王镜岩生化下册课后题答案

1、第19章 代谢总论怎样理解新陈代谢？答：新陈代谢是生物体内一切化学变化的总称，是生物体表现其生命活动的重要特征之一。它是由多酶体系协同作用的化学反应网络。新陈代谢包括分解代谢和合成代谢两个方面。 新陈代谢的功能可概括为五个方而：从周围环境中获得营养物质。将外界引入的营养物质转变为自身需要的结构元件。将结构元件装配成自身的大分子。形成或分解生物体特殊功能所需的生物分子。提供机体生命活动所需的一切能量。能量代谢在新陈代谢中占何等地位？答：生物体的一切生命活动都需要能量。生物体的生长、发育，包括核酸、蛋白质的生物合成，机体运动，包括肌肉的收缩以及生物膜的传递、运输功能等等，都需要消耗能量。如果没有能

2、量来源生命活动也就无法进行生命也就停止。在能量储存和传递中，哪些物质起着重要作用？ 答：在能量储存和传递中， ATP（腺苷三磷酸）、GTP（鸟苷三磷酸）、UTP（尿苷三磷酸）以及CTP（胞苷三磷酸）等起着重要作用。新陈代谢有哪些调节机制？代谢调节有何生物意义？ 答：新陈代谢的调节可慨括地划分为三个不同水平：分子水平、细胞水平和整体水平。 分子水平的调节包括反应物和产物的调节（主要是浓度的调节和酶的调节）。酶的调节是最基本的代谢调节，包括酶的数量调节以及酶活性的调节等。酶的数量不只受到合成速率的调节，也受到降解速率的调节。合成速率和降解速率都备有一系列的调节机制。在酶的活性调节机制中，比较普遍的

3、调节机制是可逆的变构调节和共价修饰两种形式。 细胞的特殊结构与酶结合在一起，使酶的作用具有严格的定位条理性，从而使代谢途径得到分隔控制。 多细胞生物还受到在整体水平上的调节。这主要包括激素的调节和神经的调节。高等真核生物由于分化出执行不同功能的各种器官，而使新陈代谢受到合理的分工安排。人类还受到高级神经活动的调节。除上述各方面的调节作用外，还有来自基因表达的调节作用。代谢调节的生物学意义在于代谢调节使生物机体能够适应其内、外复杂的变化环境，从而得以生存。 从“新陈代谢总论”中建立哪些基本概念？ 答：从“新陈代谢总论”中建立的基本概念主要有：代谢、分解代谢、合成代谢、递能作用、基团转移反应、氧化

4、和还原反应、消除异构及重排反应、碳碳键的形成与断裂反应等。 概述代谢中的有机反应机制。 答：生物代谢中的反应大体可归纳为四类，即基团转移反应；氧化还原反应；消除、异构化和重排反应；碳碳键的形成或断裂反应。这些反应的具体反应机制包括以下几种：酰基转移，磷酰基转移，葡糖基基转移；氧化还原反应；消除反应，分子内氢原子的迁移（异构化反应），分子重排反应；羟醛综合反应，克莱森酯综合反应，-酮酸的氧化脱羧反应。举列说明同位素示踪法和波谱法在生物化学研究中的重要作用。 答：同位素示踪法和波谱法生物化学中研究新陈代谢的两种重要方法。 同位素示踪法不改变被标记化合物的化学性质，已成为生物化学以及分子生物学的研完

5、中一种重要的必不可少的常规先进技术。如：1945年 David Shemin和 David Rittenberg首先成功地用14C 和15N标记的乙酸和甘氨酸怔明了血红素分子中的全部碳原子和氮原子都来源于乙酸利甘氨酸； 胆固醇分子中碳原子的来源也是用同样的同位空示踪法得到闸明的。 核磁共振波谱法对于样品不加任何破坏，因此，在生物体的研究得到广泛的应用。例如 在生物化学、生理学以及医学等方面都广泛位用核磁共振波谱技术对生活状态的人体进行研究，取得了重要的研究成果，其中最为人知的实验是1986年用核磁共振波谱法对人体前臂肌肉在运动前和运动后的比较研究。第20章 生物能学就某方面而言，热力学对生物化

6、学工作者更为重要，为什么？答：生物能学是深人理解生物化学特别是理解主物机体新陈代谢规律不可缺少的基本知识。它是生物化学中涉及生活细胞转移和能量利用的基本间题。生物能学完全建立在热力学的基础上，因此，从这个角度看，热力学对生物化学工作者更为重要。考虑下面提法是否正确？在生物圈内，能量只是从光养生物到异养生物，而物质却能在这两类生物之间循环。生物机体可利用体内较热部位的热能传递到较冷的部位而做功。 当一个系统的熵值降低到最低时，该系统处于热力学平衡状态。当 G0值为0.0时，说明反应处于平衡状态。 ATP水解成ADP的反应， G0约等于 G0。答：-是， - 非，-非 ，- 非，-非怎样可判断一个

7、化学反应能够自发进行？ 答：一个化学反应的自由能是否降低是判断它是否可以自发进行的标准。只有自由能变化为负值的化学反应，才能自发进行。怎样判断一个化学反应进行的方向？当反应物和产物的起始浓度都为1mol时，请判断下列反应的进行方向。（参看表20-3中的数据） 。磷酸肌酸+ADP ATP+肌酸 磷酸烯醇式丙酮酸+ADP 丙酮酸+ATP 葡萄糖6-磷酸+ADP ATP+葡萄糖 答：一个化学反应是从总能量高的体系向总能量低的体系变化，即可根据化学反应式两边体系总能量的大小来判断其方向。 根据表20-3中的数据：-向右， -向右 ，-向左。 解释ATP的 -磷酸基团转运到葡萄糖6-磷酸的磷酸脂键（ G

