王镜岩-生物化学（第三版）配套练习及详解

第一章 蛋白质化学

I 主要内容

一、蛋白质的生物学意义

蛋白质是生物体内最为重要的有机化学物质之一，它几乎参与了生物体所有的生命活动，如生物体的构成、机体的运动、化学催化、机体的免疫保护、生物遗传信息的传递与表达等等，可以说蛋白质是一切生命活动的重要支柱，没有蛋白质就没有生命现象的存在，因此，蛋白质化学是生物化学中一个重要的研究方面。

二、 蛋白质的元素组成

蛋白质是由C、H、O、N、S等几种元素构成，其中C 50-55%、H 6-8%、O 20-30%、 N 15-17%、S 0-4%，且含量基本相同，因此通过测定蛋白质样品中元素含量就可以推测出样品中蛋白质的含量。

三、 蛋白质的氨基酸组成 （一）氨基酸的结构及特点

一般的蛋白质都是由20种氨基酸构成，这些氨基酸都是在蛋白质的合成过程中直接加进去的，并有专门的遗传密码与其对应，这些构成蛋白质的基本氨基酸称为天然氨基酸(通用氨基酸)。天然氨基酸具有如下特点：

1. 20种天然氨基酸均有专门的遗传密码与其对应，它们在蛋白质的合成中是直接加上去的。 2. 除甘氨酸外，其它氨基酸至少含有一个手性碳原子。 3. 除脯氨酸外，其它氨基酸均为?-氨基酸。

4. 氨基酸虽有D、L–型之分，但存在于天然蛋白质中的氨基酸均为L-型氨基酸。 （二）天然氨基酸的分类

1.根据氨基酸分子中氨基和羧基的相对数量进行分类 2.根据氨基酸分子结构分类 3.根据氨基酸侧链基团极性分类

氨基酸根据其侧链基团在近中性的pH条件下是否带电荷以及带电荷的种类分成四类：非极性氨基酸、极性不带电荷氨基酸、极性带正电荷氨基酸、极性带负电荷氨基酸。 （三）稀有蛋白质氨基酸

这部分主要是指虽然在蛋白质中有所存在，含量却较少的一类氨基酸。蛋白质中的稀有氨基酸是在蛋白质合成后的加工过程中通过化学的方法在天然氨基酸的基础上增加某些基团而形成的。 （四）非蛋白质氨基酸

非蛋白质氨基酸是细胞中不参与天然蛋白质合成的一类氨基酸。 （五）氨基酸的重要理化性质 1. 一般理化性质

2. 氨基酸的酸碱性质与等电点

3. 氨基酸的主要化学性质

（1）茚三酮反应

（2）桑格反应（Sanger reaction） （3）埃德曼反应（Edman reaction ） 4. 氨基酸的光学性质

由于氨基酸分子中除甘氨酸外都有不对称碳原子的存在，因此，天然氨基酸中除甘氨酸外均有旋光现象的存在。20种天然氨基酸在可见光范围内都没有明显的光吸收现象，但在紫外区有三种氨基酸确有明显的光吸收作用。

五、蛋白质的分子结构

为研究方便，人们将蛋白质结构分成不同的层次，1952年Linderstron-Lang 将蛋白质分成三个结构层次，1953年Bernal又提出四级结构，此后人们又在结构与功能的研究中提出了超二级结构及结构域概念，因此，目前，目前人们认为蛋白质可以分成六个结构层次进行研究。

（一）蛋白质的一级结构

根据1969年国际理论化学和应用化学协会（IUPAC）的规定蛋白质的一级结构（Primary structure）是指蛋白质分子中氨基酸的排列顺序。

氨基酸与氨基酸之间通过酰胺键相连构成的化合物称为肽或蛋白质，通常构成肽链的氨基酸数目在10个以下的称为寡肽，10以上者称

为多肽或蛋白质。

蛋白质与多肽链的区别：

（1）氨基酸组成数量。一般都在100个以上，分子量在10，000以上。 （2）具有特定的空间结构。 （3）结构与功能之间的对应关系。

（二）蛋白质的二级结构

蛋白质多肽链主链本身、局部的、有规则的空间排布方式——蛋白质的二级结构。蛋白质的二级结构主要包括?-螺旋结构、?-折叠、?-转角、无规则卷曲（自由回转） 1、蛋白质二级结构的主要类型

?-螺旋结构是美国麻省理工学院的Pauling、 Corey 在 1953 年对动物毛发结构的X- 光衍射分析中发现的一种蛋白结构， ?- 螺旋结构有左旋和右旋两种。 ①多肽链主链围绕其中心轴盘绕而成的一种螺旋管状结构，螺旋结构每螺旋上升一圈需要3.6个氨基酸残基，垂直上升0.54nm；②螺旋结构中每个氨基酸残基上的氨基氢与其后第四个氨基酸残基的羰基氧形成氢键，其氢键的走向与螺旋轴平行。 ?-折叠结构也是Pauling和Corey在蚕丝丝心蛋白中发现的一种蛋白结构。 ① ?-折叠结构是由几条多肽链或一条多肽链的几个片段平行折叠形成的一种片层结构；②相邻的主链之间借助于链内或链间氢链相连形成片层，主链中相邻氨基酸残基的侧链基团上下交替排列在片层的上方或下方；③?-折叠结构分平行或反平行两种结构。 ?- 转角是指多肽链走向发生180°回折，其转角处的结构。 无规则卷曲（自由回转） 2、超二级结构与结构域

（1）超二级结构（Supersecodary structure）是指由两个或多个二级结构单元被长度不等，走向不规则的连接肽彼此相连，形成的有规律的、在空间上可以辨认的二级结构组合体称为超二级结构。超二级结构根据其复杂程度分为简单超二级结构和复杂超二级结构两种类型。

由两个或少数构象单元经连接肽相连形成的超二级结构称简单超二级结构，一般包括?-? corner）、?-发夹 （?-hairpin）、 ?-发夹（?-hairpin）、拱形结构（arch）。

由多个构象单元或由简单的超二级结构进一步组合形成的有规律的在空间上可辩识的结构，具体可分为?-螺旋超螺旋、 ?X?结构、 ?-迂回、 ?-折叠桶四种形式。

（2）结构域（Structural domain）

也叫辖区，是指存在于球状蛋白质分子内部由相邻的多个二级结构单元彼此相连形成的球状亚单位。结构域是独立的结构单位、功能单位和独立的结构形成单位。结构域主要包括?-结构域、?-折叠域、?+? 结构域和?/? 结构域。

结构域作为独立的结构单位，具有内在的稳定性，结构域之间通过柔性肽段相连。多数蛋白质具有多个结构域，其结构域可能相同，如磷酸丙糖异构酶具有两个相似的结构域，也可能不同，如丙酮酸激酶。 （三）蛋白质的三级结构

在二级结构的基础上，多肽链进一步盘绕折叠形成的球状蛋白质结构称为蛋白质的三级结构。换言之是指构成球状蛋白质的多肽链中所有原子和基团的空间排布。它是由不同的二级结构单元按照一定的方式彼此组合而成的一种蛋白质结构。 （四）蛋白质的四级结构

由两个及其以上具有三级结构的多肽链链相互聚集形成的蛋白质空间结构称为蛋白质四级结构。四级结构形成的意义：①四级结构赋

予蛋白质更加复杂的结构，以便执行更复杂的功能如在酶类中，除功能简单的水解酶，其它酶大多数是寡聚蛋白。②通过亚基间的相互作用，可以对酶或其它功能蛋白的活性进行调节。③催化相关代谢的酶形成多酶复合物，可以提高酶促反应的速度。④可以得用大小、种类有限的亚基组合成结构复杂的大分子蛋白质。⑤可以降低细胞内的渗透压。⑥节约编码的信息量。 (五)维持蛋白质空间构象的作用力

在不同蛋白质结构中起主要作用的稳定因素不同，在蛋白质一级结构中起主要稳定作用的因素是共价键；在蛋白质二级结构中起主要作用的稳定因素是氢键；在蛋白质三、四级结构中起最主要作用的因素是疏水力。

五、蛋白质分子结构与功能的关系 （一）蛋白质一级结构与功能的关系

蛋白质一级结构是决定蛋白质空间结构及其生物学功能的重要基础，在细胞内特定的环境条件下，蛋白质一级结构决定蛋白质的空间结构，蛋白质一级结构通过决定蛋白质空间结构的方式间接地决定和影响蛋白质的生物学功能。蛋白质一级结构与生物进化的关系、蛋白质一级结构与分子病的关系是生物化学中研究较为清楚的两个例子。

(二)蛋白质空间结构与功能的关系

蛋白质空间结构直接决定和影响蛋白质的功能，蛋白质空间结构的变化必然导致蛋白质生物功能的改变，如核糖核酸酶空间结构变化与功能关系、血红蛋白空间结构变化与功能关系以及调节酶结构变化与酶活性变化等。

II 习 题

一、 名词解释 １．Ｎ端与Ｃ端: ２．蛋白质一级结构: ３．氨基酸残基: ４．Ｓn=3.613:

1.组成蛋白质的20种氨基酸，它们至少含有一个不对称碳原子。

2.氨基酸立体异构体虽有Ｄ-型和Ｌ-型之分，但在蛋白质中所发现的氨基酸均为Ｌ－型。 3.等摩尔的Ｄ-Ａla和Ｌ-Ａla混合液，不能引起偏振光平面的偏转。 4.从蛋白质酸水解液中可以得到所有20种天然氨基酸。 5.氨基酸在水溶液或固体状态是以两性离子形式存在的。 6.内部氢键的形成的是驱使蛋白质折叠的主要力量。

7.在外界环境一定的条件下，蛋白质的空间结构主要是由它的一级结构所决定的。

8.原来溶于水的蛋白质，经加热后从水中析出主要是因为蛋白质的空间结构破坏，原来位于分子内部的疏水氨基酸外露的结果。 9.天然蛋白质中多肽链的螺旋构象都是右旋的。

10.SDS－聚丙烯酰胺电泳测定白质分子量的方法是根椐蛋白质所带电荷的不同。

11.某一蛋白质样品，当其酸性氨基酸数目等于碱性氨基酸数目时，此蛋白质样品的等电点pH是７。

12.在胶原蛋白质中，由于组分中主要是甘氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸，它们在参于肽键形成后，不再含有可供形成氢键的氢原子，故不能形成α－螺旋，胶原蛋白中多肽链构象主要是β－折叠结构。

13.血红蛋白和细胞色素Ｃ都是含铁卟啉的色蛋白，两者的功能虽然不同，但它们的作用机制相同，都是通过铁离子化合价的变化来实现的。

14．用层析技术分离氨基酸是根据各种氨基酸的极性不同。

15．用凝胶电泳技术分离蛋白质是根据各种蛋白质的分子大小和电荷不同。

16．从细胞内提取出某种物质，用羧肽酶A不能使其水解，与茚三酮反应呈阴性，因此可以肯定地判断它是非肽物质。 17．蛋白质构象的变化伴随自由能的变化，最稳定的构象自由能最低。 18．刚性平面结构的肽单位是蛋白质主链骨架的重复单位。 19．蛋白质分子的亚基就是蛋白质的结构域。

20．脯氨酸不能维持α—螺旋，凡有脯氨酸的部位肽链都发生弯转。 21．有机溶剂引起蛋白质变性的主要原因之一是降低介质的介电常数。 22．血红蛋白比肌红蛋白携氧能力高，这是因为它有多个亚基。

23．蛋白质和酶原的激活过程说明蛋白质的一级结构变化与蛋白质的功能密切相关。 24．肌红蛋白和血红蛋白的α和β链有共同的三级结构。 25．利用盐浓度的不同可以提高或降低蛋白质的溶解度。 三、填空题

１．组成蛋白质的氨基酸有20种，其中，必须氨基酸有 种，即 。

２．通用氨基酸除 外都有旋光性； 和 分子量比较小而且不合硫，在折叠的多肽链中能形成氢键； 在稳定许多蛋白质结构中起重要作用，因为它可参与形成链内和链间的共价键。 具有非极性侧链且是生成酪氨酸的前体。

３．氨基酸结构上的共同点是：(1) ,(2) ，(3) 。 ４．在蛋白质一级结构测定中，常用来做Ｎ－端分析的方法有 , 和 三种。 ５．有一蛋白质经末端分析知道有两个Ｎ－末端，ＳＤＳ电泳均显示两条带，说明该蛋白质含有 亚基，另一种蛋白质分子

５．肽单位、肽平面: ６．寡聚蛋白: ７．蛋白质变性:

8．超二级结构与结构域:

二、是非题 判断下列各句话意思的正确与否，正确的在题后括号内画“√”，错误 的画“×”，如果是错误的，请说明其理由

用羟基乙醇处理，在酸性碱性条件下均显示一条带，说明该蛋白质分子的结构特点是 。

６．蛋白质的主链构象单元有 ， ， ， 四种。

７．盐浓度低时，盐的加入使蛋白质的溶解度 ，称为 现象；盐浓度高时，盐的加入使蛋白质的溶解度 ，称为 现象。

８．在典型的α－螺旋结构中，一个氨基酸的氨基氢与其前面第 个氨基酸残基的羰基氧形成氢键，在此封闭体系内，共含有 个主链原子。

9．在正常生理条件下(pH＝7)，蛋白质分子中 和 的侧链部分带正电荷。

10．2，4—二硝基氟苯(DNFB或FDNB)与氨基酸作用可生成黄色的 ，简称 。 11．球蛋白分子中 基团排列在外部， 基团排列在分子的内部。 个氨基酸组成。

13．生活在西藏高原的人血液中，2，3—二磷酸甘油酸的浓度比一般人 。 14．用紫外光吸收法测定蛋白质含量的依据是所有的蛋白质分子中都含有 、 和 三种氨基酸。。

15． 1965年中国科学家完成了由51个氨基酸残基组成的 合成。

16．目前己知的超二级结构有 、 、 和 四种基本形式。 l7．维持蛋白质三级结构的作用力是 ， ， 和盐键。 18．胶原蛋白的基本组成单位是由 组成的原胶原蛋白，再经多次聚合形 。

和 ；移动很慢接近原点的是 ， 和 。

20．测定肽段常用的方法是Edman化学降解法，Edman试剂是 。

22．去污剂如十二烷基磺酸钠(SDS)使蛋白质变性是由于SDS能破坏 使疏水基团暴露到介质中。 23．研究蛋白质构象的方法很多，但主要是应用 。 四、选择题

１．在生理ＰH条件下，带正电荷的氨基酸是： Ａ Ala Ｂ Tyr Ｃ Trp Ｄ Lys ２．下列哪些氨基酸只含非必须氨基酸： Ａ 芳香族氨基酸 Ｃ 酸性氨基酸

Ｂ 碱性氨基酸 Ｄ 支链氨基酸

12．1953年英国科学家 等人首次完成牛胰岛素 的测定，证明牛胰岛素是由 条多肽链，共

19．在pH6.0时将G1y，A1a，G1u，Lys，Arg和Ser的混合物进行纸电泳，向阳极移动 快的是 ；向阴极移动最快的是

３．下列哪些蛋白质是不溶于水的？ Ａ 血红蛋白 Ｂ 酶 Ｃ 抗体 Ｄ 胶原蛋白 ４．细胞色素氧化酶除含有血色素辅基外，还含有： Ａ 铜 Ｂ 铁 Ｃ 镁 Ｄ 锌

５．蛋白质在280nm有最大光吸收，主要是因为其中含有： Ａ Phe Ｂ Tyr Ｃ His Ｄ Trp ６．pＩ在pH７附近的ＡＡ是：

Ａ Ser Ｂ Glu Ｃ Asn Ｄ His ７．下列哪种蛋白质含有三股螺旋：

Ａ α－角蛋白 Ｂ 血红蛋白 Ｃ 原胶原蛋白 Ｄ 丝心蛋白 ８．维持蛋白质空间结构稳定的主要因素是：

Ａ 疏水作用 Ｂ 氢键 Ｃ 范德华作用力 Ｄ 盐键 ９．茚三酮与脯氨酸反应时，在滤纸层析谱上呈现： Ａ 蓝紫色 Ｂ 红色 Ｃ 黄色 Ｄ 绿色

10．在效应物作用下，蛋白质产生的变构(或别构)效应是由于蛋白质的

A 一级结构发生变化 C 构象发生变化 A 肌红蛋白 C 丝心蛋白 12．同源蛋白是指：

A 来源相同的各种蛋白质 B 来源不同的同一种蛋白质 C 来源相同的同一种蛋白质 D 来源不同的各种蛋白质 13．如下哪些叙述是正确的：

Ａ 肽键中的Ｃ－Ｎ具有部分双键性质； Ｂ 肽单位中的六个原子处在一个平面上； Ｃ 两个相邻近的α－碳呈反式分布；

Ｄ α－Ｃ的二面角在0～180°内可以自由旋转。

14．胶原蛋白中含量最多的氨基酸是：

A 甘氨酸和丙氨酸

B 脯氨酸和羟脯氨酸

D 精氨酸和赖氨酸 B Arg

C 谷氨酸和天冬氨酸 A G1u

五、问答与计算

1．什么是蛋白质的一、二、三、四级结构？主要的稳定因素各是什么？ 2．什么是蛋白质的等电点(pI)?为什么说在等电点时蛋白质的溶解度最低?

3．将固体氨基酸溶于pH7的水中所得的氨基酸溶液，有的pH大于7，有的小于7，这种现象说明什么? 4．根据下列信息推断含等量Met，Phe，Asp，Ser，Thr的五肽序列：

(1)用BrCN处理五肽，释放出肽段和一个游离的高丝氨酸；

(2)用胰凝乳蛋白酶处理五肽得到两个碎片，酸性较强的碎片含甲硫氨酸； (3)用羧肽酶A处理五肽，迅速放出Ser，随后放出Thr。 5．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)和胰凝乳蛋白梅(pI＝9.5)； (3) 卵清蛋白(pI＝4.6)、血清清蛋白和肽酶(pI＝5.0)。

6．10ml溶液内含有某化合物5mg，从此溶液中取2ml稀释至20ml，取此溶液1.5ml置于0.5cm光径的比色杯中，测得280nm处的O.D值为0.4，设此化合物的摩尔消光系数为1×10，Ｍ.Ｗ为500，求此化合物的浓度？ 7．某氨基酸的水溶液pH值为6.0，问此氨基酸的等电点是大于6，等于6，还是小于6？

8．用画图法比较肌红蛋白和血红蛋白氧合曲线的差异，并说明为什么? 2，3—二磷酸甘油酸(DPG)与血红蛋白对氧的亲和力有什么影响

9．举例说明蛋白质结构与功能的关系？

10．用你学过的蛋白质理化性质，设计一条由毛发水解制备胱氨酸的流程图，并说明其原因。

第二章 核酸化学

I 主要内容

4

B 构型发生变化 D 氨基酸序列发生变化 B 血红蛋白

11．下列具有协同效应的蛋白质是：

D 弹性蛋白

15．蛋白质空间结构稳定机制中，包括下列哪种氨基酸与赖氨酸残基的相互作用。

C His D Asp

一、核酸的种类、分布及主要功能

核酸是以核苷酸为基本单位形成的生物大分子。核酸根据其所含戊糖种类的不同分为核糖核酸（简称RNA）和脱氧核糖核酸（简称DNA）二种类型。DNA是绝大多数生物体内遗传信息的贮存者和传递者，主要在遗传信息的贮存和传递中发挥作用；大多数为双链，少数为单链；真核细胞中分布在细胞核，原核细胞中存在于拟核区。RNA一般是线状、单链，少数为环状双链；主要作用是参与蛋白质的生物合成，并根据其功能不同分为mRNA、tRNA和rRNA；主要分布在细胞质中。另外，RNA在少数生物体内还起着遗传信息载体的作用。

二、核酸的化学组成

核酸是由核苷酸为基本单位构成的一类生物大分子。部分分解可以形成多核苷酸、核苷酸、核苷，完全水解可以形成磷酸、戊糖和含氮碱基。参与核酸构成的含氮碱基主要有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶和胸腺嘧啶。戊糖与含氮碱基之间通过C-N相连形成核苷（糖苷），核苷中戊糖基5′-OH与磷酸反应形成核苷酸。细胞中存在的核苷酸绝大多数均为5′-核苷酸，以3′，5′-磷酸二酯键形成核酸分子。

