生物化学第五章生物氧化习题

第五章 生物氧化学习题

(一)名词解释

1．生物氧化(biologicaloxidation)

2．呼吸链(respiratorychain)

3．氧化磷酸化(oxidativephospho叮1ation)

4．磷氧比(P／O)

5．底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)

6．高能化合物(highenergycompound)

7．呼吸电子传递链(respiratoryelectron–transportchain)

(二)填空题

1．生物氧化有3种方式： 、 和 。

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，生物体内高能化合物有 等类。

5．细胞色素a的辅基是 与蛋白质以 键结合。

6．在无氧条件下，呼吸链各传递体都处于 状态。

7．NADH呼吸链中氧化磷酸化的偶联部位是 、 、 。

8．磷酸甘油与苹果酸经穿梭后进入呼吸链氧化，其P/O比分别为 和 。

9．举出3种氧化磷酸化解偶联剂 、 、 。

10．生物氧化是 在细胞中 ，同时产生 的过程。

11．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 。

12．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 。

13．以NADH为辅酶的脱氢酶类主要是参与 作用，即参与从 到 的电子传

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。

14．在呼吸链中，氢或电子从 氧化还原电势的载体依次向 氧化还原电势的载体传

递。

15．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 。

16．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。

17．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米切尔(Mitchell)

于1961年首先提出的。

18．每对电子从FADH

2

转移到 必然释放出2个H‘进入线粒体基质中。

19．体内CO

2

的生成不是碳与氧的直接结合，而是 。

20．动物体内高能磷酸化合物的生成方式有 和 两种。

(三)选择题

1．下列物质都是线粒体电子传递链的组分，只有 不是。

A．NAD B．辅酶A C．细胞色素b D．辅酶Q E．铁硫蛋白

2．目前公认的氧化磷酸化机制的假说是。

A．直接合成假说B．化学偶联假说 C．构象偶联假说D．化学渗透假说

3．酵母在酒精发酵时，取得能量的方式是 。

A．氧化磷酸化B．光合磷酸化C．底物水平磷酸化D．电子传递磷酸化

4．CO是呼吸链的毒害剂，它的作用部位是 。

A．电子传递链的最后一步，从细胞色素c氧化酶到O：的途径中

B．电子传递链的第一步，从NADH到NADH还原酶的途径中

C．从细胞色素b到细胞色素c，的途径中

D．从细胞色素c到细胞色素c氧化酶的途径中

E．从细胞色素a到细胞色素a，的途径中

5．肌肉收缩所需的大部分能量在肌肉中的储存形式是 。

A．磷酸肌酸 B．ATP C．GTP D．NADH

6．呼吸链氧化磷酸化是在 。

+

A．线粒体外膜B．线粒体内膜C．线粒体基质D．细胞浆中进行

7．细胞色素氧化酶除含血红素辅基外，尚含 ，它也参与氧化还原。

A.镍B．铜C．铁D．锌

8．氰化物引起缺氧是由于 。

A．降低肺泡中的空气流量 B．干扰氧载体 C．使毛细血管循环变慢D．抑制细胞呼吸作用

E．上述四种机理都不是

9．下列化合物除哪一个之外都含有高能磷酸键。

A．ADP B．磷酸肌酸 C．6–磷酸葡萄糖 D．磷酸烯醇式丙酮酸 E．甘油酸3–二磷酸

10．下列物质除哪一种外都参与电子传递链。

A．泛醌(辅酶Q) B．细胞色素c· C．NAD D．FAD E．肉碱

11．动物体活动主要的直接供能物质是 。

A．葡萄糖 B．脂肪酸 C．ATP D．磷酸肌酸

12．脊椎动物体内能量的储存者是 。

A．磷酸烯醇式丙酮酸 C乳酸 D．磷酸肌酸 E．都不是

13．活细胞不能利用下列哪些能源来维持它们的代谢。

A．葡萄糖 B．脂肪酸 C．ATP' D．周围的热能 E．阳光

14．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

15．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–––40r––酮戊二酸 D．琥珀酸–延胡索酸

16．乙酰辅酶A彻底氧化过程中的P／O值是。

A． B．2.5 C. D．

17．肌肉组织中肌肉收缩所需要的大部分能量以哪种形式储存 。

A．ADP B．磷酸烯醇式丙酮酸 C．ATP D．磷酸肌酸

18．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

19．胞浆中1分子乳酸彻底氧化后，产生ATP的分子数为 。

或10 B．11或12 C．15或16 D．14或15

20．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

21．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

22．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(Fe)／细胞色素a(Fe)

C．延胡索酸／琥珀酸 D.氧化型泛醌／还原型泛醌

23．下列关于化学渗透假说的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．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

