第八章 生物氧化
第八章生物氧化
一、名词解释
1、生物氧化
2、呼吸链
3、氧化磷酸化
4、磷氧比P/O
5、底物水平磷酸化
6、化学渗透学说
二、填空题
1、生物氧化是在细胞中彻底氧化分解生成，同时产生_________的过程。
2、生物体内A TP生成的方式包括和两种，其中以为主。
3、生物氧化中产生的CO2的生成不是碳与氧的直接结合，而是由有机物氧化成，经脱羧而产生的。生物体中的脱羧方式有两种：和。
4、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。原核生物的呼吸链位于。
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、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_________。
7、NADH呼吸链中氧化磷酸化的偶联部位是、和。
8、在呼吸链中，氢或电子从氧化还原电位的载体依次向化还原电位的载体传递。
9、以NADH为辅酶的脱H酶类主要参与的作用，即参与从到电子传递；以NADPH为辅酶的脱H酶类，主要是将分解代谢中间产物上的转移到反应中需要电子的中间产物上。
10、P/O值是指。NADH的P/O值是，FADH2的P/O值是。
11、在无氧条件下，呼吸链各传递体都处于_________状态。
12、呼吸链中唯一的一个小分子的物质是_________，又称为。它在呼吸链中的作用是。
13、细胞色素是一类以为辅基的蛋白质，在呼吸链中的功能是：。在典型的线粒体呼吸链中的细胞色素有几种，其顺序是：。
14、线粒体呼吸链中电位跨度最大的一步是在_________。
15、鱼藤酮，抗霉素A，CNˉ、N3ˉ、CO，的抑制作用分别是_________，_________，和_________。
16、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_________。
17、在肝脏和心肌等组织中，胞液中的NADH在酶的催化下使草酰乙酸还原成，NADH变为NAD+，进入线粒体，并受线粒体中的酶作用使NAD+还原成NADH，然后进入呼吸链，生成的草酰乙酸需转化成才能逸出线粒体。
18、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。此学说认为：呼吸链组分定位于内膜上，其递氢体有泵作用，因而造成内膜两侧的差，同时被膜上的酶所利用，促使ADP磷酸化生成A TP。
19、ATP合成酶位于内膜上，主要由和组成。前者是向内膜间质一侧形成的球状突起，功能是。后者镶嵌在内膜中，形成。
20、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。
21、NADH呼吸链是由个复合体和个独立成分组成，其中复合体Ⅰ的两个辅基是和，复合体Ⅰ的功能是。呼吸链中的复合物IV又称，包含有细胞色素，可将电子传递给_________，又称为。
三、单项选择题
1、下列关于细胞色素的叙述中正确的是：
A. 都是递H体
B. 都是递电子体
C. 全部存在于线粒体基质中
D. 都受CN-、CO的抑制
2、下列细胞色素中能直接被氧分子氧化的是：
A．细胞色素aa3B．细胞色素b C．细胞色素c D．细胞色素c1 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、下列关于NAD+的说法正确的是：
A．接受两个电子和两个H+B．接受两个电子和一个H+
C．接受一个电子和两个H+D．在还原性生物合成中转运电子
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、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。
D．线粒体呼吸链是生物体唯一的电子传递体系
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．14或15 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．甘油酸磷酸激酶B．果糖磷酸激酶
C．丙酮酸激酶D．琥珀酸硫激酶
12、下列化合物中除哪一种外都是呼吸链的组成成分？
A．CoQ B．Cytb C．CoA D．NAD+ 13、一氧化碳中毒是由于抑制了哪种细胞色素？
A．Cytc B．Cytb C．Cytc1D．Cyt aa3
14、下列关于化学渗透学说的叙述，不正确的是：
A. 各递H体和递电子体都具有质子泵的作用
B. 呼吸链各组分按特定的位置排列在线粒体内膜上
C. 线粒体内膜外侧的H+不能自由返回膜内
