生物化学课后答案-张丽萍

1、生物化学课后答案张丽萍（1）9糖代谢1 假设细胞匀浆中存在代谢所需要的酶 和辅酶等必需条件，若葡萄糖的C-1处用14C标 记，那么在下列代谢产物中能否找到14C标记。CO2； (2)乳酸；(3)丙氨酸。解答：(1)能找到14C标记的CO2 葡萄糖 丙酮酸(*C1)一氧化脱竣生成标记的CO2。(2)能找到14C标记的乳酸丙酮酸(*C1)加NADH+H +还原成乳酸。(3)能找到14C标记的丙氨酸 丙酮酸(*C1) 加谷氨酸在谷丙转氨酶作用下生成14C标记的 丙氨酸。.某糖原分子生成n个葡糖-1-磷酸， 该糖原可能有多少个分支及多少个a - (1 6) 糖普键(*设：糖原与磷酸化酶一次性作用生 成

2、)？如果从糖原开始计算，lmol葡萄糖彻底 氧化为CO2和H2O,将净生成多少 mol?ATP?解答：经磷酸化酶作用于糖原的非还原末 端产生n个葡萄糖-1-磷酸，则该糖原可能有 n+1个分支及n+1个a- (16)糖背键。如 果从糖原开始计算，lmol葡萄糖彻底氧化为 CO2 和 H2O,将净生成 33molATP。.试说明葡萄糖至丙酮酸的代谢途径，在有氧与无氧条件下有何主要区别？解答：（1）葡萄糖至丙酮酸阶段，只有甘 油醛-3-磷酸脱氢产生NADH+H + 。 NADH+H +代谢去路不同,在无氧条件下去还 原丙酮酸；在有氧条件下，进入呼吸链。（2）生成ATP的数量不同，净生成2mol AT

3、P;有氧条件下净生成 7mol ATP。葡萄糖至丙酮酸阶段，在无氧条件下，经 底物磷酸化可生成4mol ATP （甘油酸-1,3-二 磷酸生成甘油酸-3磷酸，甘油酸-2-磷酸经烯 醇丙酮酸磷酸生成丙酮酸），葡萄糖至葡糖-6- 磷酸，果糖-6-磷酸至果糖1,6二磷酸分别消耗 了 1mol ATP,在无氧条件下净生成 2mol ATP。在有氧条件下，甘油醛-3-磷酸脱氢产 生 NADH+H +进入呼吸链将生成 2X2.5mol ATP ,所以净生成7mol ATP。. O2没有直接参与三竣酸循环，但没有 O2的存在，三竣酸循环就不能进行，为什么？丙 二酸对三竣酸循环有何作用？解答：三竣酸循环所产生

4、的3个 NADH+H +和1个FADH2需进入呼吸链，将 H+和电子传递给 O2生成H2。没有O2将造 成NADH+H +和FADH2的积累，而影响三竣 酸循环的进行。丙二酸是琥珀酸脱氢酶的竞争 性抑制剂，加入丙二酸会使三竣酸循环受阻。患脚气病病人丙酮酸与a酮戊二酸含 量比正常人高（尤其是吃富含葡萄糖的食物后），请说明其理由。解答：因为催化丙酮酸与 a酮戊二酸氧 化脱竣的酶系需要TPP作酶的辅因子,TPP是 VB的衍生物，患脚气病病人缺 VB,丙酮酸与 a酮戊二酸氧化受阻,因而含量比正常人高。.油料作物种子萌发时，脂肪减少糖增 加，利用生化机制解释该现象，写出所经历的 主要生化反应历程。解答：

