第六章 生物氧化1
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基本内容, 教学手段和时间分配第六章生物氧化第一节概述一、生物氧化的定义物质在生物体内进行的氧化称生物氧化,主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量,最终生成CO2和H2O的过程。
其中有相当一部分能量可使ADP 磷酸化生成ATP,供生命活动之需,其余能量主要以热能形式释放,可用于维持体温。
二、生物氧化的化学本质与特点(一)本质:生物氧化是发生在生物体内的氧化还原反应 , 因而具有氧化还原反应的共同特征。
并且物质被氧化时总伴随能量的释放。
(二)特点:生物氧化是在活细胞内进行的 , 它与体外氧化相比又有许多不同的特点 :1 、有机物在生物体内完全氧化与在体外燃烧而被彻底氧化 , 在本质上是相同的 ,最终的产物都是 CO2和 H2O, 同时所释放能量的总值也相等;2 、生物氧化在常温、常压、接近中性的 pH 和多水环境中进行;是在一系列酶、辅酶和中间传递体的作用下逐步进行的;3 、氧化反应分阶段进行 , 能量逐步释放 , 既避免了能量骤然释放对机体的损害 , 又使得生物体能充分、有效地利用释放的能量;4 、生物氧化过程中释放的化学能通常被偶联磷酸化反应所利用 , 贮存于高能磷酸化合物 ( 如 ATP) 中 , 当生命活动需要时再释放出来。
三、生物氧化的方式:生物氧化是在一系列氧化 - 还原酶催化下分步进行的。
每一步反应,都由特定的酶催化。
在生物氧化过程中,主要包括如下几种氧化方式:( 1 )脱氢( 2 )加水( 3 )加氧( 4 )失电子第二节电子传递链细胞内的线粒体是生物氧化的主要场所,主要功能是将代谢物脱下的成对氢原子通过多种酶及辅酶所组成的传递体系的传递,最终与氧结合生成水。
这一系列酶和辅酶按一定顺序排列在线粒体内膜上成链状结构,又由于此过程与细胞呼吸有关,所以称为呼吸链(respiratory chain)又称电子传递链(electron transfer chain)。
•呼吸链的组成及作用机理线粒体呼吸链可拆分成四个具有传递电子功能的酶复合体,分别是:酶复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ:它们分别是NADH-泛醌还原酶,琥珀酸-泛醌还原酶,泛醌-细胞色素C还原酶,细胞色素C氧化酶。
第六章生物氧化第一节概述一、生物氧化的意义生物机体在生命过程中需要能量,如生物合成、物质转运、运动、思维和信息传递等都需要消耗能量,这些能量从哪里来呢?能量的来源,主要依靠生物体内糖、脂肪、蛋白质等有机化合物在体内的氧化。
有机物质在生物细胞内氧化分解,最终彻底氧化成二氧化碳和水,并释放能量的过程,称为生物氧化。
生物氧化是在细胞中进行的,所以生物氧化又称为细胞呼吸。
生物氧化为机体生命活动所需要的能量。
真核生物细胞的生物氧化在线粒体中进行,原核生物细胞,生物氧化在细胞质膜上进行。
二、生物氧化的特点生物氧化与体外物质氧化或燃烧的化学本质是相同的,最终产物是二氧化碳和水,所释放的能量也相等。
但生物氧化与非生物氧化所进行的方式不同,其特点为:1、生物氧化在细胞内进行,是在体温和接近中性PH和有水的环境进行的,是在一系列酶、辅酶和传递体的作用下逐步进行的,每一步反应都放出一部分能量,逐步释放的能量的总和与同一氧化反应在体内进行是相同。
这样不会因氧化过程中能量骤然释放,体温突然上升而损害机体,而且释放的能量也能有效地利用。
2、生物氧化过程所释放的能量通常先贮存在一些高能化合物如ATP中,ATP相当于生物体内的能量转运站。
3、有机化合物在体内外是碳在氧中燃烧,产生二氧化碳,而生物氧化是通过羧酸脱羧作用产生二氧化碳。
第二节线粒体氧化体系生物体内存在多种氧化体系,其中最重要的是存在与线粒体中线粒体氧化体系。
此外还有微粒体氧化体系、过氧化体氧化体系、细菌的生物氧化体系等。
