生化复习题简答案 小平.doc

学习资料收集于网络，仅供参考05 糖代谢四、问答题1糖代谢和脂代谢是通过那些反应联系起来的？答：（1）糖酵解过程中产生的磷酸二羟丙酮可转变为磷酸甘油，可作为脂肪合成中甘油的原料。（2）有氧氧化过程中产生的乙酰CoA是脂肪酸和酮体的合成原料。（3）脂肪酸分解产生的乙酰CoA最终进入三羧酸循环氧化。（4）酮体氧化产生的乙酰CoA最终进入三羧酸循环氧化。（5）甘油经磷酸甘油激酶作用后，转变为磷酸二羟丙酮进入糖代谢。2什么是乙醛酸循环？有何意义？答：乙醛酸循环是有机酸代谢循环，它存在于植物和微生物中，可分为五步反应，由于乙醛酸循环与三羧酸循环有一些共同的酶系和反应，将其看成是三羧酸循环的一个支路。循环每一圈消耗2分子乙酰CoA，同时产生1分子琥珀酸。琥珀酸产生后，可进入三羧酸循环代谢，或经糖异生途径转变为葡萄糖乙醛酸循环的意义：（1）乙酰CoA经乙醛酸循环可以和三羧酸循环相偶联，补充三羧酸循环中间产物的缺失。（2）乙醛酸循环是微生物利用乙酸作为碳源的途径之一。（3）乙醛酸循环是油料植物将脂肪转变为糖和氨基酸的途径。3磷酸戊糖途径有什么生理意义？答：（1）产生的5-磷酸核糖是生成核糖，多种核苷酸，核苷酸辅酶和核酸的原料。（2）生成的NADPH+H+是脂肪酸合成等许多反应的供氢体。（3）此途径产生的4-磷酸赤藓糖与3-磷酸甘油酸可以可成莽草酸，进而转变为芳香族氨基酸。（4）途径产生的NADPH+H+可转变为NADH+H+，进一步氧化产生ATP，提供部分能量。4为什么说三羧酸循环是糖、脂和蛋白质三大物质代谢的共同通路？答：（1）三羧酸循环是乙酰CoA最终氧化生成CO2和H2O的途径。（2）糖代谢产生的碳骨架最终进入三羧酸循环氧化。（3）脂肪分解产生的甘油通过酵解产生丙酮酸，后者转化成乙酰CoA后再进入三羧酸循环氧化，脂肪酸经-氧化产生乙酰CoA也需进入三羧酸循环才能氧化。（4）蛋白质分解产生的氨基酸经脱氨后碳骨架可进入三羧酸循环，同时，三羧酸循环的中间产物可作为氨基酸的碳骨架接受氨后合成必需氨基酸。所以，三羧酸循环是三大物质代谢共同通路。5糖分解代谢可按EMP-TCA途径进行，也可按磷酸戊糖途径，决定因素是什么？答：糖分解代谢可按EMP-TCA途径进行，也可按磷酸戊糖途径，决定因素是能荷水平，能荷低时糖分解按EMP-TCA途径进行，能荷高时可按磷酸戊糖途径。6试说明丙氨酸的成糖过程。答：丙氨酸成糖是体内很重要的糖异生过程。首先丙氨酸经转氨作用生成丙酮酸，丙酮酸进入线粒体转变成草酰乙酸。但生成的草酰乙酸不能通过线粒体膜，为此须转变成苹果酸或天冬氨酸，后二者到胞浆里再转变成草酰乙酸。草酰乙酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸，后者沿酵解路逆行而成糖。总之丙氨酸成糖须先脱掉氨基，然后绕过“能障”及“膜障”才能成糖。7琥珀酰CoA的代谢来源与去路有哪些？答：（1）琥珀酰CoA主要来自糖代谢，也来自长链脂肪酸的 -氧化。奇数碳原子脂肪酸，通过氧化除生成乙酰CoA，后者进一步转变成琥珀酰CoA。此外，蛋氨酸，苏氨酸以及缬氨酸和异亮氨酸在降解代谢中也生成琥珀酰CoA。（2）琥珀酰CoA的主要代谢去路是通过柠檬酸循环彻底氧化成CO2和H2O。琥珀酰CoA在肝外组织，在琥珀酸乙酰乙酰CoA转移酶催化下，可将辅酶A转移给乙酰乙酸，本身成为琥珀酸。此外，琥珀酰CoA与甘氨酸一起生成-氨基-酮戊酸（ALA），参与血红素的合成。8ATP是果糖磷酸激酶的底物，为什么ATP浓度高，反而会抑制果糖磷酸激酶？果糖磷酸激酶是EMP途径中限速酶，EMP途径是分解代谢，总的效应是放出能量的，ATP浓度高表明细胞内能荷较高，因此抑制果糖磷酸激酶，从而抑制EMP途径。9葡萄糖的第二位碳用14C标记，在有氧情况下进行彻底降解。问经过几轮三羧酸循环，该同位素碳可作为CO2释放？第二轮循环10柠檬酸循环中并无氧参加，为什么说它是葡萄糖的有氧分解途径？柠檬酸循环中有几处反应是底物脱氢生成NADH和FADH2，如异柠檬酸草酰琥珀酸；-酮戊二酸琥珀酰CoA；琥珀酸延胡索酸；L-苹果酸草酰乙酸。NADH和FADH2必须通过呼吸链使H与氧结合成水，否则就会造成NADH和FADH2的积累，使柠檬酸循环的速度降低，严重时完全停止。11人血浆中的葡萄糖大约维持在5mM。而在肌肉细胞中的游离葡萄糖浓度要低得多。细胞内的葡萄糖浓度为什么如此之低？临床上常用静脉注射葡萄糖来补充病人食物来源，由于葡萄糖转换为葡萄糖-6-磷酸要消耗ATP的，那么临床上却不能直接静脉注射葡萄糖-6-磷酸呢？答：因为进入肌肉细胞的葡萄糖常常被磷酸化，葡萄糖一旦磷酸化就不能从细胞内逃掉。在pH7时，葡萄糖-6-磷酸的磷酸基团解离，分子带净的负电荷。由于膜通常对带电荷的分子是不通透的，所以葡萄糖-6-磷酸就不能从血流中进入细胞，因此也就不能进入酵解途径生成ATP。12. 增加以下各种代谢物的浓度对糖酵解有什么影响？