5、油料作物种子萌发时，脂肪减少， 糖增加，表明脂肪转化成了糖。转化途径是：脂 肪酸氧化分解成乙酰辅酶A,乙酰辅酶A经乙 醛酸循环中的异柠檬酸裂解酶与苹果酸合成 酶催化,生成草酰乙酸，再经糖异生转化为糖。.激烈运动后人们会感到肌肉酸痛，几天 后酸痛感会消失.利用生化机制解释该现象。解答：激烈运动时,肌肉组织中氧气供应 不足，酵解作用加强,生成大量的乳酸,会 感到肌肉酸痛,经过代谢，乳酸可转变成葡萄 糖等其他物质，或彻底氧化为 CO2和H2O, 因乳酸含量减少酸痛感会消失。.写出UDPG的结构式。以葡萄糖为原 料合成糖原时，每增加一个糖残基将消耗多少 ATP?解答：以葡萄糖为原料合成糖原时,每 增加

6、一个糖残基将消耗3molATP。过程如下：葡萄糖ATPf ?G 6 P ADP （激酶催化）,G 6 P幡穴1P （己糖磷酸异构酶催化）,G 1 P UTP! ? UDPG PPi PPi H2G 1 P UTP! ? UDPG PPi PPi H2O2Pi(UDPG 焦磷酸化酶催化),再在糖原合成酶催化下，UDPG将葡萄糖残基加到糖原引物非还原端形成a-1,4-糖普键。.在一个具有全部细胞功能的哺乳动物 细胞匀浆中分别加入 1mol下列不同的底物, 每种底物完全被氧化为 CO2和H2O时，将产 生多少摩尔？ATP分子？(1)丙酮酸(2)烯醇丙酮酸磷酸乳酸 (4) 果糖-l , 6-二磷酸(5

7、)二羟丙酮磷酸(6)草酰琥珀酸解答：(1)丙酮酸被氧化为 CO2和H2O 时，将产生12.5mol ATP;(2)磷酸烯醇式丙酮酸被氧化为CO2和H2O 时，将产生 13.5mol ATP;(3)乳酸被氧化为CO2和H2O时，将产 生 15mol ATP ;(4)果糖1,6二磷酸被氧化为CO2和H2O 时，将产生34mol ATP ;(5)二羟丙酮磷酸被氧化为 CO2和H2O 时，将产生17moi ATP ;(6)草酰琥珀酸被氧化为CO2和H2O时， 将产生20moi ATP o脂质的代谢.脂肪是如何分解和合成的？解答：生物体利用三酰甘油是通过脂肪酶 水解三酰甘油生成甘油与脂肪酸。甘油和脂肪

8、酸在组织内进一步氧化生成 CO2、水及能量。 合成脂肪所需的甘油-3-磷酸可由糖酵解产生 的二羟丙酮磷酸还原而成，亦可由脂肪动员产 生的甘油经脂肪组织外的甘油激酶催化与 ATP作用而成。脂肪酸经活化生成的脂酰辅酶 A与甘油-3-磷酸缩合生成磷脂酸；二羟丙酮 磷酸也能与脂酰CoA作用生成脂酰二羟丙酮 磷酸，然后还原生成溶血磷脂酸，溶血磷脂酸 和脂酰CoA作用可生成磷脂酸。磷脂酸在磷 脂酸磷酸酶作用生成二酰甘油及磷酸。 二酰甘 油与另一分子的脂酰 CoA缩合即生成三酰甘 油。详见10.2和10.3节。.什么是6-氧化？ 1mol硬脂酸彻底氧 化可净产生多摩尔ATP?解答：脂肪酸氧化作用是发生在 B

9、碳原子 上，逐步将碳原子成对地从脂肪酸链上切下， 这个作用即B -氧化。它经历了脱氢（辅酶 FAD）,加水，再脱氢（辅酶NAD+）,硫解四步 骤,从脂肪酸链上分解下一分子乙酰CoA o1mol硬脂酸（十八碳饱和脂肪酸）彻底氧化 可净产生 120mol 摩尔 ATP 。1.5 8+2,5 *+10 9-2=12+20+90-2=120molATPO详见10.2. 2中的“脂肪酸B-氧化过程中 的能量转变”。.脂肪酸除B-氧化途径外，还有哪些氧 化途径？解答：脂肪酸除主要进行B-氧化作用外， 还可进行另两种方式的氧化，即口 -氧化与3- 氧化。在a -氧化途径中长链脂肪酸的a -碳在加单氧酶的催化

