生物化學習題及答案

生物化學習題及答案

第一部分：名詞解釋(見書)

第二部分各章節(jié)習題及答案

蛋白質(zhì)和氨基酸的一級結(jié)構

1、氨基酸的側(cè)鏈對多肽或蛋白質(zhì)的結(jié)構和生物學功能非常重要。用三字母和單

字母縮寫形式列出其側(cè)鏈為如下要求的氨基酸：

(a)含有一個羥基。

(b)含有一小氨基

(C)含有一個具有:香族性質(zhì)的基團。

(d)含有分支的脂肪族煌鏈。

(e)含有硫。

(f)含有一個在pH7—10范圍內(nèi)可作為親核體的基團或原子，指出該親核

基團或原子。

答：(a)Ser(S),Thr(T),Tyr(Y)

(b)Asn(N),Gin(Q),Arg(R),Lys(K)

(c)Phe(F),Trp(W),Tyr(Y),

(d)He(I),Leu(L),Vai(V)

(e)Cys(C),Met(M)

(f)可以作為親核試劑的側(cè)鏈基團或原子有位于Ser(S),Thr(T)和Tyr

(Y)中的-OH；位于Cys(C)和Met(M)中的硫原子，位于Asp(D)和Glu

(E)中的-C00-；以及位于His(H)和Lys(k)中的氮原子。

2、一種氨基酸的可解離基團可以帶電或中性狀態(tài)存在，這取決于它的pK值和溶

液的pHo

(a)組氨酸有3種可解離基團，寫出相應于每個pK值的3種解離狀態(tài)的平

衡方程式。每種解離狀態(tài)下的組氨酸分子的凈電荷是多少？

(b)在pHl、4、8和12時，組氨酸的凈電荷分別是多少？將每一pH下的組

氨酸置于電場中，它們將向陰極還是陽極遷移？

答：(a)、(b)見圖

3、某種溶液中含有三種三肽：Tyr-Arg-Ser,Glu-Met-Phe和Asp-Pro

-Lys,a-COOH基團的pKa為3.8;a-NH3基團的pKa為8.50在哪種pH

(2.0,6.0或13.0)下，通過電泳分離這三種多肽的效果最好？

答：pH=6.0比pH=2.0或pH=13.0時電泳能提供更好的分辨率。因為在pH=

6.0的條件下每種肽都帶有不同的凈電荷(+1,-1,和0),而在pH=2.0的條

件下凈電荷分別為+2,+1和+2,在pH=13.0的條件下凈電荷分別為-2,-2

和-2。

4、利用陽離子交換層析分離下列每一對氨基酸，哪一種氨基酸首先被PH7緩沖

液從離子交換柱上洗脫出來。(a)Asp和Lys(b)Arg和Met(c)Glu和Vai

(d)Gly和Leu(e)Ser和Ala

答(a)Asp(b)Met(c)Glu(d)Gly(e)Ser

5、氨基酸的定量分析表明牛血清白蛋白含有0.58%的色氨酸(色氨酸的分子量

為204)o

(a)試計算牛血清白蛋白的最小分子量(假設每個蛋白分子只含有一個色氨

酸殘基)。

(b)凝膠過濾測得的牛血清白蛋白的分子量為70,000,試問血清白蛋白分

子含有兒個色氨酸殘基？

答(a)32,100g/mol(b)2

6、胃液(pH=1.5)的胃蛋白酶的等電點約為1,遠比其它蛋白質(zhì)低。試問等電

點如此低的胃蛋白酶必須存在有大量的什么樣的官能團？什么樣的氨基酸才

能提供這樣的基團？

答：一COO—;Asp,Glu

7、已知某蛋白是由一定數(shù)量的鏈內(nèi)二硫鍵連接的兩個多肽鏈組成的。1.00g該

蛋白樣品可以與25.Omg還原型谷胱甘肽(GSH,MW=307)反應。

(a)該蛋白的最小分子量是多少？

(b)如果該蛋白的真實分子量為98240,那么每分子中含有幾個二硫鍵？

(c)多少mg的筑基乙醇(MW=78.0)可以與起始的1.00g該蛋白完全反應？

答(a)MW=24560；(b)4個二硫鍵；(c)6.35mg

8、一個含有13個氨基酸殘基的十三肽的氨基酸組成為：Ala,Arg,2Asp,2Glu,

3Gly,Leu,3Val0部分酸水解后得到以下肽段，其序列由Edman降解確定，

試推斷原始寡肽的序列。

(a)Asp-Glu-Vai-Gly-Gly-Glu-Ala

(b)Vai-Asp-Vai-Asp-Glu

(c)Vai-Asp-Vai

(d)Glu-Ala-Leu-Gly-Arg

(e)Vai-Gly-Gly-Glu-Ala-Leu

(f)Leu-Gly-Arg

答：該肽鏈的序列可以通過將肽片段的相同序列重疊排列起來獲得整個序

列。見圖

9、下列試劑和酶常用于蛋白質(zhì)化學的研究中：

CNBr異硫氟酸苯酯丹黃酰氯K6mol/LHCl筑基乙醇水合瑋三酮過

甲酸胰蛋白酶胰凝乳蛋白酶，其中哪一個最適合完成以下各項任務？

(a)測定小肽的氨基酸序列。

(b)鑒定肽的氨基末端殘基。

(c)不含二硫鍵的蛋白質(zhì)的可逆變性。若有二硫鍵存在時還需加什么試劑？

(d)在芳香族氨基酸殘基竣基側(cè)水解肽鍵。

(e)在蛋氨酸殘基竣基側(cè)水解肽鍵。

(f)在賴氨酸和精氨酸殘基側(cè)水解肽鍵。

答(a)異硫氟酸苯酯。(b)丹黃酰氯。(c)麻；B-筑基乙醇還原二硫鍵。

(d)胰凝乳蛋白酶。(e)CNBro(f)胰蛋白酶

10、由下列信息求八肽的序列。

(a)酸水解得Ala,Arg,Leu,Met,Phe,Thr,2Val

(b)Sanger試劑處理得DNP-Ala。

(c)胰蛋白酶處理得Ala,Arg,Thr和Leu,Met,Phe,2Val0當以Sanger

試劑處理時分別得到DNP-Ala和DNP-Valo

(d)溟化氟處理得Ala,Arg,高絲氨酸內(nèi)酯，Thr,2Val,和Leu,Phe,

當用Sanger試劑處理時，分別得DNP-Ala和DNP-Leu。

答：Ala-Thr-Arg-Val-Val-Met-Leu-Phe

蛋白質(zhì)的三維結(jié)構和功能

1、在結(jié)晶肽的X-射線研究中，LinusPauling和Robertcorey發(fā)現(xiàn)肽鏈中的肽

鍵(C-N)長度(1.32A)介于典型的C-N單鍵(1.49A)和C=N雙鍵(1.27A)

