2012复习.ppt

复 习,第一章 代谢总论与生物能学,代谢的研究方法 反应的标准自由能变化及其与平衡常数的关系 高能键及高能化合物 磷酸肌酸与ATP的转换,第二章 生物氧化,生物氧化中物质氧化的方式 线粒体氧化体系（二条、呼吸链的组成及功能、呼吸链抑制剂的作用位点） 氧化磷酸化的作用机制（化学渗透学说 ） 呼吸链的加强、抑制和解偶联 线粒体外NADH2的氧化,第三章 糖代谢,糖的中间代谢无氧酵解、三羧酸循环、乙醛酸循环、磷酸戊糖途径、糖原合成（活性糖的形式）与分解（产物形式）、糖的异生作用、糖代谢的调节 掌握各代谢途径（重点掌握与ATP或NAD或FAD形成及消耗有关的过程），Cori循环及意义，OAA的回补，糖异生的进行，关键酶，酶活性的调节（变构、共价），重要酶的辅酶，如脱氢酶、脱氢酶系、羧化酶等 糖原合成与分解的调节（激素调节），磷酸戊糖途径与某些疾病的关系,第四章 脂类代谢,脂类的转运（血浆脂蛋白的功能） 甘油三酯和脂肪酸的分解代谢（重点掌握脂肪酸的氧化途径：包括脂肪酸进入线粒体的运载、氧化的反应过程、过程中的能量变化。） 脂肪酸及甘油三酯（TG）的合成（掌握脂肪酸的从头合成途径，场所、前体物质的来源及其转运） 掌握酮体的合成与分解途径，酮症产生机制及发病原因。 相关代谢的关键酶及其调节,第五章 蛋白质降解及氨基酸代谢,氨基酸的分解途径：脱氨基作用与脱羧基作用，重点掌握联合脱氨基作用、组织部位及其特点（二种）。脱羧后的生物活性物质举例 氨基酸分解产物的代谢途径：氨基氮的排泄及尿素循环（与TCA循环的关系）、酮酸的代谢途径。了解生酮氨基酸、生糖氨基酸（以氨基酸如丙氨酸为原料，如何进行糖异生、葡萄糖-丙氨酸循环）。 氨基酸合成的原料。 一碳单位的产生及其载体，以Ser为例说明其在脱氧胸苷合成中的意义。,第六章 核酸的降解及核苷酸的代谢,核酸的降解过程以及降解的酶类。 各种动物体嘌呤碱分解的终产物；了解嘧啶碱的分解途径。 核苷酸的从头合成途径及补救合成途径； 嘌呤环与嘧啶环上各原子来源。 脱氧核苷酸（尤其脱氧胸苷）的合成途径。 核苷酸合成中的拮抗物（氨基喋呤、氨甲喋呤、 6-巯基嘌呤、5-Fu）对核苷酸合成的抑制机理。,乙酰CoA羧化酶和丙酮酸羧化酶的共同点是： 糖异生途径中最重要的关键酶是： 酶的共价修饰调节特点：,果糖二磷酸酶,受修饰的酶大多以无活性与有活性两种形式存在。酶蛋白肽链上某些基团在另一种酶的催化下发生可逆的共价变化，从而影响酶活性。 有放大效应。 耗能少。因为是酶促反应，所以作用快、效率高、耗能少,受柠檬酸的调节、以生物素为辅酶。,电子传递链中 能将电子递给细胞色素 分解所形成的乙酰CoA为酮体生成的主要原料来源 。 腐胺是 脱羧生成的产物，酪胺是 脱羧生成的产物。 参与丙酮酸脱氢酶系的维生素有 。 HMG- CoA是合成 的前体。 嘌呤核苷酸循环主要在 发生。 生酮氨基酸有 。 （氨基酸）参与了嘌呤核苷酸的形成。 N5, N10CH2FH4 可由 演变而来。 芳香族氨基酸合成的前体物质是 。,1.在糖酵解和糖异生途径中有三个可能产生无效循环的位点是什么？请说明在糖酵解和糖异生途径中分别由什么酶来催化这三个无效循环。