biologicaloxidation)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￠2 和H2O的同时,释放的能量使ADP转变成ATP。 2.呼吸链( respiratorychain)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( oxidativephos phorylation)在底物脱氢被氧化时,电孑或氢原孑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P/o(P/o)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( substratelevelphosphorylation)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),由此髙能键提供能量使ADP(或GDP)磷酸化生成ATP(或GτP) 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 6.能荷〔 energycharge):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系统的能量状态二)填空题 1.生物氧化有3种方式:脱氢、脱电子和与氧结合。 2.生物氧化是氧化还原过程,在此过程中有酶、辅酶和电子传递体参与 3.原核生物的呼吸链位于细胞质膜上 △G0'为负值是放能反应,可以自发进行进行。 △G与平衡常数的关系式为G0=-RTnK’eq,当Keq=1时,△G°为0

第四章生物氧化与氧化磷酸化（一）名词解释 1．生物氧化（biologicaloxidation）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（respiratorychain）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（oxidativephosphorylation）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 P/O（P/O）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（substratelevelphosphorylation）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。 6．能荷（energycharge）：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。 (二)填空题 1．生物氧化有 3 种方式：脱氢、脱电子和与氧结合。 2．生物氧化是氧化还原过程，在此过程中有酶、辅酶和电子传递体参与。 3．原核生物的呼吸链位于细胞质膜上。 4，△G0＇为负值是放能反应，可以自发进行进行。 5．△G0＇与平衡常数的关系式为△G0＇＝-RTlnK＇eq，当 Keq＝1 时，△G0＇为 0

6.生物分子的E0'值小,则电负性大,供出电子的倾向大 7.生物体内高能化合物有焦磷酸化合物;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;甲硫键化合物等类 8.细胞色素a的辅基是血红素A与蛋白质以非共价键结合。 9.在无氧条件下,呼吸链各传递体都处于还原状态 10.NADH呼吸链中氧化磷酸化的偶联部位是复合物I;复合物Ⅲ;复合物Ⅳ。 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2和3。 12.举出三种氧化磷酸化解偶联剂2,4-二硝基苯酚;缬氨霉素;解偶联蛋白。 13.举出4种生物体内的天然抗氧化剂维生素E;维生素c:GSH;β-胡萝卜素。 14.举出两例生物细胞中氧化脱羧反应丙酮酸脱氢酶;异柠檬酸脱氢酶 5.生物氧化是燃料分子在细胞中分解氧化,同时产生可供利用的化学能的过程。 16.反应的自由能变化用AG表示,标准自由能变化用AG°表示,生物化学中pH70时的标准自由能变化则耘示为Δ 17.高能磷酸化合物通常指水解时释放的自由能大于20.92kJ/mol的化合物,其中最重要的是ATP,被称为能量代谢的即时供体 18.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上。 19.以NADH为辅酶的脱氢酶类主要是参与呼吸作用,即参与从底物到氧电子传递作用;以 NADPH为辅酶的脱氢酶类主要是将分解代谢中间产物上的电子转移到电子反应中需电子的中间物上 20.在呼吸链中,氢或电子从低氧还电势的载体依次向高氧还电势的载体传递。 21.线粒体氧化磷酸化的重组实验证实了线粒体内膜含有电子传递链的酶系,内膜小瘤含有F1-Fo复台体。 22.鱼藤酮,抗霉素A,CN、N3、Co,的抑制作用分别是NADH和c0Q之间cytb和cytc1之间 Cytaa3和O2 23.磷酸源昰指贮存能量的物质。脊椎动物的磷酸源昰磷酸肌酸,无脊椎动物的磷酸源是磷酸精氨酸 24.H2S使人中毒机理是与氧化态的细胞色素aa结合,阻断呼吸链 25.线粒体呼吸链中电位跨度最大的一步是在细胞色素a3→02 26.典型的呼吸链包括NADH;FADH2两种,这是根据接受代谢物脱下的氢的初始受体不同而区别的

