氧化磷酸化的解偶联剂和抑制剂

氧化磷酸化偶联机制，影响氧化磷酸化的因素氧化磷酸化偶联机制（一）化学渗透假说（chemiosmotic hypothesis）1961年，英国学者Peter Mitchell提出化学渗透假说（1978年获诺贝尔化学奖），说明了电子传递释出的能量用于形成一种跨线粒体内膜的质子梯度（H+梯度），这种梯度驱动A TP的合成。

这一过程概括如下：1.NADH的氧化，其电子沿呼吸链的传递，造成H+ 被3个H+ 泵，即NADH脱氢酶、细胞色素bc1复合体和细胞色素氧化酶从线粒体基质跨过内膜泵入膜间隙。

2.H+ 泵出，在膜间隙产生一高的H+ 浓度，这不仅使膜外侧的pH较内侧低（形成pH 梯度），而且使原有的外正内负的跨膜电位增高，由此形成的电化学质子梯度成为质子动力，是H+ 的化学梯度和膜电势的总和。

3.H+ 通过A TP合酶流回到线粒体基质，质子动力驱动A TP合酶合成A TP。

（二）A TP合酶A TP合酶由两部分组成（Fo-F1），球状的头部F1突向基质液，水溶性。

亚单位Fo埋在内膜的底部，是疏水性蛋白，构成H+ 通道。

在生理条件下，H+ 只能从膜外侧流向基质，通道的开关受柄部某种蛋白质的调节。

影响氧化磷酸化的因素（一）抑制剂能阻断呼吸链某一部位电子传递的物质称为呼吸链抑制剂。

鱼藤酮、安密妥在NADH脱氢酶处抑制电子传递，阻断NADH的氧化，但FADH2的氧化仍然能进行。

抗霉素A抑制电子在细胞色素bc1复合体处的传递。

氰化物、CO、叠氮化物（N3-）抑制细胞色素氧化酶。

对电子传递及ADP磷酸化均有抑制作用的物质称氧化磷酸化抑制剂，如寡霉素。

（二）解偶联剂2，4-二硝基苯酚（DNP）和颉氨霉素可解除氧化和磷酸化的偶联过程，使电子传递照常进行而不生成A TP。

DNP的作用机制是作为H+的载体将其运回线粒体内部，破坏质子梯度的形成。

由电子传递产生的能量以热被释出。

（三）ADP的调节作用正常机体氧化磷酸化的速率主要受ADP水平的调节，只有ADP被磷酸化形成A TP，电子才通过呼吸链流向氧。

第13章生物氧化与氧化磷酸化单元自测题(一)名词解释与比较1. 生物氧化与燃烧2. 氧化还原电势与氧化还原电势差3. 自由能变化与标准自由能变化4. 氧化磷酸化与底物水平磷酸化5. 氧化磷酸化的解偶联与抑制6. 甘油-3-磷酸穿梭系统与苹果酸-天冬氨酸穿梭系统7. ATP/ADP交换体与F1F0-ATP酶8. NADH呼吸链与FADH2呼吸链9. 磷氧比与能荷(二)填空题1.生物氧化是在细胞中，同时产生的过程。

