生物化学习题训练

高度水合的糖原颗粒可被糖原磷酸化酶快速水解释放出葡萄糖-1-磷酸. 9,青霉素是如何发挥它的抗菌作用的

答:青霉素的抗菌作用是抑制肽聚糖合成中的一步特殊的反应,肽聚糖是革兰氏阳性菌细胞壁的主要成分.青霉素抑制催化肽聚糖合成的最后一步反应的转肽酶.青霉素的结构类似于转肽酶底物末端的二肽D-Ala-D-Ala的结构.

10,某些糖蛋白的寡糖部分可以作为细胞的识别部位.为了执行这一功能,寡糖部分应当具有形成多种结构形式的潜力.如果寡肽是由5个不同氨基酸残基组成,寡糖是由5个不同的单糖残基组成,那么是寡肽还是寡糖产生的结构的多样性更多

答:寡糖;它的单糖单位要比寡肽的氨基酸单位的结合方式更多.因为每个单糖的羟基都可以参与糖苷键的形成,而且每个糖苷键的构型既可以是α型,也可以是β型.聚合物可以是线性的,也可以是带有分支的. 11,人血浆中的葡萄糖大约维持在5mM.而在肌肉细胞中的游离葡萄糖浓度要低得多.细胞内的葡萄糖浓度为什么如此之低 临床上常用静脉注射葡萄糖来补充病人食物来源,由于葡萄糖转换为葡萄糖-6-磷酸要消耗ATP的,那么临床上却不能直接静脉注射葡萄糖-6-磷酸呢

答:因为进入肌肉细胞的葡萄糖常常被磷酸化,葡萄糖一旦磷酸化就不能从细胞内逃掉.在pH7时,葡萄糖-6-磷酸的磷酸基团解离,分子带净的负电荷.由于膜通常对带电荷的分子是不通透的,所以葡萄糖-6-磷酸就不能从血流中进入细胞,因此也就不能进入酵解途径生成ATP.

12,把C-1位用14C标记的葡萄糖与能进行糖酵解的无细胞提取物共同温育,标记物出现在丙酮酸的什么位置

答: 被标记的葡萄糖通过葡萄糖-6-磷酸进入酵解途径,在果糖-1.6二磷酸被醛缩酶裂解生成甘油醛-3-磷酸和磷酸二羟丙酮之前标记始终出现在C-1.因为磷酸二羟丙酮含有最初葡萄糖分子的C-1至C-3原子,因而它的C-1带有标记.然后磷酸二羟丙酮异构化变为甘油醛-3-磷酸,最终14C出现在丙酮酸的甲基上. 13,增加以下各种代谢物的浓度对糖酵解有什么影响

(a)葡萄糖-6-磷酸 (b) 果糖-1.6-二磷酸 (C) 柠檬酸 (d) 果糖-2.6-二磷酸

:(a)最初葡萄糖-6-磷酸浓度的增加通过增加葡萄糖6-磷酸异构酶的底物水平以及以后的酵解途径的各步反应的底物水平也随之增加,从而增加了酵解的速度.然而葡萄糖-6-磷酸也是己糖激酶的一个别构抑制剂,因此高浓度的葡萄糖-6-磷酸可以通过减少葡萄糖进入酵解途径从而抑制酵解.

(b)果糖-1.6-二磷酸是由磷酸果糖激酶-1催化反应的产物,它是酵解过程中主要的调控点,增加果糖-1.6-二磷酸的浓度等于增加了所有随后糖酵解途径的反应的底物水平,所以增加了酵解的速度.

(c)柠檬酸是柠檬酸循环的一个中间产物,同时也是磷酸果糖激酶-1的一个反馈抑制剂,因而柠檬酸浓度的增加降低了酵解反应的速率.

