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生物化学例题及其解析例1、 请用最简便的方法鉴别核糖、葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉。答：核糖葡萄糖果糖蔗糖淀粉碘液蓝色盐酸、间苯二酚绿色淡红色红色费林试剂红黄色红黄色红黄色加溴水褪色褪色注：脱氧核糖可用二苯胺法测定。例2、 比较直链淀粉和纤维素的异同。答：结构分支形状生物学功能直链淀粉（1-4）糖苷键不分支左手螺旋储存多糖纤维素（1-4）糖苷键不分支右手螺旋结构多糖糖原（1-4）糖苷键分支（1-6）糖苷键不形成螺旋储存多糖例3、某麦芽糖溶液的比旋度以为+23，测定使用的比色管长度为10cm，已知麦芽糖的比旋度 D20= 138，请问麦芽糖溶液的浓度是多少？答：公式：D20(20摄氏度、钠光灯为光源条件下)=（100）/（LC）其中：溶液比旋度；L：旋光管长度（cm）；C：溶液浓度（g /100ml）代入上述公式：138=（100）/（10C）；C=（23100）/（10138）=1.67g /ml例4、请按照简写符号说出脂肪酸的双键位置（1）18：0 （2）18：1，9（3）18：3，6，9，12答：（1）该脂肪酸有18个碳原子，无双键。（2）该脂肪酸有18个碳原子，有1个双键，双键位置在：9、10位碳之间。（3）该脂肪酸有18个碳原子，有3个双键，双键位置分别在：6、7位碳之间、9、10位碳之间和12、13位碳之间。例5、两种油脂A和B，A的皂化值大于B，而A的碘值只是B的1/7左右，试说明这两种油脂的结构有什么不同？答：根据皂化值与碘值的定义，则有：皂化值=（3（三个脂肪酸）56 g（KOH分子量）1000）mg/ 油脂分子量（g）碘值=（100127g（碘原子量）2（一个双键结合两个碘原子）双键数目）/油脂分子量（g）皂化值和碘值与油脂的结构有直接的关系，皂化值与油脂的分子量呈反比，碘值的大小表油脂的不饱合程度。因此：B的皂化值小于A，说明B的分子量大于A；A的碘值小于B，说明A的不饱合程度低于B，也就是说，B的分子中双键多于A。例6、称取油脂样品50g，完全皂化需要9.5g KOH ，该样品的碘值为60，求（1）该油脂样品的平均分子量是多少？（2）该油脂分子中平均有多少双键？答：（1）皂化值=9500mg / 50g = 190mg / g ；又皂化值=（3（三个脂肪酸）56 g（KOH分子量）1000）mg/ 油脂分子量（g），则：油脂分子量=（3（三个脂肪酸）56 g（KOH分子量）1000）mg / 190 = 884（2）碘值=（100127g（碘原子量）2（一个双键结合两个碘原子）双键数）/油脂分子量（g），则：油脂中的双键数目=（油脂分子量碘值）/ （127g（碘原子量）2（一个双键结合两个碘原子）=（88460）/ （1001272）=1.98 2例7、称取由饱合脂肪酸组成的甘油三酯5g，完全皂化需要500mmol/L的KOH 36 ml，求该甘油三酯分子中脂肪酸平均含碳原子的数目是多少？答：5g甘油三酯完全皂化需要KOH的mg 数=0.5mmol / ml36ml 56=1008mg皂化值=1008mg5g = 201.6 mg KOH / g 油脂皂化值=（3（三个脂肪酸）56 g（KOH分子量）1000）mg/ 油脂分子量（g），则有：油脂分子量=（3（三个脂肪酸）56 g（KOH分子量）1000）mg / 皂化值 = 833假定甘油三酯中的三个脂肪酸都是饱合脂肪酸且完全相同，则：甘油基的分子量=89；羰基（CO）=84；R基的分子量为833-89-84=660R基所含碳原子数=(660/3(三个R基) / 14（CH2） 16例8、指出用电泳技术分离下列物质，pH是多少时最合适？（1）血清清蛋白（pI=4.9）和血红蛋白（pI=6.8）（2）肌红蛋白（pI=7.0）和胰凝乳蛋白质（pI=9.5）（3）卵清蛋白（pI=4.6）、血清清蛋白和脲酶（pI=5.0）答：电泳分离技术是根据物质带电荷的多少达到分离的目的。待分离的物质所带电荷的差异越大分离效果越好，所以应取两者pI的中间值，带正电荷的粒子电泳时向负极移动，带负电荷的粒子电泳时向正极移动。例9、在分离范围为5，000-400，000的凝胶过滤柱上分离蛋白质，指出肌红蛋白、过氧化氢酶、细胞色素C、胰凝乳蛋白酶原、肌球蛋白、血清蛋白被洗脱下来的先后顺序。