10、下氧化成羟基生成a -羟脂酸。羟脂酸可转变为酮酸，然后氧化脱竣转变 为少一个碳原子的脂肪酸。此外脂肪酸的末端 甲基（3 -端）可经氧化作用后转变为 3 -羟脂 酸，然后再氧化成, -二竣酸进行B-氧化， 此途径称为3 -氧化。含奇数碳原子的脂肪酸 也可进行B-氧化，但最后一轮，产物是丙酰 CoA和乙酰CoAo丙酰CoA经代谢生成琥珀 酰CoAo也可以经其他代谢途径转变成乳酸 及乙酰CoA进行氧化。详见10. 2.3中的“奇数碳链脂肪酸的氧 化”和10. 2. 3中的氧化和3 -氧化”。. C16:1与相同碳原子数的饱和脂肪酸 氧化途径有何区别？解答：几乎所有生物体的不饱和脂肪酸都只 含有顺式双

11、键，且多在第9位，而B -氧化中的 2-反烯脂酰CoA水化酶和B-羟脂酰CoA 脱氢酶具有高度立体异构专一性，所以不饱和 脂肪酸的氧化除要有 B-氧化的全部酶外，还 需要 3-顺，?-反烯脂酰CoA异构酶和4 2- 反，,-顺二烯脂酰CoA还原酶。详见 10. 2. 2. 5 “不饱和脂肪酸的氧化”。不饱和脂 肪酸Cl6:1比相同碳原子数的饱和脂肪酸少生 成 1.5 个 ATP。.酮体是如何产生和氧化的？为什么肝中 产生的酮体要在肝外组织才能被利用解答：丙酮、乙酰乙酸、B -羟丁酸在医 学上称为酮体，其如何产生和氧化详见 10. 2. 4. 1 “酮体的生成”和 10. 2. 4. 2 “酮

12、体的氧化”。肝产生的酮体要在肝外组织才能 被利用，是因为肝中有活力很强的生成酮体的 酶，但缺少利用酮体的酶。脂肪酸是如何进行生物合成的？ 解答：详见10.3.2 “脂肪酸的生物合成”。. 1mol三辛脂酰甘油在生物体内分解成 CO2和H2O时，可净产生多少摩尔 ATP?解答：1mol三辛脂酰甘油在生物体内加 H2O分解成1mol甘油和3mol辛酸。甘油氧 化成CO2和H2O时，可净产生18.5mol ATP, 3mol辛酸经3次0-氧化）生成4mol乙酰 CoA。3mol 辛酸:3X【1.5 3+2.5 3+10M-2】 =150mol ATP, 1mol三辛脂酰甘油可净产生 168.5mol

13、 ATPO.试以磷脂酰胆碱为例叙述磷脂合成和 分解的途径。解答：磷脂酰胆碱的合成详见10.4节，分 解见10. 1.2 “磷脂的酶促水解”。9,胆固醇在体内是如何生成、转化和排 泄的？解答：详见10. 5节。蛋白质分解和氨基酸代谢.蛋白质在细胞内不断地降解又合成有 何生物学意义？解答：细胞不停地将氨基酸合成蛋白质， 并又将蛋白质降解为氨基酸。这种看似浪费的 过程对于生命活动是非常必要的。首先可去除 那些不正常的蛋白质，它们的积累对细胞有 害。其次，通过降解多余的酶和调节蛋白来调 节物质在细胞中的代谢。研究表明降解最迅速 的酶都位于重要的代谢调控位点上， 这样细胞 才能有效地应答环境变化和代谢的