三、核酸的分子结构

（一）1．DNA或RNA一级结构

DNA或RNA分子中核苷酸的排列顺序称为DNA或RNA的一级结构。核酸分子中遗传信息就贮存在特定的核苷酸（碱基）排列顺序之中。 （二）DNA的二、三级结构

1．DNA二级结构特点：（1）该结构由两条反向平行的DNA单链围绕其中心轴向右盘绕而成，其中一条链的方向是从3′- 5′，而另一条链的走向是从5′- 3′；（2）由磷酸和脱氧核糖交替排列形成双螺旋结构的主链骨架，位于双螺旋结构的外侧，糖环平面与中心轴的走向相平行，碱基则位于双螺旋结构的内部，其平面与中心轴的走向垂直；（3）每螺旋上升一圈需要10个碱基对，螺距是3.4nm直径2.0nm；（4）DNA双链对应位置碱基之间具有严格的规律性，即A=T，G=C。

2. 维持DNA二级结构稳定的因素：（1）互补碱基对间的氢键；（2）碱基堆集力；（3）离子键。

3. 生物学意义：（1）揭示了DNA分子上遗传信息的贮存规律；（2）揭示了DNA分子的可复制性以及DNA分子内遗传信息的传递方式。 DNA的三级结构是指双螺旋的卷曲构象，最常见的是超螺旋结构。 （三）RNA二、三级结构

RNA一般由一条链构成，二级结构的最主要特点是“发夹”结构。tRNA二级结构呈三叶草形，三级结构呈“倒L形。 四、核酸的主要性质 1．溶解性和旋光性。

2．紫外吸收特性：核苷酸定量分析(摩尔消光系数)法。

3．碱基、核苷和核苷酸的解离；碱基和磷酸上的可解离基团，核苷和核苷酸的等电点 4．变性、复性及DNA的分子杂交。

II 习 题

一、 名词解释 1.稀有核苷： 2.DNA二级结构： 3.三叶草模型 4.“线团”转变：

是非题: 判断下列各句话意思的正确与否，正确的在题后括号内画“√”，错误 的画“×”，如果是错误的，请说明其理由。

1．核苷由碱基和核糖以β-型C-N糖苷键相连。

2．核苷酸是由核苷与磷酸脱水缩合而成，核苷酸是核苷的磷酸酯

3．DNA与RNA一样，在1N KOH溶液中不很稳定，生成2'，3'脱氧核苷酸。 4．DNA碱基配对规律(A＝T, G＝C)仅适用于双链DNA而不适用单链DNA. 5．在DNA变性过程中,总是G＝C对丰富的区段先解链分开。 6．DNA是所有生物的遗传物质。

7．在DNA局部双螺旋区内，两条链之间的方向也是反向平行的。

8．不同来源的DNA单链，在一定条件下能进行分子杂交，是由于它们有共同的碱基组成。 9．当某DNA溶液温度升高到一定程度时，OD260提高30％，说明它是该DNA分子为双链DNA。 10．DNA分子的可复制性主要是由DNA双链对应位置之间碱基的互补性所决定的。

5.分子杂交：

6. 增色效应： 7． Tm：

11．DNA变性后由双螺旋结构变成线团结构。 12．Tm值低的DNA分子中(A-T)％高。

13．双链DNA中，一条链上某一区段的核苷酸顺序为： pCpTpGpGpApC，那么另一条链上相应的区段的核苷酸顺序为:pGpApCpTpG. 14．由于RNA不是双链，因此所有的RNA分子中都没有双螺旋结构。

15．DNA两条链间的碱基配对原则总是A对T、C对G、而DNA与mRNA之间的碱基配对原则为A对U、T对A以及G对C。 16．DNA的复制和转录都必须根据碱基配对的原则。

17．某氨基酸tRNA反密码子为GUC，在mRNA上相对应的密码子应该是CAG。 18．细胞内DNA的核苷酸顺序都不是随机的而是由遗传性决定的。 二、 填空题

1．核苷酸是由 、 和磷酸基三者组成的。 2．在各种RNA中 含稀有碱基最多。

3．DNA双螺旋的直径为__________________ ，双螺旋每隔___________旋转一圈，约相当于________对，核糖－磷酸主链位于螺旋体___ ___侧，碱基对位于螺旋体________侧。

4．真核生物的DNA存在于 ，其生物学作用是 。 5．所有RNA的核苷酸顺序都是由它们的 。

6．将双链DNA放置在pH2以下或pHl2以上，其OD260 ,在同样条件下单链DNA的OD260 。 7．B型DNA双螺旋是由两条链是 平行的，螺距 每个螺旋的碱基对基数为 。 8．DNA抗碱的原因是 决定的。

9．将A、U、C和G四种核苷酸溶解在pH3.5的缓冲液中，从负极向正极进行电泳， 跑得最快， 跑得最慢。

10．从E.coli中分离的DNA样品内含有20％的腺嘌呤(A)，那么T＝ ％，G十C＝ ％。 11．某DNA片段的碱基顺序为GCTACTAAGC，它的互补链顺序应为 。

12．酵母tRNAAla二级结构模型呈 __状；主要包括_ _____、___ ___ 、___________、 和____________五部分组成。

13．当温度逐渐升到一定高度时，DNA双链 称为变性。当温度逐渐降低时，DNA的两条链 ，称为 。 14．DNA的复性速度与 、 以及DNA片段的大小有关。 引起的为 手超螺旋。

16．tRNA的二级结构呈 形，三级结构的形状像 。

17．核酸分子含有______ ______和_____ _______碱，所以对____________nm的波长有强烈吸收。 18．维持DNA双螺旋结构稳定的因素有____ ___ ___ _、_____ __和_____________。

三、 选择题

1．在双链DNA中，碱基含量关系错误的是： A A＝T、G＝C; C G＝C+mC; A A+G; C A+T;

B A+T＝G＋C; D A+G＝C＋T;

B C+T;

D G+C.

15．天然DNA的负超螺旋是由于DNA双螺旋中两条链 引起的为 手超螺旋，正超螺旋是由于DNA双螺旋中两条链

2．双链DNA的Tm上升是下列哪组碱基高引起的?

B 生成2',3'环核苷酸; D 260nm吸收值增加;

3．Watson-Crick的DNA双螺旋模型表示: A 一个三链结构; C 碱基A与G配对; 4．DNA热变性的显著变化是: A 磷酸二酯链断裂; C Tm值与GC含量有关;

B 双链走向是反向平行的; D 碱基之间共价结合;

5．绝大多数真核生物的mRNA的5'端有:

A PolyA; B CCA－OH;

B 帽子结构、起始密码; D 终止密码; 6．各类核酸中含稀有核苷最多的是: A tRNA C mRNA;

7．假尿苷中的糖苷键是: A C－N连接;

B C－C连接;

D O－C连接;

C N－N连接;

B rRNA;

D DNA.

8．与DNA序列5'－pTpApGpA－3'互补的序列是: A 5'－pTpCpTpA－3'; B 5'－pApTpCpT－3'; C 5'－pUpCpUpA－3'; D 5'－pGpCpGpA－3'; 9．下列关于DNA的叙述哪项是错误的?

A 不同生物的DNA一级结构不同。 B 破坏DNA双螺旋，260nm光吸收增加。

C 所有生物的DNA都为双链结构。

D 细胞核DNA与线粒体DNA的三级结构不同; 10．下列哪项可说明DNA是生物遗传信息的携带者? A 不同生物的碱基组成应该是相同的；

B 病毒感染是通过蛋白质侵入宿主细胞来完成的； C 同一生物体不同组织的DNA通常具有相同的碱基组成。

D 生物体的DNA碱基组成随年龄和营养状况的改变而改变。 11．存在于DNA中的bp是: A A-T;

B U-A;

C C-G;

D G-A.

12．对于细胞中RNA来说:

A 含量最多的是rRNA; B 含修饰核苷最多的是tRNA; C 所有RNA都在于细胞质中； D 寿命最短、含量最少的是mRNA; 13．核酸变性时:

A 氢键断裂、双链脱解、碱基堆积破坏； B 分子量不变；

C 在退火条件下互补单链可以重新缔合为双链； D 单链核酸增色效应不显著。

14．DNA的Tm与介质的离子强度有关，所以DNA制品应保存在：

A 高浓度的缓冲浪中 C 纯水中 15．热变性后的DNA：

A 紫外吸收增加 B 磷酸二酯键断裂 C 形成三股螺旋 D (G-C)％含量增加

16．下列过程中与DNA体外重组无关的是：

A 用专一性的限制性内切酶在特定的互补位点切割载体DNA和供体DNA B 通过连接酶催化载体DNA与供体DNA接合。 C 将重组后的DNA通过结合反应引入寄主细胞。

D 常常根据载体所具有的抗药性来筛选含有重组DNA的细菌。

17．核酸分子中的共价键包括：

A 嘌呤碱基第9位N与核糖第1位C之间连接的β—糖苷键 B 磷酸与磷酸之间的磷酸酯键

C 磷酸与核糖第1位C之间连接的磷酸酯键 D 核糖与核糖之间连接的糖苷键

B 低浓度的缓冲液中 D 有机试剂中

19．下列哪种物质不是由核酸与蛋白质结合而成的复合物： A 病毒

B 核糖体

C 蛋白质生物合成70S起始物 D 线粒体内膜

20．下列关于核糖体的叙述正确的是： A 大小亚基紧密结合任何时候都不分开。 B 细胞内有游离的也有与内质网结合的核糖体。 C 核糖体是一个完整的转录单位。 D 核糖体由两个相同的亚基组成。

21．Crick的摆动假说较好的描述了：

A 密码子的第三位变动不影响与反密码子的正确配对 B 新生肽链在核糖体上的延长机理。 C 由链霉素引起的翻译错误。

D 溶原性噬菌体经过诱导可变成烈性噬菌体。

22．分离出某病毒核酸的碱基组成为：A＝27％，G＝30％，C＝22％，T＝21％，该病毒应为：

A 单链DNA B 双链DNA C 单链RNA D 双链RNA 四、 问答与计算：

1．ＤＮＡ双螺旋结构模型的主要内容是什么？ 生物体内遗传信息的传递主要是通过什么方式实现的？ 2．简要描述酵母tRNAAla的三叶草模型。

3．有一DNA分子，其(A+G)／(T+C)在一单链中的比值为0.9，试计算在另一互补链中(A+G)／(T+C)的比值。

4．DNA样品在水浴中加热到—定温度，然后冷至室温测其OD260，请问在下列情况下加热与退火前后OD260的变化如何?(a)加热的温度接近该DNA的Tm值；(b)加热的温度远远超过该DNA的Tm值。

5．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6.4×10对核苷酸)，有多少个基因?（参考答案4.72×10）如果人体有10个细胞，那么人体DNA的总长度是多少千米? （参考答案2.2×10千米）等于地球与太阳之间距离(2.2×10千米)的多少倍? （参考答案1000倍） (以三个碱基编码一个氨基酸，氨基酸平均分子量为120，核苷酸对平均分子量为640计算。)

6．根据同源蛋白质的知识，说明为什么编码同源蛋白质的基因(DNA片段)可以杂交?

第三章 酶 学 I 主要内容

一、酶的组成分类

1．酶的化学本质是蛋白质，可以分为简单蛋白和结合蛋白。 2．简单蛋白质酶类：这些酶的活性仅仅由它们的蛋白质结构决定。

3．结合蛋白质酶类：这些酶的活性取决于酶蛋白和辅因子两部分。辅因子主要包括无机离子和有机小分子两种物质，其中有机小分子又根据其与酶蛋白结合的紧密程度不同分为辅酶和辅基。

在结合蛋白质酶类分子中，酶促反应的专一性主要由酶蛋白质的结构决定，催化性质则主要由辅因子化学结构所决定。 二、酶的催化特性

1．高效性：酶的催化效率非常高，酶促反应的速度与化学催化剂催化的反应速度高10倍左右。

2．专一性：每一种酶只能作用于某一类或某一种物质。根据专一性的程度可分为绝对、相对专一性和立体结构专一性三种类型。 3．温和性：酶一般是在体温、近中性的pH及有水的环境下进行，作用条件较为温和。 4．酶活性的可调节性：细胞内酶活性可以受底物浓度、产物浓度等许多因素的影响。

三、酶的命名和分类

1．命名法：习惯命名法和系统命名法。

2．国际系统分类和编号：根据国际系统分类法的原则，所有的酶促反应按反应性质分 为六大类，用1，2，3，4，5，6的编号来表示。

1-氧化还原酶类；2-转移酶类；3-水解酶类；4-裂合酶类；5-异构酶类；6-合成酶类。 如：Ecl.1.1.27 乳酸：NAD氧化还原酶。

四、酶活力(或酶活性)、比活力表示法

+

10

9

6

13

13

9

用反应初速度表示酶活力。

酶活力单位：U；酶的比活力：U／mg蛋白质

五、酶促反应动力学

1．底物浓度对酶促反应速度的影响。

米氏常数(Km)：当酶反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度。它是酶的特征性常数之一，只与酶的种类有关，而与底物浓度无关；米氏常数(Km)的测定主要采用双倒数作图法。

2．温度对酶反应速度的影响：最适温度：酶反应速度最大的环境温度，它是酶的条件性特征常数，只在一定情况下才有意义。 3．pH对酶促反应速度的影响：最适pH：酶反应速度最大的介质pH值。

4．酶浓度对酶反应速度的影响：当底物浓度远远大于酶浓度时，反应速度与酶浓度成 正比。

5．激活剂对酶反应速度的影响：无机激活剂，如阴离子、阳离子。有机激活剂，如某些还原剂以及由酶作用引起的酶原激活。酶原激活是指在某些酶的作用下无活性的酶原转变为有活性酶的过程。

6．抑制剂对酶反应速度的影响。

(1)不可逆性抑制作用：这类抑制剂与酶分子中的特定基团以共价键结合而使酶失 活，不能通过清除抑制剂的方法恢复酶活性。 (2)可逆性抑制作用：这类抑制剂与酶的结合是可逆的，清除抑制剂酶活性可以恢复的抑制作用。 a．竞争性抑制：底物与抑制剂竞争性地与酶活性中心的同一部位结合。增加 底物浓度可减少抑制剂的作用。当竞争性抑制剂存在时，Km增大：Vmax不变。

b．非竞争性抑制：非竞争性抑制剂与酶的结合与底物不在同一位点，抑制剂可以和酶(E)结合也可与酶和底物(S)的复合物(ES)结合。非竞争性抑制剂存在时，Km不变；Vmax减小。

c．反竞争性抑制：抑制剂只能与酶与底物的复合物结合，当反竞争性抑制剂存在时，及Km和Vmax都变小。 五、 酶促反应机制

酶促化学反应比非酶促反应速度快，最根本的原因是酶促反应与非酶促反应的反应历程不一样，在酶促反应中都要经历一个酶与底物结合形成酶底复合物，酶底复合物进一步转化形成产物并释放出游离酶的基本过程。

1．酶作用机制

酶活性中心：底物结合部位和催化部位。 2．酶作用专一性的机理：

(1)锁与钥匙学说。 (2)诱导契合假说 3．酶作用高效性的机理：

(1)靠近与定向；(2)变形与扭曲；(3)共价催化；(4)酸碱催化；(5)酶活性部位的低介电区。

4．某些酶的作用原理

(1)溶菌酶：活性部位有Glu35和Asp52，典型的酸碱催化。

(2)胰凝乳蛋白酶：活性部位有Aspl02、His57和Serl95组成的质子电荷传递系统。 5．抗体酶与核糖酶

七、酶活性的调节和调节酶

1．别构调节酶。 2．共价调节酶。 3．酶原的激活。

II 习 题

一、名词解释 １．Ｋm与Ｋs： ２．双成分酶： ３．活性中心： ４．变构酶： ５．酶原激活： ６．寡聚酶： ７．同工酶： ８．酶活力、比活力：

二、是非题 判断下列各句话意思的正确与否，正确的在题后括号内画“√”，错误的画“×”，如果是错误的，请说明其理由 1．形成酶活性部位的氨基酸残基，在一级结构上并不相连，而在空间结构上却处在相近位置。

2．在底物浓度为限制因素时，酶促反应速度随时间而减小。

3．只要底物浓度足够大，即便是有竞争性抑制剂的存在，酶的最大反应速度仍然可以达到。 4．丁二酸脱氢酶受丙二酸的抑制，但此抑制作用可以通过增加丁二酸浓度的方式来解除或减轻。 5．辅酶和辅基都是酶活性不可少的部分，它们与酶促反应的性质有关 6．当[S]>> Km时，酶促反应速度与酶浓度成正比。

7．抑制剂二异丙基氟磷酸(DFP或DIFP)能与活性部位中含有Ser-OH的酶结合使其失活。

8．在结合酶类中，酶促反应的专一性主要由酶蛋白的结构决定，催化性质则主要由辅因子的化学结构所决定。

9．根据定义：酶活力是指酶催化一定化学反应的能力。一般来说，测定酶活力时，测定产物生成量，比测定底物减少量更准确。 10．如果体系中所有的酶都以酶底复合物的形式存在，则v=Ｖmax。 11．酶活力的测定，本质上就是测定酶催化的反应速度。

12．最适温度不是酶的特征性常数，因此可以说温度与酶促反应的速度无关。

13．酶催化反应速度的能力不能直接用酶的体积和质量来表示，这主要是由酶本身的化学性质所决定的。 14．同工酶是指功能和结构都相同的一类酶。

15．在竞争性抑制剂存在时，加入足够量的底物可使酶促反应速度达到正常的Vmax。 16．反竞争性抑制剂是既能改变酶促反应的Km值，又能改变Vmax的一类抑制剂。 17．有些酶的Km值可能由于结构上与底物无关的代谢物的存在而改变。 18．将具有绝对专一性的酶与底物的关系，比喻为锁和钥匙的关系还比较恰当。 19．所有酶的米氏常数(Km)都可被看成是酶与底物的结合常数(Ks)，即Km＝Ks。 20．脲酶的专一性很强，除尿素外不作用于其它物质。 三、填空题

1．酶分为六大类，l ，2 ，3 ， 4 ， 5 ， 6 。

2．结合酶类是由 和 组成。 3．为准确测定酶活力，必须满足下面三个条件，即 、 。 4．当底物浓度远远大于Km，酶促反应速度与酶浓度 。 5．影响酶促反应速度的因素主有 、 、 、 、 和 六种。

6．溶菌酶的活性部位有 和 两种氨基酸残基，其催化机制是典型的 。 7．胰脏分泌的蛋白酶具有相同的作用机制，活性部位都是由 、 和 组成的 ，它们的区别是 。 8．用双倒数作图法求Km时，横坐标为 ，纵坐标为 。 10．酶的比活力是指单位质量蛋白质所具有的酶活力大小，一般采用 和 两种方式来表示。

11．竞争性抑制剂使酶促反应的Km ，而Vmax 。

12．天冬氨酸转氨甲酰酶(ATCase)催化 和 生成氨甲酰天冬氨酸。它的正调节物是 ，负调节物是CTP。

13．能催化多种底物进行化学反应的酶有 个Km值，其中Km 的底物是该酶的最适底物。 14．与无机催化剂相比，酶催化作用主要具有 、 、 和 四方面主要特性。

15．乳酸脱氢酶以 为辅酶，它的酶蛋白由 个亚基构成，其亚基分为 和 两种。

16．迄今已知的变构酶大多都是 酶，它含有 个以上亚基构成，除具有活性中心外，还具有 中心。

四、选择题 １．米氏常数：

Ａ 随酶浓度的增大而增大； Ｂ 随酶浓度增大而减小；

Ｃ 随底物浓的增大而减小； ２．生物素作用是：

Ａ 转氨酶的辅酶； Ｃ 一碳单位的载体；

Ａ 1/V； Ｃ V

Ｄ 是酶的特征性常数。 Ｂ 脱羧酶的辅酶； Ｄ 羧化酶的辅酶。

３．用双倒数作图法求Ｖmax和Ｋm值时，若以Ｓ表示底物，Ｖ表示反应速度，哪么图中Ｘ轴的实验数据表示：

Ｂ 1/[S]

Ｄ [S]

４．竞争性抑制作用可以通过下列哪种方式来减轻或消除？ Ａ 增加底物浓度； Ｂ 增加酶浓度； Ｃ 减少底物浓度；

Ｄ 以上方式都不行。

５．磺胺药物冶病的原理是：

Ａ 直接杀死细菌； Ｂ 叶酸合成的非竞争性抑剂； Ｃ 叶酸合成的竞争性抑制剂 Ｄ 以上三者都不行。 ６．有机磷农药作为酶的抑制剂，是作用于酶活性部位的： Ａ 硫基； Ｂ 羟基； Ｃ 羧基； Ｄ 咪唑基。 ７．抑制剂与酶结合，使酶催化作用降低，是因为：

