生物氧化與氧化磷酸化答案.doc

生物氧化與氧化磷酸化（一）名詞解釋1 生物氧化（biological oxidation）物體內(nèi)有機(jī)物質(zhì)氧化而產(chǎn)生大量能量的過程稱為生物氧化。生物氧化在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行，氧化過程消耗氧放出二氧化碳和水，所以有時(shí)也稱之為“細(xì)胞呼吸”或“細(xì)胞氧化”。生物氧化包括：有機(jī)碳氧化變成CO2；底物氧化脫氫、氫及電子通過呼吸鏈傳遞、分子氧與傳遞的氫結(jié)成水；在有機(jī)物被氧化成CO2 和H2O的同時(shí)，釋放的能量使ADP 轉(zhuǎn)變成ATP。2 呼吸鏈（respiratory chain）有機(jī)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(yán)格排列順序的傳遞體組成的傳遞體系進(jìn)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。電子在逐步的傳遞過程中釋放出能量被用于合成ATP，以作為生物體的能量來源。3 氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）在底物脫氫被氧化時(shí)，電子或氫原子在呼吸鏈上的傳遞過程中伴隨ADP 磷酸化生成ATP 的作用，稱為氧化磷酸化。氧化磷酸化是生物體內(nèi)的糖、脂肪、蛋白質(zhì)氧化分解合成ATP 的主要方式。4 三羧酸循環(huán): 在線粒體內(nèi)乙酰輔酶A與草酰乙酸縮合為檸檬酸，進(jìn)行一系列反應(yīng)又生成草酰乙酸，同時(shí)乙?；粡氐籽趸癁镃O2 和H2O，并產(chǎn)生大量能量的過程。5 底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation）在底物被氧化的過程中，底物分子內(nèi)部能量重新分布產(chǎn)生高能磷酸鍵（或高能硫酯鍵），由此高能鍵提供能量使ADP（或GDP）磷酸化生成ATP（或GTP）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)，以底物水平磷酸化方式只產(chǎn)生少量ATP。如在糖酵解（EMP）的過程中，3-磷酸甘油醛脫氫后產(chǎn)生的1,3-二磷酸甘油酸，在磷酸甘油激酶催化下形成ATP 的反應(yīng)，以及在2-磷酸甘油酸脫水后產(chǎn)生的磷酸烯醇式丙酮酸，在丙酮酸激酶催化形成ATP 的反應(yīng)均屬底物水平的磷酸化反應(yīng)。另外，在三羧酸環(huán)（TCA）中，也有一步反應(yīng)屬底物水平磷酸化反應(yīng)，如-酮戊二酸經(jīng)氧化脫羧后生成高能化合物琥珀酰CoA，其高能硫酯鍵在琥珀酰CoA 合成酶的催化下轉(zhuǎn)移給GDP 生成GTP。然后在核苷二磷酸激酶作用下，GTP 又將末端的高能磷酸根轉(zhuǎn)給ADP 生成ATP。6 能荷（energy charge）能荷是細(xì)胞中高能磷酸狀態(tài)的一種數(shù)量上的衡量，能荷大小可以說明生物體中ATP-ADP-AMP 系統(tǒng)的能量狀態(tài)。能荷=(ATP+ 1/2ADP)/(ATP+ADP+AMP)7糖異生:非糖物質(zhì)（如丙酮酸乳酸甘油生糖氨基酸等）轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟堑倪^程。8乳酸循環(huán): 乳酸循環(huán)是指肌肉缺氧時(shí)產(chǎn)生大量乳酸，大部分經(jīng)血液運(yùn)到肝臟，通過糖異生作用肝糖原或葡萄糖補(bǔ)充血糖，血糖可再被肌肉利用，這樣形成的循環(huán)稱乳酸循環(huán)。