2.有机物在细胞内的生物氧化与在体外燃烧的主要区别是、和。

3.化学反应的自由能变化用表示，标准自由能变化用表示，生物化学中的标准自由能变化则用表示。

4.△G<0时表示为反应，△G>0时表示为反应，△G =0时表示反应达到。

5.所谓高能化合物通常指水解时的化合物，其中最重要的是，被称为生物界的。

6.化学反应过程中自由能的变化与平衡常数有密切的关系，即△G0′＝。

7.在氧化还原反应过程中，自由能的变化与氧化还原势(E0′)有密切的关系，即△G0′＝。

如细胞色素aa3把电子传给分子氧的△G0′＝ kJ/mol。

8.真核细胞中生物氧化的主要场所是，呼吸链和氧化磷酸化偶联因子定位于。

原核细胞的呼吸链存在于上。

9.电子传递链中的铁硫蛋白中铁与或无机硫结合而成。

10.NADH脱氢酶是一种蛋白，该酶的辅基是。

11.细胞色素和铁硫中心在呼吸链中以的变价进行电子传递，每个细胞色素和铁硫中心每次传递个电子。

12. 在长期进化过程中，复合体Ⅳ已具备同时将个电子交给1分子氧气的机制。

13.在呼吸链中，氢或电子从氧化还原电势的载体依次向的载体传递。

14.呼吸链的复合物Ⅳ又称复合物，它把电子传递给02，又称为。

15.常见的呼吸链电子传递抑制剂中，鱼藤酮专一地抑制的电子传递；抗霉素A专一地抑制的电子传递；CN-、N3-和CO则专一地阻断由到的电子传递。

16.电子传递链中唯一的小分子物质是，它在呼吸链中起的作用。

生物工程学院021班 向生光
前言
三羧酸循环等呼吸代谢过程中脱下的氢被NAD+或FAD所接受。 细胞内的辅酶或辅基数量是有限的，它们必须将氢交给其它受 体之后，才能再次接受氢。在需氧生物中，氧气便是这些氢的 最终受体。这种有机物在生物活细胞中所进行的一系列传递氢 和 电 子 的 氧 化 还 原 过 程 ， 称 为 生 物 氧 化 ( biological oxidation)。生物氧化与非生物氧化的化学本质是相同的，都 是脱氢、失去电子或与氧直接化合，并产生能量。然而生物氧 化与非生物氧化不同，它是在生活细胞内，在常温、常压、接 近中性的pH和有水的环境下，在一系列的酶以及中间传递体的 共同作用下逐步地完成的，而且能量是逐步释放的。生物氧化 过程中释放的能量可被偶联的磷酸化反应所利用，贮存在高能 磷酸化合物（如ATP、GTP等）中，以满足需能生理过程的需要。
2.抑制剂(depressant)
抑制剂与解偶联剂的区别在于,这类试剂不仅抑
制ATP的形成，还同时抑制O2的消耗。这是因 为像寡霉素(oligomycin)这一类的化学物质可以 阻止膜间空间中的H+通过ATP合成酶的Fo进入 线粒体基质，这样不仅会阻止ATP生成，还会 维持和加强质子动力势,对电子传递产生反馈抑 制,O2的消耗就会相应减少。
泛醌︰线粒体复合物Ⅲ（细胞色素c 氧化还原酶）的假想构成和膜局部构造
4.复合体Ⅳ
又称Cyt c∶细胞色素氧化酶(Cyt c∶cytochrome oxidase)分 子量约 160 ～ 170 × 10 3 ，含有多种不同的蛋白质，主要成分是 Cyta和 Cyta3 及2个铜原子，组成两个氧化还原中心即 Cyta CuA 和Cyta3 CuB，第一个中心是接受来自Cyt c 的电子受体，第二 个中心是氧还原的位置。它们通过Cu+ Cu2+ 的变化，在Cyta 和Cyta3间传递电子。其功能是将 Cyt c中的电子传递给分子氧， 氧分子被 Cyta3、CuB 还原至过氧化物水平；然后接受第三个电 子，O-O键断裂，其中一个氧原子还原成 H2O；在另一步中接受 第四个电子，第二个氧原子进一步还原。也可能在这一电子传 递过程中将线粒体基质中的 2个H+转运到膜间空间。CO、氰化 物(cyanide,CN-)、叠氮化物(azide,N3-)同 O2 竞争与 Cytaa3 中 Fe的结合，可抑制从Cytaa3到O2的电子传递。

生物氧化总结生物氧化:物质在生物体内氧化,主要指糖类、脂肪、蛋白质等在体内逐步的分解释放能量，最终生成CO2 O的过程。

和H其他氧化酶：（1）过氧化氢酶（触酶，其辅基含有四个血红素）和过氧化物酶（以血红素为辅基，催化双氧水直接氧化酚类或胺类化合物）.（2）加氧酶：加单氧酶和加双氧酶。

—需要NADPH+H+和细胞色素P450参加。

（3）超氧化物歧化酶（SOD）：清除体内自由基。

二、生物氧化中CO2的生成：α-单纯脱羧；α-氧化脱羧（还有NADH+H+生成）；β-单纯脱羧；β-氧化脱羧三、生物氧化中H2O的生成：（一）底物脱水（二）呼吸链生成水：呼吸链：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，最终与氧结合生成水，这一系列酶和辅酶称为呼吸链或电子传递链。

1、组成：递氢体+电子传递体。

主要如下：烟酰胺核苷酸、黄素蛋白类（NADH脱氢酶）（FMN和FAD可以参与单电子或两个电子的传递）、铁硫蛋白（通过铁原子化合价的改变传递电子）、辅酶Q（能接受一个或两个电子）、细胞色素类（含有血红素铁卟啉的蛋白质；a、b、c三种）和铜蛋白。

2、呼吸链复合体：3、呼吸链的排列顺序：标准还原电位从低到高；自由能从高到低（1）NADH呼吸链或长呼吸链：NADH→FMN→(FeS)→CoQ→Cytb→(FeS)→Cytc→Cyta,a3→O2每转运一对电子到氧气分子，就有10个质子从线粒体基质泵到膜间隙。

（2）琥珀酸脱氢酶（也称FAD呼吸链）或短呼吸链：琥珀酸→FADH→(FeS)→CoQ→Cytb→(FeS)→Cytc→Cyta,a3→O2每转运一对电子到氧气分子，就有6个质子从线粒体基质泵到膜间隙。

