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第6章新陈代谢总论与生物氧化 (Biological Oxidation)6 新陈代谢总论与生物氧化小分子 大分子合成代谢（同化作用）需要能量释放能量分解代谢（异化作用）大分子 小分子物质代谢能量代谢新陈代谢信息交换6.1 新陈代谢总论新陈代谢的概念及内涵6.1.1 新陈代谢的研究方法1，活体内（in vivo）和活体外实验（in vitro）2，同位素示踪法3，代谢途径阻断法4，突变体研究法6.1.2 生物体内能量代谢的基本规律1、自由能的概念(1)热力学第一定理: 能量守恒。
(1) 热力学第二定理：自发过程是向着能量分散 程度(熵，S)增大的方向进行。
(3) 自由能：在恒温恒压下,体系可以用来对环境 作功的那部分能量。
(4)自由能变化的公式:△G=△H- T△S△G＜0 反应自发△G＞0 需要能力才能向正反应进行△G=0 反应处于平衡状态6.1.2 生物体内能量代谢的基本规律2、反应标准自由能的变化及其与平衡常数的关系（1）标准自由能： G o′自由能与标准自由能△G = △G o′+ RTln[C][D]/[B][A]当△G = 0时， △G o′= -2.303RTlgK′标准自由能的可加性6.1.2 生物体内能量代谢的基本规律3、氧化还原电位（1）E：在氧化还原反应中,自由能的变化与反应物供出或得到电子的趋势成比例,这种趋势用数字表示,即为氧化还原电位.（2）Ｅ、E o与E o′（3）E o′的含义——其值越小表示所带电子越多，还原能力越强△G o′= -nF △E o ′△E o ′＞０，表示反应能自发进行4、氧化还原电位与自由能的关系检流计盐桥ZnSO 4CuSO 4e+-负极反应: Zn - 2e =Zn 2+ E 0 Zn 2+/ Zn = - 0.76V 正极反应: Cu 2++2e= Cu E 0 Cu 2+/ Cu =+ 0.34V ΔE 0 = E 0正极-E 0负极=+0.34V -(-0.76V)=+1.10V6.1.2 生物体内能量代谢的基本规律2、 ATP 是生物细胞内能量代谢的偶联剂ATP + H 2O ADP +Pi 释放能量30.5kJ/mol ADP + Pi ATP 吸收能量30.5kJ/molATP ——最常见的高能磷酸化合物，具有高能磷酸基团，能量通货。
第六章新陈代谢总论与生物氧化
一、解释名词
1．生物氧化：
2．有氧呼吸与无氧呼吸：
3．呼吸链
4．氧化磷酸化
5. P/O比
6.末端氧化酶
二、是非题:
1．物质在空气中燃烧和在体内的生物氧化的化学本质是完全相同的。
2．生物界NADH呼吸链应用最广。
3．当一个体系的熵值减少到最小时该体系处于热力学平衡状态。
4．在生物氧化体系内，电子受体不一定是氧，只要它具有比电子供体较正的E0′时呼吸作用就能进行。
5．各种细胞色素组分，在电子传递体系中都有相同的功能。
6．呼吸链中氧化还原电位跨度最大的一步是在细胞色素aa3-O2之间。
7．呼吸链细胞色素氧化酶的血红素辅基Fe原子只形成5个配位键，另一个配位键的功能是与O2结合。
8．解偶联剂的作用是解开电子传递和磷酸化的偶联关系，并不影响ATP的形成。
9．鱼藤酮不阻止苹果酸氧化过程中形成的NADH+H+通过呼吸链生成ATP
10．寡霉素对氧消耗的抑制作用可被2，4-二硝基苯酚解除。
11．6—磷酸葡萄糖含有高能磷酸基团，所以它是高能化合物。
12．从低等单细胞生物到最高等的人类，能量的释放、贮存和利用都以ATP为中心。
13．ATP虽然含有大量的自由能，但它并不是能量的贮存形式。
14．ATP在高能化合物中占有特殊地位，它起着共同的中间体的作用。
15．有机物的自由能决定于其本身所含基团的能量，一般是越稳定越不活泼的化学键常具有较高的自由能。
16．磷酸肌酸是ATP高能磷酸基的贮存库，因为磷酸肌酸只能通过这唯一的形式转移其磷酸基团。
三、填空题
1．生物体内形成ATP的方式有:⑴__________________、⑵___________________和⑶________________________。
2．代谢物在细胞内的生物氧化与在体外燃烧的主要区别是、
和。
3．生物氧化主要通过代谢物的反应实现的，H2O是通过
形成的。
4．化学反应过程中，自由能的变化与平衡常数有密切的关系，ΔG0′＝。
6．在氧化还原反应中，自由能的变化与氧化还原势有密切的关系，ΔG0＝。
7．典型的生物界普遍存在的生物氧化体系是由、和三部分组成的。
8．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。
9．化学渗透学说主要论点认为：呼吸链组分定位于内膜上，其递氢体起
作用，因而造成内膜两侧的差，同时被膜上合成酶所利用、促使ADP磷酸化形成ATP。
10．NADH通常转移和给O2，释放能量生成；而NADPH通常转移
和给某些氧化态前体物质，参与代谢。
11．线粒体内膜外侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是；而线粒体内膜内侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是。
12．NADH脱氢酶是一种蛋白，该酶的辅基是。
13．线粒体ATPase是由和两部分组成。
14．唯有细胞色素和辅基中的铁原子有个结合配位键，它还保留一个游离配位键，所以能和结合，还能和、结合而受到抑制。
15．绿色植物生成ATP的三种方式是、和。
16．在NADH呼吸链中有三个部位可以形成ATP，这三个部位分别是、
和部位之间。
17．NADH呼吸链有三个部位氢或电子的传递可以受到某些化学物质的抑制，这三个部位依次是：、和，其中具有致死性的部位是。
18．在含有糖酵解、柠檬酸循环和氧化磷酸化酶活性的细胞匀浆液中，彻底氧化一摩尔丙酮酸、NADH、葡萄糖和磷酸烯醇式丙酮酸各产生、、、和摩尔ATP。
四、选择题
1．乙酰CoA彻底氧化过程的P／O比值是：
A 1
B 2
C 3
D 4
2．生物体能够利用的最终能源是：
A 磷酸肌酸
B ATP
C 太阳光
D 有机物的氧化
3．在生物化学反应中，总能量变化符合下列哪一项?