9發(fā)酵: 厭氧有機(jī)體把糖酵解生成NADH 中的氫交給丙酮酸脫羧后的產(chǎn)物乙醛，使之生成乙醇的過程稱之為酒精發(fā)酵。如果將氫交給病酮酸丙生成乳酸則叫乳酸發(fā)酵。10糖酵解途徑: 糖酵解途徑指糖原或葡萄糖分子分解至生成丙酮酸的階段，是體內(nèi)糖代謝最主要途徑。11糖的有氧氧化: 糖的有氧氧化指葡萄糖或糖原在有氧條件下氧化成水和二氧化碳的過程。是糖氧化的主要方式。12肝糖原分解: 肝糖原分解指肝糖原分解為葡萄糖的過程。13磷酸戊糖途徑: 磷酸戊糖途徑指機(jī)體某些組織（如肝、脂肪組織等）以6-磷酸葡萄糖為起始物在6-磷酸葡萄糖脫氫酶催化下形成6-磷酸葡萄糖酸進(jìn)而代謝生成磷酸戊糖為中間代謝物的過程，又稱為磷酸已糖旁路。14UDPG: 尿苷二磷酸葡萄糖，是合成糖原時(shí)葡萄糖的供體。(二) 填空題復(fù)合物I；復(fù)合物；復(fù)合物維生素E；維生素C；GSH；-胡蘿卜素釋放的自由能大于20.92kJmol；ATP；即時(shí)供體線粒體；線粒體內(nèi)膜上線粒體；質(zhì)子泵；氧化還原電位；ATP 氧化磷酸化；底物水平磷酸化。-1，4 糖苷鍵己糖激酶；果糖磷酸激酶；丙酮酸激酶磷酸甘油醛脫氫酶。檸檬酸合成酶；異檸檬酸脫氫酶； 酮戊二酸脫氫酶。兩個(gè)；氧化階段；非氧化階段；6-磷酸葡萄糖脫氫酶；6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶；NADP。細(xì)胞質(zhì)；葡萄糖；丙酮酸；ATP NADH。淀粉磷酸化酶；轉(zhuǎn)移酶；-1，6 糖苷酶異檸檬酸脫氫酶；- 酮戊二酸脫氫酶異檸檬酸裂解酶；蘋果酸合成酶。1，3-二磷酸甘油酸；磷酸烯醇式丙酮酸_乳酸；甘油；氨基酸。磷酸烯醇式丙酮酸激酶；ATP；GTPUDP-葡萄糖；G-1-P。識(shí)別；蛋白質(zhì)；核酸；脂肪。細(xì)胞漿；1，3-二磷酸甘油酸；磷酸烯醇式丙酮酸。線粒體；異檸檬酸脫氫酶；-酮戊二酸脫氫酶系。NADH和CoQ之間；Cytb和Cytc1之間；Cytaa3和O2之間三磷酸腺苷；甘氨酸；輔酶A；黃素單核苷酸；2,4二硝基氟苯異檸檬酸脫氫酶；-酮戊二酸脫氫酶 ；草酰乙酸。甘油磷酸穿梭； 蘋果酸（或蘋果酸天冬氨酸）穿梭； NADH； FADH2電子，氧化與還原。32（或38），氧化磷酸化(三) 選擇題B CB DCD BB AD D EA BE DD CD EC CB CB BAD DD BC ADCD C DAC C BCD C(四) 是非判斷題1錯(cuò)：-淀粉酶和-淀粉酶的區(qū)別是-淀粉酶耐70度的高溫，-淀粉酶耐酸。2錯(cuò)：麥芽糖是葡萄糖與葡萄糖構(gòu)成的雙糖3對(duì)：磷酸果糖激酶是變構(gòu)酶，其活性被ATP 抑制，ATP 的抑制作用可被AMP 所逆轉(zhuǎn)，此外，磷酸果糖激酶還被檸檬酸所抑制。4錯(cuò)：糖異生并不是糖酵解的簡(jiǎn)單逆行，其中的不可逆步驟需要另外的酶催化完成。5對(duì)：戊糖磷酸途徑分為氧化階段和非氧化階段，氧化階段的3 步反應(yīng)產(chǎn)生還原能，非氧化階段進(jìn)行分子重排，不產(chǎn)生還原能。6對(duì)：7對(duì)：8對(duì)：動(dòng)物體內(nèi)不存在乙醛酸循環(huán)途徑，不能將乙酰CoA 轉(zhuǎn)化成糖。9對(duì)：三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物可以用來合成氨基酸，草酰乙酸可經(jīng)糖異生合成葡萄糖，糖酵解形成的丙酮酸，脂肪酸氧化生成的乙酰CoA 及谷氨酸和天冬氨酸脫氨氧化生成的-酮戊二酸和草酰乙酸都經(jīng)三羧酸循環(huán)分解。