AP生物学:了解电子传递链

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例子问题

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例子问题1:理解电子传递链

细胞呼吸依赖于下列哪个原子?

可能的答案:

氧气

正确答案:

氧气

解释

在细胞呼吸中,氧是最终的电子受体。在电子通过电子传递链和ATP酶(负责产生高能ATP分子的酶)后,氧接受了电子。只要记住细胞呼吸,呼吸就是呼吸,没有氧气就不能呼吸。

例子问题1:理解电子传递链

下面哪个分子是细胞呼吸过程中电子传递链中的最终电子受体?

可能的答案:

三磷酸腺苷

O2

葡萄糖

有限公司2

正确答案:

O2

解释

氧是电子传递链中最后的电子受体,这表明需要有氧条件才能经历这一过程。ATP是电子传递链的产物,而葡萄糖和CO2在细胞呼吸的早期过程中起作用。

例子问题81:细胞呼吸

当一个甘油醛-3-磷酸分子经过糖酵解时,可以产生多少潜在的ATP ?

可能的答案:

3.5

2

4.5

2.5

4

正确答案:

3.5

解释

甘油醛-3-磷酸转化为1,3-二磷酸甘油酸,在这一步骤中也产生一个NADH。NADH进入电子传递链,因此值得ATP。正常情况下,一个NADH的价值约为2.5 ATP;然而,糖酵解过程中产生的NADH只值1.5 ATP,因为将NADH从细胞质转移到线粒体需要1 ATP。在第一步中,总共有1.5个ATP。

当分子继续在它的路径上变成丙酮酸时,它也会直接产生两个ATP;因此,我们有3.5个潜在的ATP。

例子问题1:理解电子传递链

当没有氧气时,电子传递链会发生什么变化?

可能的答案:

氧化磷酸化可以继续进行而没有任何明显的影响

氧化磷酸化将从有效的二氧化碳中产生氧气

糖酵解后,氧化磷酸化停止,细胞恢复发酵

氧化磷酸化会利用二氧化碳而不是氧气

氧化磷酸化利用替代燃料来源,如脂肪

正确答案:

糖酵解后,氧化磷酸化停止,细胞恢复发酵

解释

氧是电子传递链中的最终电子受体,它允许氧化磷酸化。没有氧气,电子就会被阻挡,最终导致电子传递链停止。这将导致糖酵解的产物经过发酵而不是进入柠檬酸循环。没有氧气,氧化磷酸化(电子传递链)是不可能的,但底物水平的磷酸化(糖酵解)会继续。

例子问题1:理解电子传递链

在细胞呼吸过程中产生的ATP大部分来自以下哪个过程?

可能的答案:

克雷布斯循环

三羧酸循环

糖酵解

氧化磷酸化

作用物水平磷酸化

正确答案:

氧化磷酸化

解释

在有氧条件下,细胞呼吸通常遵循三个步骤。糖酵解产生NADH并将葡萄糖转化为丙酮酸,同时通过底物水平的磷酸化产生少量的ATP。柠檬酸循环,或克雷布斯循环,使用丙酮酸产生更多的NADH和FADH2.这些NADH和FADH2分子向电子传递链提供电子,用来将质子泵入线粒体的膜间空间。膜间空间中的质子流经ATP合酶,通过氧化磷酸化产生大量ATP。

问题84:细胞呼吸

为什么氧对电子传递链是必不可少的?

可能的答案:

它是末端的电子受体

这是化学渗透梯度的一部分

它是初级电子给体

它是将丙酮酸运输到线粒体中所必需的

正确答案:

它是末端的电子受体

解释

氧是电子传递链的末端电子受体。电子由NADH分子提供,并通过几个不同的蛋白质在膜间空间产生质子梯度。到达最后的蛋白质后,电子与氧分子结合形成水。如果没有氧气,电子通过电子传递链后将无处可去,好氧细胞呼吸就不可能发生。

例子问题1:理解电子传递链

下列哪个过程需要电子受体?

可能的答案:

糖酵解需要一个氮电子受体

柠檬酸循环需要氧电子受体

电子传递链需要氧电子受体

电子传递链需要一个氮电子受体

正确答案:

电子传递链需要氧电子受体

解释

氧在电子传递链(ETC)中扮演终端电子受体的角色。这就解释了为什么当细胞缺氧时,ETC会“后退”,细胞会转向使用无氧呼吸,如发酵。在电子传递链的末端,电子和质子被传递到氧分子中产生水。

柠檬酸循环间接地依赖于氧气。循环的主要目的是为电子传递链产生电子给体。如果这个链没有作用(由于缺氧),柠檬酸循环也会停止作用。糖酵解不依赖氧,可以在无氧环境中发挥作用。

问题86:细胞呼吸

化合物2,4-二硝基苯酚可以通过哪些作用破坏线粒体电子传递链中的氧化磷酸化过程?

可能的答案:

氧化抑制

从ATP合酶复合体中去除F0亚基

与核苷酸载体结合

结合泛醌

质子梯度的色散

正确答案:

质子梯度的色散

解释

在ATP合成中,质子梯度是电子传递中能量的一种可转换形式。2,4-二硝基苯酚是线粒体细胞中ATP产生的抑制剂。它的作用机制包括携带质子穿过线粒体膜,这导致能量消耗而不产生ATP。

其他答案的选择与质子梯度的产生没有直接关系。

例子问题1:理解电子传递链

如果细胞呼吸是100%有效的,这个过程应该产生大约80个ATP,然而,实际产量大约是30个ATP。葡萄糖中剩余的化学能发生了什么变化?

可能的答案:

它被转化为热量

它被用来从氢离子和氧中制造水

它以二氧化碳和水的形式被释放出来

它被转化为淀粉

它以脂肪的形式储存

正确答案:

它被转化为热量

解释

细胞呼吸的效率只有38%左右,其余的葡萄糖能量以热量的形式流失。

水和二氧化碳不被用来储存能量。脂肪可以由乙酰辅酶a和甘油合成,但一般不会在细胞呼吸过程中大量产生。淀粉通常用于植物的能量储存,但也可以由葡萄糖合成;然而,淀粉并不是细胞呼吸作用的标准产物。

细胞呼吸中的大多数反应都是放热的,以支持自发反应。其结果是通过大多数步骤释放出热能。

例子问题2:理解电子传递链

电子传递链(ETC)中的电子沿什么结构移动?

可能的答案:

细胞质中

线粒体的外膜

线粒体基质的

线粒体的内膜

正确答案:

线粒体的内膜

解释

电子传递链的事件发生在线粒体的内膜上。用于在电子传递链中穿梭电子的跨膜蛋白嵌在细胞膜上。电子被捐献给这些蛋白质,并用于将质子从基质转移到膜间空间。在到达链中最后的细胞膜蛋白后,电子被转移到氧气中形成水。

线粒体基质是ATP最终合成的地方,也是柠檬酸循环的地方。细胞质是糖酵解的部位。线粒体外膜不直接参与细胞呼吸作用。

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