答：凝胶过滤是根据分子大小从混合物中分离蛋白质的最有效的方法之一，所以又称分子筛。分子在的蛋白质比分子小的先被除数洗脱下来。根据待分离物质的分子大小，可知被除数洗脱下来的先后顺序为：肌球蛋白、过氧化氢酶、血清蛋白、胰凝乳蛋白酶原、肌红蛋白、细胞色素C。例10、有一个蛋白分子在pH7的水溶液中可以折叠成球状，通常是带极性侧链的氨基酸位于分子外部，带非极性侧链的氨基酸位于分子内部。请问答：（1）在Val、Pro、Phe、Asp、Lys、Ile、His中，哪些位于内部？哪些位于分子外部？（2）为什么在球状蛋白内部和外部都发现Gly和Ala？（3）Ser、Thr、Asn、Gln都是极性氨基酸，为什么会在内部发现？（4）在球状蛋白的分子内部和外部都能找到Cys，为什么？答：（1）带有非极性侧链的氨基酸残基：Val、Pro、Phe、Ile位于分子内部；带有极性侧链的氨基酸残基：Asp、Lys、His位于分子外部。（2）因Gly和Ala的侧链都比较小，疏水性和极性都小；Gly只有一个H与-碳原子相连，Ala只有CH2与-碳原子相连，故它们即可出现在分子内部，也可出现在分子外部。（3）Ser、Thr、Asn、Gln都是极性氨基酸，但它们在pH7.0时含有不带电荷的极性侧链，参与分子内部的氢键形成，从而减少了它们的极性。（4）在球状蛋白内部可见Cys，因其常常参与链内和链间的二硫键的形成，使其极性减少。例11、由122个氨基酸组成的多肽链形成-螺旋后的长度是多少？ 答：多肽链形成-螺旋，每个螺旋由3.6个氨基酸残基组成，螺距为0.54nm，相邻的氨基酸之间垂直距离是0.15nm。多肽链形成-螺旋后的长度是(122/3.6)0.54=18.3nm；或0.15122=18.3nm。例11-1氨基酸的定量分析表明牛血清蛋白含有0.58%的色氨酸（色氨酸的相对分子量为204）。（1）试计算牛血清蛋白的最小分子量（假设第每个蛋白质分子只含有一个色氨酸）（2）凝胶过滤测得的牛血清蛋白相对分子量为70000，该血清蛋白分子中含几个色氨酸分子？答：（1）牛血清蛋白的最小分子量=2040.58%35200（2）该血清蛋白分子中含色氨酸分子数=70000352002例11-2、Edman降解：从多肽链游离的N末端测定氨基酸残基序列的方法。N末端氨基酸残基被苯异硫氰酸酯修饰，然后从多肽链上切下修饰的残基，再以层析鉴定，余下的多肽链（少了一个残基）被回收再进行下轮降解循环。一个含13个氨基酸残基的多肽链，经Edman降解确定该肽链的氨基酸组成为：Ala、Arg、2Asp、2Glu、3Gly、Leu、3Val。部分水解后得到以下肽段：（1） Asp-Glu-Val-Gly-Gly-Glu-Ala（2） Val-Asp-Val-Asp-Glu（3） Val-Asp-Val（4） Glu-Ala-Leu-Gly-Arg（5） Val-Gly-Gly-Glu-Ala-Leu（6） Leu-Gly-Arg问：推测原始肽链的序列答：思路是分析这六个片段中重叠部分，结合该肽链的氨基到组成，可分析出该肽链的原始序列为：Val-Asp-Val-Asp-Glu-Val-Gly-Gly-Glu-Ala-Leu-Gly-Arg 例11-3、羊毛衫等羊毛制品在热水中洗变长，干燥后又收缩；而丝制品进行同样处理支不收缩，这是什么原因？答：羊毛纤维是-角蛋白，其基本结构是-螺旋构象的多肽链，其螺距为0.54nm。在湿热条件下，羊毛的多肽链会伸展成为-折叠构象的多肽链，相邻R基团之间的距离为0.7nm，因此羊毛纤维就拉长了；而干燥后羊毛纤维又会从-折叠构象变回-螺旋构象，因此就缩短了。丝制品中的主要成是-角蛋白（丝心蛋白），它的基本结构是-折叠构象的多肽链，水洗和干燥后其构象都无大的变化。例11-4、已知血红蛋白含铁0.34%，血红蛋白的最小相对分子量是多少？实验表明，血红蛋白的相对分子量为64500，实际上一个血红蛋白含几个铁原子？答：血红蛋白的最小相对分子量=56（铁的原子量）0.34% 16400一个血红蛋白含铁原子=64500164004例12、某酶Km22.410-4mol/L，在底物浓度为0.05mol/L时，该酶的反应速度为128m/min，求在底物浓度为6.310-3mol/L、 110-4mol/L时该酶的反应速度分别是多少？从计算结果有规律？