,效应物对关键酶的反向调节，避免了体内无效循环的进行,(1)糖酵解过程中产生的NADH必须再生为NAD+才能使酵解不 断进行下去，而厌氧条件下，NADH不能进入呼吸链再生，必须以其它有机物作为电子受体而氧化再生。 (2)在肌肉组织中进行的糖酵解过程中，必须将丙酮酸还原为乳酸，才能使NADH被氧化再生，从而使糖酵解能不断地进行下去。 (3)该反应的NADH来自糖酵解过程中唯一的一步脱氢反应，该反应是由甘油醛-3-磷酸脱氢酶催化的，能将甘油醛-3-磷酸转变为1，3-二磷酸甘油酸。,2.在厌氧条件下，肌肉中进行糖酵解为什么必须将丙酮酸还原为乳酸？该反应的NADH的来源是什么？,(1)6-磷酸葡萄糖脱氢酶是PPP途径的关键酶，当该酶被抑制时，PPP途径被抑制，导致NADPH的合成受抑。 (2)NADPH在保持红细胞的功能和完整性上起着重要作用。因为NADPH是谷胱甘肽还原酶的辅酶，能使谷胱甘肽维持在还原状态，而还原型谷胱甘肽是体内重要的抗氧化剂，可以使红细胞免受过氧化物和自由基的损害，而且可以维持红细胞的蛋白质的巯基的还原性，还能使铁离子维持在亚铁形式，从而保持红细胞膜的完整性。 (3)当NADPH合成减少，则谷胱甘肽不能保持在还原状态，红细胞膜被破坏，就会导致溶血。,3.有些药物使用后会导致溶血，经研究发现是因为这些药物抑制了葡萄糖6-磷酸脱氢酶的活性，请解释这些药物使用后导致溶血的原因。,(1)当血糖水平低时,需要糖原降解来释放葡萄糖,因此催化糖原分解的糖原磷酸化酶是有活性的,而催化糖原合成的糖原合酶是被抑制的。 (2)糖原分解与合成的协调控制是利用蛋白质的可逆磷酸化来进行的。血糖水平低时,升糖激素通过cAMP介导的级联放大系统,使糖原磷酸化酶磷酸化成为活性形式,而糖原合酶则磷酸化后成为非活性形式;血糖水平高时,降糖激素如胰岛素则通过激活蛋白磷酸化酶,使糖原磷酸化酶脱磷酸成为非活性形式,而糖原合酶脱磷酸化后成为活性形式. (3)血糖水平高时,降糖激素如胰岛素则通过激活蛋白磷酸化酶,使糖原磷酸化酶脱磷酸成为非活性形式,而糖原合酶脱磷酸化后成为活性形式.,4.当血糖水平低时,糖原磷酸化酶和糖原合酶中哪个酶是有活性的?怎样协调控制糖原的合成与分解?,5.1mol甘油彻底氧化能生成多少mol的ATP？,肌肉、神经组织（-磷酸甘油穿梭NAD FADH2） 肝脏、心肌组织（苹果酸-天冬氨酸穿梭NADH-NADH）,6.胞质中产生的磷酸二羟丙酮可能有几个代谢去向？,（磷酸酶）,（还原）,糖异生,酵解或有氧氧化,甘油,磷酸二羟丙酮,3-磷酸甘油,7.6-磷酸葡萄糖可进入哪几个代谢途径.,（1）糖酵解 （2）糖异生 （2）糖原合成与分解 （4）磷酸戊糖途径,（1）柠檬酸作为TCA循环途径的底物，可刺激氧的消耗。 （2）丙二酸是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂，可抑制TCA循环的进行，所以丙二酸的加入，使得呼吸被抑制。 （3）加入过量的底物琥珀酸，可解除丙二酸的抑制。,8.在肌肉糜中（含有TCA循环及氧化磷酸化的所有酶系）加入柠檬酸可刺激氧的消耗，而加入丙二酸后，呼吸被抑制，请解释这个现象，有什么办法可以去除丙二酸的抑制？,9. 指出磷酸戊糖代谢途径的两个主要的代谢功能,并解释这些功能是怎样与其代谢途径相关联的?,（1）磷酸戊糖代谢途径的两个主要的代谢功能是通过产生NADPH和磷酸戊糖而实现的。 （2）NADPH是生物合成的还原力，如脂肪酸、胆固醇等的合成就需要有磷酸戊糖代谢途径提供的NADPH。 （3）磷酸戊糖主要参与核酸代谢，是生物体内核酸代谢碳骨架的来源。,（1）可能原因：增加了糖原的合成或者是减少了糖原的降解。 （2）可能的解释：激活了有关的磷酸酯酶，使糖原合酶成为无磷酸的活性形式，激活糖原合酶。,10.有种新药，研究发现在其使用过程中有一个副作用，就是使肌糖原的储存增加，推测该药物产生副作用的可能原因并解释。,（1）谷氨酸通过转氨基作用或者氧化脱氨基作用生成-酮戊二酸。催化的反应酶为转氨酶或者L-谷氨酸脱氢酶。 （2）-酮戊二酸进入柠檬酸循环生成草酰乙酸。参与反应的酶有-酮戊二酸脱氢酶系、琥珀酰CoA合成酶、琥珀酸脱氢酶、延胡索酸酶、苹果酸脱氢酶。 （3）草酰乙酸在磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的作用生成磷酸烯醇式的丙酮酸。 （4）磷酸烯醇式的丙酮酸通过糖异生途径生成葡萄糖。,11.试述谷氨酸异生为葡萄糖的主要反应过程及主要的酶,对于生物分子间的相互转化如一种物质转化为另一种物质，必须是前者可以降解为后者合成的前体。利用非糖物质来合成葡萄糖要经过糖异生途径，而对动物来说糖异生的前体必须是三碳和三碳以上的化合物，偶数碳的脂肪酸通过-氧化后产生乙酰CoA，而乙酰CoA作为二碳化合物，不能合成葡萄糖。奇数碳脂肪酸经-氧化最后剩下一个丙酰CoA，它可以通过羧化作用转化为琥珀酰CoA，在经TCA循环形成苹果酸，进一步通过糖异生途径转化为葡萄糖,12.解释为什么对于动物来说偶数碳的脂肪酸不能用于合成葡萄糖，而奇数碳的脂肪酸可以用于合成葡萄糖？,饮酒后，因为乙醇氧化为乙醛进而氧化为乙醇时，会导致肝中NAD+的显著降低及NADH的上升。结果导致脂肪酸的氧化因为需要NAD+而被抑制，糖异生也因为需要NAD+而被部分抑制导致低水平胰岛素和高水平胰高血糖素发生，这种激素水平的变化促进脂肪组织释放游离脂肪酸，肝中脂肪酸氧化的抑制使得肝中脂肪酸过量转化为甘油三酯，从而在肝中就积累了大量的脂肪。,为什么过量饮酒会导致肝中脂肪的积累？,（1）肝脏中不存在-酮脂酰CoA转移酶 （2）乙酰乙酸不能活化为乙酰乙酰CoA，所以不能在肝脏中进一步代谢氧化， （3）-羟丁酸经-羟丁酸脱氢酶氧化为乙酰乙酸后同样不能在肝脏中进一步氧化。所以肝脏中合成的酮体不能在肝脏中代谢。,肝脏组织为什么不能利用酮体?,（1）柠檬酸是乙酰CoA羧化酶的激活剂，而乙酰CoA羧化酶是脂肪酸生物合成的限速酶，所以柠檬酸能促进脂肪酸的合成。 （2）丙二酸单酰CoA是脂酰肉碱转移酶I的抑制剂，脂酰肉碱转移酶I使活化的脂酰CoA从细胞质转运到线粒体中，而且该步反应为脂肪酸-氧化的限速步骤，所以丙二酰CoA能抑制脂肪酸的氧化。,简述解释柠檬酸和丙二酸单酰CoA如何调节脂肪酸的代谢?,（1）尿素循环中生成的延胡索酸须经TCA循环生成OAA，然后转氨基生成Asp，再进入尿素循环； （2）TCA循环提供尿素生成过程中所需的能量ATP； （3）TCA循环提供尿素生成过程中所需要的CO2。,尿素生成过程与TCA循环有哪些联系？,（1）来源：糖的有氧氧化，脂肪酸的-氧化，氨基酸碳骨架的进一步代谢，酮体分解。 （2）去路：进入三羧酸循环氧化供能，合成非必需脂肪酸，合成胆固醇，合成酮体。,简述组织中的乙酰CoA的来源与去路,（1）看不到缺乏Asp的症状。 （2）因为富含Ala，它经转氨可生成丙酮酸，丙酮酸经羧化又可生成草酰乙酸 （3）OAA经转氨就可生成天冬氨酸,如果饮食中富含A1a但缺乏Asp，那么能否看到缺乏Asp的症状呢?请解释,（）一碳单位N5，N10-CHO-FH4，参与嘌呤核苷酸的生物合成。 （）烟酰胺，作为大多数脱氢酶的辅酶 （）5-羟色胺，作为神经递质，具有抑制神经冲动的作用和收缩血管的作用。,简述色氨酸在体内代谢能生成哪些活性的物质，这些物质分别发挥的作用,解释为什么酮症很少出现在II型肥胖症中?,（1）酮症是在肝脏生成的酮体量多过肝外组织利用的酮体量时产生的。 （2）在I型肥胖症中，酮症是由于完全缺乏胰岛素，脂肪组织的激素敏感性脂酶全部磷酸化而呈现最大的活性，使得脂肪酸大量生成，进一步导致肝中酮体的过量生成。而酮体的利用速度赶不上酮体的生成速度，因而造成了血液酮症。 （3）在II型肥胖症中，因为有足够的胰岛素存在，所以抑制了激素敏感性脂酶的活性，阻止了脂肪组织的脂解失控，所以很少出现酮症。,延胡索酸酶缺失和谷丙转氨酶缺失会对尿素合成有影响吗?如果有,谁的影响更大一些?,（1）延胡索酸酶活性对尿素循环有影响是因为需要该酶和苹果酸脱氢酶来再生OAA，然后转氨形成Asp，而Asp提供了尿素合成中的一个氮原子。 （2）谷丙转氨酶是转氨酶中的一种，它可以将丙氨酸中的氨基转给-酮戊酸而形成Glu，Glu脱氨提供了尿素合成中的另一个氮原子。 （3）正常情况下，其它的转氨酶都活跃，所以谷丙转氨酶将对尿素循环的影响很小，因此延胡索酸酶缺失对尿素合成的影响更大。,具有美白功能的化妆品中一般含有Vc或者熊果苷的成分,试解释这些成分美白肌肤的生化机理.,（1）皮肤黑色素沉积是导致肌肤发暗发黑的主要原因。 （2）黑色素的生成途径是酪氨酸在酪氨酸酶的作用下，氧化为多巴醌，进一步形成黑色素。 （3）Vc和熊果苷能够抑制酪氨酸酶，使酪氨酸转化为黑色素的代谢途径受阻，起到美白肌肤的作用。,某些鸟类饮食中必需提供精氨酸,在这类动物中能形成尿素吗?为什么？,（1）不能。 （2）鸟类饮食中需要精氨酸表明他们不能合成精氨酸，即缺乏合成精氨酸的酶，而精氨酸是尿素合成的前体物质，在尿素循环中，精氨酸裂解产生尿素和鸟氨酸，所以这类动物不能将氨转化为尿素。 （3）鸟类有细胞质中的氨甲酰磷酸合酶II，能将氨转化为鸟嘌呤后再进行代谢而排泄。,维生素B12缺乏与巨幼红细胞贫血的关系是什么？,（1）维生素B12是N5-CH2-FH4转甲基酶的辅酶 （2）当维生素B12缺乏时，N5-CH2-FH4上的甲基不能转移，这不利于四氢叶酸的再生 （3）组织中的四氢叶酸的含量降低，不能重新利用它来转运一碳单位，导致核酸的合成障碍，影响细胞的分裂，因此维生素B12缺乏可以引起巨幼红细胞贫血,（1）谷氨酸通过转氨基作用或者氧化脱氨基作用生成-酮戊二酸。催化的反应酶为转氨酶或者L-谷氨酸脱氢酶。 （2）-酮戊二酸进入柠檬酸循环生成草酰乙酸。参与反应的酶有-酮戊二酸脱氢酶系、琥珀酰CoA合成酶、琥珀酸脱氢酶、延胡索酸酶、苹果酸脱氢酶。 （3）草酰乙酸在磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的作用生成磷酸烯醇式的丙酮酸。 （4）磷酸烯醇式的丙酮酸通过糖异生途径生成葡萄糖。,试述谷氨酸异生为葡萄糖的主要反应过程及主要的酶,某患儿头发灰白，智力发育障碍，分析表明其尿液中有苯丙酮酸存在，而且尿液样品中的苯丙氨酸、苯丙酮酸和苯乳酸分别远远高于它们的正常值，请问 ()这种病症是由于哪种酶缺乏造成的? ()为什么会有大量的苯丙氨酸出现在尿液中? ()苯丙酮酸和苯乳酸来自哪种前体物质?为什么当苯丙氨酸的浓度上升时，这两种物质会增多? ()为什么病人的头发会呈灰白色?,()缺少苯丙氨酸羟化酶。 ()苯丙氨酸到酪氨酸的正常代谢途径被阻断造成堆积。 ()转氨反应使苯丙氨酸转化为苯丙酮酸，再还原为苯乳酸。 ()酪氨酸是黑色素的前体分子，但病人在酪氨酸的生成途径中存在缺陷，头发缺少黑色素故呈灰白色。,分离的完整线粒体悬浮液中有过量的ADP、O2、和谷氨酸，谷氨酸在线粒体基质中可产生NADH和FADH2，如果在该体系中加入下列物质会对氧的消耗和ATP合成产生什么影响？ (1)二硝基苯酚 (2)二硝基苯酚及HCN (3)寡霉素 (4)寡霉素及二硝基苯酚,（1）DNP，解偶联剂，破坏质子梯度，利于质子泵工作，利于电子传递高效进行。所以DNP的加入会加快对氧的消耗，ATP合成受阻。 （2）DNP，破坏质子梯度；HCN，阻断电子传递。所以氧消耗停止，ATP合成受阻。 （3）寡霉素：ATP合酶的抑制剂，质子梯度不能被消除，质子泵需要克服更高能障才能工作，所以氧的消耗会减少直至停止，ATP合成受阻。 （4）寡霉素及DNP，由于DNP破坏质子梯度，所以电子传递继续进行，氧的消耗增加，ATP合成受阻。,糖酵解可以在有氧和无氧的情况下发生，而柠檬酸循环却只能在有氧情况下发生。解释为什么糖酵解可以在无氧情况下进行而柠檬酸循环却不能。柠檬酸循环中最直接受到无氧影响的是那些步骤？,在分解代谢中，氧并不直接氧化底物，而是通过呼吸电子传递连使还原型的NADH、FADH2氧化再生为NAD+、FAD。无氧情况下，糖酵解过程中产生的NADH可以通过LDH氧化为NAD+进而保证糖酵解反应的顺利进行。但在柠檬酸循环中，没有类似的机制可以使氧化型辅酶再生，其中的电子和H+必须通过电子传递链最终传递给氧才可使其再生，因此缺氧时，柠檬酸循环不能进行。 最直接受到无氧影响的是循环中那些脱氢的步骤，即异柠檬酸脱氢酶、-酮戊二酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶参与的反应步骤,根据对下面过程的描述写出对应的反应过程的名称及其在细胞内发生的位置。,（1）ADP合成为ATP。由跨线粒体内膜的质子梯度驱动。 （2）经一系列氧化还原反应传递电子并产生跨线粒体内膜的质子梯度，最终电子传递给氧生成水。 （3）一次从脂肪酸上断裂二碳单位形成乙酰辅酶A。 （4）从乙酰辅酶A接受二碳与草酰乙酸形成柠檬酸，产生CO2和还原型辅酶，并再生出草酰乙酸。 （5）转化1 mol葡萄糖为2 mol 丙酮酸。,氧化磷酸化，线粒体,电子传递连，线粒体,脂肪酸-氧化，线粒体,柠檬酸循环，线粒体,糖酵解，细胞质,乳酸是脂肪酸合成的良好底物，写出肌肉组织中的乳酸如何转变为肝脏组织中脂肪酸合成所需的丙二酸单酰辅酶A的代谢历程及场所。