题目部分，（卷面共有34 题，200分，各大题标有题量和总分）一、问答题（34小题，共200 分）1、何谓生物氧化？并阐述其生理意义答案：有机分子在体内氧化分解成二氧化碳和水并释放出能量的过程称为生物氧化生物 氧化的意义在于提供生物体所需能量：一部分用于生命活动（肌肉收缩、神经传导、生物合 成、物质转运、信息传递、生长发育等），一部分用于维持体温2、ATP 结构上有哪些特点使得其水解时产生大量的自由能？答案：（1） ATP分子上有a、卩、Y三个磷酸基团，在a、卩和卩、Y磷酸基团之间的酸酐键不同于a磷酸与腺苷相连的磷酸酯键，它们是高能键，由于共振原因而使磷原子缺失 两个电子，而两个磷原子之间的氧原子上的电子由于磷原子的争夺而使氧桥的稳定性降 低⑵生理情况下，ATP分子可带有4个负电荷，由于在空间上相距很近，它们之间存在相互 排斥，而使ATP的磷酸基团易于水解这些原因使得ATP水解释放出大量的自由能3、常见的呼吸链电子传递抑制剂解偶联剂、氧化磷酸化抑制剂有哪些，其抑制部位以及 它们的作用机制是什么？答案：①鱼藤酮（rotenone）、阿米妥（amytal）以及杀粉蝶菌素A （piericidin-A ）,它们的作用 是阻断电子由NADH向辅酶Q的传递。
鱼藤酮是从热带植物（DerriseHiptiee ）的根中提取出 来的化合物，它能和 NADH 脱氢酶牢固结合，因而能阻断呼吸链的电子传递鱼藤酮对 黄素蛋白不起作用，所以鱼藤酮可以用来鉴别NADH呼吸链与FADH呼吸链阿米妥的2作用与鱼藤酮相似，但作用较弱，可用作麻醉药杀粉蝶菌素A是辅酶Q的结构类似物， 由此可以与辅酶 Q 相竞争，从而抑制电子传递② 抗霉素A（antimycin A）是从链霉菌分离出的抗菌素，它抑制电子从细胞色素b到细胞色 素 c 的传递作用1③ 氰化物、一氧化碳、叠氮化合物及硫化氢可以阻断电子由细胞色素aa向氧的传递作用，3这也就是氰化物及一氧化碳中毒的原因④ 解偶联剂2, 4-二硝基苯酚不解抑制呼吸链中电子的传递，但能使线粒体内膜对H+的通透性增高，（呼吸链中的质子H +不经ATP合成酶系的F0质子通道回流），降低或消除了H +的跨膜梯度，从而抑制ADP磷酸化生成ATP,由电化学能贮存的能量以热能形式释放⑤ 氧化磷酸化抑制剂寡霉素与FF - ATPase的F结合而抑制F使线粒体内膜外侧的质1 0 0 1子不能返回膜内造成ATP不能合成，同时抑制氧的利用4、 在正常的线粒体内，电子转移的速度是与ATP需求紧密联系在一起的。
如果ATP的利 用率低，电子转移速度也低；ATP的利用率高，电子转移就加快在正常情况下，当NADH 作为电子供体时，每消耗一个氧原子产生的ATP数大约为3(P/O=3)a) 解偶联剂的浓度相对来说较低和较高时对电子转移和P/O比有什么样的影响？(b) 摄入解偶联剂会引起大量出汗和体温升高，解释这一现象，P/O比有什么变化？(c) 2， 4-二硝基苯酚曾用作减肥药，其原理是什么？但现在已不再使用，因为服用它可能 会引起生命危险，这又是什么道理？答案：(a)电子转移速度需要满足ATP的需求，无论解偶联剂浓度低和高都会影响电子转 移的效率，因此P：O比降低高浓度的解偶联剂使用P：O比几乎为零b) 解偶联剂大部分是脂溶性物质，最早被发现的是2, 4-二硝基苯酚(DNP)它对电子传 递链无抑制作用,但可使线粒体内膜对H +的通透性升高，影响了 ADP + Pit ATP的进行， 使产能过程与能量的贮存脱离，刺激线粒体对氧的需要，呼吸链的氧化作用加强，能量以 热的形式释放因此，摄入解偶联剂后会引起大量出汗、体温升高、氧耗增加、P/O比值 下降、ATP的合成减少c) 在解偶联剂存在下，增加呼吸链的活性就需要更多额外燃料的降解。