D. H+返回膜内时可以推动ATP酶合成ATP
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．阳光D．周围的热能
16、下列电子传递过程中不能生成ATP的是：
A. NADH→CoQ
B. CoQ→Cytc
C. FADH2→CoQ
D. Cytaa3→O2
17、下列物质最不能透过线粒体内膜的是：
A. CO2
B. 草酰乙酸
C. 丙酮酸
D. 苹果酸
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．二羟丙酮磷酸被NADH还原成甘油-3-磷酸进入线粒体，在内膜上又被氧化成二羟丙酮同时生成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．1.5 B．2 C．2.5 D．3
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；
21、下列细胞色素中能直接被氧分子氧化的是：
A．细胞色素aa3B．细胞色素b C．细胞色素c D．细胞色素c1 22、一对电子沿电子传递链传递时电子传递体的正确顺序是：
A．NADH→复合体Ⅰ→复合体Ⅱ→CoQ→复合体Ⅲ→cytc→复合体Ⅳ→O2；
B．FADH2→复合体Ⅰ→CoQ→复合体Ⅲ→cytc→复合体Ⅳ→O2；
C．NADH→复合体Ⅱ→CoQ→复合体Ⅲ→cytc→复合体Ⅳ→O2；
D．NADH→复合体Ⅰ→CoQ→复合体Ⅲ→cytc→复合体Ⅳ→O2；
23、下列呼吸链组分中，不含FeS蛋白的是：
A．复合体Ⅰ、B．复合体ⅡC．复合体ⅢD．复合体Ⅳ
24、如果反应A→B的△G’=-12kJ/mol，下面说法正确的是：
A. 反应可以从左向右自发进行
B. 反应可以从右向左自发进行
C. 平衡常数有利于形成B
D. △G0’也是负值
25、下列不属于高能化合物的是：
A. 磷酸肌酸
B. 乙酰辅酶A
C. 磷酸烯醇式丙酮酸
D. 3-磷酸甘油酸
26、下列化合物中除哪一种外都含有高能磷酸键？
A. ADP
B. 1,3-二磷酸甘油酸
C. 6-磷酸葡萄糖
D. 琥珀酰CoA
27苹果酸穿梭作用的生理意义在于：
A、将草酰乙酸带入线粒体彻底氧化
B、维持线粒体内外有机酸的平衡
C、进行谷氨酸、草酰乙酸转氨基作用
D、将细胞液中NADH+ H+的2H带入线粒体
四、是非判断题
( )1、同一有机物在空气中燃烧和在生物体内的生物氧化的化学本质是完全相同的，所释放的能量也相同。
( )2、代谢物上脱下的2mol的氢原子经呼吸链氧化成水时，所释放的能量都储存于高能化合物分子中。
( )3、Fe-S蛋白是一类特殊的含有金属Fe和无机S的蛋白质。
( )4、NADH和NADPH都可以直接进入呼吸链。
( )5、线粒体中，合成ATP所需的能量是从跨线粒体内膜的质子梯度获得的。
( )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A TP供机体利用。
( )7、NADH脱H酶是指以DNA+为辅酶的脱H酶的总称。
( )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、CN-对氧化磷酸化的影响主要是抑制ATP的生成，但不抑制电子的传递过程。
( )11、动物体细胞中线粒体外生成的NADH也可直接通过NADH呼吸链氧化。
( )12、呼吸链中的细胞色素和铁硫蛋白都是借Fe2+和Fe3+的互变而传递电子。
( )13、△G＜0和△E＜0都表示该反应在热力学上是有利的。
( )14、ATP虽然含有大量的自由能，但它并不是能量的贮存形式。
( )15、6-磷酸葡萄糖生成过程中消耗了ATP，所以它就是高能化合物。
( )16、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。
五、问答题
1、何谓生物氧化？生物氧化有何特点？简述生物氧化过程中CO2和水的生成过程。
2、命名TCA循环中催化氧化反应的酶，并指出哪些酶催化的是氧化脱羧反应。
3、什么是呼吸链？写出呼吸链的组成和排列顺序。有哪些方法可以确定呼吸链中的电子传递顺序？
4、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?
5、何谓氧化磷酸化作用？有几种方式？其中哪一种是最主要的方式？
6、举例说明什么是底物水平的磷酸化作用？
7、什么是电子传递体系的磷酸化？NADH呼吸链中有几个氧化磷酸化偶联部位？
8、什么是P/O比值？测定P/O比值有何作用？
9、什么是铁硫蛋白？有几种类型？在呼吸链中的作用是什么？
10、比较胞液中NADH氧化时的两种穿梭系统
11、简述化学渗透学说的内容。
