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第四部分生物的氧化
第四部分生物氧化
一、选择题
1、按公式△G,=-2.3RTlgK,确定下列反应的自由能:
A(10mol/L)十B(10mol/L)←→C(10mol/L)
A、-9.2RTB、-4.6RT
C、-2.3RTD、+2.3RT
E、+4.6RT
2、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
3、在下列的氧化还原系统中,哪个氧化还原电位最高?
A、延胡羧酸/琥珀酸
B、氧化型泛醌/还原型泛醌
C、Fe3+-细胞色素a/Fe2+-细胞色素a
D、Fe3+-细胞色素b/Fe2+-细胞色素b
E、NAD+/NADH
4、热力学第二定律规定:
A、从理论上说,在00K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
5、植物毒苍术苷(atractyloside)对下列哪项具有特异的抑制作用?
A、抑制细胞色素a3和分子氧之间的相互作用
B、抑制ATP和ADP通过线粒体内膜的易化扩散
C、使氧化磷酸化解偶联
D、阻断NADH脱氢酶和辅酶Q之间的相互作用
E、阻断细胞色素c和细胞色素aa3复合体之间的相互作用
6、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
7、氰化物引起的缺氧是由于:
A、中枢性肺换气不良B、干扰氧的运输
C、微循环障碍C、细胞呼吸受抑制
E、上述的机制都不是
8、活细胞不能利用下列哪些能源来维持它们的代谢?
A、ATPB、脂肪
C、糖D、周围的热能
E、阳光
9、肌肉中能量的主要贮存形式是下列哪一种?
A、ADPB、磷酸烯醇式丙酮酸
C、cAMPD、ATP
E、磷酸肌酸
10、正常状态下,下列哪种物质是肌肉最理想的燃料?
A、酮体B、葡萄糖
C、氨基酸D、游离脂肪酸
E、低密度脂蛋白
11、如果将琥珀酸(延胡羧酸/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、硫酸亚铁和延胡羧酸的浓度将增加
E、硫酸亚铁的浓度将降低,延胡羧酸的浓度将增加
12、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、华伯氏(warburg,s)学说
D、共价催化理论
E、协同效应
13、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
E、不是蛋白质
14、关于氧化还原电位的论述,下列哪项是正确的?
A、规定氢电极的标准电位是零伏特
B、pH与氧化还原电位无关
C、不能由氧化还原电位计算电化学反应的自由能变化
D、测定氧化还原电位需要金属电极
E、所有氧化还原电位的测定,都应有一个为氢电极
15、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
16、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
17、关于有氧条件下,NADH从胞液进入线粒体氧化的机制,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
18、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
19、氧化还原电位最高的氧化还原对是:
A、延胡羧酸/琥珀酸
B、FAD/FAD2H
C、细胞色素a3Fe3+/细胞色素a3Fe2+
D、CoQ/CoQ2H
E、H+/H2
20、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
21、下列关于化学渗透学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、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+返回膜内
E、H+返回膜内时可以推动ATP酶合成ATP
22、血红素和铁硫族作为辅基所起的功能是
A、提供电子给NADH
B、使得蛋白质在线粒体内膜扩散
C、在电子传递中接受和给出电子
D、转运蛋白质通过线粒体内膜
23、琥珀酸-CoQ还原酶复合物
A、从NADH或FADH2接受电子
B、是柠檬酸循环关键酶之一
C、仅把两个质子泵入线粒体基质
D、含有多种细胞色素复合物
24、在电子从NADH传递到O2过程中,呼吸链中主要酶复合物中每一种
A、使用所有的每一种电子潜能把质子转运到基质
B、使用所有的每一种电子潜能把质子转运出基质
C、使用每一种电子潜能的一部分把质子转运到基质
D、使用每一种电子潜能的一部分把质子转运出基质
25、下列中那一种不作为电子载体起作用
A、CoQB、细胞色素c
C、细胞色素aD、H2O
26、下列中那一种对电子从FADH2和NADH传递到O2是必需的
A、琥珀酸-CoQ还原酶复合物B、CoQ
C、FMND、延胡索酸
27、人体要维持一天3000kcal的热量,若全赖脂肪的氧化供能,需要
A、323gB、750g
C、1000gD、536g
28、霍乱毒素的细胞膜上受体是一种
A、蛋白质B、多糖
C、脂肪C、神经节苷脂
29缬氨霉素(valinomycin)是一种_______离子载体
A、钾B、钠
C、钙D、镁
30、2,4-二硝基苯酚是一种氧化磷酸化的
A、激活剂B、抑制剂