一、呼吸链的概念在生物氧化过程中,代谢物的氢由脱氢酶激活,脱下来的氢经过几种传递体的传递,将电子传递到细胞色素体系,最后将电子传递给氧,活化的氢(H+)和活化的氧(O2-)结合成水,在这个过程中构成的传递链称为电子传递链,或呼吸链。
二、呼吸链的组成构成呼吸链的成分有20多种。
大致可将它们分成五类。
即以NAD+或NADP+为辅酶的脱氢酶类;以FAD或FMN为辅基的黄素蛋白酶类;铁硫蛋白类;泛醌和细胞色素类。
第6章生物氧化习题第六章生物氧化复习测试(一)名词解释1. 生物氧化2. α-脱羧3. 氧化脱羧4. 呼吸链5. 氧化磷酸化6. 底物水平磷酸化7. P/0比值8. 氧化磷酸化解偶联 9. 递氢体和递电子体10.苹果酸-天冬氨酸穿梭(二)选择题A型题:1.生物氧化CO2的产生是:A.呼吸链的氧化还原过程中产生B. 有机酸脱羧C. 碳原子被氧原子氧化D. 糖原的合成E. 以上都不是2.生物氧化的特点不包括:A. 遂步放能B. 有酶催化C. 常温常压下进行D. 能量全部以热能形式释放E. 可产生ATP3. 可兼作需氧脱氢酶和不需氧脱氢酶的辅酶是:A. NAD+B. NADP+C. FADD. CoQE. CytC4. NADH氧化呼吸链的组成部份不包括:A.NAD+ B.CoQ C.FAD D.Fe-S E.Cyt5. 下列代谢物经过一种酶脱下的2H,不能经过NADH呼吸链氧化的是:A.苹果酸 B.异柠檬酸 C.琥珀酸 D.丙酮酸 E.a-酮戊二酸6.丙酮酸转变成乙酸辅酶A的过程是:A.α-单纯脱酸, B.β-单纯脱酸 C.α-氧化脱酸 D.β-氧化脱酸E.以上都不是7.下列关于呼吸链的叙述哪项是错误的:A.复合体Ⅲ和Ⅳ为两条呼吸链共有B.可抑制Cytaa3阻断电子传递C.递氢体只递氢,不传递电子D.Cytaa3结合较紧密E.ATP的产生为氧化磷酸化8.各种细胞色素在呼吸链中传递电子的顺序是:A.a → a3→ b → C1→ 1/2 O2B.b → C1→ C→ a → a3→ 1/2 O2C.a1→ b → c → a → a3→ 1/2 O2D.a → a3→ b → c1→ a3→ 1/2 O2E.c → c1→ b → aa3→ 1/2 O29.电子按下列各式传递,能偶联磷酸化的是:A.Cytaa3→ 1/2 O2B.琥珀酸→ FADC.CoQ → CytbD.SH2→ NAD+E.以上都不是10.关于呼吸链组成成分说法错误的是:A.CoQ通常与蛋白质结合形式存在B.Cyta与Cyta3结合牢固C.铁硫蛋白的半胱氨酸的硫与铁原子连接D.细胞色素的辅基为铁卟啉E.FAD的功能部位为维生素B211.体内参与各种供能反应最普遍最主要的是:A.磷酸肌酸 B.ATP C.UTP D.CTP E.GTP 12.肌酸激酶催化的化学反应是:A. 肌酸→肌酐B. 肌酸+ATP 磷酸肌酸+ADPC. 肌酸+CTP 磷酸肌酸+CDPD.乳酸→丙酮酸E.肌酸+UTP 磷酸肌酸+UDP13.调节氧化磷酸化作用中最主要的因素是:A.ATP/ADP B.FADH2 C.NADH D.Cytaa3E.以上都不是14.胞液中的NADH:A.可直接进入线粒体氧化B.以α-磷酸甘油穿梭进入线粒体氧化C. 不能进入线粒体进行氧化D. 在微粒体内氧化E. 以上都不是15.关于苹果酸-天冬氨酸穿梭错误的是:A.主要在肝和心肌中发生B.以苹果酸形式进入线粒体C.经该穿梭作用,NADH氧化产生3分子ATPD.穿梭过程中有转氨基作用E.以上都不是16.属于底物水平磷酸化的反应是:A.1,3-二磷酸甘油酸→ 3-磷酸甘油酸B.苹果酸→草酰乙酸C.丙酮酸→乙酰辅酶AD.琥珀酸→延胡索酸E.异柠檬酸→α-酮戊二酸17.体内ATP生成较多时可以下列何种形式储存:A.磷酸肌酸B.CDP C.UDP D.GDP E.肌酐18.某底物脱下的2H氧化时P/O比值约为3.0,应从何处进入呼吸链:A.FAD B.NAD+ C.CoQ D.Cytb E. Cytaa319.催化的反应与H2O2无关的是:A.SOD B.