8、0=13.8kJ/mol）上,一般情况下，为什么在热力学上可行？逆反应是否可行？ 答：由于ATP的 -磷酸基团的 G0=32.2kJ/mol大于葡萄糖6-磷酸的磷酸脂键的 G0=13.8kJ/mol,因此，一般情况下，ATP的 -磷酸基团转运到葡萄糖6-磷酸的磷酸脂键上在热力学上可行的。在某些情况下，当该反应的G值为正值时，该反应的逆反应可行。从ATP的结构特点说明ATP在能量传递中的作用。答：ATP也叫做腺苷三磷酸、三磷酸腺苷、腺三磷，是高能磷酸化合物的典型代表。高能磷酸化合物的特点是：它的高能磷酸键（也即酸酐键，用“”表示），水解时释放出的化学能是正常化学键释放化学能的2倍以上（一般在20

9、.92 kJ/mol以上）。ATP是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个相连的磷酸基团构成的。这三个磷酸基团从与分子中腺苷基团连接处算起，依次分别称为 、磷酸基团。ATP的结构式是： 分析ATP的结构式可以看出，腺嘌呤与核糖结合形成腺苷，腺苷通过核糖中的第5位羟基，与3个相连的磷酸基团结合，形成ATP。ATP分子既可以水解一个磷酸基团（磷酸基团），而形成二磷酸腺苷（ADP）和磷酸（Pi）；又可以同时水解两个磷酸基团（磷酸基团和磷酸基团），而形成一磷酸腺苷（AMP）和焦磷酸（PPi；AMP可以在腺苷酸激酶的作用下，由ATP提供一个磷酸基团而形成ADP，ADP又可以迅速地接受另外的磷酸基团而形成ATP

10、。另外， ATP的 G0值在所有含磷酸基团的化合物中处于中间位置。这使ATP有可能在磷酸基团转移中作为中间传递体而起作用。ATP水解成ADP+Pi的 G0是-30.5kJ/mol，试计算此反应中的平衡常数。此反应在细胞内是否处于平衡状态？答：K'eq=2.2×105 ； 否在细胞内是否ATP水解的 G0通常比 G0更负？为什么？是， G'= G0+RTInK, G'-41.84kJ/mol利用表20-3的数据试计算：ATP+丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸+ADP的反应在25下，其 G0和K'eq值。若ATP与ADP之比为10时，求丙酮酸与磷酸烯醇式丙酮酸的平衡

11、比。答： G0=+31.38kJ/mol，K'eq=3.06×106，平衡比是3.82×104。假设有一个 由A向B的转化反应(AB)，它的 G0=20kJ/mol请计算： 在达到平衡时B/A的比值。 假设A和B参加的反应与ATP水解为ADP和Pi同时进行，总反应是：A+ATP+H2O B+ADP+Pi请计算此反应达平衡时B/A的比值，假设ATP 、ADP和Pi都是1mol浓度，请问在什么时候反应才达到到平衡？ 已知ATP 、ADP和Pi在生理条件下都远非1mol浓度。当和浓度依次为ATP 、ADP和Pi8.05mmol,0.93mmol和8.05mmol时，求出一

12、个与偶联反应的B/A比值。答： 比值=3.1×10-4 B/A=69.4 B/A=7.5×104第21章 生物膜与物质运输试述物质的被动运输和主动运输的基本特点。研究物质运输的意义是什么？答：主动运输是由载体蛋白所介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度由浓度低的一侧向高浓度的一侧进行跨膜转运的方式，需要与某种释放能量的过程相偶联。主动运输过程可分为由ATP直接提供能量和间接提供能量等基本类型。被动运输包括简单扩散和载体介导的协助扩散，运输方向是由高浓度向低浓度，运输的动力来自物质的浓度梯度，不需要细胞提供代谢能量。什么是Na+泵和Ca+泵，其生理作用是什么？答：Na+/K+泵是动

13、物细胞中由ATP驱动的将Na+ 输出到细胞外同时将K+输入细胞内的运输泵，又称Na+泵或Na+/K+交换泵。实际上是一种Na+ /K+ ATPase。Na+ /K+ ATPase是由两个大亚基(亚基)和两个小亚基(亚基)组成。亚基是跨膜蛋白，在膜的内侧有ATP结合位点，细胞外侧有乌本苷(ouabain)结合位点;在亚基上有Na+和K+结合位点。其生理意义: Na+/K+ 泵具有三个重要作用， 一是维持了细胞Na+离子的平衡，抵消了Na+离子的渗透作用;二是在建立细胞质膜两侧Na+离子浓度梯度的同时，为葡萄糖协同运输泵提供了驱动力;三是Na+泵建立的细胞外电位，为神经和肌肉电脉冲传导提供了基础。

14、Ca2+-ATPase有10个跨膜结构域，在细胞膜内侧有两个大的细胞质环状结构，第一个环位于跨膜结构域2和3之间，第二个环位于跨膜结构域4和5之间。在第一个环上有Ca2+离子结合位点;在第二个环上有激活位点，包括ATP的结合位点。Ca2+-ATPase的氨基端和羧基端都在细胞膜的内侧，羧基端含有抑制区域。在静息状态，羧基端的抑制区域同环2的激活位点结合，使泵失去功能，这就是自我抑制。Ca2+-ATPase泵有两种激活机制，一种是受激活的Ca2+/钙调蛋白(CaM)复合物的激活，另一种是被蛋白激酶C激活。当细胞内Ca2+浓度升高时，Ca2+同钙调蛋白结合，形成激活的Ca2+/钙调蛋白复合物，该复