之間。他們也發(fā)現(xiàn)肽鍵呈平面狀（與肽鍵相連接的4個原子位于同一個平面）

以及兩個碳原子彼此呈反式（位于肽鍵的兩側(cè)）與肽鍵連接。

（a）肽鍵的長度與它的鍵的強度和鍵級（是單鍵、雙鍵或三鍵）有什么關系？

（b）從Pauling等人的觀察，就肽鍵旋轉(zhuǎn)能得出什么看法？

答：（a）鍵越短其強度越高，而且其鍵級越高（在單鍵以上）。肽鍵的強度比單

鍵強，鍵的特性介于單鍵和雙鍵之間。（b）在生理溫度下，肽鍵旋轉(zhuǎn)比較困難,

因為它有部分雙鍵特性。

2、羊毛衫等羊毛制品在熱水中洗后在電干燥器內(nèi)干燥，則收縮。但絲制品進行

同樣處理，卻不收縮。如何解釋這兩種現(xiàn)象？

答：羊毛纖維多肽鏈的主要結(jié)構單位是連續(xù)的a-螺旋圈，其螺距為5.4A。當處

于熱水（或蒸汽）環(huán)境下，使纖維伸展為具有B-折疊構象的多肽鏈。在B-

折疊構象中相鄰R基團之間的距離是7.0A。當干燥后，多肽鏈重新由B折疊

轉(zhuǎn)化為a螺旋構象，所以羊毛收縮了。而絲制品中的主要成分是絲心蛋白，

它主要是由呈現(xiàn)B折疊構象的多肽鏈組成的，絲中的B-折疊含有一些小的、

包裝緊密的氨基酸側(cè)鏈，所以比羊毛中的a-螺旋更穩(wěn)定，水洗和干燥其構象

基本不變。

3、人的頭發(fā)每年以15至20cm的速度生長，頭發(fā)主要是a角蛋白纖維，是在表

皮細胞的里面合成和組裝成〃繩子a角蛋白的基本結(jié)構單元是a-螺旋。

如果a-螺旋的生物合成是頭發(fā)生長的限速因素，計算a-螺旋鏈的肽鍵以什

么樣的速度（每秒鐘）合成才能解釋頭發(fā)每年的生長長度？

答：每秒鐘大約需合成43個肽鍵。（要考慮到a-螺旋的每一圈含有3.6個氨基

酸殘基，螺距為0.54nm）。

4、合成的多肽多聚谷氨酸（（Glu）n）,當貽pH3.0以下時，在水溶液中形成

a螺旋，而在PH5.0以上時卻為伸展的形態(tài)。

（a）試解釋該現(xiàn)象。

（b）在哪種PH條件下多聚賴氨酸（Lys）會形成a-螺旋？

答（a）由可離子化側(cè)鏈的氨基酸殘基構成的a-螺旋對pH值的變化非常敏

感，因為溶液的pH值決定了側(cè)鏈是否帶有電荷，由單一一種氨基酸構成的聚

合物只有當側(cè)鏈不帶電荷時才能形成a-螺旋，相鄰殘基的側(cè)鏈上帶有同種電

荷會產(chǎn)生靜電排斥力從而阻止多肽鏈堆積成a-螺旋構象。Glu側(cè)鏈的pKa約

為4.1,當pH值遠遠低于4.1（大約3左右）時，幾乎所有的多聚谷氨酸側(cè)鏈

為不帶電荷的狀態(tài)，多肽鏈能夠形成a-螺旋。在pH值為5或更高時，兒乎

所有的側(cè)鏈都帶負電荷，鄰近電荷之間的靜電排斥力阻止螺旋的形成，因此使

同聚物呈現(xiàn)出一種伸展的構象。

（b）Lys側(cè)鏈的pK為10.5,當pH值遠遠高于10.5時，多聚賴氨酸大多數(shù)側(cè)

鏈為不帶電荷的狀態(tài)，該多肽可能形成一種a-螺旋構象，在較低的pH值時

帶有許多正電荷的分子可能會呈現(xiàn)出一種伸展的構象。

5、一個a-螺旋片段含有180個氨基酸殘基，該片段中有多少圈螺旋？計算該

a-螺旋片段的軸長。

答：該片段中含有50圈螺旋，其軸長為27nm。

6、如何用二氧化碳與水的反應來解釋Bohr效應？

（a）寫出由二氧化碳和水形成碳酸氫根的方程式，并解釋H+和CO,在血紅蛋

白氧合中的作用。

（b）解釋向休克病人靜脈注射碳酸氫根的生理學依據(jù)。

答：二氧化碳與水的反應說明了為什么當CO?的濃度增加時，同時會引起pH

值下降，迅速進行新陳代謝的組織所產(chǎn)生的COx/si.與水反應生成了碳酸根離子

和H+。

（a）該反應生成的H+降低了血液的pH值，從而穩(wěn)定了血紅蛋白的脫氧形

式（T構象），凈結(jié)果是P50的增加，即血紅蛋白對氧的親和力降低，于是更多

的氧氣被釋放到組織中。C02也可以通過與四條鏈的N端形成氨甲酸加合物降

低血紅蛋白對氧氣的親和力、該加合物使脫氧構象⑴保持穩(wěn)定，因而進一步

增加了P50,并且促進了氧氣向組織中的釋放。

（b）休克病人組織中嚴重缺乏氧氣供應，碳酸鹽靜脈給藥為組織提供了一

種C02的來源，通過降低血紅蛋白對氧氣的親和力，C02促使氧合血紅蛋白向

組織中釋放氧氣

7、一個寡聚蛋白（MW=72000）是由相同亞基組成的，該蛋白可以完全解離并與

2,4-二硝基氟苯反應。由lOOmg該蛋白可以獲得5.5611M的DNP-Gly,該蛋白

含有兒個亞基？

答：4個亞基。

8、對懷孕的哺乳動物中氧的轉(zhuǎn)運研究顯示在同樣條件下測量嬰兒和母親的血液

氧飽和曲線明顯不同。這是因為嬰兒的紅細胞中含有結(jié)構不同的血紅蛋白F

（a2g2）,而母親的紅細胞含有一般的血紅蛋白A（a2g2）。

（a）在生理狀況下，哪一種血紅蛋白對氧有更高的親和性。請解釋。

（b）不同的氧親和性有何生理意義？）當所有的2,3-二磷酸甘油酸（BPG）

從血紅蛋白A和F中移去后，測得的氧飽和曲線往左移。不過此時的血紅蛋白

A比血紅蛋白F對氧有更高的親和性。當加回BPG時，氧飽和曲線乂恢愎正常

情形。BPG對血紅蛋白的氧親和性有何影響？用以上資料解釋嬰兒和母親的

血紅蛋白的不同氧親和性？

答（a）當氧分壓為4kPa時，HbA只有33%的氧飽和度，而HbF為58%,

表明HbF比HbA對氧的親和性更高。

（b）HbF對氧的高親和性可確保氧可以由母體血液流向胎盤中的胎兒血液。

（c）當結(jié)合BPG時，與HbF相比，HbA氧飽和曲線發(fā)生了更大的漂移，表明

HbA結(jié)合BPG比HbF結(jié)合BPG更緊密，而結(jié)合BPG就減少了對氧親和性。

9、下列變化對肌紅蛋白和血紅蛋白的氧親和性有什么影響？

（a）血液中的pH由7.4下降到7.2o

（b）肺部CO2分壓由6kPa（屏息）減少到2kPa（正常）。

（c）BPG水平由5mM（平原）增加到8mM（高原〉

答：對肌紅蛋白氧親和性的影響：

（a）沒有影響

（b）沒有影響

（c）沒有影響

對血紅蛋白氧親和性的影響：（a）降低（b）增加（c）降低

10、蛋白質(zhì)A對配體X結(jié)合的解離常數(shù)為Kd=10—6M,而蛋白質(zhì)B對X結(jié)合的

Kd=10-9Mo哪個蛋白對X有更高的親和性？

答：蛋白質(zhì)B對X有更高的親和性。蛋白質(zhì)B對CX的半飽和濃度比蛋白質(zhì)A

的低得多。

酶

1、稱取25mg蛋白酶粉配制成25毫升酶溶液，從中取出0.1毫升酶液，以酪蛋

白為底物，用Folin-酚比色法測定酶活力，得知每小時產(chǎn)生1500微克酪氨酸。

另取2毫升酶液，用凱氏定氮法測得蛋白氮為0.2毫克（蛋白質(zhì)中氮的含量比

較固定：16%）。若以每分鐘產(chǎn)生1微克酪氨酸的酶量為1個活力單位計算。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)求：（a）1毫升酶液中所含蛋白質(zhì)量及活力單位。（b）比活力。