Ａ 酶蛋白质变性失活； Ｂ 占据酶的活性部位； Ｃ 抑制剂与酶必须基团结合；

Ａ Ｋm值增加、Ｖmax升高； Ｃ Ｋm值不变、Ｖmax升高； Ａ 使产物比非酶反应更稳定； 10．ATCase的负调节物是： Ａ CTP；

Ｂ UTP；

Ｄ Asp

Ｂ NADP+

Ｄ FMN。

Ｃ ATP；

Ｄ Ｂ和Ｃ。

Ｂ Ｋm值增加、Ｖmax不变； Ｄ Ｋm值不变、Ｖmax变小。 Ｂ 使底物获得更多的自由能；

８．将一种非竞争性抑制剂加到一种酶反应系统中：

９．酶加速其化学反应速度的原因是：

Ｃ 缩短反应达到平衡所需时间； Ｄ 保证底物全部形成产物。

11．在下列酶的辅因子中，不含AMP的是： Ａ NAD+ Ｃ CoASH； 12．维生素Ｂ6辅酶形式是：

Ａ 吡哆醇； Ｂ 吡哆醛； Ｃ 吡哆胺； Ｄ 磷酸吡哆醛。 13．催化反应Ａ.Ｒ→Ａ＋Ｒ的酶是：

Ａ 合成酶类； Ｂ 裂合酶类； Ｃ 转移酶类 Ｄ 氧化还原酶类。 14．大多数酶都具有如下特征：

Ａ 都能加速化学反应速度； Ｂ 对底物有严格的选择性； Ｃ 分子量大多都在5000以上； Ｄ 近中性pH值时活性最大。 15．下列具别构行为的物质是：

Ａ 葡萄糖异构酶； Ｂ ATCase； Ｃ 乳酸脱氢酶； Ｄ 血红蛋白。

16．具有协同效应的酶，其结构基础是 A 酶蛋白分子的解离和聚合

C 酶蛋白的降解作用

B 酶蛋白可产生别构效应 D 酶蛋白与非蛋白物质结合

17．别构酶的反应速度与底物浓度的关系曲线是： A 双倒数曲线

C U形曲线

B S形曲线

D 直线

B 与酶的催化部位以共价键结合 D 与酶作用的底物以共价键结合

18．酶的不可逆性抑制的机制是： A 使酶蛋白变性 C 使酶降解

19．丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制是由于： A 丙二酸在性质上与酶作用的底物相似 B 丙二酸在结构上与酶作用的底物相似 C 丙二酸在性质上与酶相似 D 丙二酸在结构上与酶相似 、

20．国际上常常采用Hill系数判断别构酶的类型，典型的米氏类型酶的： A Hill系数＞1 C Hil1系数＜1

B Hill系数＝1 D Hill系数＝o

21．下列关于同工酶的叙述正确的是：

A 同工酶是由多个亚基以共价键结合形成的复合物 B 同工酶对同一种底物有不同的专一性。

C 同工酶是催化同一种反应，但结构不完全相同的同一种酶的多种形式 D 各种同工酶在电场电泳时，迁移率相同。

五、问答与计算

1．酶的化学本质是什么？如何证明？酶作为催化剂具有哪些主要特点？

2．什么是酶的活性中心?底物结合部位、催化部位和变构部位之间有什么关系?为什么酶对其催化反应的正向及逆向底物都具有专一性?

3．酶活力为什么不能直接用酶制剂的质量或体积来表示？

4. 酶的催化本质是什么？为什么能比无机催化剂更有效地催化化学反应？ 5．什么是酶的抑制作用？有哪几种类型？研究酶的抑制作用有什么实际意义？ 6．许多酶由相同的亚单位组成，这一现象的生物学意义是什么?

7．请简要说明Fisher提出的‘锁与钥匙学说’和Koshland提出的诱导契合学说的主要内容。 8．举例说明同工酶存在的生物学意义。

9．测定酶活力时：(1)酶和底物为什么必须用缓冲液配制?(2)酶和底物是先分别保温，然后混合，还是先混合后保温，为什么? 10．己糖激酶催化葡萄糖磷酸化时，Km值为0.15mmol/L，催化果糖磷酸化时，Km为1.5mmo1／L。假如两种反应的Vmax相同。 (1)写出己糖激酶催化葡萄糖和果糖磷酸化的反应式。．

(2)分别计算葡萄糖和果糖为底物(S)时，[S]＝0.15，1.5，15mmol/L时，酶催化反应的速度V是多少? 11．绝大多数酶溶解在纯水中会失活，为什么?

12．多数酶的稀释液在激烈震荡时会产生泡沫，此时即使酶的分子量并没有变化，也会 导致酶活性降低或丧失，请说明这是为什么? 13．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酶失活，该酶 应该是一种什么酶，为什么?

14．称取25mg蛋白酶粉配制成25m1酶液，从中取出0.1ml，以酪蛋白为底物用Folin—酚比色法测定酶活力，结果表明每小时产生1500Pg酪氨酸。另取2ml酶液用凯氏定氮法测得蛋白氮为0.2mg；若以每分钟产生1Pg酪氨酸的酶量为一个活力单位，求：(a)1ml酶液中蛋白的含量及活力单位；(b)1g酶制剂的总蛋白含量及总活力；(c)酶的比活力。

15．有一克酶制剂，配成1000ml水溶液，从中取出1ml测定酶活力，得每分钟分解0.25克淀粉，求每克酶制剂的酶活力单位数（一个酶活力单位为每小时分解一克淀粉的酶量）。

16．某酶在10ml反应混合液中进行反应，所得结果如下： 〔Ｓ〕（Ｍol/L） Ｖ（uＭoL/分） 5.0×10 5.0×10 5.0×10

-2 -3 -4

0.25 0.25 0.25

5.0×10 5.0×10 5.0×10

-7-6-5

0.20 0.071 0.0096

-6

-1

按以上数据求解以下各题：（1）此酶的Ｖmax是多少？（2）Ｋm是多少？（3）当〔Ｓ〕＝1.0×10Ｍ时和〔Ｓ〕＝1.0×10

时，酶的活力单位各是多少？（4）若酶浓度增加4倍，Ｋm和Ｖmax各是多少

第四章 维生素和辅酶 I 主要内容

维生素是指维持生物体正常生命活动必需的一类微量有机物质。维生素在生物体内的主要作用是作为辅酶、辅基或辅酶、辅基的重要成分，参与各类代谢反应，因此维生素含量虽少，但对机体的正常生命活动影响很大，供应不足可以引起缺乏症，并且只有通过补充相应的维生素的方法才能恢复正常。

不同维生素由于结构、理化性质彼此相差很大，目前维生素一般根据溶解性质的不同分为水溶性维生素和脂溶性维生素两种类型。 一、水溶性维生素

1．维生素B1—硫胺素 体内主要以焦硫酸硫胺素（简称TPP）形式存在，是丙酮酸脱氢酶、β—酮戊二酸脱氢酶以及转酮酶的辅酶。 2．维生素B2—核黄素 体内主要以黄素单核苷酸(FMN)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD) 形式存在，是体内脱氢酶(如琥珀酸脱氢酶)的辅基。

3．尼克酸和尼克酰胺 体内主要以尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)形式存在，是体内许多脱氢酶的辅酶，主要作为氢载体在生物氧化过程中发挥重要作用。

4．泛酸(遍多酸) 体内以辅酶A（CoA—SH）形式存在，是生物体内重要活性酰基的载体。

5．叶酸 体内以四氢叶酸（简称THFA）形式存在，是“一碳单位”的载体，在“一碳单位”的传递过程中发挥作用。 6．生物素 酵母茵的生长因子，在体内传递二氧化碳，是羧化酶的辅酶。

7．维生素B6—吡哆醛 体内以磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺形式参与氨基酸代谢，是转氨酶、消旋酶及脱羧酶的辅酶。 8．维生素B12—钻胺素 体内维生素B12辅酶形式存在，变位酶(甲基丙二酸单酰CoA)的辅酶，可防止恶性贫血。 9．维生素C—抗坏血酸 是多种生物氧化体系中氢的重要载体，还具有抗氧化等作用。

10．硫辛酸 还原形式为二氢硫辛酸，两者相互转换传递氢，是硫辛酸转乙酰酶和二氢硫辛酸脱氢酶的辅酶。应当指出硫辛酸和维生素C是酵母和微生物的生长因子，但不是人和动物必须从食物中取得的维生素，这两种物质在体内可以生成。

二、脂溶性维生素

1．维生素A 化学名称为视黄醇，是一类含己烯环的异戊二烯聚合物。在体内可转变为视黄醛，可防止夜盲证。

2．维生素D 维生素D有维生素D2和维生素D3两种。分别由麦角固醇和7—脱氢胆固醇经紫外线照射转变而成。在体内有促进钙磷吸收的作用，可防止软骨病。

3．维生素E 化学名称为生育酚，天然维生素E有八种分别以希腊字母α、β、γ、δ、δ1、δ2、ε和ε—生育酚命名。在体内有抗氧化作用，保护线粒体膜上的磷脂免受自由基的氧化。

4．维生素K 维生素K由丹麦科学家命名，其中K(“Koagulation”vitamin)即血凝维生素。化学结构为2—甲基—1，4—萘醌，在体内与凝血酶原的激活过程有关。

水溶性与脂水溶性两类维生素不仅理化性质不同，而且分布和代谢也各不相同。脂水溶性维生素都存在于食物脂肪中，随脂肪的消化吸收而吸收，并可在肝中大量积累，因此一次大量摄取，可以供以后长期使用，但如果长期大量服用，可以引起中毒现象如维生素A、维生素D中毒。与此相反，水溶性维生素在体内不能大量贮存，每种维生素的肾阈值不同，当血浆中的维生素超过其肾阈值时，就会随尿液或汗液排出，因此需要经常补充，但却不会引起中毒反应。脂溶性维生素一般多与某一种特定的生理功能或代谢反应有关，水溶性维生素则一般多与能量代谢有关。

II 习 题

一、名词解释 1．维生素： 2．辅酶、辅基： 3．维生素缺乏症： 由。

4．维生素中毒症： 5．脂溶性、水溶性维生素： 6．维生素原

+

+

二、是非题: 判断下列每句话的意思正确与否，对的画“√”，错的画“×”，并说明理

1．胡萝卜中含有的β—胡萝卜素是维生素A的前体。 2．维生素A预防夜盲症是因为它可转变为视黄醛。

3．维生素对人和动物的作用都是一样的，因为它们在体内的含量都非常少。 4．维生素E又称生育酚，所以它与人的生育能力有关。 5．维生素K的存在是维持人和动物凝血因子正常功能的必要条件 6．TPP是琥珀酸脱氢酶、谷氨酸脱氢酶等的辅酶。 7．NAD可以接受两个质子和两个电子。

8．NAD和NADP脱下的氢都是通过呼吸链交给分子氧生成水。 9．严格地说硫辛酸不属于维生素，因为它可以在动物体内合成。 10．尼克酸(烟酸)合成的主要原料是含色氨酸丰富的蛋白质。

11．维生素C(即抗坏血酸)可以在动物体内合成，所以不能算做维生素。 12．缺乏维生素C会引起坏血病，维生素C可提高机体的抗病能力和解毒作用。 13．GPT在血液中的含量是检查肝功能的指标之一，GPT实际上是一种转氨酶。 14．摄入的维生素C越多，在体内储存的维生素C就越多。 15．玉米中缺乏色氨酸，长期以玉米为主食，有可能发生癞皮病。

16．临床上治疗消化不良常用维生素B1，因为维生素B1可以促进胃肠蠕动，增加消化液分泌。 三、填空题

1．胡萝卜素有 ， 和γ三种，其中 转变为维生素A的效率最高。 2．维生素Bl构成的辅酶是 ，如果缺乏，糖代谢发生障碍， 和 在神经组织堆积，引起脚气病。

3．维生素B2是由 和6，7—二甲基异咯嗪环缩合成的桔黄色针状结晶，故维生素B2又称 。 4．FMN、FAD在有关酶的催化反应中起 作用，这是由于维生素B2分子 环上的1位和10位氯原子具有活泼双键能可逆地加氢脱氢的缘故。

5．维生素C是 的辅酶，它参与胶原分子中 的羟基化反应。 6．维生素PP的化学本质是 ，缺乏它会引起 病。

7．维生素B6包括 、 和 ，其中 和 经磷酸化成为辅酶，起 作用。

8．生物素是 的辅酶，在有关催化反应中起 作用。 作用。

10．维生素B12在体内的辅酶形式有5—脱氧腺苷钴胺素、氰钴胺素、羧钴胺素、甲基钴胺素，其中 是维生素B12在体内的主要存在形式，作为 的辅酶在代谢中起作用。

11．人类长期不摄入蔬菜、水果，将可能导致 和 这两种维生素的缺乏。

12．维生素PP包括 、 两种物质，它们都是 的衍生物，在体内主要由 生成。

13．维生素B12的吸收与正常胃幽门部粘膜分泌的一种 有密切关系，它能促进维生素B12 ，并能 。

四、选择题

6． 下列关于维生素D的叙述不正确的是：

A 胆固醇类物质可转变成维生素D B 一般来说热带的儿童不缺乏维生素D

C 未经紫外线照射的纯牛奶含维生素D很多

D 人皮肤中的7—脱氢胆固醇可经紫外线照射转变成维生素D 2．可预防夜盲症的维生素是： A 维生素B C 维生索D

B 维生素C D 维生素A

+

+

+

9．叶酸是由 、 和L-谷氨酸构成的，在代谢中以 形式，起

3．下列物质中与丙酮酸和α-酮戊二酸脱氢酶系无关的是：

A 磷酸砒哆醛 C FAD

A 叶酸

C 生物素

2+

B 辅酶Q

B 焦磷酸硫胺索 D CoA—SH B 核黄素 D 硫胺素 B 泛酸 D 硫辛酸

4．不能从饮食摄入蔬菜的病人，会导致哪种维生素缺乏：

5．长期食用精米和精面的人容易得颓废病，这是因为缺乏 A 烟酸和烟酰胺 C 磷酸吡哆醛 A 生物素 C 肉碱

6．摄入较多不饱和脂肪酸的人，为防止丙酸积累应该补充：

D 维生素B12 B 维生素D和Ca D 维生素E和Co B 硫胺素 D 钻胺素 B 羧化生物素

2+2+

7．为防止佝楼病，幼儿必须特别注意补充： A 维生素Bl和Fe C 维生素C和Cu A 抗生素 C 生物素

2+

8．经常服用生鸡蛋的人，容易发生哪种物质缺乏：

D 叶酸 B 脱氢作用

D 转氨作用 B 碳水化合物 D 碘

9．在氧化脱羧反应过程中，需要下列哪种辅酶参加： A 焦磷酸硫胺素 C 抗坏血酸 A 脱羧作用 C 转酰基作用 A 蛋白质 C 钙

10．泛酸作为辅酶的成分参加下列哪个过程中：

11．人体最能耐受下面哪一种营养物质长期缺乏：

12．关于维生素与辅酶的叙述，正确的是： A 生物体内所有的辅酶都是维生素及其衍生物 B 辅酶就是维生素，维生素的作用就是用作辅酶。 C 所有B族维生素都可作辅酶或辅酶的前体。 D 维生素A摄如过量也不会产生中毒。

13．维生素B2缺乏会引起： A 坏血病 C 贫血病

B 脚气病 D 口角炎

14．下列物质的分子中没有环状结构的是： A 四氢叶酸 C 泛酸

B 胆钙化固醇

D 生物素

B 维生素B12和维生素D

15．下列维生素中有两种可由动物体内的肠道细菌合成，它们是： A 核黄素和烟酸 C 抗坏血酸和维生素K

16．激素与维生素的主要区别在于： A 生物体对它们的需要量不同。

B 维生素只存在于动物体内，激素只存在于植物体内。 C 在动物体内能合成激素，但不能合成所需要的维生素。

D 维生素是组成细胞结构所必需的物质，激素是细胞内进行化学反应所必需的 17．喝浓茶和浓咖啡会导致

D 生物素和维生素K

A 阻止激素分泌 C 促进胰岛分泌 五、问答与计算

B 减少性激素的作用 D 增强肾上腺素的作用

1．新鲜的鸡蛋为什么能在冰箱中保存数周？如除去蛋清只留蛋黄在冰箱中能保存数周 不坏吗？为什么？ 2．维生素B6缺乏时氨基酸的分解受到什么影响？20种氨基酸所受的影响是否都一样?为什么? 3．什么是维生素？它在生物体内主要是通过什么方式发挥其重要作用的？ 4．为什么饮用浓咖啡有提神的作用？

5．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？ 6．试述磺胺类药物抗菌的作用原理。

第五章 糖代谢 I 主要内容

本章主要讲多糖用低聚糖的酶促降解、单糖的分解代谢、双糖及多糖的代谢三方面内容，其中单糖的分解代谢是教学重点。 多糖和低聚糖的酶促降解 1. 淀粉的酶促水解

淀粉的酶促水解是发生在细胞外的一类淀粉降解作用，主要涉及α-淀粉酶（淀粉液化酶）、β-淀粉酶（淀粉糖化酶）、脱支酶（R- 酶）。 2. 淀粉的磷酸解

以磷酸代替水使淀粉分解形成1-磷酸葡萄糖的过程称淀粉的磷酸解，它是细胞内多糖的主要降解方式。淀粉的磷酸解需要淀粉磷酸化酶、葡聚-1，4-1，4-转移酶和脱支酶，降解的产物是1-磷酸葡萄糖。二、单糖的分解代谢 生物体内单糖的分解代谢途径主要有糖的无氧酵解、糖的有氧分解和磷酸戊糖途径三种途径。 （一）糖的无氧酵解

糖在肌肉组织中经无氧分解形成乳酸的过程，与糖在酵母细胞中形成酒精过程相似，故名糖酵解作用（简称EMP途径）。糖酵解作用发生的部位是细胞质的可溶性部位。化学过程 包括已糖磷酸酯的生成（酵解作用的准备阶段）、磷酸丙糖的生成（磷酸已糖的裂解阶段）、丙酮酸的生成（磷酸丙糖的氧化阶段）、丙酮酸的还原四个反应阶段，11步连续的化学反应。在糖酵解过程中，有三个酶催化的是不可逆反应，这三个酶分别是葡萄糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶，因此，这三个步骤是糖酵解过程中的三个调节性反应。 糖酵解作为一种原始的糖的代谢形式在生物体的生命活动中有着极为重要的作用： （1）在供氧不足的条件下为机体供能；（2）糖酵解或其它的无氧氧化是某些组织或器官唯一的供能方式；（3）为生物体内其它的物质合成提供前体物质。 （二）糖的有氧氧化

糖的有氧分解是指在有氧的条件下、植物体将糖完全分解氧化形成二氧化碳和水，并放出大量能量的过程。整个代谢过程包括糖酵解、三羧酸循环和电子传递氧化磷酸化三个阶段。有氧分解与无氧分解过程两者相比，两者的区别仅在于丙酮酸及在丙酮酸形成过程中脱下氢的去路不同。

三羧酸循环是生物体细胞在有氧的条件下，将乙酰辅酶A完全氧化成CO2 和水的一个循环途径，由于这个循环途径的第一种中间产物是柠檬酸，并且是一个三羧酸，因此称为三羧酸循环（简称 TCA途径）或柠檬酸循环或Kreb’s循环。三羧酸循环从乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合形成柠檬酸开始，一共经历八步反应。三羧酸循环的调控主要有三个部位，分别是柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶和?-酮戊二酸脱氢酶系。

三羧酸循环作为有机物氧化共的代谢过程具有重要生物学意义，主要体现在：（1）为机体的生命活动提供大量能量。一分子葡萄糖经过糖有氧氧化可以净产生36或38分子的ATP，其中，三羧酸循环阶段可以产生30分子ATP，占总产能量的；（2）为体内其它化合物的合成提供原料；（3）三羧酸循环的各种中间物质既是三羧酸循环组成成分，又是植物某些组织或器官中某些成分的生要来源；三羧酸循环是糖、脂、蛋白质三大营养物质完全氧化分解必须经历的最终共同途径。 （三）三羧酸循环的回补反应

由于三羧酸循环的许多中间物如草酰乙酸等可以作为其它物质合成的原料而被消耗，为保证循环正常进行必须随时补充被消耗掉的草酰乙酸等中间物，这种对三羧酸循环中间物的补充反应称为回补反应。