10錯(cuò)：糖異生的關(guān)鍵反應(yīng)是丙酮酸生成草酰乙酸的反應(yīng)由丙酮酸羧化酶催化，丙酮酸羧化酶是變構(gòu)酶，受乙酰CoA 的調(diào)控。11對(duì)：12對(duì)：丙酮酸羧化酶是變構(gòu)酶，受乙酰CoA 的變構(gòu)調(diào)節(jié)，在缺乏乙酰CoA 時(shí)沒有活性，細(xì)胞中的ATP/ADP 的比值升高促進(jìn)羧化作用。草酰乙酸既是糖異生的中間產(chǎn)物，又是三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物。高含量的乙酰CoA 使草酰乙酸大量生成。若ATP 含量高則三羧酸循環(huán)速度降低，糖異生作用加強(qiáng)。13錯(cuò)：在植物體內(nèi)，蔗糖的合成主要是通過磷酸蔗糖合成酶途徑。14對(duì)：糖酵解是由葡萄糖生成丙酮酸的過程，它是葡萄糖有氧氧化和無氧發(fā)酵的共同途徑。15對(duì)：7916對(duì)：淀粉磷酸化酶催化的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，正反應(yīng)催化-1，4 糖苷鍵的合成，逆反應(yīng)催化-1，4 糖苷鍵的分解。17錯(cuò)：TCA 中底物水平磷酸化直接生成的是GTP，相當(dāng)于一個(gè)ATP。18對(duì)：三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物-酮戊二酸經(jīng)轉(zhuǎn)氨作用生成谷氨酸。19錯(cuò)：在糖代謝中最重要糖核苷酸是UDPG。（五）問答題2答：目前解釋氧化作用和磷酸化作用如何偶聯(lián)的假說有三個(gè)，即化學(xué)偶聯(lián)假說、結(jié)構(gòu)偶聯(lián)假說與化學(xué)滲透假說。其中化學(xué)滲透假說得到較普遍的公認(rèn)。該假說的主要內(nèi)容是：（1）線粒體內(nèi)膜是封閉的對(duì)質(zhì)子不通透的完整內(nèi)膜系統(tǒng)。（2）電子傳遞鏈中的氫傳遞體和電子傳遞體是交叉排列，氫傳遞體有質(zhì)子（H）泵的作用，在電子傳遞過程中不斷地將質(zhì)子（H）從內(nèi)膜內(nèi)側(cè)基質(zhì)中泵到內(nèi)膜外側(cè)。（3）質(zhì)子泵出后，不能自由通過內(nèi)膜回到內(nèi)膜內(nèi)側(cè)，這就形成內(nèi)膜外側(cè)質(zhì)子（H）濃度高于內(nèi)側(cè)，使膜內(nèi)帶負(fù)電荷，膜外帶正電荷，因而也就形成了兩側(cè)質(zhì)子濃度梯度和跨膜電位梯度。這兩種跨膜梯度是電子傳遞所產(chǎn)生的電化學(xué)電勢(shì)，是質(zhì)子回到膜內(nèi)的動(dòng)力，稱質(zhì)子移動(dòng)力或質(zhì)子動(dòng)力勢(shì)。（4）一對(duì)電子（2e）從NADH 傳遞到O2 的過程中共有3 對(duì)H 十從膜內(nèi)轉(zhuǎn)移到膜外。復(fù)合物、著質(zhì)子泵的作用，這與氧化磷酸化的三個(gè)偶聯(lián)部位一致，每次泵出2 個(gè)H 十。（5）質(zhì)子移動(dòng)力是質(zhì)子返回膜內(nèi)的動(dòng)力，是ADP 磷酸化成ATP 的能量所在，在質(zhì)子移動(dòng)力驅(qū)使下，質(zhì)子（H）通過F1F0-ATP 合酶回到膜內(nèi)，同時(shí)ADP 磷酸化合戚ATP。