(c)1克酶制劑的總蛋白含量及總活力。

答：(a)0.625mg,250單位(b)400單位/mg(c)0.625g,2.5X105單位

2、從肝細胞中提取的一種蛋白水解酶的粗提液300ml含有150mg蛋白質(zhì)，總活

力為360單位。經(jīng)過一系列純化步驟以后得到的4ml酶制品(含有0.08mg蛋

白)，總活力為288單位。整個純化過程的收率是多少？純化了多少倍？

答：80%；1500倍。

3、1/v對1/[S]的雙倒數(shù)作圖得到的直線斜率為1.2X10-3min,在1/v軸上的

截距為2.OX10-2nmol-lmlmin。計算Vmax和Km。

答：Vmax=50nmolml-1min-1；Km=6.OX10—2nmolml-1

4、一個二肽酶對二肽Ala-Gly和二肽Leu-Gly的Km分別為2.8X10-4和

3.5X10-2,哪一個二肽是酶的最適底物？該酶的兩個非競爭性抑制劑的Ki

值分別為5.7X10-2和2.6X10-4o哪一個是最強的抑制劑?

答：Ala-Gly是最適底物；Ki值最小的那個是最強的抑制劑。

5、根據(jù)米式方程求(a)Kcat為30sT,Km為0.005M的酶，在底物濃度為多少

時，酶促反應的速度為1/4Vmax?(b)底物濃度為l/2Km,2Km和10Km時，

酶促反應的速率分別相當于多少Vmax?

