四、填空题(每空0.5分)

1.生物氧化酶类有________、________、________、________等。【需氧脱氢酶、不需氧脱氢酶、氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、SOD、加单(双)氧酶,任选4】

2.细胞内ATP的生成方式有__________、__________。主要方式是__________。【底物水平磷酸化、氧化磷酸化;氧化磷酸化】

3.NADH呼吸链的排列顺序为________、_________、________、________、________、_________、_________。【NADH、FMN、CoQ、Cytb、CytC1、CytC、Cytaa3】

4.呼吸链中氧化磷酸化的偶联发生在__________、___________、__________三个部位。【NADH和CoQ之间、CoQ和Cytc、Cytaa3和O2之间】

五、名词解释题(每小题2分)

1.生物氧化:【物质在生物体内氧化成二氧化碳和水并放出能量的过程。】

2.呼吸链:【递氢体或递电子体按一定顺序排列在线粒体内膜上经一系列连锁进行的氧化还原反应将代谢物脱下的氢和电子传递给氧结合成水的过程。】

3.底物水平磷酸化:【由于脱氢或脱水等作用,使代谢物分子内部能量重新分布而形成高能磷酸化合物(或高能硫酯化合物),然后将高能键转移给ADP(或GDP)生成ATP(或GTP)的反应称为底物水平磷酸化。】

4.氧化磷酸化:【氧化磷酸化又称为电子传递水平磷酸化。在生物氧化过程中,代谢物脱下的氢经呼吸链氧化生成水的同时,所释放出的能量用于ADP磷酸化生成ATP,这种氧化与磷酸化相偶联的过程称为氧化磷酸化。】

5.P/O比值:【P/O比值是物质氧化时,每消耗1摩尔氧原子所消耗的无机磷的摩尔数(或ADP摩尔数),即生成ATP的摩尔数。】

6.解偶联剂:【不影响呼吸链的电子传递,只抑制由ADP生成ATP的磷酸化过程。使氧化磷酸化脱节,P/O比值降低甚至为0。代表性化合物是二硝基苯酚】

7.高能化合物【生物化学中把磷酸化合物水解时释出的能量>30kJ/mol者称为高能磷酸化合物,其所含的键称为高能磷酸键。】

8.SOD:【超氧物歧化酶,可催化超氧阴离子还原为H2O2+O2】

9.呼吸链复合体:【呼吸链中的各种递氢体和递电子体多数是紧密的镶嵌在线粒体内膜中,成为内膜结构重要的组成成分。用去垢剂温和处理线粒体内膜,可分离得到四种仍具传递电子功能的复合体。】

六、问答题

1.比较生物氧化与体外燃烧的异同点。(4分)

【相同点:终产物都是二氧化碳和水;释放的总能量也完全相同。

不同点:体外燃烧是有机物的碳和氢与空气中的氧直接化合成CO2和H2O,并骤然以光和热的形式向环境散发出大量能量。而生物氧化反应是在体温及近中性的PH环境中通过酶的催化下使有机物分子逐步发生一系列化学反应。反应中逐步释放的能量有相当一部分可以使ADP磷酸化生成ATP,从而储存在ATP分子中,以供机体生理生化活动之需。一部分以热的形势散发用来维持体温。】

2.呼吸链的组成成分有哪些?试述主要的呼吸链及排列顺序。(6分)

【组成成分:NAD+,黄素蛋白(辅基FMN、FAD),铁硫蛋白,辅酶Q,细胞色素b、c1、c、a、a3

主要的呼吸链有NADH氧化呼吸链和FADH2氧化呼吸链。

呼吸链排列顺序:FAD

(Fe-S)

↓

NADH→(FMN)→CoQ→Cytb→Cytc1→Cytc→Cytaa3→O2】

(Fe-S)

3.需氧脱氢酶和不需氧脱氢酶有何不同?(4分)

【需氧脱氢酶:直接以氧为受氢体,反应产物有H2O2

不需氧脱氢酶:不能以氧为受氢体,将底物的氢转移到另一物质,不产生H2O2】

4.当肝线粒体氧化磷酸化所需各种底物充分时分别加入:①鱼藤酮,②抗霉素A。描述线粒体内NAD+、NADH脱氢酶、CoQ、Cytb、Cytc、Cyta的氧化还原状态。(4分)

【加入鱼藤酮后:NAD+、NADH脱氢酶还原状态,CoQ、Cytb、Cytc、Cyta氧化状态。

加入抗霉素A后:NAD+、NADH脱氢酶、CoQ、Cytb还原状态,Cytc、Cyta氧化状态。】

5.试述氧化磷酸化的偶联部位;用哪些方法可以证明氧化磷酸化的偶联部位?(6分)

【三个偶联部位:NADH和CoQ之间;CoQ和Cytc之间;Cytaa3和O2之间

证明方法:①计算P/O比值:β-羟丁酸的氧化是通过NADH呼吸链,测得P/O比值接近于3。琥珀酸氧化时经FAD到CoQ,测得P/O比值接近于2,因此表明在NAD+与CoQ之间存在偶联部位,抗坏血酸经Cytc进入呼吸链,P/O比值接近于1,而还原型Cytc经aa3被氧化,P/O比值接近1,表明在aa3到氧之间也存在偶联部位。从β-羟丁酸,琥珀酸和还原型Cytc氧化时P/O比值的比较表明,在CoQ与C之间存在另一偶联部位。因此NADH呼吸链存在三个偶联部位,琥珀酸呼吸链存在两个偶联部位。②计算各阶段所释放的自由能变化来推测偶联部位。已知每产生一克分子ATP,需要能量30.5kJ(或7.3K cal)上述部位的自由能变化均大于此值。电子传递链的其它部位自由能变化均小于此值,无偶联,释出的能量以热能形式散发。】

6.试述影响氧化磷酸化的因素。(6分)

【抑制剂:

(1)呼吸链抑制剂:阻断呼吸链不同环节的电子传递,常见的有阿米妥鱼藤酮抗霉素A H2S、CO、CN-、叠氮化合物(N3-)等

(2)解偶联剂:不影响呼吸链的电子传递,只抑制由ADP生成ATP的磷酸化过程。使氧化磷酸化脱节,P/O比值降低甚至为0。解偶联剂中最常见的是二硝基苯酚。

(3)氧化磷酸化抑制剂:对电子传递和ADP磷酸化都有抑制。如寡霉素。

ADP和ATP的调节:当细胞内某些需能过程速度加快,ATP分解为ADP和Pi,ADP浓度增高,转运入线粒体后使氧化磷酸化速度加快;反之ADP不足,使氧化磷酸化速度减慢,这种调节作用可使ATP的生成速度适应生理需要。

甲状腺素:甲状腺素可活化许多组织细胞膜上的N+-K+-ATP酶,使ATP加速分解为

ADP和Pi,ADP增加促进氧化磷酸化。由于ATP的合成和分解速度均增加,另外甲

状腺素(T3)还可使解偶联蛋白基因表达增加,因而引起耗氧和产热均增加。所以

甲状腺机能亢进的病人基础代谢率增高。