藥學的生物化學-習題庫:生物氧化

一、選擇題

1．在生物化學反應中，總能量變化符合下列哪一項？（   )

A．受反應的能障影響

B．因輔助因子而改變

C．和反應物的濃度成正比

D．在反應平衡時最明顯

E．與反應機制無關(guān)

2．熱力學第二定律規(guī)定（   )

A．從理論上說，在0°K時可以達到永恒的運動

B．能量和質(zhì)量是可以保守和交換的

C．在能量封閉系統(tǒng)內(nèi)，任何過程都能自發(fā)地從最低能級到最高能級

D．在能量封閉系統(tǒng)內(nèi)，任何過程都具有自發(fā)地使熵增加的趨向

E．任何系統(tǒng)都自發(fā)地使自由能降低

3．二硝基苯酚能抑制下列哪種細胞功能（   )

A．糖酵解   B．肝糖異生   C．氧化磷酸化 D．檸檬酸循環(huán) E．以上都不是

4．氰化物引起的缺氧是由于（   )

A．樞性肺換氣不良 B．干擾氧的運輸 C．微循環(huán)障礙

D．細胞呼吸受抑制 E．上述的機制都不是

5．活細胞不能利用下列哪些能源來維持它們的代謝？（   )

A．ATP   B．脂肪 C．糖  D．周圍的熱能  E．陽光

6．肌肉中能量的主要貯藏形式是下列哪一種？（   )

A．ADP   B．磷酸烯醇式丙酮酸

C．CAMP D．ATP   E．磷酸肌酸

7．正常狀態(tài)下，下列哪種物質(zhì)是肌肉最理想的燃料？（   )

A．酮體   B．葡萄糖   C．氨基酸

D．游離脂肪酸 E．低密度脂蛋白

8．近年來關(guān)于氧化磷酸化的機制是通過下列哪個學說被闡明的？（   )

A． 巴士德效應

B． 化學滲透學說

C． Warburg^，s學說

D．共價催化理論

E． 協(xié)同效應

9．下列對線粒體呼吸鏈中的細胞色素b的描述，哪項是正確的？（   )

A． 標準氧化還原電位比細胞色素c和細胞色素a高

B． 容易從線粒體內(nèi)膜上分開

C．低濃度的氰化物或一氧化碳對其活性無影響

D．容易和細胞色素a反應

F． 不是蛋白質(zhì)

10．線粒體呼吸鏈的磷酸化部位可能位于下列哪些物質(zhì)之間？（   )

A．輔酶Q和細胞色素b

B．細胞色素b和細胞色素c

C．丙酮酸和NAD⁺

D．FAD和黃素蛋白

E．細胞色素c和細胞色素aa₃

11.關(guān)于生物合成所涉及的高能化合物的敘述，下列哪項是正確的？（   )

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類似的水解自由能

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時需要更高的能量

E．生物合成反應中所有的能量都由高能化合物來提供

12．關(guān)于有氧條件下，NADH從胞液進入線粒體氧化的機制下，下列哪項描述是正確的？（   )

A．NADH直接穿過線粒體膜而進入

B．磷酸二羥丙酮被NADH還原成3-磷酸甘油進入線粒體，在內(nèi)膜上又被氧化磷酸二羥丙酮同時生成NADH

C．草酰乙酸被還原成蘋果酸，進入線粒體后再被氧化成草酰乙酸，停留于線粒體內(nèi)

D．草酰乙酸被還原成蘋果酸進入線粒體，然后再被氧化成草酰乙酸，再通過轉(zhuǎn)氨基作用生成天冬氨酸，最后轉(zhuǎn)移到線粒體外

E．通過肉毒堿進行轉(zhuǎn)運進入線粒體

13．寡霉素通過什么方式干擾了高能化合物ATP的合成？（   )

A．使細胞色素c與線粒體內(nèi)膜分離

B．使電子在NADH與黃素酶之間的傳遞被阻斷

C．阻礙線粒體膜上的肉毒堿穿梭

D．抑制線粒體內(nèi)的ATP酶

E．使線粒體內(nèi)膜不能生成有效的氫離子梯度

14．肌肉或神經(jīng)組織細胞內(nèi)NAD⁺進入線粒體的穿梭機制主要是（   )

