第5章 生物氧化
生物化学(本科)第五章 生物氧化随堂练习与参考答案
生物化学（本科）第五章生物氧化之答禄夫天创作随堂练习与参考答案第一节生物氧化的方式及二氧化碳的生成第二节ATP的生成与储备第三节氧化磷酸化体系第四节其他氧化体系与生物转化1. (单选题)关于生物氧化的描述，错误的是A．生物氧化是在正常体温，pH近中性的条件下进行的B．生物氧化过程是一系列酶促反应，并逐步氧化，逐步释放能量C．其具体表示为消耗氧和生成 CO2D，最终产品是H2O、CO2、能量E．所发生的能量均以 ADP磷酸化为 ATP形式生成和利用参考答案：E2. (单选题)研究呼吸链证明A. 两条呼吸链的会合点是 CytcB. 呼吸链都含有复合体ⅡC. 解偶联后，呼吸链就不克不及传递电子了D. 通过呼吸链传递 1 个氢原子都可生成 3 分子的ATPE. 辅酶 Q 是递氢体参考答案：E3. (单选题)细胞色素在电子传递链中的排列顺序是 A．Cyt b→c1→c→aa3→O2B．Cyt b→c→c1→aa3→O2C．Cyt b→c1→aa3→c→O2D．Cyt c1 →c→b→aa3→O2E．Cyt c →c1→b→aa3→O2参考答案：A4. (单选题)决定氧化磷酸化速率的最主要因素是 A．ADP浓度B．AMP浓度C．FMND．FADE．NADP+参考答案：A5. (单选题)肌肉中能量的主要贮存形式是A．ATPB．GTPC．磷酸肌酸D．CTPE．UTP参考答案：C6. (单选题)在呼吸链中，既可作为NADH脱氢酶的受氢体，又可作为琥珀酸脱氢酶的受氢体的是A．Cyt cB．Cyt bC．CoQD．FADE．铁硫蛋白参考答案：C7. (单选题)呼吸链各成分排列顺序的依据是A．各成分的结构B．各化合物的类型C．分子的结构与性质D．分子的大小E．按各成分的氧化还原电位的高低来排列参考答案：E8. (单选题)关于生物氧化时能量的释放，错误的是 A．生物氧化过程中总能量变更与反应途径无关 B．生物氧化是机体生成ATP的主要来源方式C．线粒体是生物氧化和产能的主要部位D．只能通过氧化磷酸化生成ATPE．生物氧化释放的部分能量用于ADP的磷酸化参考答案：D9. (单选题)线粒体氧化磷酸化解偶联，意味着A．线粒体氧化作用停止B．线粒体膜ATP酶被抑制C．线粒体三羧酸循环停止D．线粒体能利用氧，但不克不及生成ATPE．线粒体膜的钝化变性参考答案：D10. (单选题)细胞色素b，c1，c和P450均含辅基A．Fe3+B．血红素CC．血红素AD．原卟啉E．铁卟啉参考答案：E11. (单选题)ATP含有几个高能键A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个E. 0个参考答案：B12. (单选题)劳动或运动时ATP因消耗而大量减少，此时 A．ADP相应增加，ATP/ADP下降，呼吸随之加快B．ADP相应减少，以维持ATP/ADP恢复正常C．ADP大量减少，ATP/ADP增高，呼吸随之加快D．ADP大量磷酸化以维持ATP/ADP不变E．以上都分歧错误参考答案：A13. (单选题)肝细胞胞液中的NADH进入线粒体的机制是A．肉碱穿梭B．柠檬酸-丙酮酸循环C．α-磷酸甘油穿梭D．苹果酸-天冬氨酸穿梭E．丙氨酸-葡萄糖循环参考答案：D14. (单选题)下列关于营养素在体外燃烧和生物体内氧化的叙述，正确的是A．都是逐步释放能量B．都需要催化剂C．都需要在温和条件下进行D．生成的终产品基底细同E．氧与碳原子直接化合生成CO2参考答案：D15. (单选题)氰化物引起的中毒是由于阻断了什么部位的电子传递A．Cyt aa3→O2B．Cyt b→c1C．Cyt c1→cD．Cyt c→aa3E．CoQ→Cyt b参考答案：A16. (单选题)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．ADPB．磷酸烯醇式丙酮酸C．ATPD．磷酸肌酸E．以上都不是参考答案：D17. (单选题)活细胞不克不及利用下列哪种能源来维持它们的代谢A．ATPB．糖C．脂肪D．周围的热能E．以上都不是参考答案：D18. (单选题)糖酵解途径生成的丙酮酸，如要进行完全氧化，必须进入线粒体氧化，因为A．丙酮酸脱氢酶复合体在线粒体内B．NADH氧化呼吸链在线粒体内膜C．琥珀酸氧化呼吸链在线粒体内膜D．乳酸不克不及通过线粒体E．不需要氧参考答案：A19. (单选题)1mol NADH+H+经呼吸链将氢传给氧生成水的过程中发生 ATP的摩尔数是A．1B．1.5C．2D．2.5E．5参考答案：D20. (单选题)底物水平磷酸化是指A．底物因脱氢而进行的加磷酸作用B．直接由底物中的高能键转酿成 ATP末端的高能磷酸键C．体内生成 ATP的摩尔数D．生成含有高能磷酸键化合物的作用E．以上都不是参考答案：B21. (单选题)1摩尔 NADH+H+经苹果酸穿梭作用，进入氧化呼吸链发生ATP的摩尔数是A．