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文档简介
第一章第一章 糖类化学习题集糖类化学习题集 一、选择题 1. 下列哪种糖无还原性? A.麦芽糖 B.蔗糖 C. .果糖 D.木糖 4. 下图的结构式代表哪种糖? A.-D-葡萄糖 B.-D-葡萄糖 C.-D-半乳糖 D.-D-半乳糖 E.-D-果糖 7. 下列哪种糖不能生成糖脎? A.葡萄糖 B.果糖 C.蔗糖 D.乳糖 E.麦芽糖 10. 有关糖原结构的下列叙述哪些是正确的? (1).有 -1,4 糖苷键 (2).有 -1,6 糖苷键 (3).糖原由 -D-葡萄糖组成 (4).糖原是没有分支的分子 A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4 答案:1B 4C 7C 10A 二、是非题 1. 果糖是左旋的,因此它属于 L-构型。 2. 从热力学上讲,葡萄糖的船式构象比椅式构象更稳定。 3. 糖原、淀粉和纤维素分子中都有一个还原端,所以它们都有还原性。 4. 同一种单糖的 -型和 -型是对映体。 5. 糖的变旋现象是指糖溶液放置后,旋光方向从右旋变成左旋或从左旋变成右旋。 6. D-葡萄糖的对映体为 L-葡萄糖,后者存在于自然界。 7. D-葡萄糖,D-甘露糖和 D-果糖生成同一种糖脎。 10. 肽聚糖分子中不仅有 L-型氨基酸,而且还有 D-型氨基酸。 答案:1 错 2 错 3 错 4 错 5 错 6 错 7 对 10 对 三、填空题 1.纤维素是由_组成,它们之间通过_糖苷键相连。 3.人血液中含量最丰富的糖是_,肝脏中含量最丰富的糖是 _,肌肉中 含量最丰富的糖是_。 4.乳糖是由一分子_和一分子_组成,它们之间通过_ 糖苷键相连。 6. -D(+)-与 -D(+) -葡萄糖 分子头部结构不同,它们互称为_ 。 7.糖苷是指糖的_和醇、酚等化合物失水而形成的缩醛(或缩酮)等形式的化合物。 8.判断一个糖的 D-型和 L-型是以_碳原子上羟基的位置作依据。 9.蔗糖是由一分子 和 组成,它们之间通过 糖苷键相连。 答案: 1 D-葡萄糖 -1,4 3 葡萄糖 糖原 糖原 4 D-半乳糖 D-葡萄糖 1-半乳糖-4-D- 葡萄糖 6. 异头物 7 半缩醛(或半缩酮)羟基 8离羰基最远的一个不对称 9 葡萄糖,果糖,Glc(11)Fru; 脂类化学习题集 一、单选题 1. 下列有关甘油三酯的叙述,哪一个不正确? A.甘油三酯是由一分子甘油与三分子脂酸所组成的酯 B.任何一个甘油三酯分子总是包含三个相同的脂酰基 C.在室温下,甘油三酯可以是固体,也可以是液体 D.甘油三酯可以制造肥皂 E.甘油三酯在氯仿中是可溶的 2. 从某天然脂肪水解所得的脂酸,其最可能的结构是 A. B. C. D. E. 3. 脂肪的碱水解称为 A.酯化 B.还原 C.皂化 D.氧化 E.水解 4. 下列哪种叙述是正确的? A.所有的磷脂分子中都含有甘油基 B.脂肪和胆固醇分子中都含有脂酰基 C.中性脂肪水解后变成脂酸和甘油 D.胆固醇酯水解后变成胆固醇和氨基糖 E.碳链越长,脂酸越易溶解于水 -水相互作用中,哪个最稳定? 9. 卵磷脂含有的成分为 A.酸,甘油,磷酸,乙醇胺 B.脂酸,磷酸,胆碱,甘油 C.磷酸,脂酸,丝氨酸,甘油 D.脂酸,磷酸,胆碱 E.脂酸,磷酸,甘油 10. 磷脂酰丝氨酸在 pH7 时所带净电荷为 A.-1 B.-2 C.+1 D.+2 E.0 答案:1.B 2.B 3C 4C 9B 10A 二、是非题 1. 自然界中常见的不饱和脂酸多具有反式结构。 3 2. 磷脂是中性脂。 3. 植物油的必需脂酸含量丰富,所以植物油比动物油营养价值高。 4. 天然存在的磷脂是 L-构型。 8. 脂肪和胆固醇都属脂类化合物,它们的分子中都含有脂肪酸。 9. 磷脂和糖脂都属于两亲化合物。 答案:1 错。 2.错。3.对。4 对。8.错。9.对。 三、填空题三、填空题 1.磷脂酰胆碱(卵磷脂)分子中_为亲水端,_为疏水端。 4.脂类化合物具有以下三个特征(1)_;(2)_;(3)_。 5.固醇类化合物的核心结构是_。 答案: 1、 磷酰胆碱 脂酸的碳氢链 4 、不溶解于水而溶于脂溶剂 为脂酸与醇所组成的酯类及其衍生物 能被生物体所利用, 作为构造组织、修补组织或供给能量之用 5、 环戊烷多氢菲 第三章第三章 蛋白质蛋白质 (一)名词解释 1兼性离子; 2.等电点; 3.蛋白质二级结构; 7.肽平面(肽单位); 9.蛋白质的 变性作用; 10.波尔效应(Bohr 效应) ; 13.盐溶与盐析 (二)填充题 1.氨基酸在等电点时,主要以_离子形式存在,在 pHpI 的溶液中,大部分 以_离子形式存在,在 pHpI 的溶液中,大部分以_离子形式存在。 2.组氨酸的 pK1(-COOH)值是 1.82,pK2 (咪唑基)值是 6.00, pK3(-NH3+)值是 9.17, 它的等电点是_。 3.Asp 的 pK1=2.09,pK2= 3.86,pK3=9,82,其 pI 等于_。 