A．α-磷酸甘油穿梭機制  B．檸檬酸穿梭機制

C．肉毒堿穿梭機制 D．丙酮酸穿梭機制

E．蘋果酸穿梭機制

15．下列關(guān)于化學滲透學說和敘述哪一條是不對的？（   )

A．呼吸鏈各組分按特定的位置排列在線粒體內(nèi)膜上

B．各遞氫體和遞電子體都有質(zhì)子泵的作用

C．線粒體內(nèi)膜外側(cè)H⁺不能自由返回膜內(nèi)

D．ATP酶可以使膜外H⁺不能返回膜內(nèi)

E．H⁺返回膜內(nèi)時可以推動ATP酶合成ATP

二、填空題

1．代謝物在細胞內(nèi)的生物氧化與在體外燃燒的主要區(qū)別是  、 和   。

2．真核細胞生物氧化是在  進行的，原核細胞生物氧化是在 進行的。

3．生物氧化主要通過代謝物 反應實現(xiàn)的，生物氧化產(chǎn)物的H₂O是通過 

  形成的。

4．典型的生物界普遍存在的生物氧化體系是由  、  和  三部分組成的。

5．填寫電子傳遞鏈是阻斷電子流的特異性抑制劑：

  NAD → FAD → CoQ → Cytb → Cytc₁ → Cytc → Cytaa₃ → O₂

6．解釋氧化磷酸化作用機制被公認的學說是  ，它是英國生物化學家

  于1961年首先提出的。

7．化學滲透學說主要論點認為：呼吸鏈組分定位于   內(nèi)膜上。其遞氫體有 作用，因而造成內(nèi)膜兩側(cè)的  差，同時被膜上  合成酶所利用，促使ADP+Pi → ATP。

8．呼吸鏈中氧化磷酸化生成ATP的偶聯(lián)部位是   、 和  。

9．綠色植物生成ATP的三種方式是   、 和 。

10. 每對電子從FADH₂轉(zhuǎn)移到 必然釋放出兩個H⁺進入線粒體基質(zhì)中。

11. 細胞色素P450在催化各種有機物羥化時，也使 脫氫。

12．以亞鐵原卟啉為輔基的細胞色素有  、   、   。以血紅素A為輔基的細胞色素是  。

13．NADH或NADPH結(jié)構(gòu)中含有 ，所以在 nm波長處有一個吸收峰；其分子中也含有尼克酰胺的 ，故在  nm波長處另有一個吸收峰。當其被氧化成NAD⁺或NADP⁺時，在  nm波長處的吸收峰便消失。

