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( ) [1]8、琥珀酸脱氢酶的辅基FAD与酶蛋白之间以共价键结合。 ( ) [2]9、在消耗ATP的情况下,电子可从复合体Ⅳ流动到复合体Ⅰ。 ( ) [3]10、细胞色素c是复合体Ⅲ中一种单纯的电子传递体。 ( ) [4]11、Fe-S蛋白是一类特殊的含有金属Fe和无机硫的蛋白质。 ( ) [5]12、线粒体内膜上的复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ中均含有Fe-S蛋白。 ( ) [6]13、呼吸作用和光合作用均能导致线粒体或叶绿体基质的pH值升高。 ( ) [7]14、抗霉素A能阻断异柠檬酸氧化过程中ATP的形成,但不阻断琥珀酸氧化过程中ATP的形成。

( ) [8]15、生物氧化只有在氧气的存在下才能进行。 ( ) [9]16、NADH和NADPH都可以直接进入呼吸链。

( ) [10]17、对于ATP水解成ADP的反应,?G大约等于?G0。

( ) [11]18、如果线粒体内ADP浓度较低,则加入DNP将减少电子传递的速率。

0?三、选择题

(以下各题均有五个备选答案,试从其中选出一个)

1、米酵菌酸能够抑制氧化磷酸化是因为它直接作用( ) [12] (A)复合体Ⅰ (B)复合体Ⅱ (C)复合体Ⅲ (D)复合体Ⅳ (E)ADP/ATP交换体

[13]2、F-ATPase)的活性中心位于( ) F1F0-ATP合成酶(F10(A)α亚基 (B)β亚基 (C)γ亚基 (D)δ亚基 (E)ε亚基 12

8、对。琥珀酸脱氢酶的辅基FAD与酶蛋白的一个组氨酸以共价键相连。 9、对。在特定的条件下,电子的流动是可逆的。 3

10、错。细胞色素作为一种可溶性的流动的电子传递体,不属于任何复合体。 4

11、错。某一类Fe-S蛋白不含无机硫。 5

12、错。复合体Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ均含有Fe-S蛋白,但复合体Ⅳ缺乏Fe-S蛋白。 6

13、对。呼吸作用产生跨线粒体内膜的质子梯度,线粒体基质pH值升高,光合作用产生跨类囊体膜的

质子梯度,同样使得叶绿体基质的pH值升高。 7

14、错。抗霉素A的作用部位是呼吸链的细胞色素b和c1之间,因此对异柠檬酸的氧化和琥珀酸的氧

化都有抑制作用。 8

15、错。只要有合适的电子受体,生物氧化就能进行。 9

16、错。 NADPH通常作为生物合成的还原剂,并不能直接进入呼吸链接受氧化。只是在特殊的酶的作

用下,NADPH上的H被转移到NAD上,然后由NADH进入呼吸链。

17、错。因为此反应产生了H,[H]为1mol/L(?G)和[H]为10?7mol/L(?G)情况下,标准自由

能的变化是十分不同的。 11

18、错。在正常的生理条件下,电子传递与氧化磷酸化是紧密偶联的,低浓度的ADP限制了氧化磷酸

化,因而就限制了电子的传递速率。而DNP是一种解偶联剂,它可解除电子传递和氧化磷酸化的紧密偶联关系,在它的存在下,氧化磷酸化和电子传递不再偶联,因而ADP的缺乏不再影响到电子的传递速率。 12

1、(A)。米酵菌酸与苍术苷一样都是线粒体内膜上ADP/ATP交换体的抑制剂。 13

2、(B)。

10

???0?0?3、下列哪一种物质最不可能通过线粒体内膜?( ) [1] (A)Pi (B)苹果酸 (C)柠檬酸 (D)丙酮酸 (E)NADH 4、可作为线粒体内膜标志酶的是( ) [2]

(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

5、将离体的线粒体放在无氧的环境中,经过—段时间以后,其内膜上的呼吸链的成分将会完全以还原形式存在,这时如果忽然通入氧气,试问最先被氧化的将是内膜上的哪一种复合体?( ) [3]

(A)复合体Ⅰ (B)复合体Ⅱ (C)复合体Ⅲ (D)复合体Ⅳ (E)复合体Ⅴ 6、如果质子不经过F1F0-ATP合成酶回到线粒体基质,则会发生( ) [4] (A)氧化 (B)还原 (C)解偶联 (D)紧密偶联 (E)主动运输