（a）葡萄糖-6-磷酸 （b） 果糖-1.6-二磷酸 （C） 柠檬酸 （d） 果糖-2.6-二磷酸答：（a）最初葡萄糖-6-磷酸浓度的增加通过增加葡萄糖6-磷酸异构酶的底物水平以及以后的酵解途径的各步反应的底物水平也随之增加，从而增加了酵解的速度。然而葡萄糖-6-磷酸也是己糖激酶的一个别构抑制剂，因此高浓度的葡萄糖-6-磷酸可以通过减少葡萄糖进入酵解途径从而抑制酵解。（b）果糖-1.6-二磷酸是由磷酸果糖激酶-1催化反应的产物，它是酵解过程中主要的调控点，增加果糖-1.6-二磷酸的浓度等于增加了所有随后糖酵解途径的反应的底物水平，所以增加了酵解的速度。（c）柠檬酸是柠檬酸循环的一个中间产物，同时也是磷酸果糖激酶-1的一个反馈抑制剂，因而柠檬酸浓度的增加降低了酵解反应的速率。（d）果糖-2,6-二磷酸是在磷酸果糖激酶-2（PFK-2）催化的反应中由果糖-6-磷酸生成的，因为它是磷酸果糖激酶-1（PFK-1）的激活因子，因而可以增加酵解反应的速度。13. 把C-1位用14C标记的葡萄糖与能进行糖酵解的无细胞提取物共同温育，标记物出现在丙酮酸的什么位置？ 答: 被标记的葡萄糖通过葡萄糖-6-磷酸进入酵解途径，在果糖-1.6二磷酸被醛缩酶裂解生成甘油醛-3-磷酸和磷酸二羟丙酮之前标记始终出现在C-1。因为磷酸二羟丙酮含有最初葡萄糖分子的C-1至C-3原子，因而它的C-1带有标记。然后磷酸二羟丙酮异构化变为甘油醛-3-磷酸，最终14C出现在丙酮酸的甲基上。14. 尽管O2没有直接参与柠檬酸循环，但没有O2的存在，柠檬酸循环就不能进行，为什么？答：需要氧将柠檬酸循环中氧化反应生成的NADH氧化为NAD，以便保证循环正常进行。而NADH氧化发生在线粒体的需要O2的电子传递和氧化磷酸化过程中.15通过将乙酰CoA加入到只含有酶、辅酶和柠檬酸循环中间产物的无细胞体系中，能否净合成草酰乙酸？答：不能。因为该循环存在一物质平衡。两个C以乙酰CoA中乙酰基的形式加入该循环，且这两个C又以两个CO2的形式被释放出来。同时，在循环中没有净C原子的滞留，也就不可能有中间产物的净合成。而乙酰CoA中的CoA部分是以CoA形式释放出来的。16. 鸡蛋清中的抗生物素蛋白对生物素的亲和力极高，如果将该蛋白加到肝脏提取液中，对丙酮酸经糖异生转化为葡萄糖有什么影响？ 答：会阻断丙酮酸经糖异生转化为葡萄糖的过程。因为生物素是催化丙酮酸羧化生成草酰乙酸反应的丙酮酸羧化酶的辅基，加入的抗生物素蛋白对生物素的亲和力高，使得反应缺乏生物素而中断。17用14C标记葡萄糖第3碳原子，将这种14C标记的G在无氧条件下与肝匀浆保温，那么产生的乳酸分子中哪个碳原子将带上14C标记？如果肝匀浆通入氧气，则乳酸将继续氧化，所含的标记碳原子将在哪步反应中脱下的CO2带上14C标记？若14C标记在葡萄糖的第2碳原子上，同样的匀浆通入氧气，则标记碳原子将在第几次TCA循环中的第几步反应中脱下CO2含14C标记?答： 14C标记葡萄糖的第3碳原子，该葡萄糖在无氧条件下与肝匀浆保温，经糖酵解途径后产生的乳酸分子中的羧基碳原子将带上14C标记；如果肝匀浆通入氧气，则乳酸将继续氧化，所含的标记碳原子将在丙酮酸脱氢酶系催化脱下14CO2。若14C标记在葡萄糖的第2碳原子上，同样的匀浆通入氧气，则标记碳原子将在第二次TCA循环中的草酰琥珀酸脱羧和酮戊二酸脱氢脱羧中分别脱下14CO2各占50%。18写出由乳酸、酮戊二酸异生产生葡萄糖的反应途径和总反应式。答：乳酸异生成葡萄糖经下面途径：乳酸丙酮酸草酰乙酸经苹果酸穿膜草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸2磷酸甘油酸3磷酸甘油酸1,3二磷酸甘油酸3磷酸甘油醛磷酸二羟基丙酮1,6二磷酸果糖6-磷酸果糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖总反应为：2乳酸4ATP+2GTP+6H2O葡萄糖+4ADP+2GDP+6Pi酮戊二酸异生产生葡萄糖的反应途径：酮戊二酸经三羧酸循环草酰乙酸经苹果酸穿膜草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸2磷酸甘油酸3磷酸甘油酸1,3二磷酸甘油酸3磷酸甘油醛磷酸二羟基丙酮1,6二磷酸果糖6-磷酸果糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖总反应为：2酮戊二酸+2ATP+2H2O+2NAD+2FAD葡萄糖+4CO2+2ADP+2Pi+2NADH+2H+2FADH219为什么说肝脏是维持血糖的重要器官 ？答：肝脏是维持血糖的重要器官，主要表现于：首先，肝脏有较强的糖原合成与分解能力，在血糖升高时，肝脏可大量合成肝糖原储存，也可以转化血糖生成脂肪，以降低血糖含量；而在血糖偏低时，肝糖原可迅速分解成葡萄糖进入血液以补充血糖； 其次，肝脏是糖异生的主要器官，在血糖偏低时，肝脏可将乳酸、甘油、生糖氨基酸等异生成葡萄糖； 肝脏还可将果糖、半乳糖、等转化成葡萄糖。所以说，肝脏是维持血糖的重要器官。