4.在近紫外区能吸收紫外光的氨基酸有_、_和_。其中 _的摩尔吸光系数最大。 5 .蛋白质分子中氮的平均含量为_,故样品中的蛋白质含量常以所测氮量乘以 _即是。 6、影响血红蛋白与氧结合的因素有 、 、 和 等。 7.除半胱氨酸和胱氨酸外,含硫的氨基酸还有_,除苏氨酸和酪氨酸外,含羟 基的氨基酸还有_,在蛋白质中常见的 20 种氨基酸中,_是一种亚氨基 酸,_不含不对称碳原子。 8.蛋白质的氨基酸残基是由_键连接成链状结构的,其氨基酸残基的_称 蛋白质的一级结构。 9.-折叠片结构的维持主要依靠两条肽键之间的肽键形成_来维持。 10.在螺旋中 C=O 和 NH 之间形成的氢键与_基本平行,每圈螺旋包含_ 个氨基酸残基,高度为_,每个氨基酸残基使螺旋轴上升_,并沿轴旋转_ 度。 11.蛋白质颗粒在电场中移动的速率主要取决于_的大小和_量的多少。 12.用凝胶过滤法分离蛋白质,相对分子质量较小的蛋白质在柱中滞留的时间较 _,因此最先流出凝胶柱的蛋白质,其相对分子质量最_。 13.血红蛋白的辅基是_,当其中的 1 个亚基与氧结合后,其余亚基与氧的亲合 力_,这种现象称_,当 CO2或 H+浓度增高时,血红蛋白与氧的亲合力 _,这种现象称_。 14 蛋白质变性时空间结构_,而一级结构_,变性后,蛋白质的溶解 度一般会_,生物学功能_。 15.稳定蛋白质胶体溶液的因素是_和_。 19 .一般说来,球状蛋白质在其分子内部含有_性氨基酸残基,而在分子外表面 含_性氨基酸残基。 20.胰蛋白酶专一性地切断_和_的羧基端肽键。 (三)选择题(在备选答案中选出 1 个或多个正确答案) 1.下列蛋白质组分中,哪一种在 280nm 具有最大的光吸收? A. 色氨酸的吲哚环 B. 酪氨酸的酚环 C. 苯丙氨酸的苯环 D. 半胱氨酸的硫原子 E. 肽键 2.关于氨基酸的叙述哪一项是错误的? A. 酪氨酸和丝氨酸含羟基 B.酪氨酸和苯丙氨酸含苯环 C. 亮氨酸和缬氨酸是支链氨基酸 D.赖氨酸和精氨酸是碱性氨基酸 E. 谷氨酸和天冬氨酸含两个氨基 3.在 pH7 时,其 R 基带有电荷的氨基酸是 A. 缬氨酸 B. 甘氨酸 C. 半胱氨酸 D. 酪氨酸 E. 赖氨酸 4.每个蛋白质分子必定具有的结构是什么 A. -螺旋 B. -折叠 C. 三级结构 D. 四级结构 5.下列哪一种氨基酸侧链基团的 pKa 值最接近于生理 pH 值? A. 半胱氨酸 B. 谷氨酸 C. 谷氨酰胺 D. 组氨酸 E. 赖氨酸 6. Arg 的 pK1=2.17,pK2=9.04, pK3=12.48 其 pI等于 A .5.613 B. 7.332 C. 7.903 D. 10.76 7.关于蛋白质中 L-氨基酸之间形成的肽键,下列哪些叙述是正确的 A. 具有部分双键的性质 B. 比通常的 C-N 单键短 C. 通常有一个反式构型 D. 能自由旋转 8.典型的螺旋是 A. 2.610 B. 310 C. 3.613 D. 4.015 E. 4.416 9.维持蛋白质分子中的 螺旋主要靠 A. 盐键 B. 范德华键 C. 共价键 D. 氢键 10.维系蛋白质三级结构稳定的最重要的键或作用力是 A 盐键 B 二硫键 C 氢键 D 疏水作用力 E 范德华力 11.血红蛋白质的氧合曲线是 A.双曲线 B.抛物线 C. S 形曲线 D.直线 E.钟罩形 12.维持蛋白质二级结构的主要化学键是 A.肽键 B.二硫键 C.氢键 D.疏水键 13.存在于蛋白质分子中的下列作用力,哪项不是次级键 A .氢键 B.肽键 C.盐键 D.疏水键 E.二硫键 14.关于蛋白质三级结构的描述错误的是 A.有三级结构的蛋白质均有酶活性 B.球蛋白均有三级结构 C.三级结构的稳定性由多种次级键维系 D.亲水基团多分布在三级结构的表面 5 E.决定盘曲折叠的因素是氨基酸序列 15.某蛋白质的等电点为 7.5,在 pH6.0 的条件下进行电泳,它的泳动方向是 A.在原点不动 B.向正极移动 C.向负极移动 D.无法预测. 17.有一蛋白质水解产物在 pH6 用阳离子交换柱层析时,第一个被洗脱下来的氨基酸是 A. Val(pI 为 5.96) B. Lys(pI 为 9.74) C. Asp(pI 为 2.77) D. Arg (pI 为 10.76) 25.一个生物样品的含氮量为 5%,它的蛋白质含量为 A .12.50% B. 16.00% C. 38.00% D. 31.25% (四)判断题 1.氨基酸为氨基取代的羧酸,可直接用酸碱滴定法进行定量测定。 2.当溶液的 pH 等于某一可解离基团的 pKa 时,该基团一半被解离。 3.在 pH 很高或很低的溶液中,氨基酸主要以非离子化形式出现。 4.肽链的主链有 1/3 化学键不能旋转。 5.在 -螺旋中,每 3.6 个氨基酸绕一圈,并形成 1 个氢键。 6.球蛋白的三维折叠多采取亲水侧基在外,疏水侧基藏于分子内部的结构模式。 7.血红蛋白与氧的结合能力随 pH 降低而增高。 8.