7、在离体的完整的线粒体中,在有可氧化的底物的存在下,加入哪一种物质可提高电子传递和氧气摄入量?( ) [5]

(A)更多的TCA循环的酶 (B)ADP (C) FADH2 (D)NADH (E)氰化物 8、下列氧化还原系统中标准氧化还原电位最高的是( ) [6] (A)延胡索酸/琥珀酸 (B)CoQ/CoQH2

(C)细胞色素a(Fe2?Fe3?) (D)细胞色素b(Fe2?Fe3?) (E) NAD?/NADH

9、下列化合物中,除了哪一种以外都含有高能磷酸键?( ) [7]

(A) NAD? (B)ADP (C)NADPH (D)FMN (E)磷酸烯醇式丙酮酸 10、下列反应中哪一步伴随着底物水平的磷酸化反应?( ) [8]

(A)葡萄糖→葡萄糖-6-磷酸 (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 (E)苹果酸→草酰乙酸

11、乙酰CoA彻底氧化过程中的PO值是( ) [1] 1

3、(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通过内膜,只有NADH没有相应的运输载体,所以它不能透过内膜。 2

4、(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的基质中,单胺氧化酶则定位于线粒

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。 3

5、(D)。复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ是呼吸链的成分,其中复合体Ⅳ最接近O2,因此在通入O2之后,它最先

被氧化。 4

6、(E)。当质子不通过F0进入线粒体基质的时候,ATP就不能被合成,但电子照样进行传递,这就意味

着发生了解偶联作用。 5

7、(B)。ADP作为氧化磷酸化的底物,能够刺激氧化磷酸化的速率,由于细胞内氧化磷酸化与电子传递

之间紧密的偶联关系,所以ADP也能刺激电子的传递和氧气的消耗。 6

8、(C)。电子传递的方向是从标准氧化还原电位低的成分到标准氧化还原电位高的成分,细胞色素

a(Fe2?Fe3?)最接近呼吸链的末端,因此它的标准氧化还原电位最高。

7

9、(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

酸磷酸包含有高能磷酸键,只有FMN没有高能磷酸键。 8

10、(E)。甘油-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。

?(A)2.0 (B)2.5 (C)3.0 (D)3.5 (E)4.0

12、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?( ) [2] (A)ADP (B)磷酸烯醇式丙酮酸 (C)ATP (D)cAMP (E)磷酸肌酸 13、下列化合物中除了哪种以外都含有高能磷酸键?( ) [3]

(A) NAD? (B) NADP? (C)ADP (D)FAD (E)磷酸烯醇式丙酮酸 14、下列化合物中哪一个不是呼吸链的成员?( ) [4]

(A)CoQ (B)细胞色素c (C)辅酶I (D)FAD (E)肉毒碱

四、问答题

1、将新鲜制备的线粒体与β-羟丁酸,氧化型细胞色素c,ADP,Pi和KCN保温,然后测定β-羟丁酸的氧化速率和ATP形成的速率。

(1)写出该系统的电子流动图。

(2)预期1分子β-羟丁酸该系统中氧化可产生多少分子ATP? (3)能否用NADH代替β-羟丁酸? (4)KCN的功能是什么?

(5)写出该系统电子传递的总平衡反应式。 (6)计算该系统净的自由能变化值(?G)。

(7)如在这个系统中加入鱼藤酮,结果会有什么不同? [5]

2、以前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,但不久即被放弃使用,为什么? [6]

3、使用亚硝酸盐并结合硫代硫酸钠可用来抢救氰化钾中毒者,为什么? [7]

1

11、(C)。乙酰CoA彻底氧化需要消耗一分子氧气,即4个氧原子,可产生12分子的ADP,因此PO值是12/4=3。

12、(E)。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。 3

13、(D)。 4

14、(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。

2

0? (1)β-羟丁酸→NAD? →FMN→Fe-S→CoQ→Cyt b→Fe-S→Cyt c1→Cyt c。 (2)2,因为细胞色素氧化酶(Cyt aa3)被抑制。