24．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线粒体

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

25．胞浆中形成的NADH+H经苹果酸穿梭后，每摩尔产生ATP的物质的量是 。

A．1 B．2 C． D．4·

26．呼吸链的各细胞色素在电子传递中的排列顺序是。

A．c

1

–b–c–aa

3

–O

2

B．c–c

1

–b–aa

3

–O

2

C．c

1

–c–b–aa

3

–O

2

D．b–c

1

–c–aa

3

–O

2

27．下列化合物中哪一个不是呼吸链的成员。

A．辅酶QB．细胞色素c C．辅酶I D．FAD E．肉毒碱

28．可作为线粒体内膜标志酶的是 。

A．苹果酸脱氢酶B．柠檬酸合成酶C，琥珀酸脱氢酶D．单胺氧化酶E．顺乌头酸酶

29．下列哪一种物质最不可能通过线粒体内膜。

A．Pi B．苹果酸C．柠檬酸D．丙酮酸E．NADH

30．关于电子传递链的下列叙述中哪个是不正确的。

A．线粒体内有NADH+H‘呼吸链和FADH2呼吸链

B．电子从NADH传递到氧的过程中有2．5个ATP生成

C．呼吸链上的递氢体和递电子体完全按其标准氧化还原电位从低到高排列

+

++

+3+2+

D．线粒体呼吸链是生物体唯一的电子传递体系

(四)问答题

1．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

2．在体内ATP有哪些生理作用

3．什么是铁硫蛋白其生理功能是什么

4．氧化作用和磷酸化作用是怎样偶联的

三、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CO：；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

结合生成水；在有机物被氧化成C02和H20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，FADH：的磷氧比值是。

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，底物水平磷酸化方式只产生少量ATP。

6．高能化合物：在标准条件下水解时，自由能大幅度减少的化合物。一般是指水解释放的能

量驱动ADP磷酸化合成ATP的化合物。

7．呼吸电子传递链：由一系列可作为电子载体的酶复合体和辅助因子构成，可将来自还原型

辅酶或底物的电子传递给有氧代谢的最终电子受体分子氧(O：)。

(二)填空题

1．脱氢；脱电子；与氧结合 2．酶；辅酶；电子传递体 3．细胞质膜上

4．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

5．血红素A；非共价 6．还原 7．复合物I；复合物Ⅲ；复合物Ⅳ 8．；

9．2，4 – 二硝基苯酚；缬氨霉素；解偶联蛋白

10．燃料分子；分解氧化；可供利用的化学能

11．释放的自由能大于／mol；ATP；即时供体

12．线粒体；线粒体内膜上 13．呼吸；底物；氧；电子；生物合成 14．低；高

15．电子传递链的酶系；F

1

–F

0

复合体 16．NADH；FADH

2

；初始受体

17．化学渗透学说； 18．辅酶Q 19．有机酸脱羧生成的 20．氧化磷酸化；底物水平磷酸化

(三)选择题

1．B。2．D。3．C。4．A。5．A。6．B。7．C。8．D。9．C。10．E。11．C。12．D。13．E。

14．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。

15．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。

16．B。乙酰辅酶A彻底氧化需要消耗两分子O

2

，4个氧原子，产生10分子ATP，P/O值是10/4：。

17．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。

18．C。辅酶Q含有一条由n个异戊二烯聚合而成的长链，具有脂溶性，广泛存在于生物系统，称

泛醌。

19．D。1分子乳酸彻底氧化经过由乳酸到丙酮酸的一次脱氢、丙酮酸到乙酰辅酶A和乙酰辅酶A

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×+4×+1×

=14，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15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a–磷酸甘油穿梭作用进入线粒

体要消耗1分子ATP，因此，对真核生物最后产ATP为14个。

20．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。

21．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。

22．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aa

3

(Fe／Fe)在氧化呼吸链中处于最下游的位置，所以细胞色素aa

3

(Fe／Fe)

的氧化还原电位最高。

2+3+2+3+

23．B。化学渗透假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。

24．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他物质

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

膜进入到线粒体内，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FADH

2

。这种a–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a–磷酸甘油穿梭机制；但a–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。

25．C。胞液中的NADH经苹果酸穿梭到达线粒体内又生成NADH，因此，1molNADH再经电子传递与

氧化磷酸化生成。

26．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。

27．E。肉毒碱的生理功能是帮助长链脂肪酸转运到线粒体内，并不是呼吸链的成员。

28．C。苹果酸脱氢酶、柠檬酸合成酶和顺乌头酸酶溶解在线粒体基质中，单胺氧化酶则定位在线

粒体外膜上，只有琥珀酸脱氢酶是整合在线粒体内膜上，可作为线粒体内膜的标志酶。

29．E。Pi、苹果酸、柠檬酸和丙酮酸都能通过线粒体内膜上相应的穿梭载体被运输到内膜，只有

NADH没有相应的运输载体，所以它最不可能通过线粒体内膜。

30．D。线粒体呼吸链有许多种，并不是生物体唯一的电子传递体系。

(六)问答题(解题要点)

1．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入线粒体的：

(1)NADPH+NAD‘–+NADP’+NADH

(2)NADH所携带的氢通过两种穿梭作用进入线粒体进行氧化：

a．a–磷酸甘油穿梭作用，进入线粒体后生成FADH：。

b. 苹果酸穿梭作用，进入线粒体后生成NADH。

2．答：ATP在体内有许多重要的生理作用：

+

(1)是机体能量的暂时储存形式：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的方式储存起来，因此ATP是生物氧化中能量的暂时储存形式。

(2)是机体其他能量形式的来源：ATP分子内所含有的高能键可转化成其他能量形式，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。

3．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物质的量存在，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：Pe–S中心、Fe2–S：中心和

Fe4–S：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。

4．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O

2

的过程中共有3对H从膜内转移到膜外。复合物I、Ⅲ、

Ⅳ起着质子泵的作用，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磷酸化合成ATP的能量所在，在质子移动力驱

使下，质子(H)通过F

1

F

0

–ATP合成酶回到膜内，同时ADP磷酸化合成ATP。

+

+

–+