四川大學《生物化學》各章節(jié)習題及答案

四川大學《生物化學》各章節(jié)習題及答案蛋白質(zhì)和氨基酸的一級結(jié)構(gòu)1、氨基酸的側(cè)鏈對多肽或蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)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）含有一個氨基。

（c）含有一個具有芳香族性質(zhì)的基團。

（d）含有分支的脂肪族烴鏈。

（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）,Gln（Q），Arg（R），Lys（K）

（c）Phe（F）,Trp（W）,Tyr（Y）,

（d）Ile（I）,Leu（L）,Val（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-COO-；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pH。

（a）組氨酸有3種可解離基團，寫出相應(yīng)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pH1、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,α-COOH基團的pKa為3.8;α-NH3基團的pKa為8.5。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Val（d）Gly和Leu（e）Ser和Ala答：（a）Asp（b）Met（c）Glu（d）Gly（e）Ser5、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）。

（a）試計算牛血清白蛋白的最小分子量（假設(shè)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幾個色氨酸殘基？答：（a）32,100g/mol（b）26、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：－COO－;Asp,Glu7、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25.0mg還原型谷胱甘肽（GSH，MW＝307）反應(yīng)。

（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的巰基乙醇（MW＝78.0）可以與起始的1.00g該蛋白完全反應(yīng)？

答：（a）MW＝24560；（b）4個二硫鍵；（c）6.35mg8、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,3Val。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-Val-Gly-Gly-Glu-Ala

（b）Val-Asp-Val-Asp-Glu

（c）Val-Asp-Val

（d）Glu-Ala-Leu-Gly-Arg

（e）Val-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異硫氰酸苯酯丹黃酰氯脲6mol/LHClβ-巰基乙醇水合茚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(wù)？

（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羧基側(cè)水解肽鍵。

（e）在蛋氨酸殘基羧基側(cè)水解肽鍵。

（f）在賴氨酸和精氨酸殘基側(cè)水解肽鍵。

答：（a）異硫氰酸苯酯。（b）丹黃酰氯。（c）脲；β-巰基乙醇還原二硫鍵。（d）胰凝乳蛋白酶。（e）CNBr。（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，2Val。當以Sanger試劑處理時分別得到DNP-Ala和DNP-Val。

（d）溴化氰處理得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(gòu)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(guān)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(gòu)單位是連續(xù)的α-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β-折疊構(gòu)象的多肽鏈。在β-折疊構(gòu)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β折疊轉(zhuǎn)化為α螺旋構(gòu)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)β折疊構(gòu)象的多肽鏈組成的，絲中的β-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α-螺旋更穩(wěn)定，水洗和干燥其構(gòu)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α角蛋白纖維，是在表皮細胞的里面合成和組裝成"繩子"。α角蛋白的基本結(jié)構(gòu)單元是α-螺旋。如果α-螺旋的生物合成是頭發(fā)生長的限速因素，計算α-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α-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），當處在pH3.0以下時，在水溶液中形成α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α-螺旋？答：（a）由可離子化側(cè)鏈的氨基酸殘基構(gòu)成的α-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(gòu)成的聚合物只有當側(cè)鏈不帶電荷時才能形成α-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α-螺旋構(gòu)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α-螺旋。在pH值為5或更高時，幾乎所有的側(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(gòu)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α-螺旋構(gòu)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(gòu)象。5、一個α-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α-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(yīng)來解釋Bohr效應(yīng)？

（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CO2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(yīng)說明了為什么當CO2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CO2</SUB與水反應(yīng)生成了碳酸根離子和H＋。

(a)該反應(yīng)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(gòu)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。CO2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(gòu)象(T)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(yīng)，碳酸鹽靜脈給藥為組織提供了一種CO2的來源，通過降低血紅蛋白對氧氣的親和力，CO2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(yīng)。由100mg該蛋白可以獲得5.56μM的DNP-Gly，該蛋白含有幾個亞基？

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(gòu)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）。

答：（a）當氧分壓為4kPa時，HbA只有33％的氧飽和度，而HbF為58％，表明H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7.2。

（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＝10－9M。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l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,2.5×105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1.2×10-3min，在1/v軸上的截距為2.0×10-2nmol-1mlmin。計算Vmax和Km。

答：Vmax＝50nmolml-1min-1；Km＝6.0×10－2nmolml-14、一個二肽酶對二肽Ala-Gly和二肽Leu-Gly的Km分別為2.8×10-4和3.5×10-2，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5.7×10-2和2.6×10-4。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30s-1，Km為0.005M的酶，在底物濃度為多少時，酶促反應(yīng)的速度為1/4Vmax？（b）底物濃度為1/2Km，2Km和10Km時，酶促反應(yīng)的速率分別相當于多少Vmax？答：（a）1.7×10-3M（b）0.33;0.66;0.916、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194,000。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2×10-6M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Vmax，kcat和Km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。1/Vmax＝0.20mmol-Lmin所以Vmax＝5.0mmolL-1min-1－1/Km＝－0.5mM-1Km＝2.0mM或2.0×10-3Mkcat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(gòu)成，即每一個四聚體的酶分子有四個活性部位，濃度為2×10-6M的延胡索酸酶可以表示為8×10-6M濃度的活性部位，或8×10-3mmol.L－1。kcat的單位為S－1。7、紅細胞中的碳酸酐酶（Mr30000），具有很高的轉(zhuǎn)換數(shù)。它催化CO2的可逆水合反應(yīng)。H2O十CO2＝＝H2CO3此反應(yīng)對CO2從組織運往肺部很重要。如果10mg的純碳酸酐酶，37℃下一分鐘內(nèi)以最大速度可催化0.3gCO2答：2.0×107min-1或3.4×105s-18、許多酶會受到重金屬離子，如Hg2+、Cu2+、Ag+等的不可逆抑制。這類重金屬與酶中的活性巰基作用而使酶失活。E-SH＋Ag+→E-S-Ag+＋H＋Ag+