（四）磷酸戊糖途径（PPP或 HMP）

磷酸戊糖途径的化学过程从磷酸葡萄糖开始，可以分为氧化脱羧阶段和磷酸戊糖彼此重组形成磷酸己糖的阶段。其中，第一阶段包括三步反应，第二阶段包括四步反应。磷酸戊糖途径作为独立于经典的EMP-TCA途径之外的一条糖的代谢途径有其重要的生物学意义，主要体现在：（1）为生物体内化学反应提供还原剂NADPH；（2）为生物体内其它化学物质的合成提供前体物质；（3）提高植物体的抗病能力，

一、

研究结果表明，抗病性强的品种，磷酸戊糖途径的代谢强度就大，主要是因为该途径中形成的4—磷酸赤藓糖及3—磷酸甘油酸可以合成具有抗病作用的绿原酸、咖啡酸等酚类物质；（4）在经典的糖代谢途径供能不足的条件下，可以为机体供能，提高生物体的适应性；（5）在植物体内，可能还与卡尔文循环途径有关。

（五）糖异生作用

生物体由糖的前体物质转变成葡萄糖或其它糖类的化学反应过程称为糖异生作用。糖异生作用的基本过程可能说是糖酵解过程的逆转。

II 习 题

一、名词解释： 1．淀粉磷酸解： 2．糖酵解： 3．糖的有氧氧化： 4．PPP途径： 5．糖异生作用：

二、是非题 判断下列各句话的正确与否，正确的在题后括号内画“√”，错误 的画“×”，如果是错误的，请说明其理由

1．丙酮酸脱氢酶系是由丙酮酸脱羧酶、硫辛酸转乙酰基酶和二氢硫辛酸脱氢酶三种酶分子及CoASH、FAD、NAD 、TPP、硫辛酸等辅助因子组成的。

2．EMP的第一次氧化还原反应是磷酸甘油醛脱氢酶催化的，该酶是双成分酶，辅助为NAD ，同时NAD也是底物。

3．发酵是在厌氧条件下进行的代谢过程，有氧不能进行发酵。

4. ?-淀粉酶在水解淀粉时，反应不久就生成大量的糊精及少量的麦芽糖等，使淀粉粘度迅速下降，呈液化状态，因此生产上称之为液化酶。

5．β-淀粉酶在水解?-1,4-糖苷键时引起葡萄糖分子转位，使?-型麦芽糖变成β-型麦芽糖，所以此酶称β-淀粉酶。 6．在一切需氧生物的各种组织中，EMP－TCA－ETS是葡萄糖氧化分解的最基本的代谢途径，PPP只起辅助作用。 7．维生系B1(硫胺素)缺乏对糖代谢没有影响。

8．磷酸戊糖支路能产生ATP,所以可以代替三羧酸循环,作为生物供能的主要途径。

9．草酸乙酸在三羧酸循环的最后一步由依赖于NAD 的L－苹果酸的氧化作用形成，在没有耗尽羧酸循环中间物时，只使用酶和三羧循环的辅助因子，可从乙酰COA净合成草酰乙酸。

10．降解代谢首先是将复杂的大分子化合物分解为小分子化合物。 11．AMP是1，6-二磷酸果糖磷酸酶变构调节的负效应物。 12．由于激烈的运动，在短时期内肌肉中会积累大量的乳酸。

12．从产生能量的角度来考虑，糖原水解为葡萄糖参加酵解比糖原磷酸解生成1-磷酸 葡萄糖更有效。 13．判断下列关于戊糖磷酸途径的论述对或错： ①在这一代谢途径中可生成5-磷酸核糖。

②转醛酶的辅酶是TPP，催化α-酮糖上的二碳单位转移到另一分子醛糖分子上。 ③葡萄糖通过这一代谢途径可直接生成ATP。

④这一代谢途径的中间物4-磷酸赤藓糖，是合成芳香族氨基酸的起始物之一。

14．判断下列关于柠檬酸循环的论述对或错：

①此循环的第一个反应是乙酰CoA和草酰乙酸缩合生成柠檬酸； ②此循环在细胞质中进行。 ③琥珀酸脱氢酶的辅酶是NAD+。 ④该循环中有GTP生成。

15．判断下列关于糖异生的叙述对或错： ①糖异生是酵解的逆转。 ②糖异生只在动物组织中发生。

③果糖二磷酸酶催化磷酸果糖水解是糖异生的关键反应。 ④凡能转变为丙酮酸的物质都是糖异生的前体。

+

+

+

+

16．判断下列关于乙醛酸循环的叙述对或错：

①异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶是乙醛酸循环中的两个关键酶。 ②许多植物和微生物能在乙酸环境中生活是因为它们细胞中有乙醛酸循环 ③乙醛酸循环中不生成NADH+H。 ④该循环不需要乙酰CoA参加。

17．判断下列关于酵解的叙述对或错： ①在氧气充分的情况下丙酮酸不转变为乳酸。

②从酵解途径中净得ATP的数目来看，糖原磷酸解比糖原水解更有效 ③酵解途径就是无氧发酵，只在厌氧生物的细胞内发生。 ④酵解过程没有氧参加，所以不能产生ATP。

18．判断下列关于生物能源的叙述对或错： ①在绝大多数细胞中核酸不能作为能源物质。

②作为能源的物质降解的第一步是分解为它们的前体物。 ③能源物质只能在柠檬酸循环中释放能量。 ④生物所利用的最终能源是太阳光。

三、填空题

1．丙酮酸脱氢酶由三种酶⑴_________________、⑵_______________、⑶__________________和五种辅助因子⑴___________、⑵_____________、⑶______________、⑷___________、⑸______________组成。

2．酵母在厌氧条件下，由糖生成的丙酮酸，经脱羧生_____ _________，后者被NADH还原为____ ______；在有氧条件下，脱羧生成的_______ ______氧化成 _____ _________。

3．EMP的生化历程，可人为地划分为四个阶段，即______________、_________________、________________、_________________。 4．由丙酮酸开始的TCA，包括五个氧一还反应，它们的底物分别是：_______________、________________、________________、_________________、________________。

5．奇数碳原子的脂肪酸降解的最后产物丙酰CoA可转变为 ，催化该反应的酶是 ，需要的辅酶是 。

6．柠檬酸循环的关键酶是 ， 和 。

7．葡萄糖有氧分解大致经历____ ___________ ____ __________、________ _______三大阶段。 8．糖异生的关键酶是 ， 和 。 9．分解代谢为细胞提供的三种产物是 ， 和 。

10．糖异生的第一步必须在线粒体内进行，是因为 酶只存在于线粒体内。

四、选择题

1． EMP中催化不可逆反应的酶是:

A 磷酸果糖激酶；

C 丙酮酸激酶；

A 柠檬酸合成酶

2．控制柠檬酸循环第一步的酶是：

B 丙酮酸脱氢酶系

D 异柠檬酸脱氢酶

C 苹果酸脱氢酶

B 已糖激酶； D 烯醇化酶。

+

3．含高能磷酸键的物质是: A PEP；

B 1,3－二磷酸甘油酸；

D 琥珀酰辅助酶A。

C 磷酸肌酸； 4．影响柠檬酸循环活性的因素是：

A 每个细胞中线粒体数目

B 细胞内[ADP]／[ATP]的比值

D 细胞内[cAMP]／[cGMP]的比值

C 细胞内核糖体的数目 A 4

5．糖原降解下来的一个糖基经发酵转变为两分子乳酸可净得ATP的数目是：

B 3

C 2 8．EMP的特征为:

A 在厌氧条件下，哺乳动物肌肉中葡萄糖转变成乳酸； B 在需氧条件下：在酵母中葡萄糖转变成CO2 和乙醇； C 不需氧但可以进行氧化－还原反应。

D 在需氧条件下，每摩尔葡萄糖可生成一摩尔ATP； 9．在TCA中，底物水平磷酸化的步骤是：

A 柠檬酸→α-酮戊二酸； B α-酮戊二酸→琥珀酸; C 琥珀酸→延胡索酸； A 4

D 延胡索酸→苹果酸；

10．由两分子乳酸经糖异生生成一分子葡萄糖净消耗的ATP数目是：

B 5

D 7

B EMP; D．氧化磷酸化;

C 0

D 1

11．下述哪个产能过程不在线粒体内进行?

A TCA;

C ETS;

12．人体处于静息状态时，消耗葡萄糖最多的组织是： A 肝脏

B 肌肉

D 肾脏

C 大脑 A 镁

13．植物进行光合作用的叶绿素分子中的金属离子是：

B 铁 D 锌

C 铜

14．由糖原合成酶催化合成糖原的原料NDP—葡萄糖是指： A CDP-葡萄糖 C ADP-葡萄糖 A 32个ATP C 30个ATP

五、问答与计算

1．假设EMP、TCA、ETS都有活性，下列底物被完全氧化时各净生成多少ATP? ⑴葡萄糖； ⑵丙酮酸； ⑶NADH＋H+ ； ⑷PEP； ⑸1,6－二磷酸果糖。

2．酵解中生成的NADH如何通过线粒体内膜进入呼吸链?

3．若用丙酮酸作底物，将0.01Ｍol/L丙二酸钠加到正在进行呼吸的线粒体制备液中，呼吸很快停止，且有一代谢中间物积累，问：⑴堆积的中间物是什么? ⑵为什么它会积累?⑶为什么氧耗停止?⑷除了移去丙二酸外，丙二酸盐对呼吸的抑制作用怎样被克服？

4．兔在紧张运动期间所用ATP大部分由EMP产生，假设兔骨骼肌无乳酸脱氢酶，它能进行激烈活动吗？

5．指出下列过程中的P/O理论值:⑴异柠檬酸→琥珀酸；⑵二硝基酚存在时，?-酮戊二酸→琥珀酸；⑶琥珀酸-→草酰乙酸. 6．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根据? (提示：因为甲醇在乙醇脱氢酶作用下，生成甲醛产生毒害。乙醇脱氢酶对乙醇的Km值比甲醇低，因此大量乙醇能竞争性抑制甲醇氧化，导致甲醇被排泄出来。)。

7．假如细胞内无6-磷酸果糖激酶存在，葡萄糖可通过哪种途径转变为丙酮酸?写出反应顺序和总反应式。 8．谷氨酸彻底氧化生成C02和H20，可以生成多少ATP?（参考答案：27分子ATP） 9．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?

(提示：柠檬酸循环中，有几处反应是底物脱氢生成NADH和FADH2，NADH和FADH2上的氢必须通过呼吸链与氧结合生成水，否则NADH和FADH2的大量积累，使柠檬酸循环的速度降低，严重时完全停止。)。

第六章 新陈代谢总论与生物氧化

I 主要内容

一、生物氧化的概念及特点

B UDP-葡萄糖 D GDP-葡萄糖

B 38个ATP

D 12个ATP

15．用葡萄糖作原料，在有氧条件下彻底氧化最多可产生：

生物体是一个开放体系，它需要与周围环境之间不断地进行物质的和能量的交换，以获取所需要的能量和物质，同时将代谢中产生的废物排出，即新陈代谢作用。

糖、脂、蛋白质等有机物质在生物体氧化分解，并释放能量的作用称为生物氧化。生物氧化根据物质氧化过程中，氢或电子直接受体的不同分为有氧氧化和无氧氧化两种类型。生物氧化的本质与体外进行的氧化作用相同，都是脱氢、去电子或与氧化合的过程。生物氧化与体外氧化相比，主要具有三方面特点：

（1）生物氧化是在常温、常压、近中性的pH及有水的环境下进行；（2）生物氧化是在一系列酶的催化下，分步进行的，每一步都释放出一定的能量，但所释放的总能量与体外进行的同类反应相同；（3）生物氧化中释放的能量，除一部分直接以热能形式释放出来外，还有一部分可以化学能的形式贮存在ATP、磷酸肌酸等高能化合物中，并可用于体内的各类需能反应。

二、生物氧化的能量学

1．自由能变化与平衡常数的关系

ΔG′= -RT1nKeq′= -2.303RTlgKeq′(R：气体常数；K：绝对温度) R＝8.314J/mol.K K = -273K

2．自由能变化与氧化还原电位势的关系

ΔG′= -nFΔE′ (n：电子数；F：法拉第常数，F＝96.86KJ/伏)

三、呼吸链(电子传递链)的组成

代谢物上的氢经脱氢酶激活脱落之后，经一系列传递体的传递，最终被传递给分子氧并与之化合水的全部体系称为呼吸链也称呼吸电子传递链。呼吸链根据原初氢受体的不同，分为NADH呼吸链和FADH2呼吸链。

1． 呼吸链中传递体的排列顺序

00

2．呼吸链(电子传递)的抑制剂

I：鱼藤酮，安密妥；II抗霉素A；III：氰化物，一氧化碳

四、氧化磷酸化机制

1．ATP形成的部位和P／O比。 2．氧化磷酸化的机理

化学渗透联学说是英国的P. Mitchell在1961年首次提出，1964年进行修正的一个理论。1978年诺贝尔化学奖。 （1）呼吸链中递氢体和电子传递体间隔交替排列在线粒体内膜的内侧和外侧，两者有其特有的定位。

（2）递氢体起着质子泵的作用，当递氢体从线粒体内膜的内侧接受氢之后，它可以将其中质子送出膜外，电子交给后面的电子传递体继续向后传递。

（3）由于线粒体内膜对质子的非自由通过性，泵出膜外的质子不能自由地返回膜内，从而导致膜外侧的质子浓度高于内侧，形成跨膜的质子电化学梯度。氢或电子在传递过程中所放出的能量即以这种形式存在。

（4）膜外的质子经ATP合成酶的作用，返回内侧，质子在返回内膜内侧的过程中释放的能量直接推动ADP的磷酸化形成ATP。

3．氧化磷酸化的解偶联剂和抑制剂

A．解偶联剂：2，4—二硝基苯酚和质子载体等。 B．抑制剂：寡霉素和各种离子载体。

4．线粒体和线粒体ATPase(F1F0—ATP)的结构 F1：可溶性组分，含有分解和合成ATP的亚基。 F0：与膜结合的脂溶性组分，含有组成质子通道的亚基。

II 习 题

一、解释名词

1．生物氧化：

3．呼吸链

4．氧化磷酸化

2．有氧呼吸与无氧呼吸：

5. P/O比

6.末端氧化酶

二、是非题: 判断下列每句话的意思正确与否，对的画“√”，错的画“×”，并说明理由。 1．物质在空气中燃烧和在体内的生物氧化的化学本质是完全相同的。 2．生物界NADH呼吸链应用最广。

3．当一个体系的熵值减少到最小时该体系处于热力学平衡状态。

4．在生物氧化体系内，电子受体不一定是氧，只要它具有比电子供体较正的E0′时呼吸作用就能进行。 5．各种细胞色素组分，在电子传递体系中都有相同的功能。 6．呼吸链中氧化还原电位跨度最大的一步是在细胞色素aa3-O2之间。

7．呼吸链细胞色素氧化酶的血红素辅基Fe原子只形成5个配位键，另一个配位键的功能是与O2结合。 8．解偶联剂的作用是解开电子传递和磷酸化的偶联关系，并不影响ATP的形成。 9．鱼藤酮不阻止苹果酸氧化过程中形成的NADH+H通过呼吸链生成ATP 10．寡霉素对氧消耗的抑制作用可被2，4-二硝基苯酚解除。

11．6—磷酸葡萄糖含有高能磷酸基团，所以它是高能化合物。

12．从低等单细胞生物到最高等的人类，能量的释放、贮存和利用都以ATP为中心。 13．ATP虽然含有大量的自由能，但它并不是能量的贮存形式。 14．ATP在高能化合物中占有特殊地位，它起着共同的中间体的作用。

15．有机物的自由能决定于其本身所含基团的能量，一般是越稳定越不活泼的化学键常具有较高的自由能。 16．磷酸肌酸是ATP高能磷酸基的贮存库，因为磷酸肌酸只能通过这唯一的形式转移其磷酸基团。 三、填空题

1．生物体内形成ATP的方式有:⑴__________________、⑵___________________和⑶________________________。

2．代谢物在细胞内的生物氧化与在体外燃烧的主要区别是 、 和 。 3．生物氧化主要通过代谢物的 反应实现的，H2O是通过 形成的。

4．化学反应过程中，自由能的变化与平衡常数有密切的关系，ΔG0′＝ 。 6．在氧化还原反应中，自由能的变化与氧化还原势有密切的关系，ΔG0＝ 。

7．典型的生物界普遍存在的生物氧化体系是由 、 和 三部分组成的。

8．典型的呼吸链包括 和 两种，这是根据接受代谢物脱下的氢的 不同而区别的。 9．化学渗透学说主要论点认为：呼吸链组分定位于 内膜上，其递氢体起

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磷酸化形成ATP。 10．NADH通常转移 和 给O2，释放能量生成 ；而NADPH通常转移 和 给某些氧化态前体物质，参与 代谢。

11．线粒体内膜外侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是 ；而线粒体内膜内侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是 。 12．NADH脱氢酶是一种 蛋白，该酶的辅基是 。 13．线粒体ATPase是由 和 两部分组成。

14．唯有细胞色素 和 辅基中的铁原子有 个结合配位键，它还保留一个游离配位键，所以能和 结合，还能和 、 结合而受到抑制。

15．绿色植物生成ATP的三种方式是 、 和 。 16．在NADH呼吸链中有三个部位可以形成ATP，这三个部位分别是 、 和 部位之间。

17．NADH呼吸链有三个部位氢或电子的传递可以受到某些化学物质的抑制，这三个部位依次是： 、 和 ，其中具有致死性的部位是 。

18．在含有糖酵解、柠檬酸循环和氧化磷酸化酶活性的细胞匀浆液中，彻底氧化一摩尔丙酮酸、NADH、葡萄糖和磷酸烯醇式丙酮酸各产生 、 、 、和 摩尔ATP。

四、选择题

1．乙酰CoA彻底氧化过程的P／O比值是： A 1

B 2

+

C 3

B ATP

D 有机物的氧化

B 因辅助因子而改变 D 与反应机制无关 B 干扰氧的运输 D 细胞呼吸受抑制

D 4

2．生物体能够利用的最终能源是：

A 磷酸肌酸 C 太阳光

A 受反应的能障影响

3．在生物化学反应中，总能量变化符合下列哪一项?

C 和反应物的浓度成正比 4．氰化物引起的缺氧是由于

A 中枢性肺换气不良 C 微循环障碍

5．下列关于生物氧化的叙述正确的是：

A 呼吸作用只有在有氧时才能发生。 B 2，4-二硝基苯酚是电子传递的抑制剂。 C 生物氧化在常温常压下进行。

D 生物氧化快速而且是一次放出大量的能量。

6．胞浆中产生的NADH通过下列哪种穿梭进入线粒体，彻底氧化只能生成2个ATP

B 柠檬酸穿梭

D 草酰乙酸穿梭

A α-磷酸甘油穿梭 C 苹果酸穿梭

7．下列关于电子传递链的叙述正确的是：

A 电子从NADH传至02自由能变化为正 B电子传递的继续进行依赖于氧化磷酸化 C 电子从NADH传至02形成2分子ATP

0

D 解偶联剂不影响电子从NADH传至02 B -4.6RT D -2.3RT

0

3+

2+

0

8．已知AG= - 2.303RT1gKeq′，下列反应的自由能是：A + B = C；[A]=[B]=[C]=10mol／L

A 4.6RT C 2.3RT 的平衡混合物中：

A 硫酸高铁的浓度增加

B 硫酸高铁和延胡索酸的浓度增加

C 硫酸高铁和硫酸亚铁的浓度比不变 D 硫酸亚铁和延胡索酸的浓度增加 10．寡霉素存在时，加入2，4—二硝基苯酚下列哪种情况发生：

A 阻断电子传递 C 合成ATP

B 恢复电子传递

D 分解ATP

9．琥珀酸脱氢生成延胡索酸(延胡索酸／琥珀酸；E′＝+0.03V)，假如将琥珀酸加到硫酸高铁和硫酸亚铁(Fe／Fe；E′= +0.77V)

11．用琥珀酸作呼吸底物和Pi一起加入到线粒体的悬浮液中，下列推断错误的是：

A 若加ADP，则耗氧增加。

B 假如有寡霉素存在，ADP的加入不会使耗氧增加。 C 假如有2，4—二硝基苯酚存在，寡霉素使耗氧增加。 D 假如有2，4—二硝基苯酚存在，ADP不会使耗氧增加。 A ATP

B 磷酸烯酵式丙酮酸

12．肌肉中能量的主要贮存形式是下列哪一种?

C cAMP 五、问答与计算

1．什么是生物氧化？生物氧化有什么主要特点？

2．给大白鼠注射2，4—二硝基苯酚，鼠体温升高，为什么?