C、解偶联剂D、调节剂
31、抗霉素A对呼吸链(电子传递链)抑制的作用点在
A、NADH脱氢酶附近B、细胞色素b附近
C、细胞色素氧化酶D、偶联ATP生成
32、线粒体ATP合成酶的F1部分由α、β、γ、δ、ε五种不同的亚基,其中那种亚基是
催化亚基
A、αB、β
C、δD、γ、δ、ε
33、完整线粒体当存在下列情况之一时,传递电子的速度才能达到最高值
A、ADP高而ATP低B、ADP低而Pi高
C、ATP低而Pi高D、ADP高而Pi高
34、Pi的传送是属于
A、被动传送B、促进扩散
C、主动传送D、基因转位
35、以下分子中位于线粒体膜的内侧的是
A、FoB、细胞色素c
C、辅酶QD、F1
36、以下哪一个是正确的
A、线粒体内膜对H+离子没有通透性
B、线粒体内膜能通透H+离子由内向外
C、线粒体内膜能通透H+离子由外向内
D、线粒体内膜能自由的通透H+离子
37、一分子的葡萄糖经有氧酵解为两分子的丙酮酸,净产生
A、4ATP+2NADH+2H+
B、2ATP+NADH+2H+
C、2ATP+2NADH+2H+
D、2ATP
38、生物体的呼吸链中若缺乏辅酶Q,可代替辅酶Q作为中间体的是
A、磷脂B、胆固醇
C、鞘磷脂C、脑苷脂
39、以前曾有人使用什么作为人体减肥剂
A、鱼藤酮B、寡霉素
C、2,4-二硝基苯酚D、ADP
40、有氧氧化时,每摩尔葡萄糖在三羧酸循环中产生ATP所数目为
A、2molB、6mol
C、18molD、24mol
41、鱼藤酮是呼吸链专一性抑制剂,它作用于
A、NADH-F辅酶Q还原酶
B、琥珀酸-辅酶Q还原酶
C、还原辅酶Q-细胞色素c还原酶
D、细胞色素氧化酶
42、氰化钾是下列那一种的抑制剂
A、细胞色素cB、细胞色素氧化酶
C、超氧化物歧化酶D、ATP酶
43、当线粒体处于状态4呼吸时,内膜两侧的pH差可以达到
A、0.5pH单位B、1.0pH单位
C、2.0pH单位D、2.0pH单位
44、按照标准自由能大小的次序,用热力学观点来说明在下列化合物中前一个
化合物可以利用其能量合成后一个化合物:
1、磷酸肌酸;2、三磷酸腺甘;
3、葡萄糖-6-磷酸;4、磷酸烯醇丙酮酸
A、1→2→3→4B、2→1→4→3
C、2→4→1→3D、4→1→2→3
45、某抑制剂抑制偶联线粒体以琥珀酸味底物的状态3呼吸,而这种抑制作用可
被解偶联剂所解除,这个抑制剂的作用部位在
A、复合物IB、复合为II
C、复合物IIID、ATP合成酶
46、在紧密偶联的线粒体中,一分子琥珀酸氧化同时一分子辅酶Q还原,
此时能生产几分子ATP
A、0B、1
C、2D、3
47、鱼藤酮是
A、解偶联剂
B、ATP合成酶抑制剂
C、NADH-F辅酶Q氧化还原酶抑制剂
D、细胞色素氧化酶抑制剂
48、线粒体基质中脂酰辅酶A脱氢酶的辅基是
A、FADB、NADP+
C、NAD+D、GssG
49、线粒体细胞色素c是一种
A、内膜固有蛋白
B、内膜外周蛋白
C、基质可溶性蛋白
D、外膜固有蛋白
50、氧化磷酸化作用是指将生物氧化过程释放的自由能转移并生成
A、DANPHB、NADH
C、ATPD、FADH
51、在正常呼吸的线粒体中,还原程度最高的细胞色素是
A、细胞色素aB、细胞色素c
C、细胞色素bD、细胞色素a
E、细胞色素aa3
52、下列哪一过程不在线粒体中进行
A、三羧酸循环B、脂肪酸氧化
C、电子传递D、糖酵解
E、氧化磷酸化
53、在正常呼吸的线粒中,还原高的细胞色素是
A、细胞色素cB、细胞色素c1
C、细胞色素bD、细胞色素a
E、细胞色素aa3
54、下列哪一项不是呼吸链的组成部分:
A、NADHB、NADPH
C、FADH2D、FMNH2
E、Cytaa3
55、下列不属于高能磷酸化合物的是
(A)AOP(B)磷酸肌酸
(C)1.3=磷酸甘油酸(D)1-磷酸葡萄糖
(E)磷酸烯醇式丙硐酸
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,生物氧化产生的H20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、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。
6、填写电子传递链中阻断电子流的特异性抑制剂:
NAD→FAD→CoQ→Cytb→Cytcl→Cytc→Cytaa3→O2
()()()
7、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。
8、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
十Pi→ATP。
9、呼吸链中氧化磷酸化生成ATP的偶联部位是________、________和________。
10、绿色植物生成ATP的三种方式是________、________和________。
11、细胞色素P450是由于它与________结合后,在________处出现________峰而命名的,它主要存在于________中,通常与________作用有关。
12、NADH通常转移________和________给02,并释放能量,生成________。
而NADPH通常转移________和________给某些氧化态前体物质,参与________代谢。
13、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。
14、细胞色素P450在催化各种有机物羟化时,也使________脱氢。