1B．1.5C．2D．2.5E．3参考答案：D22. (单选题)胞浆内 NADH+H+进入线粒体，并氧化发生ATP的途径是A．苹果酸→柠檬酸穿梭作用B．丙酮酸→乙酰CoA穿梭作用C．乳酸→丙酮酸穿酸作用D．α－磷酸甘油穿梭作用E．以上都不是参考答案：D23. (单选题)磷酸肌酸A．肾组织中能量的贮存形式B．所含～P可直接被机体利用C．由肌酸磷酸激酶(CPK)催化生成D．主要贮存在肝脏E．以上都不是参考答案：C24. (单选题)体内 CO2来自A．碳原于被氧分子氧化B．呼吸链的氧化还原过程C．有机酸的脱羧D．糖的无氧酵解E．以上都不是参考答案：C25. (单选题)下列不是呼吸链的组成部分的是 A．NADHB．NADPHC．FADH2D．FMNH2E．Cyt aa3参考答案：B26. (单选题)下列不属于高能化合物的是A．磷酸肌酸B．磷酸烯醇式丙酮酸C．3-磷酸甘油酸D．1，3-二磷酸甘油酸E．乙酰辅酶A参考答案：C27. (单选题)在胞液中乳酸脱氢生成的NADHA．可直接进入呼吸链氧化B．在线粒体内膜外侧使α-磷酸甘油转酿成磷酸二羟丙酮后进入线粒体C．仅仅需要内膜外侧的磷酸甘油脱氢酶的催化后即可直接进入呼吸链D．经α-磷酸甘油穿梭作用后可进入琥珀酸氧化呼吸链E．上述各条都不克不及使胞液中NADH进入呼吸链氧化参考答案：D28. (单选题)关于胞液中还原当量NADH经过穿梭作用，错误的是 A．NADH和NADPH都不克不及自由通过线粒体内膜B．在骨骼肌中NADH经穿梭后绝大多数生成2.5分子的ATPC．苹果酸、Glu、Asp都可介入穿梭系统D．α-磷酸甘油脱氢酶，有的以NAD+为辅酶，有的以FAD为辅酶（基）E．胞液中的ADP进线粒体不需经穿梭作用参考答案：B29. (单选题)氰化物(CN-)使人中毒致死的机制是A．与肌红蛋白中Fe3+结合，使之不克不及储O2B．与Cyt b中Fe3+结合，使之不克不及传递电子C．与血红蛋白中Fe3+结合，使之不克不及运输O2D．与Cyt aa中Fe3+结合，使之不克不及激活1/2O2E．与Cyt c中Fe3+结合，使之不克不及传递电子参考答案：E30. (单选题)氧化磷酸化的解偶联剂的物质是A．寡霉素B．甲状腺激素（T3）C．2，4-二硝基苯酚D．抗酶素AE．氰化物参考答案：C31. (单选题)电子传递过程的限速因素是A．ATP/ADPB．FADHC．Cyt aa3D．O2E．NADH+H+参考答案：A32. (单选题)下列陪伴着底物水平磷酸化的反应是 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E．以上都不是参考答案：B33. (单选题)体内介入各种供能反应最多的是 A．磷酸肌酸B．ATPC．PEPD．UTPE．GTP参考答案：B34. (单选题)不经 NADH氧化呼吸链的物质是 A．琥珀酸B．苹果酸C．β-羟丁酸D．谷氨酸E．异柠檬酸参考答案：A35. (单选题)能使氧化磷酸化加速的物质是A．ATPB．ADPC．电子传递链的数目D．维生素 CE．CoASH参考答案：B36. (单选题)能使氧化磷酸化减慢的物质是A．ATPB．ADPC．CoASHD．还原当量的来源是否充分E．底物进入电子传递链的部位参考答案：A37. (单选题)关于 P/O比值的叙述，正确的是A．P/O比值是指每消耗一摩尔氧所消耗无机磷的摩尔数B．P/O比值是指每消耗一摩尔氧原子所消耗无机磷的摩尔数C．测定 P/O比值不克不及反应物质氧化时生成ATP的数目D．每消耗一摩尔氧所合成 ATP的摩尔数E．以上叙述都分歧错误参考答案：B38. (单选题)不属呼吸链抑制剂的物质是A．鱼藤酮B．阿米妥C．抗霉素 AD．氰化物E．寡霉素参考答案：E39. (单选题)关于 ATP在能量代谢中的作用，错误的是A．体内的合成反应所需的能量均由 ATP直接供给B．能量的生成、贮存、释放和利用都以 ATP为中心C．ATP是生物界普遍的直接供能物质；D．ATP的化学能可转变成机械能，渗透能、电能、热能等；E．ATP可通过对氧化磷酸化的作用调节其生成参考答案：A40. (单选题)当细胞耗能多时A．AMP含量较低B．ADP含量较低C．无机磷酸含量较低D．ATP/AMP(ADP)比值低E．ATP/ADP比值高参考答案：D41. (多选题)进行生物氧化的场合有A．细胞膜B．微粒体C．胞液D．线粒体E．核糖体参考答案：BD42. (多选题)下列物质属于高能化合物的是A. 乙酰辅酶AB. GTPC. 磷酸肌酸D. 磷酸二羟丙酮E. 磷酸烯醇式丙酮酸参考答案：ABCE43. (多选题)影响氧化磷酸化作用的因素有 A．COB．ATP/ADPC．体温D．阿米妥类药物E．甲状腺素参考答案：ABDE44. (多选题)高能磷酸键存在于A．磷酸烯醇式丙酮酸B．腺苷三磷酸C．肌酸磷酸D．腺苷二磷酸E．琥珀酰CoA参考答案：ABCD45. (多选题)下列每组内有两种物质，都能抑制呼吸链同一个传递步调的是A．