答：先求Vmax:因为v=VmaxS/(Km+S)，则Vmax=v (Km+S)/ S=(12810-3（mmol/min）0.05)/ 0.05=0.128mmol/min当S= 6.310-3mol/L时，v=VmaxS/(Km+S)= （0.1286.310-3）/6.310-3=0.128mmol/min当S= 110-4mol/L时，v=VmaxS/(Km+S)= （0.128110-4）/（2.410-4+110-4）=0.038mmol/min规律：当SKm时，v=Vmax。例13、绝大多数酶溶解在纯水中会失活，为什么？答：酶溶液在蒸馏水中，（1）不能为酶催化反应提供最适pH环境，特别是当反应过程中，pH发生变化时，不能起缓冲作用；（2）在蒸馏水中蛋白质容易变性；（3）酶在净水溶液中缺乏必须的离子，且对温度变化敏感，所以对酶来说，在蒸馏水中容易失活。例14、多数酶的稀溶液在激烈震荡时会产生泡沫，此时即使酶分子量并没有变化，也会导致酶活性降低或丧失，请说明这是为什么？答：这是同于较稀的蛋白质溶液经激烈震荡会产生泡沫，增加水的表面张力，导致蛋白质空间结构破坏，作为催化活性的酶就会失活。例15 某酶在溶液中会丧失活性，但若此溶液中同时存在巯基乙醇可以避免失活，该酶应该是一种什么酶，为什么？答：这种酶活性部位含有SH，容易氧化与其它巯基生成二硫键，加入巯基乙醇可以保护巯基，防止酶失活。例15-1、根据以下各酶发挥作用的部位，指出它们大致的最适pH值（1）唾液淀粉酶 （2）胃蛋白酶 （3）胰脂酶 （4）胆碱酯酶答：（1）中性pH值（在缺少氯离子时，pH值可能会略微低一些）（2）pH 1-2（胃液的pH值）（3）pH 6-8，依赖于胆盐的浓度，胆盐为弱酸的共轭碱。（4）pH 9-10，因为胆碱酯酶催化乙酰胆碱分解，产物中的胆碱是强碱性的物质。例15-2、新掰下的玉米的甜味是由于玉米粒中的糖浓度高。但是掰下的玉米贮存几天后就不那么甜了，为什么？如果将新鲜玉米支掉外皮后浸入沸水几分钟，然后于冷水中冷却，储藏在冰箱中可保持其甜味，为什么？答：新掰下的玉米贮存几天后就不那么甜了，其原因是玉米中糖有50%转化为淀粉了。玉米中催化糖转化为淀粉的酶在高温下变性，从而丧失了生物活性所致。 例15-3、给鸽子喂一种实验饲料，发现鸽子无法维持平衡及协调，而且它们的血液和脑中丙酮酸的含量比正常鸽子高出许多，若给鸽子喂肉汁，此症状可以得以改变。问喂的实验饲料中缺乏何种维生素？答：实验饲料中缺乏硫胺素（维生素B1）。因为焦磷酸硫胺素（TPP）是脱羧酶的辅酶，为丙酮酸脱氢酶系中必须的成分（丙酮酸脱氢酶的辅酶），因此，缺乏硫胺素时丙酮酸会由于不能正常分解而积累。肉汁中含硫胺素。例15-4、为什么维生素A和D可好几个星期吃一次，而维生素B必须经常补充？答：维生素A和D是脂溶性的，可在人体中贮存，而维生素B是水溶性，在人体中不能贮存。例16 根据下述材料，回答下列问题：材料一 早在300年前，人们已经注意到在绵羊和山羊身上患的“羊搔痒症”。其症状表现为：丧失协调性，站立不稳、烦燥不安、奇痒难熬，直至瘫痪死亡。20世纪60年代，英国生物学家阿尔卑斯用放射处理破坏DNA和RNA后，其组织仍具感染性。材料二 1996年春天，“疯牛病”（其症状与“羊搔痒症”相似）在英国乃至全世界引起了一场空间的恐慌，甚至引发了政治与经济的动荡，一时间人们“谈牛色变”。材料三 1997年，诺贝尔生理学奖授予美国生物化学家斯坦利普鲁辛纳，因为他在研究“疯牛病”的过程中发现了一种新型的生物朊病毒（Piron）朊病毒对某些化学度剂，如甲醛、羟胺、核酸酶类等表现出强抗性；但对蛋白酶类、尿素、苯酚、氯仿等不具抗性。（1）一般的病毒都具有由 构成的外壳和由 构成的核心。（2）从上述材料可知，朊病毒很可能仅由一类物质构成，这类物质应是 ；你的判断依据是： （3）请你谈谈此项发现在理论上和实践上的重大意义？答：（1）蛋白质、核酸 （2）蛋白质 因阮病毒对核酸酶类表现出强抗性，而对蛋白酶类不具抗性。（3）从理论上讲：“中心法则”认为DNA复制是“自我复制”，即DNA到DNA，而朊病毒蛋白是蛋白质到蛋白质，这对遗传学理论有一定的补充。对探索生命起源与生命现象的本质有重要意义。为今后的药物开发和新的治疗方法的研究奠定了基础。例17、如果E.coli染色体DNA的75%用来编码蛋白质，假定蛋白质的平均分子量为60103，请问：若E.coli染色体DNA大约能编码2000种蛋白质。