生物化学答案

+

→H2O, △G0〓=－217.57

kJ/mol,成人基础代谢为每天10460 kJ。问成人每天体内大约可合成多少（千克）ATP？ 6.在充分供给底物、受体、无机磷及ADP 的条件下，并在下列情况中肝线粒体的P/O 值各为 多少（见下表）？ 底物 受体 抑制剂 P/O 苹果酸 琥珀酸 琥珀酸 琥珀酸 琥珀酸 O2 O2 O2 O2 O2 ---------- ---------- 戊巴比妥 KCN 抗霉素A 解析：

1.（1）错误，只是不以氧为直接受氢体，但有氧的参与。（2）正确。（3）错误，ATP 是细 胞内反应间的能量偶联剂，是能量传递的中间载体，不是能量的储存物质。（4）错误，线粒 体内是产生2.5 个ATP。（5）正确。

2.根据△G=△G+RTln[产物]/[反应物]进行计算，在平衡时△G=0，由此得到△G 。 。

3. 首先计算△G 。

=-RTlnKeq=-30799.9KJ·mol -1

，再根据△G=△G 。

+RTln[产物]/[反应物]进 行计算得△G=-42090 J·mol -1 。

4.根据△E。=氧化电极电位-还原电极电位公式，计算（1）（3）(4)（5）可按箭头所指方向 反应。

5.已知1 个NADH 经电子呼吸链可以产生2.5 个ATP。 NADH +H

++3ADP+3Pi+1/2O2→NAD++3ATP+4H2O，△G。=-217.57 kJ/mol, 成人基础代谢为每

13

天10460 kJ，则需要（10460×3×510）/217.57=63KgATP。 6. 根据在电子呼吸链中，不同的抑制剂有不同的作用位点。 底物 受体 抑制剂 P/O 苹果酸 琥珀酸 琥珀酸 琥珀酸 琥珀酸 O2 O2 O2 O2 O2 ---------- ---------- 戊巴比妥 KCN 抗霉素A 3 2 0 1 0 二、补充习题 （一） 名词解释 1. 呼吸链；

2. 氧化磷酸化作用； 3.. 化学渗透学说 （二）分析与计算题

1.什么叫呼吸链？它由哪些组分组成？有哪些方法可用来确定电子传递顺序？ 2.为什么在通气条件下生产等量的酵母菌体所消耗的葡萄糖量明显低于静置培养？ 3.分离的完整线粒体悬浮液中有过量的ADP、O2和谷氨酸，谷氨酸在线粒体基质中可产

生NADH和FADH2，如果在该体系中加入下列物质，会对氧的消耗和ATP的合成产生什么影响？(1) 二硝基苯酚，(2)二硝基苯酚，同时加入HCN，(3)加入寡霉素，然后加入二硝基苯酚。 参考答案 （一）名词解释

1.代谢物分子中的氢原子在脱氢酶作用下激活脱落后，经过一系列传递体的传递，最终 将电子交给被氧化酶激活的氧而生成水的全部体系，称为呼吸链或电子传递链。 2.伴随着呼吸链电子传递过程发生的ATP 的合成称为氧化磷酸化。氧化磷酸化是生物体 内的糖、脂肪、蛋白质氧化分解，并合成ATP 的主要方式。

3.是由英国生物化学家Peter Mitchell于1961年提出的关于解释呼吸链电子传递与氧 化磷酸化作用偶联机制的一种假说。其基本观点是：电子经呼吸链传递释放的能量，将质子 从线粒体内膜的内侧泵到内膜的外侧，在膜两侧形成电化学梯度而积蓄能量，当质子顺此梯 度经ATP 合成酶F0通道回流时，F1催化ADP 与Pi 结合，形成ATP。 （二）分析与计算题

1.(1)有机物在生物体内氧化过程中所脱下的氢原子，经过一系列有严格排列顺序的传 递体组成的传递体系进行传递，最终与氧结合生成水，这样的电子或氢原子的传递体系称为 呼吸链或电子传递链。(2)线粒体生物氧化体系中，两类典型的呼吸链都由五类组分组成，

14

并按一定的顺序定位于线粒体内膜。NADH 呼吸链由NADH 还原酶（复合体Ⅰ）、泛醌、细胞 色素还原酶（复合体Ⅲ）、细胞色素C、细胞色素氧化酶（复合体Ⅳ）组成。FADH2呼吸链由 琥珀酸-Q 还原酶（复合体Ⅱ）、泛醌、细胞色素C、细胞色素氧化酶（复合体Ⅳ）组成。(3) 呼吸链中各组分的电子传递顺序可通过三种实验方法确定。①测定各种电子传递体的标准氧 化还原电位△E0′，电子传递体的△E0′数值越低，其失去电子的倾向越大，越容易作为还 原剂而处于呼吸链的前面。②电子传递体的体外重组实验，NADH 可以使NADH 脱氢酶还原， 但它不能直接还原细胞色素还原酶（复合体Ⅲ）、细胞色素C、细胞色素氧化酶（复合体Ⅳ）。 同样还原型的NADH 脱氢酶不能直接与细胞色素C 作用，而必须通过泛醌和复合体Ⅲ。③利 用呼吸链的特殊阻断剂，阻断某些特定部位的电子传递，再通过分光光度技术分析电子传递 链各组分吸收光谱的变化，根据氧化还原状态，确定各组分在电子传递链中的顺序。 2. 假设生产等量的酵母需要等量的ATP 供细胞增殖。酵母细胞有两条途径获取ATP， 一是葡萄糖无氧分解，每摩尔葡萄糖净生成2 摩尔ATP、2 摩尔丙酮酸和2 摩尔NADH·H +，