粉蝶霉素A和鱼藤酮B．BAL和寡霉素C．DNP和COD．H2S和KCNE．CO和KCN参考答案：ADE46. (多选题)苹果酸天冬氨酸穿梭作用A．生成2.5个ATPB．将线粒体外NADH所带的氢转运入线粒体C．苹果酸和草酰乙酸可自由穿过线粒体内膜D．谷氨酸和天冬氨酸可自由穿过线粒体膜E．生成1.5个ATP参考答案：ABD47. (多选题)ATP的生成方式包含A. 底物水平磷酸化B. 氧化磷酸化C. 甲基化D. 乙酰化E. 脱磷酸化参考答案：AB48. (多选题)能经过 NADH氧化呼吸链的物质有A．苹果酸B．β-羟丁酸C．异柠檬酸D．α-磷酸甘油E．琥珀酸参考答案：ABC49. (多选题)关于胞质中NADH氧化的叙述正确的是A. 胞质中的NADH需进入线粒体才干被氧化B. 胞质NADH在胞质中氧化C. 每分子胞质NADH被氧化能生成3分子ATPD. 经a－磷酸甘油穿梭进入线粒体氧化的，每分子胞质NADH只发生2分子ATPE. a－磷酸甘油穿梭主要存在于肝和心肌中参考答案：AD50. (多选题)氧化磷酸化偶联部位是在A．NADH→CoQB．CoQ→Cyt cC．Cyt c→Cyt aa3D．Cyt aa3→O2E．FADH2→CoQ参考答案：ABD51. (多选题)抑制氧化磷酸进行的因素有A．COB．氰化物C．异戊巴比妥D．二硝基酚E．CO2参考答案：ABCD52. (多选题)相对于氧化磷酸化，底物水平磷酸化的特点是A. 直接性B. 间接性C. 能量来自高能底物D. 磷酸基来自高能底物E. 能量与磷酸基的转移通过一步反应完成参考答案：ACDE53. (多选题)下列关于解偶联剂的叙述，正确的是A．可抑制氧化反应B．使氧化反应和磷酸反应脱节C．使呼吸加快，耗氧增加D．使ATP减少E．可抑制电子传递链传递电子参考答案：BCD54. (多选题)抑制电子传递链传递电子的物质是 A．COB．氰化物C．CO2D．H2SE．2,4-二硝基苯酚参考答案：ABD55. (多选题)下列能加速ATP生成的有A. 氰化物B. ADPC. 甲状腺激素D. 2,4-二硝基苯酚E. 寡霉素参考答案：BC。
人卫版生物化学 第5章 生物氧化
目录
三、生物氧化过程中CO2的生成 生物氧化过程中CO
（一）α单纯脱羧 （二）α 氧化脱羧 （三）β单纯脱羧 （四）β 氧化脱羧
目录
第二节 生物氧化过程中水的生成
目录
*、呼吸链 、
定义 代谢物脱下的成对氢原子（ ） 代谢物脱下的成对氢原子（2H）通过 多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递， 多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递， 最终与氧结合生成水， 最终与氧结合生成水，这一系列酶和辅酶 称为呼吸链 又称电子传递链 在线粒体 呼吸链又称 电子传递链。 称为 呼吸链 又称 电子传递链 。 (在线粒体 内膜上为多酶体系) 内膜上为多酶体系
目录
(一) NAD+或NADP+为辅酶的脱氢酶类
H
氧化还原反应时变化发生在五价氮和三价氮之间。 氧化还原反应时变化发生在五价氮和三价氮之间。
目录
（二）黄素蛋白：辅基分为FMN或FAD。 黄素蛋白：辅基分为 或 。 FMN与FAD结构中含核黄素，发挥功能的部位是 结构中含核黄素， 与 结构中含核黄素 异咯嗪环，可进行可逆的加氢或脱氢。 异咯嗪环，可进行可逆的加氢或脱氢。
目录
二、参与生物氧化的酶类
（一）、氧化酶类 ）、氧化酶类
催化代谢物脱氢，直接交给O 生成H 催化代谢物脱氢，直接交给O2生成H2O。亚基含有铁 铜离子。 铜离子。
（二）、需氧脱氢酶 ）、需氧脱氢酶
催化代谢物脱氢，直接交给O 生成H 催化代谢物脱氢，直接交给O2生成H2O2。辅基是 FMN、FAD。 FMN、FAD。
O2 CO2和H2O ADP+Pi
能量
ATP
热能
目录
* 生物氧化的一般过程
糖原 脂肪 蛋白质
葡萄糖
第五章 生物氧化
结构中的异咯嗪环，在该环上可 以进行可逆地加氢或脱氢反应。
NADH脱氢酶
酶蛋白 FMN
琥珀酸脱氢酶 酶蛋白 FAD 脂肪酰COA 酶蛋白 FAD
特点
1、FMN与FAD的异咯嗪环第1位、第10位 两个N原子能够可逆的进行加氢还原， 脱氢氧化。 2、呼吸链中第二个递氢体。 3、传递了两个 氢原子。
A
BH2还原型
（二）生物氧化的特点
体内的生物氧化与体外的物质燃烧，在本 质上都属于氧化过程，都消耗O2，产生CO2 同时放出能量。但由于生物氧化是在生物 体内进行，氧化还原反应进行的环境、条 件、方式等都具有与体外燃烧不同的特点。
物
体内的生物氧化有H2O参加
（1）提供生物氧化的环境
琥珀酸- 泛醌还原酶
该复合物是将电子从琥珀酸
铁硫蛋白
FAD
泛醌
NADH-泛醌还原酶
复合体Ⅱ的功能
琥珀酸- 泛醌还原酶