4、呼吸链抑制剂：阻断NADH→CoQ氢和电子传递的有：鱼藤酮、安密妥、杀粉蝶菌素。

阻断CoQ→Cytc1电子传递的有：抗霉素A，二巯基丙醇。

阻断Cyta,a3→O2电子传递的有：氰化物，如氰化钾、氰化钠以及叠氮化物和一氧化碳。

氧化磷酸化解偶联剂名词解释
氧化磷酸化解偶联剂（OPC）是一类具有重要意义的助剂，它是采用磷酸和氧化剂相混合，然后处于给定的温度和压力下制成的混合物。

它的使用可以改善石油原料的品质，减少石油生产过程中的污染物，以及减少护理和使用的成本。

氧化磷酸化解偶联剂可分为重氮磷酸（DNOP）和轻氮磷酸（LNOP）。

重氮磷酸（DNOP）主要用于原油的减渣阶段。

它具有优异的抗凝力，可以显著减少原油凝固和沉淀时间，并可以帮助原油持久更加稳定。

轻氮磷酸（LNOP）主要用于轻质石油和燃料油的净化，它可以有效地阻碍重质碳氢化合物，减少“石油产品污染”，改善石油产品的质量。

氧化磷酸化解偶联剂的使用是一种高效的净化技术。

它能够更有效地去除原油中的污染物，净化和提高燃料燃烧污染物的排放性能。

此外，氧化磷酸化解偶联剂可以有效地降低原油的温度，减少石油的消费，延长石油的使用寿命，从而节省燃料油的使用成本。

一般来说，使用氧化磷酸化解偶联剂可以节省石油产品20%的使用成本，有效改善护理水平和护理效果。

氧化磷酸化解偶联剂是一种新型的热催化剂，它的作用不仅在于清理石油表面的污垢，还可以进行原油的加氢、烷基化和烃基化等反应。

氧化磷酸化解偶联剂在石油净化中，也可以用于各种石油油品的改性，改善燃油的燃烧性能，例如增加油品的热值，减少烟气排放量。

总之，氧化磷酸化解偶联剂是石油生产过程中非常重要的一种助剂。

它可以提高石油原料的品质，有效地减少护理和使用成本，减少
石油产品的污染物，从而改善石油的质量，改善石油生产的效率和燃料油的燃烧性能。

第六章生物氧化一、选择题【A1型题】1.体内CO2的生成是由A.代谢物脱氢产生B.碳原子与氧原子直接化合产生C。

有机酸脱羧产生D。

碳原子由呼吸链传递给氧生成E。

碳酸分解产生2.关于生物氧化的特点描述错误的是A.氧化环境温和B。

在生物体内进行C。

能量逐步释放D.耗氧量、终产物和释放的能量与体外氧化相同E。

CO2和H2O是由碳和氢直接与氧结合生成3。

不是呼吸链中的递氢体和递电子体的是A。

FADB.肉碱C.CytbD.铁硫蛋白E.CoQ4.下列物质中不属于高能化合物的是A。

CTPB.AMPC.磷酸肌酸D。

乙酰CoAE。

1，3-DPG5。

呼吸链中能直接将电子传给氧的物质是A。

CoQB.CytbC。

铁硫蛋白D.Cytaa3E.Cyt c6。

NADH氧化呼吸链中不包括A．复合体IB.复合体ⅡC.复合体ⅢD．复合体Ⅳ7.各种细胞色素在呼吸链中的排列顺序是A。

C→C1→b→aa3→O2B.C→b1→C1→aa3→O2C。

b→C1→C→aa3→O2D.b→C→C1→aa3→O2E。

C1→C→b→aa3→O28。

氧化磷酸化的偶联部位是A。

FADH2→CoQB.NADH→FMNC.Cytb→Cytc1D.CoQ→CytcE。

FMNH→CoQ2一、选择题型题】【A11.C2。

E3.B4.B5.D6。

B7。

C8。

D9.B10.C11.C12。

B13。

B14。

A15。

D16。

C17。

C18。

B19.E20。

D21.D22。

C23.B24.A25。

C26.C9.下列含有高能磷酸键的化合物是A。

1，6-二磷酸果糖B.1，3-二磷酸甘油酸C.F—6-PD.乙酰CoAE.烯醇式丙酮酸—、CO中毒是由于A.使体内ATP生成量增加B.解偶联作用C.使Cytaa丧失传递电子的能力，呼吸链中断3D.使ATP水解为ADP和Pi的速度加快E。

抑制电子传递及ADP的磷酸化11。

人体内各种生命活动所需能量的直接供应体是A。

葡萄糖B.脂酸C。

ATPD.磷酸肌酸E。

氧化磷酸化的解偶联剂和抑制剂氧化磷酸化过程可受到许多化学因素的作用。

不同化学因素对氧化磷酸化过程的影响方式不同，根据它们的不同影响方式可分：解偶联剂和氧化磷酸化抑制剂。

（一）解偶联剂某些化合物能够消除跨膜的质子浓度梯度或电位梯度，使ATP不能合成，这种既不直接作用于电子传递体也不直接作用于ATP合酶复合体，只解除电子传递与ADP磷酸化偶联的作用称为解偶联作用，其实质是光有氧化过程（电子照样传递）而没有磷酸化作用。