过氧化氢酶 C. 羟化酶 D. 过氧化物酶 E. 以上都不是20.符合不需氧脱氢酶的叙述是:A. 其受氢体不是辅酶B.产物一定有H2O 2C.辅酶只能是NAD+而不能是FADD. 还原型辅酶经呼吸链后氢与氧结合成H2OE.辅酶一定含有Fe-S21.调节氧化磷酸化最重要的激素为:A.肾上腺素B.甲状腺素C.肾上腺皮质的激素D.胰岛素E.生长素22.细胞色素含有:A.胆红素 B.铁卟啉 C.血红素D.FAD E.NAD+ 23.在胞液中进行与能量生成有关的过程是:A.三羧酸循环 B.电子传递 C.糖酵解D.脂肪酸的β氧化 E.糖原合成24.关于NAD+的性质说法错误的是:A.烟酰胺部分可进行可逆的加氢与脱氢B.与蛋白质等物质结合形成复合体C.不需氧脱氧酶的辅酶D.每次接受两个氢及两个电子E.其分子中含维生素PP25.阻断 Cytaa3→ O2的电子传递的物质不包括:A.CN- B.N3-C.CO D.阿米妥 E.NaCN 26.关于非线粒体的生物氧化特点叙述错误的是:A.可产生氧自由基 B.仅存在于肝C.参与药物、毒物及代谢物的生物转化D.不伴磷酸化E.包括微粒体氧化体系,过氧化物酶体系及SOD27.线粒体氧化磷酸化解偶联是指:A.线粒体内膜ATP酶被抑制B.线粒体能利用氧但不能生成ATPC.抑制电子传递D.CN—为解偶联剂E.甲状腺素亦为解偶联剂28.下列不是加单氧酶生理功能的是:A.参与某些激素的灭活B.参与维生素D的灭活C.参与胆汁酸的合成D.参与肝的生物转化E 参与药物代谢29. 符合高能磷酸键叙述的是:A.含高能键的化合物都含有高能磷酸键B.有高能磷酸键变化的反应都是不可逆的C.体内高能磷酸键产生主要是氧化磷酸化方式D.体内的高能磷酸键主要是CTP形式E.体内的高能磷酸键仅为ATP30.催化反应 RH+NADPH+H++O2→ ROH+NADP++H2O 的酶是:A.混合功能氧化酶 B.过氧化物酶 C.SODD.过氧化氢酶 E.以上都不是B型题:A.异咯嗪B.铁硫蛋白C.苯醌结构D.烟酰胺E.铁卟啉1.FAD传递氢的功能部分:2.NAD+能传递氢的功能部分:3.CoQ能传递氢的功能部分:4.细胞色素传递电子的功能部分:A. α-单纯脱羧B. β-单纯脱羧C. α-氧化脱羧D. β-氧化脱羧E. 转氨基作用5.氨基酸脱羧:6.丙酮酸脱氢生成乙酰辅酶A:7.草酰乙酸脱羧生成丙酮酸:8.苹果酸脱羧生成为丙酮酸:A. 丙酮酸B. 磷酸烯醇式丙酮酸C. 磷酸肌酸D. UTPE. ATP9.不含高~○P的物质是:10.高能磷酸键利用的主要形式是:11.糖原合成过程中能量的利用形式是:12.高能磷酸键的主要储存形式是:A.过氧化氢酶B.混合功能氧化酶C.CK D.LDH E.LPL 13.细胞定位在微粒体的是:14.定位在过氧化物酶体的是:15.与H2O2有关的酶是:(三)问答题1.比较体内氧化与体外氧化的异同2.体内CO2的产生的方式有哪些?3.试述呼吸链的组成成分及功能?并写出体内两条主要呼吸链的传递链?4.影响氧化磷酸化的因素有哪些?5.如何理解生物体内的能量代谢是以ATP为中心的?五、参考答案(一)名词解释1.营养物质在体内氧化分解为CO2和H2O,并逐步释放能量的过程称生物氧化。
第六章生物氧化一、单项选择题1、下列化合物不属高能化合物的是:A.1,3-二磷酸甘油酸B.乙酰CoAC.AMPD.氨基甲酰磷酸E.磷酸烯醇式丙酮酸2、线粒体长呼吸链的排列顺序哪个是正确的?A. NADH-FMN-CoQ-Cyt-O2B. FADH2-NAD+-CoQ-Cyt-O2C. FADH2-FAD-CoQ-Cyt-O2D. NADH-FAD-CoQ-Cyt-O2E. NADH-CoQ-FMN-Cyt-O23、正常生理条件下控制氧化磷酸化的主要因素是:A.O2的水平B.ADP的水平C.线粒体内膜的通透性D.底物水平E.酶的活力4、氰化物的中毒机理是:A.大量破坏红细胞造成贫血B.干扰血红蛋白对氧的运输C.抑制线粒体电子传递链D.抑制呼吸中枢,使通过呼吸摄入氧量过低E.