3、复合体Ⅲ 泛醌细胞色素C还原酶 该复合物是将电子从 泛醌 Cytb Cytc1 Cytc 4、复合体Ⅳ 细胞色素氧化酶
该复合物是将电子从 Cytc Cytaa3
（3）不需氧脱氢酶 以NAD或NADP为辅酶脱氢酶
以FMN或FAD为辅基脱氢酶 以NAD或NADP为辅酶脱氢酶 乳酸脱氢酶 苹果酸脱氢酶 柠檬酸脱氢酶 6- 磷酸葡萄糖脱氢酶
以FMN或FAD为辅基脱氢酶
琥珀酸脱氢酶 NADH脱氢酶
2、作用方式：SH2
2H (四）其它酶类 1、加氧酶 加单氧酶 加双氧酶 2、过氧化氢酶 3、过氧化物酶
生物氧化的场所 线粒体 生物氧化 微粒体 生物氧化
【生物化学】第五章-生物氧化-第二节-电子传递链
O H3CO H3CO O CH3 (CH2 C H CH3 C CH2)nH
CoQ
CH3 H2C C C H CH2
isoprene
O CH3O CH3 + 2H CH3O O R CH3O CH3O
OH CH3
R OH
泛醌 （氧化型）
二氢泛醌 （还原型）
3. 呼吸链的电子传递顺序
由以下实验确定 ① 标准氧化还原电位 ② 拆开和重组 ③ 特异抑制剂阻断 ④ 还原状态呼吸链缓慢给氧
细胞色素c
Cyt a: ~600 nm Cyt b: ~560 nm Cyt c: ~550 nm
Reduced cytochromes has three absorption bands in the visible wavelengths
细胞色素a、b、c的区别 辅基 Cytb Cytc Cyta 原卟啉Ⅸ (血红素) 颜色 α带波长 红色 红色 绿色 560nm 550nm 600nm 与酶蛋白连接 非共价结合
能结合 NADH, 并将
将电子传递给泛醌 ,
使 4H+ 释放入内外膜 间隙.
NADH
FMN，Fe-S
CoQ
复合体Ⅰ
NADH→ FMN; Fe-S →CoQ ; Fe-S ; Fe-S ; Fe-S N-1a,b N-4 N-3 N-2 NADH+H+ NAD+
FMN FMNH2 2Fe2+-S 2Fe3+-S
②铁硫蛋白(Iron-sulfur protein, Fe-S)
又叫铁硫中心或铁硫簇。 含有等量铁原子和硫原子。 铁除与硫连接外，还与肽链中Cys残基的巯 基连接。
铁原子可进行Fe2+ Fe3++e 反应传递电子， 为单电子传递体。
生物化学(生物氧化)
程为:
E′=Eº′+
RT
C氧化态
nF In C还原态
(三)氧化还原电位与自由能的关系
△Gº’=-nF △Eº’
三. 高能磷酸化合物
(一)高能磷酸化合物的概念
高能磷酸化合物：一般将水解时释放20.9KJ/mol以上自由 能的化合物称之，含有高能量的键称为高能键，常 用” ～” 符号表示，典型的代表是三磷酸腺苷(ATP)含有 两个高能键。
二、三羧酸循环生成的ATP
乙酰CoA＋3NAD+＋FAD ＋ GDP＋Pi＋2H2O→
CO2＋3NADH＋FADH2＋GTP＋2H+＋CoASH 每个分子G彻底氧化为H2O和CO2，共能产生： 5（或7）＋12.5×2＝30（或32）分子ATP
三、三羧酸循环的回补反应
草酰乙酸的回补反应
1、丙酮酸的羧化 图6-25 丙酮酸的羧化
(二)呼吸链 呼吸链(respiratory chain,电子传递链ETC):指代谢物上
脱下的氢(质子和电子)经一系列递氢体或电子传递体按对电 子亲和力渐渐升高的顺序依次传递，最后传给分子氧而生 成水的全部体系。
NADH呼吸链
呼吸链
FADH2呼吸链
图5-17 NADH呼吸链（A）和FADH2呼吸链（B）
第五章 生物氧化
第一节 生物氧化概述 一.生物氧化 (一)生物氧化(biological oxidation)：糖、脂、蛋白质等有机 物质在活细胞内氧化分解，产生CO2和H2O并放出能量的 作用称生物氧化。
特点：一系列酶引起的,在活细胞内发生氧化还原反应。 反应部位：真核线粒体、原核细胞膜
(二)生物氧化的方式 1.CO2的生成 脱羧作用：α 脱羧和β 脱羧两种类型 脱羧过程：氧化脱羧 直接脱羧 (1) α 直接脱羧 丙酮酸脱羧反应 (2) β 直接脱羧 草酰乙酸脱羧反应 (3) α 氧化脱羧 丙酮酸氧化脱羧反应 (4) β 氧化脱羧 苹果酸氧化脱羧反应
《生物化学教学》第五章 生物氧化
例如，哺乳动物细胞内的泛醌中有10个 异戊二烯单位，故该泛醌又被叫做CoQ10。 至于其它细胞，则或为6个，或为8个。
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CoQ能可逆地还原为氢醌，据此而传 递质子和电子。
CoQ在线粒体内膜上未与蛋白质结合 ，又具脂溶性，故可在膜脂中自由泳动。
它不仅是呼吸链中的传递体，而且可以 在膜的内外两侧之间同时传递质子和电子 。
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NADH泛醌还原酶