與巰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AgNO3。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巰基。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(gòu)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(yīng)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(yīng)中用的輔酶。

（c）在依賴ATP的羧化（例如丙酮酸羧化生成草酰乙酸）反應(yīng)中用的輔基。

（d）在脫羧和轉(zhuǎn)醛基（例如丙酮酸脫羧形成乙醛）反應(yīng)中用的輔基。

（e）在轉(zhuǎn)甲?；蚣撞婊u甲基）反應(yīng)中用的輔酶。

（f）在轉(zhuǎn)乙?；蚋L的脂?；磻?yīng)中用的輔酶。

（g）在從氨基酸的α碳上去除或取代基團的反應(yīng)中用的輔基。答:（a）NADH（還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸）或者NADPH（還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸），在上述兩種情況下都是由煙酸衍生的。

（b）NAD（煙酰胺腺嘌呤二核苷酸），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B1）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（吡哆醛-5-磷酸），由吡哆醇（維生素B6）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、B6、C、D各分布在哪一相中？答:在水相中將會發(fā)現(xiàn)維生素B6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B1、B2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、B1、C。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(guān)？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O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0.620gCO2和0.254gH2O。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CH2O，是一種典型的糖。2、醛糖的羰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:當甘油醛的羰基還原為羥基后，C-1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β-D-吡喃糖。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β-D-呋喃型果糖的甜度就低得多了。在溫度高時，蜂蜜的甜味逐漸減少。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)化生成吡喃糖，也可環(huán)化成呋喃糖。增加溫度會使平衡傾向于甜味較少的呋喃果糖生成的方向。4、剛制備的D-α-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)椋?0.2°。

（a）畫出a，b兩種構(gòu)型的Haworth投影式，兩構(gòu)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(gòu)型半乳糖各占百分比是多少？答：（a）（b）新制備的α-D-半乳糖溶液經(jīng)變旋作用形成α和β型的平衡混合物。（c）28％α型，72％β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－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(gòu)體，但蔗糖沒有異構(gòu)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幾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(gòu)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(gòu)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β（1→4）糖苷鍵連接的葡萄糖單位組成的，這種糖苷鍵迫使聚合物鏈成伸展的構(gòu)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α（1→4）糖苷鍵連接的葡萄糖單位組成的，這種糖苷鍵能引起鏈彎曲，。防止形成長的纖維。另外糖原是個具有高分支（通過α（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(gòu)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缚焖偎忉尫懦銎咸烟?1-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(yīng)，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(yīng)的轉(zhuǎn)肽酶。青霉素的結(jié)構(gòu)類似于轉(zhuǎn)肽酶底物末端的二肽D-Ala-D-Ala的結(jié)構(gòu)。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(yīng)當具有形成多種結(jié)構(gòu)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(gòu)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苷鍵的形成，而且每個糖苷鍵的構(gòu)型既可以是α型，也可以是β型。聚合物可以是線性的，也可以是帶有分支的。脂和生物模在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?。?，

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。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（－5°），亞麻酸（－11°）。（a）它們的結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的熔點有什么相關(guān)性？（b）畫出由甘油、軟脂酸和油酸構(gòu)成的可能的三脂酰甘油的結(jié)構(gòu)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(gòu)成6種不同的三脂酰甘油，按熔點次序排：OOO<OOP＝OPO<PPO＝POP<PPP，這里的O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。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。假設(shè)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Ｒ恍┧幬锉仨氃谶M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。一個紅細胞的表面積大約為100μm2，從4.7×109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(gòu)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[0.890×1012μm2]/（4.74×109）＝188。由于紅細胞表面積只有100μm2，所以覆蓋紅細胞表面積的脂是雙層的，即188/100≈2。換言之紅細胞膜是由雙層脂構(gòu)成的。脂質(zhì)體是一個連續(xù)的自我封閉的脂雙層結(jié)構(gòu)。（a）脂雙層形成的驅(qū)動力是什么？（b）生物膜的結(jié)構(gòu)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(gòu)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熵大大增加，熵增加的量大大地超過由于更多有序的脂雙層的形成導致熵減少的量。增加的熵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(guān)。總之，生物膜使細胞和亞細胞結(jié)構(gòu)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。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榛蛩徕c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。將某細菌從37℃的生長溫度轉(zhuǎn)移至25℃核酸比較蛋白質(zhì)α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(gòu)中的作用。

答:在α-螺旋中，一個殘基上的羧基氧與旋轉(zhuǎn)一圈后的（該殘基后面）第四個殘基上的α-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α-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(gòu)。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(gòu)，但在疏水內(nèi)部堿基對之間的堆積對螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的供獻更大。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)域中胸腺嘧啶殘基有多少？

答:如果58%的殘基是G+C，42%的殘基必定為A+T。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（2000×0.21=420）。雙螺旋DNA一條鏈的堿基序列為（5ˊ）GCGCAATATTTCTCAAAATATTGCGC-3ˊ，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(gòu)嗎？

答：（5ˊ）GCGCAATATTTTGAGAAATATTGCGC-3ˊ，含有回文序列；單鏈內(nèi)可形成發(fā)卡結(jié)構(gòu)；雙鏈可形成十字結(jié)構(gòu)。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(gòu)。

5ˊG－A－T－C－A－T－X－X－X－X－X－X3ˊ

3ˊX－X－X－X－X－X－X－X－X－X－X－X5ˊ

答：5ˊG－A－T－C－A－T－A－T－G－A－T－C3ˊ

3ˊC－T－A－G－T－A－T－A－C－T－A－G5ˊ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Tm。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。有二個DNA樣品，分別來自兩種未確認的細菌，兩種DNA樣品中的腺嘌呤堿基含量分別占它們DNA總堿基的32％和17％。這兩個DNA樣品的腺嘌呤，鳥嘌呤，胞嘧啶和胸腺嘧啶的相對比例是多少？其中哪一種DNA是取自溫泉（64℃）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？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苷酸殘基數(shù)相等。假設(shè)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時，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(yīng)"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。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20℃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℃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(gòu)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。如果人體有1014個細胞，每個體細胞的DNA含有6.4×109對核苷酸，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（2.2×109千米）的多少倍？