A 受反应的能障影响
B 因辅助因子而改变
C 和反应物的浓度成正比
D 与反应机制无关
4．氰化物引起的缺氧是由于
A 中枢性肺换气不良
B 干扰氧的运输
C 微循环障碍
D 细胞呼吸受抑制
5．下列关于生物氧化的叙述正确的是：
A 呼吸作用只有在有氧时才能发生。
B 2，4-二硝基苯酚是电子传递的抑制剂。
C 生物氧化在常温常压下进行。
D 生物氧化快速而且是一次放出大量的能量。
6．胞浆中产生的NADH通过下列哪种穿梭进入线粒体，彻底氧化只能生成2个ATP
A α-磷酸甘油穿梭
B 柠檬酸穿梭
C 苹果酸穿梭
D 草酰乙酸穿梭
7．下列关于电子传递链的叙述正确的是：
A 电子从NADH传至02自由能变化为正 B电子传递的继续进行依赖于氧化磷酸化
C 电子从NADH传至02形成2分子ATP
D 解偶联剂不影响电子从NADH传至02
8．已知AG0 = - 2.303RT1gKeq′，下列反应的自由能是：A + B = C；[A]=[B]=[C]=10mol／L
A 4.6RT
B -4.6RT
C 2.3RT
D -2.3RT
9．琥珀酸脱氢生成延胡索酸(延胡索酸／琥珀酸；E0′＝+0.03V)，假如将琥珀酸加到硫酸高铁和硫酸亚铁(Fe3+／Fe2+；E0′= +0.77V)的平衡混合物中：
A 硫酸高铁的浓度增加
B 硫酸高铁和延胡索酸的浓度增加
C 硫酸高铁和硫酸亚铁的浓度比不变
D 硫酸亚铁和延胡索酸的浓度增加
10．寡霉素存在时，加入2，4—二硝基苯酚下列哪种情况发生：
A 阻断电子传递
B 恢复电子传递
C 合成ATP
D 分解ATP
11．用琥珀酸作呼吸底物和Pi一起加入到线粒体的悬浮液中，下列推断错误的是：
A 若加ADP，则耗氧增加。
B 假如有寡霉素存在，ADP的加入不会使耗氧增加。
C 假如有2，4—二硝基苯酚存在，寡霉素使耗氧增加。
D 假如有2，4—二硝基苯酚存在，ADP不会使耗氧增加。
12．肌肉中能量的主要贮存形式是下列哪一种?
A ATP
B 磷酸烯酵式丙酮酸
C cAMP
D 磷酸肌酸
五、问答与计算
1．什么是生物氧化？生物氧化有什么主要特点？
2．给大白鼠注射2，4—二硝基苯酚，鼠体温升高，为什么?
3．将DCCD加入到线粒体制剂中，ATP合成和电子传递的速度都减少，加入2，4—二硝基苯酚电子传递速度恢复正常，说明这是为什么。
4．指出下列过程中的P/O理论值:⑴异柠檬酸→琥珀酸；⑵二硝基酚存在时， -酮戊二酸-→琥珀酸；
⑶琥珀酸-→草酰乙酸.
5．由于超氧基和H 202的形成会破坏细胞膜中的磷脂，在西方国家，有人认为这是导致衰老的因素，为延迟衰老，他们服用超氧化物歧化酶药片以便尽快使这些有害物质转化，你认为这种方法对吗?为什么?
6．pH7.0，25℃时ATP水解成ADP十P l，ΔG0=30.5kJ/mol
(1)计算反应的平衡常数。
(2)在细胞内该反应处于平衡吗?。