生成同样量的ATP, 就要消耗包括脂肪在内的大量的燃料，这样可以达到减肥的目的但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，这势必给机体带来强烈的副作用，当P：O比接 近零时，会导致生命危险5、 如果将放射性标记末端磷酸的少量ATP([丫-32P]ATP)，加入到酵母提取物中，在几分 钟内大约有一半的Pi有32P活性，但是ATP的浓度依然不变请解释之如果用同样的32P在中间位置进行标记([P-32P]ATP)，32P并没有在那样短的时间内在磷酸中出现为什 么？答案：ATP系统是一个动力稳定状态；[ATP]是恒定的，因为ATP的消耗速度等于它的合 成速度ATP的消耗涉及末端Y -磷酰基的释放；ATP从ADP的合成则涉及这个磷酰基的替代因此，末端磷酰基经历快速的周转比较而言，中间的0 -磷酰基则周转比较慢6、 2， 4-二硝基苯酚的解偶联机制是什么？答案：解离状态的 2， 4-二硝基苯酚(不能透过膜)可以接受质子而成为易通过膜的脂溶状态， 将质子带到质子浓度低的一方，这样破坏了质子跨膜梯度，解除了电子传递的氧化作用与 ATP生成的磷酸化作用之间的偶联7、 当乳酸充分时，加入抗霉素A,线粒体呼吸链中哪些组分呈还原态，哪些组分呈氧化 态？答案：乳酸经脱氢生成丙酮酸，丙酮酸氧化脱羧后生成的乙酰CoA进入TCA循环进行彻 底氧化。
1分子乳酸在整个氧化过程中共经过5次脱氢，分别生成4分子的NADH和1分子的FADH，可分别进入NADH呼吸链和FADH呼吸链进行氧化 22由于抗霉素A阻断了复合体III细胞色素b到细胞色素的电子传递，所以位于阻断点前方的电子传递体，包括NAD +、FMN、FAD、Fe-S、泛醌Cyt b处于还原状态，而位于阻断点后方的传递体包括Cyt c、Cyt I、Cyt aa^、O?处于氧化状态8、 简述底物水平磷酸化和氧化磷酸化的区别答案：底物水平磷酸化是有机物质在分解代谢过程中形成的高能中间产物促使ADP生成 ATP的过程，与氧的存在与否无关它也是厌氧生物获取能量的惟一方式电子传递体系磷酸化是电子经呼吸链传递到达氧而生成水时，所释放的能量偶联ADP磷 酸化生成ATP过程，是需氧生物体生成ATP的主要方式9、 化学渗透学说的实验证据有哪些？答案：化学渗透学说是1961年由Peter Mitchell提出，有许多实验证据，主要有：(1) 线粒体通透性极差，一些简单的离子如H +、OH-、K +、Cl -等均不能自由通过2) 氧化磷酸化的进行与内膜的完整性是分不开的3) 电子传递体相当于质子泵的作用，在传递电子的过程中能将H +从线粒体内膜内侧运至内膜外侧，形成H +浓度梯度。
4) 解偶联剂等破坏H +浓度梯度，必然破坏了氧化磷酸化作用10、 NADH呼吸链由哪些复合物构成？简述它们的组成和各构成成分的作用特点答案：NADH呼吸链中以下三个复合体构成：①复合体I: NADH-泛醌还原酶，将电子从 NADH传递给泛醌，其中含有以FMN为辅基的黄素蛋白和以Fe-S为辅基的铁硫蛋白FMN 可接受电子从氧化型变为还原型，铁硫蛋白中的铁原子可将FMN的电子再传给泛醌② 复合体III：泛醌-细胞色素还原酶，将电子从泛醌传递给细胞色素c,其含有2种细胞色素 b (Cyt b 和 Cyt b )，细胞色素 c 和铁硫蛋白细胞色素是一类以铁卟啉为辅基的催化 562 566电子传递的酶类， Cyt b 中卟啉环上的乙烯侧链与蛋白质部分的半胱氨酸残基相连，通过 其辅基上的Fe原子传递电子③复合体W：细胞色素c氧化酶，将电子从细胞色素传 递给氧，其含有Cyt a和Cyta3，Cytaa^含有2个铁卟啉辅基和2个铜原子，铜原子与铁 卟啉辅基相连，靠其中铜原子传递电子11、 简述泛醌循环的过程答案：泛醌循环发生在复合体III中，分两个阶段进行：(1) 1分子的二氢泛醌脱去2个H +和2个电子，生成脱氢泛醌。