答：2.2×1011千米；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→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→葡萄糖+果糖△G0ˊ=-29KJ/mol

H2O+葡萄糖-1-磷酸→葡萄糖+磷酸△G0ˊ=-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(yīng)原標準自由能變化加起來，而這兩個反應(yīng)組合就是總反應(yīng)。

△G0ˊ（KJ/mol）

H2O+蔗糖→葡萄糖+果糖-29葡萄糖+磷酸→H2O+葡萄糖-1-磷酸21

蔗糖+磷酸→葡萄糖-1-磷酸+果糖-8

因此蔗糖磷酸解的標準自由能變化為-8KJ/mol。

（b）△G0ˊ=-RTlnKeq,Keq=252、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(shù)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(yīng)中這些化合物的高反應(yīng)活性并不是由于僅僅一個鍵的緣故而在于整體的結(jié)構(gòu)。是一個高能分子，但是僅有一個磷酰基團，即羧基-磷酸酐具有高能，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）是一個類似于氨甲酰磷酸的高能分子，氨甲酸磷酸酐是高能化合物。

（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，該分子磷酸胍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，黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）的標準還原電勢為-0.22V。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＋Pi合成ATP。

答：首先計算耦合的氧化-還原反應(yīng)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-30KJmol-1，因此ATP合成的標準自由能變化為+30KJ/mol。所以FADH2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(yīng)和機械功。假設(shè)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(gòu)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Pi，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(yīng)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）哪一個共軛電對有較大失去電子的傾向？

（b）哪一個共軛電對有較強的氧化能力？

（c）如果在pH7時，每一反應(yīng)物和生成物的濃度為1M，試問下列反應(yīng)進行的方向。丙酮酸＋NADH＋H＋=乳酸＋NAD＋

（d）在25℃，此反應(yīng)的標準自由能的變化ΔG°′。

（e）在25答：（a）NAD+/NADH（b）丙酮酸/乳酸（c）乳酸形成方向（d）-25KJ/mol（e）2.5×104PPPandTCA人血漿中的葡萄糖大約維持在5mM。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。把C-1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C-1。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(gòu)化變?yōu)楦视腿?3-磷酸，最終14C出現(xiàn)在丙酮酸的甲基上。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-1.6-二磷酸（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(gòu)酶的底物水平以及以后的酵解途徑的各步反應(yīng)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(gòu)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-1催化反應(yīng)的產(chǎn)物，它是酵解過程中主要的調(diào)控點，增加果糖-1.6-二磷酸的濃度等于增加了所有隨后糖酵解途徑的反應(yīng)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-1的一個反饋抑制劑，因而檸檬酸濃度的增加降低了酵解反應(yīng)的速率。

（d）果糖-2,6-二磷酸是在磷酸果糖激酶-2（PFK-2）催化的反應(yīng)中由果糖-6-磷酸生成的，因為它是磷酸果糖激酶-1（PFK-1）的激活因子，因而可以增加酵解反應(yīng)的速度。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14CO2。

答：（a）14CH3-CH2-OH（b）3,4-14C-葡萄糖當肌肉組織激烈活動時，與休息時相比需要更多的ATP。在骨骼肌里，例如兔子的腿肌或火雞的飛行肌，需要的ATP幾乎全部由嫌氧酵解反應(yīng)產(chǎn)生的。假設(shè)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(yīng)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)。盡管O2沒有直接參與檸檬酸循環(huán)，但沒有O2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(yīng)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O2的電子傳遞和氧化磷酸化過程中。檸檬酸循環(huán)共涉及八種酶使乙酰基氧化，它們是檸檬酸合成酶，順烏頭酸酶，異檸檬酸脫氫酶，α-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(yīng)平衡方程式以及每一酶促反應(yīng)需要的輔助因子。

答：檸檬酸合成酶：乙酰輔酶A＋草酰乙酸＋H2O→檸檬酸＋輔酶A＋H＋（輔酶A）烏頭酸酶：檸檬酸→異檸檬酸異檸檬酸脫氫酶：異檸檬酸＋NAD＋→α－酮戊二酸＋CO2＋NADH（NAD＋）α－酮戊二酸脫氫酶：α－酮戊二酸＋NAD＋＋輔酶A→琥珀酰輔酶A＋CO2＋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＋Pi＋GDP→琥珀酸＋GTP＋輔酶A（輔酶A）琥珀酸脫氫酶：琥珀酸＋FAD→延胡索酸＋FADH2（FAD）延胡索酸酶：延胡索酸＋H2O→蘋果酸蘋果酸脫氫酶：蘋果酸＋NAD＋→草酰乙酸＋H＋＋NADH（NAD＋）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CO2。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1μmol的延胡索酸，需要消耗25μmoL的氧氣，但下面的氧化反應(yīng)方程式顯示，只需要3μmoL氧氣就能完全氧化1μmol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=CHCOO－+3O2→4CO2+2H2O答：在檸檬酸循環(huán)過程中O2的消耗是必不可少的，因為需要氧化在丙酮酸轉(zhuǎn)化為CO2的過程中生成的NADH和QH2，當檸檬酸循環(huán)的速度增加時，O2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O2的利用。延胡索酸并不是被氧化生成4個CO2（該過程需要3個O2），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(yīng)，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O2的消耗。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（以丙酮酸為燃料來源）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。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)物的無細胞體系中，能否凈合成草酰乙酸？

