MCAT生物学:电子传递链和氧化磷酸化

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例子问题

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问题11:电子传递链和氧化磷酸化

大多数科学家赞同内共生理论来解释真核细胞中线粒体的存在。根据内共生理论,早期真核前细胞吞噬游离的原核生物,但不能消化它们。结果,这些原核生物仍然居住在前真核生物中,并继续产生能量。宿主细胞能够利用这种能量获得相对于竞争对手的选择优势,最终产生能量的原核生物变成了线粒体。

在许多方面,线粒体与其他细胞器不同,这些不同困扰了科学家多年。内共生理论简明地解释了一些关于线粒体的观察结果。也许最重要的是,这一理论解释了为什么有氧代谢完全局限于这一细胞器,而其他种类的代谢更多地分布在细胞质中。

一位科学家正在研究文章中描述的典型线粒体。在研究过程中,他测量了NADH和FADH的生成2。NADH和FADH的正常归宿是什么2

可能的答案:

线粒体基质

膜间空间

ATP合酶

电子传递链蛋白

丙酮酸脱氢酶

正确答案:

电子传递链蛋白

解释

NADH和FADH2是电子载体。它们把电子从它们的产生点(糖酵解或克雷伯循环)带到电子传递链蛋白质上。然后电子沿着电子传递链向下传递以产生能量。

问题11:电子传递链和氧化磷酸化

下面哪个区域的线粒体pH值最低?

可能的答案:

线粒体christis

线粒体基质

膜间空间

的胞质

正确答案:

膜间空间

解释

ATP合酶位于线粒体内膜上,需要质子梯度才能产生ATP。这意味着质子需要被泵送穿过线粒体内膜进入膜间空间。这导致膜间空间具有最低的pH值在线粒体中,由于高质子浓度。

线粒体基质是线粒体内膜的内部,而细胞质不是线粒体的一部分。它们的pH值都不是特别低。christstae是线粒体内膜的褶皱,增加了电子传递链过程的表面积;虽然在结构上有助于促进呼吸作用,但细菌的pH值与线粒体基质的pH值大致相同。

问题12:电子传递链和氧化磷酸化

在有氧呼吸过程中,真核细胞糖酵解后的细胞代谢过程由下列哪一种途径正确控制?

可能的答案:

柠檬酸循环丙酮酸脱羧氧化磷酸化

丙酮酸脱羧柠檬酸循环氧化磷酸化

丙酮酸脱羧氧化磷酸化柠檬酸循环

柠檬酸循环氧化磷酸化丙酮酸脱羧

正确答案:

丙酮酸脱羧柠檬酸循环氧化磷酸化

解释

糖酵解完成后,葡萄糖产生丙酮酸。因此,我们预计丙酮酸脱羧是有氧呼吸中糖酵解后的第一步。当丙酮酸脱羧时,我们产生乙酰辅酶a,它为克雷布斯循环(又名TCA和柠檬酸循环)提供燃料。我们预计脱羧后的下一步是柠檬酸循环。在柠檬酸循环中,我们产生FADH2和NADH,它们在氧化磷酸化过程中释放自由能,产生跨越线粒体膜的质子梯度,为ATP合成酶提供燃料。

问题11:电子传递链和氧化磷酸化

线粒体基质中下列哪一项缺陷不会限制细胞氧化磷酸化的速率?

可能的答案:

其中任何一种缺乏都会限制氧化磷酸化的速率

正确答案:

其中任何一种缺乏都会限制氧化磷酸化的速率

解释

氧化磷酸化依赖于电子传递链的功能。在电子传递链中,NADH和FADH2充当电子供体。捐赠的电子被沿着线粒体内膜的蛋白质复合物用来在膜间空间建立质子梯度。一旦电子通过络合物,它们就会被捐赠给氧分子,形成水。氧是链中最后的电子受体,是氧化磷酸化发生的必要条件。

河畔+是NADH的前体,使其成为细胞代谢的另一个关键分子。河畔+在糖酵解和克雷布斯循环中转化为NADH。NAD缺乏+会减缓克雷布斯循环,从而减缓氧化磷酸化。

问题12:电子传递链和氧化磷酸化

在缺氧的情况下,有氧呼吸中哪一个过程是不可能发生的?