15、合物同抑制区结合，释放激活位点，泵开始工作。当细胞内Ca2+浓度下降时，CaM同抑制区脱离，抑制区又同激活位点结合，使泵处于静息状态。在另一种情况下，蛋白激酶C使抑制区磷酸化，从而失去抑制作用；当磷酸酶使抑制区脱磷酸，抑制区又同激活位点结合，起抑制作用。Ca2+ 泵的工作原理类似于Na+/K+ ATPase。在细胞质膜的一侧有同 Ca2+结合的位点，一次可以结合两个 Ca2+， Ca2+结合后使酶激活，并结合上一分子ATP，伴随ATP的水解和酶被磷酸化，Ca2+泵构型发生改变，结合 Ca2+的一面转到细胞外侧，由于结合亲和力低Ca2+离子被释放，此时酶发生去磷酸化，构型恢复到原始的静息状态。C

16、a2+ -ATPase每水解一个ATP将两个Ca2+离子从胞质溶胶输出到细胞外。试述Na+泵的生理机制。答：Na+/K+ ATPase运输分为六个过程: 在静息状态，Na+/K+泵的构型使得Na+ 结合位点暴露在膜内侧。当细胞内Na+浓度升高时，3个 Na+ 与该位点结合； 由于Na+的结合，激活了ATP酶的活性， 使ATP分解， 释放ADP，亚基被磷酸化; 由于亚基被磷酸化， 引起酶发生构型变化， 于是与Na+ 结合的部位转向膜外侧，并向胞外释放3个Na+ ；膜外的两个K+同亚基结合; K+ 与磷酸化的Na+/K+ ATPase结合后， 促使酶去磷酸化; 去磷酸化后的酶恢复原构型， 于是将结

17、合的K+ 释放到细胞内。每水解一个ATP， 运出3个Na+ ， 输入2个K+ 。Na+ /K+泵工作的结果，使细胞内的Na+浓度比细胞外低1030倍，而细胞内的K+浓度比细胞外高1030倍。由于细胞外的Na+浓度高，且Na+是带正电的，所以Na+ /K+泵使细胞外带上正电荷。什么是胞吐作用和胞吞作用？它们有何共同特点？ 答：细胞膜将外来物包起来送入细胞，称胞吞作用；某些代谢废物及细胞分泌物形成小泡从细胞内部移至细胞表面，与质膜融合后将物质排出，称胞吐作用。它们的共同特点是物质是通过胞膜的包裹来出入细胞的。试举列说明受体介导的胞吞作用的重要性。 答：某些大分子的内吞往往首先同质膜上的受体结合，然

18、后质膜内陷形成衣被小窝，继之形成衣被小泡，这种内吞方式称受体介导的胞吞作用。 受体介导的胞吞作用对细胞非常重要，它是一种选择浓缩机制，既可保证细胞大量地摄入特定的大分子，同时又可避免吸入细胞外大量的液体。如低密脂蛋白、运铁蛋白、生长因子、胰岛素等蛋白类激素、糖蛋白等，都是通过受体介导的胞吞作用进入细胞的。生物膜运输的分子机制有几种主要假设？它们相互关系如何？ 答：物质跨膜运输的分子机制大致可概括为3种主要假设模型：移动性载体模型、孔道或通道模型和构象变化模型。生物膜运输是生物膜研究中一个重要的而内容又非常广泛的领域，不可能用一种模型去根括迄今己知的多种运输体系的功能。这3种假设模型有许多不同点

19、，如参与运输的实体在形态、结构以及运输方式等方面各有特点；但它们又有许多共同性和相关性，主要表现在这3种运输方式都有选择性和方向性。第22章 糖酵解作用为什么应用蔗糖保存食品而不用葡萄糖？答：糖酵解是生物最古老、最原始获得能量的一种方式。绝大多数微生物都具有利用糖酵解分解葡萄糖的能力，而蔗糖是一种非还原性二糖，许多微生物不能直接将其分解，因此，可利用蔗糖的高渗透压来抑制食品中细菌等有害微生物的生长。用14C标记葡萄糖的第一个碳原子，用做糖酵解底物，写出标记碳原子在酵解各步骤中的位置。 答：见P67 图22-1 糖酵解和发酵的全过程写出从葡萄糖转变为丙酮酸的化学平衡式。 答：由葡萄糖转变为两分子

20、丙酮酸包括能量的产生总的化学反应式为：葡萄糖 + 2Pi + 2ADP + 2NAD+ 2丙酮酸 + 2ATP + 2NADH + 2H+ +2H2O 该反应的化学平衡式为：K/eq=丙酮酸2ATP2NADH2H+2/葡萄糖Pi2ADP2NAD+2已知ATP和葡萄糖6-磷酸在pH7和25 时水解的标准自由能变化 G0分别为-7.3和-3.183kcal/mol（1kcal=4.184kJ），计算己糖激酶催化的葡萄糖和ATP反应的 G0和K'eq。 答： G0=-17.44KJ/mol=-4.162kcal; K'eq=1.125×103由丙酮酸转变为乳酸的标准自由能变

21、化 G0=-25.10KJ/mol，计算出由葡萄糖转变为乳酸的标准自由能变化。 答： G0=-56.48KJ/mol当葡萄糖的浓度为5mmol/L，乳酸的浓度为0.05mmol/L，ATP和ADP浓度都为2mmol/L，无机磷酸(Pi)的浓度为1mmol/L时，计算该由葡萄糖转变为乳酸的自由能（ G0）变化。 答： G0=-113.80KJ/mol参考表(22-2)，计算在标准状况下当时， 磷酸烯醇式丙酮酸和丙酮酸的平衡比。答：3.06×10-5若以14C标记葡萄糖的C3作为酵母的底物，经发酵产生的CO2和乙醇，试问14C将在何出发现？ 答：14C将在CO2 中。总结一下在糖酵解过程