12、简述ATP酶复合体的结构及功能。
六、分析及计算
1、氰化物为什么能引起细胞窒息死亡？
2、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？
3、在线粒体生物氧化体系中，电子传递和氧化磷酸化作用有何联系？
4、当供给充分的底物异柠檬酸、无机磷、ADP和氧，分别用鱼藤酮、抗霉素A和氰化物作为抑制剂时，线粒体中的NAD+、NADH脱H酶、cytb、cytc和cyta的氧化还原状态
5、为什么ATP是高能化合物？既然是高度放能，为什么其水解还需要酶的催化？
6、怎样判断一个生物化学反应在标准状态下进行的方向？A TP、磷酸烯醇式丙酮酸、磷酸肌酸、葡萄糖-6-磷酸在水解时标准自由能的变化分别为－30.5kJ/mol、－61.9kJ/mol、－43.1kJ/mol、－13.8kJ/mol，当反应物、产物的起始浓度为1mol/L时，判断下列反应进行的方向：(1)磷酸肌酸+ADP→A TP+肌酸；(2)磷酸烯醇式丙酮酸+ADP→ATP+丙酮酸；(3)葡萄糖-6-磷酸+ADP→A TP+葡萄糖。
第八章 生物氧化
第5单元生物氧化 （一）名词解释 1.呼吸链； 2.氧化磷酸化作用； 3.磷氧比值（P／O）； 4. 底物水平磷酸化； 5. 解偶联剂； 6. 化学渗透学说 （二）填空 1.生物分子的E0＇值小，则电负性，供出电子的倾向。 2.P／O值是指，NADH的P／O值是＿＿，还原性维生素C的P／O值是，在DNP(2,4-二硝基苯酚)存在的情况下，氧化分解琥珀酸的P／O值是＿＿。 3.在呼吸链中，氢或电子从氧还电势的载体依次向氧还电势的载体传递。 4.化学渗透学说认为：呼吸链组分定位于内膜上，其递氢体有泵作用，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。（三）选择题（在备选答案中选出1个或多个正确答案） 1.生物氧化的反应类型不包括下列哪种反应？ A.脱氢反应 B.失电子反应 C.羟化反应 D.脱羧反应 E.加水脱氢反应 2.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 E.主动运输 3.有关呼吸链的正确叙述是 A.两类呼吸链都由四种酶的复合体组成 B. 电子传递体同时兼有传氢体的功能 C.传氢体同时兼有传递电子的功能 D.抑制细胞色素aa3，则呼吸链各组分都呈氧化态 E.呼吸链组分通常按E0大到小的顺序排列 4.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.2,4-二硝基酚 D.缬氨霉素 E.寡霉素 5.下列关于化学渗透学说的叙述哪一条是不对的 A.各递氢体和递电子体都有质子泵的作用 B.呼吸链各组分按特定的位置排列在线粒体内膜上 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 E.ATP酶可以使膜外侧H+返回膜内侧 6.呼吸链的各细胞色素在电子传递中的排列顺序是（福建师范大学1999年考研题） A.c1→b→c→aa3→O2 B.c→c1→b→aa3→O2； C.c1→c→b→aa3→O2； D.b→c1→c→aa3→O2； E.b→c→c1→aa3→O2 （四）是非题 1.生物氧化只有在氧气存在的条件下才能进行。 2.NADH脱氢酶是以NAD+为辅酶的脱氢酶的总称。 3.代谢物脱下的2摩尔氢原子经呼吸链氧化成水时，所释放的能量都储存于高能化合物中。 4.寡霉素专一地抑制线粒体F1F0-ATPase的F0，从而抑制ATP的合成。 （五）分析与计算题 1.什么叫呼吸链？它由哪些组分组成？有哪些方法可用来确定电子传递顺序？ 2.为什么在通气条件下生产等量的酵母菌体所消耗的葡萄糖量明显低于静置培养？ 参考答案
生物化学重点_第八章 生物氧化和能量转换教学提纲
第八章生物氧化和能量转换 一、生物氧化的概念和特点： 生物氧化（biological oxidation）是指细胞内的糖、蛋白质和脂肪进行氧化分解而生成CO2和H2O，并释放能量的过程。生物氧化在细胞内进行的；在常温、常压、近于中性及有水环境中进行的；反应逐步释放出能量，相当一部分能量以高能磷酸酯键的形式储存起来。 二、线粒体氧化呼吸链： 生物氧化过程中，从代谢物上脱下的氢由一系列传递体依次传递，最后与氧形成水的整个体系称为呼吸链。这些递氢体或递电子体往往以复合体的形式存在于线粒体内膜上。主要的复合体有： 1．复合体Ⅰ（NADH-泛醌还原酶）：其作用是将（NADH+H+）传递给CoQ。2．复合体Ⅱ（琥珀酸-泛醌还原酶）：其作用是将FADH2传递给CoQ。 3．复合体Ⅲ（泛醌-细胞色素c还原酶）：其作用是将电子由泛醌传递给Cytc。4．