15、以亚铁原叶琳为辅基的细胞色素有________、________、________。
以血红素A为辅基的细胞色素是________。
16、唯有细胞色素________和________辅基中的铁原子有________个结合配位键,它还保留________个游离配位键,所以能和________结合,还能和________、________结合而受到抑制。
17、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。
18、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________。
19、氧化型黄素酶在________和________nm波长处有两个吸收峰,当转变成还原型后,________nm波长的吸收峰消失。
20、过氧化氢酶催化________与________反应,生成________和________。
21、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。
22、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________。
23、体内C02的生成不是碳与氧的直接结合,而是________。
24、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________。
25、NADPH大部分在________途径中生成的,主要用于________代谢,但也可以在________酶的催化下把氢转给NAD+,进入呼吸链。
26、动物体内高能磷酸化合物的生成方式有________和________两种。
27、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02的;能生成________分子ATP。
28、NADH呼吸链中氧化磷酸化发生的部位是在________之间,________之间,________之间。
29、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。
30、线粒体呼吸控制率是指________。
31、细胞色素是一类________,在线粒体内膜上起________作用。
32、氧化磷酸化ATP合成酶在水解ATP时,每水解一分子ATP产生________个质子
从线粒体基质移位到细胞浆。
33、一分子琥珀酸在紧密偶联的牛心线粒体中氧化可以生成________分子ATP,一分子
α-酮戊二酸氧化侧生成________分子ATP。
34、细胞色素P450位于________膜上。
35、线粒体DNA编码的蛋白质都是________蛋白。
36、呼吸链中细胞色素的排列顺序(从底物到氧)是________。
37、缬氨霉素是一种对________专一的离子载体。
38、在完整线粒体中,α-酮戊二酸脱氢氧化生成琥珀酸,可生成相当于________分子ATP。
39、氧化磷酸化P/O比值是指________。
40、线粒体的氧化________与磷酸化________的偶联是通________来实现的。
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、呼吸链中氧化还原电位跨度最大的一步是在细胞色素aa3—02之间。
5、电子通过呼吸链的传递方向是从△E0,正→△E0,负。
6、当环境中有一个比电子供体具有较正的△E0,的电子受体时,呼吸作用就能进行,
这个电子受体不一定是氧。
7、2,4-二硝基苯酚是氧化磷酸化的解偶联剂。
8、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。
9、ATP虽然含有大量的自由能,但它并不是能量的贮存形式。
10、ATP在高能化合物中占有特殊地位,它起着共同的中间体的作用。
11、呼吸链细胞色素氧化酶的血红素辅基Fe原子只形成5个配位键,另一个配位键的
功能是与02结合。
12、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。
13、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这唯一的形式转移其
磷酸基团。
14、在完整的偶联线粒体中NADH氧化时能生成ATP,反过来ATP能使NAD+还原。
15、ATP不是化学能量的储存库。
16、在有ATP和氰化钾的存在下,仍能测出琥珀酸氧化所引起的NAD+需能还原。
17、在完整线粒体中NADH氧化时生成ATP,反过来如果外加ATP,也能使线粒体内的
NAD+还原。
18、电子通过呼吸磷传递释放能量偶联ATP生成的反应也是可逆反应。
19、氧化磷酸化解偶联剂都是质子载体。
20、细胞色素是指含有FAD辅基的电子传递蛋白。
21、在寡霉素存在下,除了ATP合成和ATP水解外,需能反应都照常进行。
22、线粒体内膜的膜电位是基质侧较正、胞浆侧较负。
23、真核细胞所有的细胞色素氧化酶都位于线粒体内膜上。
24、
四、名词解释
1、呼吸链2、磷氧比值
3、氧化磷酸化作用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2,4-二硝基苯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、以细胞色素P450为辅酶的加单氧酶系包括哪些酶和辅助因子?