(d)果糖-2,6-二磷酸是在磷酸果糖激酶-2(PFK-2)催化的反应中由果糖-6-磷酸生成的,因为它是磷酸果糖激酶-1(PFK-1)的激活因子,因而可以增加酵解反应

14,在严格的厌氧条件下酒精发酵过程中,使用放射性标记的碳源进行示踪原子实验. (a)如果葡萄糖的第1个碳用14C标记,那么14C将出现在产物乙醇的哪个位置上

(b)在起始的葡萄糖分子的哪个位置上标记14C ,才能使乙醇发酵释放出的二氧化碳都是14C标记的14CO2. 答:(a)14CH3-CH2-OH (b)3,4-14C-葡萄糖

15,当肌肉组织激烈活动时,与休息时相比需要更多的ATP.在骨骼肌里,例如兔子的腿肌或火鸡的飞行肌,需要的ATP几乎全部由嫌氧酵解反应产生的.假设骨骼肌缺乏乳酸脱氢酶,它们能否进行激烈的体力活动,即能否借助于酵解反应高速率生成ATP

答:不能,需要乳酸脱氢酶将甘油醛-3-磷酸氧化过程中生成的NADH氧化为NAD+再循环. 16,尽管O2没有直接参与柠檬酸循环,但没有O2的存在,柠檬酸循环就不能进行,为什么

答:需要氧将柠檬酸循环中氧化反应生成的NADH氧化为NAD+,以便保证循环正常进行.而NADH氧化发生在线粒体的需要O2的电子传递和氧化磷酸化过程中.

17,柠檬酸循环共涉及八种酶使乙酰基氧化,它们是柠檬酸合成酶,顺乌头酸酶,异柠檬酸脱氢酶,α-酮戊二酸脱氢酶,琥珀酰辅酶A合成酶,琥珀酸脱氢酶,延胡索酸酶和苹果酸脱氢酶.写出每一种酶所催化的反应平衡方程式以及每一酶促反应需要的辅助因子.

答:柠檬酸合成酶:乙酰辅酶A+草酰乙酸+H2O→柠檬酸+辅酶A+H+(辅酶A)乌头酸酶:柠檬酸→异柠檬酸异柠檬酸脱氢酶:异柠檬酸+NAD+→α-酮戊二酸+CO2+NADH(NAD+)α-酮戊二酸脱氢酶:α-酮戊二酸+NAD++辅酶A→琥珀酰辅酶A+CO2+NADH(NAD+,辅酶A和焦磷酸硫胺素)琥珀酰辅酶A合成酶:琥珀酰辅酶A+Pi+GDP→琥珀酸+GTP+辅酶A(辅酶A)琥珀酸脱氢酶:琥珀酸+FAD→延胡索酸+FADH2(FAD)延胡索酸酶:延胡索酸+H2O→苹果酸苹果酸脱氢酶:苹果酸+NAD+→草酰乙酸+H++NADH(NAD+)

18,用捣碎的肌肉组织进行的早期实验表明,柠檬酸循环是需氧途径,通过此循环代谢的物质最终氧化成CO2.但是加入循环中间产物会导致消耗比预期多的氧气.例如肌肉匀浆中加入1μmol的延胡索酸,需要消耗25μmoL的氧气,但下面的氧化反应方程式显示,只需要3μmoL氧气就能完全氧化1μmol的延胡索酸.当琥珀酸,苹果酸和草酰乙酸加入肌肉匀浆液中时也有类似现象.试解释为什么这些中间物的加入会导致比预期多的氧气消耗.

-OOCCH=CHCOO- + 3O2→4CO2 + 2H2O

答:在柠檬酸循环过程中O2的消耗是必不可少的,因为需要氧化在丙酮酸转化为CO2的过程中生成的NADH和QH2,当柠檬酸循环的速度增加时,O2的消耗速率也增加,因为柠檬酸循环为环式,因而柠檬循环的中间体极大地剌激了O2的利用.延胡索酸并不是被氧化生成4个CO2(该过程需要3个O2),相反它进入柠檬酸循环生成一个分子的草酰乙酸,草酰乙酸在柠檬酸合成酶的催化作用下可与一分子的乙酰CoA缩合生成一分子的柠檬酸,从柠檬酸开始又可再生一分子延胡索酸,所以没有净消耗,它起着催化剂的作用,是加快了柠檬酸循环,这当然比它直接氧化消耗的氧多得多.当然要观察到这些催化效应,在该组织中必须供给足够的丙酮酸或乙酰CoA.