求该染色体DNA的长度是多少？该染色体DNA的分子量大约是多少？（以三个碱基编码一个氨基酸，氨基酸的平均分子量为120，核苷酸对平均分子量为640计算）答：设E.coli染色体应的基酸为X，则编码蛋白质的基因片段中应有的基酸对数为：320060000/120=0.75X，X=4106（碱基对）染色体的长度=0.344106=1.36106 nm染色体DNA的分子量=6404106=2.56109例18、假定每个基因有900对核苷酸，并且有三分之一的DNA不编码蛋白质，人的一个体细胞（DNA量为6.4109对核苷酸），有多少个基因？如果人体有1013细胞，那么人体DNA的总长度是多少千米？等于地球与太阳之间距离（2.2109）答：每个体细胞中的基因：(6.41096.41091/3)/900=4.72106(个基因)每个体细胞中的DNA长度：6.41090.34=2.2nm=2.2千米人体内DNA总长度：2.21013千米等于地球与太阳之间距离的： 2.21013千米/2.2109千米=1000（倍） 例19、有一噬菌体的突变株其DNA长度为15m，而野生型的DNA长度为17m，问该突变株的DNA中有多少个碱基缺失？答：突变株的DNA比正常株DNA短2m，相当于缺失碱基数：2103（nm）0.34nm=5.88103(碱基对)例20、新鲜鸡蛋能在冰箱中保持数周，如除去蛋清只留蛋黄，能在冰箱中保持数周不坏吗？为什么？答：不能。新鲜的鸡蛋在冰箱中可以保存比较长的时间，但除去蛋白只留蛋黄的鸡蛋即使在冰箱中也不能保存数天不坏，这是因为蛋清中含有抗生物素因子和溶菌酶阻止细菌生长。例21、含氮类激素作用的剂量是非常小的，为什么能产生非常大的生理作用？含氮类激素作用于靶细胞的剂量是非常小的，但是一旦与靶细胞上相应的受体结合就会导致多个腺苷环化酶活化生成多个环化腺苷酸（cAMP）；每个cAMP可少年先锋队活多个蛋白激酶，每个蛋白酶也可激活多个底物，这样下去就可导致非常明显的生理效应发生，这种逐级放大的作用称为级联放大作用。肾上腺素和胰高血糖素以及其它以cAMP为第二信使的激素都不得是用这种方式进行作用。此外，如促肾上腺皮质激素以钙离子作用为第二信使，通过磷酸肌醇级联放大作用，在细胞膜内引起一系列的反应。例22、船员长期在海上航行，常常不能吃到新鲜的蔬菜和水果，最有可能产生什么样的营养缺乏症？答：易患维生素A和维生素C缺乏症。新鲜蔬菜和水果中维生素C含量高，同时在新鲜蔬菜和胡萝卜中含有、-胡萝卜素，可转变为维生素A。其中-胡萝卜素是主要的维生素A原，其转化率为100%，-胡萝卜素转化率为53%，-胡萝卜素转化率为28%。缺乏维生素C易患坏血症，主要症状是毛细血管易破裂出血；缺乏维生素A易患夜盲症。例23、给大鼠注射2,4二硝基苯酚，鼠体温升高，为什么？以前有人曾用2,4二硝基苯酚作为减肥的药物，但现在已不用了，为什么？答：2,4二硝基苯酚是呼吸链与氧化磷酸化的解偶联剂，在有2,4二硝基苯酚存在的情况下，呼吸链中产生能量不能形成ATP，但以热能的形式释放出，因此鼠的体温会升高。因为用2,4二硝基苯酚作为减肥的药物虽可起到减肥的效果，因为人体获得同样量的ATP要消耗包括脂肪在内的大量的燃料分子。但用它减肥的严重性在于，当P/O接近零时，会导致生命危险。例24、由于超氧基和过氧化氢的形成会破坏细胞膜中的磷脂，在西方国家，有人认为是导致衰老的因素，为延迟衰老，他们服用超氧化物歧化酶药片以便尽快使这些有害物质转化，你认为这种方法可行吗？为什么？ 答：超氧化物歧化酶是蛋白质，不能直接被人体吸收。口服后蛋白质在消化道中会被蛋白酶水解为氨基酸而失去其生理作用。例25、试计算下列过程中的P/O比值的理论值P/O：传递一对电子所产生的ATP的数目。（1）异柠檬酸琥珀酸（2）在二硝基苯酚存在的情况下，-酮戊二酸琥珀酸（3）琥珀酸草酰乙酸答：（1）在TCA循环中，从异柠檬酸草酰琥珀酸-酮戊二酸琥珀酸COA琥珀酸过程中，共产生2个NADH+H+，1个GTP（ATP），共7个ATP，即P/O=3.5。（2）在2，4二硝基苯酚存在的情况下，NADH氧化不能产生ATP，只消耗氧，因此-酮戊二酸琥珀酸COA琥珀酸只产生1个ATP，即P/O=1。（3）在TCA循环中，从琥珀酸延胡索酸苹果酸草酰乙酸过程中，共产生1个FADH2和1个NADH+H+，共产生5个ATP，即P/O=2.5。例26、给正收缩的蛙腿注射一种阻止NAD+与脱氢酶结合的药物，收缩立即停止，为什么？