,(1)Cori 循环转至肝脏细胞质。 (2)细胞质中LDH将其还原为丙酮酸 (3)丙酮酸进入线粒体，丙酮酸脱氢酶系催化其脱氢脱羧生成乙酰辅酶A (4)柠檬酸-丙酮酸穿梭，乙酰辅酶A转移至细胞质。 (5)细胞质中，乙酰辅酶A羧化酶作用生成丙二酸单酰辅酶A。,植物和细菌可以合成所有需要的氨基酸，这个过程中涉及到约84中酶。哺乳动物只能合成大约10种氨基酸，其他的氨基酸通过补救途径获得。对于医药和农药企业来说，以上信息有何意义？,可以利用哺乳动物和植物、细菌在合成氨基酸途径上的差别来设计抗生素和除草剂。哺乳动物不能合成的那些氨基酸，其合成过程中的酶可以作为药物攻击的靶点，据此设计的抗生素或除草剂等药物必然具有很好的选择毒性，而对哺乳动物的毒性则较小。,解释为什么核苷酸代谢中的酶可作为抗癌药物的靶？并以一种抗癌药物为例说明它是如何影响核苷酸代谢的。,核苷酸代谢中的酶作为靶时可以使核苷酸的代谢受到抑制，从而使快速增殖的癌细胞的核苷酸合成首先受到影响进而起到抗癌作用。 例如叶酸类似物氨甲蝶呤能与二氢叶酸还原酶发生不可逆结合，结果阻止了四氢叶酸的生成，从而抑制了四氢叶酸参与的一碳单位的转移反应，如使dUMP不能利用一碳单位甲基化生成TMP，进而影响DNA合成，产生抗癌效果。,1分子-酮戊二酸在体内氧化产生多少ATP？,解偶联剂是如何影响ATP合成的？,1电子传递和氧化磷酸化在正常情况下是紧密偶联的，这种偶联作用取决于线粒体内膜内外侧跨膜质子梯度的建立。 2. 解偶联剂能导致跨线粒体内膜H+质子梯度的破坏，从而造成电子传递过程中释放的能量不能用来合成ATP。,脂肪酸分解过程中的关键步骤是什么？如何进行？需什么酶参与？,脂肪酸氧化作用在肝脏等组织细胞线粒体中进行，但需在细胞质活化成脂酰CoA 活化的脂酰CoA如何从胞质进入线粒体是其分解的关键步骤。 活化的脂酰CoA由肉碱携带，通过线粒体内膜上的移位酶进行转移。其中肉碱是一个由赖氨酸衍生而成的兼性化合物（即L-羟基-三甲基铵基丁酸）。它在线粒体内膜外侧（细胞质面）由脂酰肉碱转移酶I催化可与脂酰CoA结合生成脂酰肉碱； 脂酰肉碱通过线粒体内膜上的移位酶穿过内膜，并在肉碱脂酰转移酶催化下将脂酰基交与线粒体基质中的辅酶A结合，重新产生脂酰辅酶A，释放的肉碱又可行使载体功能。 需要的酶有脂酰肉碱转移酶I、 、移位酶,脱氧核糖核酸是如何合成的？为什么5-氟尿嘧啶可以抑制脱氧胸苷酸的合成？,脱氧核糖核酸是在二磷酸核糖核酸水平上经核糖核苷酸还原酶催化还原脱水二形成的。 脱氧胸苷酸是以以尿嘧啶脱氧核糖核苷酸（dUMP）为前体；以N5N10-CH2-FH4为甲基供体，由dUMP 经甲基化生成的。 因为5-氟尿嘧啶可以转化为5-氟脱氧尿嘧啶（5-FdUMP），该物质与dUMP结构类似，可以通过竞争结合胸苷酸合酶的底物结合位点，抑制胸苷酸合酶的活性，进而抑制胸苷酸的合成。,为什么人体从饮食中摄入糖量过多容易长胖？,（1）糖类在体内经水解产生单糖，如葡萄糖可通过有氧氧化产生乙酰CoA，可作为脂肪酸合成原料合成脂肪酸，因此脂肪也是糖的贮存形式之一。 （2）糖代谢过程中产生的磷酸二羟丙酮可转变为磷酸甘油，也作为脂肪合成中甘油的来源。,与饱和脂肪酸的氧化相比，不饱和脂肪酸的氧化还需要另外哪两种酶？在肝脏中