2 6．生物分子的 E0＇值小，则电负性大，供出电子的倾向大。 7．生物体内高能化合物有焦磷酸化合物；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；甲硫键化合物等类。 8．细胞色素 a 的辅基是血红素 A 与蛋白质以非共价键结合。 9．在无氧条件下，呼吸链各传递体都处于还原状态。 10．NADH 呼吸链中氧化磷酸化的偶联部位是复合物 I；复合物Ⅲ；复合物Ⅳ。 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 2 和 3。 12．举出三种氧化磷酸化解偶联剂 2,4-二硝基苯酚；缬氨霉素；解偶联蛋白。 13．举出 4 种生物体内的天然抗氧化剂维生素 E；维生素 C；GSH；β-胡萝卜素。 14．举出两例生物细胞中氧化脱羧反应丙酮酸脱氢酶；异柠檬酸脱氢酶。 15．生物氧化是燃料分子在细胞中分解氧化，同时产生可供利用的化学能的过程。 16．反应的自由能变化用ΔG 表示，标准自由能变化用ΔG°表示，生物化学中 pH7.0 时的标准自由能变化则表示为Δ G°＇。 17．高能磷酸化合物通常指水解时释放的自由能大于 20.92kJ／mol 的化合物，其中最重要的是 ATP，被称为能量代谢的即时供体。 18．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上。 19．以 NADH 为辅酶的脱氢酶类主要是参与呼吸作用，即参与从底物到氧电子传递作用；以 NADPH 为辅酶的脱氢酶类主要是将分解代谢中间产物上的电子转移到电子反应中需电子的中间物上。 20．在呼吸链中，氢或电子从低氧还电势的载体依次向高氧还电势的载体传递。 21．线粒体氧化磷酸化的重组实验证实了线粒体内膜含有电子传递链的酶系，内膜小瘤含有 F1-F0 复合体。 22．鱼藤酮，抗霉素 A，CNˉ、N3ˉ、CO，的抑制作用分别是 NADH 和 CoQ 之间 Cytb 和 Cytc1 之间 Cytaa3 和 O2。 23．磷酸源是指贮存能量的物质。脊椎动物的磷酸源是磷酸肌酸，无脊椎动物的磷酸源是磷酸精氨酸。 24．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。 25．线粒体呼吸链中电位跨度最大的一步是在细胞色素 aa3→O2。 26．典型的呼吸链包括 NADH；FADH2 两种，这是根据接受代谢物脱下的氢的初始受体不同而区别的

3 27．解释氧化磷酸化作用机制被公认的学说是化学渗透学说，它是英国生物化学家米切尔（Mitchell）于 1961 年首先提出的。 28．化学渗透学说主要论点认为：呼吸链组分定位于线粒体内膜上。其递氢体有质子泵作用，因而造成内膜两侧的氧化还原电位差，同时被膜上 ATP 合成酶所利用、促使 ADP+Pi→ATP 29．每对电子从 FADH2 转移到 CoQ 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 5 个结合配位键，它还保留 1 个游离配位键，所以能和 O2 结合，还能和 CO； CN-结合而受到抑制。 31．体内 CO2 的生成不是碳与氧的直接结合，而是有机酸脱羧生成的。 32．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。 33．动物体内高能磷酸化合物的生成方式有氧化磷酸化；底物水平磷酸化两种。 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 NADH 呼吸链呼吸链传递给 O2 的；能生成 3 个分子 ATP 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：C 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：B A．更多的 TCA 循环的酶 B．ADPC．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：C A．延胡索酸琥珀酸 B．CoQ／CoQH2 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：D A．NAD＋B．ADPC．NADPHD．FMN 5．下列反应中哪一步伴随着底物水平的磷酸化反应：B 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

F)7.解偶联剂可抑制呼吸链的电子传递 T)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。 (F)9. NADPH/NADP的氧还势稍低于NADH/NAD→,更容易经呼吸链氧化。 T10.寡霉素专一地抑制线粒体F1Fo- ATPase的Fo,从而抑制ATP的合成。 ①T)11.ADP的磷酸化作用对电子传递起限速作用。 T12.ATP虽然含有大量的自由能,但它井不是能量的贮存形式。 (五)完成反应方程 1.4-细胞色素a3Fe2++O2+4H+-4细胞色素a-Fe3++(2H20) 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)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? 答:(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的结构类佖物, 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)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氰化物为什么能引起细胞窒息死亡?其解救机理是什么? 答:氰化钾的毒性是因为它进入人体内时,cN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Fe—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