当溶液的 pH 小于某蛋白质的 pI 时,该蛋白质在电场中向阳极移动。 (五)分析和计算题 2.分别计算谷氨酸、精氨酸和丙氨酸的等电点。 3.在下面指出的 pH 条件下,下列蛋白质在电场中向哪个方向移动?(A 表示向阳极, B 表示向阴极,C 表示不移动)。人血清蛋白:pH5.5,pH3.5;血红蛋白: pH7.07,pH9.0;胸腺组蛋白:pH5.0,pH8.0,pH11.5;已知:人血清蛋白的 pI=4.64 血 红蛋白的 pI=7.07 胸腺组蛋白的 pI=10.8。 4.简述蛋白质溶液的稳定因素。 6.在体外,用下列方法处理,对血红蛋白与氧的亲和力有何影响?(1)pH 值从 7.0 增 加到 7.4;(2) CO2分压从 1000 Pa 增加到 4 000 Pa;(3) O2分压从 6000 Pa 下降到 2000 Pa; (4)2,3-二磷酸甘油酸的浓度从 810-4mol/L 下降到 210-4ol/L;(5)22解聚成单个亚 基。 8.试述蛋白质二级结构的三种基本类型。 9.蛋白质变性后,其性质有哪些变化? 10.为什么大多数球状蛋白质在溶液中具有下列性质。 (1)在低 pH 值时沉淀。 (2)当 离子强度从零逐渐增加时,其溶解度开始增加,然后下降,最后出现沉淀。 (3)在一定的 离子强度下,达到等电点 pH 值时,表现出最小的溶解度。 (4)加热时沉淀。 12.已知牛血清白蛋白含色氨酸 0.58%(按质量计) ,色氨酸相对分子质量为 204。 (1)计算牛血清白蛋白的最低相对分子质量(2)用凝胶过滤测得牛血清 白蛋白相对分子质量大约为 7 万,问牛血清白蛋白分子中含几个色氨酸残基? 参考答案 (一)名词解释 1氨基酸、蛋白质等分子既含有酸性基团,又含有碱性基团,在中性 pH 的水溶液中, 羧基等酸性基团脱去质子带负电荷,氨基等碱性基团结合质子带正电荷,这种既有带负电 荷基团,又有带正电荷基团的离子称兼性离子或两性离子,亦称偶极离子(dipolar ion) 2.调节两性离子(氨基酸、蛋白质等)溶液的 pH,使该两性离子所带的净电荷为零, 在电场中既不向正极,也不向负极移动,此时,溶液的 pH 称该两性离子的等电点(pI) 。 不同结构的两性离子有不同的 pI 值。 3.蛋白质的二级结构是指多肽链中的主链借助氢键,有规则地卷曲折叠成沿一维方向蛋白质的二级结构是指多肽链中的主链借助氢键,有规则地卷曲折叠成沿一维方向 具有周期性结构的构象。具有周期性结构的构象。 7. 肽键中的四个原子和它相邻的两个肽键中的四个原子和它相邻的两个 -碳原子处于同一平面,形碳原子处于同一平面,形 成了酰胺平面,成了酰胺平面, 也称肽平面。也称肽平面。 9.天然蛋白质因受物理的或化学的因素影响,其分子内部原有的高度规律性结构发生 变化,致使蛋白质的理化性质和生物学性质都有所改变,但并不导致蛋白质一级结构的破 坏,这种现象称变性作用。 10.H+和 CO2浓度增加,会降低氧和血红蛋白的亲和力,使得血红蛋白的氧合曲线向右 移动,提高了 O2从血红蛋白的释放量,这种作用称作 Bohy 效应。 13.低浓度的中性盐可以增加蛋白质的溶解度,这种现象称为盐溶。盐溶作用主要是由 于蛋白质分子吸附某种盐类离子后,带电层使蛋白质分子彼此排斥,而蛋白质分子与水分 子间的相互作用却加强,因而溶解度增高。当离子强度增加到足够高时,很多蛋白质可以 从水溶液中沉淀出来,这种现象称为盐析。盐析作用主要是由于大量中性盐的加入使水的 活度降低,原来溶液中的大部分甚至全部的自由水转变为盐离子的结合水。盐析法沉淀出 来的蛋白质一般不变性,且不同的蛋白质可以用不同浓度的盐沉淀出来,称作分段盐析。 盐析法是对蛋白质进行粗分离的常用方法。 (二)填充题 1.两性,负,正; 2. 7.59; 3. 2.97; 4.苯丙氨酸,酪氨酸,色氨酸,色氨酸; 5. 16%,6.25;6、氧浓度、二氧化碳浓度、质子浓度、BPG 7. 甲硫氨酸,丝氨酸,脯氨酸, 甘氨酸; 8. 肽,排列顺序; 9. 氢键; 10. 螺旋轴,3.6,0.54,0.15,100; 11. 分子, 净电荷; 12.长,大; 13. 血红素,增加,正协同效应,下降,Bohr 效应; 14. 破坏, 不变,下降,丧失; 15. 水化层,双电层;16. 糖基;17. 2,2,二硫,2; 18.减少,增 加; 19.疏水,亲水; 20. 赖氨酸,精氨酸; (三)选择题 1.(A)色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸在 280nm 的摩尔消光系数分别为 5 500,540,120,显然色氨酸的光吸收最大。由于大多数蛋白质中含酪氨酸的量比色氨酸多, 蛋白质在 280nm 处的光吸收主要来源于酪氨酸。肽键在 215nm 处具有最大的光吸收,胱 氨酸中的二硫键在 240nm 处只有微弱的光吸收。半胱氨酸中的硫原子在这一波长范围内无 明显光吸收。 2.(E)谷氨酸和天冬氨酸含有两个羧基,而不是含有两个氨基。其它选项的叙述均是 正确的。 3.