20糖酵解途径有何意义？三羧酸循环有何意义？磷酸戊糖途径有何意义？TCA循环的生理意义：答：糖酵解途径的生理意义：糖酵解生物细胞中普遍存在的途径，该途径在缺氧条件下可为细胞迅速提供能量，也是某些细胞如动物体内红细胞等在不缺氧条件下的能量来源；人在某些病理条件下如贫血、呼吸障碍或供氧不足情况下可通过糖酵解获得能量的方式；糖酵解也是糖的有氧氧化的前过程，还是糖异生作用大部分逆过程；同时糖酵解也是联系糖、脂肪和氨基酸代谢的重要途径。TCA循环的生理意义：TCA循环是有机体获得生命活动所需能量的主要途径；也是糖、脂、蛋白质等物质最终氧化途径；途径中形成多种重要的中间产物，可为生物合成提供碳源；同时糖酵解也是糖、脂、蛋白质等物质代谢和转化的中心枢纽，还是发酵产物重新氧化的途径。磷酸戊糖途径意义：该途径产生大量 NADPH，可为细胞的生物合成提供还原力；维持谷胱甘肽、巯基酶的还原性、维持红细胞的完整状态，防止红细胞的氧化损伤及出现溶血；途径中产生大量的磷酸核糖是合成核苷酸及衍生物(辅酶)、DNA及其RNA的原料；HMS也可为细胞提供能量：1mol葡萄糖通过此途径生成29molATP。22何谓糖的异生作用？糖的异生作用有何意义？答：动物体内由非糖物质转化成葡萄糖和糖原的过程称为糖的异生作用。糖的异生作用的意义在于：（1）在饥饿情况下糖异生对保证血糖浓度的相对恒定具有重要的意义；是肝补充或恢复糖原储备的重要途径； （2）防止乳酸堆积引起酸中毒，避免乳酸的浪费； （3）促进肝糖原的不断更新； 23从B族维生素与糖代谢的关系说明“久食白米，令人身软”的道理。 答：B族维生素广泛参与糖代谢，在糖的酵解、丙酮酸的氧化脱氢、三羧酸循环、磷酸戊糖途径等代谢中共有多个B族辅酶参与代谢，见下表：维生素化学名称辅 酶辅酶构成的酶生化反应B1硫胺素焦磷酸硫胺素(TPP)丙酮酸脱氢酶系 酮戊二酸脱氢酶系脱CO2B2核黄素黄素单核苷酸(FMN)丙酮酸脱氢酶系、酮戊二酸脱氢酶系琥珀酸脱氢酶呼吸链中的复合物传递2H黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)H生物素生物胞素丙酮酸羧化酶固定CO2PP烟酸与烟酰胺烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)丙酮酸脱氢酶系 酮戊二酸脱氢酶系6磷酸葡萄糖脱氢酶6磷酸葡萄糖酸脱氢酶传递2H烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）B3泛酸辅酶A(CoA)琥珀酸硫激酶丙酮酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系酰基载体硫辛酸硫辛酸硫辛酸丙酮酸脱氢酶系酮戊二酸脱氢酶系乙酰基载体而糖代谢是生成能量的代谢，当B族维生素缺乏时，导致糖代谢发生障碍，即机体的能量供应出现问题，出现浑身无力等。久食白米，即指人长期摄入精制白米，粗粮摄入少，易造成B族维生素缺乏，B族维生素主要存在于大米的谷皮层。因此说“久食白米，令人身软”。07 生物氧化 四、问答题1在体内ATP有哪些生理作用？答：ATP在体内有许多重要的生理作用：（1）是机体能量的暂时贮存形式：在生物氧化中，ADP能将呼吸链上电子传递过程中所释放的电化学能以磷酸化生成ATP的方式贮存起来，因此ATP是生物氧化中能量的暂时贮存形式。（2）是机体其它能量形式的来源：ATP分子内所含有的高能键可转化成其它能量形式，以维持机体的正常生理机能，例如可转化成机械能、生物电能、热能、渗透能、化学合成能等。体内某些合成反应不一定都直接利用ATP供能，而以其他三磷酸核苷作为能量的直接来源。如糖原合成需UTP供能；磷脂合成需CTP供能；蛋白质合成需GTP供能。这些三磷酸核苷分子中的高能磷酸键并不是在生物氧化过程中直接生成的，而是来源于ATP。（3）可生成cAMP参与激素作用：ATP在细胞膜上的腺苷酸环化酶催化下，可生成cAMP，作为许多肽类激素在细胞内体现生理效应的第二信使。2氰化物为什么能引起细胞窒息死亡？其解救机理是什么？答：氰化钾的毒性是因为它进入人体时，CN的N原子含有孤对电子能够与细胞色素aa3的氧化形式高价铁Fe3以配位键结合成氰化高铁细胞色素aa3，使其失去传递电子的能力，阻断了电子传递给O2，结果呼吸链中断，细胞因窒息而死亡。而亚硝酸在体内可以将血红蛋白的血红素辅基上的Fe2氧化为Fe3。部分血红蛋白的血红素辅基上的Fe2被氧化成Fe3高铁血红蛋白，且含量达到20%-30%时，高铁血红蛋白（Fe3）也可以和氰化钾结合，这就竞争性抑制了氰化钾与细胞色素aa3的结合，从而使细胞色素aa3的活力恢复；但生成的氰化高铁血红蛋白在数分钟后又能逐渐解离而放出CN。因此，如果在服用亚硝酸的同时，服用硫代硫酸钠，则CN可被转变为无毒的SCN，此硫氰化物再经肾脏随尿排出体外。3在磷酸戊糖途径中生成的NADPH，如果不去参加合成代谢，那么它将如何进一步氧化？