答：不能。因為該循環(huán)存在一物質(zhì)平衡。兩個C以乙酰CoA中乙酰基的形式加入該循環(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，有一個高能磷酸酐鍵被水解，即由UDP-葡萄糖焦磷酸酶作用下形成的PPi很快地水解為2Pi；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(yīng)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(gòu)激活丙酮酸羧化酶；該酶在從丙酮酸生糖過程第一步反應(yīng)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(yīng)的速率。

（b）增加果糖2.6-二磷酸（F-2,6-BP）的濃度降低了生糖反應(yīng)的速率，同時增加了酵解反應(yīng)的速率，F(xiàn)-2,6-BP抑制生糖反應(yīng)途徑中的果糖-1,6-二磷酸酶而激活了酵解酶磷酸果糖激酶-1。

（c）增加果糖-6-磷酸的濃度降低了生糖反應(yīng)的速率，果糖-6-磷酸不僅僅是葡萄糖-6-磷酸異構(gòu)酶的一個底物而且也是磷酸果糖激酶-1和磷酸果糖激酶-2的底物，后兩者可以將果糖-6-磷酸分別轉(zhuǎn)化為果糖-1,6-二磷酸和果糖-2,6-二磷酸，果糖-2,6-二磷酸是磷酸果糖激酶-1的一個別構(gòu)激活因子,同時也是果糖-1,6-二磷酸酶的一個別構(gòu)抑制劑，因此果糖-6-磷酸濃度的增加，以及由此增加的果糖-2,6-二磷酸使酵解作用超過了生糖的作用。圖3、許多組織中，對細胞損傷的最早期反應(yīng)之一是快速地增加參與磷酸戊糖途徑的酶的水平。損傷后10天，心臟組織的葡萄糖-6-磷酸脫氫酶和6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶的水平是正常水平的20至30倍，而糖酵解酶只有正常水平的10%至20%。解釋此現(xiàn)象。

答：修復受傷的組織需要細胞增殖并且合成疤痕組織，NADPH是合成膽固醇和脂肪酸（細胞膜的組分）所必需的，而核糖-5-磷酸是合成DNA和RNA所必需的。因為戊糖磷酸途徑是NADPH和核糖-5-磷酸的主要來源，所以在受傷后，組織對這些產(chǎn)物要求的增加所做的反應(yīng)就是增加戊糖磷酸途徑中各種酶合成的量。4、如果檸檬酸循環(huán)與氧化磷酸化整個都被抑制，那么是否能從丙酮酸凈合成葡萄糖？

答：不能；兩分子丙酮酸轉(zhuǎn)化為一分子葡萄糖需要供給能量（4ATP＋2GTP）和還原力（2NADH），可通過檬酸循環(huán)和氧化磷酸化獲得5、雞蛋清中的抗生物素蛋白對生物素的親和力極高，如果將該蛋白加到肝臟提取液中，對丙酮酸經(jīng)糖異生轉(zhuǎn)化為葡萄糖有什么影響？

答：會阻斷丙酮酸經(jīng)糖異生轉(zhuǎn)化為葡萄糖的過程。因為生物素是催化丙酮酸羧化生成草酰乙酸反應(yīng)的丙酮酸羧化酶的輔基，加入的抗生物素蛋白對生物素的親和力高，使得反應(yīng)缺乏生物素而中斷。6、從肝病患者得到的糖原樣品與磷酸鹽、糖原磷酸化酶、轉(zhuǎn)移酶和去分支酶共同保溫。結(jié)果在該混合物中所形成的葡萄糖-1-磷酸與葡萄糖之比為100。這一患者最有可能缺乏的是什么酶？

答：缺少分支酶，因為大約每隔10個葡萄糖殘基就會出現(xiàn)一個由α-1,6糖苷鍵造成的分支。7、在跑400公尺短跑之前、途中、之后血漿中乳酸濃度如圖所示。

（a）為什么乳酸的濃度會迅速上升？

（b）賽跑過后是什么原因使乳酸濃度降下來？為什么下降的速率比上升的速度緩慢？

（c）當處于休息狀態(tài)下，乳酸的濃度為什么不等于零？圖答：（a）糖酵解加速運轉(zhuǎn)，丙酮酸和NADH的增加導致乳酸的增加。

（b）乳酸經(jīng)丙酮酸轉(zhuǎn)化為葡萄糖，使乳酸濃度下降。這個糖異生過程比較慢，因為丙酮酸的生成受NAD＋的可利用性的限制，同時乳酸脫氫酶（LDH）催化的反應(yīng)有利于乳酸的生成，另外由丙酮酸轉(zhuǎn)化為葡萄糖需要能量。

（c）因為乳酸脫氫酶催化的反應(yīng)平衡更有利于乳酸的生成。電子傳遞和氧化磷酸化利用附表的數(shù)據(jù)，計算以下各氧化還原反應(yīng)的標準還原勢和標準自由能變化。

（a）乙醛+NADH+H+→乙醇+NAD+

（b）氫醌（QH2）+2細胞色素C(Fe3+)→泛醌（Q）+2細胞色素C（Fe2+）+2H+

（c）琥珀酸+1/2O2→延胡索酸+水

答:半反應(yīng)可以寫作

氧化態(tài)+ne－→還原態(tài)兩個半反應(yīng)可以通過相加而獲得一個耦合的氧化還原反應(yīng)，書寫時要將總反應(yīng)中涉及到的還原態(tài)物質(zhì)的半反應(yīng)改變方向，同時也要改變它的還原電勢的符號。（a）－23kJ/mol（b）-52kJ/mol（c）-150kJ/mol在電子傳遞鏈中發(fā)現(xiàn)有6種細胞色素都能通過可逆的氧化還原反應(yīng)Fe3+→Fe2+催化一個電子的傳遞。盡管鐵在每種情況下都是電子載體，但是還原半反應(yīng)的EO的值卻從細胞色素b的0.05V變化到細胞色素a3的0.39V,試解釋之。