答(a)1.7X10-3M(b)0.33;0.66;0.91

6、延胡索酸酶催化延胡索酸水化生成L-蘋果酸：見圖

該酶由四個相同的亞基組成，分子量為194,000o下面表格中的數(shù)據(jù)是延胡索

酸作為底物，初始水化速率是在pH5.7,25℃下，酶濃度2X10-6M時得到的。

用雙倒數(shù)作圖求出延胡索酸酶在這些條件下的和K.O

見圖

答：首先要分別計算出底物濃度和產(chǎn)物生成初始速度的倒數(shù)(注意在計算和繪圖

過程中選取合適的數(shù)值及單位)，然后作圖。l/Vmax=0.20mmol-Lmin所以

Vmax=5.OmmolL-lmin-1—1/Km=-0.5mM-lKm=2.OmM或2.OX10-3Mkcat

可以通過用Vmax除以[E]total而得到，[E]total為酶活性中心的濃度。因為

延胡索酸酶由4個相同的亞基構成，即每一個四聚體的酶分子有四個活性部

位，濃度為2X10-6M的延胡索酸酶可以表示為8X10-6M濃度的活性部位，或

8X10-3mmol.L-lokcat的單位為S—1。

7、紅細胞中的碳酸酎酶(Mr30000),具有很高的轉(zhuǎn)換數(shù)。它催化C02的可逆水

合反應。也0十C02==H2CQ；此反應對CC)2從組織運往肺部很重要。如果10mg

的純碳酸酎酶，37c下一分鐘內(nèi)以最大速度可催化0.3gCO2的水合反應。碳酸

酎酶的轉(zhuǎn)換數(shù)(Kcat)是多少？。

答：2.0X107min-l或3.4X105S-1

8、許多酶會受到重金屬離子，如Hg"、C/、Ag+等的不可逆抑制。這類重金屬與

酶中的活性筑基作用而使酶失活。E-SH+Ag-*E-S-Ag+H+Ag+

與疏基的親和性如此之大，以至于Ag.可以用于-SH的定量滴定。欲使含有

1.0mg/ml純酶的10ml酶液完全失活,需加入0.342mmol的AgN03o計算此酶

的最小分子量。為什么能用此法計算酶的最小分子量？

答：29,000;需要假定每一個酶分子只含有一個可滴定的筑基。

9、酶溶液加熱時，隨著時間的推移，酶的催化活性逐漸喪失。這是由于加熱導

致天然酶的構象去折疊。己糖激酶溶液維持在45℃12分鐘后，活性喪失百分

之五十。但是若己糖激酶與大量的底物葡萄糖共同維持在45℃12分鐘，則活

性喪失僅為3%。請解釋，為什么在有底物存在下，己糖激酶的熱變性會受到

抑制？

答：酶-底物復合物比單獨的酶更穩(wěn)定。

10、新掰下的玉米的甜味是由于玉米粒中的糖濃度高?？墒顷碌挠衩踪A存幾天

后就不那么甜了，因為50%糖已經(jīng)轉(zhuǎn)化為淀粉了。如果將新鮮玉米去掉外皮

后浸入沸水幾分鐘，然后于冷水中冷卻，儲存在冰箱中可保持其甜味。這是什

么道理？

答:采下的玉米在沸水中浸泡數(shù)分鐘,可以使其中將糖轉(zhuǎn)化成淀粉的酶基本失活,

而后將玉米存放在冰箱中，可以使殘存的酶處于一種低活性狀態(tài)，從而保持了

玉米的甜度。

輔酶

1、確定下列各種輔酶，并指出它們是由哪種維生素衍生來的。

（a）在使一個酮（例如丙酮酸）還原成次級醇（例如乳酸）反應中用的輔酶。

（b）在使初級醇（例如乙醇）氧化為醛（例如乙醛）反應中用的輔酶。

（c）在依賴ATP的竣化（例如丙酮酸竣化生成草酰乙酸）反應中用的輔基。

（d）在脫竣和轉(zhuǎn)醛基（例如丙酮酸脫竣形成乙醛）反應中用的輔基。

（e）在轉(zhuǎn)甲?；蚣撞婊u甲基）反應中用的輔酶。

（f）在轉(zhuǎn)乙?；蚋L的脂?；磻杏玫妮o酶。

（g）在從氨基酸的a碳上去除或取代基團的反應中用的輔基。

答：（a）NADH（還原型煙酰胺腺喋吟二核甘酸）或者NADPH（還原型煙酰胺

腺喋吟二核甘酸磷酸），在上述兩種情況下都是由煙酸衍生的。

（b）NAD（煙酰胺腺喋嶺二核甘酸），由煙酸衍生的。

（c）生物胞素（一種生物素-Lys殘基），由生物素衍生的。

（d）TPP（硫胺素焦磷酸）；由硫胺素（維生素BJ衍生的。

（e）四氫葉酸，由葉酸衍生的。

（f）CoA（輔酶A）,由泛酸衍生的。

（g）PLP（毗哆醛-5-磷酸），由毗哆醇（維生素Be）衍生的。

2、某哺乳動物肝臟樣品在三氯甲烷和水的混合物中勻漿，維生素A、Be、C、D

各分布在哪一相中？

答：在水相中將會發(fā)現(xiàn)維生素&和維生素C,在有機相中將會發(fā)現(xiàn)脂溶性的

維生素A和D。

3、人對煙酸（尼克酸）的需要量為每天7.5毫克。當飲食中給予足量的色氨酸

時，尼克酸的需要量可以降低。由此觀察，尼克酸與色氨酸的代謝有何聯(lián)系？

當飲食是以玉米為主食，而肉類很少時，人們易得癩皮病，為什么這種情況會

導致尼克酸的缺乏，你能給予說明嗎？

答：煙酸既是生物合成色氨酸所必需的，又可以由色氨酸合成。玉米中色氨酸

的含量低。

4、在一個典型的實驗中，給予鴿子的一種實驗飼料，浙漸地發(fā)現(xiàn)它們無法推持

平衡及協(xié)調(diào)。而且它們的血液及腦中的丙酮酸比正常鴿子高出許多。若喂給鴿

子肉汁，則此癥狀可以防止或改善。你能解釋這個現(xiàn)象嗎？

答：硫胺素缺乏。

5、在冰箱內(nèi)雞蛋可保持4到6周仍不會變壞，但是去除蛋白的蛋黃，即使放在

冰箱也很快地變壞。

（a）什么因素因素使蛋黃變壞的呢？

（b）你如何解釋雞蛋蛋白可以防止蛋黃變壞？

（c）這種保護模式對鳥類有什么益處？

答（a）細菌生長（b）抗生物素蛋白結(jié)合游離的生物素抑制細菌生長（c）在

孵卵期，它保護了發(fā)育的胚胎免受破壞性細菌的生長。

6、請寫出維生素B、B,的名稱及它們的輔酶形式，它們是什么酶的輔酶？

怎樣防止夜盲癥、佝僂病、腳氣病和壞血癥？

答：分別服用維生素A、D、B,.Co

7、為什么維生素A及D可好幾個星期吃一次，而維生素B復合物就必須經(jīng)常補

充？

答：維生素A和D是脂溶性的維生素，可以貯存。但B族維生素是水溶性的，

不能貯存，即維生素B復合物的高溶解度導致了其快速排泄,所以必須經(jīng)常補充。

8、角膜軟化癥是因維生素A缺乏，而使眼球乾燥及失去光澤，甚至造成失明。

這種疾病危害很多小孩，但很少影響大人。在熱帶地區(qū)，每年約有10000個年

紀18到36個月的小孩，因罹患此病而致瞎，相反大人即使食用維生素A缺乏

的食物2年以上，結(jié)果只是患有夜盲癥而已。當給予維生素A,則夜盲癥很容

易消失。請您解釋為什么維生素A缺乏對小孩及大人的影響的差異會這么大？

答：成熟的肝臟儲存維生素A。

9、腎性骨發(fā)育不全，或稱腎性佝樓癥，這種疾病主要是骨骼礦物質(zhì)排除過多。

腎病患者，即使給予均衡飲食，仍然會有腎性骨發(fā)育不全發(fā)生。請問哪一種維

生素與骨骼礦物質(zhì)化有關？為什么腎臟受損會造成骨骼礦物質(zhì)排除過多。

答：維生素D3；受損的腎臟妨礙維生素D3完全羥化形成其生物活性形式

糖

1、已知一個只含有C、H和0的未知物質(zhì)是從鴨肝中分離出的。當0.423g該物

質(zhì)在過量氧氣存在下完全燃燒后生成0.620gC02和0.254gH20o該物質(zhì)的實

驗式與糖的是否一致？

答：一致；該物質(zhì)的實驗式為CH?0,是一種典型的糖。

2、醛糖的鍛基氧可以還原為羥基，醛糖轉(zhuǎn)化為糖醇，當D-甘油醛還原為甘油后，

為什么不再命名為D-或L-甘油了呢？

答：當甘油醛的鍛基還原為羥基后，CT和C-3的化學特性相同，所以甘油分

子不是一個手性分子。

3、蜂蜜中的果糖主要是B-D-毗喃糖。它是已知最甜的一種物質(zhì)，其甜度大約

是葡萄糖的兩倍。但B-D-吠喃型果糖的甜度就低得多了。在溫度高時，峰

蜜的甜味逐漸減少。高濃度果糖的玉米糖漿常用來增強冷飲而不是熱飲飲料

的甜味，這是利用了果糖的什么化學性質(zhì)？

答：因為果糖既可環(huán)化生成毗喃糖，也可環(huán)化成吠喃糖。增加溫度會使平衡傾

向于甜味較少的吠喃果糖生成的方向。