14、需求。 另外 细胞也可以蛋白质的形式贮存养分，在代谢需 要时将其降解产生能量供机体需要。,何谓氨基酸代谢库？解答：所谓氨基酸代谢库即指体内氨基酸 的总量。,氨基酸脱氨基作用有哪几种方式？为什么说联合脱氨基作用是生物体主要的脱氨基方式？解答：氨基酸的脱氨基作用主要有氧化脱 氨基作用、转氨基作用、联合脱氨基作用和非 氧化脱氨基作用。生物体内 L-氨基酸氧化酶 活力不高，而L-谷氨酸脱氢酶的活力却很强， 转氨酶虽普遍存在）但转氨酶的作用仅仅使氨 基酸的氨基发生转移并不能使氨基酸真正脱 去氨基。故一般认为 L-氨基酸在体内往往不 是直接氧化脱去氨基，主要以联合脱氨基的方 式脱氨。详见11.2.1氨基酸

15、的脱氨基作用。.试述磷酸叱哆醛在转氨基过程中的作 用。解答：转氨酶的种类虽多，但其辅酶只有 一种，即叱哆醛-5 -磷酸，它是维生素B6的 磷酸酯。毗哆醛-5 -磷酸能接受氨基酸分子 中的氨基而变成叱哆胺-5 -磷酸，同时氨基 酸则变成a -酮酸。叱哆胺-5 -磷酸再将其氨 基转移给另一分子a-酮酸，生成另一种氨基 酸，而其本身又变成叱哆醛-5 -磷酸，毗哆 醛-5 -磷酸在转氨基作用中起到转移氨基的 作用。假如给因氨中毒导致肝昏迷的病人注 射鸟氨酸、谷氨酸和抗生素，请解释注射这几 种物质的用意何在？解答：人和哺乳类动物是在肝中依靠鸟氨10 酸循环将氨转变为无毒的尿素。鸟氨酸作为C 和N的载体，

16、可以促进鸟氨酸循环。谷氨酸 可以和氨生成无毒的谷氨酰胺。抗生素可以抑 制肠道微生物的生长，减少氨的生成。,什么是鸟氨酸循环，有何实验依据？合 成lmol尿素消耗多少高能磷酸键？解答：尿素的合成不是一步完成，而是通 过鸟氨酸循环的过程形成的。此循环可分成三 个阶段：第一阶段为鸟氨酸与二氧化碳和氨作 用，合成瓜氨酸。第二阶段为瓜氨酸与氨作用， 合成精氨酸。第三阶段精氨酸被肝中精氨酸酶 水解产生尿素和重新放出鸟氨酸。反应从鸟氨 酸开始，结果又重新产生鸟氨酸，形成一个循 环，故称鸟氨酸循环（又称尿素循环）。合成 1mol尿素需消耗4mol高能键。详见11.2.3 排泄”和“（2）尿素的生 成机制和鸟氨

17、酸循环” o,什么是生糖氨基酸、生酮氨基酸、生 酮兼生糖氨基酸？为什么说三竣酸循环是代 谢的中心？你是如何理解的？解答：在体内可以转变为糖的氨基酸称为 生糖氨基酸，其按糖代谢途径进行代谢；能转 变成酮体的氨基酸称为生酮氨基酸，其按脂肪 酸代谢途径进行代谢；二者兼有的称为生糖兼 生酮氨基酸，部分按糖代谢，部分按脂肪酸代 谢途径进行。一般说，生糖氨基酸分解的中间ii 产物大都是糖代谢过程中的丙酮酸、草酰乙 酸、口-酮戊二酸，琥珀酰CoA或者与这几种 物质有关的化合物。生酮氨基酸的代谢产物为 乙酰辅酶A或乙酰乙酸。在绝大多数生物体 内，三竣酸循环是糖、脂肪、蛋白质、氨基酸 等物质的共同分解途径。另一

18、方面三竣酸循环 中的许多中间体如口-酮戊二酸、琥珀酸、延 胡索酸、苹果酸、草酰乙酸等又是生物体各物 质合成的共同前体。因此三竣酸循环是各物质 代谢的中心。,什么是必需氨基酸和非必需氨基酸 ？ 解答：生物体自身不能合成必需由食物供 给的氨基酸为必需氨基酸。如成年人体不能合 成苏氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、苯丙 氨酸、缴氨酸、亮氨酸和异亮氨酸等8种氨基 酸，此8种氨基酸称为必需氨基酸，缺少其中 任一种都将影响生物体内蛋白质的合成。 而生 物体自身能合成的氨基酸为非必需氨基酸。何谓一碳单位？它与氨基酸代谢有何 联系？解答：生物化学中将具有一个碳原子的基 团称为一碳单位。在物质代谢过程中常遇到一