答:細胞色素是含有血紅素基團的電子傳遞蛋白，在卟啉環(huán)中的每個鐵原子的還原電勢依賴于周圍蛋白質(zhì)的環(huán)境，因為每個細胞色素的蛋白質(zhì)成分是不同的，因而每個細胞色素的鐵原子具有不同的還原電勢，還原電勢的不同使一系列細胞色素可以沿著電勢梯度傳遞電子細胞色素之間的電子傳遞涉及一個電子從一個鐵原子上向另一個鐵原子上轉(zhuǎn)移。第二種電子轉(zhuǎn)移方式則涉及氫原子和電子，在生物的氧化還原反應(yīng)中，一個氫分子（H2或H:H）轉(zhuǎn)移是普遍存在的。指出H2轉(zhuǎn)移的兩種機制,分別舉例之。

答：一個氫分子含有2個質(zhì)子和2個電子，通過如下兩種機制之一可以在生物體內(nèi)由可氧化的底物進行傳遞。在NAD+還原過程中，一個氫離子(H：-)被轉(zhuǎn)移到尼克酰胺環(huán)上同時H+被釋放到溶液中，在FADH2的氧化過程中，通過等價的兩個氫自由基(H·)實現(xiàn)轉(zhuǎn)移，組成自由基的H+和電子通過分步進行的方式實現(xiàn)轉(zhuǎn)移(H++e-＝H)。超聲處理產(chǎn)生的線粒體內(nèi)膜碎片，內(nèi)面朝外重新閉合形成的球狀膜泡稱為亞線粒體泡。這些小泡能夠在NADH或QH2這樣的電子源存在時，合成ATP。畫圖顯示在這些小泡中從NADH開始的電子傳遞以及隨后的質(zhì)子轉(zhuǎn)運是如何發(fā)生的？

答：電子傳遞鏈的蛋白質(zhì)鑲嵌于線粒體的內(nèi)膜，當膜的內(nèi)側(cè)被置于外側(cè)時氧化還原酶的質(zhì)子泵將H+運送到亞線粒體泡內(nèi)（內(nèi)部的pH值下降），同時電子傳遞給氧氣，ATP合成酶現(xiàn)在將F1組分定位于小泡外側(cè)，由于存在質(zhì)子濃度梯度，H+通過F0通道轉(zhuǎn)移到小泡的外側(cè)，于是在該小泡的外側(cè)可以合成ATP。圖魚藤酮是來自植物的一種天然毒素，強烈抑制昆蟲和魚類線粒體NADH脫氫酶；抗霉素A也是一種毒性很強的抗生素，強烈抑制電子傳遞鏈中泛醌的氧化。

（a）為什么某些昆蟲和魚類攝入魚藤酮會致死？

（b）為什么抗霉素A是一種毒藥？

（c）假設(shè)魚藤酮和抗霉素封閉它們各自的作用部位的作用是等同的，那么哪一個的毒性更利害？

答：會阻斷丙酮酸經(jīng)糖異生轉(zhuǎn)化為葡萄糖的過程。因為生物素是催化丙酮酸羧化生成草酰乙酸反應(yīng)的丙酮酸羧化酶的輔基，加入的抗生物素蛋白對生物素的親和力高，使得反應(yīng)缺乏生物素而中斷。線粒體的呼吸鏈的電子傳遞可用下列凈反應(yīng)方程式表示：NANH＋H+＋1/2O2＝H2O＋NAD+

（a）計算此反應(yīng)的ΔE°′。

（b）計算標準自由能變化ΔG°′。

（c）如果一分子ATP合成的標準自由能為7.3Kcal／mol，那么就理論上而言，上述總反應(yīng)會生成多少分子的ATP？

答：（a）NADH脫氫酶被魚藤酮抑制降低了電子流經(jīng)呼吸鏈的速度，因此也就減少了ATP的合成。如果在這種情況下生成的ATP不能滿足生物體對ATP的需求，生物體將死掉。

（b）因為抗霉素A強烈抑制泛醌的氧化，同樣會發(fā)生（a）的情形。

（c）由于抗霉素A封閉了所有電子流向氧的路徑，而魚藤酮只是封閉來自NADH，而不是來自FADH2的電子的流動，所以抗霉素A的毒性更強。在正常的線粒體內(nèi)，電子轉(zhuǎn)移的速度與ATP需求緊密聯(lián)系在一起的。如果ATP的利用率低，電子轉(zhuǎn)移速度也低；ATP的利用率高，電子轉(zhuǎn)移就加快。在正常情況下，當NADH作為電子供體時，每消耗一個氧原子產(chǎn)生的ATP數(shù)大約為3（P/O＝3）。

（a）討論解耦聯(lián)劑的濃度相對來說較低和較高時對電子轉(zhuǎn)移和P/O比率有什么樣的影響？

（b）攝入解耦聯(lián)劑會引起大量出汗和體溫升高。解釋這一現(xiàn)象，P/O比率有什么變化？

（c）2,4-二硝基苯酚曾用作減肥藥，其原理是什么？但現(xiàn)在已不再使用了，因為服用它有時會引起生命危險，這又是什么道理？表

答：（a）電子轉(zhuǎn)移速度需要滿足ATP的需求，無論解耦聯(lián)劑濃度低和高都會影響電子轉(zhuǎn)移的效率，因此P/O的比率降低。高濃度的解耦劑使得P/O比率幾乎為零。