4、剛制備的D-a-半乳糖溶液（1克/毫升，在10cm小室中）的旋光度為+

150.7°,放置一段時間后，溶液的旋光度逐漸降低，最后達到平衡值：+

80.2°,而剛制備的D-b-半乳糖溶液（1克/毫升）旋光度只有+52.8°,

但逐漸增加，過一段時間后，亦變?yōu)?80.2°。

（a）畫出a,b兩種構型的Haworth投影式，兩構型的特征表現(xiàn)在哪？（b）

為什么剛制備的a型溶液其旋光度隨時間漸減？而等濃度的a型和b型在達

到平衡時其旋光度又相同？

（c）試計算平衡時兩種構型半乳糖各占百分比是多少？

答（a）（b）新制備的a-D-半乳糖溶液經(jīng)變旋作用形成a和0型的平

衡混合物。（c）28%a型，72%B型。

5、蔗糖（旋光度為+66.5°）水解生成等摩爾的D-葡萄糖（旋光度為+52.5°）

和D-果糖（旋光度為一92°）的混合物。

（a）提出一方便的方法，以確定由小腸壁提取的轉(zhuǎn)化酶水解蔗糖的速率。

（b）為什么由蔗糖水解形成的等摩爾D-葡萄糖和D-果糖的混合液在食品工

業(yè)上被稱之轉(zhuǎn)化糖？

（c）轉(zhuǎn)化酶（即蔗糖酶）作用于蔗糖溶液至混合液的旋光度變?yōu)?時，多少

蔗糖被水解？

答：（a）監(jiān)測旋光度隨時間的變化。（b）混合物的旋光度相對于蔗糖溶液

的旋光度是負值（由原來的正值轉(zhuǎn)化為負值）。（c）63%蔗糖。

6、乳糖存在二個異構體，但蔗糖沒有異構體，如何解釋？

答：因為蔗糖沒有游離異頭碳，蔗糖是個還原糖。

7、纖維素和糖原都是由D-葡萄糖殘基通過（1-4）連接形成的聚合物，但它們

的物理特性差別很大。例如從棉花絲得到的兒乎純的纖維素是堅韌的纖維，

完全不溶于水。相反從肌肉或肝臟中得到的糖原容易分散到熱水中，形成混

濁液。這兩種聚合糖的什么結(jié)構特征使得它們的物理特性有這么大的差別？

纖維素和糖原的結(jié)構特征確定了它們的什么生物學作用？

答：天然纖維素是由通過B（1—4）糖背鍵連接的葡萄糖單位組成的，這種

糖甘鍵迫使聚合物鏈成伸展的構型。這種一系列的平行的聚合物鏈形成分子

間的氫鍵，它們聚集成長的、堅韌的不溶于水的纖維。糖原主要是由通過a

（1-4）糖苜鍵連接的葡萄糖單位組成的，這種糖背鍵能引起鏈彎曲，。防止

形成長的纖維。另外糖原是個具有高分支（通過a（1-6））的聚合物。它

的許多羥基暴露于水，可被高度水合，因此可分散在水中。

纖維素由于它的堅韌特性，所以它是植物中的結(jié)構材料而糖原是動物中的

貯存燃料。帶有許多非還原末端的高度水合的糖原顆?？杀惶窃姿峄缚?/p>

速水解釋放出葡萄糖T-磷酸。

8、青霉素是如何發(fā)揮它的抗菌作用的？

答：青霉素的抗菌作用是抑制肽聚糖合成中的一步特殊的反應，肽聚糖是革

蘭氏陽性菌細胞壁的主要成分。青霉素抑制催化肽聚糖合成的最后一步反應

的轉(zhuǎn)肽酶。青霉素的結(jié)構類似于轉(zhuǎn)肽酶底物末端的二肽D-Ala-D-Ala的結(jié)構。

9、某些糖蛋白的寡糖部分可以作為細胞的識別部位。為了執(zhí)行這一功能，寡糖

部分應當具有形成多種結(jié)構形式的潛力。如果寡肽是由5個不同氨基酸殘基

組成，寡糖是由5個不同的單糖殘基組成，那么是寡肽還是寡糖產(chǎn)生的結(jié)構

的多樣性更多？

答：寡糖；它的單糖單位要比寡肽的氨基酸單位的結(jié)合方式更多。因為每個

單糖的羥基都可以參與糖昔鍵的形成，而且每個糖昔鍵的構型既可以是a

型，也可以是B型。聚合物可以是線性的，也可以是帶有分支的。

脂和生物模

1、在pH=7時，判斷下列物質(zhì)的帶電狀況？

（a）磷脂酰膽堿（b）磷脂酰乙醇胺（c）磷脂酰絲氨酸

答：（a）0（b）0（c）-1

2、按相變溫度由低到高，將下列磷脂酰膽堿排序，并解釋排序的理由。

二油酰磷脂酰膽堿（18:1,順式雙鍵），二反油酰磷脂酰膽堿（18:1,反式

雙?。?/p>

二亞麻酰磷脂酰膽堿（18:2順式雙鍵），二硬脂酰磷脂酰膽堿（18:0）

答：二亞麻酰磷脂酰膽堿，二油酰磷脂酰膽堿，二反油酰磷脂酰膽堿，二硬

脂酰磷脂酰膽堿。由于一個反式雙鍵并不引起脂酰鏈的彎折，所以并不降低

Tm；而順式雙鍵則相反，引入彎折降低Tm,兩個順式雙鍵在脂酰鍵中產(chǎn)生

兩個彎折從而比一個順式雙鍵更大程度地增加流動性。

3、下列十八碳的脂肪酸的熔點分別是：硬脂酸（69.6°）,油酸（13.4°）,

亞油酸（一5°）,亞麻酸（一11°）。（a）它們的結(jié)構與相應的熔點有什么

相關性？（b）畫出由甘油、軟脂酸和油酸構成的可能的三脂酰甘油的結(jié)構式,

并按照熔點逐漸增加的排序。（C）某些細胞的膜脂中含有支鏈脂肪酸，它們

的存在是增加還是降低膜的流動性（即具有較低或較高的熔點），為什么？

答：（a）順式雙鍵數(shù)；每一順式雙鍵都引起碳氫鏈的一個彎曲，可降低熔

點（b）可以構成6種不同的三脂酰甘油，按熔點次序排：000〈OOP=0P0

<PPO=POP<PPP,這里的0代表油酸，P代表軟脂酸。（c）支鏈脂肪酸能

增加膜的流動性，因為它們可以降低膜脂的堆積。

4、清除動物脂肪沉積的最常見的辦法是使用一些含有氫氧化鈉的產(chǎn)品，這是什

么道理？

答：動物脂肪主要成分是三脂酰甘油，它可以被氫氧化鈉水解（皂化），生

成肥皂，肥皂在水中的溶解度比脂肪高得多。

5、假設你在超市上發(fā)現(xiàn)了兩種都是由100%玉米油制造的黃油，但一種是通過

使玉米油氫化制造的，另一種是通過乳化制造的。哪一種黃油含有更多的不

飽和脂肪酸？

答：通過乳化工藝制造的黃油含有更多的不飽和脂肪酸。因為氫化是使不

飽和脂肪酸轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡椭舅帷?/p>

6、一些藥物必須在進入活細胞后才能發(fā)揮藥效，但它們中大多是帶電或有極性

的，因此不能靠被動擴散跨膜。人們發(fā)現(xiàn)利用脂質(zhì)體運輸某些藥物進入細胞

是很有效的辦法，試解釋脂質(zhì)體是如何發(fā)揮作用的。

答：脂質(zhì)體是脂雙層膜組成的封閉的、內(nèi)部有空間的囊泡。離子和極性水溶

性分子（包括許多藥物）被包裹在脂質(zhì)體的水溶性的內(nèi)部空間，負載有藥物

的脂質(zhì)體可以通過血液運輸，然后與細胞的質(zhì)膜相融合將藥物釋放入細胞內(nèi)

部。

7、一個紅細胞的表面積大約為100um2,從4.7X109個紅細胞分離出的膜在

水中形成面積為0.890m2的單層膜。從這個實驗就細胞膜的構成能得出什么

結(jié)論？

答：由一個紅細胞的膜鋪成的單層面積為[0.890X1012um2]/（4.74X109）

=1880由于紅細胞表面積只有100um2,所以覆蓋紅細胞表面積的脂是雙層

的，即188/100和2。換言之紅細胞膜是由雙層脂構成的。

8、脂質(zhì)體是一個連續(xù)的自我封閉的脂雙層結(jié)構。（a）脂雙層形成的驅(qū)動力是

什么？（b）生物膜的結(jié)構對生物有什么重要作用？

答：（a）形成雙層的磷脂分子是兩性分子（含有親水和疏水部分）。脂雙層

的形成是由磷脂的疏水作用驅(qū)動的，這時磷脂疏水的脂酰鏈傾向于脫離與水

的接觸，水溶液中的磷脂分子的非極性尾部被水分子包圍，磷脂分子之間為

避開水疏水尾部彼此靠近，當磷脂雙層結(jié)構形成時，脂酰鏈被限制在疏水的

內(nèi)部，而排擠出有序的水分子。該過程導致這些水分子的嫡大大增加，嫡增

加的量大大地超過由于更多有序的脂雙層的形成導致端減少的量。增加的嫡

以及脂雙層中的相鄰的非極性尾部之間的范德華接觸對有利的（負的）自由

能變化都有貢獻，因此整個過程可以自發(fā)進行。

（b）生物膜主要是由蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、多糖類組成，形成一個流動的自封閉體