14. CoQ在波長 nm處有特殊的吸收峰，當還原為氫醌后，其特殊的吸收峰  。

15．過氧化氫酶催化 與 反應，生成  和   。

16．黃嘌呤氧化酶以   為輔基，并含有   和   ，屬于金屬黃素蛋白酶。它能催化   和  生成尿酸。

17．單胺氧化酶以   為輔基，它主要存在于  ，它能催化   、 

  等單胺類化合物  。

18．體內(nèi)CO₂的生成不是碳與氧的直接結(jié)合，而是   。

19．線粒體內(nèi)膜外側(cè)的α-磷酸甘油脫氫酶的輔酶是 ；而線粒體內(nèi)側(cè)的α-磷酸甘油脫氫酶的輔酶是  。

20．NADPH大部分在 途徑中生成的，主要用于   代謝，但也52667788.cn/wszg/可以在 酶的催化下把氫轉(zhuǎn)給NAD⁺，進入呼吸鏈。

21．動物體內(nèi)高能磷酸化合物的生成方式有 和   兩種。

22．NADH呼吸鏈中氧化磷酸化發(fā)生的部位是在 之間；  之間；  之間。

23．用特殊的抑制劑可將呼吸鏈分成許多單個反應，這是一種研究氧化磷酸化中間步驟的有效方法，常用的抑制劑及作用如下：

①魚藤酮抑制電子由 向 的傳遞。

②抗霉素A抑制電子由 向 的傳遞。

③氰化物、CO抑制電子由 向 的傳遞。

三、是非判斷題

1．物質(zhì)在空氣中燃燒和在體內(nèi)的生物氧化的化學本質(zhì)是完全相同的。

2．生物界NADH呼吸鏈應用最廣。

3．各種細胞色素組分，在電子傳遞體系中都有相同的功能。

4．2，4-二硝基苯酚是氧化磷酸化的解偶聯(lián)劑。

5．從低等單細胞生物到最高等的人類，能量的釋放、貯存和利用都以ATP為中心。

6．ATP雖然含有大量的自由能，但它并不是能量的貯存形式。

7．ATP在高能化合物中占有特殊地位，它起著共同的中間體作用。

8．呼吸鏈細胞色素氧化酶的血線素輔基Fe原子只形成五個配位鍵，另一個配位鍵的功能是與O2結(jié)合。

9．有機物的自由能決定于其本身所含基團的能量，一般是越穩(wěn)定越不活潑的化學鍵常具有較高的自由能。

10．磷酸肌酸是ATP高能磷酸基的貯存庫，因為磷酸肌酸只能通過惟一的形式轉(zhuǎn)移其磷酸基團。

四、名詞解釋題

1．呼吸鏈

2．磷氧比值

3．氧化磷酸作用

4．底物水平磷酸化

五、問答及計算題

1．何謂高能化合物？舉例說明生物體內(nèi)有哪些高能化合物？

2．何謂呼吸鏈？其排列順序可用哪些實驗方法來確定？

3．常見的呼吸鏈電子傳遞抑制劑有哪些？它們的作用機制是什么？

4．何謂解偶聯(lián)作用？如何證明2，4-二硝基酚是典型的解偶聯(lián)劑？

5．何謂氧化磷酸化作用？NADH呼吸鏈中有幾個氧化磷酸化偶聯(lián)部位？

6．氰化物為什么能引起細胞窒息死亡？其解救機制是什么？

7．解釋氧化磷酸作用機制的化學滲透學說的主要論點是什么？在幾種學說中，為什么它能

參考答案：

一、選擇題

1．E 2．D   3．C 4．D   5．D   6．E 7．A 8．B

9．C 10．B  11. B 12．D  13．D  14．A  15．B 

二、填空題

1．在細胞內(nèi)進行；溫和條件；酶催化

2．線粒體內(nèi)膜；細胞膜

3．脫氫；代謝物脫下氫經(jīng)呼吸鏈傳遞，最終與吸入的氧化合

4．脫氫；代謝物脫下氫經(jīng)呼吸鏈傳遞，最終與吸入的氧化合

5．魚藤酮；抗霉素A；氰化物

6．化學滲透學說；P．Mitchell

7．線粒體；質(zhì)子泵；氧化還原電位；ATP

8．FMN→CoQ；Cytb→Cytc；Cytaa₃→[O]

9．氧化磷酸化；光合磷酸化；底物水平磷酸化

10. CoQ

11. NADPH

12．細胞色素b；細胞色素c；細胞色素P₄₅₀；細胞色素aa₃

13．腺嘌呤核苷酸；260nm；吡啶環(huán)；340nm；340nm

14. 270～290nm；消失

15．H₂O₂；H₂O₂；H₂O；O₂

16．FAD；Mo和Fe；次黃嘌呤；黃嘌呤

17．FAD；線粒體的外膜中；兒茶酚胺；5-羥色胺；氧化脫氨基

18．有機酸脫羧生成的

19．NAD⁺；FAD

20．磷酸戊糖；合成；轉(zhuǎn)氫酶

21．氧化磷酸化；底物水平磷酸化

22．NADH和CoQ；細胞色素b和細胞色素c；細胞色素aa₃和O₂

23．①NADH；CoQ, ②Cytb；Cytc_1, ③Cytaa₃；O₂

三、是非判斷題

1．對   2．對   3．錯   4．對   5．對   6．對   7．對   8．對  

9．錯   10．對

四、名詞解釋題

1．呼吸鏈

有機物在生物體內(nèi)氧化過程中所脫下的氫原子，經(jīng)過一系列有嚴格排列順序的傳遞體組成的傳遞體系進行傳遞，最終與氧結(jié)合生成水，這樣的電子或氫原子的傳遞體系稱為呼吸鏈或電子傳遞鏈。電子在逐步的傳遞中釋放出能量被機體用于合成ATP，以作為生物體的能量來源。