它们在反应中各起
什么作用?
该反应可受氰化物或一氧化碳影响吗?
7、氰化物为什么能引起细胞窒息死亡?
其解救机理是什么?
8、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?
9、腺苷酸和无机磷酸是如何进出线粒体的?
L0、解释氧化磷酸化作用机理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?
11、在体内ATP有哪些生理作用?
12、1、电极反应2H++2e-→H2的E0任意规定为零,计算在pH7.0时的EO,。
2、电极反应NAD++2H++2e-→NADH+H+在pH7.0时的EO,为-0.32伏特,
计算在pH4.0时的EO,。
13、在pH7.0时,ATP的水解反应可以写成:
腺嘌呤-核糖-P-P-P+H20←→
腺嘌呤-核糖-P-P+Pi+H+
1、在25℃、ADP分子上新形成的电离基团,其pKa为6.68(Ka=2.09×10-7)。
若总的自由能(△GO,)为-32.186千焦耳/摩尔,其中有多少来自ADP的电离?
2、ATP分子上末端磷酸的pKa为6.95和2.3,由ATP末端磷酸衍生的无机磷酸,
其pKa为12.5、6.82和2.3,该无机磷酸的电离是否对总的有影响?
14、在pH7.0和25℃时,酶促水解6-磷酸葡萄糖使之生成葡萄糖和无机磷酸。
反应开始时,6-磷酸葡萄糖的浓度为0.1mol/L。
二进制平衡时只有0.05%
的原始6-磷酸葡萄糖残存。
试计算
1、6-磷酸葡萄糖水解时的K,平。
2、此水解反应的G0,。
3、无机磷酸和葡萄糖合成6-磷酸葡萄糖时的K,平。
4、此合成反应的GO,。
15、将乳酸脱氢酶加到含有丙酮酸、乳酸、NAD+和NADH的溶液中,它们的浓度比如下:
1、乳酸/丙酮酸=1;NAD+/NADH=1
2、乳酸/丙酮酸=159;NAD+/NADH=159
3、乳酸/丙酮酸=1000;NAD+/NADH=1000
写出自发反应式,并计算反应的△G。
16、葡萄糖转变成乳酸,总自由能么△G,为-217.36千焦耳/摩尔,在厌氧细胞中,此转
变过程与ATP的合成相偶联。
每有l摩尔葡萄糖转变成乳酸就有2摩尔ATP生成。
1、计算总偶联反应的AG,。
2、计算厌氧细胞中能量的保留率。
3、在需氧生物中葡萄糖完全氧化成C02和H20时,△G,,=-2867.48千焦耳/摩尔,
如果能量的保留率相同,每摩尔葡萄糖完全氧化时能得到多少摩尔ATP?
4、计算与ATP合成相偶联的总氧化反应的AG,。
17、在葡萄糖→2乳酸的过程中,△G,=-217.36干焦耳/摩尔;
葡萄糖+602→6CO2+6H20,△G,=-2867.48干焦耳/摩尔,
1、计算乳酸彻底氧化成C02和H20时的△G。
2、如果反应效率按40%计算,能合成多少摩尔的ATP?
18、1、计算l摩尔16碳软脂酸经β-氧化、三羧酸循环和电子传递系统彻底氧化
成C02和H20时,所得的ATP的摩尔数。
2、长链脂肪酸氧化时,,△G,约为37.62千焦耳/克,软脂酸在进行生物氧化时,
总,△G,中以ATP形式保留能量的百分数是多少?
(软脂酸的分子量为256.4Da)
19、在25℃及标准状态下,计算推动ADP+Pi合成ATP时,线粒体内膜两侧所需的
△pH(pH差值)。
20、血液
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- 第四 部分 生物 氧化