3．将DCCD加入到线粒体制剂中，ATP合成和电子传递的速度都减少，加入2，4—二硝基苯酚电子传递速度恢复正常，说明这是为什么。

4．指出下列过程中的P/O理论值:⑴异柠檬酸→琥珀酸；⑵二硝基酚存在时，?-酮戊二酸-→琥珀酸；⑶琥珀酸-→草酰乙酸.

D 磷酸肌酸

5．由于超氧基和H 202的形成会破坏细胞膜中的磷脂，在西方国家，有人认为这是导致 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，你认为这种方法对吗?为什么?

6．pH7.0，25℃时ATP水解成ADP十Pl，ΔG=30.5kJ/mol (1)计算反应的平衡常数。

(2)在细胞内该反应处于平衡吗?

第七章 脂类代谢 I 主要内容

一、脂肪的分解代谢

脂肪作为生物体重要成分，它在细胞构成、机体保护、能量储存及微量活性有机物质的吸收等方面发挥重要作用。作为能量贮存物质的脂肪，动员时要先经脂肪酶催化水解成脂肪酸和甘油，脂肪酸与血浆白蛋白结合后输送到各组织，主要在肝脏氧化。脂肪酸先激活成脂酰CoA，随后依赖肉毒碱作为载体将脂酰CoA转运到线粒体基质，再循脂肪酸螺旋反复脱氢、加水、脱氢、硫解。每一轮反应切下1个乙酰CoA。脂酰CoA经β-氧化生成的乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化。脂肪酸的氧化是有氧氧化。甘油则在肝脏异生成糖或氧化。

二、脂肪的合成代谢 （一）饱和脂肪酸的合成

合成脂肪酸的原料来自糖分解而成的乙酰CoA，后者以柠檬酸形式转移到胞浆。合成脂肪酸时乙酰CoA须先羧化成丙二酸单酰CoA，然后乙酰CoA与丙二酸单酰CoA缩合，同时脱酸形成偶数碳原子的中间产物，并反复加氢、脱水、加氢，再与丙二酸单酰CoA缩合直到生成软脂肪酸为止。整个反应均结合于ACP上进行，并无游离中间产物生成。反应由脂肪酸合成酶系催化。软脂肪酸碳链的延长亦在微粒体进行，反应与脂肪酸合成过程相似，但无需ACP，酶也不同。

（二）不饱和脂肪酸的合成

不饱和脂肪酸依双键位置不同分为不同系。不饱和脂肪酸氧化过程与饱和脂肪酸类似，但在氧化到其邻近双键时，需要其他酶参与，加Δ顺Δ反脂烯酰CoA异构酶、Δ、Δ二脂烯酰CoA还原酶。不饱和脂肪酸的合成主要通过脱饱和酶引入双键，但机体只能合成n-7、n-9系多不饱和脂肪酸，而必须从食物摄入亚油酸(n-6)、亚麻酸(n-9)。

三、脂肪代谢的调节

脂肪动员的关键酶为激素敏感脂肪酶，脂酰CoA进入线粒体需要肉毒碱脂酰转移酶I。胰高血糖素等通过依赖AMP的蛋白激酶使激素敏感脂肪酶激活，而AMP活化的蛋自激酶则抑制其活性。调节脂肪酸合成的关键酶是乙酰CoA羧化酶，柠檬酸是其变构激活剂而脂酰CoA则有反馈抑制作用。AMP活化的蛋白激酶则使其磷酸化而失活。

II 习 题

一、 名词解释 1.β－氧化：

2.脂肪酸从头合成途径： 3.柠檬酸穿梭：

二、 是非题: 判断下列每句话的意思正确与否，对的画“√”，错的画“×”，并说明理由。

1．脂肪酸合成是脂肪酸β-氧化的逆转。

2．ω－氧化是指发生在脂肪酸第ω位碳原子上的氧化作用。 3．饱和脂肪酸的全过程发生在线粒体内。

4．用乙酰CoA合成一分子软脂肪酸需要消耗8分子ATP。 5．在脂肪酸的合成过程中，脂酰基的载体是ACP而不是CoA。

6．脂肪酸合成的每一步都需要CO2参加，所以脂肪酸分子中的碳都是来自CO2。

7．β-氧化是指脂肪酸的降解，每次都在β和α碳原子之间发生断裂，产生一个二碳化合物的过程。 8．只有偶数碳原子脂肪酸氧化分解产生乙酰CoA。 9．甘油在生物体内可以转变为丙酮酸。

10．不饱和脂肪酸和奇数碳脂肪酸的氧化分解与β-氧化无关。

11．CTP参加磷脂生物合成，UTP参加糖原生物合成，GTP参加蛋白质生物合成。 12．在动、植物体内所有脂肪酸的降解都是从羧基端开始。

13．在动物体内脂肪酸降解产生的乙酰CoA能转变为各种氨基酸的碳骨架。 三、填空题

3

2

2

4

0

1．在所有细胞中乙酰基的主要载体是 ，ACP是 ，它在体内的作用是 。 2．脂肪酸在线粒体内降解的第一步反应是 脱氢，该反应的载氢体是 。 3．脂酰CoA由线粒体外进入线粒体内需要 和 转移酶I和II参加。 4.脂肪酸发生β-氧化的四个步骤是_______ 、 ___ _____、 和 。 5．脂肪酸β-氧化过程中，使底物氧化产生能量的两个反应由 和 催化，1摩尔软脂肪酸彻底氧化可生成 摩尔ATP。

6．B族维生素 ACP的组成成分，ACP通过磷酸基团与蛋白质分子中的 以共价键结合。 7．羧基载体蛋白(BCCP)是乙酰辅酶A羧化酶复合物的成分之一，BCCF含有的维生素成分是 ，BCCP通过 与蛋白质分子中的 以共价键连接。

8．磷脂酰乙醇胺转变为磷脂酰胆碱过程中的甲基供体是 种活性衍生物。

9．脂肪酸合成酶合成脂肪酸的反应程序是:_____________、______________、____________、_____________、______________、_______________如此反复进行。

10．人类营养必需的脂肪酸是_______ ____和_________ ____。

四、选择题

1．由3－磷酸甘油和脂酰基CoA合成甘油三脂过程中，生成的第一个中间物是下列哪一种？ A 2－甘油－酯； C 溶血磷脂酸； E.酰基肉毒碱。

2．下列关于脂肪酸生物合成的叙述哪项是正确的？ A 不能利用乙酰CoA; C 需要生成丙二酸单酰COA; A 3ATP; C 14ATP;

4．人类营养必需的脂肪酸包括： A 软脂酸 C 油酸;

+

B.1,2－甘油二脂；

D.磷酸脂；

B 仅生成少于十碳的脂肪酸 D 合成部位在线粒体内 B 13ATP; D 17ATP B 硬脂酸; D 亚麻酸.

B 柠檬酸循环

3．软脂酰CoA在β-氧化第一次“循环”中以及生成的二碳代谢物彻底氧化时，产生ATP的总量是：

5．还原NADP生成NADPH为合成代谢提供还原势，NADPH中的氢主要来自： A 糖酵解

C 磷酸己糖支路 A 不能利用乙酰CoA C 需要丙二酸单酰CoA 7．脂肪酸合成的限速酶是： A 柠檬酸合酶 C 乙酰CoA羧化酶

A 细胞核 C 线粒体

B 脂酰基转移酶 D 水合酶

D 氧化磷酸化

B 只能合成十碳以下脂肪酸 D 只能在线粒体内进行

6．下列关于脂肪酸合成的叙述正确的是：

8．在动物体内脂肪酸的去饱和作用发生在：

B 内质网 D微粒体

9．下列关于脂肪酸合成的叙述正确的是：

A 葡萄糖氧化为脂肪酸合成提供NADPH。 B 脂肪酸合成的中间物都与CoA结合。 C 柠檬酸可以激活脂肪酸合成酶。 D 脂肪酸的合成过程中不需要生物素参加。 10．下列关于脂肪酸氧化的叙述除哪个外都是对的：，

A 脂肪酸过度氧化可导致酮体在血液中的含量升高。

B 在脂肪酸的β-氧化系统中加入二硝基苯酚，每个二碳彻底氧化只生成一个ATP。 C 脂肪酸的彻底氧化需要柠檬酸循环的参与。 D 脂肪酸进行β-氧化前的活化发生在线粒体内。 五、问答题

1．在线粒体制剂中加入脂肪酸、CoASH、O 2、ADP和Pi，可观察到脂肪酸的氧化。加入安密妥，十六碳脂肪酸彻底氧化为CO2和H2O可生成多少ATP?为什么?

2．比较脂肪酸每个六碳单位与每个葡萄糖分子完全氧化产生ATP数目的差异，并说明为什么 3．软脂肪酸氧化的反应式：

C16H32O2 + 23O2 + 129Pi + 129ADP 16C02 +145H20 + 129ATP

(1)请说明145个水分子是在哪两个反应中产生的?各产生多少? (2)这些水分子中多少属于代谢水?代谢水生成的多少有什么生理意义?

4．在正常糖代谢和因长期饥饿糖代谢不正常时，软脂肪酸氧化可获得的能量之比(即相对能量)是多少? 5．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?

6．脂肪酸氧化生成ATP，但是为什么在无ATP的肝匀浆中不能进行脂肪酸氧化?

7．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，给病人服用含肉毒碱的食物，症状消失恢复正常。那么

(1)为什么肉毒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毒碱缺乏症患者病情加重? (3)肉毒碱缺乏的可能原因是什么?

8．脂肪酸的合成在胞浆中进行，但脂肪酸合成所需要的原料乙酰CoA和NADPH在线粒体内产生，这两种物质不能直接穿过线粒体内膜，在细胞内如何解决这一问题?

第八章 氨基酸代谢

I 主要内容

一、氨基酸的脱氨

1．氧化脱氨 催化氧化脱氨的酶有两大类：

(1)氧化酶：L-氨基酸氧化酶(辅酶是FAD)和D-氨基酸氧化酶。

(2)脱氢酶：L-谷氨酸脱氢酶是生物体内唯一存在的、专一性强和活性高的氨基酸脱氢酶，该酶是以NAD或NADP为辅酶，由6个相同亚基组成的6聚体。

2．非氧化脱氨

(1)还原脱氨：在严格无氧的条件下，由氢化酶催化的脱氨方式。 (2)脱水脱氨：由水解酶催化，产生羟基酸并释放氨。 (3)水解脱氨：L-Ser脱水酶和L-Thr脱水酶催化的脱氨。 (4)脱巯基脱氨：L-Cys由脱巯基酶催化的脱氨方式。

(5)氧化-还原脱氨：一个氨基酸氧化，另一个氨基酸还原分别形成相应的α-酮酸和有机酸，以NAD作为载氢体。 (6)酰氨基脱氨：L-Gln酶和L-Asp酶催化的脱氨方式。

二、转氨和联合脱氨作用

1．转氨作用：由转氨酶催化，在氨基酸和α-酮酸之间发生以磷酸吡哆醛为辅酶，氨基酸生成相应的酮酸，酮酸生成相应的氨基酸，如谷丙转氨酶(GPT)，谷草转氨酶(GOP)。 2．联合脱氨：

(1)以谷氨酸脱氢酶为中心的联合脱氨

氨基酸 +α-酮戊二酸 α-酮酸 + 谷氨酸

(2)以腺苷酸循环为主的联合脱氨，发生在骨路肌、心肌、肝脏和脑组织中。

三、尿素(鸟氨酸)循环 1．氨的转运

(1)生成谷氨酰胺：组织中的游离氨，与谷氨酸结合生成中性无毒的谷氨酰胺，通过血液循环到达肝脏。

(2)葡萄糖-丙氨酸循环：肌肉中的游离氨与α-酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶作用下生成谷 氨酸，然后与丙酮酸进行转氨，以丙氨酸

+

+

+

形式运至肝脏，脱氨重新转变成丙酮酸，后者可通过糖异生作用生成葡萄糖，通过血液循环到肌肉(图10—1)。

2．尿素循环

四、氨基酸脱羧生成相应的胺

如：组胺、色胺、酪胺、y—氨基丁酸等等。

五、氢基酸碳骨架的氧化

1．形成乙酰辅酶A的有：A1a，G1y，Ser，Thr，Cys。

2．由乙酰乙酰辅酶A转变为乙酰辅酶A的有：Phe，Tyr，Leu，Lys，Trp 3．形成α-酮戊二酸的有：Arg，His，Gln，Pro，Glu o 4．形成琥珀酰辅酶A的有：Met，IIe，Val。 5．形成草酰乙酸的有：Asp，Asn。 六、氨基酸的生物台成 七、氨基酸生物合成的调节

II 习 题

一、是非题

1．在一般的情况下，氨基酸不用来作为能源物质。 2．组氨酸脱氨产生的组胺可使血管舒张、血压降低。 3．酪氨酸脱羧产生的酪胺可使血管收缩、血压升高。

4．芳香族氨基酸生物合成的前体是酵解和柠檬酸循环途径的中间物。 5．酪氨酸可以由苯丙氨酸直接生成，所以不是必需氨基酸。 6．苯丙氨酸的分解主要是通过酪氨酸分解途径来完成。 7．植物可以直接吸收空气中的氮。

8．所有氨基酸的转氨反应，都需要磷酸吡哆醛作辅酶。

9．必需氨基酸是指在生活细胞中不能合成，需要人工合成的氨基酸。 10．“代谢库”是指细胞、组织或生物个体内储存某种物质储存的总量。 二、填空题

1．A1a、Asp和G1u都是生糖氨基酸，它们脱去氨基分别生成 、 和 。

2．Trp脱氨后生成 ，其生理作用是：在脑组织中 ，在外周组织中 3．分解生成丙酮酸的氨基酸有 、 、 、 和 五种。

4．通过生成草酰乙酸进行分解的氨基酸有 和 两种。 5．谷氨酸脱去羧基后生成 ，它的生理作用是 。

6．腐胺是 脱羧后的产物，由腐胺衍生的精胺和亚精胺合称多胺，这是因为 7．人体尿素的合成在 脏中进行。

三、选择题

1．在由转氨酶催化的氨基转移过程中，磷酸吡哆醛的作用是

A 与氨基酸的氨基生成SchiH碱

B 与氨基酸的羧基作用生成与酶结合的复合物 C 增加氨基酸氨基的正电性 D 增加氨基酸羧基的负电性

2．肌肉中游离氨基通过下列哪种途径运到肝脏： A 腺嘌呤核苷酸—次黄嘌呤核苷酸循环 B 丙氨酸—葡萄糖循环

C 鸟嘌呤核苷酸—黄嘌呤核苷酸循环 D 谷氨酸—谷氨酰胺循环

3．动物体内氨基酸分解产生的氨基，其运输和储存的形式是

。。

A 尿素

B 天冬氨酸

D 氨甲酰磷酸 B 羟基化作用 D 还原作用 B 甲叉B12 D 羧基化生物素 B 蛋氨酸代谢异常 D 精氨酸代谢异常 B 酪氨酸羧化酶 D 苏氨酸异构酶

B 精氨酸 D 天冬氨酸

B 氨基酸合成后的转氨作用 D 氨基酸合成后的脱氨作用

C 谷氨酰胺 A 转氨作用 C 脱羧作用

4．组氨酸转变为组胺是通过：

5．由甘氨酸转变为丝氨酸需要转移的甲叉基来自： A S—腺苷蛋氨酸 C N，N-四氢叶酸 A 酪氨酸代谢异常 C 胱氨酸代谢异常 A 丙氨酸转氨酶 C 丝氨酸水化酶 A 赖氨酸 C 鸟氨酸

5

10

6．帕金森氏病(Parkinson’s diseae)患者体内多巴胺生成减少，这是由于：

7．多巴胺、去甲肾上腺素和肾上腺素统称儿茶酚胺，合成儿茶酚胺的限速酶是

8．不参加尿素循环的氨基酸是：

9．氨基酸生物合成的调节主要依靠： A 氨基酸合成后的化学修饰 C 氨基酸合成中酶的别构和阻遏

10．在下列哪种情况下，E.coli细胞内合成ppGpp

A E.coli生长环境中缺乏氮源 B E.coli生长环境中缺乏碳源 C E.coli生长环境的温度太高

A 转氨酶

D E.coli生长环境的温度太低

11．人体通过α-酮酸正常获得非必需氨基酸由下列哪种酶催化

B 脱水酶

D 消旋酶

B 全部在线粒体内发生

D 用非细胞的能量将人体内的NH4转变成尿素 B 天冬氨酸的氨基氮 D 天冬酰胺的酰氨基氮

C 脱羧酶

12．下列关于尿素循环的叙述正确的是：

A 分解尿素提供能量

C 将有毒的物质转变为无毒的物质 A 谷氨酸的氨基氮 四、问答与计算

1．当人长期禁食或糖类供应不足时，体内会发生什么变化? 2．请说明一碳单位的来源、种类、结构及其重要的生理功能。 3．谷氨酸在体内的物质代谢中有什么重要功能?请举例说明。 4．计算谷氨酸彻底氧化生成C02和H2O的过程中能产生多少ATP。 5．简要说明生物体内联合脱氨存在的方式和意义 第十一章 代谢的相互关系及调节控制

I 主要内容

本章重点讲了两个方面问题，一是生物体内不同物质代谢的相互联系，二是生物体内物质代谢的调控。 一、物质代谢的相互联系

糖代谢、脂代谢、蛋白质代谢和核酸代谢是广泛存在于各种生物体内的四大物质代谢途径，不同途径之间的相互关系集中体现为各有所重，相互转化，又相互制约的关系。 二、代谢调节的一般原理

代谢的调节控制方式有分子水平调节、细胞水平调节、激素水平调节和神经水平调节四种，其中神经水平调节是高等动物所特有的，

13．在氮的吸收途径中，氨中的氮原子首先出现在：

C 谷氨酰氨的酰氨基氮

细胞水平是所有生物体共有的，各种类型的调节都是由细胞水平来实现的。

细胞水平调控是一切调控的最重要基础，细胞水平调节主要分为酶的区域化分布调节、底物的可利用性、辅因子的可利用性调节、酶活性的调节、酶量调节五种形式。 （一）酶的区域化分布调节 （二）底物的可利用性 （三）辅助因子的可利用性 （四）酶活性调节

酶活性调节是通过对现有酶催化能力的调节，最基本的方式是酶的反馈调节，亦即通过代谢物浓度对自身代谢速度的调节作用，反馈调节作用根据其效应的不同分为正反馈调节和负反馈调节。反馈是结果对行为本身的调节或输出对输入的调节，在物质代谢调节中引用反馈是指产物的积累对本身代谢速度的调节。反馈抵制调节包括顺序反馈调节、积累反馈调节、协同反馈调节和同功酶调节四种。 (五) 酶量的调节

细胞内的酶可以根据其是否随外界环境条件的改变而改变分为组成酶和诱导酶。组成酶是催化细胞内各种代谢反应的酶，如糖酵解、三羧酸循环等。诱导酶则是其含量可以随外界条件发生变化的一些酶类。它的产生或消失可以使细胞获得或失去代谢某一种物质的能力。 1.原核生物基因表达调控

操纵子学说是F. Jacob 和 J. Monod 于1961年首先提出来用于解释原核生物基因表达调控的一个理论。该理论认为一个转录调控单位包括：结构基因、调节基因、启动子和操纵基因四个部分，其中操纵基因加上它所控制的一个或几个结构基因构成的转录调控功能单位称为操纵子。 （1）酶合成的诱导

乳糖操纵子是目前人们研究最清楚的一种酶合成控制方式。当环境中没有乳糖单独存在时，微生物细胞中不产生与乳糖代谢有关的半乳糖通透酶、?-半乳糖苷酶及硫代半乳糖苷转乙酰基酶三种酶。 关于酶合成的诱导应该注意以下几点：

①诱导物是所诱导产生诱导酶的正常底物。酶诱导的结果是使细胞获得代谢某一种物质的能力。

②阻遏蛋白一合成即有和操纵基因结合的能力，阻遏蛋白结合到操纵基因部位可以阻止结构基因的表达。

③诱导物也可以与阻遏蛋白结合，并且两者的亲合力大于阻遏蛋白与操纵基因的亲合力，因此可以将阻遏蛋白从操纵基因部位解离下来，使结构基因可以表达。

④酶合成的诱导，除了需要诱导物存在外，它的作用还需要降解物激活蛋白和cAMP存在，只有CAP和cAMP同时结合在CAP结合位点，才能启动酶的合成。

⑤一旦调节基因或操纵基因突变，使调节蛋白不能结合在操纵基因部位，则可以导致结构基因的永久性表达。 （2）酶合成的阻遏

色氨酸操纵子是一种典型的酶合成阻遏控制方式。该操纵子的调节蛋白单独不具有与操纵基因结合的能力，只有与它的辅阻遏物（正常代谢的终产物结合）后，才有与操纵基因结合的能力，因此，它作用的结果是使细胞暂时停止某些酶的合成，失去合成某些物质的能力。 关于酶合成的阻遏应该注意以下几点：