这类化合物被称为解偶联剂（uncouplers）。

人工的或天然的解偶联剂主要有下列三种类型：1．化学解偶联剂2,4-二硝基苯酚（2,4-dinitrophenol，DNP）是最早发现的也是最典型的化学解偶联剂（chemical uncoupling agent），其特点是呈弱酸性和脂溶性，在不同的pH环境中可释放H+和结合H+：在pH 7.0的环境中，DNP以解离形式存在，不能透过线粒体膜；在酸性环境中，解离的DNP质子化，变为脂溶性的非解离形式，能透过膜的磷脂双分子层，同时把一个质子从膜外侧带入到膜内侧，因而破坏电子传递形成的跨膜质子电化学梯度，起着消除质子浓度梯度的作用，抑制ATP的形成。

2. 离子载体有一类脂溶性物质能与某些阳离子结合，插入线粒体内膜脂双层，作为阳离子的载体，使这些阳离子能穿过线粒体内膜。

它和解偶联剂的区别在于它是作为H＋离子以外的其它一价阳离子的载体。

例如，由链霉菌产生的抗菌素缬氨霉素（valinomycin）能与K＋离子配位结合形成脂溶性复合物，穿过线粒体内膜，从而将膜外的K＋转运到膜内。

又如，短杆菌肽（gramicidin）可使K＋、Na＋及其它一些一价阳离子穿过内膜。

这类离子载体（ionophore）由于增加了线粒体内膜对一价阳离子的通透性，消除跨膜的电位梯度，消耗了电子传递过程中产生的自由能，从而破坏了ADP的磷酸化过程。

3．解偶联蛋白解偶联蛋白（uncoupling protein）是存在于某些生物细胞线粒体内膜上的蛋白质，为天然的解偶联剂。

-
2. 解偶联剂：使氧化与磷酸化偶联过 程脱离。 常见的解偶联剂为二硝基苯酚（DNP）
3. 氧化磷酸化抑制剂：对电子传递及 ADP磷酸化均有抑制作用。如寡霉 素。
4. ADP的调节作用：主要调节因素。 ATP消耗↑，[ADP] ↑→ 氧化磷酸化↑ 反之， [ADP] ↓→ 氧化磷酸化↓ 5. 甲状腺激素：诱导细胞膜上Na+,K+ATP酶的生成，使ATP分解↑， ADP↑→促进氧化磷酸化→使ATP生 成↑。由于ATP的合成和分解均↑， 使机体耗氧量、产热量均↑。
部位
1. P/O比值：是指物质氧化时，每 消耗1摩尔氧原子所消耗的无机
磷的摩尔数，即生成ATP的摩
尔数。
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 生成 ATP数
-羟丁酸
琥珀酸
NAD+→O2
FAD →O2
2.4~2.8
1.7
3
2
抗坏血酸
细胞色素C
Cyt c→O2
Cyt aa3→O2
0.88
0.61~0.68
1
1
三个偶联部位
① NADH与CoQ之间； ② CoQ与Cyt c之间；
③ Cyt aa3与氧之间。
2. 自由能变化( △ G0′)：大于30.5kJ即 可生成1摩尔ATP。
琥珀酸 FAD （Fe-S） NADH -0.32 FMN C oQ （Fe-S） -0.22 +0.04 Cyt b +0.08 0.21V ATP ADP + Pi 能量 ATP Cyt c1 +0.23 Cyt c +0.25 Cyt aa3 +0.29 0.53V ADP + Pi 能量 ATP O2 +0.82

影响氧化磷酸化的因素有哪些
（1）呼吸链抑制剂：鱼藤酮、粉蝶酶素A、异戊巴比妥与复合体Ⅰ中的铁硫蛋白结合,抑制电子传递；抗霉素A、二巯丙醇抑制复合体Ⅲ；一氧化碳、氰化物、硫化氢抑制复合体Ⅳ.
（2）解偶联剂：二硝基苯酚和存在于棕色脂肪组织、骨骼肌等组织线粒体内膜上的解偶联蛋白可使氧化磷酸化解偶联.
（3）氧化磷酸化抑制剂：寡霉素可阻止质子从F0质子通道回流,抑制磷酸化并间接抑制电子呼吸链传递.
（4）ADP的调节作用：ADP浓度升高,氧化磷酸化速度加快,反之,氧化磷酸化速度减慢.
（5）甲状腺素：诱导细胞膜Na＋-K＋ATP酶生成,加速ATP分解为ADP,促进氧化磷酸化.
（6）线粒体DNA突变：呼吸链中的部分蛋白质肽链由线粒体DNA编码,线粒体DNAA因缺乏蛋白质保护和损伤修复系统易发生突变,影响氧化磷酸化.。