复合体Ⅳ（细胞色素c氧化酶）：其作用是将电子由Cytc传递给氧。 三、呼吸链成分的排列顺序： 由上述递氢体或递电子体组成了NADH氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链两条呼吸链。 1．NADH氧化呼吸链：其递氢体或递电子体的排列顺序为：NA DH→ FMN→CoQ→b→ c1 → c →aa3 →1/2O2 。丙酮酸、α-酮戊二酸、异柠檬酸、苹果酸、β-羟丁酸、β-羟脂酰CoA脱氢后经此呼吸链递氢。 2．琥珀酸氧化呼吸链：其递氢体或递电子体的排列顺序为：FAD→CoQ→b→ c1 → c →aa3 →1/2O2 。琥珀酸和脂酰CoA脱氢后经此呼吸链递氢。 四、生物体内能量生成的方式： 1．氧化磷酸化：在线粒体中，底物分子脱下的氢原子经递氢体系传递给氧，在此过程中释放能量使ADP磷酸化生成ATP，这种能量的生成方式就称为氧化磷酸化。
第八章 生物氧化 课外练习题
第八章生物氧化课外练习题 一、名词解释 1、生物氧化：指发生在线粒体内的一系列传递氢和电子的氧化还原反应，有机物质被氧化，生成二氧化碳和水，并逐步放出能量的过程。 2、呼吸链：呼吸代谢中间产物的电子和质子，沿着一系列有顺序的排列在线粒体内膜上的电子传递体组成的电子传递途径，传递到分子氧的总过程。 3、氧化磷酸化：代谢物氧化脱氢经呼吸链传递给氧生成水的同时，释放的能 量使ADP磷酸化生成ATP，由于是代谢物的氧化反应与ADP的磷酸化反应偶 联发生，因此称为氧化磷酸化。 二、符号辨识 1、Fe-S：铁硫蛋白； 2、CoQ：辅酶Q； 3、Cyt：细胞色素体系 三、填空 1、生物氧化通常需要消耗氧，所以又称为（呼吸）作用。有两种类型的氧化体系，即（线粒体）氧化体系和（非线粒体）氧化体系。 2、生物氧化的方式有（脱氢）氧化、（加氧）氧化和（脱羧）氧化三种。 3、呼吸链的组成成分包括脱氢酶的辅酶（NAD+）和（NADP+）、黄素蛋白 的辅基（FMN）和（FAD）以及（Fe-S）蛋白、（泛醌）和（细胞色素）体系。 4、呼吸链的氢传递体既传递质子也传递电子，其类型有（NAD+）、 （NADP+）、（FMN）、（FAD）和（UQ）。 5、呼吸链的电子传递体只传递电子，包括（细胞色素）体系、某些（黄素）蛋白和（铁硫）蛋白。 6、泛醌又称为（辅酶Q），广泛存在于动物和细菌的线粒体中。它是电子传递链中唯一的（非蛋白）电子载体，是一种（脂）溶性醌类化合物。 7、主要的两条呼吸链途径为（NADH）氧化呼吸链和（FADH2）氧化呼吸链，与氧化磷酸化偶联可分别产生（3）分子和（2）分子ATP。 8、ATP酶，由两个主要单元构成，（F0）起质子通道作用，（F1）起催化合 成ATP的作用。 9、氧化磷酸化的机制可用Mitchell的（化学渗透）假说予以解释。 10、氧化磷酸化的抑制包括（电子传递）抑制、（解偶联剂）抑制、（ATP酶）的失活以及（离子载体）的影响。 11、细胞的（微粒）体和（过氧化物酶）体中也发现有氧分子直接参与的生物 氧化体系。它们的共同点是（耗氧）量少，没有（ATP）的生成，但与体内许 多重要的生理活性物质，如类固醇激素、维生素D、胆汁酸等的生物合成以及 药物和毒物在体内的生物转化有关。
实验六 生物氧化与电子传递
实验六生物氧化与电子传递（3学时） 一实验目的与要求 1. 掌握电子在电子传递链中的传递过程； 2. 了解体外实验中研究电子传递链的方法。 二实验原理 生物氧化过程中代谢物脱下的氢由NAD+ 或FAD接受生成还原型NADH或FADH2，再经一系列电子传递体传递，最后与氧结合生成水。这些存在于线粒体内膜上的氧化还原酶及其辅酶依次排列，顺序地起传递电子或电子和质子的作用，称为电子传递链或呼吸链。 在体内，代谢中间产物琥珀酸在线粒体琥珀酸脱氢酶（辅酶FAD）的作用下脱氢氧化生成延胡索酸，脱下的氢使FAD还原成FADH2，再经电子传递链传递，即FADH2→Q→细胞色素（b→c1→c→aa3），最后与氧结合生成水。 在体外实验中，组织细胞生物氧化生成琥珀酸的量可采用在琥珀酸脱氢时伴有颜色变化的化合物作氢受体来研究。 本实验以2，6-二氯酚锭酚（DPI）为氢受体，蓝色的DPI从还原型黄素蛋白（FADH2）接受电子，生成无色的还原型DPI·2H，蓝色消失，其反应过程如下： 琥珀酸+FAD→延胡索酸+ FADH2 DPI（蓝色）+ FADH2→DPI·2H（无色）+FAD 根据褪色时间可测定生物氧化过程中各代谢物与琥珀酸之间在代谢途径中的距离。三、试剂及材料 磷酸钾缓冲溶液（PBS，50mmol/L，pH7.4）：0.2mol/L磷酸二氢钾溶液500ml和0.2mol/L 氢氧化钠溶液395ml混合加水至2000ml。 