答：葡萄糖的磷酸戊糖途径是在胞液中进行的，生成的NADPH具有许多重要的生理功能，其中最重要的是作为合成代谢的供氢体。如果不去参加合成代谢，那么它将参加线粒体的呼吸链进行氧化，最终与氧结合生成水。但是线粒体内膜不允许NADPH和NADH通过，胞液中NADPH所携带的氢是通过转氢酶催化过程进人线粒体的：（1）NADPH + NAD NADP十 + NADH（2）NADH所携带的氢通过两种穿梭作用进人线粒体进行氧化：a -磷酸甘油穿梭作用；进人线粒体后生成FADH2。b 苹果酸穿梭作用；进人线粒体后生成NADH。4计算1mol下列物质氧化成CO2、H2O时产生的ATP的mol数：（1） 葡萄糖 （2）3磷酸甘油醛 （3）乙酰COA （4）丙酮酸 答：葡萄糖：32mol；3磷酸甘油醛：17mol；乙酰COA：10mol；丙酮酸：12.5mol5答：在供给底物、受体、Pi、ADP充分的条件下，下列情况中， 肝线粒体内生成的ATP是多少？底物受体抑制剂ATP苹果酸O2 琥珀酸O2 琥珀酸O2KCN 琥珀酸O2抗霉素A苹果酸O22,4-DNP苹果酸O2鱼藤酮 苹果酸O2抗霉素A 答：底物受体抑制剂ATP苹果酸O22.5琥珀酸O21.5琥珀酸O2KCN1琥珀酸O2抗霉素A0苹果酸O22,4-DNP0苹果酸O2鱼藤酮0苹果酸O2抗霉素A16怎样判断一个反应的进行方向？当反应物，产物的起始浓度均为1mol/L,请判断下列反应的进行方向：（1）磷酸肌酸ADPATP+肌酸（2）磷酸烯醇式丙酮酸ADPATP+丙酮酸（3）6磷酸葡萄糖ADPATP+葡萄糖答：化学反应过程伴随着能量变化，当反应的G0，反应可以自发进行；反应的G0，反应为可逆过程，处于平衡状态；而反应的G0 反应不可以自发进行，必须外界提供能量才能进行。根据P265表102的数据，上述反应的自由能变化为：（2） G=G0+RTlnATP丙酮酸/ADP磷酸烯醇式丙酮酸 43.130.512.6 KJ/mol因此，反应可以朝正反应方向进行。（3） 同理：G=61.930.531.4KJ/mol，反应朝正反应方向进行。（4） G=13.830.516.7KJ/mol，反应朝逆反应方向进行08 脂类代谢 四、问答题1在脂肪生物合成过程中，软脂酸和硬脂酸是怎样合成的？答：（1）软脂酸合成：软脂酸是十六碳饱和脂肪酸，在细胞液中合成，合成软脂酸需要两个酶系统参加。一个是乙酰CoA羧化酶，他包括三种成分，生物素羧化酶、生物素羧基载体蛋白、转羧基酶。由它们共同作用，催化乙酰CoA转变为丙二酸单酰CoA。另一个是脂肪酸合成酶，该酶是一个多酶复合体，包括6种酶和一个酰基载体蛋白，在它们的共同作用下，催化乙酰CoA和丙二酸单酰CoA，合成软脂酸其反应包括4步，即缩合、还原、脱水、再缩合，每经过4步循环，可延长2个碳。如此进行，经过7次循环即可合成软脂酰ACP。软脂酰ACP在硫激酶作用下分解，形成游离的软脂酸。软脂酸的合成是从原始材料乙酰CoA开始的所以称之为从头合成途径。（2）硬脂酸的合成，在动物和植物中有所不同。在动物中，合成地点有两处，即线粒体和粗糙内质网。在线粒体中，合成硬脂酸的碳原子受体是软脂酰CoA，碳原子的给体是乙酰CoA。在内质网中，碳原子的受体也是软脂酰CoA，但碳原子的给体是丙二酸单酰CoA。在植物中，合成地点是细胞溶质。碳原子的受体不同于动物，是软脂酰ACP；碳原子的给体也不同与动物，是丙二酸单酰ACP。在两种生物中，合成硬脂酸的还原剂都是一样的。2在脂肪酸合成中，乙酰CoA.羧化酶起什么作用？答：在饱和脂肪酸的生物合成中，脂肪酸碳链的延长需要丙二酸单酰CoA。乙酰CoA羧化酶的作用就是催化乙酰CoA和HCO3-合成丙二酸单酰CoA，为脂肪酸合成提供三碳化合物。乙酰CoA羧化酶催化反应（略）。乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成反应中的一种限速调节酶，它受柠檬酸的激活，但受软脂酸的反馈抑制。31mol软脂酸完全氧化成CO2和H2O可生成多少mol ATP？若1g软脂酸完全氧化时的G0=9Kcal，软脂酸的分子量位56.4，试求能量转化为ATP的效率。答：软脂酸经-氧化，则生成8个乙酰CoA，7个FADH2和7个NADH+H+。乙酰CoA在三羧酸循环中氧化分解，一个乙酰CoA生成10个ATP，所以 108=80ATP，7个FADH2经呼吸链氧化可生成1.57=10.5 ATP，7NADH+H+经呼吸链氧化可生成2.57=17.5 ATP，三者相加，减去消耗掉1个ATP的2个高能键，实得80+10.5+17.52=106mol/LATP。每有1mol/L软脂酸氧化，即可生成106mol/LATP。软脂酸的分子量为256.4，所以软脂酸氧化时的自由能G0=256.49000=2.31106cal/mol,106molATP贮存能量7.3106=773.8Kcal，贮存效率=773.8100/2.31103=33.5%4列出乙酰CoA可进入哪些代谢途径？