22、磷酸基团参与了哪些反应，它所参与的反应有何意义？答：在糖酵解过程磷酸基团参与5步反应。（1）葡萄糖在已糖激酶的催化下，消耗一分子ATP，生成葡萄糖-6-磷酸；（2）果糖-6-磷酸在磷酸果糖激酶的催化下，消耗1分子ATP，生成果糖-1,6- 二磷酸；（3）甘油醛-3-磷酸在甘油醛-3-磷酸脱氢酶催化下，氧化为1,3二磷酸甘油酸；（4）1，3-二磷酸甘油酸在3-磷酸甘油酸激酶催化下，生成3-磷酸甘油酸和1分子的ATP；（5）2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸并在丙酮酸激酶催化下，生成丙酮酸和1分子的ATP。在磷酸基团参与的这5步反应中，前3步是将高能磷酸键转移到相应的底物上，使底物的势能提高，

23、使后续反应成为可能；后2步是将底物上的高能磷酸键转移到ADP分子上形成ATP，将糖酵解产生有能量贮存在ATP中。为什么砷酸是糖酵解作用的毒物？氟化物和碘乙酸对糖酵解过程有什么作用？答：砷酸盐在结构和反应方面都和无机磷酸极为相似，因此能代替磷酸进攻硫酯中间产物的高能键产生1-砷酸-3-磷酸甘油酸。 砷酸化合物是很不稳定的化合物。它迅速地进行水解。其结果是：砷酸盐代替磷酸与甘油醛-3-磷酸结合并氧化，生成的不是1，3-二磷酸甘油酸，而是3-磷酸甘油酸。在砷酸盐存在下，虽然酵解过程照样进行，但是却没有形成高能磷酸键。即解除了氧化和磷酸化的偶联作用。因此说砷酸是糖酵解作用的毒物。氟化物及碘乙酸是巯基酶

24、的不可逆抑制剂，糖代谢中甘油醛-3-磷酸脱氢酶可被其抑制，从而抑制糖酵解。总结一下参与糖酵解作用的酶有些什么特点？答：参与糖酵解作用的酶的催化过程表现出严格的立体专一性，其中两种激酶由底物引起酶分子的构象变化，防止了底物上高能磷酸基团向水分子的转移而且直接转移到ADP分子上。糖酵解过程有哪些金属离子参加反应，它们起什么作用？答：糖酵解过程主要有镁离子等二价金属离子参加反应。它们的作用是与ATP或ADP分子结合，形成亲电中心，使ATP或ADP更易接受孤电子对的亲核进攻。概括除葡萄糖以外的其他单糖如何进入分解代谢的？答：除葡萄糖以外的其他单糖如果糖、半乳糖、甘露糖等单糖都是通过转变为糖酵解的中间物

25、之一而进入糖酵解的共同途径的。如果糖磷酸化形成果糖-6-磷酸；半乳糖经多步反应，形成葡萄糖-6-磷酸；甘露糖经2 步反应生成果糖-6-磷酸。第23章 柠檬酸循环从柠檬酸循环的发现历史中受到什么启发？答：柠檬酸循环的发现历史表明，任何一项重大科学发现都绝非是一个人的成果。它凝聚着许许多多科学家的艰辛劳动和成果积累。科技工作者只有在认真总结、分析前人工作的基础上不断发现问题，解决问题，才能在科学研究上有所成就。画出柠檬酸概貌图，包括起催化作用的酶和辅助因子。答：见P98 图 233 柠檬酸循环总结柠檬酸循环在机体代谢中的作用和地位。答：柠檬酸循环是绝大多数生物体主要的分解代谢途径，也是准备提供大量

26、自由能的重要代谢系统，在许多合成代谢中都利用柠檬酸循环的中间产物作为生物合成的前体来源，从这个意义上看，柠檬酸循环具有分解代谢和合成代谢双重性或称两用性。柠檬酸循环是新陈代谢的中心环节。它们在循环过程中产生的还原型NADH和FADH2，进一步通过电子传递链和氧化磷酸化被再氧化，所释放出的自由能形成ATP分子。柠檬酸循环的中间产物在许多生物合成中充当前体原料。用标记丙酮酸的甲基碳原子（*CH3-C-COO-）当其进入柠檬酸循环转运一周后，标记碳 O原子的命运如何？答：标记碳原子出现在草酰乙酸的C2和C3部位。写出由乙酰-CoA形成草酰乙酸的反应平衡式。答：2乙酰-CoA+2NAD+FAD+3H2

27、O草酰乙酸+2CoA+NADH2+3H+在标准状况下苹果酸由NAD+氧化形成草酰乙酸的 G0=+29.29kJ/mol。在生理条件下这一反应极易由苹果酸向草酰乙酸的方向进行。假定NAD+/NADH=8,PH=7，计算由苹果酸形成草酰乙酸两种化合物最低的浓度比值应是多少？答：（苹果酸）/（草酰乙酸）>1.75×104乙酰-CoA的乙酰基在柠檬酸循环中氧化推动力是什么？计算其数值。答：乙酰-CoA的乙酰基在柠檬酸循环中氧化推动力是释放出的标准自由能变化 G0，其数值是-41kJ/mol。如果将柠檬酸和琥珀酸加入到柠檬酸循环中，当完全氧化为CO2、形成还原型NADH和FADH2，并最

28、后形成H2O时需经过多少次循环？ 答：柠檬酸3次需经过循环，琥珀酸需经过2次循环。丙二酸对柠檬酸循环有什么作用？为什么？答：丙二酸进入柠檬酸循环后，会引起琥珀酸、-酮戊二酸和柠檬酸的堆积，中止柠檬酸循环反应。这是由于丙二酸结构类似于琥珀酸，也是个二羧酸，是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂，可以与琥珀酸脱氢酶的活性部位的碱性氨基酸残基结合，但由于丙二酸不能被氧化，使得循环反应不能继续进行。第24章 生物氧化电子传递链和氧化磷酸化作用什么是氧化-还原电势？怎样计算氧化-还原电势？答：还原剂失掉电子的倾向（氧化剂得到电子的倾向）称为氧化-还原电势。氧化-还原电势等于正极的电极势减去负极的电极势。将下列物质