猪心，2，6-二氯酚锭酚（1.5mmol/LPBS），葡萄糖溶液（90mmol/LPBS），琥珀酸溶液（90mmol/LPBS），乳酸溶液（90mmol/LPBS），NAD+（5mmol/L磷酸盐缓冲溶液）。 四、仪器设备 绞肉机，纱布，细砂，研钵，冰浴，恒温水浴。 五、操作方法 1. 心肌提取液的制备 称取绞碎的心肌糜3g，置250ml烧杯中，加冰冷的去离子水200ml，搅拌1min，静置1min，小心倾去水层，同法洗涤3次后，以细纱布过滤并轻轻挤压除去过多液体。将肉糜转移至冰冷的研钵中，加等量细砂和PBS5ml，在冰浴中研磨至糊状，再加PBS15ml，抽提（至少5min），双层纱布过滤，滤液收集于试管，置冰浴中备用。 2. 底物的氧化 取6支试管编号，按下表依次加入各试剂（单位ml） 管号 1 2 3 4 5 6 DPI 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 葡萄糖溶液0.5 0.5 ———— 琥珀酸溶液——0.5 0.5 —— 乳酸溶液————0.5 0.5 NAD+0.5 —0.5 —0.5 — 将试管摇匀后于37℃中保温5min，加已经37℃水浴预保温5分钟的心肌提取液各1ml，混匀并继续保温。 3. 观察 观察各管颜色变化，记录各管褪色时间，30min不褪色者记为不褪色。分析实验结果所
第八章 生物氧化
第八章生物氧化 一、内容提要 生物氧化是指糖、脂肪、蛋白质等供能物质在生物细胞中彻底氧化分解为CO2和H2O 并逐步释放能量的过程。 CO2的生成方式为有机酸脱羧。脱羧反应根据其发生在α碳原子及β碳原子，分为α脱羧和β脱羧。有的脱羧反应涉及氧化，因此脱羧反应又可分为不伴氧化的单纯脱羧和伴氧化的氧化脱羧。 线粒体内膜存在多种具有氧化还原功能的酶和辅酶，排列组成呼吸链。细胞的线粒体中，代谢物脱下的2H以质子和电子形式通过呼吸链逐步传递给O2生成H2O。从细胞内膜分离得到四种功能的呼吸链复合体：NADH-泛醌还原酶（复合体Ⅰ）、琥珀酸-泛醌还原酶（复合体Ⅱ）、泛醌-细胞色素C还原酶（复合体Ⅲ）和细胞色素C氧化酶（复合体Ⅳ）。CoQ、Cytc不包含在这些复合体中。体内存在两条呼吸链，即NADH氧化呼吸链及琥珀酸氧化呼吸链。 ATP的生成方式有两种：底物水平磷酸化和氧化磷酸化，以氧化磷酸化为主。氧化磷酸化是呼吸链电子传递过程中产生的能量，使ADP磷酸化生产ATP的过程。实验结果表明，每2H经NADH氧化呼吸链传递可产生约2．5个ATP，经琥珀酸氧化呼吸链传递可产生约1．5个ATP。氧化磷酸化受到甲状腺素和ADP/ATP比值的调节，同时易受呼吸链抑制剂、解偶联剂和ATP合酶抑制剂等抑制。底物水平磷酸化是代谢物分子中能量直接转移给ADP生成ATP的过程。 除ATP外还存在其它高能化合物，但生物体内能量的生成、转化、储存和利用都是以ATP为中心。在肌肉和脑组织中，磷酸肌酸可作为ATP的能量储存形式。 胞质中物质代谢生成的NADH不能直接进入线粒体，必须通过α-磷酸甘油和苹果酸-天冬氨酸两种穿梭机制进入线粒体进行氧化。 生物氧化过程中有时会生成反应活性氧类，他们具有强氧化性，对细胞有损伤作用。微粒体中的氧化酶类可以将某些底物分子羟基化，增强其极性，便于从体内排出；过氧化物酶体中的氧化酶类和超氧化物歧化酶对反应活性氧类具有一定的清除作用。 二、学习要求 （一）概述 掌握生物氧化的概念、方式及特点；熟悉生物氧化过程中CO2的生成方式，脱羧反
第八章生物氧化
问题1 10 分保存 体内CO2来自： A. 有机酸的脱羧 B. 真脂分解 C. 呼吸链的氧化还原过程 D. 糖原的分解 E. 碳原子被氧原子氧化 问题2 10 分保存 线粒体氧化磷酸化解偶联是意味着： A. 线粒体三羧酸循环停止 B. 线粒体氧化作用停止 C. 线粒体能利用氧，但不能生成ATP D. 线粒体膜的钝化变性 E. 线粒体膜ATP酶被抑制 问题3 10 分保存 劳动或运动时ATP因消耗而大量减少，此时： A. ADP大量磷酸化以维持A TP/ADP不变 B. ADP大量减少，ATP/ADP增高，呼吸随之加快 C. 以上都不对 D. ADP相应增加，A TP/ADP下降，呼吸随之加快 E. ADP相应减少，以维持ATP/ADP恢复正常 问题4 10 分保存 人体活动主要的直接供能物质是： A. ATP B. 脂肪酸 C. GTP D. 磷酸肌酸 E. 葡萄糖 问题5 10 分保存 氰化物中毒时，被抑制的是： A. Cyt b B. Cyt C C. Cyt a D. Cyt aa3 E. Cyt C1 问题6 10 分保存 肝细胞胞液中的NADH进入线粒体的机制是： A. 柠檬酸-丙酮酸循环 B. 肉碱穿梭