进入三羧酸循环氧化分解为CO2和H2O，产生大量的能量以乙酰CoA为原料合成脂肪酸，进一步合成脂肪和磷脂等。以乙酰CoA为原料合成酮体，作为肝输出能源的方式。以乙酰CoA为原料合成胆固醇。5比较脂肪酸氧化和从头合成的在以下几个方面的区别：（1）发生的部位 （2）酰基的载体 （3）受氢体与供氢体 （4）中间产物的立体化学（5）限速酶 （6）氧化时每次降解的碳单位和合成时使用的碳单位供体。答:（a）氧化发生在线粒体；而合成发生在细胞质。（b）氧化酰基载体为辅酶A；合成酰基载体为ACP。（c）氧化用NAD和FAD，而合成用NADPH。（d）氧化是3-羟酰基CoA的L-异构体；而合成是D-异构体。（e）氧化方向是羧基端到甲基端；合成时方向是甲基端到羧基端。（f）氧化的限速酶是肉碱酯酰转移酶，而合成的乙酰辅酶A羧化酶。（g）氧化为每次降解的碳单位乙酰CoA；合成使用的碳单位供体为丙二酸单酰ACP。6糖尿病患者一般都患有严重酮病。如果给她服用14C标记的乙酰CoA（乙酰基的两个碳都标记），那么她呼出的气体中是否含有14C标记的丙酮？说明理由。答：糖尿病患者的呼吸中有可能含有14C标记的丙酮。标记的乙酰CoA进入体内的乙酰CoA库，其中一部分要转换成酮体进一步代谢，丙酮是其中的一种酮体，容易进入呼吸系统。7假如你必须食用鲸脂和海豹脂，其中几乎不含有碳水化合物。（1）使用脂肪做为唯一能量的来源，会产生什么样的后果？（2）如果饮食中不含葡萄糖，试问消耗奇数碳脂肪酸好还是偶数碳脂肪酸好？答：（1）葡萄糖经酵解生成丙酮酸，丙酮酸是草酰乙酸的主要前体，如果饮食中不含葡萄糖，草酰乙酸的浓度下降，柠檬酸循环的速度将减慢（2）奇数，因为丙酸可以转换为琥珀酰CoA，它是柠檬酸循环的中间代谢物，可用于糖异生。8何谓“酮症”？试分析其产生原因。答：长期饥饿和糖尿病时，脂肪动员加强，脂肪酸分解产生大量的乙酰辅酶A，后者在肝脏缩合成酮体，当肝内产生酮体超过肝外组织氧化酮体的能力时，血中酮体蓄积，称为酮血症。尿中有酮体排出，称酮尿症。二者统称为酮体症(酮症)。酮症可导致代谢性酸中毒，称酮症酸中毒，严重酮症可导致人死亡。91mol硬脂酸180彻底氧化成CO2+H2O需经哪些途径？各阶段的中间产物是什么？计算过程中产生ATP的总mol数。答：1mol硬脂酸180彻底氧化成CO2+H2O需经-氧化、三羧酸循环、氧化磷酸化。1mol硬脂酸180经氧化产物有：9mol乙酰辅酶A、8mol FADH2、8mol NADH+H+；9mol乙酰辅酶A经三羧酸循环后产物有：9（3NADH+3H+FADH+GTP）mol；上述NADH、FADH经氧化磷酸化共生成ATP的mol数为：90842120（mol）10为什么哺乳动物脂肪酸不能转变成葡萄糖？答：体内脂肪酸分解产生乙酰辅酶A，后者转变成葡萄糖必须经乙醛酸循环先生成四碳二羧酸，再经糖的异生作用生成葡萄糖。在哺乳动物细胞内无乙醛酸循环，故哺乳动物不能将脂肪酸转化成葡萄糖。11什么叫酮体，为什么正常代谢时产生的酮体量很少？在什么情况下血中酮体含量增高，而尿中也能出现酮体？答：乙酰乙酸，羟丁酸和丙酮三者合称酮体。酮体为肝内脂肪酸代谢的正常中间产物。正常的人或动物体内糖代谢居能量代谢中的主导地位，产生酮体量很少。在饥饿时或膳食中糖供应不足时，或因某些病使糖的氧化能力降低时，肝中需加速脂肪的氧化，导致其分解产物乙酰辅酶A在肝脏缩合产生过多的酮体，超过肝外的氧化能力。又因糖代谢削弱，缺乏丙酮酸，而与乙酰CoA缩合成柠檬酸的草酰乙酸减少。酮体的去路也减少，酮体便积聚于血内，使血中酮体含量增高，成为酮血症，血内酮体过多由尿排出，尿中出现酮体，成为酮尿。12比较脂肪酸的“氧化”与脂肪酸的“从头合成”途径的不同说明它们并不是相互可逆的过程。答：脂肪酸的“氧化”与脂肪酸的“从头合成”途径并非相互可逆的过程，两者存在以下区别：区别点从头合成-氧化细胞中发生部位细胞质线粒体酰基载体ACP-SHCOA-SH二碳片段的加入与裂解方式丙二酰单酰COA乙酰COA电子供体或受体NADPHFAD、NAD+酶系与限速酶六种酶和一个蛋白质(ACP)组成复合物（E.coli）乙酰辅酶A羧化酶四种酶肉碱酯酰转移酶原料转运方式柠檬酸转运系统肉碱穿梭系统羟脂酰化合物的中间构型D-型L-型合成或裂解方向CH3COOHCOOHCH3对二氧化碳和柠檬酸的需求要求不要求能量变化(以软脂酸的合成与分解为例)消耗 7 个 ATP 和14NADPH产生 106 个ATP综上所述，脂肪酸的“氧化”与脂肪酸的“从头合成”途径并非相互可逆的过程。09蛋白质分解与氨基酸代谢四、问答题1为什么说转氨基反应在氨基酸合成和降解过程中都起重要作用？答：（1）在氨基酸合成过程中，转氨基反应是氨基酸合成的主要方式，许多氨基酸的合成可以通过转氨酶的催化作用，由酮酸接受来自谷氨酸的氨基而形成。（2）在氨基酸的分解过程中，氨基酸也可以先经转氨基作用把氨基酸上的氨基转移到-酮戊二酸上形成谷氨酸，谷氨酸在谷氨酸脱氢酶的作用下脱去氨基。2什么是必需氨基酸和非必需氨基酸？答：（1）必需氨基酸：生物体本身不能合成而为机体蛋白质合成所必需的氨基酸称为必需氨基酸，人的必需氨基酸有8种。