（b）在解耦聯(lián)劑存在下，由于P/O降低，生成同樣量的ATP就需要氧化更多的燃料。氧化釋放出額外的大量熱，因此使體溫升高。

（c）在解耦聯(lián)劑存在下，增加呼吸鏈的活性就需要更多額外燃料的降解。生成同樣量的ATP，就要消耗包括脂肪在內(nèi)的大量的燃料，這樣可以達到減肥的目的。當P/O比接近零時，會導致生命危險。光合作用（普通生物學考）藍綠藻的光合作用器官中除了含有葉綠素外還含有大量的藻紅素和藻藍素。藻紅素的最大吸收在480nm和600nm之間，而藻藍素的最大吸收靠近620nm。這些色素在光合作用中有什么作用？答:藻紅素和藻藍素都起著天線色素的作用，它們吸收光譜范圍內(nèi)葉綠素a所不能吸收的光，然后將它們的電子激發(fā)能傳遞給葉。利用小球藻進行光合作用實驗時，（a）如果將利用光照正在活躍進行光合作用的小球藻的光源突然關(guān)掉，那么在下一分鐘3-磷酸-甘油酸和核酮糖-1,5-二磷酸的水平如何變化？

（b）如果將原來供給利用光照正活躍進行光合作用的小球藻的1％CO2濃度突然減少為0.003%，在下一分鐘內(nèi)這種變化對3-磷酸-甘油酸和核酮糖-1,5-二磷酸的水平有什么影響？

答:（a）3-磷酸-甘油酸的水平會增高，而核酮糖-1,5-二磷酸水平會下降。（b）3-磷酸-甘油酸水平會降低，而核酮糖-1,5-二磷酸水平會增高。光合作用的速度可以通過氧氣的生成來測量。當綠色植物用波長680nm的光照射時的光合作用速度要比用700nm光照射時大。如果這兩種波長的光同時照射時的光合作用的速度要比它們中任何單一一種波長的光照射時高得多，這是什么道理？

答：因為光合系統(tǒng)I和光合系統(tǒng)II同時運轉(zhuǎn)，此時光合作用的速度最高。當葉綠體中[NADPH]/[NADP＋]比率高時，循環(huán)電子傳遞途徑活躍，O2參與了循環(huán)電子傳遞了嗎？有無NADPH生成？那么循環(huán)電子傳遞的主要作用是什么？

答：O2沒有參與。來自于P700的激發(fā)電子又重新填充到由于光照形成的電子"穴"中，所以光系統(tǒng)II不需要提供電子，不需要由H2O裂解產(chǎn)生O2。沒有形成NADPH，因為激發(fā)的電子又返回到P700了。葉綠體懸浮液在黑暗中能否由CO2和H2O合成葡萄糖？如果不能，必須加入什么？假設(shè)所有還原性磷酸戊糖（RPP）循環(huán)中的中間物和激活的酶都存在。

答：因為由CO2和H2O合成葡萄糖是由光反應(yīng)的產(chǎn)物驅(qū)動的，所以分離出的葉綠體在黑暗處不能合成葡萄糖。如果能夠供應(yīng)光反應(yīng)的產(chǎn)物NADPH和ATP則在沒有光的條件下葉綠體也能合成葡萄糖。某些時候，在綠色植物中同時存在著循環(huán)的電子傳遞與非循環(huán)的電子傳遞途徑，循環(huán)的電子傳遞途徑能否產(chǎn)生ATP、O2、或NADPH？

答：在循環(huán)式電子傳遞的過程中，被還原的鐵還原蛋白將它的電子返還給質(zhì)醌（PQ）。當電子通過光系統(tǒng)Ⅰ再循環(huán)時，制造的質(zhì)子梯度導致ATP的合成。但是沒有NADPH生成，因為沒有來自水的凈電子流的傳遞。O2也不會生成，因為生成O2的場所在光系統(tǒng)II，而光系統(tǒng)II不參與循環(huán)電子傳遞。指出限制下列因素對光合作用的速率的即時影響：（a）光（b）CO2（c）電子傳遞速率（d）RuBiSCO的活性（e）葉綠體中無機磷酸的含量

答：（a）限制光降低了電子傳遞的速率，同時減慢了光合磷酸化和NADPH形成的速率，因而降低了CO2還原的能力。

（b）限制CO2濃度減慢了糖生成速度，并且在光照條件下能夠?qū)е翺2和具有反應(yīng)性的、損壞光合作用膜的氧的積累。

（c）限制電子傳遞的速度減慢了光合磷酸化和NADPH形成的速率，從而降低了CO2還原能力。

（d）當RuBisCo的活性受限制時，ATP和NADPH以很低的速率消耗，而ADP和NADP＋作為光反應(yīng)的底物利用性降低，電子載體被過度還原，光合色素可能最終被損壞。

（e）當無機磷酸的濃度被限制時，光合磷酸化的速率降低，跨膜質(zhì)子梯度增加，最終減慢了電子傳遞的速率。當綠藻的懸浮液在缺乏CO2的狀況下受光照射，然后在黑暗中與CO2溫，在短時間內(nèi)，14CO2轉(zhuǎn)化為14C-葡萄糖。這一觀察對光合作用的二個階段有什么意義？為什么在短時間后14CO2轉(zhuǎn)化為14C-葡萄糖的反應(yīng)會停止？答：觀察表明光反應(yīng)階段產(chǎn)生ATP和NADPH，并用于暗反應(yīng)的CO2固定；暗反應(yīng)的停止是光反應(yīng)合成的NADPH和ATP耗盡。在不加ADP和Pi情況下，用光照射菠菜葉綠體，然后停止光照，加入ADP和Pi。ATP的合成只持續(xù)很短的一段時間，請解釋這一觀察。

答：在光照期間建立了跨膜的質(zhì)子濃度梯度，當加入ADP和Pi后，受質(zhì)子濃度梯度的驅(qū)動可以合成ATP，由于沒有光照了，所以質(zhì)子濃度梯度在短時間內(nèi)就消失了。通過C4途徑由CO2合成葡萄糖每分子CO2需要的ATP比RPP（C3）循環(huán)要多，解釋為什么需要額外的能量。