2．磷氧比值

電子經(jīng)過呼吸鏈的傳遞作用最終與氧結(jié)合生成水，在此過程中所釋放的能量用于ADP磷酸化生成ATP。經(jīng)此過程消耗一個原子的氧所要消耗的無機磷酸的分子數(shù)（也是生成ATP的分子數(shù))稱為磷氧化值（P/O)。如NADH的磷氧比值是3，F(xiàn)ADH₂的磷氧比值是2。

3．氧化磷酸作用

在底物被氧化的過程中（即電子或氫原子在呼吸鏈中的傳遞過程中)伴隨有ADP磷酸化生成ATP的作用稱為氧化磷酸化作用。

4．底物水平磷酸化

在底物被氧化的過程中，底物分子中形成高能鍵，由此高能鍵提供能量使ADP磷酸化生成ATP的過程稱為底物水平磷酸化。此過程與呼吸鏈的作用無關(guān)。

五、問答及計算題

1．何謂高能化合物？舉例說明生物體內(nèi)有哪些高能化合物？

答：所謂高能化合物是指含有高能鍵的化合物，該高能健可隨水解反應或基團轉(zhuǎn)移反應而釋放大量自由能。生物體內(nèi)具有高能鍵的化合物是很多的，根據(jù)高能鍵的特點可以分為幾種類型：

（1)磷氧鍵型（—O～P)。屬于該型的化合物較多：a.酰基磷酸化合物，如1，3-二磷酸甘油酸。b.焦磷酸化合物，如無機焦磷酸。c.烯醇式磷酸化合物，如磷酸烯醇式丙酮酸。

（2)氮磷鍵型（—N～P)。如磷酸肌酸。

（3)硫酯鍵型（—CO～S)。如磷酸輔酶A。

（4)甲硫鍵型（—S～CH₃)。如S-腺苷蛋氨酸

2．何謂呼吸鏈？其排列順序可用哪些實驗方法來確定？

答：線粒體內(nèi)膜的最基本功能是將代謝物脫下的成對氫原子或電子通過多種酶和輔酶所組成的連鎖反應的逐步傳遞，使之最終與氧結(jié)合生成水。這種由遞氫體和遞電子體按一定順序排列構(gòu)成的傳遞體系稱為呼吸鏈或電子傳遞鏈。

   確定呼吸鏈中各遞氫體或遞電子體的排列順序的實驗方法有多種，如：

 （1)測定各種電子傳遞體的標準氧化還原電位 的數(shù)值越低，則該物質(zhì)失去電子的傾向越大，也就越容易成為還原劑而處于呼吸鏈的前面。各種電子傳遞體的

經(jīng)測定為：

   NADH → [FMN·Fe·S] → CoQ → Cytb → Cytc₁ → Cytc → Cytaa₃ → O₂

－0.32    －0.12   +0.10  +0.04    +0.32  &n52667788.cn/rencai/bsp;+0.25    +0.29  +0.82

  (2)用分離出的電子傳遞體進行體外重組實驗。NADH可使NADH脫氫酶還原，但是不能直接使細胞色素b、細胞色素c及細胞色素aa₃還原。同樣，還原型NADH脫氫酶不能直接與細胞色素c起作用，必須經(jīng)過輔酶Q和細胞色素b和細胞色素c₁后才能再與細胞色素c起作用。