答：由于该药物能阻止NAD+与脱氢酶结合，而使酵解和柠檬酸循环放出的氢无受体，使这些反应停止，无法通过氧化磷酸化产生ATP，蛙腿收缩就无能量供给，从而使收缩停止。例27、甲醇本身对人体无害，但饮用甲醇可以致命，为什么？对轻度甲醇中毒的患者处理方法之一是让患者喝酒，这有什么理论依据？答：因为甲醇在乙醇脱氢酶的作用下生成甲醛，而甲醛对人体会产生毒害。因为乙醇脱氢酶对乙醇的结合能力比甲醇高，因此可用大量的乙醇竞争性地抑制甲醇与酶的结合，从而达到解毒的作用。例28、谷氨酸彻底氧化生成二氧化碳和水，可以生成多少ATP？答：（1）谷氨酸通过脱氢（由NAD+为氢受体）产生-酮戊二酸，从而进入TCA循环，产生1分子草酰乙酸。在此过程中，产生3上DNAH+H+、1个 FADH2和1分子GTP，合计共12个ATP。（2）产生的1分子草酰乙酸再经糖异生的部分途径：草酸乙酸+GTP磷酸烯醇式丙酮酸+GDP+CO2；磷酸烯醇式丙酮酸+ADP烯醇式丙酮酸+ATP烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸经氧化为乙酰-CoA,乙酰-CoA进入TCA循环彻底氧化为二氧化碳和水。在此过程中共产生4上DNAH+H+、1个 FADH2和1分子GTP，合计共15个ATP。综合（1）和（2），谷氨酸彻底氧化生成二氧化碳和水，可以生成ATP数量为12+15=27（个）。例29、柠檬酸循环中并无氧参加为什么说它是葡萄糖的有氧分解途径？答：在柠檬酸循环中，有三处产生NADH+H+，一处产生FADH2，而NADH和FADH2通过呼吸链使H+与氧结合成水，同时产生大量的ATP。因此柠檬酸循环中虽无氧参加但它是葡萄糖的有氧分解途径。例30、在线粒体制剂中加入脂肪酸、CoA、氧气、ADP和磷酸，可观察到脂肪酸的氧化，加入安密妥，软脂酸彻底氧化为二氧化碳和水可产生多少ATP？答：产生36个ATP。软脂酸在正常情况下，彻底氧化可净产生129个ATP。但加入安密妥后，因安密妥是电子传递的抑制剂（抑制NADH+H+向辅酶Q的传递），因此软脂酸氧化过程中产生NADH+H+不能通过氧化磷酸化产生ATP，但安密妥不能抑制FADH2的氧化磷酸化，因此在7次-氧化过程中产生7个FADH2，在8个乙酰辅酶A进入TCA循环过程中产生8个FADH2，同时产生个GTP（ATP），共产生38个ATP，再减去软脂酸活化时消耗的2个ATP，共36个ATP。例31、含三个软脂酸的三软脂酰甘油彻底氧化为二氧化碳和水可生成多少ATP？答：409个ATP三软脂酰甘油分解为1分子甘油和3分子软脂酸。（1）1分子软脂酸彻底氧化为二氧化碳和水可产生129个ATP，3分子软脂酸共计387个ATP。（2）甘油+ATP磷酸甘油磷酸二羟丙酮+ NADH+H+ 磷酸甘油醛，此过程中净产生2个ATP；由磷酸甘油醛丙酮酸，产生1分子NADH+H+，底物磷酸化产生2分子ATP，共5个ATP；由丙酮酸彻底氧化为二氧化碳和水产生15个ATP。即由甘油到二氧化碳和水净产生ATP数量为22个。（3）综合（1）（2）三软脂酰甘油彻底氧化为二氧化碳和水可生成ATP=387+20=409。例32、在正常糖代谢和因长期饥饿糖代谢不正常时，软脂酸氧化可获得的能量之比（即相对能量）是多少？答：长期饥饿会产生酮体症，即乙酰乙酸、丙酮和-羟丁酸在血液中积累。在体内糖代谢不正常，产生酮体症的情况下，乙酰辅酶A不能通过柠檬酸循环氧化分解，软脂酸氧化只产生33个ATP：7次-氧化过程中产生7个NADH+H+、7个FADH2，共35个ATP，再减去软脂酸活化时消耗2个ATP，净产生33个ATP。而正常情况下1个软脂酸共产生129个ATP，两种情况下产生的能量之比=33：129=25.6%。从分析我们可以知道，因长期饥饿糖代谢不正常时，软脂酸氧化产生的能量是正常情况下的1/4左右。例33、哺乳动物的脂肪酸合成速度受细胞内柠檬酸浓度的影响，为什么？答：因为脂肪酸酸合成的限速反应是：在ATP的参与下，乙酰辅酶A羧化酶催化的乙酰辅酶A羧化为丙二酸单酰辅酶A的过程。柠檬酸是乙酰辅酶A羧化酶的正调节物。细胞内柠檬酸浓度高有利于脂肪酸的合成，因为从TCA循环的第一步反应可推出，柠檬酸浓度高表明细胞内乙酰辅酶A和ATP浓度高（能荷高）。例34、常吃生鸡蛋的容易产生轻度酮体症，说明其中的原因？ 答：酮体是乙酰乙酸、丙酮和-羟丁酸的总称，是正常的代谢产物。