C. 苹果酸-天冬氨酸穿梭 D. α-磷酸甘油穿梭 E. 丙氨酸-葡萄糖循环 问题7 10 分保存 在胞质中进行的与生成能量有关的代谢途径是 A. 糖酵解 B. 氧化磷酸化 C. 三羧酸循环 D. 脂肪酸氧化 E. 电子传递 问题8 10 分保存 体内ATP生成的主要方式是 A. 肌酸磷酸化 B. 底物水平磷酸化 C. 糖原磷酸化 D. 有机磷酸化 E. 氧化磷酸化 问题9 10 分保存 下列哪个物质不是琥珀酸呼吸链的组分 A. Cytaa3 B. CoQ C. NAD+ D. Cyt b E. FAD 问题10 10 分保存 脂溶性的递氢体是 A. NAD+ B. Fe-S C. FAD D. CoQ E. FMN 问题11 10 分保存 下列能显著促进氧化磷酸化的物质是 A. ATP B. ADP C. 维生素C D. CoASH E. 琥珀酸
第八章 生物氧化
第八章生物氧化 一、名词解释 1、生物氧化 2、呼吸链 3、氧化磷酸化 4、磷氧比P/O 5、底物水平磷酸化 6、化学渗透学说 二、填空题 1、生物氧化是在细胞中彻底氧化分解生成，同时产生_________的过程。 2、生物体内A TP生成的方式包括和两种，其中以为主。 3、生物氧化中产生的CO2的生成不是碳与氧的直接结合，而是由有机物氧化成，经脱羧而产生的。生物体中的脱羧方式有两种：和。 4、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。原核生物的呼吸链位于。 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、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_________。 7、NADH呼吸链中氧化磷酸化的偶联部位是、和。 8、在呼吸链中，氢或电子从氧化还原电位的载体依次向化还原电位的载体传递。 9、以NADH为辅酶的脱H酶类主要参与的作用，即参与从到电子传递；以NADPH为辅酶的脱H酶类，主要是将分解代谢中间产物上的转移到反应中需要电子的中间产物上。 10、P/O值是指。NADH的P/O值是，FADH2的P/O值是。 11、在无氧条件下，呼吸链各传递体都处于_________状态。 12、呼吸链中唯一的一个小分子的物质是_________，又称为。它在呼吸链中的作用是。 13、细胞色素是一类以为辅基的蛋白质，在呼吸链中的功能是：。在典型的线粒体呼吸链中的细胞色素有几种，其顺序是：。 14、线粒体呼吸链中电位跨度最大的一步是在_________。 15、鱼藤酮，抗霉素A，CNˉ、N3ˉ、CO，的抑制作用分别是_________，_________，和_________。 16、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_________。 17、在肝脏和心肌等组织中，胞液中的NADH在酶的催化下使草酰乙酸还原成，NADH变为NAD+，进入线粒体，并受线粒体中的酶作用使NAD+还原成NADH，然后进入呼吸链，生成的草酰乙酸需转化成才能逸出线粒体。 18、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。此学说认为：呼吸链组分定位于内膜上，其递氢体有泵作用，因而造成内膜两侧的差，同时被膜上的酶所利用，促使ADP磷酸化生成A TP。 19、ATP合成酶位于内膜上，主要由和组成。前者是向内膜间质一侧形成的球状突起，功能是。后者镶嵌在内膜中，形成。 20、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
第八章生物氧化
第八章生物氧化 一、填空题： 1．电子传递链在原核细胞中存在于上，在真核细胞中存在于上。 2．鱼藤酮能阻断电子由向的传递，利用这种毒性作用，可作为重要的。 3．在动物体中形成ATP 的方式有和，但在绿色植物中还能进行。 4．电子传递链上的电子传递是一种反应，而ATP的合成过程则是一种反应。 5．电子传递链上电子传递与氧化磷酸化之间的偶联部位是之间，之间，______________之间。 6．解释氧化磷酸化作用机制被公认的学说是，是英国生物化学家于1961年首先提出的。 7．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分的。 8．动物体内高能磷酸化合物的生成方式有和两种。 9．NADH呼吸链中氧化磷酸化发生的部位是在之间；之间；之间。 10．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。11．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。