化学渗透学说
一. 氧化磷酸化的机理
➢ 当存在足够高的跨膜质子化学梯度时，强大的质子
流通过F1-F0-ATPase进入基质时，释放的自由能 推动ATP合成。
F1-F0-ATPase复合物
F1： 球 形 头 部 ， 伸 入 线粒体基质，由五种亚 基 组 成 a3b3γδε, 是 ATP 合酶的催化部分；
测定结果表明：
二. 氧化磷酸化的P/O比
NADH经呼吸链完全氧化时，P/O为 2.5，即1分子 的 NADH 通 过 呼 吸 链 将 电 子 最 终 传 递 给 O2 可 产 生 2.5 个ATP；
二. 氧化磷酸化的P/O比
FADH2经呼吸链完全氧化时，P/O为 1.5，即 1分子的FADH2通过呼吸链将电子最终传递给 O2可产生 1.5 个ATP。
体和传电子体交替排列，催化是定向的；
化学渗透学说
一. 氧化磷酸化的机理
➢ 复合物I、III、IV的传氢体将H+从基质泵向内膜外 侧，而将电子传向其后的电子传递体；
化学渗透学说
➢ 内膜对质子不 具有通透性， 这样在内膜两 侧形成质子浓 度梯度，这就 是 推 动 ATP 合 成的原动力；
一. 体穿梭系统
谷草转氨酶，苹果酸脱氢酶，以及一系列的 透性酶。
通过苹果酸与草酰乙酸之间的转换，间接地 将 细 胞 质 中 的 NADH 转 变 为 线 粒 体 内 的 NADH，从而进入NADH呼吸链。
这种方式要通过复合物Ⅰ，P/O为2.5。
最常见的解偶联剂是2,4-二硝基苯酚(DNP)。
3.离子载体抑制剂
四、氧化磷酸化的抑制剂
增大了线粒体内膜对一价阳离子的通透 性，从而破坏了膜两侧的电位梯度。
五、线粒体穿梭系统

当存在足够的跨膜电化学梯度时，强大的质子流通过嵌在线粒体内
膜的F0F1-ATP合酶返回基质，质子电化学梯度蕴藏的自由能释放， 推动ATP的合成。
四、氧化磷酸化的解偶联剂和抑制剂
不同的化学因素对氧化磷酸化作用的影响方式不 同，据此将它们分成三大类：
1、解偶联剂（uncouplers）
某些化合物能消除跨膜的质子浓度梯度或电位梯度， 使ATP不能合成，这种作用称为解偶联作用，这类化 合物成为解偶联剂。 解偶联剂不抑制电子传递。不抑制底物水平的磷酸化。 解偶联剂主要有三种类型： • 化学解偶联剂：2、4-二硝基苯酚 • 离子载体： • 解偶联蛋白：
离子载体（离子载体抑制剂）
是一类脂溶性物质，能与H+以外的其他一价阳离子结
合，并作为他们的载体使他们能过穿过膜，消除跨膜 的电位梯度。 缬氨霉素（K+） 短杆菌肽（K+ Na+）
解偶联蛋白（产热素）
是存在于某些生物细胞线粒体内膜上的蛋白质，为
天然解偶联剂。 它们能形成质子通道，让膜外的H+通过通道返回膜 内，消除跨膜质子浓度梯度。 如：动物的褐色脂肪组织，其产热机制 是线粒体氧化磷酸化解偶联的结果。
二、氧化磷酸化偶联部位及P/O比 1、P/O比：
1940年，S Ochoa测定了在呼吸链中O2的消耗与ATP生成 的关系，为此提出P/O比的概念。（同位素实验） 当一对电子经呼吸链传给O2的过程中所产生的ATP分子 数。实质是伴随ADP磷酸化所消耗的无机磷酸的分子数与 消耗分子氧的氧原子数之比,称为P/O比。
2、抑制剂
直接作用于ATP合酶复合体而抑制ATP合成 的一类化合物。 由于影响（降低）O2的利用率，从而间接抑 制电子传递。（区别于电子传递链抑制剂） 寡霉素、双环己基碳二亚胺（抑制FOF1某些蛋