（2）非必需氨基酸：生物体本身能合成的蛋白质氨基酸称为非必需氨基酸，人的非必需氨基酸有12种。3什么是尿素循环，有何生物学意义？答：（1）尿素循环：尿素循环也称鸟氨酸循环，是将含氮化合物分解产生的氨经过一系列反应转变成尿素的过程。（2）生物学意义：有解除氨毒害的作用4举例说明氨基酸的降解通常包括哪些方式？答：（1）脱氨基作用：包括氧化脱氨和非氧化脱氨，分解产物为-酮酸和氨。（2）脱羧基作用：氨基酸在氨基酸脱羧酶的作用下脱羧，生成二氧化碳和胺类化合物。5用反应式说明酮戊二酸是如何转变成谷氨酸的，有哪些酶和辅因子参与？答：（1）谷氨酸脱氢酶反应：酮戊二酸 + NH3 +NADH 谷氨酸 + NAD+ + H2O （2）谷氨酸合酶-谷氨酰胺合酶反应：谷氨酸 + NH3 +ATP 谷氨酰胺 +ADP + Pi + H2O谷氨酰胺 +酮戊二酸 + 2H 2谷氨酸还原剂（2H）：可以是NADH、NADPH和铁氧还蛋白6如果1分子乙酰CoA经过TCA循环氧化成H2O和CO2可产生10分子的ATP，则1分子丙氨酸在哺乳动物体内彻底氧化净产生多少分子的ATP？15分子7. 参与尿素循环的氨基酸有哪些？这些氨基酸都能用于蛋白质的生物合成吗？ 答：鸟氨酸、瓜氨酸、精氨琥珀酸、精氨酸和天冬氨酸。只有精氨酸和天冬氨酸能用于蛋白质的生物合成。8. 在所有哺乳动物的肝脏中的转氨酶中天冬氨酸氨基转移酶的活性最高，为什么？答： 引入到尿素中的第二个氨基是从Asp转移来的，而Asp是Glu经天冬氨酸氨基转移酶催化转氨给草酰乙酸生成的。以尿素排泄的氨有一半来自天冬氨酸氨基转移酶催化的反应，这使得该酶必须具有很高的活性。9哺乳动物体内氨基酸脱氨基作用包括哪些方式？答：（1）氧化脱氨基作用；（2）转氨基作用；（3）联合脱氨基作用：有转氨基与谷氨酸脱氢酶联合脱氨基作用、转氨基与嘌呤核苷酸循环联合脱氨基作用。其中联合脱氨基作用是最主要的脱氨基方式。10 核苷酸代谢（15）四、问答题1嘧啶核苷酸分子中各原子的来源及合成特点怎样？答：（1）各原子的来源：N1、C4、C5、C6-天冬氨酸；C2-二氧化碳；N3-氨；核糖-磷酸戊糖途径的5磷酸核糖。 （2）合成特点：氨甲酰磷酸 + 天冬氨酸 乳清酸 乳清酸 + PRPP 乳清酸核苷-5-磷酸 尿苷酸2. 为什么在野生型的大肠杆菌中得不到rRNA的基因的初级转录物？大肠杆菌rRNA后加工并非绝对发生在转录以后，一些后加工反应在转录还没完成的时候就已经开始，其中包括某些剪切反应，因此在野生型大肠杆菌体内，等转录结束后得到的并不是原始的初级转录物。只有当大肠杆菌某些参与后加工的酶有缺陷以后，才有可能得到真正的初级转录物。3嘌呤核苷酸分子中各原子的来源及合成特点怎样？答：（1）各原子的来源：N1-天冬氨酸；C2和C8-甲酸盐；N7、C4和C5-甘氨酸；C6-二氧化碳；N3和N9-谷氨酰胺；核糖-磷酸戊糖途径的5磷酸核糖（2）合成特点：5磷酸核糖开始5磷酸核糖焦磷酸（PRPP）5磷酸核糖胺（N9）甘氨酰胺核苷酸（C4、C5 、N7）甲酰甘氨酰胺核苷酸（C8）5氨基咪唑核苷酸（C3）5氨基咪唑-4-羧酸核苷酸（C6）5氨基咪唑甲酰胺核苷酸（N1）次黄嘌呤核苷酸（C2）。4. 嘌呤和嘧啶碱基是真核生物的主要能源吗，为什么？答:在真核生物中，嘌呤和嘧啶不是主要的能源。脂肪酸和糖中碳原子能够被氧化产生ATP，相比较而言含氮的嘌呤和嘧啶没有合适的产能途径。通常核苷酸降解可释放出碱基，但碱基又能通过补救途径重新生成核苷酸，碱基不能完全被降解。另外无论是在嘌呤降解成尿酸或氨的过程还是嘧啶降解的过程中都没有通过底物水平的磷酸化产生ATP。碱基中的低的C:N比使得它们是比较贫瘠的能源。然而在次黄嘌呤转变为尿酸的过程中生成的NADH也许能够通过氧化磷酸化间接产生ATP。 5. 用两组人作一个实验，一组人的饮食主要是肉食，另一组人主要是米饭。哪一组人发生痛风病的可能性大？为什么？ 答: 痛风是由于尿酸的非正常代谢引起的，尿酸是人体内嘌呤分解代谢的终产物，由于氨基酸是嘌呤和嘧啶合成的前体，所以食用富含蛋白质饮食有可能会导致过量尿酸的生成，引起痛风病。6. 为什么一种嘌呤和嘧啶生物合成的抑制剂往往可以用作抗癌药和/或抗病毒药？答：因为许多癌细胞的特点是快速生长，需要供给大量的核苷酸。一旦嘌呤和嘧啶的生物合成受到抑制，癌细胞的生长就受到限制。所以抑制嘌呤和嘧啶生物合成的抑制剂可能就是一种抗癌药。由于病毒复制速度非常快，所以也会受到同样抑制剂的影响。 7. 不同种类的生物分解嘌呤的能力不同，为什么？答：各种生物体分解嘌呤都是从嘌呤环上氧化脱氨开始的，腺嘌呤与鸟嘌呤通过脱氨产生黄嘌呤，黄嘌呤氧化形成尿酸。黄嘌呤、尿酸是各类生物嘌呤分解的共同中间物。人类及灵长类动物、鸟类、昆虫无分解尿酸的酶，尿酸即为这些动物嘌呤代谢的终产物；除人类及灵长类动物外的其它哺乳动物体内存在尿酸氧化酶，可将尿酸氧化成尿囊素；某些硬骨鱼存在尿囊素酶，可将尿囊素进一步氧化成尿囊酸；多数鱼类、两栖类动物还存在尿囊酸酶，可将尿囊酸氧化分解成尿素与乙醛酸；甲壳类、海洋无脊椎动物体内还有尿酶，可将尿素分解成氨与二氧化碳。