该途径的持续进行需要将NADH·H +

再生为NAD +

，由丙酮酸脱羧形成的乙醛被还原成乙醇，NADH 自身重新氧化成NAD

+。获取ATP 的另一条途径是葡萄糖分解产生的丙酮酸和NADH·H +都进入

线粒体彻底氧化，通过呼吸链使NAD

+再生，通过这条途径，每摩尔葡萄糖可以净产生32 摩

尔的ATP。通气培养酵母菌获取能量的途径是后者，静置培养酵母菌获取能量的途径是生醇 发酵。显然前者葡萄糖的利用率、能量捕获率高于后者，所以获得供细胞增殖所需等量的 ATP，静置培养所需的葡萄糖将远远高于通气培养。

3.(1) 二硝基苯酚是一种氧化磷酸化的解偶剂，它可以将质子从膜间隙带入线粒体基

质，从而破坏质子梯度，使 ATP 的合成停止。电子传递链将质子泵出线粒体的过程被加强， 从而加快了氧的消耗。(2) HCN 阻止了电子从细胞色素氧化酶到氧的传递，从而使氧的消耗 停止，ATP 的合成受阻。(3) 寡霉素阻断质子通过F1F0-ATP 酶的通道，使ATP 的合成受阻。 由于质子泵出线粒体需要克服更高的能障，故电子传递被抑制，氧的消耗停止。随后加入二 硝基苯酚，ATP 的合成仍然因为寡霉素存在而被抑制，但质子梯度被二硝基苯酚破坏，所以 消除了寡霉素对电子传递的抑制，氧的消耗继续进行，只是没有ATP 的合成。

第七章 糖代谢 一、课后习题

1.1710g 蔗糖在动物体内经有动物体内经有氧分解为水和CO2，可产生多少ATP 和CO2（mol）? 2.在某厂的酶法生产酒精中，用淀粉作原料，液化酶和糖化酶的总转化率为40%，酒精酵母 对葡萄糖的利用率为90%，问投料50 吨淀粉，可生产多少酒精（酒精比重0.789）？酵母菌 从中获得多少能量（多少ATP）？（单位用mol）

3.1mol 乳酸完全氧化可生成多少摩尔ATP？每生成1molATP 若能储能30.54kJ 计算，其储能 效率为多少？如果2mol 乳酸转化成1mol 葡萄糖，需要消耗多少ATP？（单位用mol） 4.用 14

15

C 标记葡萄糖的第三碳原子，将这种 14

C 标记的葡萄糖在无氧条件下与肝匀浆保温，那 么所产生的乳酸分子中哪个碳原子将是含 14

C 标记的？如果将此肝匀浆通以氧气，则乳酸将

继续被氧化，所含标记碳原子在哪步反应中脱下的CO2含 14 C？

5.下列物质各1mol 经完全氧化分解，产生多少ATP 和CO2？ （1）棉籽糖； （2）磷酸二羟丙酮； （3）丙酮酸； （4）琥珀酸； （5）核糖。

6.虽然氧分子并不直接参与TCA 循环，但该循环的运行必需在有氧的情况下才能发生，为什 么？

解析: 1. 蔗糖的完全氧化途径：蔗糖→D-果糖→1-P-果糖→1.6-2P-果糖或者蔗糖→D-果糖→ 6-P-果糖→1，6-2P-果糖，由此进入酵解途径，在进入TCA 循环而完全氧化。蔗糖属于二 糖，1mol 蔗糖酵解到丙酮酸时共生成4molATP，4mol 丙酮酸和4mol（NADH+2H +），丙酮

酸再进入TCA循环，1mol丙酮酸则可产生12.5molATP。总反应式如下：10×4+2.5×4+4+4 ×2.5(苹果酸穿梭) =64mol 或 10×4+2.5×4+4+4×1.5(苹果酸穿梭) =60 molATP， 12molCO2。而1710g 蔗糖为5mol，共产生320 或300molATP，60mol CO2。 2. 淀粉→葡萄糖→乙醇；由题意知V 乙醇=M/ρ=（5×103×40%×90%）/（180×0.789） =1166L，n(ATP)=2×106×90%×2/180g/mol=2×104mol。

3. 1mol 乳酸要完全氧化，先在乳酸脱氢酶的作用下生成1mol 丙酮酸和一对NADH+H + ，丙酮

酸再进入TCA 循环。总反应式为：2.5（或1.5）+2.5+10=15（或14）molATP。知乳酸 +3O2→3CO2+3H2O，△G。=-1336.7Kg/mol-1，计算储能效率为 30.54×15/1336.7× 100%=34.3%；在2mol 乳糖异生葡萄糖过程中能量的消耗为4molATP+2molGTP。 4. 14

C 标记葡萄糖的第三碳原子将会出现在乳酸分子的羧基碳原子上；如果将此肝匀浆通以 氧气，则乳酸将继续被氧化，所含标记碳原子将在丙酮酸脱羧生成乙酰-CoA 反应中脱下， 生成CO2。

5. （1）96 或90molATP，18molCO2；（2）17 或16molATP，3mol CO2；（3）12.5molATP，3mol CO2；（4）16.5molATP，4mol CO2；（5）26.6 或25molATP，5mol CO2。

6. O2分子并不直接参与TCA 循环，但底物在脱氢酶作用后会脱下一对 NADH+H+，而这对氢 在经过电子呼吸链后，必须以氧作为最终电子受体。 二、补充习题 (一)名词解释

1.糖酵解； 2.三羧酸循环； 3.糖异生； 4..巴斯德效应 （二）分析和计算

16