①辅阻遏物通常是所阻遏酶的终末产物。阻遏的结果是使细胞暂时停止与其有关酶的合成。

②阻遏蛋白单独存在时，不具备和操纵基因结合的能力，只有它和辅阻遏物结合之后，才能获得与操纵基因结合的能力，阻止结构基因的表达。

③一旦调节基因或操纵基因突变，使调节蛋白不能结合在操纵基因部位，则可以导致结构基因的永久性表达（组成型突变）。 2.真核生物基因表达的调控 （六）激素对代谢的调节

激素是由多细胞生物的特殊细胞分泌，经由体液运输到特殊的靶细胞发挥其专有生理作用的微量有机物质。激素根据其化学组成的不同分为氨基酸及其衍生物、肽及蛋白质、固醇类、脂肪酸衍生物四种类型。

激素的调控分为两种基本形式，氨基酸类、多肽及蛋白质类，其作用部位主要在细胞膜上，通过cAMP、cGMP的作用，调节细胞内酶的活性。

固醇类激素主要作用部位在细胞核内，这类激素首先与细胞质中的蛋白质受体结合形成激素受体复合物，此复合物进入核内与DNA分子上特定部位结合，启动特定基因的转录、翻译作用。

（七）神经系统对代谢的调节一、各种物质代谢途径之间的相互关系

II 习 题

一、名词解释 1． 反馈调节： 2． 酶共价修饰调节： 3． 操纵子学说 4． 诱导酶、组成酶： 5． 葡萄糖效应： 6． 酶合成的阻遏： 二、是非题

1．某物质的水解产物在280nm处有吸收高峰，地衣酚和二苯胺试验为阴性，由此可以认为此物质不是核酸类物质。 2．多肽类激素作为信使分子必须便于运输，所以都是小分子。

3．反馈抑制主要是指反应系统中最终产物对初始步骤酶活力的抑制作用。

4．肌球蛋白是由相同的肽链亚基聚合而成，肌动蛋白本身还具有ATP酶活力，所以当 释放能量时就会引起肌肉收缩。 5．所有跨膜扩散反应的AG0′＝0

6．在许多生物合成途径中，最先一步都是由一种调节酶催化的，此酶可被自身的产物，即该途径的最终产物所抑制。 7．短期禁食时，肝和肌肉中的糖原储备用于为其它组织特别是大脑提供葡萄糖。

8．与乳糖代谢有关的酶合成常常被阻遏，只有当细菌以乳糖为唯一碳源时，这些酶才能被诱导合成。 9．在动物体内蛋白质可转变为脂肪，但不能转变为糖。 10．细胞内代谢的调节主要是通过调节酶的作用而实现的。 11．磷酸化是最常见的酶促化学修饰反应，一般是耗能的。 12．据目前所知非组蛋白在真核细胞基因表达的调控中起重要作用 三、填空题

1．下列过程主要在体内何种组织器官中进行? 乳酸-葡萄糖在 ；软脂酸-β-羟丁酸在 ；1，25-二经维生素D，生成在 。精氨酸合成在 ；碘的利用在 。（答案：肝脏；肝脏；肝脏及肾脏；肝脏；甲状腺） 2．下列过程发生在真核生物细胞的哪一部分? DNA合成在 rRNA合成在 ；蛋白质合成在 ；光合作用在 ；脂酸合成在 ；氧化磷酸化在 ；糖酵解在 β-氧化在 。

3．分子病是指 的缺陷，造成人体 的结构和功能的障碍，如 。

4．生物体内往往利用某些三磷酸核苷作为能量的直接来源，如 用于多糖合成， 用于磷脂合成， 用于蛋白质合成。这些三磷酸核苷分子中的高能磷酸键则来源于 。 5．生物选择专一性的立体异构分子作为构成生物大分子的单体，如糖原中的 葡萄糖，蛋白质中的 氨基酸，核酸中的 核糖或脱氧核糖，脂肪中的 。

6．在糖、脂和蛋白质代谢的互变过程中， 和 起关键作用的物质。（答案：酮酸、乙酰CoA） 7．生物体内的代谢调节在四种不同水平上进行即 ， ， 和 。

8．1961年Monod和Jocob提出了 模型。

9．乳糖操纵于的启动，不仅需要有信号分子乳糖存在，而且培养基中不能有 ，因为它的分解代谢产物会降低细胞中 的水平，而使 复合物不足，它是启动基因启动所不可缺少的 调节因子。 10．真核细胞基因表达的调控是多级的，有 ， ， ， ,和 。

11．酶合成的诱导调节中，诱导物多是诱导酶的 ，作用的结果是使细胞获得分解 能力；酶合成的阻遏调节中，附阻遏物多是阻遏酶参与代谢反应的 产物，作用的结果是使细胞停止与 合成有关酶的合成。

12． 是近年来找到的在代谢调控中，有重要作用的多磷酸核苷酸。在E.coli中，它参与rRNA合成的控制。（答案：ppGpp）

四、选择题

1．大肠杆菌内的β-半乳糖苷的主动运输的特点是： A 需要能源。

B β-半乳糖苷具有一定的饱和浓度，超出此饱和浓度摄取率不可能再加快 C β-半乳糖苷的流速取决于细胞内的β-半乳糖苷浓度。 D β-半乳糖的分子形状。

2．在哺乳动物的组织内，丝氨酸可作为下列哪些物质的合成前体： A 甲硫氨酸

B 甘氨酸 D 胆碱

C 色氨酸 A 血红素 C 鸟嘌呤 A 硫辛酸

3．在哺乳动物的组织内，甘氨酸是合成下列哪些物质的前体：

B 肌酸

D 胸腺嘧啶 B S—腺苷甲硫氨酸 D 磷酸肌酸 B 腺苷酸环化酶 D 氨基卟啉

B DNA聚合酶 D 反密码子

4．体内活泼甲基供体主要是： C 甲硫氨酸

5．将下列物质加到无细胞质悬浓中会引起cAMP降低的是：

A cAMP磷酸二酯酶 C 咖啡碱

6．与乳糖操纵子操纵基因结合的物质是：

A RNA聚合酶 C 阻遏蛋白

7．在E.coli蛋白质生物合成的起始步骤中，包括下列步骤中的： A mRNA与16S核糖体RNA配对。 B 由fMet-tRNA C 由fMet-tRNA D 把fMet-tRNA E 由fMet-tRNA A 操纵子控制 的是：

A 任何特定分子的合成代谢途径往往是它的分解代谢途径的逆向反应。 B 合成代谢是从小分子前体合成大分子的过程，并且必须供给一定的能量。

C 一种酶只能催化某一种特定的化学反应，从而使细胞中的许多代谢反应可以同时进行，互不干扰。

五、问答题

1．一些细菌苗株排泄大量的核酸酶，这种排泄对于细菌有何益处?哺乳动物胰脏分泌大量的核糖核酸酶和脱氧核糖核酸酶，它们有何作用?

2．．什么是操纵子？按照操纵子学说，酶合成的控制分为哪两种类型？两者在控制上主要有哪些重要区别？

3．生物体内糖代谢、脂代谢、蛋白质代谢及核酸代谢主要是通过哪些重要化合物彼此相连形成一个相互联系的有机整体的？为什么（可用图示方法说明）

4．一度流行但有争议的快速减重膳食，你可以敞开吃你爱吃的富有蛋白和脂类的食物但仍会减重。不过采用这种饮食的病人经常自述呼吸不佳。请你：

(1)从代谢角度给与一个较为合理的解释，说明为什么这种膳食是有效的。 (2)试讨论这一主张：即不必限制你所吃的蛋白质和脂类的量而仍能减重。

5． 生物的代谢调节主要分为哪几个层次？在生物的代谢调节中最基本的调节是什么水平调节？为什么？

fMet

，起始因子和核糖体30S亚基间形成起始复合物。

fMetfMetfMet

定位于核糖体P-位。 水解除去甲酰基。

识别起始密码子AUG或GUG。

9．下列有关新陈代谢功能的顺序和调控的陈述错误

8．真核DNA基因表达受：

B 非组蛋白的调控 C 组蛋白的调控

第一章 蛋白质化学（习题答案）

一、名词解释

１．Ｎ端与Ｃ端:多肽或蛋白质分子中含有游离α-NH2的一端称Ｎ端，含有游离α-COOH的一端称C端。 ２．蛋白质一级结构:蛋白质分子中氨基酸的排列顺序称蛋白质一级结构。

３．氨基酸残基:蛋白质分子中的氨基酸组成单位称氨基酸残基，由于氨基酸在形成肽键的过程失去了一些基团，已经不是完成的分子故名。

４．Ｓn=3.613:该式是典型右手α-螺旋结构的表达式，式中3.6表示每螺旋上升一圈需要的氨基酸残基数，下标13表示由氢键形成的封闭体系中的主链原子数。

５．肽单位、肽平面:构成肽链骨架的结构重复单位称肽单位，组成肽单位的六个原子组成一个平面，该平面称肽平面。 ６．寡聚蛋白:由二个或二个以上具有三级结构的多肽链构成的蛋白质分子称寡聚蛋白。

７．蛋白质变性:由于酸、碱、变性剂或高温等理化因素影响，使蛋白质分子有规律的空间结构受到破坏的现象称蛋白质变性。

8．超二级结构与结构域: 两个或多个二级结构单元被长度不等，走向不规则的连接肽彼此相连，形成的有规律的、在空间上可以辨认二级结构组合体称为超二级结构。结构域也叫辖区，是指存在于球状蛋白质分子内部由相邻的多个二级结构单元彼此相连形成的球状亚单位。

二、是非题 1.错 10. 对

2.对 3.对 4.错 5. 对 11.错

12.错 21.对

22.对

6. 错 23.对

7.对 8.对 9.错

15.对

16.错

17.对

18.对

24.对

25.对

13.错

14.对

19.错 20.对 三、填空题

１．8，Thr、Met、Val、Phe、Trp、Lys、Leu、IIe

２．Gly；Pro、Hyp；二硫键；Phe

３．(1) α-氨基酸 ,(2)除Gly外至少含有一个手性碳原子，(3) 除Gly外都有D、L型立体异构体 ４．DNFP法,Edman降解法，丹磺酰氯法（DNS-CI法）

５．两种亚基，由一条多肽链构成 ６．α-螺旋，β-折叠，β-转角，松散片段 ７．增加，盐溶；降低，盐析 ８．3.6,13 9．Lys，Arg

10．2，4—二硝基苯氨基酸，DNP 11．亲水基团，疏水基团 12．Sanger，一级结构，两，51 13．高

14．Phe、Trp、Tyr 15．牛胰岛素

16．α-螺旋超螺旋、βXβ、β-迂回、β-折叠桶 l7．疏水力，范德华力，氢键 18．原胶原蛋白分子，胶原纤维 19．G1u，Lys、Arg，G1y，A1a，Ser 20．苯异硫氰酸 22．疏水力

23．X-光衍射分析技术 四、选择题 １.D ２．C ９.Ｃ

３.Ｄ

４．Ａ

５．Ｂ ６．Ｄ ７．Ａ、Ｃ

８.Ａ

10．C

11．B

12．B 13．ＡＢＣ 14．B 15．D

五、问答与计算 1．答案（略）

2．答案（略）

3．答：氨基酸既带有氨基也有羧基，是两性电解质。当固体的氨基酸溶于纯水中时，酸性基团解离出质子使溶液变为酸性，碱性基团接受质子使溶液变为碱性。在20种通用氨基酸中，一氨基一羧基的氨基酸溶于水后溶液基本为中性，一氨基二羧基的氨基酸溶于水后溶液pH小于7为酸性，二氨基一羧基的氨基酸，如Lys、Arg溶于水后溶液pH大于7为碱性。

4．答：五肽的氨基酸顺序是Met—Asp—Phe—Thr—Ser。用BrCN处理得到一个游离的高丝氨酸说明N—末端是Met。胰凝乳蛋白酶水解得到两个片段，酸性强的含有甲硫氨酸表明：Met—Asp—Phe；羧肽酶A作用结果说明C端是—Thr—Ser。所以该五肽氨基酸顺序是：Met—AsP—Phe—Thr—Ser。

5．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就越好，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。

(1)在pH5.8；(2)在pH8.2；(3)在pH4.8。 6．解：根据朗伯-比尔定律O．D = ε.L.C

该物质溶液浓度C = O．D/ε.L = 0.4/1×10×0.5 = 0.8×10(mol/L)

= 0.8×10×500(g/L) = 4×10(g/L)

-2

-3-4

-2

4

-4

10ml溶液中物质含量 = C × V × 稀释倍数 = 4×10(g/L) × 0.01L×10 = 4×10(g) = 4（mg）

该物质纯度 = 纯物质含量/溶液中物质总量 ×100= 4/5 ×100= 80% 答：此化合物纯度是80%。

7．答：该氨基酸水溶液pH值为6.0，说明该氨基酸羧基的解离程度大于氨基，要使氨基酸上的羧基的解离程度与氨基的解离程度相同，只有加酸抑制其水解，故该氨基酸的pI小于6。

8．答：血红蛋白是一种由四个亚基组成的寡聚蛋白，肌红蛋白只由一条多肽链组成；血红蛋白的α和β链与肌红蛋白具有相同的三级结构，在与氧的结合过程中肌红蛋白呈饱和曲线，血红蛋白呈S型曲线。血红蛋白有两种不同的构象，一种是松弛型构象，另一种是紧缩型构象，当血红蛋白与氧分子结合时呈松弛构象，释放出氧分子时呈紧缩型构象。在去氧血红蛋白的两个β亚基之间存在有一个能够容纳一分子2,3-DPG(2，3—二磷酸甘油酸)的凹穴，2,3-DPG可以借自身所带三个负电荷基团与每个β-亚基的表面的三个正电荷基团(1位Val的α—氨基，82位Lys的ε—氨基，43位His的咪唑基)互相吸引形成三个离子键，使血红蛋白维持紧缩型构象，导致它对氧的亲和力下降。在肺部，由于氧分压高，2,3-DPG也低，血红蛋白能够最大限度地与氧结合，形成氧合血红蛋白，氧合血红蛋白随血液到达肌肉、脑及其它组织时，由于氧分压低，迅速释放出氧分子，较高的2,3-DPG与去氧血红蛋白结合，使其维持紧缩型结构。长期生活在高山缺氧地区的人群，血液中2,3-DPG的含量明显高于在平原和沿海地区生活的人群，有助于血红蛋白为细胞、组织提供更多的氧气。

9．答：蛋白质结构决定蛋白功能，两者有其严格的对应关系。蛋白质空间结构信息贮存在特定的蛋白质一级结构之中（蛋白质的卷曲密码），在特定的环境条件下，蛋白质的空间结构由其一级结构所决定。一级结构的变化必然导致功能的变化。例如镰刀形贫血病的产生，由于血红蛋白分子中β-亚基N-端第六个氨基酸由谷氨基酸变为缬氨基酸，在β-亚基的表面引入一个疏水性粘斑，并可以借助于这些粘斑相互连接形成血红蛋白纤维，使血红蛋白在红细胞中的溶解度下降，携氧能力降低，并导致红细胞形态发生变化，脆性加大易于破裂，导致贫血病的发生。

特定的蛋白质空间结构是蛋白质发挥正常功能的基础，空间结构的变化可以直接导致蛋白质功能的改变。例如牛胰核糖核酸酶，含4对二硫键，可以催化RNA的水解，如果将其置于含有β-巯基乙醇和8M的尿素溶液，破坏其二硫键，使空间结构发生改变，可以导致酶活

性的丧失，但如果用透析的方法除去溶液中的尿素和β-巯基乙醇，原来破坏的空间结构又可以得到恢复，酶又可以重新恢复其活性。

10．答案（略）

第二章 核酸化学 （习题答案）

一、 名词解释

1.稀有核苷：在核酸分子中含量较少的一类核苷。

2.DNA二级结构：由两条反向平行的DNA单链围绕其中心轴向右盘绕而形成的DNA双螺旋结构。

3.三叶草模型：tRNA分子的二级结构具有四环四臂，即氨基酸臂，反密码环及臂、D环及臂、TψC环及臂和额外环，外形呈三叶草形故名。

4.“线团”转变：由于酸、碱、变性剂及高温等理化因素作用，使原有规则的螺旋结构破坏，形成无规则线团结构的现象称核酸变性又名“线团”转变。

5.分子杂交：具有互补碱基序列的核酸单链（DNA或RNA）之间借助于氢键，彼此结合形成DNA-DNA或DNA-RNA杂合双链的现象称分子杂交。

6. 增色效应：核酸分子主要是DNA分子由于变性作用，原来位于螺旋结构内部的碱基外露，紫外吸收能力增大的现象称增色效应。

7． Tm：溶液中DNA的变性作用发生在一个很狭窄的温度范围，就像晶体物质在其熔点突然熔化一样，故称核酸的熔解，熔解温度范围的中点温度称解链温度，用Tm 表示。

二、是非题 1．对 19．对

2．:对 3．错 20．错

4．对

5．错

6．错

7．对

8．错

9．对

10．错 11．对 12．对 13．错 三、填空题

1． 含氮碱基、戊糖 2． tRNA

3．2.0nm,3.4nm,10bp, 外，内

4．细胞核内，遗传信息的载体（遗传物质） 5．DNA或RNA模板决定的 6．增大，变化不明显或没有变化 7．反，3.4nm，10

8．脱氧核糖2’-碳位上没有羟基，不利于碱的作用 9．U，A 10．20，60

11．3’-CGATGATTCG-5’

12.三叶草形，氨基酸臂，反密码环及反密码环臂，D-环及D-环臂，TψC环及TψC环臂，额外环 13．解开，结合形成双螺旋，复性 14．起始浓度，重复序列多少 15．解旋，右，旋紧，左 16．三叶草，倒L形 17．嘧啶、嘌呤，260。 18．氢键、盐键、碱基堆积力 四、选择题 1．B 22．A

五、问答与计算：

1．答：ＤＮＡ双螺旋结构模型的主要内容（略）。 生物体内遗传信息的传递主要是通过碱基互补方式实现的。 2．答案（略）

3．解：一单链中(A+G)／(T+C)的比值为0.9，根据碱基互补规则，另一条链中(A+G)／(T+C) 的比值应为1.1.