6 (F)7．解偶联剂可抑制呼吸链的电子传递。 (T)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。 (F)9．NADPH/NADP+的氧还势稍低于 NADH/NAD+，更容易经呼吸链氧化。 (T)10．寡霉素专一地抑制线粒体 F1F0-ATPase 的 F0，从而抑制 ATP 的合成。 (T)11．ADP 的磷酸化作用对电子传递起限速作用。 (T)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 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．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（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（antimycinA）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．氰化物为什么能引起细胞窒息死亡？其解救机理是什么？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＋——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岀cN。因此,如果在服用亚硝酸的同时,服用硫代硫酸钠,则cN可被转变为无毒的ScN, 此硫氰化物再经肾脏随尿排出体外 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? 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: aα-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.在体内ATP有哪些生理作用? 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能将呼吸链上电孑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邢式 (2)是机体其它能量形式的来源:ATP分孑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。体內某些合成反应不一定都直接利用ATP佻能,而以其他三磷酸核苷作为能量的直接来源。如糖原合成霑UTP供能;磷脂合成需·IP供能;蛋白质合成需GTP供能。这些三磷酸核苷分孑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.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? 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,使质孑梯度转变为热能,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。但是由于这种消耗昰失去控制的消耗,同

7 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．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？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： aα-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．在体内 ATP 有哪些生理作用？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．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？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.某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。答:某些植物体内岀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 7.什么是铁硫蛋白?其生理功能是什么? 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孑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、Fe-S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.何为能荷?能荷与代谢调节有什么关系? 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分孑对某些酶分孑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〓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

8 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．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。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。 7．什么是铁硫蛋白？其生理功能是什么？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．何为能荷？能荷与代谢调节有什么关系？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.氧化作用和磷酸化作用是怎样偶联的? 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、结枃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)质孑泵出后,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,使膜內带负电荷, 膜外带正电荷,因而也就形成了两侧质孑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O的过程中共有3对H十从膜内转移到膜外。复合物工、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 (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酶是參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:变枃调节是指某些调节物能与酶的调节部位结合使酶分孑的枃象发生改变,从而改变酶的活性,称酶的变构调节。糖酵解途径:糖酵解途径指糖原或葡萄糖分孑分解至生成丙酮酸的阶段,是体内糖代谢最主要途径

9 9．氧化作用和磷酸化作用是怎样偶联的？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（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。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、脂眆组织等)以6ˉ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、麦芽糖或寘宮多糖上 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淀粉酶和β-淀粉酶只能水解淀粉的α-1,4糖苷键键,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2分子ATP 3.糖酵解过程中有3个不可逆的酶促反应,这些酶昰己糖激酶;果糖磷酸激酶;丙酮酸激酶 4.糖酵解抑制剂碘乙酸主要作用于磷酸甘油醛脱氢酶酶。 5.调节三羧酸循环最主要的酶是柠檬酸合成酶;异柠檬酸脱氢酶;α酮戊二酸脱氢酶 6.2分子乳酸异升为葡萄糖要消耗6个ATP。 7.丙酮酸还原为乳酸,反应中的NADH来自于甘油醛3-磷酸的氧化 8.延胡索酸在延胡索酸酶酶作用下,可生成苹果酸,该酶属于EC分类中的氧化还原酶酶类 9磷酸戊糖途径可分为两个阶段,分别称为氧化阶段;非氧化阶段,其中两种脱氢酶是6-磷酸葡萄糖脱氢酶;6-磷酸葡萄糖酸脱氫酶,它们的辅酶是NADP 10蔗糖是碳水化合物在植物体内运输的主要方式

10 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淀粉酶和β–淀粉酶只能水解淀粉的α-1，4 糖苷键键，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 2 分子 ATP 3．糖酵解过程中有 3 个不可逆的酶促反应，这些酶是己糖激酶；果糖磷酸激酶；丙酮酸激酶 4．糖酵解抑制剂碘乙酸主要作用于磷酸甘油醛脱氢酶酶。 5．调节三羧酸循环最主要的酶是柠檬酸合成酶；异柠檬酸脱氢酶；α–酮戊二酸脱氢酶 6．2 分子乳酸异升为葡萄糖要消耗 6 个 ATP。 7．丙酮酸还原为乳酸，反应中的 NADH 来自于甘油醛 3-磷酸的氧化。 8．延胡索酸在延胡索酸酶酶作用下，可生成苹果酸，该酶属于 EC 分类中的氧化还原酶酶类。 9 磷酸戊糖途径可分为两个阶段，分别称为氧化阶段；非氧化阶段，其中两种脱氢酶是 6-磷酸葡萄糖脱氢酶；6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶，它们的辅酶是 NADP。 10 蔗糖是碳水化合物在植物体内运输的主要方式