氧化磷酸化解偶联剂名词解释
氧化磷酸化解偶联剂是一种新型的化解偶联剂，广泛应用于医药、食品和精细化工领域。

氧化磷酸化解偶联剂的优势在于能够准确地调整解偶联反应的速率和选择性，从而有效改善医药、食品和精细化工的质量和产量。

氧化磷酸化解偶联剂可以分为三类：离子交换型氧化磷酸化解偶联剂、非离子交换型氧化磷酸化解偶联剂和电离型氧化磷酸化解偶联剂。

离子交换型氧化磷酸化解偶联剂是由一种特殊的离子交换材料
制成的，具有优越的解偶联性能和低的磷损失率。

离子交换型氧化磷酸化解偶联剂可以有效地将解偶联反应物中的苯磷酸物质脱除，并且可以有效地调节反应速率和选择性。

非离子交换型氧化磷酸化解偶联剂中含有高分子吸附剂，能够在反应过程中对苯磷酸物质进行有效分离，并且可以有效地调节反应速率和选择性。

电离型氧化磷酸化解偶联剂是指采用了电离方式来准确控制解
偶联反应的反应速率和选择性。

它的优势在于可以有效地静电场下调节解偶联反应的速率和选择性，并且有效抑制了磷损失率。

氧化磷酸化解偶联剂的应用非常广泛，可以应用于医药和食品的质量检测和评价，也可以应用于精细化工的生产过程中，以提高产品质量和产量。

此外，氧化磷酸化解偶联剂还可以用于环境污染物的监控和控制，可以有效地减少环境污染。

总之，氧化磷酸化解偶联剂是一种新型的化解偶联剂，具有准确调整解偶联反应速率和选择性，优化质量和产量的特点，广泛应用于医药、食品和精细化工等领域。

由于它的优势，氧化磷酸化解偶联剂的使用将逐步增加，从而更好地改善和保护我们的社会环境。

生物氧化(二)(总分：100.00，做题时间：90分钟)一、{{B}}选择题{{/B}}(总题数：0，分数：0.00)二、{{B}}B型题{{/B}}(总题数：5，分数：15.00)∙ A.F1∙ B.F0∙ C.α-亚基∙ D.OSCP∙ E.β-亚基（分数：2.00）(1).对寡霉素敏感的是（分数：1.00）A.B.C.D. √E.解析：(2).质子通道是（分数：1.00）A.B. √C.D.E.解析：∙ A.过氧化氢酶(触酶)∙ B.单加氧酶(羟化酶、混合功能氧化酶)∙ C.细胞色素c氧化酶∙ D.NADH-泛醌还原酶∙ E.LDH（分数：3.00）(1).细胞定位在微粒体中的酶是（分数：1.00）A.B. √C.D.E.解析：(2).主要存在于细胞质中的酶是（分数：1.00）A.B.C.D.E. √解析：(3).定位在过氧化物酶体中的酶是（分数：1.00）A. √B.C.D.E.解析：∙ A.NADH∙ B.NADPH∙ C.细胞色素b∙ D.铁卟啉∙ E.细胞色素P450（分数：4.00）(1).细胞色素的辅基是（分数：1.00）A.B.C.D. √E.解析：(2).既属于呼吸链中递氢体，又是递电子体的是（分数：1.00）A. √B.C.D.E.解析：(3).属于呼吸链中递电子体的是（分数：1.00）A.B.C. √D.E.解析：(4).为羟化反应提供氢的是（分数：1.00）A.B. √C.D.E.解析：∙ A.异戊巴比妥∙ B.寡霉素∙ C.铁螯合剂∙ D.CO∙ E.二硝基苯酚（分数：3.00）(1).氧化磷酸化的解偶联剂是（分数：1.00）A.B.C.D.E. √解析：(2).细胞色素氧化酶的抑制剂是（分数：1.00）A.B.C.D. √E.解析：(3).可与ATP合酶结合的物质是（分数：1.00）A.B. √C.D.E.解析：∙ A.氧化酶类∙ B.需氧脱氢酶类∙ C.单加氧酶∙ D.过氧化物酶∙ E.SOD（分数：3.00）(1).防御超氧离子对人体侵害的酶是（分数：1.00）A.B.C.D.E. √解析：(2).催化代谢物脱氢并以氧为受氢体，反应产物是过氧化氢的酶是（分数：1.00）A.B. √C.D.E.解析：(3).将一个氧原子加到底物，另一个氧原子还原为水的酶是（分数：1.00）A.B.C. √D.E.解析：三、{{B}}X型题{{/B}}(总题数：15，分数：30.00)1.关于呼吸链的叙述，正确的有∙ A.抑制Cyt aa3，呼吸链中各组分都处于还原状态∙ B.递氢体同时也是递电子体∙ C.在传递氢和电子过程中可偶联ADP磷酸化生成ATP∙ D.复合体Ⅲ和Ⅳ为两条呼吸链所共有（分数：2.00）A. √B. √C. √D. √解析：2.关于单加氧酶的叙述，正确的有∙ A.又称为羟化酶或混合功能氧化酶∙ B.反应时生成ATP就是单加氧酶∙ C.催化的反应需要O2、NADP、FAD、Cyt P450参加∙ D.产物中有H2O2（分数：2.00）A. √B.C. √D.解析：3.细胞质中NADH进入线粒体的途径有∙ A.α-磷酸甘油穿梭∙ B.柠檬酸-丙酮酸穿梭∙ C.苹果酸-天冬氨酸穿梭∙ D.草酰乙酸-丙酮酸穿梭（分数：2.00）A. √B.C. √D.解析：4.关于P/O比值的叙述正确的有∙ A.可以确定物质氧化时所产生的ATP的分子数∙ B.每消耗1摩尔氧原子所产生的ATP的摩尔数∙ C.每消耗1摩尔氧原子所消耗的无机磷的摩尔数∙ D.每消耗1摩尔氧分子所消耗的无机磷的摩尔数（分数：2.00）A. √B. √C. √D.解析：5.NADH氧化呼吸链含有∙ A.复合体Ⅰ∙ B.复合体Ⅱ∙ C.复合体Ⅲ∙ D.细胞色素c（分数：2.00）A. √B.C. √D. √解析：6.不属于FADH2氧化呼吸链成分的有∙ A.复合体Ⅰ∙ B.复合体Ⅱ∙ C.复合体Ⅲ∙ D.细胞色素P450（分数：2.00）A. √B.C.D. √解析：7.下列能够自由出入线粒体内膜的物质有∙ A.NAD+∙ B.乳酸∙ C.苹果酸∙ D.天冬氨酸（分数：2.00）A.B.C. √D. √解析：8.影响氧化磷酸化作用的因素有∙ A.ADP/ATP∙ B.甲状腺素∙ C.异戊巴比妥∙ D.解偶联剂（分数：2.00）A. √B. √C. √D. √解析：9.氧化磷酸化解偶联时出现的现象有∙ A.电子可以传递∙ B.机体产热量增加∙ C.线粒体能利用氧，但不能生成ATP ∙ D.线粒体内膜上ATP合酶被抑制（分数：2.00）A. √B. √C. √D.解析：10.使氧化磷酸化加速的物质有∙ A.ADP∙ B.甲状腺素∙ C.ATP∙ D.寡霉素（分数：2.00）A. √B. √C.D.解析：11.关于化学渗透学说正确的叙述有∙ A.H+不能自由通过线粒体内膜∙ B.呼吸链有H+泵作用∙ C.呼吸链传递电子导致线粒体内膜两侧形成电化学梯度∙ D.解偶联剂破坏线粒体内膜两侧H+浓度外高内低梯度（分数：2.00）A. √B. √C. √D. √解析：12.呼吸链中Cyt c的特性有∙ A.其氧化还原电位高于Cyt c1∙ B.其化学本质属于蛋白质∙ C.它的水溶性好，易从线粒体中提取纯化∙ D.其氧化还原电位低于Cyt b（分数：2.00）A. √B. √C. √D.解析：13.以Fe-S为辅基的有∙ A.复合体Ⅳ∙ B.复合体Ⅰ∙ C.细胞色素c氧化酶∙ D.琥珀酸-泛醌还原酶（分数：2.00）A.B. √C.D. √解析：14.ATP在能量代谢中的特点有∙ A.其化学能可转变成渗透能和电能∙ B.主要通过氧化磷酸化生成ATP∙ C.能量的生成、贮存、利用和转换都以ATP为中心∙ D.体内合成酶催化的反应所需的能量只能由ATP直接提供（分数：2.00）A. √B. √C. √D. √解析：15.人体生命活动的能源物质有∙ A.糖类∙ B.脂肪∙ C.胆固醇∙ D.维生素（分数：2.00）A. √B. √C.D.解析：四、{{B}}问答题{{/B}}(总题数：9，分数：55.00)16.何谓生物氧化?它有何特点?其作用的关键是什么?生物氧化的方式包括哪些?（分数：6.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(①生物氧化：有机物质在生物体内氧化分解生成二氧化碳和水并释放能量的过程。