简写为NADHQ还原酶, 即复合物I， 它的作用是催化NADH的氧化脱氢以及 Q的还原。所以它既是一种脱氢酶，也是 一种还原酶。 NADHQ还原酶最少含有16
个多肽亚基。它的活性部分含有辅基FMN和 铁硫蛋白。
FMN的作用是接受脱氢酶脱下来的电子和质 子，形成还原型FMNH2。还原型FMNH2可以 进一步将电子转移给Q。
２. 电子传递抑制剂
能在某一部位阻断呼吸链中电子传递的物质 即是电子传递抑制剂。
NADH → FMN→ FeS →CoQ → Cytb→ FeS→ Cytc1
I
II
→ Cytc → Cytaa3 →O2 III
例如，位点I处的鱼藤酮、安密妥； 位点II处的抗霉素A； 位点III处的氰化物、CO等．
QH2-cyt. c 还原酶 QH2 + 2 Cyt. c (Fe3+) ==== Q + 2 Cyt. c (Fe2+) + 2H+
QH2-Cyt. c还原酶由9个多肽亚基组成。活性 部分主要包括细胞色素b 和c1，以及铁硫蛋白（ 2Fe-2S）。
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线粒体呼吸链
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一般以NADH 呼吸链为最多，存在最为广泛 。
基础生物化学试题(第五章-生物氧化)选择题(含答案)
《基础生物化学》试题第五章生物氧化单选题1.体内CO2来自：[1分]A碳原子被氧原子氧化B呼吸链的氧化还原过程C有机酸的脱羧D糖原的分解参考答案：C2.线粒体氧化磷酸化解偶联是意味着：[1分]A线粒体氧化作用停止B线粒体膜ATP酶被抑制C线粒体三羧酸循环停止D线粒体能利用氧，但不能生成ATP参考答案：D3.P/O比值是指：[1分]A每消耗1mol氧分子所需消耗无机磷的摩尔数B每消耗1mol氧原子所需消耗无机磷的克数C每消耗1mol氧原子所需消耗无机磷的摩尔数D每消耗1mol氧分子所需消耗无机磷的克数参考答案：A4.各种细胞色素在呼吸链中传递电子的顺序是：[1分]Aa→a3→b→c1→c→1/2 O2Bb→a→a3→c1→c→1/2 O2Cc1→c→b→a→a3→1/2 O2Db→c1→c→aa3→1/2 O2参考答案：D5.细胞色素b，c1，c和P450均含辅基：[1分]AFe3+B血红素CC血红素AD铁卟啉参考答案：D6.下列哪种蛋白质不含血红素：[1分]A过氧化氢酶B过氧化物酶C细胞色素bD铁硫蛋白参考答案：D7.劳动或运动时ATP因消耗而大量减少，此时：[1分]AADP相应增加，ATP/ADP下降，呼吸随之加快BADP相应减少，以维持ATP/ADP恢复正常CADP大量减少，ATP/ADP增高，呼吸随之加快DADP大量磷酸化以维持ATP/ADP不变参考答案：A8.人体活动主要的直接供能物质是：[1分]A葡萄糖B脂肪酸C磷酸肌酸DATP参考答案：D9.下列属呼吸链中递氢体的是：[1分]A细胞色素B尼克酰胺C黄素蛋白D铁硫蛋白参考答案：C10.氰化物中毒时，被抑制的是：[1分]ACyt bBCyt c1CCyt cDCyt aa3参考答案：D11.肝细胞胞液中的NADH进入线粒体的机制是：[1分]A肉碱穿梭B柠檬酸-丙酮酸循环Cα-磷酸甘油穿梭D苹果酸-天冬氨酸穿梭参考答案：D12.ATP的贮存形式是：[1分]A磷酸烯醇式丙酮酸B磷脂酰肌醇C肌酸D磷酸肌酸参考答案：D13.关于电子传递链的下列叙述中哪个是不正确的？[1分]A线粒体内有NADH呼吸链和FADH2呼吸链。
第五章 生物氧化
生物氧化的特点：
- 细胞内，酶催化进行 -逐步氧化，分次放能 -ATP是能量转运站
生物氧化主要包括三方面的内容
（1）细胞如何在酶的催化下将有机化合物中的 C变成CO2—CO2如何形成？ （2）在酶的作用下细胞怎样利用分子氧将有机 化合物中的H氧化成H2O—H2O如何形成？ （3）当有机物被氧化成CO2和H2O时，释放的能 量怎样转化成ATP—能量如何产生？
二、呼吸链的组成
四种蛋白质复合体（I－IV）
呼吸链
( four large membrane-integrated multiprotein complexes)
两种游离成分：CoQ、CytC
(two mobile electron carriers)
Complex Ⅰ- Ⅳ
膜间质
线粒体基质
原电池示意图
1. 氧还电势 (E°A+/A)：表示一种物质得失电子能力大 小 (电子转移的潜势) (1) E0: 标准状态下，[red] 、[ox] =1mol/L, pH=0 E0’：pH = 7 的标准氧化还原电势 (2) E0 数值愈负，失电力能力愈强，强还原剂。 E0 数值愈正，获得电力能力愈强，强氧化剂
辅酶Q类 （CoQ, 泛醌，UQ类 ）CoQ是脂溶性辅酶。
作用：处于呼吸链 的中心位置, 递H体.