酮体在肝脏生成，由一系列酶催化，在肝脏以外的组织分解，在血液中水平很低。如果不能正常分解，就会血液中积累，产生酮血症或酮尿症。长期饥饿或糖尿病人会发生酮体症。酮体的生理意义在于：将肝脏细胞中产生的乙酰辅酶A以酮体的形式运到肝脏以外的其它器官，防止乙酰辅酶A在肝内的积累。此外，有些器官，如心脏和肾上腺皮质可利用酮体作为能源物持，将其转变为乙酰辅酶A，进入TCA循环产生ATP。生吃鸡蛋不利于身体健康。生物素可作为羧化酶的辅酶。生鸡蛋的蛋清中含有抗生物素蛋白质（因子），它能抑制脂肪酸酸合成的限速酶，即乙酰辅酶A羧化酶的活性，因为该酶需要生物素作为辅助因子。如果细胞内脂肪酸合成受阻，会导致乙酰辅酶A积累，从而转而生成酮体，产生轻度酮体症。当抗生物素因子被降解后或排出后，一切恢复正常。例34-1、鸡蛋清中的抗生物素蛋白（因子）对生物素的亲和力极高，如果将该蛋白加到肝脏提取液中，对丙酮酸以糖异生为葡萄糖有何影响？答：生物素可作为羧化酶的辅酶。在糖异生过程中，生物素是丙酮酸羧化酶的辅酶，丙酮酸羧化酶催化糖异生的第一个反应，即丙酮酸生成草酰乙酸的反应。由于抗生物素因子可与生物素特异性高效结合，从而会阻断糖异生的过程。例35、某病人表现出肌肉逐渐乏力和痉挛，这些症状可因运动、饥饿以及高脂饮食而加重，检验结果表明，患者脂肪酸氧化的速度比正常人慢，给病人服用含肉碱的食物，症状消失恢复正常，那么（1）为什么肉碱可以提高脂肪酸氧化的速度？（2）为什么运动、饥饿以及高脂饮食会使肉碱缺乏症患者病情加重？（3）肉碱缺乏的可能原因是什么？答：（1）脂肪酸活化后产生脂酰辅酶A，要穿过线粒体的内膜进入线粒体内才能进一步进行-氧化，这一过程必须有肉碱帮助下才能完成，否则脂肪酸-氧化不能正常进行，使人体能量供应不足，从而感觉肌肉乏力和痉挛。（2）运动、饥饿及高脂饮食使患者体内脂肪酸成为能量的主要来源，从而加重了脂肪酸-氧化不能进行正常而产生的负面影响。（3）其实肉碱可以反复利用，人体的需要量很小，体内又可合成，一般不会缺乏。肉碱缺乏的原因：一方面体内合成肉碱的代谢过程受阻，另一方面可能肉碱在食物中的摄入量少。例36、细胞内只合成软脂酸，那么多于十六个碳原子的脂肪酸在体内如何产生？答：细胞内合成了软脂酸后，可由两个脂肪酸延长酶系进行加长：（1）在线粒体内：以乙酰辅酶A为二碳单位供体来延长碳链。（2）在内质网内：以丙二酸单酰为二碳单位供体来延长碳链。例37、骆驼的驼峰贮存的不是水，而是大量的脂肪，这些脂肪能作为水源吗？为什么？答：能。假设驼峰贮存的脂肪全为三脂酰甘油，脂肪分解后产生软脂酸，则有下面的反应式：C16H32O2 +23O2 +129Pi + 129ADP 16CO2 + 145H2O +129ATP在软脂酸产生的145个水分子中，有129个水分子来自ADP和Pi结合生成ATP释放的水，另一部分是脂肪酸彻底氧化后由H+与氧结合的水：每个软脂酸分子中有32个氢原子，与氧结合后可产生16个水分子。软脂酸分子中有32个氢原子与氧结合产生16个水分子称为代谢水。对于在缺水环境中生存的动物来说，体内代谢水生成的多少是非常重要的，可以在缺水条件下为体内提供生命不可缺少的水。比较典型的动物就是骆驼，它产生代谢水的能力非常强，而且主要是通过其驼峰中的脂肪氧化产生的。例37-1、黑熊在冬眠期间，每天消耗25106J的能量，冬眠最长可达7个月，维持生命的能量主要来自体内的脂肪酸氧化。7个月后，黑熊大约要失去多在的体重？在冬眠期间黑熊很少发生酮血症，为什么？（脂肪的热价以37KJ/g 计）答：黑熊每天减少体重=25106J10003710000.676（kg）黑熊7个月内体重减少0.676kg 730142kg黑熊在冬眠期间之所以很少发生酮血症，其原因是它可通过降解体内非必需蛋白质，提供氨基酸骨架用于合成葡萄糖，从而减少了酮体的积累。例38、有一多肽，其分子式是C55H70O19N10，将其彻底水解后只得到下图中的四种氨基酸。根据上面的条件回答问题：问：（1）该多肽是几肽？（2）该多肽水解后，有几个谷氨酸？（3）该多肽水解后，有几个苯丙氨酸？答：本题不是生物试题，本题是1999年化学高考题（1）10 （2）4 （3）解析：（1）该多肽水解后产生氨基酸中，都含1个N原子。除谷氨酸外，又各含2个氧原子，只有谷氨酸有4个氧原子。它们的碳氢原子比最大的是苯丙氨酸，为9：11。又根据题中分子式可知该多肽分子共有10个N原子，因此该多肽为10肽。