系，它對生物的作用主要體現(xiàn)在以下方面：

1、可以提供一個相對穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境。

2、生物膜可以進行選擇性的物質(zhì)運輸，保證生物體的正常生理功能。

3、生物膜與信號傳導、能量傳遞、細胞識別、細胞免疫等細胞中的重要過

程相關?？傊锬な辜毎蛠喖毎Y(jié)構既各自具有恒定、動態(tài)的內(nèi)環(huán)境,

又相互聯(lián)系相互制約。

9、許多埋在膜內(nèi)的蛋白（內(nèi)在蛋白）與細胞中的蛋白質(zhì)不同，它們幾乎不可能

從膜上轉(zhuǎn)移至水溶液中。然而，此類蛋白的溶解和轉(zhuǎn)移，?？捎煤惺?/p>

基硫酸鈉或其它的去污劑，例如膽酸的鈉鹽等溶液來完成，這是什么道理？

答：十二烷基磺酸鈉和膽酸鈉等去污劑，都具有親水和疏水兩部分，它們

可以破壞蛋白與膜之間的疏水相互作用，并用疏水部分結(jié)合蛋白的疏水部分,

親水部分向外，形成一個可溶性微團，將蛋白轉(zhuǎn)移到水中。

10、將某細菌從37℃的生長溫度轉(zhuǎn)移至25℃后，利用什么手段可以恢復膜的

流動性？

答：通過生產(chǎn)更多的不飽和脂肪酸鏈或較短的脂肪酸鏈可恢復膜的流動性。

因為在較低的生長溫度下，細菌必須合成具有更低Tm(高流動性)的不飽和

脂肪酸或短的脂肪酸鏈，才能恢復膜流動性。

核酸

1、比較蛋白質(zhì)a螺旋中的氫鍵和DNA雙螺旋中的氫鍵，并指出氫鍵在穩(wěn)定這兩

種結(jié)構中的作用o

W：在a-螺旋中，一個殘基上的竣基氧與旋轉(zhuǎn)一圈后的(該殘基后面)第

四個殘基上的a-氨基中的氮形成氫鍵，這些在肽鏈骨架內(nèi)原子間形成的氫

鍵大致平行于該螺旋的軸，氨基酸側(cè)鏈伸向骨架外，不參與螺旋內(nèi)的氫鍵形

成。在雙鏈DNA中糖-磷酸骨架不形成氫鍵，相反在相對的兩條鏈中互補的堿

基之間形成2個或3個氫鍵，氫鍵大致垂直于螺旋軸。

在a-螺旋中，單獨的氫鍵是很弱的，但是這些鍵的合力穩(wěn)定了該螺旋結(jié)構。

尤其是在一個蛋白質(zhì)的疏水內(nèi)部，這里水不與氫競爭成鍵。在DNA中形成氫

鍵的主要作用是使每一條鏈能作為另一條鏈的模板，盡管互補堿基之間的氫

鍵幫助穩(wěn)定螺旋結(jié)構，但在疏水內(nèi)部堿基對之間的堆積對螺旋結(jié)構的穩(wěn)定性

的供獻更大。

2、一段雙鏈DNA包含1000個堿基，其組成中G+C占58%,那么在DNA的該區(qū)域

中胸腺喀唬殘基有多少？

答：如果58%的殘基是G+C,42%的殘基必定為A+To因為每一個A與相對鏈

上的一個T相配，A殘基的數(shù)量與T殘基的數(shù)量相等，因而21%或420個殘基

為T(2000X0.21=420)。

3、雙螺旋DNA--條鏈的堿基序列為(5')GCGCAATATTTCTCAAAATATTGCGC-3x,

寫出它的互補鏈。該DNA片段中含有什么特殊類型的序列？該雙鏈DNA有能

力形成另外一種結(jié)構嗎？

答:(5')GCGCAATATTTTGAGAAATATTGCGC-3z,含有回文序列；單鏈內(nèi)可形

成發(fā)卡結(jié)構；雙鏈可形成十字結(jié)構。

4、用適當?shù)膲A基取代下面序列中的X,給出一個完整的反向重復結(jié)構。

5'G-A-T-C-A-T-X-X-X-X-X-X3'

3'X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X-X5'

答：5'G-A-T-C-A-T-A-T-G-A-T-C3'

3'C-T-A-G-T-A-T-A-C-T-A-G5'

5、兩個DNA分子，其長度相等，堿基組成不同，一個含有20%(A+T),另一個

含有60%(A+T),哪個分子的Tm較高？

答：含有20%(A+T)的DNA分子具有更高的Tmo因為它含有80%(G+C)。

因為G-C堿基對之間存在3個氫鍵，所以使富含G/C的DNA變性需要更多的

能量。

6、有二個DNA樣品，分別來自兩種未確認的細菌，兩種DNA樣品中的腺嗯吟堿

基含量分別占它們DNA總堿基的32%和17%。這兩個DNA樣品的腺喋吟，鳥

喋吟，胞嗑咤和胸腺喀嗟的相對比例是多少？其中哪一種DNA是取自溫泉

（64C）環(huán)境下的細菌，哪一種DNA是取自嗜熱菌？答案的依據(jù)是什么？

答：一個DNA含量為32%A、32%T、18%G和18%C,另一?個為17%A、17%

T、33%G和33%C,均為雙鏈DNA。前一種取自溫泉的細菌，后一種取自嗜

熱菌，因為其G—C含量高，變性溫度高因而在高溫下更穩(wěn)定。

7、溶液A中含有濃度為1M的20個堿基對的DNA分子，溶液B中含有0.05M的

400個堿基對的DNA分子，所以每種溶液含有的總的核甘酸殘基數(shù)相等。假

設DNA分子都有相同的堿基組成。

（a）當兩種溶液的溫度都緩慢上升口寸，哪個溶液首先得到完全變性的DNA?