11 DNA的合成与修复 四、问答题1. 简述DNA复制的过程？答：DNA复制从特定位点开始，可以单向或双向进行，但是以双向复制为主。由于 DNA双链的合成延伸均为53的方向，因此复制是以半不连续的方式进行，可以概括为：双链的解开；RNA引物的合成；DNA链的延长；切除RNA引物，填补缺口，连接相邻的DNA片段。（1）双链的解开 在DNA的复制原点，双股螺旋解开，成单链状态，形成复制叉，分别作为模板，各自合成其互补链。在复制叉上结合着各种各样与复制有关的酶和辅助因子。（2）RNA引物的合成 引发体在复制叉上移动，识别合成的起始点，引发RNA引物的合成。移动和引发均需要由ATP提供能量。以DNA为模板按53的方向，合成一段引物RNA链。引物长度约为几个至10个核苷酸。在引物的5端含3个磷酸残基，3端为游离的羟基。（3）DNA链的延长 当RNA引物合成之后，在DNA聚合酶的催化下，以四种脱氧核糖核苷5-三磷酸为底物，在RNA引物的3端以磷酸二酯键连接上脱氧核糖核苷酸并释放出PPi。DNA链的合成是以两条亲代DNA链为模板，按碱基配对原则进行复制的。亲代DNA的双股链呈反向平行，一条链是53方向，另一条链是35方向。在一个复制叉内两条链的复制方向不同，所以新合成的二条子链极性也正好相反。由于迄今为止还没有发现一种DNA聚合酶能按35方向延伸，因此子链中有一条链沿着亲代DNA单链的35方向（亦即新合成的DNA沿53方向）不断延长。（4）切除引物，填补缺口，连接修复 当新形成的冈崎片段延长至一定长度，其3-OH端与前面一条老片断的5断接近时，在DNA聚合酶的作用下，在引物RNA与DNA片段的连接处切去RNA引物后留下的空隙，由DNA聚合酶催化合成一段DNA填补上；在DNA连接酶的作用下，连接相邻的DNA链；修复掺入DNA链的错配碱基。这样以两条亲代DNA链为模板，就形成了两个DNA双股螺旋分子。每个分子中一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的。2DNA复制复合体需要一系列的蛋白分子以便使复制叉移动，如果大肠杆菌在体外进行DNA复制至少需要哪些组分？答：至少需要DNA聚合酶III、解旋酶、SSB和引发酶。在体内需要拓扑异构酶。3简述中心法则。答：在细胞分裂过程中通过DNA的复制把遗传信息由亲代传递给子代，在子代的个体发育过程中遗传信息由DNA传递到RNA，最后翻译成特异的蛋白质；在RNA病毒中RNA具有自我复制的能力，并同时作为mRNA，指导病毒蛋白质的生物合成；在致癌RNA病毒中，RNA还以逆转录的方式将遗传信息传递给DNA分子。4. 某细菌的染色体是环状的双链DNA分子，有5.2106个碱基对。(a)复制叉的移动速度是每秒1000个核苷酸，计算复制染色体所需的时间。(b)在最适条件下，细菌繁殖一代仅需25分钟。如果DNA复制最快速度是每秒1000个核基酸，且染色体只含有一个复制起始点，解释为什么细胞能分裂得这么快。答：(a)在复制原点形成两个复制叉，复制叉以相反的方向移动直到它们在原点对面的某一点相遇为止，因而每个复制体复制基因组的一半(2.6106碱基对)，在每一个复制叉上，以1000个核苷酸/秒的速率合成两条新链(前导链和滞后链)(2000个核苷酸/秒等于1000个碱基对/秒)。所以复制全部的染色体需要2.6106/1000 =2600秒 =43分20秒。(b)尽管仅仅只有一个原点（O），但在前一个复制叉到达终点位置之前复制可以反复起始。因而在每一个双链DNA分子上存在着2个以上的复制叉。虽然复制一个染色体仍旧需要大约43分钟，但是由于起始的速率加快，完全复制一个染色体显得间隔更短了。 5. 一条DNA有105个核苷酸残基，它的碱基组成为：A 21，G 29， C 29，及T 21，经DNA聚合酶复制得互补链。生成的双螺旋DNA为RNA聚合酶的模板，转录后得到有相同数目残基的新RNA链。（a）试确定新合成的RNA的碱基组成。（b）若RNA聚合酶从DNA新链仅转录2000碱基便停止。那么所得到的新的RNA的碱基组成如何？答：（a）A，21；U，21；C，29；G，29（b）新链组成和原链可能一样也可能不一样 6. 紫外线照射后暴露于可见光中的细胞，其复活率为什么比紫外线照射后置于黑暗中的细胞高得多？ 答：紫外线可以通过引起T残基的二聚化而破坏DNA，修复T二聚体的一中机制是由酶催化的光反应，该反应由光复活酶催化的，该酶利用来自可见光的能量切断该二聚体并且修复该DNA，所以细胞在紫外照射后暴露于可见光下比细胞保持在黑暗状态下更容易修复DNA。 7. 与RNA分子相比，为什么DNA分子更适合用于贮存遗传信息？ 答： 因为DNA整个都是双链结构，但RNA或是单核苷酸链，或是具有局部双螺旋的单核苷酸链。双链结构使得生物体通过两条互补、反向平行的链精确地进行DNA复制。而RNA的结构做不到这一点。