2个H +被泵出膜外，在2 个电子中，其中1个电子通过Fe-STCyt cTCyt ； TCyt c,另1个电子通过 Cyt b T Cyt b T泛醌，生成半醌（Q-）LH（2）另1分子的二氢泛醌脱去2个H +和2个电子，生成脱氢泛醌2个H +被泵出膜外，在2个电子中，其中1个电子通过Fe-S T Cyt c T Cyt ； T Cyt c，另1个电子通过Cyt b T Cyt b T半醌，与膜内的2个H +结合生成1分子二氢泛醌LH泛醌循环的总结果：1分子二氢泛醌被氧化，2个Cyt c被还原，4个H +被泵出膜外12、 1 mol琥珀酰CoA在鱼藤酮存在时，完全氧化将产生多少mol的ATP?答案：1 mol琥珀酰CoA完全氧化所走的路径为：琥珀酰CoAT琥珀酸（底物水平磷酸化，生成1 mol GTP）T延胡索酸（1 mol FADH?放 出） T苹果酸T草酚乙酸（释放1 mol NADH） T PEP（消耗1 mol GTP） T丙酮酸（底物水平 磷酸化，生成1 mol ATP） T乙酰CoA（1 mol NADH释放）T TCA循环完全氧化（共生成3 mol NADH， 1 mol FADH2 ， 1 mol GTP）鱼藤酮抑制复合体I,生成的NADH不能进入呼吸链进行氧化。
整个反应共生成2 mol的FADH，进入呼吸链生成ATP的数量：1.5 x 2=3mo12底物水平磷酸化生成： 2 mol GTP、 1 mol ATP消耗： 1 mol GTP净生成： 4 mol ATP、 1 mol GTP 相当于5 mol ATP13、 由一个抑制剂抑制完整线粒体的卩-羟基丁酸或琥珀酸的氧化，但不抑制（维生素C+ 四甲基对苯二胺）的氧化，这个抑制剂的抑制部位应该在电子传递链的什么部位？为什么？ 答案：抗坏血酸（维生素c）是一种强的还原剂，电子载体过氧化物酶是含铁卟啉的结合酶， 它可催化胺类物质脱氢既然此抑制剂不抑制上述二物质的氧化，那么就说明该抑制剂不 阻挠电子体的传递但该抑制剂抑制完整线粒体卩-羟丁酸或琥珀酸的氧化，而卩-羟丁酸是NADH氧化呼吸链的底物，琥珀酸是FADH氧化呼吸链的底物，因此说明该抑制剂既2是NADH氧化呼吸链的抑制剂又是FADH氧化呼吸链的抑制剂综上所述可推测该抑制2剂的作用部位是黄素蛋白T辅酶Q的部位14、 试述ATP合酶的结构特点，结合-变化学说的主要内容是什么？答案：ATP合酶是由突出于线粒体内膜内侧的F和嵌于膜内的F两部分组成，又称为10F - F ATP合酶。
F部分由5种亚基组成，为a P y8e，3个«亚基与3个卩亚基交替 0 1 1 3 3排列，形成一个对称的橘瓣状结构，其中3个卩亚基为催化部位，催化ATP的合成或水解F是一个疏水蛋白复合体，由3种亚基组成，为abc ，a亚基和b亚基二聚体排0 2 10~14列在10〜14个c亚基形成的环的外侧1993年由Boyer提出了 ATP合酶的催化学说-结合变化机制(binding change mechanism) 其过程是：① 随着酶的构象变化，在催化位点上疏松结合的ADP和Pi与酶的结合变得紧密；② 紧密结合的ADP和Pi被转化成ATP；③ ATP的释放 该机制的中心是构象改变由于构象改变是紧密相连的，在任何时间，酶的3个催化位点 都处在不同的构象状态，而每一个催化位点要经过3次构象改变才催化合成一个ATP15、 在体内 ATP 有哪些生理作用答案： ATP 在体内有许多重要的生理作用：(1) 是机体能量的暂时贮存形式：在生物氧化中ADP能将呼吸链上电子传递过程中所释放 的电化学能以磷酸化生成ATP的方式贮存起来，因此ATP是生物氧化中能量的暂时。