可能的答案:

作用物水平磷酸化

克雷布斯循环

的形成

糖酵解

电子传递链

正确答案:

电子传递链

解释

氧必须是电子传递链中最后一个电子受体。这导致了水的形成。

氧不参与糖酵解,它利用底物水平的磷酸化,也不需要克雷布斯循环。河畔+在糖酵解和克雷布斯循环过程中转化为NADH,而不涉及氧气。

问题11:电子传递链和氧化磷酸化

下面哪些是被动运输的例子?
1、简单扩散
2电压门控通道
3通道蛋白
四、质子泵
可能的答案:

我只

I, II,和III

I和II

II和IV

I, II, III,和IV

正确答案:

I, II,和III

解释

运输的两种主要分类是主动运输和被动运输。主动转运需要将ATP转化为ADP,通常涉及反其浓度梯度泵送分子。相比之下,被动运输不需要使用细胞能量。

任何形式的扩散,无论是通过膜的简单扩散还是通过通道蛋白的促进扩散,都是被动运输,不需要ATP介导。同样,电压门控通道需要一定的电环境来调节其功能,但不需要ATP的存在。质子泵的作用是将质子推向其浓度梯度,并需要细胞能量的输入,因此符合主动运输的条件。

问题11:电子传递链和氧化磷酸化

想象一下,一种毒素被引入人体并抑制了膜间空间中质子梯度的建立。你认为结果会是什么?

可能的答案:

ATP合酶将不能产生ATP

底物水平的磷酸化会被抑制

丙酮酸就不能进入克雷布斯循环

发酵无法发生

NADH会被氧化

正确答案:

ATP合酶将不能产生ATP

解释

ATP合酶依赖于膜间空间的质子梯度来产生ATP。结果,毒素会使它失去活性。氧化在这种情况下,与底物水平的磷酸化相反,磷酸化会被抑制。

丙酮酸是糖酵解的产物,不会受到毒素的影响。NADH是建立质子梯度的关键,因此我们预计由于毒素它将无法被氧化。NADH转化为NAD时产生的质子+(+ H+)建立质子梯度。如果没有梯度,NADH很可能不会被氧化。

问题#1712:猫生物科学

当某种细菌进行有氧呼吸时,哪个区域的pH值最低?

可能的答案:

高尔基体

细胞外

线粒体基质

细胞质

正确答案:

细胞外

解释

细菌是原核生物。由于原核生物没有任何膜结合细胞器,在呼吸过程中,质子从细胞质被泵送到质膜和细胞壁之间的胞外区域。这导致这两个区域之间的梯度,因此细胞外将具有较低的pH值。

问题13:电子传递链和氧化磷酸化

剂量足够大的氰化物毒性很大,因为它不可逆地与细胞色素C结合。下列哪项不是氰化物抑制细胞色素C的效果?

可能的答案:

线粒体膜间隙pH值升高

增加柠檬酸循环的活性

发酵活性增加

ADP:ATP比值增加

NADH的形成

正确答案:

增加柠檬酸循环的活性

解释

细胞色素C的抑制意味着电子传递链不再能够将电子从络合物III传送到络合物IV,这意味着它不再能够接受电子载体的电子。结果,柠檬酸循环会减慢,因为会有NADH的积累,它会变构抑制柠檬酸循环中的几种酶。

因为电子传递链不再正常运作,所以不会有那么多离子被泵入膜间空间,这会增加膜间空间的pH值。同时,随着…的下降浓缩后,氧化磷酸化将不再有效,细胞将不得不提高发酵速率以增加能量输出。

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