+2H -2H
Q
QH2
辅酶Q不止接受NADH - Q还原酶脱下的 氢和电子还可以接受黄素辅酶脱下的电 子和氢。可以说CoQ在电子传递链中处 于中心地位。
图5-2 电子从 NADH、琥珀酸、 脂酰辅酶A和3－ 磷酸甘油到泛醌的 途径
生物化学第五章生物氧化知识题
第五章生物氧化学习题(一)名词解释1．生物氧化(biologicaloxidation)2．呼吸链(respiratorychain)3．氧化磷酸化(oxidativephospho叮1ation)4．磷氧比(P／O)5．底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)6．高能化合物(highenergycompound)7．呼吸电子传递链(respiratoryelectron–transportchain)(二)填空题1．生物氧化有3种方式：、和。
2．生物氧化是氧化还原过程，在此过程中有、和参与。
3．原核生物的呼吸链位于。
4，生物体内高能化合物有等类。
5．细胞色素a的辅基是与蛋白质以键结合。
6．在无氧条件下，呼吸链各传递体都处于状态。
7．NADH呼吸链中氧化磷酸化的偶联部位是、、。
8．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。
9．举出3种氧化磷酸化解偶联剂、、。
10．生物氧化是在细胞中，同时产生的过程。
11．高能磷酸化合物通常指水解时的化合物，其中最重要的是，被称为能量代谢的。
12．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。
13．以NADH为辅酶的脱氢酶类主要是参与作用，即参与从到的电子传递作用；以NADPH为辅酶的脱氢酶类主要是将分解代谢中间产物上的转移到反应中需电子的中间物上。
14．在呼吸链中，氢或电子从氧化还原电势的载体依次向氧化还原电势的载体传递。
15．线粒体氧化磷酸化的重组实验证实了线粒体内膜含有，内膜小瘤含有。
16．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。
17．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米切尔(Mitchell) 于1961年首先提出的。
18．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。
19．体内CO2的生成不是碳与氧的直接结合，而是。
20．动物体内高能磷酸化合物的生成方式有和两种。
生物化学第五章生物氧化知识题
第五章生物氧化学习题(一) 名词解释1 .生物氧化(biologicaloxidation)2 .呼吸链(respiratorychain)3 .氧化磷酸化(oxidativephospho 叮1ation)4 .磷氧比(P / O)5 .底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)6 .高能化合物(highenergycompound)7 .呼吸电子传递链(respiratoryelectron -ransportchain)(二) 填空题1 .生物氧化有3 种方式：_____________ 、__________ 和____________ 。
2 .生物氧化是氧化还原过程，在此过程中有 ________________ 、 ____________ 和_____________ 参与。
3 .原核生物的呼吸链位于_____________ 。
4，生物体内高能化合物有 _______________________________________________________ 等类。
5 .细胞色素a的辅基是__________ 与蛋白质以__________ 键结合。
6 •在无氧条件下，呼吸链各传递体都处于________________ 状态。
7 • NADH 呼吸链中氧化磷酸化的偶联部位是__________ 、________ 、_________。
8 .磷酸甘油与苹果酸经穿梭后进入呼吸链氧化，其P/0比分别为___________ 和________ 。
9 •举出3种氧化磷酸化解偶联剂__________ 、 ________ 、________ 。
10 .生物氧化是___________ 在细胞中_____________ ，同时产生 ___________ 的过程。
11 .高能磷酸化合物通常指水解时__________ 的化合物，其中最重要的是__________ ,被称为能量代谢的________ 。
第五章 生物氧化
第二节
氧化还原酶类
1、脱氢酶 使代谢物的氢活化、脱落 Nhomakorabea 传递给受氢体或中间传递体 显著特点：体外实验中以甲烯蓝为受氢体 氧化型甲烯蓝：兰色 还原型甲烯蓝：无色
高能基团的传递
高能化合物的种类
烯醇式磷酸化合物 △Go Kcal/mol (-C=C-O~P(O)) -14.8 酰基磷酸化合物 (-C-O~P(O)) -10.1 O 焦磷酸化合物 ((O)P-O~P(O)) -7.3
磷氧型 -O~P 磷酸化合物
磷氮型 HN =C-N~P(O)
O
-10.3 -7.5
磷酸烯醇式丙酮酸 (PEP)
CH2OH
2-磷酸甘油酸
二、呼吸链生成水
（1）代谢脱下的氢原子通过多种酶和辅酶所催化的 连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水； （2）酶和辅酶有序排列在线粒体内膜； 传递氢的酶和辅酶——递氢体 传递电子的酶和辅酶——递电子体 （3）与细胞呼吸有关，此传递链称为呼吸链。 递氢体、递电子体都起传递电子的作用，称 电子传递链。
乙酰CoA
共同中间物进入 三羧酸循环,氧化 脱下的氢由电子 传递链传递生成 H2O，释放出大 量能量-ATP。
磷酸化
电子传递 （氧化）
+Pi
e-
三羧酸 循环
• 生物氧化主要的内容 • （1） CO2如何生成？脱羧反应
• （2） H2O如何生成?电子传递链 • (3)能量如何生成?ATP的生成
生物氧化的特点
O R C O～ P O O
CH2
第五章 生物氧化
这一系列酶和辅酶都具有传递电子的作
用，所以呼吸链也称为电子传递链。
第五章
人体线粒体内重要的呼吸链有两条
NADH氧化呼吸链 琥珀酸氧化呼吸链
第五章