8.答：简述DNA复制的基本规律。（1）复制过程是半保留的。（2）细菌或病毒DNA的复制通常是由特定的复制起始位点开始，真核细胞染色体DNA复制则可以在多个不同部位起始。（3）复制可以是单向的或是双向的，以双向复制较为常见，两个方向复制的速度不一定相同。（4）两条DNA链合成的方向均是从53进行的。（5）复制的大部分都是半不连续的，即其中一条前导链是相对连续的，滞后链则是不连续的。（6）各短片段在开始复制时，先形成短片段RNA作为DNA合成的引物，这一RNA片段以后被切除，并用DNA填补余下的空隙。 9. 何为半保留复制?有何实验依据证明？答：DNA复制时，以亲代 DNA 双链为模板，通过碱基互补方式合成子代 DNA ，这样新形成的子代 DNA 中，一条链来自亲代 DNA ，而另一条链则是新合成的，这种复制方式叫半保留复制。半保留复制的证明：1958年，Meselson 和 Stahl 将同位素 15N 标记的 15NH4Cl 加入大肠杆菌的培养基中培养很多代，使大肠杆菌的DNA都带上 15N 的标记；然后将该大肠杆菌转入14N 的普通培养基中培养后，分离子一代、子二代、子三代等 DNA ，再进行氯化铯密度梯度离心。结果显示，0代的DNA全部含15N的DNA分子，子一代的DNA是含15N14N的较轻的DNA分子，子二代的DNA是一半含15N14N的较轻的DNA分子，另一半是只含14N的最轻的DNA分子，子三代的DNA是四分之一含15N14N的较轻的DNA分子，四分之三是含14N的最轻的DNA分子，该现象表明DNA复制是半保留方式进行的。12 、RNA的合成与加工 四、问答题1简述RNA转录的过程？答：RNA转录过程为起始位点的识别、起始、延伸、终止。（1）起始位点的识别 RNA聚合酶先与DNA模板上的特殊启动子部位结合，因子起着识别DNA分子上的起始信号的作用。在亚基作用下帮助全酶迅速找到启动子，并与之结合生成较松弛的封闭型启动子复合物。这时酶与DNA外部结合，识别部位大约在启动子的-35位点处。接着是DNA构象改变活化，得到开放型的启动子复合物，此时酶与启动子紧密结合，在-10位点处解开DNA双链，识别其中的模板链。由于该部位富含A-T碱基对，故有利于DNA解链。开放型复合物一旦形成，DNA就继续解链，酶移动到起始位点。（2）起始留在起始位点的全酶结合第一个核苷三磷酸。第一个核苷三磷酸常是GTP或ATP。形成的启动子、全酶和核苷三磷酸复合物称为三元起始复合物，第一个核苷酸掺入的位置称为转录起始点。这时亚基被释放脱离核心酶。（3）延伸 从起始到延伸的转变过程，包括因子由缔合向解离的转变。DNA分子和酶分子发生构象的变化，核心酶与DNA的结合松弛，核心酶可沿模板移动，并按模板序列选择下一个核苷酸，将核苷三磷酸加到生长的RNA链的3-OH端，催化形成磷酸二酯键。转录延伸方向是沿DNA模板链的35方向按碱基酸对原则生成53的RNA产物。RNA链延伸时，RNA聚合酶继续解开一段DNA双链，长度约17个碱基对，使模板链暴露出来。新合成的RNA链与模板形成RNA-DNA的杂交区，当新生的RNA链离开模板DNA后，两条DNA链则重新形成双股螺旋结构。（4） 终止 在DNA分子上有终止转录的特殊碱基顺序称为终止子，它具有使RNA聚合酶停止合成RNA和释放RNA链的作用。这些终止信号有的能被RNA聚合酶自身识别，而有的则需要有因子的帮助。因子是一个四聚体蛋白质，它能与RNA聚合酶结合但不是酶的组分。它的作用是阻RNA聚合酶向前移动，于是转录终止，并释放出已转录完成的RNA链。对于不依赖于因子的终止子序列的分析，发现有两个明显的特征：即在DNA上有一个1520个核苷酸的二重对称区，位于RNA链结束之前，形成富含G-C的发夹结构。接着有一串大约6个A的碱基序列它们转录的RNA链的末端为一连串的U。寡聚U可能提供信号使RNA聚合酶脱离模板。在真核细胞内，RNA的合成要比原核细胞中的复杂得多。2简述原核细胞和真核细胞的RNA聚合酶有何不同？答：（1）原核细胞大肠杆菌的RNA聚合酶研究的较深入。这个酶的全酶由5种亚基（2）组成，还含有2个Zn原子。在RNA合成起始之后，因子便与全酶分离。不含因子的酶仍有催化活性，称为核心酶。亚基具有与启动子结合的功能，亚基催化效率很低，而且可以利用别的DNA的任何部位作模板合成RNA。加入因子后，则具有了选择起始部位的作用，因子可能与核心酶结合，改变其构象，从而使它能特异地识别DNA模板链上的起始信号。（2）真核细胞的细胞核内有RNA聚合酶I、II和III，通常由46种亚基组成，并含有Zn2+。RNA聚合酶I存在于核仁中，主要催化rRNA前体的转录。RNA聚合酶和存在于核质中，分别催化mRNA前体和小分子量RNA的转录。此外线粒体和叶绿体也含有RNA聚合酶，其特性类似原核细胞的RNA聚合酶。3为什么RNA易被碱水解，而DNA不容易被碱水解？答：因为RNA含有的2-OH起到分子内催化剂作用，水解能形成中间产物2,3-环状中间产物，而DNA不含2-OH。4下列是DNA的