12．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。 13、在生物氧化过程中，四种常用的氢载体为：_________、 _________、、。 二、选择题(只有一个最佳答案)： 2．下列化合物中不是电子传递链成员的是( ) ①CoQ ②Cytb ③CoA ④NAD+ 4．不属于电子传递抑制剂的是( ) ①一氧化碳②抗霉素③2，4-二硝基苯酚④氰化物 5．属于解偶联剂的是( ) ①2,4-二硝基苯酚②硫化氢③叠氮化合物④抗霉素A 8．电子传递链上的未端氧化酶是( ) ①NADH脱氢酶②琥珀酸脱氢酶③细胞色素b ④细胞色素a3 10．关于电子传递链的下列叙述中哪个是不正确的？（） ①线粒体内有NADH+H+呼吸链和FADH2呼吸链。 ②电子从NADH传递到氧的过程中有3个ATP生成。 ③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。 ④线粒体呼吸链是生物体唯一的电子传递体系。 11．一氧化碳中毒是由于抑制了哪种细胞色素？（） ①Cytc ②Cytb ③Cytc ④Cyt aa3 12．各种细胞色素在呼吸链中的排列顺序是：（）
第八章 生物氧化
授课时间：2008.3-2008.7,每周4学时,共18周 授课方式：理论讲授 第八章生物氧化（4学时） 【说明】本章系营养物质分解氧化产生能量的共同途径，也是其它物质代谢的预备知识。 重点掌握：生物氧化的特点、生物氧化的概念；生物氧化中水的生成方式、呼吸链的组成、排列顺序、呼吸链的抑制作用、线粒体的穿梭机制；高能化合物及高能键、ATP的生成方式、底物磷酸化与氧化磷酸化、P/O 比值、偶联部位与解偶联作用、化学渗透学说。 一般了解：递氢体和电子传递体的结构、化学偶联学说、生物氧化CO2中的生成。 本章难点：氧化磷酸化偶联机制：化学渗透学说，用图解解和细胞膜的选择透过性来解释，并结合质子通道和任何反应包括ATP的合成必须由酶来催化解释偶联。 第一节概述 营养物质（糖、脂肪和蛋白质）在体内分解，消耗氧气，生成CO2和H2O同时产生能量的过程叫做生物氧化（biological oxidation），或组织氧化、细胞氧化。 一、生物氧化的特点 （1 环境； （ 2pH值近中性； （3 ）并且可以转变成为可以利用的化学能，如ATP， 而体外的氧化反应，特别是体外的燃烧过程中，能量的释放是骤然间释放的，并且所释放的能量都以光和热的形式散发掉，很少可以直接转变成化学能。 （ 4 和化学键的断裂等方式进行。 虽然生物氧化的前期反应是营养物质经各种不同的途径所进行的脱氢、脱羧等反应，而后期的递氢和传递电子的过程、与氧反应生成H2O的过程和大多数A TP的生成过程都是共同的。 二、生物氧化的场所 对于真核生物来说，生物氧化是在线粒体（mitochondria）中进行的，而原核生物则是在细胞膜上。 第二节氧化还原酶类 营养物质进行氧化分解是在各种氧化酶（oxidase）的催化下进行的。按照其催化反应的特点，氧化酶类包括需氧脱氢酶（aerobicdehydrogenase）、不需氧脱氢酶（anaerobicdehydrogenase）和氧化酶几种。 一、需氧脱氢酶
生化第八章生物氧化
第八章生物氧化 本章要点 △生物氧化：物质在生物体内的氧化。糖、脂肪、蛋白质等营养物质在体内氧化分解，最终生成CO2、H20，逐步释放能量供生命活动需要的过程。 一、氧化呼吸链是由具有电子传递功能的复合体组成 △氧化呼吸链：：生物体将NADH+H+和FADH2（还原当量）彻底氧化成H20和ATP的过程与细胞呼吸有关，需要消耗氧，参与氧化还原的组分由含辅助因子的多种蛋白酶复合体组成，形成一个连续的传递链，即氧化呼吸链。（一）、氧化呼吸链由4种具有传递电子能力的复合体组成 注 ①铁硫蛋白：其中的Fe离子与S原子（无机硫、半胱氨酸硫）结合形成铁硫中心。进行Fe2+?Fe3++e-，是单电子递体。 ②细胞色素Cyt：是一类含有血红素样辅基的电子传递蛋白，血红素中的Fe离子通过Fe2+?Fe3++e-传递电子，是单电子递体。可以分为a、b、c三个大类。 ③色素的电子链为： 复合体 复合体 （结合疏松，游离）（直接结合） （二）、NADH和FADH2是氧化呼吸链的电子供体 1. NADH氧化呼吸链：P/O= 2.5 ；NADH为电子供体 NADH→复合体I→泛醌（Co Q）→复合体III→细胞色素c（Cyt c）→复合体IV→O2 2.FADH2氧化呼吸链（琥珀酸氧化呼吸链）：P/O=1.5 ；FADH2为电子供体 琥珀酸→复合体I→泛醌（Co Q）→复合体III→细胞色素c（Cyt c）→复合体IV→O2 二、氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与ADP磷酸化偶联生成ATP （一）、氧化磷酸化欧联部位在复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ内 1.P/O比值：氧化磷酸化过程中，每消耗1/2molO2所需磷酸的摩尔数，即所能合成ATP的摩尔数（或一对电子通