抑制ATP合酶的活性5、关于细胞色素氧化酶的叙述,正确的是:A.存在于线粒体中B.存在于细胞液中C.存在于微粒体中D.存在于细胞膜上E.存在于内质网中6、关于呼吸链叙述正确的是:A.琥珀酸脱氢酶的辅酶是FMNB.琥珀酸脱氢酶不属于黄酶类C.短呼吸链的氢传递顺序是FADH2-CoQ-Cyt-O2D.NADH呼吸链由酶复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组成E.NAD+、FMN、Cyt都是递氢体7、每mol高能键水解时释放的能量大于:A.5KJB.20KJC.21KJD.40KJE.51KJ8、有关FMN的描述,正确的是:A.含VitB6B.也称黄素腺嘌呤二核苷酸C.是递氢体D.每次传递1HE.是琥珀酸脱氢酶的辅基9、下列哪一种酶不参与电子传递链的组成?A.NADH-泛醌还原酶B.泛醌-细胞色素C还原酶C.琥珀酸-泛醌还原酶D.细胞色素C氧化酶E.细胞色素C还原酶10、下列那种物质不属于呼吸链抑制剂?A.鱼藤酮B.粉蝶霉素AC.抗霉素AD.二硝基苯酚E.二巯基丙醇11、下列那种物质在呼吸链中属于递电子体?A.NAD+B.FMNC.Fe-SD.CoQE.FAD12、2H经过NADH氧化呼吸链传递可产生的ATP数为:A.2B.3C.4D.6E.1213、2H经过琥珀酸氧化呼吸链传递可产生的ATP数为:A.2B.3C.4D.6E.1214、符合细胞色素特点的是:A.细胞色素也可分布在线粒体外B.呼吸链中有许多细胞色素可被CN-抑制C.参与呼吸链组成的细胞色素有a、b、c、d四种D.细胞色素C氧化酶其本质不是细胞色素E.所有细胞色素与线粒体内膜紧密结合,不易分离15、电子按下列各途径传递,能偶联磷酸化的是:A.Cyt—Cytaa3B.CoQ--CytbC.Cytaa3—O2D.琥珀酸--FADE.FAD—CoQ16、线粒体呼吸速率不会因哪种物质的缺乏而受抑制?A.O2B.磷酸C.Cytaa3—O2D.底物如琥珀酸E.ATP17、下列哪种说法是正确的?A.复合体Ⅰ又称为琥珀酸-泛醌还原酶B.铁硫蛋白是电子传递体,每次传递2个电子C.FMN和FAD结构中含有铁卟啉D.复合体Ⅳ也称为细胞色素C氧化酶E.NAD+、FAD、FMN、CoQ等属于递氢体18、下列哪种物质能抑制复合体Ⅲ中Cytb与Cytc1间的电子传递?A.CO、CN-B.鱼藤酮C.粉蝶霉素AD.二巯基丙醇E.异戊巴比妥19、下列哪种实验不能确定呼吸链成分的排列顺序?A.测定标准氧化还原电位B.将呼吸链拆开重组,鉴定复合体的排列C.测定P/O比值及自由能的变化D.检测呼吸链阻断部位前后吸收光谱的改变E.以还原状态为对照,缓慢给氧,观察各组分被氧化的顺序20、关于ATP在能量代谢中的作用,错误的是:A.ATP是生物能量代谢的中心B.ATP可转变为其他的三磷酸核苷C.ATP属于高能磷酸化合物D.ATP与磷酸肌酸之间可以相互转变E.当ATP较富余时,磷酸肌酸将-P转移给ADP生成ATP二、多项选择题(X型题,有二个以上正确答案)1、关于电子传递链的叙述,错误的是:A.电子传递链又称为呼吸链B.长呼吸链与短呼吸链的区别主要在于所含复合体的多少C.电子传递体都与蛋白质结合D.细胞色素中都含有一个铁卟啉辅基2、关于ATP合酶的叙述,错误的是:A.ATP合酶是合成的ATP酶B.ATP合酶是由F0、F1两部分构成C.F1的β亚基可独立行使ATP合成和释放D.ATP合酶最小的反应中心为αβX(X为小亚基)3、下列哪些酶属于线粒体外氧化还原体系?A.过氧化氢酶B.过氧化物酶C.超氧物歧化酶D.加单氧酶4、关于胞液中NADH的氧化,正确的是:A.需通过某种方式进入线粒体后才可进行氧化磷酸化B.可经过α-磷酸甘油穿梭机制C.可经过苹果酸-天冬氨酸穿梭机制D.每2H可产生3个ATP5、关于线粒体DNA的特点,正确的是:A.呈裸露的环状双螺旋结构B.缺乏蛋白质保护C.具有损伤修护系统D.每2H可产生3个ATP三、填空题1、电子传递链的四个复合体是①、②、③和④。