29、按照容易接受电子的顺序加以排列：a：-酮戊二酸+ CO2 c：O2b： 草酰乙酸 d：NADP+答：c>b>d>a在电子传递链中各个成员的排列顺序根据什么原则？答：电子传递链中各个成员的排列顺序根据的原则是电子从氧化还原势较低的成员传递到氧化还原势较高的成员。在一个具有全部细胞功能的哺乳动物细胞匀浆中加入下列不同的底物，当每种底物完全被氧化为CO2 和H2O时，能产生多少ATP分子？葡萄糖 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 柠檬酸 乳酸 二羟丙酮磷酸 果糖-1,6-二磷酸 NADH 答：根据P142 表245计算可得：上述8种物质完全被氧化CO2 和H2O时，能产生的ATP分子数分别

30、为：葡萄糖（30），丙酮酸（12.5）， 乳酸（15），果糖-1,6-二磷酸（32），磷酸烯醇式丙酮酸 （15），柠檬酸（10），二羟丙酮磷酸 （15），NADH （2.5）。 在生物化学中O2形成H2O所测得的标准氧化-还原电势为0.82V，而在化学测定中测得的数值为1.23V，这种差异是怎样产生的？答：这种差异是由于在生物化学反应中，氧的还原不完全造成的。电子传递链和氧化磷酸化之间有何关系？ 答：生物氧化亦称细胞呼吸，指各类有机物质在细胞内进行氧化分解，最终产生CO2和 H2O，同时释放能量（ATP）的过程。包括TCA循环、电子传递和氧化磷酸化三个步骤，分别是在线粒体的不同部位进行的。其中

31、电子传递链和氧化磷酸化之间关系密切，电子传递和氧化磷酸化偶联在一起。根据化学渗透学说（电化学偶联学说），在电子传递过程中所释放的能量转化成了跨膜的氢离子浓度梯度的势能，这种势能驱动氧化磷酸化反应，合成ATP。即葡萄糖等在TCA循环中产生的NADH和FADH2只有通过电子传递链，才能氧化磷酸化，将氧化产生的能量以ATP的形式贮藏起来。解释下列的化合物对电子传递和氧化呼吸链有何作用？当供给充分的底物包括异柠檬酸、Pi、ADP、O2，并分别加入下列化合物时，估计线粒体中的氧化呼吸链各个成员所处的氧化还原状态。DNP N3-鱼藤酮 CO抗霉素A 寡霉素CN- 答：DNP（二硝基苯酚，dinitroph

32、enol）：破坏线粒体内膜两侧的电化学梯度，而使氧化与磷酸化偶联脱离，是最常见的解偶联剂；鱼藤酮：抑制NADHCoQ的电子传递；抗霉素A：抑制Cyt bCyt c1的电子传递；CN- 、N3- 、CO:抑制细胞色素氧化酶O2；寡霉素: 与F0结合结合，阻断H+通道，从而抑制ATP合成。当供给充分的底物包括异柠檬酸、Pi、ADP、O2，并加入DNP 时,电子传递链照常运转，但不能形成ATP；当供给充分的底物包括异柠檬酸、Pi、ADP、O2，并加入鱼藤酮时,会阻断电子从NADH到CoQ的传递，NADH处于还原状态，其后的各组分处于氧化状态；当供给充分的底物包括异柠檬酸、Pi、ADP、O2，并加入抗

33、霉素A时,会阻断电子从Cyt b到Cyt c1的传递，Cyt b及其上游组分处于还原状态，Cyt c1及其下游组分处于氧化状态；当供给充分的底物包括异柠檬酸、Pi、ADP、O2，并加入CN- 、N3- 、CO时,会阻断电子从细胞色素氧化酶到O2的传递，Cyt c及其上游组分处于还原状态, O2处于氧化状态；当供给充分的底物包括异柠檬酸、Pi、ADP、O2，并加入寡霉素时,抑制氧的利用和ATP的形成，使电子传递链不能正常进行,各组分均处于还原状态。什么是磷/氧比（P/O比），测定磷/氧比有何意义？答：磷氧比(P/O ratio) 指每吸收一个氧原子所酯化的无机磷分子数，即有几个ADP变成ATP，

34、实质是伴随ADP磷酸化所消耗的无机磷酸的分子数与消耗分子氧的氧原子数之比。 测定磷/氧比的意义在于可以知道不同呼吸链氧化磷酸化的活力。P/O比、每对电子转运质子数之比(H+/2e)、形成一分子ATP所需质子数的比例、将ATP转运到细胞溶胶所需质子数之比( P/H+)，它们之间是否有相关性？答：这些比值之间是有关联的，但并不绝对。虽然电子转移伴随着ATP的合成，但不能仅以P/O比值作为ATP生成数的依据，而应考虑一对电子从NADH或FADH2传递到氧的过程中，有多少质子从线粒体基质泵出，以及有多少质子必须通过ATP合酶返回基质以用于ATP的合成，这样才能从本质上确定ATP的生成数量。目前被广泛接

35、受的观点是：ATP、ADP和无机磷酸通过线粒体内膜的转运是由ATP-ADP载体和磷酸转位酶催化的。已知每合成1个ATP需要3个质子通过ATP合酶。与此同时，把一个ATP分子从线粒体基质转运到胞液需要消耗1个质子，所以每形成1个分子的ATP就需要4个质子的流动。因此，如果一对电子通过NADH电子传递链可泵出10个质子，则可形成2.5 个分子ATP；如果一对电子通过FADH2电子传递链有6个质子泵出，则可形成1.5个ATP分子。计算琥珀酸由FAD氧化和由NAD+氧化的 G0'值（利用表24-1的数据）。设FAD/FADH2氧-还对的E'0接近于0V。解释为什么在琥珀酸脱氢酶催化的反