（一）呼吸的链组成成分 1.尼克酰胺类（NAD+和NADP+） ➢ 是体内多种不需氧脱氢酶的辅酶 ➢ 作用：传递一个H和一个电子（e）
第五章
NAD+和NADP+的结构
NTP可作为不同有机物合成过程的能量载体。 如UTP用于糖原的合成，CTP用于磷脂合成，GTP用于 蛋白质合成等。
第五章
第二节 其他氧化体系
胞质中的NADH必 须通过某种转运机制 才能进入线粒体，体 内某些物质脱氢也可 直接以氧作为受氢体， 除呼吸链外体内还有 其他氧化体系。
第五章
一、胞质中的NADH氧化
Ｐ/Ｏ比值是指物质氧化时，每消耗1摩尔氧原子所消 耗无机磷的摩尔数，即生成ＡＴＰ的摩尔数。
第五章
线粒体离体实验测得的一些底物的P/O比值
底物
呼吸链的组成
P/O比值
β-羟丁酸 琥珀酸 抗坏血酸
பைடு நூலகம்
NADH →FMN[Fe-S] →Q→ Cytb → Cytc1 → Cytc → Cytaa3 → O2 FADH2→Q→ Cytb → Cytc1 → Cytc → Cytaa3 → O2 Cytc → Cytaa3 → O2
第二节 其他氧化体系 一、胞质中的NADH氧化 二、微粒体中的氧化酶 三、过氧化物酶体中的氧化
酶类 四、超氧化物歧化酶
第五章
学习目标
1.掌握线粒体呼吸链的组成和氧化磷酸化及影响氧化磷酸化 的因素。 2.熟悉生物氧化的概念和特点，ATP的生成方式与能量代谢 及胞质中NADH的氧化。 3.了解体内其他氧化体系。 4. 运用影响氧化磷酸化因素的知识解释临床相关疾病发生现 象。 5.具有理论联系实际的工作作风，具有宣传和防范风险的职 业素质
bk第5章生物氧化
NH O
HOOC CH2
NC CH3
NH～ P O-
O-
磷酸肌酸
1、呼吸链（respiratory chain ）概念
：
一系列酶和辅酶按照一定的顺序排列在线 粒体内膜上，可以将代谢物脱下的氢（H＋＋e ）逐步传递给氧生成水同时释放能量，由于此 过程与细胞摄取氧的呼吸过程有关，所以这一 传递链称为呼吸链。也叫电子传递链。
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（2）解偶联剂作用机制（图示 ）
电子传递使H＋跨膜转移 H＋膜内外电化学梯度
H＋经ATP合酶的F0 单元回流 H＋经从其它途径回流
ATP合成 能量以热能散失，不能合成ATP
常见的解偶联剂包括：2,4－二硝基苯酚，解偶联蛋白。
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解偶联剂对底物水平磷酸化无影响。
（3）氧化磷酸化抑制剂 （图示）
生成ATP的个数
即：
P/O比值：一对电子通过呼吸链时生成ATP的个数
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3、 氧化磷酸化的偶联机理
化学偶联假说： 1953年E.C.Slater提出 构象偶联假说 ：1964年P.D.Boyer提出 化学渗透假说(chemiosmotic hypothesis)：
由P.Mitchell 1961年提出:电子经呼吸链传递 时，可将质子（H+）从线粒体内膜的基质侧泵到内 膜胞浆侧，产生膜内外质子电化学梯度储存能量。 当质子顺浓度梯度回流时驱动ADP与Pi生成ATP。
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二、氧化磷酸化：
（ Oxidative Phosphorylation） 1、氧化磷酸化的概念 2、氧化磷酸化的偶联部位 3、氧化磷酸化的偶联机制
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1、氧化磷酸化的概念
生物氧化与氧化磷酸化
泛指在生物体内发生的任何氧化还原反 应，也包括营养物和生物分子在生物体（细 胞）内进行的氧化还原作用。
营养物和生物分子经历氧化还原反应被 彻底分解，产生H2O、CO2，并伴有ATP的生 成，或转化为其它分子, 此过程需耗氧、排出 CO2。
与体外燃烧不同的是: 生物体内的生物氧化过程是在37℃； 近于中性的含水环境中； 由酶催化进行的； 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。
生物氧化实际上是需氧细胞呼吸作用中的一 系列氧化还原反应，
所以又称为细胞氧化或细胞呼吸。
生物氧化过程：
• 代谢物分子脱氢，并解离成氢离子和电子； 还原当量（reducing equivalent ）一般是指 以氢原子或氢离子形式存在的一个电子或一 个电子当量。
• 电子经过中间载体传给氧分子，激活氧；
• 真核细胞ATP的生成主要发生在线粒体中。
• 营养物经氧化脱氢、电子传递、质子泵流 和ATP合成等过程结合偶联成一个整体, 高效完成线粒体的呼吸作用。
一、呼吸链
在线粒体内膜中，由一系列具有氢和/或电 子传递功能的酶复合体按一定顺序排列， 组成的氧化还原体系称为呼吸链 （respiratory chain）因为传递氢相当于传 递质子和电子（2H+ + 2e-），所以呼吸链 又称电子传递链(electron transport chain)。
1）复合体Ⅰ又称NADH-泛醌氧化还原 酶。
是呼吸链的主要入口，含亚基最多，分 别由核基因和线粒体基因编码，辅基 为FMN和多个铁硫中心。
2）复合体Ⅰ电子传递： NADH→FMN→Fe-S→ CoQ
3）每传递2个电子可将4个H+从内膜基 质侧泵到胞浆侧，复合体Ⅰ有质子泵 功能
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• Cyta：辅基是血红素A • Cytb：------------------B • Cytc： ------------------C ——卟啉的侧链基团不同
28
29
30
• Cytaa3复合体(细胞色素c氧化酶) 除Cu2+)
• 糖、脂和蛋白质的合成代谢途径各不相同，但是它们的分
解代谢途径则有共同之处，即糖、脂和蛋白质经过一系列分
解反应后都生成了酮酸并进入三羧酸循环，最后被氧化
成CO2和H2O。
第1节 生物氧化概述
4
一、什么是生物氧化????
有机物质在生物体内细胞中氧化成二 氧化碳 和水并释放能量的过程。
细胞如何利用分子氧把代谢物分子中的氢 氧化为水? 细胞如何在酶的催化下把代谢物分子中的 碳氧化为二氧化碳? 细胞如何把氧化时产生的能量收集和储存 起来?