（b）哪個溶液復性的速度更快些？

答（a）溶液A中的DNA將首先被完全變性，因為在20個堿基對螺旋中的堆

積作用力比在400個堿基對螺旋中的力小很多，在DNA雙鏈的末端的DNA的

堿基對只是部分堆積。在片段短的分子中這種〃末端效應〃更大。

（b）在溶液A中復性的速率更大。成核作用（第一個堿基對的形成）是一個

限速步驟，單鏈分子的數(shù)目越大，重新形成堿基對的機率就越大，因而在溶

液A中的DNA（含有2M單鏈DNA）將比溶液B中的DNA（含有0.1M單鏈DNA）

更快地復性。

8、一DNA樣品，為線性的雙螺旋。取部分樣品涂布在柵板上，溫度維持在20C

用電子顯微鏡觀察；另取部分樣品進行同樣的操作，只是溫度為60℃,30

分鐘后，用電子顯微鏡觀察。發(fā)現(xiàn)線性的雙螺旋中出現(xiàn)了一些''眼''形（也稱

之9形）結(jié)構，請解釋此現(xiàn)象？這種現(xiàn)象能提供什么有用的信息？

答：”眼〃形結(jié)構是由于雙螺旋DNA局部片段解旋形成的。這些片段富含A一

T堿基對，A-T比G—C的熱穩(wěn)定性差。用這種方法可以檢測DNA雙螺旋鏈中

堿基組成上的差別。

9、兩條長度、濃度都相同的單鏈DNA探針加入到從人細胞系中提取的DNA片段

混合組分中。一個探針與核糖體RNA的某個區(qū)域互補，另一個與球蛋白mRNA

的某個區(qū)域互補。加熱混合物使DNA片段變性，然后再冷卻。為什么核糖體

RNA探針形成雙鏈結(jié)構比球蛋白mRNA要早？

答：因為核糖體RNA基因是多拷貝的。在人體內(nèi)的任一個細胞中，核糖體

RNA基因在數(shù)目上遠遠高于球蛋白基因，因此一個rRNA探針遇到一個互補的

人DNA序列的幾率遠遠高于球蛋白探針。

10、如果人體有1014個細胞，每個體細胞的DNA含有6.4X109對核甘酸，

試計算人體DNA的總長度為多少千米？這個長度相當于地球與太陽之間距

離（2.2X109千米）的多少倍？

答：2.2X1011千米；100倍

代謝導論

1、.在磷酸解中，一個鍵是受到無機磷酸的攻擊（而不是象水解那樣受水攻擊）

并被切斷。某細菌含有蔗糖磷酸化酶，它能催化蔗糖的磷酸解：

蔗糖+磷酸一葡萄糖1-磷酸+果糖

（a）從以下數(shù)據(jù)，計算蔗糖的磷酸解中的標準自由能變化。

H2O+蔗糖一葡萄糖+果糖Z\G0'=-29KJ/mol

40'葡萄糖-卜磷酸一葡萄糖+磷酸Z\GO'=-21KJ/mol

（b）計算蔗糖磷酸解的平衡常數(shù)。

答：（a）計算蔗糖磷酸解的標準自由能變化，只需要將兩個反應原標準自由

能變化加起來，而這兩個反應組合就是總反應。

△GO'（KJ/mol）

乩0+蔗糖-葡萄糖+果糖-29葡萄糖+磷酸一乩0+葡萄糖-1-磷酸21

蔗糖+磷酸f葡萄糖T-磷酸+果糖-8

因此蔗糖磷酸解的標準自由能變化為-8KJ/mol。

(b)AGO'—RTlnKeq,Keq=25

2、指出下列磷酸化合物中哪些是高能量的，并指明高能鍵。

見圖

答：術語"高能”通常用于指在水解時釋放相當大能量的化合物，該化合物分

子的裂解時斷裂的鍵就叫做〃高能鍵但是在基團轉(zhuǎn)移反應中這些化合物的

高反應活性并不是由于僅僅一個鍵的緣故而在于整體的結(jié)構。

(a)是一個高能分子，但是僅有一個磷?；鶊F，即竣基-磷酸酎具有高能,

而磷酯鍵不是高能鍵。

(b)不是一個高能分子，因為它是一個磷酯。

(c)是?個類似于氨甲酰磷酸的高能分子，氨甲酸磷酸酢是高能化合物。

(d)是一個高能分子，類似于磷酸烯醇式丙酮酸，該化合物含有一個高能的

烯醇式磷酸鍵。

(e)是一個高能分子，類似于磷酸肌酸或磷酸精氨酸的水解，該分子磷酸呱

N-P鍵的水解放出相當大的能量。卻2個圖

3、輔酶Q的標準還原電勢是+0.04V,黃素腺喋吟二核甘酸(FAD)的標準還原電

勢為-0.22Vo說明FADH2被輔酶Q氧化時理論上釋放的能量在標準條件下可

以驅(qū)動由ADP+Pj合成ATPo

答:首先計算耦合的氧化-總原反應的標準還原電勢，然后計算標準自由能變

化。因為將ATP水解為ADP+Pi的標準自由能變化為-30KJmolT,因此ATP

合成的標準自由能變化為+30KJ/mol。所以FADH?被輔酶Q氧化時理論上釋放

的能量要比由ADP+Pi合成ATP所需的自由能更多。見圖

4、成年人每天利用ATP情況。

(a)一個68kg的成年人每天(24h)需要此食物中攝取2000kcal(8360kJ)

熱量。食物代謝產(chǎn)生的能量主要用于身體日常的化學反應和機械功。假設食

物能量轉(zhuǎn)化為ATP的效率是50%,計算成年人24h所利用的ATP的重量，它

是人體重的百分之多少？

(b)雖然成年人每天合成大量的ATP,但人本身的重量、構造和組成在此期

間沒有明顯改變，試解釋看似矛盾的現(xiàn)象。

答：(a)46kg；68%(b)ATP按照身體需要合成，然后降解為ADP和P“

所以ATP的濃度維持在一個穩(wěn)態(tài)水平，對身體沒有明顯影響。

5、任何氧化還原電對的標準還原電位都是由半電池反應確定的。NAD+/NADH和

丙酮酸/乳酸的標準還原電位分別為-0.32V和-0.19V。

(a)哪一個共軌電對有較大失去電子的傾向？

(b)哪一個共朝電對有較強的氧化能力？

(c)如果在pH7時，每一反應物和生成物的濃度為1M,試問下列反應進行

的方向。丙酮酸+NADH+H+=乳酸+NAD+

(d)在25℃,此反應的標準自由能的變化AG°'。

(e)在25℃,此反應的平衡常數(shù)？

答(a)NAD'/NADH(b)丙酮酸/孚朦(c)乳酸形成方向(d)-25KJ/mol(e)

2.5X104

PPPandTCA

1、人血漿中的葡萄糖大約維持在5mMo而在肌肉細胞中的游離葡萄糖濃度要低

得多。細胞內(nèi)的葡萄糖濃度為什么如此之低？臨床上常用靜脈注射葡萄糖來

補充病人食物來源，由于葡萄糖轉(zhuǎn)換為葡萄糖-6-磷酸要消耗ATP的，那么臨

床上卻不能直接靜脈注射葡萄糖-6-磷酸呢？

答:因為進入肌肉細胞的葡萄糖常常被磷酸化，葡萄糖一旦磷酸化就不能從細

胞內(nèi)逃掉。在pH7時，葡萄糖-6-磷酸的磷酸基團解離，分子帶凈的負電荷。

由于膜通常對帶電荷的分子是不通透的，所以葡萄糖-6-磷酸就不能從血流中

進入細胞，因此也就不能進入酵解途徑生成ATP。

2、把CT位用14c標記的葡萄糖與能進行糖酵解的無細胞提取物共同溫育，標

記物出現(xiàn)在丙酮酸的什么位置？

答：被標記的葡萄糖通過葡萄糖-6-磷酸進入酵解途徑，在果糖-1.6二磷酸

被醛縮酶裂解生成甘油醛-3-磷酸和磷酸二羥丙酮之前標記始終出現(xiàn)在CT。

因為磷酸二羥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帶

有標記。然后磷酸二羥丙酮異構化變?yōu)楦视腿?3-磷酸，最終14C出現(xiàn)在丙酮

酸的甲基上。

3、增加以下各種代謝物的濃度對糖酵解有什么影響？

(a)葡萄糖-6-磷酸(b)果糖-L6-二磷酸(C)檸檬酸(d)果糖-2.6-

二磷酸

答：(a)最初葡萄糖-6-磷酸濃度的增加通過增加葡萄糖6-磷酸異構酶的底

物水平以及以后的酵解途徑的各步反應的底物水平也隨之增加，從而增加了

酵解的速度。然而葡萄糖-6-磷酸也是己糖激酶的一個別構抑制劑，因此高濃

度的葡萄糖-6-磷酸可以通過減少葡萄糖進入酵解途徑從而抑制酵解。

(b)果糖-1.6-二磷酸是由磷酸果糖激酶T催化反應的產(chǎn)物，它是酵解過程

中主要的調(diào)控點，增加果糖T.6-二磷酸的濃度等于增加了所有隨后糖酵解途

徑的反應的底物水平，所以增加了酵解的速度。

(c)檸檬酸是檸檬酸循環(huán)的一個中間產(chǎn)物，同時也是磷酸果糖激酶T的…

個反饋抑制劑，因而檸檬酸濃度的增加降低了酵解反應的速率。

(d)果皤-2,6-二磷酸是在磷酸果糖激酶-2(PFK-2)催化的反應中由果糖-6-

磷酸生成的，因為它是磷酸果糖激酶-1(PFKT)的激活因子，因而可以增加

酵解反應的速度。

4、在嚴格的厭氧條件下酒精發(fā)酵過程中，使用放射性標記的碳源進行示蹤原子

實驗。

(a)如果葡萄糖的第1個碳用14c標記，那么14c將出現(xiàn)在產(chǎn)物乙醇的哪個

位置上？

(b)在起始的葡萄糖分子的哪個位置上標記14C,才能使乙醇發(fā)酵釋放出

的二氧化碳都是14C標記的14co”

答(a)14CH；-CH2-0H(b)3,4T4C-葡萄糖

5、當肌肉組織激烈活動時，與休息時相比需要更多的ATPo在骨骼肌里，例如

兔子的腿肌或火雞的飛行肌，需要的ATP兒乎全部由嫌氧酵解反應產(chǎn)生的。

假設骨骼肌缺乏乳酸脫氫酶，它們能否進行激烈的體力活動，即能否借助于

酵解反應高速率生成ATP?