3糖類物質(zhì)在生物體內(nèi)起什么作用？答：（1）糖類物質(zhì)是異氧生物的主要能源之一，糖在生物體內(nèi)經(jīng)一系列的降解而釋放大量的能量，供生命活動(dòng)的需要。（2）糖類物質(zhì)及其降解的中間產(chǎn)物，可以作為合成蛋白質(zhì)脂肪的碳架及機(jī)體其它碳素的來源。（3）在細(xì)胞中糖類物質(zhì)與蛋白質(zhì)核酸脂肪等常以結(jié)合態(tài)存在，這些復(fù)合物分子具有許多特異而重要的生物功能。（4）糖類物質(zhì)還是生物體的重要組成成分。4為什么說三羧酸循環(huán)是糖、脂和蛋白質(zhì)三大物質(zhì)代謝的共通路？答：（1）三羧酸循環(huán)是乙酰CoA 最終氧化生成CO2 和H2O 的途徑。（2）糖代謝產(chǎn)生的碳骨架最終進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化。（3）脂肪分解產(chǎn)生的甘油可通過有氧氧化進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化，脂肪酸經(jīng)-氧化產(chǎn)生乙酰CoA 可進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化。（4）蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的氨基酸經(jīng)脫氨后碳骨架可進(jìn)入三羧酸循環(huán)，同時(shí)，三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物可作為氨基酸的碳骨架接受氨后合成必需氨基酸。所以，三羧酸循環(huán)是三大物質(zhì)代謝共同通路。5糖代謝和脂代謝是通過那些反應(yīng)聯(lián)系起來的？答：（1）糖酵解過程中產(chǎn)生的磷酸二羥丙酮可轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岣视?，可作為脂肪合成中甘油的原料。?）有氧氧化過程中產(chǎn)生的乙酰CoA 是脂肪酸和酮體的合成原料。（3）脂肪酸分解產(chǎn)生的乙酰CoA 最終進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化。（4）酮體氧化產(chǎn)生的乙酰CoA 最終進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化。（5）甘油經(jīng)磷酸甘油激酶作用后，轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岫u丙酮進(jìn)入糖代謝。6什么是乙醛酸循環(huán)？有何意義？答：乙醛酸循環(huán)是有機(jī)酸代謝循環(huán)，它存在于植物和微生物中，可分為五步反應(yīng)，由于乙醛酸循環(huán)與三羧酸循環(huán)有一些共同的酶系和反應(yīng)，將其看成是三羧酸循環(huán)的一個(gè)支路。循環(huán)每一圈消耗2 分子乙酰CoA，同時(shí)產(chǎn)生1 分子琥珀酸。琥珀酸產(chǎn)生后，可進(jìn)入三羧酸循環(huán)代謝，或經(jīng)糖異生途徑轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟且胰┧嵫h(huán)的意義：（1）乙酰CoA 經(jīng)乙醛酸循環(huán)可以和三羧酸循環(huán)相偶聯(lián)，補(bǔ)充三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物的缺失。