其它中间产物如琥珀酸,苹果酸和草酰乙酸进入柠檬酸循环,也是通过增加循环中间体的浓度,加速了整个柠檬酸循环的速度,因此极大地剌激了O2的消耗.

19,利用分离出的线粒体可以研究细胞呼吸,可测定各种不同状况下氧的消耗,如果将 0.01M的丙二酸钠添加正在进行细胞呼吸的线粒体(以丙酮酸为燃料来源)中,呼吸作用很快就会停止,并造成代谢中间产物的堆积.

(a)堆积的中间代谢物是什么 (b)解释为什么会堆积 (c)解释氧消耗为什么会停止

(d)除了除去丙二酸解除抑制以外,还有什么方法可以克服丙二酸的抑制

答:(a)琥珀酸 (b)丙二酸是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂. (c)阻断柠檬酸循环就阻断了NADH的合成从而阻断了电子传递和呼吸.(d)琥珀酸浓度大大过量.

20通过将乙酰CoA加入到只含有酶,辅酶和柠檬酸循环中间产物的无细胞体系中,能否净合成草酰乙酸 答:不能.因为该循环存在一物质平衡.两个C以乙酰CoA中乙酰基的形式加入该循环,且这两个C又以两个CO2的形式被释放出来.同时,在循环中没有净C原子的滞留,也就不可能有中间产物的净合成.而乙酰CoA中的CoA部分是以CoA形式释放出来的.

21,从葡萄糖-6-磷酸合成糖原所需的能量是否等同于糖原降解为葡萄糖-6-磷酸需要的能量

:从葡萄糖-6-磷酸合成糖原需要更多的能量,在糖原合成的过程中,有一个高能磷酸酐键被水解,即由UDP-葡萄糖焦磷酸酶作用下形成的PPi很快地水解为2Pi;而糖原降解生成葡萄糖-6-磷酸不需要能量,因为葡萄糖残基是通过磷酸解反应被移去的.

22,解释以下各项对肝细胞中的糖异生有何作用: (a)降低乙酰CoA的浓度 (b) 增加2.6-二磷酸果糖的浓度 (c)增加果糖-6-磷酸的浓度

_答: (a)乙酰CoA别构激活丙酮酸羧化酶;该酶在从丙酮酸生糖过程第一步反应中将丙酮酸转化为草酰乙酸,因而将乙酰CoA浓度降低,降低了生糖反应的速率.

(b)增加果糖2.6-二磷酸(F-2,6-BP)的浓度降低了生糖反应的速率,同时增加了酵解反应的速率,F-2,6-BP抑制生糖反应途径中的果糖-1,6-二磷酸酶而激活了酵解酶磷酸果糖激酶-1.

(c)增加果糖-6-磷酸的浓度降低了生糖反应的速率,果糖-6-磷酸不仅仅是葡萄糖-6-磷酸异构酶的一个底物而且也是磷酸果糖激酶-1和磷酸果糖激酶-2的底物,后两者可以将果糖-6-磷酸分别转化为果糖-1,6-二磷酸和果糖-2,6-二磷酸,果糖-2,6-二磷酸是磷酸果糖激酶-1的一个别构激活因子,同时也是果糖-1,6-二磷酸酶的一个别构抑制剂,因此果糖-6-磷酸浓度的增加,以及由此增加的果糖-2,6-二磷酸使酵解作用超过了生糖的作用.

23,许多组织中,对细胞损伤的最早期反应之一是快速地增加参与磷酸戊糖途径的酶的水平.损伤后10天,心脏组织的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的水平是正常水平的20至30倍,而糖酵解酶只有正常水平的10%至20%.解释此现象.