答：不能，需要乳酸脫氫酶將甘油醛-3-磷酸氧化過程中生成的NADH氧化為

NAD+再循環(huán)。

6、盡管0?沒有直接參與檸檬酸循環(huán)，但沒有的存在，檸檬酸循環(huán)就不能進行,

為什么？

答：需要氧將檸檬酸循環(huán)中氧化反應生成的NADH氧化為NAD+,以便保證循

環(huán)正常進行。而NADH氧化發(fā)生在線粒體的需要02的電子傳遞和氧化磷酸化

過程中。

7、檸檬酸循環(huán)共涉及八種酶使乙?；趸?，它們是檸檬酸合成酶，順烏頭酸酶,

異檸檬酸脫氫酶，a-酮戊二酸脫氫酶，琥珀酰輔酶A合成酶，琥珀酸脫氫酶,

延胡索酸酶和蘋果酸脫氫酶。寫出每一種酶所催化的反應平衡方程式以及每

一酶促反應需要的輔助因子。

答：檸檬酸合成酶：乙酰輔酶A+草酰乙酸+H20f檸檬酸+輔酶A+父（輔酶

A）烏頭酸酶：檸檬酸一異檸檬酸異檸檬酸脫氫酶：異檸檬酸+NAD'fa一酮

戊二酸+CO2+NADH（NAD+）a一酮戊二酸脫氫酶：a一酮戊二酸+NAD++輔

酶A-琥珀酰輔酶A+COz+NADH（NAD\輔酶A和焦磷酸硫胺素）琥珀酰輔

酶A合成酶：琥珀酰輔酶A+P,+GDP-＞琥珀酸+GTP+輔酶A（輔酶A）琥珀酸

脫氫酶：琥珀酸+FADf延胡索酸+FADHKFAD）延胡索酸酶：延胡索酸

蘋果酸蘋果酸脫氫酶：蘋果酸+NAD+-草酰乙酸+H++NADH（NAD+）

8、用搗碎的肌肉組織進行的早期實驗表明，檸檬酸循環(huán)是需氧途徑，通過此循

環(huán)代謝的物質(zhì)最終氧化成C0”但是加入循環(huán)中間產(chǎn)物會導致消耗比預期多的

氧氣。例如肌肉勻漿中加入1口mol的延胡索酸，需要消耗25口moL的氧氣，

但下面的氧化反應方程式顯示，只需要3UmoL氧氣就能完全氧化1口mol的

延胡索酸。當琥珀酸、蘋果酸和草酰乙酸加入肌肉勻漿液中時也有類似現(xiàn)象。

試解釋為什么這些中間物的加入會導致比預期多的氧氣消耗。

-OOCCH=CHCO（F+302f4cO2+2H,0

答：在檸檬酸循環(huán)過程中02的消耗是必不可少的，因為需要氧化在丙酮酸轉(zhuǎn)

化為C0?的過程中生成的NADH和QH2,當檸檬酸循環(huán)的速度增加時，0?的消

耗速率也增加，因為檸檬酸循環(huán)為環(huán)式，因而檸檬循環(huán)的中間體極大地剌激

了02的利用。延胡索酸并不是被氧化生成4個C02（該過程需要3個02）,

相反它進入檸檬酸循環(huán)生成一個分子的草酰乙酸，草酰乙酸在檸檬酸合成酶

的催化作用下可與一分子的乙酰CoA縮合生成一分子的檸檬酸，從檸檬酸開

始又可再生一分子延胡索酸，所以沒有凈消耗，它起著催化劑的作用，是加

快了檸檬酸循環(huán)，這當然比它直接氧化消耗的氧多得多。當然要觀察到這些

催化效應，在該組織中必須供給足夠的丙酮酸或乙酰CoA。

其它中間產(chǎn)物如琥珀酸、蘋果酸和草酰乙酸進入檸檬酸循環(huán)，也是通過增加

循環(huán)中間體的濃度，加速了整個檸檬酸循環(huán)的速度，因此極大地剌激了02

的消耗。

9、利用分離出的線粒體可以研究細胞呼吸，可測定各種不同狀況下氧的消耗，

如果將0.01M的丙二酸鈉添加正在進行細胞呼吸的線粒體（以內(nèi)酮酸為燃料

來源）中，呼吸作用很快就會停止，并造成代謝中間產(chǎn)物的堆積。

（a）堆積的中間代謝物是什么？

（b）解釋為什么會堆積？

（c）解釋氧消耗為什么會停止？

（d）除了除去丙二酸解除抑制以外，還有什么方法可以克服丙二酸的抑制？

答（a）琥珀酸（b）丙二酸是琥珀酸脫氫酶的競爭性抑制劑。（c）阻斷

檸檬酸循環(huán)就阻斷了NADH的合成從而阻斷了電子傳遞和呼吸。（d）琥珀酸濃

度大大過量。

10、通過將乙酰CoA加入到只含有酶、輔酶和檸檬酸循環(huán)中間產(chǎn)物的無細胞

答「不.因為E循環(huán)存在一物質(zhì)平衡。兩個C以乙酰CoA中乙?；男问?/p>

加入該循環(huán)，且這兩個C又以兩個CO2的形式被釋放出來。同時，在循環(huán)中

沒有凈C原子的滯留，也就不可能有中間產(chǎn)物的凈合成。而乙酰CoA中的CoA

部分是以CoA形式釋放出來的。

糖代謝中的其它途徑

1、從葡萄糖-6-磷酸合成糖原所需的能量是否等同于糖原降解為葡萄糖-6-磷酸

需要的能量？

答:從葡萄糖-6-磷酸合成糖原需要更多的能量，在糖原合成的過程中，有一

個高能磷酸酎鍵被水解，即

由UDP-葡萄糖焦磷酸酶作用下形成的PP,很快地水解為2P,；而糖原降解生成

葡萄糖-6-磷酸不需要能量，因為葡萄糖殘基是通過磷酸解反應被移去的。

圖

2、解釋以下各項對肝細胞中的糖異生有何作用：

(a)降低乙酰CoA的濃度

(b)增加2.6-二磷酸果糖的濃度

(c)增加果糖-6-磷酸的濃度

答：(a)乙酰CoA別構激活丙酮酸竣化酶；該酶在從丙酮酸生糖過程第一步

反應中將丙酮酸轉(zhuǎn)化為草酰乙酸，因而將乙酰CoA濃度降低，降低了生糖反應