19、碳基团从一个化合物转移到另一个化合物的 分子上去，而一碳单位的载体往往为四氢叶 酸，体内一碳单位的产生与下列氨基酸代谢有 关。12甘氨酸、丝氨酸的分解反应可产生N5,N10-亚甲基四氢叶酸，组氨酸降解为谷氨酸的 过程中可以形成N5-亚氨甲基四氢叶酸，苏氨 酸在代谢过程中可产生甘氨酸所以也能生成 N5, N10-亚甲基四氢叶酸。另外甲硫氨酸也是 体内重要的甲基化试剂，可以为很多化合物提 供甲基。详见11.3.2 “氨基酸代谢与一碳单 位”。.氨基酸生物合成途径可分为哪几种衍 生类型？解答：不同氨基酸生物合成途径不同，但 许多氨基酸生物合成都与机体内的几个主要 代谢途径相关。因此，可将氨基酸生物合

20、成相 关代谢途径的中间产物，看作氨基酸生物合成 的起始物，并以此起始物不同划分为六大类 型：口-酮戊二酸衍生类型，草酰乙酸衍 生类型，丙酮酸衍生类型，甘油酸 -3-磷 酸衍生类型，赤薛糖-4-磷酸和烯醇丙酮酸 磷酸衍生类型，组氨酸生物合成。详见 11.3.1 “氨基酸合成途径的类型”。. 1分子丙氨酸在哺乳动物体内彻底氧 化可净生成多少ATP?解答：丙氨酸通过转氨基作用将氨基转给 a-酮戊二酸产生丙酮酸和谷氨酸。丙酮酸经过 氧化脱竣形成乙酰 CoA和NADH。 1分子乙 酰CoA在细胞内彻底氧化可产生 10分子的13ATP J分子NADH通过呼吸链的氧化可产生 2. 5分子ATPO谷氨酸在谷氨

21、酸脱氢酶的催化 下形成1分子NADH、1分子e酮戊二酸和1 分子NH/02分子NH4+在哺乳动物体内经过 尿素循环转变成尿素需要消耗 4分子ATP o因 此1分子丙氨酸在哺乳动物体内被彻底氧化 可净产生12.5+2.5-2=13 分子的 ATPO如果 是鱼类，则脱下的氨基可直接排出体外，不需 要消耗ATP ,那么就可净产生15分子的ATP。.给哺乳动物喂食15N标记的丙氨酸， 能否在动物体内找到15N标记的苏氨酸、赖氨 酸和谷氨酸？解答：在动物体内可以找到15N标记的谷 氨酸，15N标记的丙氨酸与 纺酮戊二酸在谷丙 转氨酶的作用下生成谷氨酸和丙酮酸。 苏氨酸 和赖氨酸是由食物供给的必需氨基酸，

22、 动物体 自身不能合成。12核甘酸代谢.你如何解释以下现象：细菌调节喀咤 核甘酸合成的酶是天冬氨酸-氨基甲酰转移酶，而人类调节喀嗟核甘酸合成的酶主要是氨 基甲酰磷酸合成酶。解答：氨基甲酰磷酸合成酶参与两种物 质的合成）口密嗟核甘酸的合成和精氨酸的合 成。在细菌体内，这两种物质的合成发生在相14同的部位（细菌无细胞器的分化），如果调节 喀嗟核甘酸合成的酶是此酶的话，对喀嗟核普 酸合成的控制将会影响到精氨酸的正常合成。 而人体细胞内有两种氨基甲酰磷酸合成酶，即定位于线粒体内的氨基甲酰磷酸合成酶I和 定位于细胞质内的氨基甲酰磷酸合成酶n ,它们分别参与尿素循环（精氨酸合成），喀嗟核 甘酸的合成。假如