答：C4植物依據(jù)存在于其維管束鞘細胞內(nèi)的脫羧酶可以分為三個亞類。在C4植物的兩個亞類中（含有NADP＋-蘋果酸酶的亞類和含有NAD＋-蘋果酸酶的亞類），一個分子的ATP被丙酮酸-磷酸二激酶催化裂解形成AMP和PPi（PPi經(jīng)焦磷酸酶裂解成2Pi），所以每還原一分子CO2相當于消耗了2個額外的ATP。在C4植物的第三個亞類中（含有PEP羧酸激酶的亞類）每還原1分子CO2僅需要額外1分子ATP。因此采取C4途徑的植物合成一分子葡萄糖與僅僅采用C3途徑的植物相比至少多需要6分子ATP脂代謝1、比較脂肪酸氧化和合成的在以下幾個方面的區(qū)別：（a）發(fā)生的部位（b）?；妮d體（c）氧化劑和還原劑（d）中間產(chǎn)物的立體化學（e）降解和合成的方向（f）酶體系的組織（g）氧化時每次降解的碳單位和合成時使用的碳單位供體。

答:（a）氧化發(fā)生在線粒體；而合成發(fā)生在細胞質(zhì)。（b）氧化使用輔酶A；合成用ACP。（c）氧化用NAD＋和FAD，而合成用NADPH。（d）氧化是3-羥酰基CoA的L-異構(gòu)體；而合成是D-異構(gòu)體。（e）氧化時是羧基變甲基；合成時是甲基變羧基。（f）氧化用的酶是分立的，而合成用的酶組成一酶復合物。（g）氧化為乙酰CoA；合成為丙二酸單酰CoA。2、在脂肪酸b－氧化的過程與檸檬酸循環(huán)中的部分反應(yīng)過程類似。試寫出這兩個途徑中的類似的反應(yīng)過程。

答:脂肪酸氧化的第一步類似于琥珀酸轉(zhuǎn)化為延胡索酸；第二步類似于延胡索酸轉(zhuǎn)化為蘋果酸；第三步類似于蘋果酸轉(zhuǎn)化為草酰乙酸。（方程式略）3、當肝臟的b-氧化作用超過檸檬酸循環(huán)的容量時，則過量生成的乙酰CoA會形成酮體，即乙酰乙酸、D-b-羥丁酸和丙酮。這種情況會出現(xiàn)在嚴重的糖尿病患者，因為這些患者的組織不能利用葡萄糖，只好以氧化大量的脂肪酸來代替。盡管乙酰CoA沒有毒性，但線粒體也必須將它轉(zhuǎn)化成酮體，如果不能轉(zhuǎn)換將出現(xiàn)什么問題？這種轉(zhuǎn)換帶來什么好處？

答：由于線粒體CoA庫比較小，缺少CoA不能使β-氧化正常運作，所以CoA必須經(jīng)由乙酰CoA形成酮體再循環(huán)生成。這可使β-氧化正常運作。4、糖尿病患者一般都患有嚴重酮病。如果給她服用14C標記的乙酰CoA（乙?；膬蓚€碳都標記），那么她呼出的氣體中是否含有14C標記的丙酮？說明理由。

答：糖尿病患者的呼吸中有可能含有14C標記的丙酮。標記的乙酰CoA進入體內(nèi)的乙酰CoA庫，其中一部分要轉(zhuǎn)換成酮體進一步代謝，丙酮是其中的一種酮體，容易進入呼吸系統(tǒng)。5、假如你必須食用鯨脂和海豹脂，其中幾乎不含有碳水化合物。

（a）使用脂肪做為唯一能量的來源，會產(chǎn)生什么樣的后果？

（b）如果飲食中不含葡萄糖，試問消耗奇數(shù)碳脂肪酸好還是偶數(shù)碳脂肪酸好？

答：（a）葡萄糖經(jīng)酵解生成丙酮酸，丙酮酸是草酰乙酸的主要前體，如果飲食中不含葡萄糖，草酰乙酸的濃度下降，檸檬酸循環(huán)的速度將減慢（b）奇數(shù)，因為丙酸可以轉(zhuǎn)換為琥珀酰CoA，它是檸檬酸循環(huán)的中間代謝物，可用于糖異生。6、每一分子軟脂酸（16碳）完全氧化為CO2和H2O凈生成的能量可以使多少分子的葡萄糖轉(zhuǎn)化為甘油醛-3-磷酸？

答：65分子葡萄糖。7、用于合成脂肪酸的乙酰單位是在線粒體中經(jīng)丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA后經(jīng)檸檬酸穿梭途徑轉(zhuǎn)運到細胞質(zhì)的。

（a）寫出將一個乙?；删€粒體轉(zhuǎn)運到細胞質(zhì)中的總的方程式。

（b）每轉(zhuǎn)運一個乙?；亩嗌貯TP？

答：（a）乙酰CoA（線粒體）＋ATP＋CoA（細胞質(zhì)）＝乙酰CoA（細胞質(zhì)）＋ADP＋Pi＋CoA（線粒體）（b）一個ATP。氨基酸代謝寄生在豆科植物根瘤中的細菌約消耗20％以上豆科植物所產(chǎn)生的ATP，為什么這些細菌要消耗這么大量的ATP。答:根瘤菌與植物是共生關(guān)系，根瘤菌通過使大氣中氮還原來提供氨離子，但在固氮過程中需要大量的ATP，這些ATP都是由植物供給的。給動物喂食15N標記的天冬氨酸，很快就有許多帶標記的氨基酸出現(xiàn)，解釋此現(xiàn)象。

答:在Asp轉(zhuǎn)氨酶催化下標記的氨基由Asp轉(zhuǎn)移到了Glu上，因為轉(zhuǎn)氨反應(yīng)是可逆的，并且許多轉(zhuǎn)氨酶用Glu作為α-氨基的供體，所以15N-Glu中的15N原子很快進入到其它可以作為Glu-依賴型轉(zhuǎn)氨酶的底物的氨基酸中，即出現(xiàn)在除了Lys和Thr之外的那些氨基酸中。如果你的飲食中富含Ala但缺乏Asp，那么能否看到你缺乏Asp的癥狀呢？請解釋。