（2）形成10肽时会脱去9个水分子，因此这个10肽彻底水解所得到的10个氨基酸的总和应是C55H70O19N10+9H2O，即C55H88O28N10，氧数折半后去氮数（28-102）/2=4（因为多了几个双氧，就有几个谷氨酸分子），即谷氨酸的个数4。（3）将分子式总和减去这4个谷氨酸，C55H88O28N104 C5H9O4N=C35H52O12N6，可见还有6个氨基酸，而且碳氢比很高，推测这是由于苯丙氨酸的存在所引起的。最多可能有几个苯丙氨酸C9H11O2N，将359等于3余8。可见有3个苯丙氨酸，此外还有2个丙氨酸，1个甘氨酸。39、4、如下图所示，在A、B、C、D四支试管内各加入一定的原料，四个试管内都有物质生成，请回答：（1）A、D两试管内的产物是相同的，你认为A试管模拟的是 的过程，D试管模拟的是 过程。（2）B、C两试管的产物都是 ，但B试管模拟的是 过程，C试管内模拟的是 过程。（3）D试管模拟能够成功，加入的酶比A试管中多了 酶。答案：（1）A管中发生的是以DNA为模板的DNA复制过程 D管中发生的是以RNA为模板的逆转录过程。（2） RNA B管中发生的是以DNA为模板的转录过程 C管中发生的是以RNA为模板的RNA复制过程。（3）逆转录酶例40、为什么饮用浓咖啡有提神的作用？咖啡中含有咖啡碱，是环化腺苷酸（cAMP）磷酸二酯酶的抑制剂，即咖啡碱可阻止CAMP的分解。而且具有十分强烈的作用。环化腺苷酸磷酸二酯酶在体内的作用是当以cAMP作为第二信使的激素作用停止时分解cAMP。如果该酶的活性被抑制，cAMP不能被除数分解就会继续起作用，从而使增强激素的作用而使神经兴奋。例41、当人长期禁食或糖类供应不足时，体内会发生什么变化？答：当人长期禁食或糖类供应不足时，由于糖类供应不足，会利用脂肪酸酸作为能源物质，此时会导致酮体症的产生。当人体脂肪也很少时，就会利用蛋白质分解的氨基酸作为能源物质。此时，过多的氨基酸分解会在体内生大大量的游离氨基，肝脏无力将这些氨基全部转变为尿素排出体外，血液中游离氨基过中造成氨中毒，肝脏中游离氨基过多产生肝昏迷，脑组织中游离氨基过多会导致死亡。例42、简要说明碱水解核糖核酸的机制和脱氧核糖核酸抗碱的原因答：在稀碱的条件下，RNA在碱的作用下生成2-、3-环状核苷酸的中间物，然后由于水的作用生成2-、3-核苷酸的混合物，并进一步水解为核苷，因此碱可以水解RNA。而DNA的脱氧核糖2位上没有羟基，在碱的作用下不能生成2-、3-环状核苷酸的中间物，因此碱不能水解DNA。例43、将标记氨基氮的腺嘌呤和标记N7的腺嘌呤拌入人、小鼠、鸽子的食物中，在他们的哪种排泄物上有标记？答：标记氨基氮的腺嘌呤进入人、小鼠和鸽子体内后，分解后标记物出现在NH3上排出体外；标记N7的腺嘌呤进入人鸽子体内分解后，标记物出现在尿酸分子中，进入小鼠体内分解后，标记物出现在尿囊酸分子中。例44、某个mRNA编码分子量为75000的蛋白质，估计mRAN的分子量（按氨基酸和核苷酸对平均分子为120和640计算）答：一个分子量为75000的蛋白质含氨基酸残基=75000120=625编码该蛋白质的mRNA核苷酸残基=6253=1875编码该蛋白质的mRNA分子量=18756402600000一般来说，蛋白质的分子量与mRNA分子量之比为8-10，取决于组成蛋白质分子中氨基酸的组成。例45、为什么某种氨基酸的变化不影响蛋白质的活性，而另一种氨基酸的变化影响其活性？最容易产生突变的是哪些氨基酸？答：不在蛋白质或酶活性中心的氨基酸改变或被取代，不影响蛋白质或酶的构象和生物活性；在蛋白质或酶的活性中心的氨基酸改变或被取代（此时称为突变），会影响蛋白质或酶的构象和生物活性。极性和非极性氨基酸的互换易导致突变的发生。例47、一些细菌菌株释放大量的核酸酶到培养基中，这种释放作用对于细菌有何益处？为什么哺乳动物胰脏分泌大量的核糖核酸酶和脱氧核糖核酸酶？人的血液中富含核酸酸，它们具有哪些作用？答：细菌所释放的核酸酶可以降解培养基环境中存在的核酸，降解产物可被细菌利用；胰脏分泌核酸酶进入肠中，可降解消化的食物中的核酸；血液中的核酸酶则用于破坏病毒释放的核酸。例48、为什么大多数核酸酶的活性受EDTA等试剂的抑制？答：因为大多核酸酶的活性依赖于镁离子的存在，由于EDTA可以很牢固地和镁离子结合，从而使核酸酶的活性下降。例49、有一种减肥的方法：在极少摄入糖类物质的前提下，多吃的富含蛋白质的食物。