答:修复受伤的组织需要细胞增殖并且合成疤痕组织,NADPH是合成胆固醇和脂肪酸(细胞膜的组分)所必需的,而核糖-5-磷酸是合成DNA和RNA所必需的.因为戊糖磷酸途径是NADPH和核糖-5-磷酸的主要来源,所以在受伤后,组织对这些产物要求的增加所做的反应就是增加戊糖磷酸途径中各种酶合成的量. 24,如果柠檬酸循环与氧化磷酸化整个都被抑制,那么是否能从丙酮酸净合成葡萄糖

答:不能;两分子丙酮酸转化为一分子葡萄糖需要供给能量(4ATP+2GTP)和还原力(2NADH),可通过檬酸循环和氧化磷酸化获

25,鸡蛋清中的抗生物素蛋白对生物素的亲和力极高,如果将该蛋白加到肝脏提取液中,对丙酮酸经糖异生转化为葡萄糖有什么影响

_答:会阻断丙酮酸经糖异生转化为葡萄糖的过程.因为生物素是催化丙酮酸羧化生成草酰乙酸反应的丙酮酸羧化酶的辅基,加入的抗生物素蛋白对生物素的亲和力高,使得反应缺乏生物素而中断.

26,从肝病患者得到的糖原样品与磷酸盐,糖原磷酸化酶,转移酶和去分支酶共同保温.结果在该混合物中所形成的葡萄糖-1-磷酸与葡萄糖之比为100.这一患者最有可能缺乏的是什么酶

答:缺少分支酶,因为大约每隔10个葡萄糖残基就会出现一个由α-1,6糖苷键造成的分支. 27,在跑400公尺短跑之前,途中,之后血浆中乳酸浓度如图所示. (a)为什么乳酸的浓度会迅速上升

(b)赛跑过后是什么原因使乳酸浓度降下来 为什么下降的速率比上升的速度缓慢 (c)当处于休息状态下,乳酸的浓度为什么不等于零

答:(a)糖酵解加速运转,丙酮酸和NADH的增加导致乳酸的增加.

(b)乳酸经丙酮酸转化为葡萄糖,使乳酸浓度下降.这个糖异生过程比较慢,因为丙酮酸的生成受NAD+的可利用性的限制,同时乳酸脱氢酶(LDH)催化的反应有利于乳酸的生成,另外由丙酮酸转化为葡萄糖需要能量. (c)因为乳酸脱氢酶催化的反应平衡更有利于乳酸的生成. 返回

第九章 脂代谢

1,在 pH=7时,判断下列物质的带电状况 (a)磷脂酰胆碱 (b)磷脂酰乙醇胺 (c)磷脂酰丝氨酸 _答:(a)0 (b)0 (c)-1

2,按相变温度由低到高,将下列磷脂酰胆碱排序,并解释排序的理由.

二油酰磷脂酰胆碱 (18:1,顺式双键), 二反油酰磷脂酰胆碱(18:1,反式双健),二亚麻酰磷脂酰胆碱(18:2顺式双键), 二硬脂酰磷脂酰胆碱(18:2反式双键).

答: 二亚麻酰磷脂酰胆碱,二油酰磷脂酰胆碱,二反油酰磷脂酰胆碱,二硬脂酰磷脂酰胆碱.由于一个反式双键并不引起脂酰链的弯折,所以并不降低Tm;而顺式双键则相反,引入弯折降低Tm,两个顺式双键在脂酰键中产生两个弯折从而比一个顺式双键更大程度地增加流动性.

3,下列十八碳的脂肪酸的熔点分别是:硬脂酸( 69.6°),油酸( 13.4°),亚油酸(-5°),亚麻酸( -11°).(a)它们的结构与相应的熔点有什么相关性 (b)画出由甘油,软脂酸和油酸构成的可能的三脂酰甘油的结构式,并按照熔点逐渐增加的排序.(c)某些细胞的膜脂中含有支链脂肪酸,它们的存在是增加还是降低膜的流动性(即具有较低或较高的熔点),为什么

:(a)顺式双键数;每一顺式双键都引起碳氢链的一个弯曲,可降低熔点.(b)可以构成6种不同的三脂酰甘油,按熔点次序排:OOO < OOP =OPO < PPO=POP < PPP,这里的O代表油酸,P代表软脂酸.(c)支链脂肪酸能增加膜的流动性,因为它们可以降低膜脂的堆积.