36、应中只有FAD能作为电子受体而不是NAD+？答：据表24-1的数据，琥珀酸由FAD氧化时，G0'-nFE/0=-2*23062*(0.815+0.18)=-45.89 Kcal，琥珀酸由NAD+氧化时，G0'-nFE/0=-2*23062*(0.815+0.32)=-52.35 Kcal，琥珀酸脱氢酶催化琥珀酸生成延胡索酸，其G0'-nFE/0=-2*23062*(0.815+0.031)=-39.02 Kcal, 而当设FAD/FADH2氧-还对的E'0接近于0V时，其G0'-nFE/0=-2*23062*(0.815+0.0)-37.59, 琥珀酸脱

37、氢酶催化琥珀酸生成延胡索酸产生的自由能略大于FAD/FADH2氧-还对氧化时产生的自由能，小于NAD+氧化时产生的自由能，因此琥珀酸在琥珀酸脱氢酶催化的反应中只有FAD能作为电子受体而不是NAD+。电子传递链产生的质子电动势为0.2V，转运2、3、4个质子，温度为25,所得到的有效自由能为多少？用这些能可合成多少ATP分子？答：根据公式G0'nFE/0? , 电子传递链产生的质子电动势为0.2V，转运2、3、4个质子所能得到的有效自由能分别为：38.56 KJ/mol、57.84 KJ/mol、77.11 KJ/mol。由于在生理条件下合成一分子ATP大约需要40-50 KJ/mol的

38、自由能，因此，转运2至3个质子，可合成1个ATP分子，转运4个质子大约可合成1-2个ATP分子。第25章 戊糖磷酸途径和糖的其他代谢途径向含有戊糖磷酸途径全部有关酶和辅助因子的溶液中，加入在C6上具有放射性标记的葡萄糖，请问哪些物质上会有放射性标记？答：核糖-5-磷酸C5出现放射性标记写出由葡萄糖-6-磷酸转变为核糖-5-磷酸，不必同时计算NADPH的化学方程式。答：5葡萄糖-6-磷酸 核糖-5-磷酸+ADP+H+）写出葡萄糖-6-磷酸合成NADPH而不涉及戊糖的化学方程式。答：葡萄糖-6-磷酸+12NADPH+7H20 CO2+12NADPH+12H+Pi鸡蛋清中有一种对生物素亲和力极高的抗

39、生物素蛋白。它是含生物素酶的高度专一的抑制剂，请考虑它对下列反应有无影响：葡萄糖 丙酮酸 丙酮酸葡萄糖核糖-5-磷酸葡萄糖 丙酮酸草酰乙酸答：生物素是丙酮酸羧化酶的辅基，该酶可羧化丙酮酸生成草酰乙酸并进而逐步生成葡萄糖。因此，鸡蛋清中对生物素亲和力极高的抗生物素蛋白对反应1和3无影响，对反应2和4有影响。计算从丙酮酸合成葡萄糖需提供多少高能磷酸键？答：需6个高能磷酸键。维持还原型谷胱苷肽GSH的浓度为10mmol/L，氧化型GSSH的浓度为1mmol/L，所需的NADPH/NADP+比例应是多少？（参看第24章氧还电势表）答：谷胱苷肽由NADPH还原的E0'=+0.09V，因此G0&#

40、39;=-4.15kcal/mol。相应的平衡常数为1126所需的NADPH/NADP+比值等于8.9×10-2。比较柠檬酸循环途径和戊糖磷酸途径的脱羧反应机制。答：在柠檬酸循环途径有2步脱羧反应，其机制分别是：在异柠檬酸脱氢酶催化下，异柠檬酸脱氢被氧化成草酰琥珀酸，然后脱掉CO2并加上一H+,生成-酮戊二酸；-酮戊二酸地-酮戊二酸脱氢酶系催化下，脱掉CO2，生成羟丁基-TPP，羟丁基-TPP与硫辛酰胺及CoA-SH 反应，生成琥珀酰-CoA。戊糖磷酸途径的脱羧反应发生在6-磷酸葡萄糖生成核酮糖-5-磷酸的反应中，其机制为：葡萄糖-6-磷酸脱氢酶催化下，葡萄糖-6-磷酸形成6-磷酸葡

41、萄糖酸-内酯，6-磷酸葡萄糖酸-内酯在一专一内酯酶作用下水解，形成6-磷酸葡萄糖酸，6-磷酸葡萄糖酸在6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶作用下，形成核酮糖-5-磷酸。糖酵解 、戊糖磷酸途径和葡糖异生途径之间如何联系？ 答：磷酸戊糖途径以葡萄糖-6-磷酸为起始物进入一个循环过程。该途径的第一阶段涉及氧化性脱羧反应，生成5-磷酸核酮糖和NADPH。第二阶段是非氧化性的糖磷酸酯的相互转换。由于转酮醇酶和转醛醇酶催化反应的可逆性，使磷酸戊糖途径与糖酵解以及糖的异生作用发生了密切的联系，各途径中的中间物如果糖-6-磷酸和甘油醛-3-磷酸等可以根据细胞的需要进入到对方代谢途径中去。比较糖醛酸循环和柠檬酸循环。糖醛酸的