(3)不能,因为NADH不能自由地通过线粒体内膜。

(4)抑制细胞色素氧化酶,使得电子从Cyt c离开呼吸链。

5

(5)β-羟丁酸 + 2Cyt c- Fe+ 2ADP + Pi + 4H → 乙酰乙酸 + 2Cyt c-Fe + 2ATP + 2H2O

(6)-35.8kJ/mol。

(7)鱼藤酮是一种电子传递的抑制剂,它的抑制部位为复合体Ⅰ,因此当在体系中加入鱼藤酮以后,电子传

递和氧化磷酸化均受到抑制。 6

2、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。 7

3、氰化钾的毒性是因为它在细胞内阻断了呼吸链。氰化钾中的N原子含有孤对电子能够与呼吸链中的

3??2?4、将完全还原的细胞色素c,ADP,无机磷酸和抗霉素A一起加入新鲜制备的完整的线粒体中,然后通入氧气,这时细胞色素c将被氧化,ATP生成,PO值为1.0。

(1)写出该系统的电子流动示意图。 (2)为什么要加抗霉素A?

(3)这个实验能告诉你氧化磷酸化的偶联部位在哪里? (4)写出平衡的总反应式。 (5)计算总反应的?G。[1]

5、琥珀酸脱氢酶能否使用NAD?作为辅基?为什么? [2]

6、由P. Mitchell提出的化学渗透学说的主要内容是什么?有哪些主要的证据支持化学渗透学说? [3]

7、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。[4] 8、怎样证明琥珀酸脱氢酶的辅基是与酶蛋白之间以共价键相结合的?如何确定它与哪一个氨基酸残基相连? [5]

9、在测定α-酮戊二酸的PO值的时候,为什么通常需要在反应系统之中加入一些丙

3?细胞色素aa3的氧化形式,即高价铁形式(Fe)以配位键结合,而阻止了电子传递给O2。亚硝酸在

体内可以将血红蛋白的血红素辅基上的Fe氧化为Fe。当血红蛋白的血红素辅基上的Fe转变为

2?3?0?2?Fe3?以后,它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。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?。

1

4、(1) Cyt c → Cyt a → Cyt a3 →O2

(2)阻止外源底物的氧化。

(3)有一个位点与细胞色素氧化酶相联系。

(4)2Cyt c-Fe + 1/2O2 + 2ADP + 2Pi + 4H→ 2Cyt c-Fe + 2ATP + 2H2O (5)70kJ/mol 2

5、琥珀酸脱氢酶不能使用NAD?作为辅基,这是因为NAD?NADH?H?的标准氧化还原电位不同于

3??2?FADFADH2的标准氧化还原电位:E0?(NAD?NADH?H?)=-0.32V,一0.32V,E0?(FADFADH2)=-0.22V 而E0? (反丁烯二酸/琥珀酸)=0.03V。一种物质的E0?越大,越容易得

到电子,所以琥珀酸很难将电子交给NAD?。 3

6、P. Mitchell提出的化学渗透学说的主要内容是:电子沿着呼吸链传递的时候,释放出自由能转变为跨

膜(跨线粒体内膜或细菌质膜)的质子梯度。当质子通过F1F0-ATP合成酶回到线粒体基质或细菌细胞质的时候,ATP被合成了。

化学渗透学说的主要证据包括:(1)氧化磷酸化需要完整的线粒体内膜;(2)随着细胞呼吸的进行,线粒体

外室的pH值降低;(3)人为建立的pH梯度可驱动ATP的合成;(4)破坏线粒体内膜的电化学梯度的解偶联剂(uncoupler)或离子载体(ionphore)能够抑制氧化磷酸化。相反能够提高线粒体外室pH值的化合物能刺激ATP的合成;(5)分离纯化到F1F0-ATP合成酶。将该酶在体外与一种来源于嗜盐菌质膜的细菌视紫红质(bacteriohodopsin,在光照下,能够形成跨膜的质子梯度)重组到脂质体上,可催化ATP的合成。 4

7、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。 5

8、先分离纯化出琥珀酸脱氢酶.然后使用蛋白酶或者无机酸,将琥珀酸脱氢酶完全水解,水解的产物

进行氨基酸分析,如纸电泳。将电泳的指纹图与标准电泳图谱进行比较,找出异常的条带,回收该条带的样品,进行进一步的分析。最终可确定FAD是不是与酶蛋白以共价键相连,并且能够弄清楚它与哪一个氨基酸残基相连。