(E)在 pH7 时,赖氨酸的 R 基上的带有正电荷,缬氨酸和甘氨酸的 R 基不含 3 NH 可解离的基团,半胱氨酸的-SH 和酪氨酸的-OH 在 pH7 时不可能解离,因而不会带电荷。 4.(C) -螺旋是蛋白质常见的、最典型的一种结构元件。而丝心蛋白没有 -螺旋 结构。羊毛、猪毛、鸟毛等蛋白质几乎全是 -螺旋结构,不存在 -折叠。不少蛋白质没 有四级结构,但所有的蛋白质都具有三级结构。 5.(D)组氨酸咪唑基的为 6.0,最接近于生理 pH 值。 pK 6.(D)Arg 是碱性氨基酸,其等电点 pI=1/2(pK2+ pK3) =1/2(9.02+12.48) 7.(A,B,C)肽键的部分双键性质防止了肽键的自由旋转。肽键通常有反式构型, 并且比 C-N 单键短。 7 8.(C)典型的螺旋是 3.613。表示每圈螺旋包含 3.6 个氨基酸残基,氢键所封闭的环 有 13 个原子。 9.(D) 螺旋的构象是相当稳定的,这是因为所有氨基酸残基军参与了链内氢键的 形成。 10.(D)维持蛋白质三级结构最主要的作用力是疏水作用力,二硫键是一种很强的共 价键,但蛋白质形成特定的空间结构,最主要的作用力是氨基酸残基侧链的疏水相互作用。 11.(C)血红蛋白与氧的结合有正协同效应,所以氧合曲线呈 S 形。 12(C)蛋白质的二级结构如螺旋,折叠,转角等均是由氢键维持的。 13. (B,E) 肽键和二硫键属于共价键,氢键、盐键、疏水键、范德华力属于次级键。 14.(A)有些有三级结构的蛋白质没有催化功能。 15.(C)在 pH6.0 的条件下,pI 为 7.5 的蛋白质带正电荷,向负极移动。 17.(C) 氨基酸与阳离子交换树脂作用力的大小次序是碱性氨基酸中性氨基酸酸性 氨基酸。溶液的 pH 高于等电点时氨基酸带正电,低于等电点时氨基酸带负电。选项中 Arg (pI 为 10.76)所带正电荷最多,与交换树脂亲和力最强,后被洗脱。A sp(pI 为 2.77)所 带负电荷最多,与交换树脂亲和力最弱,先被洗脱。 25. (D) 各种蛋白质含氮量的平均值是 16%。因此含氮量为 5%,它的蛋白质含量为 56.25=31.25% (四)判断题 1.错。不能用酸碱滴定法直接进行滴定,只能用甲醛滴定法滴定氨基。 2.对。 3.错 4.对。在多肽链的主链中 1/3 为不能旋转的肽键。 5.错。-螺旋每 3.6 个氨基酸绕一圈,但除螺旋一端的 4 个-N-H 和另一端的 4 个-C=0 不参与形成氢键外,其余的-N-H 和-C=0 均参与氢键的形成。 6.对。 7.错。随着 pH 的降低,血红蛋白与氧的结合力降低,这有利于血红蛋白在 CO2含量 较高的组织释放氧。 8.错。当溶液的 pH 小于某蛋白质的 pI 时,该蛋白质带净正电荷,向阴极移动。 (五)分析和计算题 2.每个氨基酸可解离基团的 pKa 在生化书中可以查到(也可根据酸碱滴定曲线确定) , 氨基酸的净电荷为零时溶液的 pH(即等电点,pI)在滴定曲线上位于两个相应基团 pKa 之 间的中点,在这两个 pKa 点上,它们的净电荷分别是+0.5 和-0.5。因此:(1)根据谷氨酸 的解离曲线,其 pI 应该是它的-羧基和侧链羧基 pK。值之和的算术平均值,即 pI=(2.1+4.07)/2=3.08;(2)精氨酸 pI 应该是它的-氨基和侧链胍基的 pK。和之的算 术平均值,即 pI=(8.99+12.48)/2=10.7;(3)丙氨酸 pI 应该是它的-氨基和-羧基 pKa 值之和的算术平均值,即 pI=(2.35+9.87)/2=6.11。 3.人血清蛋白的 pI=4.64,在 pH5.5 的电场中带负电荷,向阳极移动;在 pH3.5 的电场 中带正电荷,向负极移动。血红蛋白的 pI=7.07,在 pH7.07 不带净电荷,在电场中不移动; 在 pH9.0 时带负电荷,向阳极移动。胸腺组蛋白的 pI=10.8,在 pH5.0 和 pH8.0 时带正电 荷,向阴极移动;在 pH11.5 时带负电荷,在电场中向阳极移动。 4.维持蛋白质溶液稳定的因素有两个:(1)水化膜:蛋白质颗粒表面大多为亲水基团, 可吸引水分子,使颗粒表面形成一层水化膜,从而阻断蛋白质颗粒的相互聚集,防止溶液 中蛋白质的沉淀析出。 (2)同种电荷:在 pHpI 的溶液中,蛋白质带有同种电荷。若 pHpI,蛋白质带负电荷;若 pHKm时,v 趋向于 Vmax,此时只有通过增加E来增加 v。 3.酶的最适温度与酶的作用时间有关,作用时间愈长,则最适温度愈高。 7.在酶的催化反应中,组氨酸残基的咪唑基既可以起碱化作用,也可以起酸化作用。 8.维生素对人体有益,所以摄入的越多越好。 9.摄入的维生素 C 越多,在体内储存的维生素 C 就越多。 (五)分析和计算题 1.称取 25mg 蛋白酶配成 25mL 溶液,取 2mL 溶液测得含蛋白氮 0.2mg,另取 0.1mL 溶液测酶活力,结果每小时可以水解酪蛋白产生 1500g 酪氨酸,假定 1 个酶活力单位 定义为每分钟产生 1g 酪氨酸的酶量,请计算:(1)酶溶液的蛋白浓度及比活。 (2) 每克纯酶制剂的总蛋白含量及总活力。 2.试比较酶的竞争性抑制作用与非竞争性抑制作用的异同。 3.何谓酶的专一性?酶的专一性有哪几类?如何解释酶作用的专一性?研究酶的专一性 有何意义? 5.影响酶反应效率的因素有哪些?它们是如何起作用的? 参考答案参考答案 (一)名词解释 1.米氏常数(Km值):是米氏酶的一个重要参数。m值是酶反应速度(v)达到最大 反应速度(Vmax)一半时底物的浓度(单位 mol 或 mmol) 。米氏常数是酶的特征常数,只 与酶的性质有关,不受底物浓度和酶浓度的影响。 2.寡聚酶:有两个或两个以上亚基组成的酶称为寡聚酶。寡聚酶中的亚基可以是相同 的, 也可以是不同的。亚基间以非共价键结合,容易用酸碱,高浓度的盐或其它的变性剂分离。 寡聚酶的相对分子质量从 35 000 到几百万。 3.活性中心:酶分子中直接与底物结合,并催化底物发生化学反应的部位,称为酶的 活性 中心。由若干个在一级结构上相距很远,但在空间结构上彼此靠近的氨基酸残基集中在一 起 形成具有一定空间结构的区域,该区域与底物相结合并将底物转化为产物,对于结合酶来 说, 辅酶或辅基往往是活性中心的组成成分。 4.竞争性抑制作用:通过增加底物浓度可逆转的一种酶抑制类型。竞争性抑制剂因具 有与底物相似的结构,通常与正常的底物或配体竞争酶的结合部位。这种抑制使得 Km增 大,而 Vmax不变。 5.非竞争抑制作用:抑制剂与酶活性中心以外的基团结合,形成酶-抑制剂或酶-底物- 抑制剂复合物的一种酶促反应抑制作用。这种抑制使得 Vmax变小,但 Km不变。这种抑制 不能通过增加底物浓度的方法解除。 15 6.酶活力:也称酶活性,指酶催化一定化学反应的能力,可用在一定条件下它所催化 的某一化学反应的速度表示。单位:浓度/单位时间。 7.不可逆抑制作用:某些抑制剂通常以共价键与酶蛋白中的必须基团结合,而使酶失 活,抑制剂不能用透析、超滤等物理方法除去,由这样的不可逆抑制剂引起的抑制作用称 不可逆抑制作用。 8.可逆抑制作用:可逆抑制作用的特点是抑制剂以非共价键与酶蛋白中的必须基团结 合,可用透析等物理方法除去抑制剂而使酶重新恢复活性。 (二)填充题 3. -1/Km,1/Vmax; 4. n,小; 5. 蛋白激;蛋白磷酸酯; 6. 1:5; 7. 活化能,活化, 加快; 8. 竞争性,非竞争性; 9. FAD,NAD+,NADP+,B12辅酶; 11. 夜盲,佝偻病,软 骨病,坏血病,糙皮病,维生素 B1,维生素 B2,恶性贫血,巨幼红细胞性贫血; 12. TPP,FMN,FAD,NAD+,NADP+,磷酸吡哆醛,磷酸吡哆胺,磷酸吡哆醛,一碳单位转移酶, 四氢叶酸,羧化酶的辅酶,ACP,CoA; (三)选择题 1.(B)酶是生物催化剂,在反应前后其含量没有发生变化,酶之所以能使反应快速进 行,就是它降低了反应的活化能。 2.(A,B,C,D)Km值是酶的特征性常数,只与酶的性质有关,与酶的浓度无关。酶的 种类不同,Km值不同,同一种酶与不同底物作用时,Km值也不同,Km值愈小,酶与 底物亲和力愈大。 4.(A)同工酶是指催化的化学反应相同但分子结构和理化性质有所不同的一组酶。这 类酶存在于生物的同一种属或同一个体的不同组织、甚至同一组织或细胞中。 通常参与反应的底物浓度远高于酶浓度,因此被酶结合的底物量非常少,可以忽略不 计。 7.(B)酶的比活力是指单位质量的酶蛋白所含的活力单位数。 (四)判断题 1.错。底物应该过量才能更准确的测定酶的活力。 2.对。当SKm时,v 趋向于 Vmax,因为 v=k3E,所以可以通过增加E来增加 v。 3.错。酶最适温度与酶的作用时间有关,作用时间越长,则最适温度低。 7.对。 8.错。维生素摄入不足能引起疾病,摄入过多的脂溶性维生素可以在体内储存而引起 维生素中毒。 9.错。维生素 C 是水溶性的,在体内不能储存。 (五)分析和计算题 1.(1)蛋白浓度=0.26.25mg/2mL=0.625mg/mL; (2)比活力=(1500/601ml/0.1mL)0.625mg/mL=400U/mg; (3)总蛋白=0.625mg/mL1000mL=625mg; (4)总活力=625mg400U/mg=2.5105U。 2.竞争性抑制是指抑制剂 I 和底物 S 对游离酶 E 的结合有竞争作用,互相排斥,已结 合底物的 ES 复合体,不能再结合 I;同样已结合抑制剂的 EI 复合体,不能再结合 S。多数 竞争性抑制在化学结构上与底物 S 相似,能与底物 S 竞争与酶分子活性中心的结合,因此, 抑制作用大小取决于抑制剂与底物的浓度比,加大底物浓度,可使抑制作用减弱甚至消除。 竞争性抑制作用的双倒数曲线与无抑制剂的曲线相交于纵坐标 I/Vmax处,但横坐标的截距, 因竞争性抑制存在而变小,说明该抑制作用,并不影响酶促反应的最大速度 Vmax,而使 Km值变大。非竞争性抑制是指抑制剂 I 和底物 S 与酶 E 的结合互不影响,抑制剂 I 可以和 酶 E 结合生成 EI,也可以和 ES 复合物结合生成 ESI。