4．答: (a)加热的温度接近该DNA的Tm值，开始退火复性后的OD260与变性前应完全相同，因为在接近Tm值的温度时，DNA的两条链并未完全分开，所以复性可以达到与变性前相同的程度。

(b)加热的温度远远超过该DNA的Tm值，退火复性后的OD260比变性前高，因为在远远超过了Tm值的温度时，DNA的两条链完全分开复性不容易达到与变性前相同的程度。

2．D

3．B 4．D 5．B 6．A 7．B 8．A 9．C10．C

15．A

16.B 17．A 19．D 20．B 21．A

11．A C 12．A B D 13．B 14．A

14．错

15．对

16．对

17．对

18．对

9

5．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6.4×10对核苷酸)，有多少个基因?（参考答案4.72×10）如果人体有10个细胞，那么人体DNA的总长度是多少千米? （参考答案2.2×10千米）等于地球与太阳之间距离(2.2×10千米)的多少倍? （参考答案1000倍） (以三个碱基编码一个氨基酸，氨基酸平均分子量为120，核苷酸对平均分子量为640计算。)

6．答：同源蛋白质是指来源不同的同一种蛋白质，它们具有基本相同的氨基酸序列，所以它们的基因具有相同的核苷酸序列。当将带有同源蛋白质基因的DNA片段，进行杂交时，形成杂交分子的机会就比较多。

第三章 酶 学 （习题答案）

一、名词解释

１．Ｋm与Ｋs：Ｋm又称米氏常数是反应速度达到最大速度一半时底物的浓度；Ｋs是酶底复合物的解离平衡常数，其值大小可以反映酶对底物的亲合力大小。

２．双成分酶：由蛋白质和非蛋白质两种组分构成的酶，酶分子中的蛋白质组分称酶蛋白，非蛋白质组分称辅因子。

３．活性中心：又称活性部位是指酶分子中参与和底物的结合，并与酶的催化作用密切相关的部位，由酶分子中相距较近的几个氨基酸残基及必需的辅因子构成。

４．变构酶：酶分子通过与专一性效应物的结合，使其空间结构发生变化，并进一步导致酶活性改变的一类调节酶类。 ５．酶原激活：酶原在专一性蛋白酶的催化下，肽链发生特异性断裂，并进一步导致空间结构发生变化形成酶的催化作用所必需的空间结构的现象。

６．寡聚酶：由两个或两个以上具有三级结构的多肽链构成的酶或者说具有四级蛋白质结构的一类酶。 ７．同工酶：能够催化同一种化学反应，但理化性质有所不同的一组酶。

８．酶活力、比活力：酶加速其化学反应速度的能力称酶活力；单位质量或体积酶制剂所具有的酶活力大小称比活力，用U/mg或Katal/Kg来表示。

二、是非题 判断下列各句话的正确与否，正确的在题后括号内画“√”，错误的画“×”，如果是错误的，请说明其理由 1．对 10．对

2．对 11．对

3．对 12．错

4．对 13．对

5．对 14．错

6．对 15．对

7．对 16．对

8．对 17．对

9．对 18．对

19．错

20．对

9

6

13

13

三、填空题

1．氧化还原酶类，转移酶类，水解酶类，裂合酶类，异构酶类，合成酶类 2．酶蛋白，辅因子

3．底物浓度远远过量、最适pH、最适温度 4．正比

5．酶浓度、底物浓度、pH、温度、抑制剂、激活剂 6．天冬氨酸、谷氨基酸，酸碱催化

7．丝氨酸残基、组氨酸残基、天冬氨酸残基，专一性不同 8．1/V，1/S 10．U/mg，Katal/Kg 11．变大，不变

12．天冬氨酸，氨甲酰磷酸 13．多，最小

14．高度的催化活性、高度的专一性、作用条件的温和性、酶活性的可调性 15．NAD，4，H，M

16．寡聚酶类，2，别构中心（调节中心） 四、选择题

１．Ｄ 10．A 19．B

２．Ｄ 11．D 20．B

３． ４．Ａ 12．D 21．C

５．Ｃ

６．B

７．Ｄ

８．Ｄ

９．C

13．B

14．ABD 15．BD 16．B

17．B

18．B

五、问答与计算 1．答案略

2．答：酶分子中参与和底物的结合并与酶的催化作用密切相关的部位称为酶的活性中心（活性部位）。酶活性中心包括结合部位和催化部位，结合部位是指酶分子中能与底物结合的活性基团所在的部位，与酶促反应的底物特异性有关；催化部位是指酶分子中使底物转变为产物的活性基团所在的部位，与酶促反应的类型有关。变构部位是指效应物与酶分子结合的部位，效应物与酶分子结合后可以引起酶分子构象变化，并进一步导致酶活性的改变。

逆向反应的底物是正向反应的产物，反之，正向反应的底物是逆向反应的产物。对于可以催化可逆性反应的酶来说，正向反应的底物和逆向反应的底物都能与酶专一性接合，对于不能催化可逆性反应的酶来说，只能与正向反应的底物专一性结合，不同的酶与底物结合的活性基团不同。

3．答：酶加速其化学反应的能力称为酶活力，酶活力是用于表示单位质量或体积酶制剂催化能力的一种指标。由于绝大多数酶的化学本质都是蛋白质，往往难以制得纯粹的精品，常含有一定的杂质；另外，由于酶制剂不稳定，易变性失活，因此酶活力不能直接用酶制剂的质量和体积来表示。

4. 答：酶的催化本质是可以降低酶促化学反应所需的自由能。酶与无机催化剂相比催化效率较高主要是由于酶促反应与非酶促反应两者的反应历程不同。在酶促反应的过程中，酶先与底物结合形成酶-底中间物，然后酶-底中间物进一步转化形成产物，并释放出游离的酶。在酶与底物的结合过程中，由于临近及定向效应、电子张力、共价催化、酸碱催化等效应的存在，使底物分子结构更不稳定更易于转变成产物。

5．什么是酶的抑制作用？有哪几种类型？研究酶的抑制作用有什么实际意义？

答：某些化学物质与酶分子结合之后，引起酶活性的降低，这种现象称为酶的抑制作用。抑制作用根据酶与抑制剂的结合作用是否可逆分为不可逆性抑制作用和可逆性抑制作用；可逆性抑制作用又根据底物与抑制剂两者与酶活性部位的结合是否存在竞争性分为竞争性抑制作用和非竞争性抑制作用。研究抑制作用的实际意义主要体现在一是可以研究酶活性部位的空间结构，二是可以为新型农药或医药的研制提供理论依据。

6．答：从结构上看，酶可以分为单体酶、寡聚酶和多酶复合物三种类型。参与寡聚酶形成的亚基可以相同也可以不相同。当底物与某个亚基结合时，产生构象变化，引起正或负协同效应，达到调节细胞内各种化学反应速度的目的，寡聚酶大部分是调节酶。

7．答：“锁钥”学说是用以解释酶促反应专一性机制的一种理论。根据这一学说底物与酶活性部位的结合就像钥匙插入锁中一样，底物结构与酶活性部位的结构具有“钢性”的互补关系。后来人们发现在底物与酶分子结合之前，酶活性部位的结构与底物分子的结构两者未必是绝对互补的，酶活性部位的结构往往可以受底物分子结合的诱导作用而发生适应性变化，最终形成酶-底复合物。Koshland据此提出了“诱导契合”学说，该学说认为：底物与酶靠近时诱导酶构象变化，使之有利于酶与底物的结合，形成酶-底复合物。

8．答：同工酶是指酶的多型性，即催化同种反应而结构不完全相同的酶。如乳酸脱氢酶有五种同工酶，分布在不同的组织和器官中，在不同条件下，分别催化乳酸的脱氢作用。同工酶在物质代谢中起调节作用，如在氨基酸的合成过程中，通常是几种氨基酸由同一起始物合成，合成反应的第一步都是共同的，由共同的酶催化，这种酶以及在分支途径中起作用的酶往往都是同工酶，它们受不同氨基酸的反馈调节。在生物的不同发育阶段，常有不同的同工酶出现，这是基因表达的结果，是不同发育阶段的需要。

9．测定酶活力时：(1)酶和底物为什么必须用缓冲液配制?(2)酶和底物是先分别保温，然后混合，还是先混合后保温，为什么? 答：（1）缓冲液对反应液的pH有缓冲作用，酶和底物分别用缓冲液配制，可以保证在此pH条件下，酶和底物都处在反应的最佳状态。（2）先分别保温，再混合进行反应，如果先混合后保温不能保证酶与底物在最适温度条件下进行反应，在达到最适温度前的反应无法排除，导致测出的最大反应速度较小。

10．解：（1）葡萄糖和果糖磷酸化的反应式（略）。

（2）己糖激酶在相同底物浓度下分别催化葡萄糖和果糖磷酸化的速度如下：

[S](mmol/L) 葡萄糖V 果糖V

0.15 0.5Vmax 0.091Vmax

1.5 0.5Vmax 0.5Vmax

15 Vmax 0.91Vmax

11．答：(1) 纯水不能为酶催化反应提供最适的pH环境，酶分子及底物分子不能以合适的解离形式存在；(2)纯水无缓冲作用，在酶促反应过程中，蛋白质容易变性；(3)纯水中缺乏必须的离子，酶对温度变化敏感，易变性失活。

12．答：这是由于较稀的蛋白质溶液经激烈振荡会产生泡沫，增加表面张力，导致蛋白质空间结构破坏而变性失活。 13．答：这种酶活性部位中含有-SH，容易与其它-SH生成二硫键，加入巯基乙醇可以保护酶活性部位的-SH，防止酶失活。 14．解：(a)按规定：每分钟产生1ug酪氨酸的酶量为1个活力单位。

1ml酶溶掖蛋白 = 0.2×6.25/2＝0.625mg

0.1ml的酶液具有的活力单位是：1500/60＝25活力单位，1ml酶液应有250个活力单位。 (b)1g酶制剂的总蛋白量 = 0.625×10＝625mg

3

1g酶制剂的总活力 = 250×10＝2.5×10单位 (c)比活力 = 250/0.625 = 400活力单位/mg蛋白质

15．解：由于规定每小时分解一克淀粉的酶量为一个酶活力单位，1ml酶液每分钟可以分解0.25克淀粉，即0.25酶活力单位，因此每克酶制剂的酶活力0.25×1000 = 250 活力单位。

16． 解：（1）从反应结果可以看出，当[S] ≧5.0×10Ｍol/L时，酶促反应的速度不再增加，故Ｖmax=0.25 uＭoL/min。

（2）对于遵从米氏方程的酶促反应的Km，可以通过选择一组反应速度小于Vmax的V及其对应的[S]并将其代入米氏方程即可计算出Km，

-5

-4

3

5

选择[S]=5.0×10Ｍol/L V=0.20 uＭoL/min

0.25×5.0×100.25×5.0×10 - 1×10 -50.20 = Km = = 1.25×10Ｍol/L -5 Km + 5.0×100.20 -6（3 ）由米氏方程可知，当〔Ｓ〕＝1.0×10Ｍ 0.25×1.0×10 V = = 0.185uＭoL/min -5-6 1.25 ×10+ 1.0×10 〔Ｓ〕＝1.0×10Ｍ时

-1

-5 -5-5-6 0.25×1.0×10 V = = 0.25uＭoL/min -1 1.25 + 1.0×10 （4）Km与底物浓度无关，因而Km = 1.25×10Ｍol/L

Ｖmax= K[Et]，酶浓度增加4倍，最大反应速度也应增加4倍，Ｖmax=1.0uＭoL/min

第四章 维生素和辅酶

(习题答案)

-5

-1 一、名词解释

1．维生素：维持生物体正常生命活动所必需的一类微量有机小分子。

2．辅酶、辅基：与酶蛋白结合不太紧密，可以用透析等物理方法将两者分开的小分子有机物质称辅酶；与酶蛋白结合紧密，不能用透析等物理方法将两者分开的小分子有机物质称辅基。

3．维生素缺乏症：由于生物体内维生素的缺乏，致使机体不能正常生长，甚至发生疾病的现象称为维生素缺乏病。维生素缺乏的主要原因有：①摄入量不足。②维生素的吸收发生障碍。③维生素需要量增加，使摄入量相对不足等。

4．维生素中毒症：由于某种维生素长期的大量摄入，所导致的疾病或不适称为维生素中毒症。

5．脂溶性、水溶性维生素：能溶于有机溶剂的维生素称为脂溶性维生素，如维生素A、维生素D、维生素K、维生素E；能溶于水的维生素称为水溶性维生素，如维生素C、维生素Bl、维生素B2等。

6．维生素原：某些物质本身虽然不是维生素，但在生物体内可转化成维生素，这些物质称为维生素原如：β-胡萝素、7-脱氢胆固醇等。

二、是非题: 判断下列每句话的意思正确与否，对的画“√”，错的画“×”，并说明理由。 1．对 9．对

2．对 10．错

3．对 11．对

4．对 12．对

5．对 13．对

6．错 14．错

7．错 15．对

8．错 16．对

三、填空题 1． α，β，β 2． TPP，丙酮酸、乳酸 3．核糖醇，核黄素

4．氢载体，6，7-二甲基异咯嗪环 5．羟基化酶，脯氨酸、赖氨酸 6．烟酰胺和烟酸，糙皮病

7．吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺，吡哆醛、吡哆胺，转氨 8．羧化酶，CO2

9．喋呤啶、对氨基苯甲酸，FH4，一碳单位载体 10．5-脱氧腺苷钴胺素，变位酶

11．维生素C、维生素A 12．吡啶，色氨酸

13．糖蛋白（内在因子），吸收，保护维生素B12不受肠道细菌的破坏 四、选择题

1．C 2．D 3．A 4． A

16．C

17．D

五、问答与计算

1．答：新鲜鸡蛋在冰箱中保存时间较长，是由于蛋清中存在有抗生物素因子和溶菌酶能阻止细菌繁殖的原因。如除去蛋清只剩蛋黄即使在冰箱中也不能保存数天不坏，这是由于失去蛋清中所含抗生物素因子和溶菌酶对细菌繁殖的抑制所致。

答：维生素B6在体内以磷酸吡哆醛的形式参与多种氨基酸的代谢，是多种氨基酸代谢酶的辅酶如转氨酶、脱羧酶、消旋酶等。维生素B6的缺乏严重地影响各种氨基酸的分解代谢，尤其是氨基酸的脱氨作用，由于谷氨酸参与的转氨作用在氨基酸合成及氨基酸的分解代谢中都起着重要作用，因此对与谷氨酸有关的氨基酸代谢影响最大如丙氨酸、天冬氨酸等的合成及分解等。

3．答：维持生物体正常生命活动所必需的一类微量有机物质称为维生素。它在生物体内主要以辅酶辅基或辅酶辅基的重要构成成分，参与许多重要的酶促反应如糖代谢、脂代谢、氨基酸代谢等，一旦这些维生素缺乏，就必然导致有关酶活性的降低，最终对多种代谢产生严重影响。

4．答：咖啡中含有咖啡碱，是环腺苷酸磷酸二酯酶的抑制剂，而且具有十分强烈的作用。环腺昔酸磷酸二酯酶在体内的作用是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不能被分解就会继续起作用。换句话说，咖啡碱与这些激素协同作用阻止cAMP的分解，增强激素的作用使神经保持兴奋。

5．答：容易产生维生素A和C(抗坏血酸)缺乏症。在新鲜蔬菜和胡萝卜中含有α、β和γ-胡萝卜素，其中β-胡萝卜素是主要的维生素A原，其它两种也可转变为维生素A，只是转化效率比较低。另外新鲜蔬菜和水果中维生素C的含量也比较高，经过高温和高压容易被破坏。缺乏维生素A容易产生夜盲症，缺乏维生素C容易产生坏血症，典型症状是毛细管容易出血，伤口愈合时间延长等。

6．试述磺胺类药物抗茵的作用原理。

答：磺胺类药物与叶酸的组成成分对-氨基苯甲酸的化学结构类似，可与对-氨基苯甲酸竞争地与细菌体内的叶酸合成酶结合，竞争性地抑制该酶活性，使对于磺胺类敏感的细菌很难利用对-氨基苯甲酸合成细菌生长所必需的叶酸。由于叶酸是核苷酸、某些氨基酸合成过程中所需要一碳单位的载体，缺乏叶酸必将导致细菌体核酸及蛋白质合成受阻，最终抑制细菌的生长、繁殖。另一方面，由于人体所必需的叶酸是从食物中获得的(人体不合成叶酸)，所以人服用磺胺类药物只影响磺胺类敏感细菌的生长繁殖，而对于人体影响很小，达到治病的目的。

第五章 糖代谢

（参考答案）

一、名词解释：

1．淀粉磷酸解：细胞内淀粉在淀粉磷酸化酶的催化下分解生成1-磷酸葡萄糖的淀粉降解途径。 2．糖酵解：糖在动物肌肉组织中经无氧分解形成乳酸的糖代谢途径。

3．糖的有氧氧化：在有氧条件下，糖在生物体内完全氧化分解形成CO2和H2O，并释放大量能量的代谢过程。 4．PPP途径：磷酸葡萄糖经磷酸核糖、磷酸木酮糖等代谢中间物完全氧化分解形成CO2及大量NADPH的糖分解途径。 5．糖异生作用：丙酮酸等糖的前体物质在动物体内经糖酵解“逆转”等化学反应过程转变成葡萄糖的糖的代谢过程。 二、是非题 判断下列各句话的正确与否，正确的在题后括号内画“√”，错误 的画“×”，如果是错误的，请说明其理由 1．对 2．对3．对4. 对

5．β-淀粉酶在水解?-1,4-糖苷键时引起葡萄糖分子转位，使?-型麦芽糖变成β-型麦芽糖，所以此酶称β-淀粉酶。 6．错 7．错 8．错9．错10．对 11．错 12．对 12．错

13． ①对 ②对 ③错 ④对 14． ①对 ②错 ③错 ④对 15． ①错 ②对 ③对 ④对 16． ①对 ②对 ③错 ④错 17． ①对 ②对 ③错 ④错 18． ①对 ②对 ③错 ④对 三、填空题

1．丙酮酸脱羧酶、硫辛酸转乙酰基酶、二氢硫辛酸脱氢酶，COA、FAD、NAD+ 、TPP、硫辛酸

5．A 6．D

7．B 8．C

9．A 10．C

11．D

12．C

13．C

14．C

15．D

2．乙醛、乙醇，乙酰辅酶A，CO2

3．1，6-二磷酸果糖生成，磷酸丙糖形成，丙酮酸形成，乳酸形成 4．丙酮酸、异柠檬酸、α-酮戊二酸、琥珀酸、苹果酸 5．琥珀酰CoA，甲基丙二酸单酰CoA变位酶，B12辅酶 6．柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶系 7．EMP、TCA、呼吸链氧化磷酸化

8．丙酮酸羧化酶、磷酸甘油酸激酶、果糖磷酸酯酶 9．物质合成原料、能量，还原剂 10．丙酮酸羧化酶 四、选择题 1．A 2．A 10．C

3．A B C D 4．B

12．C

5．C 13．A

8．A C

9．B

11．B

14．B 15．B

五、问答与计算 1．答案（略） 2．答案（略）

3．答：将0.01Ｍ丙二酸钠加到正在进行呼吸的线粒体制备液中，呼吸很快停止，并有一代谢中间物积累，该中间物是琥珀酸（丁二酸），它主要是由于丙二酸竞争性抑制琥珀酸脱氢酶的活性造成的。由于制备液中大量琥珀酸不能转变成草酰乙酸，使三羧酸循环由于缺乏起始物而停止，不能产生还原性的NADH及FADH，故氧耗停止。除了移去丙二酸外，丙二酸盐对呼吸的抑制作用还可以通过向线粒体制备液中添加琥珀酸方式来克服。

4．答：如果在兔子肌肉组织中缺乏乳酸脱氢酶，它就不能进行激烈活动。在动物的紧张运动中需要消耗大量的能量，这些能量主要是由糖酵解产生的，在无氧条件下，肌肉组织要维持糖的无氧氧化作用不停止，就必须在乳酸脱氢酶的催化下，以丙酮酸为氢受体，实现NAD的再生。如果没有乳酸脱氢酶的催化，细胞内所有的NAD都将以还原形式存在，使3-磷酸甘油醛的脱氢反应由于缺乏NAD的供应而停止，并进而导致糖酵解代谢的停止。

5．答案（略）

6．答：因为甲醇在乙醇脱氢酶作用下，生成甲醛产生毒害。乙醇脱氢酶对乙醇的Km值比甲醇低，因此大量乙醇能竞争性抑制甲醇氧化，导致甲醇被排泄出来。)。

7．答：酵解过程中产生的6-磷酸葡萄糖可通过磷酸戊糖途径生成3-磷酸甘油醛，后者经酵解途径产生丙酮酸。 6-磷酸葡萄糖→→→3-磷酸甘油酸→→→丙酮酸。

8．答：Glu→α-酮戊二酸→琥珀酰CoA→琥珀酸→延胡索酸→苹果酸→草酰乙酸→磷酸烯醇式丙酮酸→烯醇式丙酮酸→丙酮酸→TCA→C02和H20

由谷氨酸生成丙酮酸总共产生：3NADH + 3H，FADH2和1个ATP，即12个ATP。丙酮酸经氧化脱羧生成乙酰CoA，通过柠檬酸循环可生成15个ATP，所以，谷氨酸彻底氧化可生成27个ATP。

9．答：柠檬酸循环中，有几处反应是底物脱氢生成NADH和FADH2，NADH和FADH2上的氢必须通过呼吸链与氧结合生成水，否则NADH和FADH2的大量积累，使柠檬酸循环的速度降低，严重时完全停止。

第六章 新陈代谢总论与生物氧化

(习题答案)

一、解释名词

1．生物氧化：糖、脂、蛋白质等有机物质在生物体内氧化分解，并释放出能量的化学过程。

+

+

+

2．有氧呼吸与无氧呼吸：以分子氧为氢受体将有机物质完全氧化分解的代谢过程称有氧呼吸；以分子氧之外的物质为氢受体将有机物质部分氧化分解的代谢过程称无氧呼吸

3．呼吸链：将代谢物上的氢激活脱落，并将其沿一系列传递体的传递，最终与分子氧化合成水的完整体系称呼吸链。

4．氧化磷酸化：伴随着代谢的氧化放能，将ADP磷酸化形成ATP有化学反应过程称氧化磷酸化。 5. P/O比：在氧化磷酸化过程中，每消耗一摩尔原子氧能够形成的ATP摩尔数。