23、细胞中存在合成核甘酸的全部前 体物质） 从核糖-5-磷酸合成1mol腺甘酸 需要消耗多少摩尔ATP?如果用补救途径 合成1mol腺甘酸，细胞可节省多少摩尔 ATP?解答：从核糖-5-磷酸合成磷酸核糖焦 磷酸（PRPP时，需要将1mol焦磷酸基团从 ATP转移到核糖-5-磷酸分子上去，在合成IMP 途径的后续步骤中，该焦磷酸被释放并迅速水 解生成2mol Pi,相当于消耗2mol ATR随后 在生成甘氨酰胺核甘酸、甲酰甘氨咪建核背 酸、5-氨基咪建核甘酸和甲酰胺核甘酸四步反 应中，各有1mol ATP的消耗，生成了 IMP。 在IMP转化成腺甘酸时，由腺甘琥珀酸合成酶 催化的反应又另外消耗 1m

24、ol GTPo所以，从 核糖-5-磷酸合成1mol腺甘酸需要消耗7mol ATR 补救途径合成腺甘酸反应为：腺喋吟 +核糖-5-磷酸 - 腺甘+Pi ,腺普+ ATP15 f AMP + ADP ,可见从腺喋吟补救途径合成 1mol腺甘酸只消耗1mol ATP,比从头合成核 糖-5-磷酸节省6mol ATP 。.使用放射性标记的尿甘酸可标记 DNA 分子中所有的喀嗟碱基，而使用次黄甘酸可标 记DNA分子中所有的喋吟碱基，试解释以上 的结果。解答：使用放射性标记尿甘酸后，尿甘酸（UMP UDPCTACDfPdCDPdCTP UDP dUDPdUMPdTMPdTDAdTTR 放射性标 记次黄甘酸后

25、，次黄首酸（IMP） - GMPGDP f dGDP dGTP次黄首酸（IMP）“腺昔琥珀 酸-AMP ADA dADP dATR.为便于筛选经抗原免疫的 B细胞和肿 瘤细胞的融合细胞，选用次黄喋吟-鸟喋吟磷 酸核糖转移酶缺陷（HGPRT -）的肿瘤细胞和 正常B细胞融合后在HAT（次黄喋吟-氨甲蝶 吟-胞甘）选择培养基中培养，此时只有融合 细胞才能生长和繁殖，请解释选择原理。解答：细胞内核甘酸合成有两条途径，一 是从头合成途径，另一条是补救途径。对于 B 细胞，由于不能在培养基上繁殖，所以未融合 的B细胞不能在培养基上繁殖。对于肿瘤细 胞，因为是HGPR缺陷型，因而它不能通过补 救途径合成核

26、甘酸。又因为选择性培养基 HAT 中含氨甲蝶吟，它是叶酸的拮抗剂，叶酸是喋16吟和喀嗟核甘酸从头合成途径中转移一碳单 位的辅酶（四氢叶酸）的来源，所以氨甲蝶吟 抑制了核甘酸的从头合成途径，这样未融合的 肿瘤细胞也不能在选择性培养基上生长和繁 殖，只有融合细胞具有了双亲的遗传性，才能在HAT选择性培养基中利用补救途径合成核 甘酸，从而生长和繁殖。.简述5-氟尿喀嗟（5-Fura）、6-疏基喋 吟在体内的代谢去向，试解释它们为何能抑制 DNA的复制。解答：5-澳尿喀嗟是胸腺喀嗟的结构类似 物。它进入人体后，可转化成 5-澳脱氧尿昔 酸（BrdUMP,进一步生成5-澳脱氧尿甘二磷 酸（BrdUDP和5-澳脱氧尿甘三磷酸（BrdUTB, BrdUTP作为dTTP的类似物可掺入到新合成的 DNA连中。但它又可作为一种假的负反馈抑制 剂抑制CDP勺还原，从而抑制DNA勺合成。因 为dTTP作为NDP2S原酶的变构抑制剂可抑制 CDP的还原，具有类似的效应。CDP2S原的抑