9第八章 生物氧化
第八章生物氧化 生物体内，物质常可通过加氧、脱氢、失去电子的方式被氧化。营养物质经柠檬酸循环或其他代谢途径进行脱氢反应，产生的成对氢原子（2个氢质子和2个电子）以还原当量NADH+H+或FADH2的形式存在，是生物氧化（biological oxidation)过程中产生的主要还原性电子载体。机体在进行有氧呼吸时，这些还原性电子载体通过一系列的酶催化和连续的氧化还原反应逐步失去电子（电子传递），最终使氢质子与氧结合生成水。同时释放能量，驱动ADP磷酸化生成ATP，供机体各种生命活动的需要。 第一节氧化呼吸链是由具有电子传递功能的 复合体组成 生物体将NADH+H十和FADH2彻底氧化生成水和ATP的过程与细胞的呼吸有关，需要消耗氧，参与氧化还原反应的组分由含辅助因子的多种蛋白酶复合体组成，形成一个连续的传递链，因此称为氧化呼吸链（oxidative respiratory chain)。真核细胞ATP的生成主要在线粒体中进行，在氧化呼吸链中，参与传递反应的酶复合体按一定顺序排列在线粒体内膜上，发挥传递电子或氢的作用。其中传递氢的酶蛋白或辅助因子称之为递氢体，传递电子的则称之为电子传递体。由于递氢过程也需传递电子（2H++2e—），所以氧化呼吸链也称电子传递链（electron transfer chain)。 一、氧化呼吸链由4种具有传递电子能力的复合体组成 氧化呼吸链是由位于线粒体内膜上的4种蛋白酶复合体（complex)组成，分别称之为复合体I、II、III和IV。每个复合体都由多种酶蛋白和辅助因子（金属离子、辅酶或辅基）组成，但各复合体含有自己特定的蛋白质和辅助因子成分（表8-1）。各复合体中的跨膜蛋白成分使其能够镶嵌在线粒体内膜中，并按照一定的顺序进行排列（图8-1）。其中复合体I、III和IV镶嵌于线粒体内膜的双层脂质膜，而复合体II仅镶嵌在双层脂质膜的内侧。复合体中的蛋白质组分、金属离子、辅酶或辅基共同完成电子传递过程，主要通过金属离子价键的变化、氢原子（H++e—）转移的方式进行。电子的传递过程本质上是由电势能转变为化学能的过程，电子传递过程所释放的能量驱动H+从线粒体基质移至膜间腔，形成跨线粒体内膜的H+浓度梯度差，用于驱动ATP的合成。下面将分别叙述氧化呼吸链各复合体中主要酶蛋白或辅助因子的氧化还原作用及相应的电子传递过程。 175
第八章 生物氧化 练习题参考解答
第八章生物氧化练习题参考解答 一、名词解释 1．生物氧化：糖、脂肪、蛋白质等有机物在细胞内氧化分解生成二氧化碳和水，同时产生大量的能量的过程称为生物氧化。 1．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。 2．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A TP的作用，称为氧化磷酸化。 3．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A TP。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）。 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。 二、填空题 1．脱氢；脱电子；加氧 2．酶；辅酶；电子传递体 3．细胞质膜上 4．放能；自发进行 5．△G0＇＝-2.303RTlgK＇eq；0 6．小；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．NAD+→CoQ：Cytb→Cytc：Cytaa3→O2 11．2；3 12．底物水平的磷酸化：氧化磷酸化：氧化磷酸化 13．CoQ：传递H 14．丙酮酸脱氢酶（丙酮酸+NAD++CoASH→乙酰CoA+NADH+H++CO2）；异柠檬酸脱氢酶（异柠檬酸+ NAD+→α-酮戊二酸+ NADH+H++CO2）； 15．有机物分子：氧化分解：释放能量 16．ΔG；ΔG°；ΔG°＇ 17．释放的自由能大于20.92kJ／mol；A TP；偶联剂 18．线粒体；线粒体内膜上 19．生物氧化；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→CoQ：Cytb→Cytc1：Cytaa3→O2 23．细胞色素aa3；O2；细胞色素C氧化酶 24．Fe2+/ Fe3+；一个 25．细胞色素aa3→O2