底物 S 和酶 E 结合成 ES 后,仍可 与 I 结合生成 ESI,但一旦形成 ESI 复合物,再不能释放酶 E 和形成产物 P。其特点是:I 和 S 在结构上一般无相似之处,I 常与酶分子活性部位以外的化学基团结合,这种结合并 不影响底物和酶的结合,增加底物浓度并不能减少 I 对酶的抑制程度。非竞争性抑制剂的 双倒数曲线与无抑制剂的曲线相交于横坐标- 1/Km处,但纵坐标的截距,因竞争性抑制存 在变大,说明该抑制作用,不影响酶促反应的 Km值,而使 Vmax值变小。 3.酶的专一性是指酶对催化的反应和反应物所具有的选择性。根据对底物的选择性, 酶的专一性可以分为结构专一性和立体异构专一性。结构专一性指每对底物的特征结构 化学键或功能团等有选择,例如肽酶只能水解肽键, 酯酶只作用酯键。立体异构专一性 指酶对底物的构型有选择。例如只作用于 L 构型或只作用于顺式构型。根据过渡态互补假 说,酶的专一性实质上是酶与底物分子在结构上互补。(参考作业)研究酶的专一性可以揭 示酶的催化机理,获得有关酶的结构与功能信息,为酶的应用、酶分子设计或分子修饰提 供指导。在生物化工中运用酶的专一性可以减少副反应,特别是利用酶的立体异构专一性 进行不对称合成或不对称拆分。 5. 影响酶催化效率的有关因素包括:(1)底物和酶的邻近效应与定向效应,邻近效 应是指酶与底物结合形成中间复合物后,使底物和底物(如双分子反应)之间,酶的催化 基团与底物之间结合于同一分子而使有效浓度得以极大的升高,从而使反应速率大大增加 的一种效应;定向效应是指反应物的反应基团之间和酶的催化基团与底物的反应基团之间 的正确取位产生的效应。 (2)底物的形变和诱导契合(张力作用) ,当酶遇到其专一性底物 时,酶中某些基团或离子可以使底物分子内敏感键中的某些基团的电子云密度增高或降低, 产生“电子张力”,使敏感键的一端更加敏感,底物分子发生形变,底物比较接近它的过渡 态,降低了反应活化能,使反应易于发生。 (3)酸碱催化,酸碱催化是通过瞬时的向反应 物提供质子或从反应物接受质子以稳定过渡态,加速反应的一类催化机制。 (4)共价催化, 在催化时,亲核催化剂或亲电子催化剂能分别放出电子或接受电子并作用于底物的缺电子 中心或负电中心,迅速形成不稳定的共价中间复合物,降低反应活化能,使反应加速。 (5)微环境的作用:酶的活性部位形成的微环境通常是疏水的,由于介电常数较低,可以 加强有关基团之间的静电相互作用,加快酶促反映的速度。在同一个酶促反应中,通常会 有上述的 3 个左右的因素同时起作用,称作多元催化。 第第 5 5 单元单元 生物氧化生物氧化 (一)名词解释 1.呼吸链; 2.氧化磷酸化作用; 3.磷氧比值(PO) ; 4. 底物水平磷酸化; 5. 解偶联剂;6. 化学渗透学说 (二)(二)填空填空 1.生物分子的 E0值小,则电负性 ,供出电子的倾向 。 2.PO 值是指 ,NADH 的 PO 值是,还原性维生素 C 的 PO 值是 , 在 DNP(2,4-二硝基苯酚)存在的情况下,氧化分解琥珀酸的 PO 值是。 3.在呼吸链中,氢或电子从 氧还电势的载体依次向 氧还电势的载体传 递。 4.化学渗透学说认为:呼吸链组分定位于 内膜上,其递氢体有 泵作用, 因而造成内膜两侧的 差,同时被膜上 合成酶所利用,促使 ADP + Pi ATP。 17 (三)(三)选择题选择题(在备选答案中选出 1 个或多个正确答案) 1.生物氧化的反应类型不包括下列哪种反应? A.脱氢反应 B.失电子反应 C.羟化反应 D.脱羧反应 E.加水脱氢反应 2.如果质子不经过 F1/F0-ATP 合成酶回到线粒体基质,则会发生 A.氧化 B.还原 C.解偶联 D.紧密偶联 E.主动运输 3.有关呼吸链的正确叙述是 A.两类呼吸链都由四种酶的复合体组成 B. 电子传递体同时兼有传氢体的功能 C.传氢体同时兼有传递电子的功能 D.抑制细胞色素 aa3,则呼吸链各组分都呈氧 化态 E.呼吸链组分通常按 E0大到小的顺序排列 4.下述哪种物质专一性地抑制 F0因子: A.鱼藤酮 B.抗霉素 A C.2,4-二硝基酚 D.缬氨霉素 E.寡霉素 5.下列关于化学渗透学说的叙述哪一条是不对的 A.各递氢体和递电子体都有质子泵的作用 B.呼吸链各组分按特定的位置排列在线粒体内膜上 C.H+返回膜内时可以推动 ATP 酶合成 ATP D.线粒体内膜外侧 H+不能自由返回膜 内 E.ATP 酶可以使膜外侧 H+返回膜内侧 6.呼吸链的各细胞色素在电子传递中的排列顺序是(福建师范大学 1999 年考研题) A.c1bcaa3O2 B.cc1baa3O2; C.c1cbaa3O2; D.bc1caa3O2; E.bcc1aa3O2 (四)(四)是非题是非题 1.生物氧化只有在氧气存在的条件下才能进行。 2.NADH 脱氢酶是以 NAD+为辅酶的脱氢酶的总称。 3.代谢物脱下的 2 摩尔氢原子经呼吸链氧化成水时,所释放的能量都储存于高能化合 物中。 4.寡霉素专一地抑制线粒体 F1F0-ATPase 的 F0,从而抑制 ATP 的合成。 (五)(五)分析与计算题分析与计算题 1.什么叫呼吸链?它由哪些组分组成?有哪些方法可用来确定电子传递顺序? 2.为什么在通气条件下生产等量的酵母菌体所消耗的葡萄糖量明显低于静置培养? 参考答案参考答案 (一)名词解释 1.代谢物分子中的氢原子在脱氢酶作用下激活脱落后,经过一系列传递体的传递,最 终将电子交给被氧化酶激活的氧而生成水的全部体系,称为呼吸链或电子传递链。 2.伴随着呼吸链电子传递过程发生的 ATP 的合成称为氧化磷酸化。氧化磷酸化是生物 体内的糖、脂肪、蛋白质氧化分解,并合成 ATP 的主要方式。 3.在氧化磷酸化过程中,每消耗 1 摩尔氧原子与所消耗的无机磷酸的摩尔数称磷氧比 值(PO) 。 4.在底物被氧化的过程中,底物分子内部能量重新分布产生高能磷酸键(或高能硫酯 键) ,由此高能键提供能量使 ADP(或 GDP)磷酸化生成 ATP(或 GTP)的过程称为底物水平 磷酸化。 5.使电子传递和氧化磷酸化作用偶联过程脱离的一类化学物质称为解偶联剂。它使呼 吸链电子传递过程中泵出线粒体内膜的质子不经质子通道回流,但能通过其它途径使质子 返回线粒体基质,从而破坏了内膜两侧的电化学梯度,结果使电子继续传递、组织耗氧增 加,但没有 ATP 合成。 6.是由英国生物化学家 Peter Mitchell 于 1961 年提出的关于解释呼吸链电子传递与 氧化磷酸化作用偶联机制的一种假说。其基本观点是:电子经呼吸链传递释放的能量,将 质子从线粒体内膜的内侧泵到内膜的外侧,在膜两侧形成电化学梯度而积蓄能量,当质子 顺此梯度经 ATP 合成酶 F0通道回流时,F1催化 ADP 与 Pi 结合,形成 ATP。 (二)(二)填空填空 1.大,强; 2. 氧化磷酸化过程中,每消耗 1 摩尔氧原子与所消耗的无机磷酸的摩尔 数之比,2.5,1,0; 3. 低,高; 4. 线粒体,质子,质子浓度,ATP。 (三)(三)选择题选择题 1.(D)生物体内物质的脱氢反应、失去电子、羟化反应(加单氧)等都是氧化还原反 应,但脱羧反应不涉及电子转移,不是氧化还原反应。 2.(C)当质子不通过 F0进人线粒体基质的时候,ATP 就不能被合成,但电子照样进行 传递,这就意味着发生了解偶联作用。 3. (C)呼吸链并非仅仅由四种酶的复合体组成,呼吸链有些组分如 CytC、CoQ 就游 离于四种酶的复合体之外。呼吸链各种组分都能传递电子,是递电子体,但仅有部分组分 同时能传递氢,是传氢体,如细胞色素、铁硫蛋白组分只能传递电子,不能传递氢。故递 氢体一定是传递电子体,而传递电子体不一定是递氢体。如果抑制呼吸链中 Cytaa3的活性, 则上游组分无法氧化而全部呈还原态。呼吸链各组分的标准氧化还原电位按由低到高顺序 排列,正是这种电位差,电子得以向下游传递。 4. (E)寡霉素是氧化磷酸化抑制剂,它能与 F0的一个亚基专一结合而抑制 F1,从而 抑制 ATP 的合成。 5. (A)化学渗透学说认为,呼吸链中递氢体和递电子体在线粒体内膜上是定向排列 的,递氢体有氢泵作用,而递电子体没有氢泵作用。其它几项叙述都是对化学渗透学说的 正确叙述。 6. (D)各种细胞色素在电子传递中的排列顺序是根据氧化还原电位从低到高排列的。 (四)(四)是非题是非题 1.错。生物氧化中的电子受体可以是 O2,也可以是其它有机或无机化合物,只要有合 适的电子受体,生物氧化就能进行。 2.错。NADH 脱氢酶是指催化 NADH 脱氢氧化的酶,此类酶的辅酶为 FMN 或 FAD,且与 Fe-S 形成复合体,所以 NADH 脱氢酶属于黄素酶类。 3. 错。2 摩尔氢原子经呼吸链氧化成水时,只有部分能量以 ATP 形式储存,还有部分 能量以热的形式散失到环境中。 4. 对。寡霉素是氧化磷化的抑制剂,它与 F1F0-ATPase 的 F0结合而抑制 F1,使线粒 体内膜外侧的质子不能返回膜内, ATP 因此而不能合成。 (五)(五)分析与计算题分析与计算题 1.(1)有机物在生物体内氧化过程中所脱下的氢原子,经过一系列有严格排列顺序的传 递体组成的传递体系进行传递,最终与氧结合生成水,这样的电子或氢原子的传递体系称 为呼吸链或电子传递链。(2)线粒体生物氧化体系中,两类典型的呼吸链都由五类组分组成, 并按一定的顺序定位于线粒体内膜。NADH 呼吸链由 NADH 脱氢酶(复合体) 、泛醌、细胞 色素还原酶(复合体) 、细胞色素 C、细胞色素氧化酶(复合体)组成。FADH2呼吸链 由琥珀酸-Q 还原酶(复合体) 、泛醌、细胞色素还原酶(复合体) 、细胞色素 C、细胞 色素氧化酶(复合体)组成。(3) 呼吸链中各组分的电子传递顺序可通过三种实验方法 19 确定。测定各种电子传递体的标准氧化还原电位E0,电子传递体的E0数值越低, 其失去电子的倾向越大,越容易作为还原剂而处于呼吸链的前面。电子传递体的体外重 组实验,NADH 可以使 NADH 脱氢酶还原,但它不能直接还原细胞色素还原酶(复合体) 、 细胞色素 C、细胞色素氧化酶(复合体) 。