5. 泛醌
第五章 生物氧化与氧化磷酸化
维持生命活动的能量来源
• 光能（太阳能）：植物和某些藻类，通过 光合作用将光能转变成生物能。
• 化学能：动物和多数微生物，通过生物氧 化作用将有机物质存储的化学能释放出来， 并转变成生物能。
代谢
• 合成代谢一般是指将简单的小分子物质转变成复杂的大分子 物质的过程。
• 分解代谢则是将复杂的大分子物质转变成小分子物质的过程。
② △G = 0时，W =0，该反应处于平衡 ③ △G＞0时，W＜0，该反应不可自发进行，必须吸
收外来能量才能进行（吸能反应），同时，该反应 的逆过程可以自发进行。
偶联化学反应标准自由能变化的可加性
• 热力学上不利的反应可以由热力学上有利的 反应所驱动
• △G小于0只提示的是反应的方向而不是速率
氧化—还原电势
定义：一般将水解时能够释放20.9kJ/mol（5千卡 /mol) 以上自由能的化合物称为高能化合物。 G’< -20.9 kJ / mol 以：“~”表示
高能基团的传递
高能磷酸键
• 各种高能化合物的△Go`有高低之分
ATP “能量中间体”
化合物
磷酸烯醇式丙酮酸 3-磷 酸 甘 油 酸 磷 酸 磷酸肌酸 乙酰磷酸 磷酸精氨酸 AT P（ → A D P+Pi） A D P（ → A M P+Pi） A M P （ → 腺 苷 + Pi） 葡 萄 糖 -1-磷 酸 果 糖 -6-磷 酸 葡 萄 糖 -6-磷 酸 甘 油 -1-磷 酸
（一）电子传递链的组成
➢烟酰胺脱氢酶类 ➢黄素脱氢酶类 ➢铁硫蛋白类 ➢泛 醌 ➢细胞色素类
1. 烟酰胺脱氢酶类
NAD+ + 2e + 2H+ NADP+ + 2e + 2H+
NADH+H+ NADPH+H+
2. 黄素蛋白
FMN + 2e + 2H+ FAD + 2e + 2H+
FMNH2 FADH2
5
（一）生物氧化的特点
• １.在常温、常压、接近中性的pH和多水环境中 进行。
• ２.在一系列酶、辅酶和中间传递体的作用下逐 步进行。
• ３.物质氧化分阶段进行，能量逐步释放。 • ４.生物氧化释放的能量，通过与ATP合成相偶
联，实现能量的转移与利用。
（二）生物氧化的方式 1．生物氧化中CO2的生成 （1）直接脱羧作用 • 例如丙酮酸的脱羧 （2）氧化脱羧作用 • 例如苹果酸的氧化脱羧生成丙酮酸
7
2．生物氧化中H2O的生成
（1）脱氢 • 催化脱氢反应的是各种类型的脱氢酶。
(２)氧化酶催化水的生成
• 氧化酶主要催化以氧分子为电子受体的氧化反应，反 应产物为水。
• ½ O2 + 2 H+ + 2 e- H2O
8
二、 生物化学反应的自由能变化
当体系恒温、恒压下发生变化时
① △G＜0时，W＞0，体系对外作功，该反应可自发 进行，放能反应
线粒体基质：三羧酸循环、脂肪酸氧 化、氨基酸分解、蛋白质合成等有关 的酶 内膜与嵴：脱氢酶、电子传递体系、 偶联磷酸化的酶类
20
一、电子传递链
一系列电子载体按对电子亲和力逐渐升高 的顺序组成的电子传递系统。
线粒体内膜
由供氢体、传递体、受氢体以及相应的酶催 化系统组成的这种代谢途径一般称为生物氧
化还原链，当受氢体是氧时，称为呼吸链。
2． 2
9． 2
ATP断裂成AMP 和焦磷酸
NH2
N
N
O O- P
O-
O O- P
O-
NN OCH2 O
HH
O O- P
O-
O O P O-
O-
H
H
OH OH
焦磷酸 7.7千卡/摩尔
磷酸肌酸和磷酸精氨酸 ——在生物体内起储存能量的作用
O NH P O C NH O N CH3 C H 2C O O H
e
提供电子 （还原剂）
得到电子 （氧化剂）
锌片溶解 Zn2+进入溶液
铜沉积 Cu2+得电子
失电子、被氧化、化合价增加 得电子、被还原、化合价减少
• 还原剂失电子的倾向 • 氧化剂得电子的倾向 氧化-还原电势
标准氧化还原电势、标准电势、标准还原电势 正值越大，越易得电子 负值越大，越易失电子
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三、高能化合物
O
NH
PO
C NH O
N HC H 3 N H 2
C H2C H2C H2C HC O O H
磷酸肌酸 （哺乳类）
磷酸精氨酸（虾、蟹）
第２节 电子传递链（呼吸链） 一、线粒体
• 真核细胞内的线粒体是生物氧化的 主要场所；
18
19
线粒体分为外膜和内膜，之间为膜间 空隙 外膜：光滑 内膜：有许多向内折叠的突起， 称嵴 基质：存在内膜以内，胶体， 含 50% 以上蛋白质（酶）
3.铁硫蛋白
• 铁硫蛋白(简写 为Fe-S)
• 是一种与电子 传递有关的蛋 白质，它与其 它蛋白质组分 结合成复合物 形式存在。
铁硫蛋白
• (2Fe-2S)含有两个活泼的无机硫和两个 铁原子。铁硫蛋白通过Fe3+ Fe2+ 变 化起传递电子的作用
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4.细胞色素类(Cyt)
• 是含铁的Pr • 以血红素为辅基 • 电子传递蛋白
磷酸基团转移势能
△ G o` （ 千 卡 /摩 尔 ）
△ G o` （ 千 焦 /摩 尔 ）
14． 8
61． 9
11． 8
49． 3
10． 3
43． 1
10． 1 7． 7
42． 3 32． 3
7． 3
30． 5
7． 3
30． 5
3． 4
14． 2
5． 0
20． 9
3． 8
15． 9
3． 3
13． 8