42、存在有何特殊意义？答：糖醛酸途径(glucuronate pathway)是指从葡萄糖-6-磷酸或葡萄糖-1-磷酸开始，经UDP-葡萄糖醛酸生成葡萄糖醛酸和抗坏血酸的途径。柠檬酸循环（citric acid cycle）是用于乙酰CoA中的乙酰基氧化成CO2的酶促反应的循环系统，该循环的第一步是由乙酰CoA经草酰乙酸缩合形成柠檬酸。糖醛酸的存在有何特殊意义有：在肝中糖醛酸与药物（含芳环的苯酚、苯甲酸）或含-OH、-COOH、-NH2、-SH基的异物结合成可溶于水的化合物，随尿、胆汁排出，起解毒作用；UDP糖醛酸是糖醛酸基的供体，用于合成粘多糖（硫酸软骨素、透明质酸、肝素等）；从糖醛酸可以转变成

43、抗坏血酸（人及灵长动物不能，缺少L-古洛糖酸内酯氧化酶）；从糖醛酸可以生成5-磷酸木酮糖，可与磷酸戊糖途径连接。为什么有人不能耐受乳糖？而乳婴却靠乳汁维持生命？答：有些人小肠中的乳糖酶活性很低或是没有，致使乳糖不能消化或是消化不完全，不能被小肠吸收。乳糖在小肠内会产生很强的渗透效应，流向大肠。在大肠内，乳糖被细菌转变为有毒物质，出现腹胀、恶心、绞痛以及腹泻等所谓乳糖不耐受症状。由于绝大多数乳婴小肠中含有足够活性的乳糖酶，因此能消化乳糖，可能靠乳汁为生。糖蛋白中寡糖与多肽链的连接形式有几种类型？ 答：糖蛋白中寡糖与多肽链的，简称糖肽键。糖肽链的类型可以概况为：N-糖苷键型：寡糖链（GlcNAC的

44、-羟基）与Asn的酰胺基、N-未端的a-氨基、Lys或Arg的W-氨基相连。 O-糖苷键型：寡糖链（GalNAC的-羟基）与Ser、Thr和羟基赖氨酸、羟脯氨酸的羟基相连。 S-糖苷键型：以半胱氨酸为连接点的糖肽键。 酯糖苷键型：以天冬氨酸、谷氨酸的游离羧基为连接点。N-连寡糖和O-连寡糖的生物合成有何特点？ 答：N-连寡糖和O-连寡糖的生物合成特点分别是N-糖链的合成是和肽链的生物合成同时进行的，而O-糖链的合成是在肽链合成后，对肽链进行修饰加工时将糖基逐个连接上去的。第26章 糖原的分解和生物合成写出糖原分子中葡萄糖残基的连接方式。答：糖原分子中葡萄糖残基的连接方式有两种，一种是以（1,4

45、）糖苷键连接，另一种是在多糖分子的分支处，以（1,6）糖苷键连接。糖原降解为游离的葡萄糖需要什么酶？答：糖原降解为游离的葡萄糖需要的酶有：糖原磷酸化酶、糖原脱支酶、磷酸葡萄糖变位酶和葡萄糖-6-磷酸酶。糖原合成需要什么酶？答：糖原合成需要的酶有：UDP-葡萄糖焦磷酸化酶、糖原合成酶和糖原分支酶。从“O”开始合成糖原需要什么条件？答：由于糖原合成酶只能催化将葡萄糖残基加到已经具有4个以上葡萄糖残基的葡聚糖分子上，因此，从“O”开始合成糖原需要有一种被叫做生糖原蛋白的“引物”存在。肾上腺素 、胰高血糖素对糖原的代谢怎样起调节作用？答：机体血糖降低可引起胰高血糖素和肾上腺素分泌增加，此时细胞内cAM

46、P含量增加，促使有活性的a激酶增加。a激酶一方面时糖原合酶磷酸化失去活性，一方面通过磷酸化酶b激酶使磷酸化酶变成有活性的磷酸化酶a，最终结果使糖原合成减少，糖原分解增加，使血糖升高。当激素水平降低时，一方面由于已生成的cAMP被磷酸二酯酶分解为5、AMP，从而停止对糖原降解的刺激作用；另一方面又由于磷酸化酶a去磷酸化转变为磷酸化酶b而使糖原降解停止。血糖浓度如何维持相对稳定？ 答：维持正常的血糖浓度对于维持机体的正常生命活动，特别是脑细胞的功能具有极其重要的意义。血糖的来源主要是糖类食物（主要是淀粉）消化吸收后进入血液，其次为肝糖原和肌糖原分解为葡萄糖（糖原为多糖，又称动物淀粉），在饥饿时主要

47、依靠糖异生，即从非糖物质（如氨基酸、甘油、乳酸等）转变为葡萄糖。糖类食物消化后的产物葡萄糖吸收入血后，在胰岛素的作用下，一部分进入组织细胞氧化分解释放出能量，供细胞利用；剩余部分在肝脏和肌肉合成肝糖原和肌糖原贮存起来，因此，血糖不断被组织细胞利用，肝糖原和肌糖原又不断分解释放葡萄糖入血，维持血糖浓度的相对稳定。但肝脏和肌肉贮存糖原的量有限，如果消化道不继续吸收葡萄糖入血（饥饿不进食时），血糖势必要降低。在这种情况下体内的脂肪便开始分解，成为体内能量的主要来源。脂肪分解产生的甘油经糖异生转变为葡萄糖，产生的脂肪酸可被体内大多数组织细胞（脑细胞除外）利用，这样又可节省部分葡萄糖为脑细胞利用，也可减