（2）乙醛酸循環(huán)是微生物利用乙酸作為碳源的途徑之一。（3）乙醛酸循環(huán)是油料植物將脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)樘呛桶被岬耐緩健?磷酸戊糖途徑有什么生理意義？答：（1）產(chǎn)生的5-磷酸核糖是生成核糖，多種核苷酸，核苷酸輔酶和核酸的原料。（2）生成的NADPH+H+是脂肪酸合成等許多反應(yīng)的供氫體。（3）此途徑產(chǎn)生的4-磷酸赤蘚糖與3-磷酸甘油酸可以可成莽草酸，進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)榉枷阕灏被?。?）途徑產(chǎn)生的NADPH+H+可轉(zhuǎn)變?yōu)镹ADH+H+，進(jìn)一步氧化產(chǎn)生ATP，提供部分能量。8糖分解代謝可按EMP-TCA 途徑進(jìn)行，也可按磷酸戊糖途徑，決定因素是什么？答：糖分解代謝可按EMP-TCA 途徑進(jìn)行，也可按磷酸戊糖途徑，決定因素是能荷水平，能荷低時(shí)糖分解按EMP-TCA 途徑進(jìn)行，能荷高時(shí)可按磷酸戊糖途徑9試說明丙氨酸的成糖過程。答：丙氨酸成糖是體內(nèi)很重要的糖異生過程。首先丙氨酸經(jīng)轉(zhuǎn)氨作用生成丙酮酸，丙酮酸進(jìn)入線粒體轉(zhuǎn)變成草酰乙酸。但生成的草酰乙酸不能通過線粒體膜，為此須轉(zhuǎn)變成蘋果酸或天冬氨酸，后二者到胞漿里再轉(zhuǎn)變成草酰乙酸。草酰乙酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸，后者沿酵解路逆行而成糖?？傊彼岢商琼毾让摰舭被缓罄@過“能障”及“膜障”才能成糖。10糖酵解的中間物在其它代謝中有何應(yīng)用？答：磷酸二羥丙酮可還原a-磷酸甘油，后者可而參與合成甘油三酯和甘油磷脂。3-磷酸甘油酸是絲氨酸的前體，因而也是甘氨酸和半胱氨酸的前體。磷酸烯醇式丙酮酸兩次用于合成芳香族氨基酸的前體-分支酸。它也用于ADP磷酸化成ATP。在細(xì)菌，糖磷酸化反應(yīng)（如葡萄糖生成6-磷酸葡萄糖）中的磷酸基不是來自ATP，而是來自磷酸烯醇式丙酮酸。丙酮酸可轉(zhuǎn)變成丙氨酸；它也能轉(zhuǎn)變成羥乙基用以合成異亮氨酸和纈氨酸（在后者需與另一分子丙酮酸反應(yīng)）。兩分子丙酮酸生成a-酮異戊酸，進(jìn)而可轉(zhuǎn)變成亮氨酸。11. 任寫糖有氧氧化中二處脫氫的反應(yīng)式，并注明反應(yīng)所需的酶及受氫體。答：1）丙酮酸+ HS-CoA +NAD+ 乙酰CoA +CO2+NADH+H+ 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體：丙酮酸脫羧酶，二氫硫辛酸轉(zhuǎn)乙酰基酶，二氫硫辛酸脫氫酶 輔助因子：焦磷酸硫胺素，硫辛酸， FAD，NAD+，Mg2+，HS-CoA2）異檸檬酸+ NAD+（ 或NADP+ ）a-酮戊二酸+ CO2+NADH （或NADPH） +H+ 酶：異檸檬酸脫氫酶 輔助因子：NAD+（ 或NADP+ ）12.簡(jiǎn)述體內(nèi)ATP生成的方式。答：兩種方式：氧化磷酸化：在底物脫氫被氧化時(shí)，電子或氫原子在呼吸鏈上的傳遞過程中伴隨ADP磷酸化生成ATP的作用，稱為氧化磷酸化。氧化磷酸化是生物體內(nèi)的糖、脂肪、蛋白質(zhì)氧化分解合成ATP的主要方式。底物水平磷酸化：在底物被氧化的過程中，底物分子內(nèi)部能量重新分布產(chǎn)生高能鍵，由此高能鍵提供能量使ADP（或GDP）磷酸化生成ATP（或