4,清除动物脂肪沉积的最常见的办法是使用一些含有氢氧化钠的产品,这是什么道理

答:动物脂肪主要成分是三脂酰甘油,它可以被氢氧化钠水解(皂化),生成肥皂,肥皂在水中的溶解度比脂肪高得多.

5,假设你在超市上发现了两种都是由100%玉米油制造的黄油,但一种是通过使玉米油氢化制造的,另一种是通过乳化制造的.哪一种黄油含有更多的不饱和脂肪酸

答:通过乳化工艺制造的黄油含有更多的不饱和脂肪酸.因为氢化是使不饱和脂肪酸转变为饱和脂肪酸. 6,比较脂肪酸氧化和合成的在以下几个方面的区别:(a)发生的部位 (b)酰基的载体 (c)氧化剂和还原剂 (d)中间产物的立体化学 (e)降解和合成的方向 (f)酶体系的组织 (g)氧化时每次降解的碳单位和合成时使用的碳单位供体.

答:(a)氧化发生在线粒体;而合成发生在细胞质.(b)氧化使用辅酶A;合成用ACP.(c)氧化用NAD+和FAD,而合成用NADPH.(d)氧化是3-羟酰基CoA的L-异构体;而合成是D-异构体.(e)氧化时是羧基变甲基;合成时是甲基变羧基.(f)氧化用的酶是分立的,而合成用的酶组成一酶复合物.(g)氧化为乙酰CoA;合成为丙二酸单酰CoA.

7,在脂肪酸b-氧化的过程与柠檬酸循环中的部分反应过程类似.试写出这两个途径中的类似的反应过程. 答: 脂肪酸氧化的第一步类似于琥珀酸转化为延胡索酸;第二步类似于延胡索酸转化为苹果酸;第三步类似于苹果酸转化为草酰乙酸.(方程式略)

8,当肝脏的b-氧化作用超过柠檬酸循环的容量时,则过量生成的乙酰CoA会形成酮体,即乙酰乙酸,D-b-羟丁酸和丙酮.这种情况会出现在严重的糖尿病患者,因为这些患者的组织不能利用葡萄糖,只好以氧化大量的脂肪酸来代替.尽管乙酰CoA没有毒性,但线粒体也必须将它转化成酮体,如果不能转换将出现什么问题 这种转换带来什么好处

答:由于线粒体CoA库比较小,缺少CoA不能使β-氧化正常运作,所以CoA必须经由乙酰CoA形成酮体再循环生成.这可使β-氧化正常运作.

9,糖尿病患者一般都患有严重酮病.如果给她服用14C标记的乙酰CoA(乙酰基的两个碳都标记),那么她呼出的气体中是否含有14C标记的丙酮 说明理由.

答:糖尿病患者的呼吸中有可能含有14C标记的丙酮.标记的乙酰CoA进入体内的乙酰CoA库,其中一部分要转换成酮体进一步代谢,丙酮是其中的一种酮体,容易进入呼吸系统. 10,假如你必须食用鲸脂和海豹脂,其中几乎不含有碳水化合物. (a)使用脂肪做为唯一能量的来源,会产生什么样的后果

(b)如果饮食中不含葡萄糖,试问消耗奇数碳脂肪酸好还是偶数碳脂肪酸好

答:(a)葡萄糖经酵解生成丙酮酸,丙酮酸是草酰乙酸的主要前体,如果饮食中不含葡萄糖,草酰乙酸的浓度下降,柠檬酸循环的速度将减慢.

(b)奇数,因为丙酸可以转换为琥珀酰CoA,它是柠檬酸循环的中间代谢物,可用于糖异生.

11,每一分子软脂酸(16碳)完全氧化为CO2和H2O净生成的能量可以使多少分子的葡萄糖转化为甘油醛-3-磷酸

答:65分子葡萄糖.

12,用于合成脂肪酸的乙酰单位是在线粒体中经丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA后经柠檬酸穿梭途径转运到细胞质的.