O2获得单电子产生超氧阴离子，其部分还原生成H2O2，还 原成羟自由基（·OH）
（一）体内产生H2O2 呼吸链传递中漏出电子与氧结合产生超氧阴离子（体内主
要来源）
需氧脱氢酶：直接利用氧为受氢体，催化底物氧化， 辅基：FAD、FMN， 产物：H2O2
细菌感染、组织缺氧，或环境、药物也可导致细胞产生活性氧类
道理？ 10.从细胞水平认识呼吸的含义，内生水的来源（思考！）
0.19
0.58
-36.7
-112
生成每摩尔ATP需能 约30.5kJ,
以上三处足够提供生成 ATP所需能量。
69.5 36.7
112
补充：呼吸链中ATP产生的部位
NADH
复合体I
FMN
复合体II FAD
复合体III
CoQ Cyt b CytC
复合体IV
Cytaa3 O2
～ ADP＋Pi
～ ADP＋Pi
～ ADP＋Pi
ATP
ATP
ATP
（二）氧化磷酸化偶联机制
1.化学渗透假说chemiosmotic hypothesis Peter Mitchell获诺贝尔化学奖(1978)
基本要点： 电子经呼吸链传递时，驱动质子（Ｈ＋）
从线粒体内膜的基质侧转移到内膜胞质侧，形 成跨膜质子电化学梯度（Ｈ＋浓度梯度和跨膜 电位差），以此储存能量。
（一）抑制剂
1.呼吸链抑制剂： 阻断呼吸链中某些部位电子传递
复合体
抑制剂
复合体I （Fe-S）
鱼藤酮、粉蝶霉素Ａ、异戊巴比妥
复合体II
萎锈灵
复合体III （Cytb、Cytc1） 抗霉素Ａ
ＣytＣ氧化酶 （CytC）
ＣＯ、ＣＮ－、Ｎ３－、

