第七章 生物氧化
1．化学渗透学说的要点是什么
2．2，4－二硝基苯酚的解偶联机制是什么
3．简述ATP合成酶的结构特点及功能。
4．阐述一对电子从NADH传递至氧所生成的ATP分子数。
5．一对电子从FADH。传递至氧产生多少分子ATP为什么
6 简述ADP对呼吸链的调节控制作用。
7．试比较电子传递抑制剂，氧化磷酸化抑制剂和解偶联剂对生物氧化作用的影响。
8．呼吸链中各电子传递体的排列顺序是如何确定的
9．铁硫蛋白和细胞色素传递电子的方式是否相同为什么
10．为什么说在呼吸链中，辅酶Q是一种特殊灵活的载体
参考答案
1．化学渗透学说的要点是：（1）呼吸链中各递氢体和电子传递体是按特定的顺序排列在线粒体内膜上；（2）呼吸链中三大复合物（即NADH－CoQ还原酶复合物，细胞色素还原酶复合物和细胞色素氧化酶复合物）都具有质子泵的作用，在传递电子的过程中将2个H＋泵出内膜，所以呼吸链的电子传递系统是一个主动运输质子的体系；（3）质子不能自由通过线粒体内膜，泵出膜外的H＋不能自由返回膜内侧，使膜内外形成质子浓度的跨膜梯度；（4）在线粒体内膜上存在有ATP合成酶，当质子通过ATP合成酶返回线粒质时，释放出自由能，驱动ADP和Pi合成ATP。
2．2，4一二硝基苯酚在生理条件下，羟基解离带负电荷，不能穿过线粒体内膜。但由于内
膜二侧的质子浓度梯度使内膜外侧的PH降低，这样羟基就不能解离，2，十二硝基苯酚可自由进入线粒体，一分子2，4－二硝基苯酚进入线粒体就相当于从内膜外侧带入线粒体内一个质子，破坏了内膜二侧的质子梯度，使ATP不能合成，而电子传递继续进行，结果使电子传递和氧化磷酸化两个过程分离。
3．ATP合成酶复合物由头部，基部和柄部组成。头部也称F1，是由5种肽链组成的9聚体（α3β3γδε），具有催化ATP合成的功能，其中α和β亚基上有ATP和ADP结合位点，β亚基为催化亚基，γ-亚基可调节质子从F0蛋白向F1蛋白的流动，起阀门作用。基部也称F0，为疏水的内在蛋白，镶嵌在线粒体内膜中，呼吸链围绕其周围。F0由4种亚基组成，在内膜中形成了跨膜的质子通道。柄部位于F1和F0之间，由三种肽链组成，其中一种对寡霉素敏感，称为寡霉素敏感蛋白。质子从内膜外侧经柄部流向F1蛋白，柄部起调节质子流的作用。
4．每对电子通过 NADH－CoQ还原酶时有 4个质子从基质泵出，通过细胞色素bc1复合物时有2个质子从基质泵出，而通过细胞色素氧化酶时亦有4个质子泵出，这样，当一对电子从NADH传递至氧时共有10个质子从基质泵出，导致线粒体内膜两侧形成跨膜的质子梯度。当这些质子通过ATP合成酶返回基质时，促进了ATP的合成。已知每合成三分子ATP需3个质子通过ATP合成酶。同时，产生的ATP从线粒体基质进入胞质需消耗1个质子，所以每形成1个ATP需4个质子，这样一对电子从NADH传递至氧共生成 个 ATP［（4＋2＋4）／4］。
5．一对电子从FADH2传递至氧产生 个 ATP。由于FADH2直接将电子传递给细胞色素 bc1复合物，不经过 NADH－CoQ还原酶，所以当一对电子从FADH2传递至氧时只有6个质子由基质泵出，合成1分子ATP需4个质子，共形成个ATP［（2＋4）／4］。
6．当机体消耗 ATP时，ADP浓度升高，胞浆中的 ADP进入线粒体，同时将ATP运出线粒体。当线粒体内ADP浓度升高而ATP／ADP比值低时就会促进电子传递的速度和氧化磷酸化速度。当 ATP水平升高而 ADP降低时，电子传递速度就会减慢，同时氧化磷酸化速度也会降低，
所以线粒体内电子传递的速度和氧化磷酸化速度取决于ADP的浓度，这种ADP浓度对氧化磷酸化速度的调控现象被称为呼吸控制。
7．电子传递抑制剂使电子传递链的某一部位阻断，电子不能传递，氧的消耗停止，同时ATP的合成停止。氧化磷酸化抑制剂的作用位点在ATP合成酶，使ATP合成酶被抑制而不能合成ATP，结果电子传递也被抑制，氧消耗停止。解偶联剂的作用是使电子传递和氧化磷酸化两个过程分离，结果是电子传递失去控制，氧消耗增加，ATP却不能合成，产生的能量以热的形式散失，使体温升高。
8．呼吸链中各电子传递体的排列顺序主要是根据它们的氧化还原电位的测定来确定的，各电子传递体的氧化还原电位由低到高顺序排列。另外还可以利用电子传递抑制剂来确定它们的顺序。当在体系中加入某种电子传递抑制剂时，以还原态形式存在的传递体则位于该抑制剂作用位点的上游。如果以氧化态形式存在，则该传递体位于抑制剂作用位点的下游。这样结合应用几种电子传递抑制剂，便可为确定各电子传递体的顺序提供有价值的信息。此外还可通过测定细胞色素的氧化还原光谱来确定其排列顺序。
9．铁硫蛋白和细胞色素传递电子的方式是相同的，都是通过铁的价变即Fe2+和Fe3+的一来进行电子的传递。二类蛋白的差别在于细胞色素的铁是血红素铁，铁与血红字密结合。而铁硫蛋白中的铁是非血红素铁，与蛋白质中半脱氨酸的硫和无机硫原子结合在一起，形成一个铁硫中心。
10．辅酶Q是呼吸链中惟一的非蛋白组分，它的结构中含有由数目不同的类异成二烯组成的侧链，所以它是非极性分子，可以在线粒体内膜的疏水相中快速扩散，也有的 CoQ结合于内膜上。另外，它也是呼吸链中唯一一个不与蛋白紧密结合的传递体，因此，可以在黄素蛋白和细胞色素类之间作为一种特殊灵活的载体而起作用。
第七章生物氧化