48、少或不动用蛋白质。如果饥饿时间较长，不但脂肪分解，而且体内蛋白质也分解，分解产生的氨基酸也经糖异生转变为葡萄糖，以维持基本的血糖水平。通过糖原分解、糖异生及动用脂肪，即使饥饿几天后，血糖浓度也仅降低百分之几。将一肝病患者的糖原样品与正磷酸 、磷酸化酶 、脱支酶（包括转移酶）共同保温，结果得到葡萄糖-1-磷酸和葡萄糖的混合物二者的比值：葡萄糖-1-磷酸 =100，试推测该患者可能缺乏哪种酶？ 葡萄糖答：患者缺乏脱支酶。第27章 光合磷酸化根据放氧测定绿色植物的光合作用速率当用680nm波长的光照射时比用700nm光时高，但用这两种光一起照射时给出的光合作用速率比单独使用这两种波长光中的任一种光时

49、高。请解释。答：这是由于放氧的光合细胞有两个光反应的参与，一个是利用700 nm 波长的光，另一个利用 680 nm 波长的光。当用这两种光一起照射时，这两种波长的光互相协作，产生“Emerson 增益效应”，使给出的光合作用速率比单独使用这两种波长光中的任一种光时高。光系统I中处于基态的P700，E0'为+0.4V，当受700nm光激发时转变为P700*，E0'为-1.0V。在此光反应中P700为捕获光能的效率是多少？答：在此光反应中P700为捕获光能的效率是79%。当光系统I在标准条件下吸收700nm红光时P700的标准还原电势E0'由+0.4V变为-1.2V。被吸

50、收的光能有百分之多少以NADPH（E0'=-0.32V）形式被储存？答：被吸收的光能有45%以NADPH（E0'=-0.32V）形式被储存。在无ADP和Pi存在下用光照射菠菜叶绿体，然后停止光照（在暗处），加入ADP和Pi。发现在短时间内有ATP合成。请解释原因。 答：这是由于用光照射菠菜叶绿体时，质子通过叶绿体的类囊体膜，进入类囊体腔，形成跨膜pH梯度。在暗处加入ADP和Pi后，质子通过ATP合酶从膜内流向膜外，推动ADP和Pi合成ATP。如果水的光诱导氧化反应（引起放氧）的G0'为-25kJ/mol。光系统中光产生的最初氧化剂的E0'值是多少？答：光系统中光

51、产生的最初氧化剂的E0'值是+0.88V。在充分阳光下，25，pH7的离体叶绿体中ATP 、ADP和Pi的稳态浓度分别为3mmol/L 、0.1mmolL和10mmol/L。 在这些条件下，合成ATP反应的G是多少？在此叶绿体中光诱导的电子传递提供ATP合成所需的能量（通过质子动势），在这些条件下合成ATP所需的最小电势差（E0'）是多少？假设每产生1分子ATP要求2e-通过电子传递链。答：在这些条件下，合成ATP反应的G是50.3 kJ/mol;在这些条件下合成ATP所需的最小电势差（E0'）是0.26V。如果非循环光合电子传递导致3H+/e-的跨膜转移，循环光合电子

52、传递导致2H+/e-的跨膜转移。问非循环光合磷酸化的和 循环光合磷酸化的ATP合成效应（以合成一个ATP所需吸收的光子表示）是多少？（假设CF1CF0ATP合酶产生1ATP/3H+）。答： 2hv/ATP；1.5hv/ATP。真核光养生物非循环光合电子传递中ATP/2e-的实际比值并不确定。试计算从光系统到光系统的光合电子传递中ATP/2e-的最大理论比值。假设在细胞条件下，生成ATP的G为+50kJ/mol，并假设EE0'。（提示：P680+/P680电对和P700+/P700电对的E0'分别为-0.6V和+0.4V）答：从光系统到光系统的光合电子传递中ATP/2e-的最大理

53、论比值是3.9。如果使用碳1位上标记14C的核酮糖-5-磷酸作为暗反应底物。3-磷酸甘油酸的哪位碳将被标记？答：碳3 将被标记。在1轮循环中将有6molCO2和6mol未表标记的核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)发生反应，产生1mol葡糖-6-磷酸，并重新生成6molRuBP。问： 在重新生成的RuBP哪两个碳原子将不被标记；在重新生成的RuBP中其它3个碳原子各自被标记的百分数是多少？答：C3和C4不被标记； 1/6在C1，1/6在C2，3/6在C3。其余1/6被等分地标记在葡糖-6-磷酸的C3和C4上。第28章 脂肪酸的分解代谢说明经典的Knoop对脂肪酸氧化的实验和结论。比较他的假说与现

54、代 -氧化学说的异同。答：Knoop 用把偶数或奇数碳的脂肪酸分子末端甲基接上苯基，用这带“示踪物”的脂肪酸喂狗，然后分析排出的尿液，示踪物苯基在体内不被代谢，而以某一特定的有机化合物被排出。Knoop的实验结论是：脂肪酸氧化每次降解下一个2碳单元的片段，氧化是从羧基端的-位碳原子开始的，释下一个乙酸单位。现代 -氧化学说支持Knoop的基本观点，但与现代 -氧化学说相比，Knoop的假说有以下差异：切下的两个碳原子单元是乙酰-C0A,而不是醋酸分子；反应系列中的全部中间产物是结合在辅酶A上的；降解的起始需要ATP的水解。计算一分子硬脂肪酸彻底氧化成CO2及H2O产生的ATP分子数，并计算每克硬脂肪酸彻底氧化的自由能。答：一分子硬脂酸需要经过8轮氧化，生成9个乙酰CoA，8个FADH2 和8NADH，9个乙酰CoA可生成ATP：10×9=90个；8个FADH2可生成ATP ：1.5×8=12个；8个NADH可生成ATP：2.5×8=20个；以上总计为122个ATP，但是硬脂酸活化为硬脂酰CoA时消耗了两个高能磷酸键，一分子硬脂肪酸净生成120个ATP。（2）120个ATP水解的标准自由能为120×（30.54）KJ=3664.8KJ，硬脂肪酸的相对分子质量为