答：看不到缺乏Asp的癥狀。因為富含Ala，它經(jīng)轉(zhuǎn)氨可生成丙酮酸，丙酮酸經(jīng)羧化又可生成草酰乙酸，后者經(jīng)轉(zhuǎn)氨就可生成天冬氨酸。大多數(shù)氨基酸的合成是多步反應(yīng)的產(chǎn)物，但20種標準氨基酸中有3種可以通過中樞代謝途徑中的糖類代謝物經(jīng)簡單轉(zhuǎn)氨基合成。

（a）寫出這三個轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)的方程式。

（b）這些氨基酸中有一種也能直接通過還原氨基化合成，寫出此反應(yīng)的方程式。

答：（a）在相應(yīng)轉(zhuǎn)氨酶催化下，Glu、Ala和Asp分別由α-酮戊二酸、丙酮酸和草酰乙酸生成。

α-酮戊二酸＋α-氨基酸＝Glu＋α-酮酸

丙酮酸＋α-氨基酸＝Ala＋α-酮酸

草酰乙酸＋α-氨基酸＝Asp＋α-酮酸

（b）Glu也可以由α-酮戊二酸通過Glu脫氫酶的作用而生成。

α-酮戊二酸＋NH4＋＋NAD（P）H＋H＋＝Glu＋H2O＋NAD（P）＋冬季非洲爪蟾生活在水環(huán)境中，它們以氨的形式排出過量的氮；夏季當池溏干涸后，爪蟾鉆入泥中，進入休眠狀態(tài)。指出爪蟾在體眠期是如何改變其氮代謝以防止有毒的氨積累？

答：在夏眠時，爪蟾變?yōu)榕拍蛐?，即它可以利用尿循環(huán)的反應(yīng)排除含氮廢物。夏眠時，與尿循環(huán)有關(guān)的酶的活性大大增強了。參與尿素循環(huán)的氨基酸有哪些？這些氨基酸都能用于蛋白質(zhì)的生物合成嗎？

答：鳥氨酸、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質(zhì)的生物合成。如果給一只老鼠喂食含有15N標記的Ala，老鼠分泌出的尿素是否變成了15N標記的？如果是的話，尿素中的一個氨基被標記，還是兩個氨基都被標記了？說明理由。

答：分泌的尿素是被15N標記了。兩個氨基都被標記了。因為15N-Ala能夠通過轉(zhuǎn)氨使草酰乙酸接收氨基轉(zhuǎn)換成15N-Asp，以及通過氧化脫氨生成游離的15NH4＋，可以導致15N標記的氨甲酰磷酸的生成。由于尿素中的兩個氨基分別來自氨甲酰磷酸和Asp，所以尿素中的兩個氨基就都是15N標記的了。如果利用（a）一分子葡萄糖或（b）一分子軟脂酸完全氧化成CO2和H2O凈生成的ATP用于尿素的合成，可以分別合成出多少分子的尿素？

答：（a）9（b）32如果一個成年貓在禁食一個晚上以后，喂以一餐不含精氨酸的復合氨基酸飲食。在2小時內(nèi)，血中的氨濃度從正常的18μg/L增至140μg/L，此時貓表現(xiàn)出氨中毒的臨床癥狀。對照組中喂以完全氨基酸飲食或以鳥氨酸取代精氨酸的氨基酸飲食，則沒有不尋常的臨床癥狀。

（a）這個實驗中，為什么要先禁食一個晚上？

（b）是什么因素使實驗組氨的濃度上升？為什么精氨酸缺乏會導致氨中毒？精氨酸是否是貓的必需氨基酸？

（c）為什么鳥氨酸能取代精氨酸？

答：（a）禁食導致低血糖，當喂以實驗飲食時會導致生糖氨基酸的快速分解代謝。

（b）氧化脫氨導致氨濃度的升高，精氨酸（尿素循環(huán)中的中間代謝物）缺乏阻斷了氨轉(zhuǎn)化為尿素的通路，實驗條件下無法合成足夠的精氨酸。實驗表明精氨酸對貓來說是必需氨基酸。

（c）鳥氨酸通過尿素循環(huán)可轉(zhuǎn)化為精氨酸。在所有哺乳動物的肝臟中的轉(zhuǎn)氨酶中天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶的活性最高，為什么？

答：引入到尿素中的第二個氨基是從Asp轉(zhuǎn)移來的，而Asp是Glu經(jīng)天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶催化轉(zhuǎn)氨給草酰乙酸生成的。以尿素排泄的氨有一半來自天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶催化的反應(yīng)，這使得該酶必須具有很高的活性。核苷酸代謝嘌呤和嘧啶堿基是真核生物的主要能源嗎，為什么？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夠被氧化產(chǎn)生ATP，相比較而言含氮的嘌呤和嘧啶沒有合適的產(chǎn)能途徑。通常核苷酸降解可釋放出堿基，但堿基又能通過補救途徑重新生成核苷酸，堿基不能完全被降解。另外無論是在嘌呤降解成尿酸或氨的過程還是嘧啶降解的過程中都沒有通過底物水平的磷酸化產(chǎn)生ATP。堿基中的低的C:N比使得它們是比較貧瘠的能源。然而在次黃嘌呤轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩岬倪^程中生成的NADH也許能夠通過氧化磷酸化間接產(chǎn)生ATP。用兩組人作一個實驗，一組人的飲食主要是肉食，另一組人主要是米飯。哪一組人發(fā)生痛風病的可能性大？為什么？

答:痛風是由于尿酸的非正常代謝引起的，尿酸是人體內(nèi)嘌呤分解代謝的終產(chǎn)物，由于氨基酸是嘌呤和嘧啶合成的前體，所以食用富含蛋白質(zhì)飲食有可能會導致過量尿酸的生成，引起痛風病。從5-磷酸核糖開