（3)利用呼吸鏈的特殊阻斷抑制劑，阻斷鏈中某些特定的電子傳遞環(huán)節(jié)。若加入某種抑制劑后，則在阻斷環(huán)節(jié)的負電性側(cè)遞電子體因不能再氧化而大多處于還原狀態(tài)；但是，在阻斷環(huán)節(jié)的正電性側(cè)，遞電子體不能被還原而大多處于氧化狀態(tài)，以此可以確定各遞電子體的排列順序。

 （4)最直接的證據(jù)是用分光光度法通過吸收光譜的變化來測定完整線粒體中呼吸鏈的各個電子傳遞體的氧化還原狀態(tài)。當某個電子傳遞體處于還原狀態(tài)時，以氧化態(tài)作對照，就可用靈敏的分光光度計測出呼吸光譜的變化。測定結(jié)果表明：在呼吸鏈的NAD⁺一端，電子傳遞體的還原性最強。而在靠近氧的一端，電子傳遞體的（如細胞色素aa₃)幾乎全部處于氧化狀態(tài)。如將氧氣供給完全處于還原狀態(tài)的電子傳遞體時，細胞色素aa₃首先被氧化，其次是細胞色素c，再其次是細胞色素b，依次往前推，直到使NADH氧化為止。

3．常見的呼吸鏈電子傳遞抑制劑有哪些？它們的作用機制是什么？

答：（1)魚藤酮（rotenone)、阿米妥（amytal)以及殺粉蝶菌素A(piericidin-A)，它們的作用是阻斷電子由NADH向輔酶Q的傳遞。魚藤酮是從熱帶植物（Derris elliptica)的根中提取出來的化合物，它能和NADH脫氫酶牢固結(jié)合，因而能阻斷呼吸鏈的電子傳遞。魚藤酮對黃素蛋白不起作用，所以魚藤酮可以用來鑒別NADH呼吸鏈與FADH₂呼吸鏈。阿米妥的作用與魚藤酮相似，但作用較弱，可用作麻醉藥。殺粉蝶菌素A是輔酶Q的結(jié)構(gòu)類似物，由此可以與輔酶Q相競爭，從而抑制電子傳遞。

（2)抗霉素A（antimycin A)是從是從鏈霉菌分離出來的抗菌素，它抑制電子從細胞色素b到細胞色素c₁的傳遞作用。

（3)氰化物、一氧化碳、疊氮化合物及硫化氫可以阻斷電子由細胞色素aa₃向氧的傳遞作用，這也就是氰化物及一氧化碳中毒的原因。

4．何謂解偶聯(lián)作用？如何證明2，4-二硝基酚是典型的解偶聯(lián)劑？

答：某種物質(zhì)，如2，4-二硝基苯酚，對呼吸鏈的電子傳遞沒有抑制作用，但可以抑制ADP磷酸化生成ATP的作用使電子傳遞過程中產(chǎn)生的能量不能用于ATP合成，把這種電子傳遞過程與儲能過程分開現(xiàn)象稱為解偶聯(lián)作用。

因ADP對呼吸鏈攝取氧有刺激作用，當線粒體內(nèi)的ADP濃度增加時，細胞呼吸加強，而ATP對呼吸鏈攝取氧化有抑制作用，當線粒體內(nèi)的ATP濃度增加時，細胞呼吸減弱，這樣有利于節(jié)約能源。

當將ADP加到含有緩沖液、底物、磷酸、Mg2+的呼吸線粒中,則線粒體攝取氧的速度立即增加，再加入解偶聯(lián)劑2，4-二硝基苯酚后，可觀察到線粒體內(nèi)的攝取氧的速度比加入ADP時更強。這個簡單的實驗說明：①2，4-二硝基苯酚不抑制呼吸鏈中電子的傳遞。②由于2，4-二硝基苯酚能使線粒體內(nèi)膜對H+的通透性增高，降低或消除了H+的跨膜梯度，從而抑制了ADP磷酸化生成ATP。③2，4-二硝基苯酚還具有刺激線粒體內(nèi)ATP酶的作用，使線粒體內(nèi)的ATP大量水解生成ADP和無機磷酸，后兩者對呼吸鏈攝取氧有強烈的刺激作用，所以線粒體的呼吸速度更為增強。由此可見，2，4-二硝基苯酚是一個典型的解偶聯(lián)劑。