同样还原型的 NADH 脱氢酶不能直接与细胞色 素 C 作用,而必须通过泛醌和复合体。利用呼吸链的特殊阻断剂,阻断某些特定部位 的电子传递,再通过分光光度技术分析电子传递链各组分吸收光谱的变化,根据氧化还原 状态,确定各组分在电子传递链中的顺序。 2. 假设生产等量的酵母需要等量的 ATP 供细胞增殖。酵母细胞有两条途径获取 ATP, 一是葡萄糖无氧分解,每摩尔葡萄糖净生成 2 摩尔 ATP、2 摩尔丙酮酸和 2 摩尔 NADHH+,该途径的持续进行需要将 NADHH+再生为 NAD+,由丙酮酸脱羧形成的乙醛被还 原成乙醇,NADH 自身重新氧化成 NAD+。获取 ATP 的另一条途径是葡萄糖分解产生的丙酮酸 和 NADHH+都进入线粒体彻底氧化,通过呼吸链使 NAD+再生,通过这条途径,每摩尔葡萄 糖可以净产生 32 摩尔的 ATP。通气培养酵母菌获取能量的途径是后者,静置培养酵母菌获 取能量的途径是生醇发酵。显然前者葡萄糖的利用率、能量捕获率高于后者,所以获得供 细胞增殖所需等量的 ATP,静置培养所需的葡萄糖将远远高于通气培养。 第九章第九章 糖代谢糖代谢 (一)名词解释 1.糖酵解; 2.三羧酸循环; 3.糖异生作用 (二)填空(二)填空 1.糖酵解途径中三个酶所催化的反应是不可逆的,这三个酶依次是 、 和 。 2.1 摩尔葡萄糖酵解能净生成 摩尔 ATP, 而 1 摩尔葡萄糖在有氧条件下彻底氧 化成二氧化碳和水可产生摩尔 ATP 。 3.组成丙酮酸脱氢酶系的三种主要酶是 、 、 、五种辅 酶是 、 、 、 、 。 4.三羧酸循环每循环一周,共进行 次脱氢,其中 3 次脱氢反应的辅酶是 、1 次脱氢反应的辅酶是 。 5.糖酵解过程中产生的 NADH + H+ 必须依靠 穿梭系统或 穿梭系统才 能进入线粒体,分别转变成线粒体中的 和 。 6.乙醛酸循环不同于三羧酸循环的两个关键酶是 和 。 (三)(三)选择题(在备选答案中选出 1 个或多个正确答案) 1.缺氧条件下,糖酵解途径生成的 NADH 代谢去路是 A.进入呼吸链供应能量 B.丙酮酸还原为乳酸 C.甘油酸-3-磷酸还原为甘油醛-3-磷酸 D.在醛缩酶的作用下合成果糖-1,6-二磷酸 E.以上都不是 2.糖原分子中 1 摩尔葡萄糖残基转变成 2 摩尔乳酸,可净产生多少摩尔 ATP? A.1 B.2 C.3 D.4 E.5 4.在肝脏中 2 摩尔乳酸转变成 1 摩尔葡萄糖,需要消耗多少摩尔的高能化合物? A.2 B.3 C.4 D.5 E. 6 5.在三羧酸循环中,下列哪个反应不可逆? A.柠檬酸异柠檬酸 B.琥珀酸延胡索酸 C.延胡索酸苹果酸 D.苹果酸草酰乙酸 E.草酰乙酸+乙酰辅酶 A柠檬酸 7.下列哪种酶既在糖酵解中发挥作用,又在糖异生作用中发挥作用?(武汉大学 2001 考研题) A.3-磷酸甘油醛脱氢酶 B.丙酮酸脱氢酶 C.丙酮酸激酶 D.己糖激酶 E.果糖-1,6-二磷酸酶 (四)(四)判断题判断题 1.肝脏果糖磷酸激酶(PFK)受 F-2,6-BP 的抑制。 2.沿糖酵解途径逆行,可将丙酮酸、乳酸等小分子前体物质转化为葡萄糖。 3.所有来自磷酸戊糖途径的还原能都是在该循环途径的前三步反应中产生的。 4.乙醛酸循环作为三羧酸循环的补充,广泛存在于动物、植物和微生物体内。 6.磷酸戊糖途径本身不涉及氧的参与,故该途径是一种无氧途径。 7.柠檬酸循环是分解与合成的两用途径。 (五)(五)分析和计算分析和计算 1.计算由 2 摩尔丙酮酸转化成 1 摩尔葡萄糖需要提供多少摩尔的高能磷酸化合物? 2.简要说明甘油彻底氧化成 CO2和 H2O 的过程,并计算 1 摩尔甘油彻底氧化成 CO2和 H2O 净生成多少摩尔的 ATP? 参考答案参考答案 (一)名词解释 1. 糖酵解途径是指细胞在细胞质中分解葡萄糖生成丙酮酸的过程,此过程中伴有 少量 ATP 的生成。 2.又称柠檬酸循环、Krebs 循环。即在线粒体中,糖、脂、氨基酸等有机物代谢的共 同中间体乙酰辅酶 A 首先与草酰乙酸合成柠檬酸,再经过脱氢、脱羧等一系列的酶促反应, 将乙酰辅酶 A 转变成 CO2并生成 NADH 和 FADH2的过程。它是生物体内糖、脂、氨基酸等有 机物代谢的枢纽。 3.由非糖物质如某些氨基酸、乳酸、甘油和丙酮酸等转变为糖原或葡萄糖的过程称为 糖的异生作用。 (二)填空(二)填空 1.己糖激酶,果糖磷酸激酶,丙酮酸激酶; 2. 2,32; 3.丙酮酸脱氢酶,二氢硫辛 酸转乙酰基酶,二氢硫辛酸脱氢酶,TPP,硫辛酸,CoASH,NAD,FAD; 4.4,NAD+,FAD; 5.甘油-3-磷酸,苹果酸-天冬氨酸,FADH2,NADH; 6.异柠檬酸裂解酶,苹果酸合成酶 (三)(三)选择题选择题 1.(B)糖酵解过程是在细胞质中进行的,在缺氧条件下,产生的胞质 NADH 无法将电 子交给 O2,故不可能进入呼吸链氧化供能。甘油酸-3-磷酸不能直接转变为甘油醛-3-磷酸。 醛缩酶的辅
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