氧化磷酸化的机制4氧化磷酸化的解偶联和抑制1解偶联剂uncoupler解偶联剂使氧化和磷酸化脱偶联氧化仍可以进行而磷酸化不能进行解偶联剂作用的本质是增大线粒体内膜对h的通透性消除h的跨膜梯度因而无atp生成解偶联剂只影响氧化磷酸化而不干扰底物水平磷酸化解偶联剂的作用使氧化释放出来的能量全部以热的形式散发
氧化磷酸化的机制
氧化磷酸化的机制 2、质子梯度的形成
电子传递使复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ推动H 跨过线粒体 内膜到 线粒体的间隙，线粒体间隙与细胞溶胶相 接触。H 跨膜流动的 结果造成线粒体内膜内部基 质的 H 浓度低于间隙。线粒体基质形成负电势， 而间隙形成正电势，这样产生的电化学梯度即电 动势称为质子动势或质子动力。其中蕴藏着自由 能即是ATP合成的动力。
线粒体的电子传递链
线粒体的电子传递链 4、铁硫蛋白： 在其分子结构中每个铁原子和4个硫原子结合， 通过Fe2+、Fe3+互变进行电子传递，有FeS、2Fe-2S 和4Fe-4S三种类型
线粒体的电子传递链
线粒体的电子传递链
All iron-sulfur proteins participate in one-electron transfers in which one iron atom of the iron-sulfur cluster is oxidized or reduced. At least eight Fe-S proteins function in mitochondrial electron transfer. The reduction potential of Fe-S proteins varies from -0.65 V to +0.45 V, depending on the microenvironment of the iron wit多肽组成α3β3γδε复合体， 具有三个ATP合成的催化位点 （每个β亚基具有一个）。α和β 单位交替排列，状如桔瓣。γ贯穿 αβ复合体（相当于发电机的转 子），并与F0接触，ε帮助γ与F0 结合。δ与F0的两个b亚基形成固 定αβ复合体的结构（相当于发电 机的定子）。

细胞色素传递电子机理：
+e
+e
Fe3+ －e
Fe2+
Cu2+
Cu+
－e
细胞色素c氧化酶
二、呼吸链的电子传递顺序 呼吸链的各组分在线粒体内膜上是按一定顺序
排列的，在线粒体内膜上主要有两条呼吸链：
NADH呼吸链和FADH2呼吸链
FADH2呼吸链 FADH2
↓ FeS ↓ NADH→FMN→FeS→CoQ→Cytb→FeS→Cytc1→Cytc→Cytaa3→O2
细胞色素
b- c1 - c-aa3 2Fe2&43;
电
子
传
递
琥珀酸等
FMN
Fe-S
链
中
复合物 II
琥珀酸-辅酶Q
各
还原酶
中
间
体
的
顺
序
NADH
FMN Fe-S CoQ
复合物 I
NADH 脱氢酶
Cyt b Fe-S Cyt c1
复合物 III
辅酶Q-细胞色素 还原酶
Cyt c
复合物 IV
脱氢
COOH
COOH
OC H CHH3
➢脱电子
C O + 2H CH3
Fe2+
Fe3+ + e
➢加氧
RH + O2 + 2H+
ROH +H2O
上述反应总是氧化与还原反应偶联；需酶（需氧脱氢 酶、不需氧脱氢酶、加氧酶等）催化。
四、 高能化合物 ➢ 高能化合物：一般将水解时能够释放21 kJ
/mol（5千卡/mol)以上自由能（G’< -21 kJ / mol）的化合物称为高能化合物。

氧化磷酸化（概念、化偶联机制、影响、作用）氧化磷酸化，生物化学过程，是物质在体内氧化时释放的能量供给ADP与无机磷合成A TP的偶联反应。

主要在线粒体中进行。

在真核细胞的线粒体或细菌中，物质在体内氧化时释放的能量供给ADP与无机磷合成A TP的偶联反应。

一、氧化磷酸化的概念和偶联部位概念：磷酸化是指在生物氧化中伴随着A TP生成的作用。

有代谢物连接的磷酸化和呼吸链连接的磷酸化两种类型。

即A TP生成方式有两种。

一种是代谢物脱氢后，分子内部能量重新分布，使无机磷酸酯化先形成一个高能中间代谢物，促使ADP变成A TP。

这称为底物水平磷酸化。

如3-磷酸甘油醛氧化生成1，3-二磷酸甘油酸，再降解为3-磷酸甘油酸。

另一种是在呼吸链电子传递过程中偶联A TP的生成，这就是氧化磷酸化。

生物体内95%的A TP 来自这种方式。

偶联部位：根据实验测定氧的消耗量与A TP的生成数之间的关系以及计算氧化还原反应中ΔGO'和电极电位差ΔE的关系可以证明。

P/O比值是指代谢物氧化时每消耗1摩尔氧原子所消耗的无机磷原子的摩尔数，即合成A TP的摩尔数。

实验表明，NADH在呼吸链被氧化为水时的P/O值约等于2.5，即生成2.5分子A TP；FADH2氧化的P/O值约等于1.5，即生成1.5分子A TP。

氧-还电势沿呼吸链的变化是每一步自由能变化的量度。

根据ΔGO'= -nFΔE O'(n是电子传递数,F是法拉第常数)，从NADH到Q段电位差约0.36V，从Q到Cytc为0.21V，从aa3到分子氧为0.53V，计算出相应的ΔGO'分别为69.5、40.5、102.3kJ/mol。

于是普遍认为下述3个部位就是电子传递链中产生A TP的部位。

NADH→NADH脱氢酶→‖Q →细胞色素bc1复合体→‖Cytc→aa3→‖O2二、胞液中NADH的氧化糖代谢中的三羧酸循环和脂肪酸β-氧化是在线粒体内生成NADH（还原当量），可立即通过电子传递链进行氧化磷酸化。