5．何謂氧化磷酸化作用？NADH呼吸鏈中有幾個氧化磷酸化偶聯(lián)部位？

答：在線粒體內(nèi)伴隨著電子在呼吸鏈傳遞過程中所發(fā)生的ADP磷酸化生成ATP的過程稱為氧化磷酸化作用。在NADH呼吸鏈中三個偶聯(lián)部位，第一個偶聯(lián)部位是在NADH→CoQ之間；第二個偶聯(lián)部位是在細胞色素b→細胞色素c之間；第三個偶聯(lián)部位是在細胞色素aa₃→O₂之間。

6．氰化物為什么能引起細胞窒息死亡？其解救機制是什么？

答：線粒體內(nèi)膜上呼吸鏈中各個電子傳遞體，除細胞色素aa₃外，其余的細胞所含的亞鐵血紅素所能形成的六個鍵，都與卟啉環(huán)和蛋白質(zhì)形成配位鍵，所以它們不能再與O₂、CO、CN^–結(jié)合。惟有細胞色素aa₃分子中所含的血紅素A中的鐵原子是形成了五個配位鍵，還空著一個配位鍵能與O₂、CO、CN^–結(jié)合。當氰化物進入體內(nèi)時，CN^–就可與細胞色素aa₃的Fe³⁺結(jié)合成氰化高鐵細胞色素aa₃，使其喪失傳遞電子的能力，結(jié)果呼吸鏈中斷，細胞因窒息而死亡。其過程如下：

  CN^–+Cytaa₃·Fe³⁺→Cytaa₃·Fe³⁺－CN（失去傳遞電子的能力)

解救時首先給中毒者吸入亞硝酸異戊酯和注射亞硝酸鈉，使部分血紅蛋白氧化成高鐵血紅蛋白，當高鐵血紅蛋白含量達到20%～30%時，就能成功地奪取已與細胞色素aa₃結(jié)合CN^–，使細胞色素aa₃的活力恢復。但生成的氰化高鐵血紅蛋白在數(shù)分鐘后又能逐漸解離而放出CN^–，此時再注射硫代硫酸鈉，在肝臟的硫代硫酸–氰轉(zhuǎn)硫酶的催化下可將CN^–轉(zhuǎn)變成為無毒的硫氰化物，經(jīng)腎臟隨尿排出體外。

7．解釋氧化磷酸作用機制的化學滲透學說的主要論點是什么？在幾種學說中，為什么它能得到公認？

答：化學滲透學說是由英國化學家P.Mitchell于1961年提出來的，他認為：

   （1)呼吸鏈中遞氫體和遞電子體是間隔交替排列的，并且在內(nèi)膜中都有特定的位置，它們催化的反應是定向的。

   （2)當遞氫體從內(nèi)膜內(nèi)側(cè)接受從底物傳來的氫后，可將其中的電子傳給其后的電子傳遞體，而將兩個質(zhì)子泵到內(nèi)膜外側(cè)，即遞氫體具有“氫泵”的作用。

   （3)因H⁺不能自由回到內(nèi)膜內(nèi)側(cè)，致使內(nèi)膜外側(cè)的H⁺濃度高于內(nèi)側(cè)，造成H⁺濃度差跨膜梯度。此H⁺濃度差使膜外側(cè)的pH較內(nèi)側(cè)低1.0單位左右，從而使原有的外正內(nèi)負的跨膜電位增高。這個電位差中包含著電子傳遞過程中所釋放的能量。

   （4)線粒體內(nèi)膜中有傳遞能量的中間物X^–和IO^–存在（X和I為假定的偶聯(lián)因子)，二者能與被泵出的的H⁺結(jié)合酸式中間物XH及IOH，進而脫水生成X～I，其結(jié)合鍵中含有自H⁺濃度差的能量，其反應位于與內(nèi)膜外側(cè)相接觸的三分子的基底部。