但采用这种饮食的人经常自述呼吸不佳。试从代谢角度给予一个较为合理的解释，说明为什么这种膳食是有效的？答：没有糖的摄入时，柠檬酸循环产能的过程主要来自于生糖氨基酸，呼吸不佳的原因是人体供能仅依赖这一途径不足以正常维持，此时就需要以脂肪酸酸为主要的能源物质，从而达到减肥的作用。用这种方式减肥是不可取的，因为长期以蛋白质和脂肪酸为主要能源物质时会导致酮体症和氨中毒，对身体是有害的。例51、请解释为什么对糖的摄入不足的爱斯摩人来说，在营养上吃奇数链脂肪酸要比吃偶数链脂肪酸更好一些？答：奇数碳原子的脂肪酸降解的最后产物中有乙酰辅酶A和丙二酸单酰辅酶A。在维生素B12（钴氨素）参与下，甲基丙二酸单酰辅酶A变位酶可将甲基丙二酸单酰辅酶A转变为琥珀酰辅酶A，从而进入TCA循环，以补充由于糖类摄入不足而引起的TCA中间物不足，从而使ATP的产生正常进行。从以上分析也可看出，爱斯基摩人的膳食中必然要更多更好多的摄入维生素B12（钴氨素）。例53、简要说明什么是：“葡萄糖效应”？答：葡萄糖效应是指：在培养基中，葡萄糖与乳糖都存在，细菌通过常先利用葡萄糖而不利用乳糖的现象，只在葡萄糖耗尽后，经过短暂的停滞才能利用乳糖。这种现象可用乳糖操纵子来解释。例54、一个红细胞的表面积是100m2，从4.7109个经红细胞分离出的膜在水中形成面积为0.890m2的单层膜。从这个实验就细胞膜的构成能得出什么结论？答： 0.890m2=0.8901012m2一个红细胞形成单层膜面积=0.8901012m2/（4.7109）=188m2一个红细胞表面积/一个红细胞形成单层膜面积=188m2/100m22即红细胞膜是由双层脂膜构成的。例55、从驯鹿腿上不同部位取到的组织样品的膜脂具有不同的脂肪酸组成。取自靠近蹄部组织的膜脂含有不饱合脂肪酸的比例比取自腿上部组织的膜脂中高，这种现象有何意义？答：处于外周的身体组织通常比身体中心部位的温度低。因为驯鹿生大多生活于寒冷的地区，其身体外周的细胞要维持生命活动，需要使细胞膜中的脂质在较低温度下保持流动性，应含较多的不饱合脂肪酸，因为不饱合脂肪酸可降低脂质的熔点。例56、按穿磷脂双分子层的扩散速度，从高到低排序：半乳糖、氯离子、甲苯、水答：水甲苯半乳糖氯离子例57、有两个DNA样品，分别来自两种未确认的细菌。这两个DNA样品中腺嘌呤碱基含量分别占它们DNA总碱基的32%和17%。其中哪一种DNA是取自温泉（64摄低度）环境下的细菌，哪一种是取自嗜热菌？答：A占总碱基32%的DNA取自温泉，A占总碱基17%的DNA取自嗜热菌，因为其G-C碱基对含量高，变性温度高，因此在高温下更稳定。例58、两个DNA分子，其长度相等，碱基组成不同，一个含20%的A+T，另一个含60%的A+T，哪个分子的Tm高一些？答：含20%A+T的DNA的Tm高一些，因其含有80%的G+C，因为C-G碱基对间有三个氢键，而A-T碱基对间含两个氢键，因此使含G-C碱基对多的DNA变性一半时所需的能量更多，即熔点温度更高。例58、在肌肉细胞中，葡萄糖转换为乳酸释放出来的自由能只相当于它完全氧化为二氧化碳和水释放自由能的7%，这是否意谓着肌肉中的无氧呼吸是葡萄的一种浪费吗？答：葡萄糖转化为乳酸是肌肉细胞处于缺氧状态时产生ATP的一种应急手段。由于乳酸可在肝脏再转化为丙酮酸，进而在有氧条件下被彻底氧化为二氧化碳和水，因此葡萄糖并没有被浪费。例59、由于砷酸在结构和化学性质上都与磷酸类似，很多需要磷酸的酶也能与砷酸结合。然而砷酸的有机化合物的稳定性比类似的磷酸化合物差，会被快速水解。（1）如果用砷酸取代磷酸，对3-磷酸甘油醛脱氢酶催化的反应有何影响？（2）如果且砷酸取代磷酸，对有机体的影响如何？答：（1）由于砷酸的有机化合物的稳定性比类似的磷酸化合物差，会被快速水解，因此3-磷酸甘油醛不能形成1、3二磷酸甘油酸，而只能形成3-磷酸甘油酸，进而不能由产生底物磷酸形成ATP（因为由1、3二磷酸甘油酸才能形成ATP）。（2）由于砷酸的有机化合物会被快速水解，因此它相当于底物磷酸化的解耦联剂，使ATP的产生与糖酵解分离。最终使得有砷酸存在时，无氧呼吸无净的ATP产生。例60、酵母可以依赖葡萄糖厌氧或有氧生长，试解释当一直处于厌氧环境中的酵母细胞暴露在空气中时，葡萄糖的消耗为什么会下降？答：无氧呼吸的生物在有氧的条件下，无氧呼吸受抑制，葡萄糖消耗减少的现象叫“巴斯德效应”。其原因是葡萄糖在无氧呼吸时只能净产生2个