生物化学:电子传递链的其他概念

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例子问题

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问题1:电子传递链的其他概念

一种药物被引入细胞,影响电子传递链的机制。具体来说,这种药物完全抑制了电子通过电子传递链的流动,也完全停止了ATP的合成。以下哪一种药物能够做到这一点,它是如何实现的?

可能的答案:

甲氨蝶呤,作为二氢叶酸还原酶的竞争性抑制剂

二硝基苯酚,作为质子解耦剂,通过使质子穿梭于线粒体内膜

别嘌呤醇,作为黄嘌呤氧化酶的自杀抑制剂

抑制细胞色素C氧化酶活性的氰化物

寡霉素,抑制ATP合酶

正确答案:

抑制细胞色素C氧化酶活性的氰化物

解释:

正确答案是氰化物。这种化合物的作用是抑制细胞色素C氧化酶,或称为电子传递链的复合体IV。通过抑制这种复合物,氰化物有效地阻止了电子在链上的流动。因此,质子不能从基质抽运到膜间空间,因此不能建立质子梯度。如果没有质子梯度,质子就不会流过ATP合酶,因此就不会产生ATP。

另一方面,寡霉素的作用是抑制ATP合酶,这意味着ATP将无法产生。然而,电子仍然可以通过链,这意味着质子仍然可以被泵过内膜。

二硝基苯酚是一种相对非极性的化合物,能够进入线粒体内膜。在此过程中,它能够通过允许质子从膜间空间运输到基质而不经过ATP合酶来消散质子梯度。尽管在这种情况下,质子仍然可以通过ATP合酶产生ATP,但质子梯度不会那么强,因为它们现在有了另一条通往基质的途径。

甲氨蝶呤能竞争性地抑制二氢叶酸还原酶。该酶与电子传递链无关,因此对ATP合成没有影响。通常,这种药物被用作抗癌剂,因为它的底物,二氢叶酸,是一种化合物,用于合成胸腺嘧啶核苷酸的DNA合成。抑制二氢叶酸还原酶可以有效地减少胸腺嘧啶的产生,胸腺嘧啶在快速分裂的癌细胞中会对DNA复制产生负面影响。

同样,别嘌呤醇与电子传递链无关。这种药物作为黄嘌呤氧化酶的抑制剂,黄嘌呤氧化酶负责合成尿酸。高水平的尿酸会导致痛风的发展,因此,这种药物通常用于帮助治疗人们遭受痛风。

问题1:电子传递链的其他概念

下列哪项是线粒体内质子梯度的抑制剂?

可能的答案:

果糖2,6-biphosphate

鱼藤酮

二硝基酚

寡霉素

氰化钾

正确答案:

二硝基酚

解释:

氰化钾通过作用于线粒体细胞色素c还原酶抑制细胞呼吸(导致缺氧和死亡)。鱼藤酮也影响氧化磷酸化,通过抑制电子从细胞色素1转移到泛素,使其成为一种有效的杀虫剂。寡霉素抑制ATP合酶,也减缓了电子传递链的流动。果糖2,6-二磷酸影响调节糖酵解和糖异生的酶的活性。二硝基苯酚在线粒体膜上驱散质子梯度,并使质子在膜上穿梭,抑制ATP的产生。

问题1:电子传递链的其他概念

假设一位科学家同时测量细胞所消耗的氧气和葡萄糖的量。如果加入一种化学物质来抑制电子传递链,那么氧气和葡萄糖的消耗会发生什么变化?

可能的答案:

氧气和消耗都将保持不变

氧气消耗增加而葡萄糖消耗减少

氧气消耗减少,而葡萄糖消耗增加

氧和葡萄糖的消耗都降低了

氧气和葡萄糖的消耗都增加了

正确答案:

氧气消耗减少,而葡萄糖消耗增加

解释:

有氧呼吸是一个利用电子传递链将葡萄糖氧化为能量的过程。如果加入一种化学物质来抑制电子传递链,细胞将不再能够完全氧化葡萄糖。因此,耗氧量会降低。此外,由于细胞现在不能像以前那样每个葡萄糖分子产生那么多的能量,它将需要增加葡萄糖的消耗,以便通过无氧呼吸产生足够的能量。

问题1:电子传递链的其他概念

ATP合酶可以完全被抑制__________

可能的答案:

寡霉素

抗霉素

氰化物

鱼藤酮

正确答案:

寡霉素

解释:

寡霉素是一种抑制ATP合酶的抗生素。它通过与ATP合酶柄结合而起作用。这阻止了质子重新进入线粒体基质。这导致了质子动力的停止,ATP合酶使用一个单位的ADP和一个单位的无机磷酸盐来产生ATP。鱼藤酮是一种农药和鱼类毒素,它抑制复合物I中的NADH脱氢酶,导致NADH水平增加。这导致了电子传递链的停顿。抗霉素是一种抑制电子传递链复合物III的真菌抗生素。抗霉素通过细胞色素b-c复合物阻止电子转移。氰化物是一种抑制电子传递链的复合物IV的气体。氰化物与细胞色素氧化酶结合,阻止电子转移到氧。

问题1:电子传递链的其他概念

复合体III可以被完全抑制__________

可能的答案:

氰化物

寡霉素

抗霉素

鱼藤酮

正确答案:

抗霉素

解释:

抗霉素是一种抑制电子传递链复合物III的真菌抗生素。抗霉素通过细胞色素b-c复合物阻止电子转移。寡霉素是一种抑制ATP合酶的抗生素。它通过与ATP合酶柄结合而起作用。这阻止了质子重新进入内部线粒体基质。这导致了质子动力的停止,ATP合酶使用一个单位的ADP和一个单位的无机磷酸盐来产生ATP。鱼藤酮是一种农药和鱼类毒素,它抑制复合物I中的NADH脱氢酶,导致NADH水平增加。这导致了电子传递链的停顿。氰化物是一种抑制电子传递链的复合物IV的气体。氰化物与细胞色素氧化酶结合,阻止电子转移到氧。

问题1:电子传递链的其他概念

复杂的我完全可以被抑制__________

可能的答案:

氰化物

抗霉素

寡霉素

鱼藤酮

正确答案:

鱼藤酮

解释:

鱼藤酮是一种农药和鱼类毒素,它抑制复合物I中的NADH脱氢酶,导致NADH水平增加。这导致了电子传递链的停顿。寡霉素是一种抑制ATP合酶的抗生素。它通过与ATP合酶柄结合而起作用。这阻止了质子重新进入线粒体基质。这导致了质子动力的停止,ATP合酶使用一个单位的ADP和一个单位的无机磷酸盐来产生ATP。抗霉素是一种抑制电子传递链复合物III的真菌抗生素。抗霉素通过细胞色素b-c复合物阻止电子转移。氰化物是一种抑制电子传递链的复合物IV的气体。氰化物与细胞色素氧化酶结合,阻止电子转移到氧。

问题2:电子传递链的其他概念

复合物IV可被完全抑制__________

可能的答案:

寡霉素

氰化物

鱼藤酮

抗霉素

正确答案:

氰化物

解释:

氰化物是一种抑制电子传递链的复合物IV的气体。氰化物与细胞色素氧化酶结合,阻止电子转移到氧。抗霉素是一种抑制电子传递链复合物III的真菌抗生素。抗霉素通过细胞色素b-c复合物阻止电子转移。寡霉素是一种抑制ATP合酶的抗生素。它通过与ATP合酶柄结合而起作用。这阻止了质子重新进入线粒体基质。这导致了质子动力的停止,ATP合酶使用一个单位的ADP和一个单位的无机磷酸盐来产生ATP。鱼藤酮是一种农药和鱼类毒素,它抑制复合物I中的NADH脱氢酶,导致NADH水平增加。这导致了电子传递链的停顿。

问题31:电子传递与氧化磷酸化

下列哪项是辅酶Q的函数10(公鸡10)在电子传递链(ETC)中?

可能的答案:

氧化酶复合物II

减少酶复合物I

电子的最终受体

给FADH提供电子

氧化酶复合物III

正确答案:

氧化酶复合物II

解释:

公鸡10在肝脏中产生并氧化酶复合物II。它随后被ETC中的酶复合物III氧化。氧是ETC中电子的最终受体。

问题9:电子传递链的其他概念

氧在电子传递链中被称为“末端电子受体”。假设一种生物缺乏吸入氧气的能力。

在线粒体中,缺氧对电子传递链最有可能产生的影响是什么?

可能的答案:

线粒体将使用另一种末端电子受体,如氮或二氧化碳,电子传递链将继续发挥作用。

氧气将不能与ATP合酶相互作用,因此ATP的生产将停止,然而,电子传递链将继续正常工作,否则。

什么也不会发生,电子传递链会正常工作。

线粒体将为电子传递链合成新的复合物,并继续产生ATP。

没有终端电子受体,电子而且所有参与电子传递链的酶复合物将被电子“饱和”,整个电子传递链将停止工作,停止ATP的产生。

正确答案:

没有终端电子受体,电子而且所有参与电子传递链的酶复合物将被电子“饱和”,整个电子传递链将停止工作,停止ATP的产生。

解释:

没有终端电子受体,电子而且由于没有地方可以释放,所有的配合物都将被“备份”,因为每个配合物都无法将其电子传递给下一个配合物。ATP的生产将会停止。

没有氧气来接收电子,电子传递链的整个流动就会停止,ATP的产生也会停止。正是电子通过ETC复合物的连续流动,使线粒体能够利用电子的能量而且捐款。这些能量被用来泵送质子穿过线粒体的膜间空间。这些质子通过ATP合酶重新进入是驱动ATP产生的原因。

简而言之,没有电子流就意味着没有质子泵,也就没有那些质子通过ATP合酶重新进入。细胞可能通过糖酵解产生ATP,并能再生采用厌氧发酵如酒精发酵乳酸发酵。

问题1:电子传递链的其他概念

氰化物与电子传递链的哪个组分结合?

可能的答案:

氰化物结合ATP合酶

氰化物在复合物I的水平上与电子传递链结合

氰化物在复合物III水平上与电子传递链结合

氰化物在辅酶Q水平上结合电子传递链

氰化物在复合物IV的水平上与电子传递链结合

正确答案:

氰化物在复合物IV的水平上与电子传递链结合

解释:

电子传递链通过其主要成分:复合体I (NADH脱氢酶)、辅酶Q、复合体III、细胞色素C和复合体IV传递电子。复合体IV是细胞色素氧化酶复合体,它受到氰化物、一氧化碳和叠氮的抑制。氰化物不可逆地结合到复合物IV阻止电子转移。

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