6.末端氧化酶：在呼吸链末端，可以将电子直接交给分子O2，并使其活化的酶称末端氧化酶。

二、是非题: 判断下列每句话的意思正确与否，对的画“√”，错的画“×”，并说明理由。 1．对 13．对

2．对 14．对

3．错 15．错

4．对 16．对

5．对

6．对

7．对

8．错

9．错 10．对

11．错

12．对

三、填空题

1．底物水平氧化磷酸化、呼吸链氧化磷酸化、光合磷酸化

2．常温常压下进行、反应分步进行、释放的能量可以化学能的形式贮存起来 3．脱氢、氢与分子氧的化合作用 4．-2.303RTlgK 6．-nF⊿E

0

7．脱氢酶、氢或电子传递体、氧化酶 8．NADH、NADPH，受体

9．线粒体，质子泵，质子电化学梯度，ATP 10．氢、电子，ATP，氢、电子，合成 11．NAD，FAD 12．结合蛋白，NAD 13．F0，F1

14．a 、a3，5，O2，CO、CN

-

+

+

15．底物水平氧化磷酸化、呼吸链氧化磷酸化、光合磷酸化 16．NADH→CoQ、Cytb→Cytc1、Cytaa3→O2

17．NADH→CoQ、Cytb→Cytc1、Cytaa3→O2，Cytaa3→O2 18．15、2或3、36或38、16 四、选择题 1．C

10．B

2．C

3．D

4．D

5．C

6．A

7．D

8．D

9．D

11．C 12．D

五、问答与计算 1．答案（略）

2．答：2，4—二硝基苯酚是呼吸链氧化磷酸化作用的解偶联剂，给大白鼠注射2，4—二硝基苯酚，可以解除电子传递和磷酸化作用之间的偶联，使其只能进行电子传递，但其释放出的能量不能用于ADP的磷酸化，只能热能形式释放出来，故引起鼠体温升高。

3．答：DCCD抑制质子转运，质子转运是通过ATP合成酶的Fo亚基，加入DCCD后，由于ATP不能合成，影响电子传递，这是因为过多能量的产生不能利用。从热力学上来看，不利于氧化放能反应的进行。解偶联别2，4—二硝基苯酚的加入，使氧化磷酸化解偶联，允许电子通过，使电子传递正常进行。

4．解：（1）异柠檬酸→草酰琥珀酸→α-酮戊二酸→琥珀酰COA→琥珀酸，产生2NADH +2H和1GTP(ATP)，所以P／O＝7／2＝3.5 （2）在二硝基苯酸存在时NADH的氧化不生成ATP，只消耗氧。所以P／O=1

（3）琥珀酸→延胡索酸→苹果酸→草酰乙酸，产生1FADH2和1NADH + H，所以P/O = 5/2 = 2.5

5．答：不对，超氧化物歧化酶是蛋白质，在细胞内虽然具有消除自由基的作用，但如果通过口服的方法是不能得到更多的超氧化物歧化酶，因为蛋白质通过消化道会被肠道中的蛋白酶水解。另外，蛋白质为大分子物质，不能被人体吸收。

6．解：（1）∵⊿G= -2.303RTlgK

0

+

+

∴lgK = 30.5/-2.303RT = 5.35 ∴K = 2.2×10

5

（2）在细胞内该反应不能达到平衡。如果达平衡ATP就不可能做功，从能量的利用来看，反应离平衡点愈远，ATP的利用效率就愈高。

第七章 脂类代谢 （参考答案） 一、 名词解释

1.β－氧化：在β－氧化途径有关酶的催化下，脂肪酸分子中β－碳原子被氧化，并在α，β原子之间断裂生成一分子乙酰CoA及比原脂肪酸少两个碳原子的脂酰CoA的脂肪酸降解途径。

2.从头合成途径：以乙酰CoA和丙二酸单酰CoA为原料合成16碳原子以下脂肪酸的脂肪酸合成途径。

3.柠檬酸穿梭：线粒体内的乙酰CoA和草酰乙酸缩合形成柠檬酸，并以柠檬酸形式将线粒体内乙酰CoA运出线粒体的一种乙酰CoA跨膜运输机制。

二、 是非题: 判断下列每句话的意思正确与否，对的画“√”，错的画“×”，并说明理由。

1． 错 9．对

2．对 10．错

3．错 11．对

4．错 12．对

5．对 13．错

6．错

7．对

8．错

三、填空题

1．辅酶A，酰基载体蛋白，脂肪酸合成中起脂酰基载体作用

2．脂酰COA，NAD 3．肉毒碱、脂酰肉毒碱 4．脱氢、水合、再脱氢、硫解

5．脂酰COA脱氢酶、β-羟脂酰COA脱氢酶，129 6．泛酸、Ser-OH

7．生物素、生物素中戊酸、赖氨酸ε-氨基 8．腺苷蛋氨酸、蛋氨酸

9．脂酰基转移、丙二酸单酰转酰基、缩合、还原、脱水、再还原 10．亚油酸、亚麻酸 四、选择题

1．D 2．C 3．D 4．D 5．C 五、问答题

1．答：加入安密妥可产生36个ATP。正常情况下，每一分子十六碳脂酸彻底氧化可净生成129个ATP，如果在线粒体制剂中加入安密妥，由于安密妥能够抑制质子和电子从NADH+H向辅酶Q传递，致使β-氧化中生成的NADH+H和乙酰CoA经柠檬酸循环分解生成的NADH+H36个ATP。

2．答：每个葡萄糖分子彻底氧化产生38个ATP，每个六碳单位的脂肪酸经过三次β-氧化，产生3分子NADH、2分子FADH和3分子乙酰CoA，彻底氧化可净生成47个ATP，而活化一个十六碳左右的脂肪酸只消耗1个ATP（或2个高能键），因此可以说每个六碳单位的脂肪酸彻底氧化可以产生大约50个ATP。这种差异主要是由于脂肪酸的还原程度大于糖类物质所致。

3．答：在软脂酸氧化过程生成的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H2O；另一部分是脂肪酸彻底氧化生成的H2O，每个软脂酸分子中有32个氢原子，与氧结合可生成16个水分子，这部分水称为代谢水，对于在干燥或沙漠中生活的动物来说，体内代谢水生成的多少是非常重要的，可以在缺水的情况下，为体内提供必需的水。例如，被称之为沙漠之舟的骆驼，产生代谢水的能力就特别强。

4．答：在长期饥饿糖代谢不正常时，产生酮症的情况下，脂肪酸经β-氧化形成的乙酰CoA不能通过柠檬酸循环氧化分解，一分子软脂酸氧化只能产生33个ATP，与正常情况下生成的129个ATP相比，即相对能量为33：129＝25.6％。也就是说，在酮症的情况下，软脂酸氧化产生的能量是原来的四分之一左右。

5．答：乙酰CoA羧化为丙二酸单酰CoA是脂肪酸合成的限速反应，催化该反应的酶是乙酰CoA羧化酶，柠檬酸是该酶的正调节物。乙酰CoA羧化酶有活性的聚合体和无活性的单体两种形式，柠檬酸促进酶向有活性形式转变，细胞内柠檬酸浓度高表明，乙酰CoA和ATP的浓度也高，有利于脂肪酸的合成。反之则不利于脂肪酸的合成。

6．答：脂肪酸氧化产生能量生成ATP，但脂肪酸在生物体内氧化前必须在ATP参加的情况下，进行活化由脂肪酸生成脂酰CoA，所以在无ATP的肝脏匀浆中不能进行脂肪酸的氧化分解。

7．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，给病人服用含肉毒碱的食物，症状消失恢复正常。那么

(1)为什么肉毒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毒碱缺乏症患者病情加重? (3)肉毒碱缺乏的可能原因是什么?

答：(1)脂肪酸β-氧化的主要过程虽然是在线粒体内进行的，但脂肪酸活化生成脂酰CoA的反应是在线粒体外发生的。脂酰CoA穿过线粒体内膜必须在肉毒碱的携带下才能完成，缺乏肉毒碱，脂肪酸的β-氧化不能正常进行，病人体内能量供应不足和脂肪酸积累，导致肌肉乏力和痉挛。

（2)禁食、运动以及高脂饮食使患者体内的脂肪酸氧化成为能量的主要来源，就会加重由于脂肪酸氧化障碍引起的症状。

（3）肉毒碱缺乏的原因可能有二：一是食物中肉毒碱含量太低，或机体吸收障碍。二是体内合成肉毒碱的过程受阻，可能是有关合成酶缺乏或活性低，也可能是合成肉毒碱的原料(如：Lys和Met)不足。由于肉毒碱可以反复利用，人体的需要量很少，体内可以合成，一般不会产生缺乏症。

8．答：线粒体内的乙酰CoA与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，以柠檬酸形式通过线粒体内膜进入胞浆，然后再裂解为乙酰CoA与草酰乙酸，草酰乙酸被还原为苹果酸再转化为丙酮酸，放出CO2和NADPH，丙酮酸通过内膜可以重新回到线粒体内，由丙酮酸羧化酶催化再生

+

+

+

+

6．C 7．C 8．B 9．A 10．D

不能进行氧化磷酸化生成ATP，但由于安密妥不阻止FADH2进行氧化磷酸化，所以在有安密妥存在时，十六碳脂肪酸彻底氧化只能净生成

成草酰乙酸。（注，在柠檬酸穿梭中虽然能够产生NADPH，但脂肪酸合成中所需的NADPH主要是由葡萄糖经PPP途径分解形成的。）

第八章 氨基酸代谢

一、是非题: 判断下列每句话的正确与否，对的画“√”，错的画“×”，并说明理由。 1．对 2．对 二、填空题

1．丙酮酸、草酰乙酸，α-酮戊二酸

2．5-羟经色胺，对神经有抑制作用，收缩血管的作用 3．A1a、Gly、Ser、Thr、Cys 4．Asp、Asn

5．γ-氨基丁酸、抑制性神经递质（注：题中脱氨应改为脱羧） 6．鸟氨酸、分子中含有许多氨基 7．肝脏 三、选择题 1．A

2．B 10．A

3．C 11．A

4．（脱羧）5．C 12．A

13．C

6．A

7．B

8．A

9．C

14．A

3．对

4．错

5．对

6．对

7．错

8．对

9．错

10．对

四、问答与计算

1．答：一般来说，蛋白质及其分解生成的氨基酸不进行氧化分解为生物体生长发育提供能量，但是在长期禁食或因疾病及其它原因，糖类供应不足导致糖代谢不正常时，氨基酸分解产生能量；过多的氨基酸分解在体内就会生成大量的游离氨基，肝脏无力将这些氨基全部转变为尿素排出体外，血液中游离氨基过多会造成氨中毒，肝脏中游离氨基过多产生肝昏迷，脑组织中游离氨基过多导致死亡。

2．答：一碳单位或一碳基团是指含有一个碳原子的各类基团的通称，如甲酰基、羟甲基、亚甲基(甲叉基)、次甲基(甲川基)和甲基。一碳单位与氨基酸、嘌呤和嘧啶核苷酸的合成有密切关系。一碳单位的转移靠四氢叶酸，S—腺苷蛋氨酸(SAM)作为甲基载体是生物体内各种化合物甲基的来源。

3．答：谷氨酸在生物体内具有非常重要的作用，主要表现在以下几方面： (1) 谷氨酸是组成蛋白质二十种氨基酸之一。

(2) 脑中积累过多的游离氨基会导致休克死亡，在正常情况下游离氨可与谷氨酸结合生成谷氨酰胺，通过血液运到肝脏，通过尿素循环生成尿素。

(3) 谷氨酰胺是细胞内氨基的重要来源，由谷氨酰胺中的氨基与二氧化碳及ATP形成的氨甲酰磷酸，可以参与多种化合物的形成如嘧啶核苷酸的合成。

(4) 谷氨酸脱羧生成γ-氨基丁酸，对神经有抑制作用。

(5) 动植物和微生物细胞中的L-谷氨酸脱氢酶活性很高，因此谷氨酸在氨基酸的合成及代谢中处于中心地位。 (6)在氨基酸的分解代谢中，Pro、Arg、Gln和His都是先转变为谷氨酸，再脱氨生成α-酮戊二酸进一步分解。 4．答：谷氨酸彻底氧化分解的途径如下：

谷氨酸 →α-酮戊二酸 → 三羧酸循环 → 草酰乙酸 → 丙酮酸 →三羧酸循环。 （1）谷氨酸脱氢酶催化氧化脱氨，形成NADH（3分子ATP） （2）α-酮戊二酸→三羧酸循环→草酰乙酸，产生9分子ATP （3）草酰乙酸 → 丙酮酸 →三羧酸循环（15分子ATP）。 合计生成27分子ATP。

5．答：联合脱氨在生物体内各种氨基酸的相互转化中起非常重要的作用。一般来说有两个方面： （1）以谷氨酸脱氢酶为中心的联合脱氨。 （2）以嘌呤核苷酸循环为中心的联合脱氨。

谷氨酸脱氢酶在体内广泛存在且活性较高，但是在代谢比较旺盛的组织如骨路肌、心肌、肝脏和脑组织中，是以嘌呤核苷酸循环为中心的联合脱氨方式为主。

第九章 核酸的生物合成

一、 解释名词

1．密码子：mRNA分子中顺序相连的三个核苷酸可以代表一个特定的氨基酸或其它的含义称密码子（codon）或三联体密码(triplet codon)。

2．逆转录：在逆转录酶的催化下，以病毒mRNA为模板合成cDNA的过程称为逆转录。

3．中心法则：是指遗传信息在分子水平上的传递规律，主要是DNA→DNA，DNA→RNA→蛋白质，在病毒还可由RNA→DNA(反向转录)或RNA→RNA(RNA复制)。

4．基因重组：也称基因体外重组技术，即利用工程技术方法，按照人们既定的目标，将不同生物的基因进行拼接，然后再将其转入特定的细胞或生物体，使其遗传性状发生改变的技术。

5．不对称转录：以DNA双链中某一条单链的某一个片段为模板合成RNA的过程称为不对称转录。 6．冈崎片段：在随后链的合成中，首先合成出来的DNA小片段称为冈崎片段。

二、是非题: 判断下列每句话的正确与否，对的画“√”，错的画“×”，并说明理由。

1．对 7．错

2．对

3．错

4．对

5．错

6．错

8．错

9．错

10．对

11．错

12．错

三、填空题

1． 剪接、加上帽子结构、加上(PolyA)的尾巴 2．RNA、DNA、cDNA 3．小

4．识别起始位点 5．PGpUpCpCpApG 6．5′，RNA，5′，3′

7．连续地，相同，不连续地，相反

8．特异性核酸内切酶、外切酶、DNA聚合酶、连接酶 9．直接，间接 10．D-环式 四、选择题 1． C

13．D 19．A

2．A 14．D

15．A B→⑶

16．A

17．E 18．A

20． A→⑵

C→ ⑴

3．D

4．D

5．C

6．D

7．A

8．D

９．Ａ

10．Ｃ

11．C

12．B

五、问答与计算 1．答案（略）。

2．答：用带放射性标记的脱氧三磷酸核苷酸作为合成DNA的原料，经过一段时间后，加入碱溶液使合成停止，检查发现带放射性标记的核苷酸出现在小片段DNA上，这些小片段DNA分子量相同，并且在细胞DNA中含量较多。

3．答：(1)已经开始合成的所有DNA分子，将会继续完成其复制过程，没有开始合成的DNA，将会停止其新的复制过程。 (2)由于氨基酸饥饿，所有正在进行合成的DNA分子都会停止，以后加入必需氨基酸和利福平，所有的DNA分子，都不会重新开始复制过程。

5．解：每个复制叉5小时复制DNA片段的长度为：16μm／min×300min＝4800μm，每个细胞内DNA长1.2m＝1.2×106μm，染色体复制时应当有：

1.2×106μm÷ 4800μm＝250个复制叉

6． 解：按照Watson-Crick模型，10个核苷酸对形成一个螺旋长0.34nm，所以E.co1i DNA应含有：

1100μm÷ (3.4×10-3μm)＝3.24×105个螺旋，3.24×106个核苷酸对。复制体的链增长速度为：3.24×106核苷酸对／40min＝8100核苷酸对／min

正在复制的DNA分子旋转速度为：8100转／min。

第十章 蛋白质的生物合成

一、名词解释

1．遗传密码：mRNA分子 上核苷酸顺序与蛋白质分子中氨基酸顺序的对应关系称为遗传密码。

2．变偶假说：密码子与反密码子的反向补配对时，第三位核苷酸与反密码子相应位置上的核苷酸配对关系不严格，可以在一定的范围内变动如A和G，C和U，这种现象称为碱基配对的变偶性（摆动性）。

3.翻译：将mRNA分子中的核苷酸顺序转变为蛋白质中的氨基酸顺序的过程称为翻译。

4.简并密码：能够为同一种氨基酸编码的所有密码子通称简并密码，也称同义密码。

二、 是非题: 判断下列每句话的正确与否，对的画“√”，错的画“×”，并说明理由。 1．对 9．错

2．错 10．对

3.对 11．对

4.错 12．错

5.错 13．对

6.错 14．对

7．错 15．错

8．对 16．对

三、填空题 1． 甲酰甲硫氨酸 2． 肽酰基部 3．氨基酸活化

3． 甲酰甲硫氨酸，甲硫氨酸

5．结合在核糖体的A位使肽链合成提前结束 6．UAA、UAG、UGA 7．U、C、A

8．氨基端，5′，3′

9．转肽酶，将肽链从tRNA水解下来 10．羧基、脱水 四、选择题

1．B 2．A 3．A 4．C 5．A 6．D 7．D 8．C 9．C 五、问答与计算

1．解：（1）DNA另一条链的碱基顺序： 3'-AGCAGCTGCTACTAGCCGATGAGCT-5'

⑵从DNA第一条链转录出来的mRNA的碱基顺序； 3'-AGCUGCUGCUACUAGCCGAUGAGCU-5' ⑶由此mRNA编码的肽链的氨基酸顺序； Ser-Ser-Cys-Tyr-

⑷DNA的3'端的第二个T缺失，此时氨基酸顺序为： Ser-Ala-Ala-Thr-Ser-Arg-

2．答：蛋白质的生物合成需要mRNA、rRNA、tRNA及起始因子、延长因子、终止因子等多种蛋白质因子的参与。其中mRNA是蛋白质合成的模板，rRNA是核糖体的重要构成成份，并在蛋白质的合成中可能还有某些酶促催化功能，tRNA不仅是活化氨基酸的载体而且还是mRNA分子上遗传信息的解读者。在蛋白质的合成中，在氨酰-tRNA合成酶的作用下，tRNA与氨基酸实行专一性结合，氨酰-tRNA通过反密码子与密码子的反向互补结合作用，将氨基酸根据mRNA所规定的氨基酸顺序将其连接起来，形成特定的蛋白质。

3．答：蛋白质分子中各种氨基酸由于所处位置的不同，作用也不同，对于处于酶等功能分子功能部位的氨基酸或对蛋白质空间结构维持起重要作用的氨基酸一旦发生变化，可以引起蛋白质活性的变化，而位于其它部位的氨基酸，由于重要性有限，因此它们的变化对蛋白质功能的影响较小。

4．答：两个必要条件是：(1) 点突变必须发生在被转录的DNA分子内；(2)变化必须在变异氨基酸的密码子内。 5．解：在蛋白质的合成中消耗能量的步骤主要包括： （1）氨基酸活化

104×2

（2）多肽链的延长（104-1）×2 （3）多肽链合成的起始与延长 2

共需要消耗的高能键数量 = 208 + 206 + 2 = 416。

第十一章 代谢的相互关系及调节控制

二、 名词解释

1．反馈调节：反馈是结果对行为本身的调节或输出对输入的调节，在物质代谢调节中引用反馈是指产物的积累对本身代谢速度的调节。

2．酶共价修饰调节：通过共价的方式在酶分子上连接上某一个基团或其逆反应，使酶活性发生可逆性变化，这种调节作用称为酶的共价修饰调节。

3．操纵子学说：操纵子学说是F. Jacob 和 J. Monod 于1961年首先提出来用于解释原核生物基因表达调控的一个理论。该理论认

为一个转录调控单位由结构基因、调节基因、启动子和操纵基因四个部分组成，其中调节基因的表达产物是阻遏蛋白，阻遏蛋白结合到操纵基因位置可以阻止基因的表达，否则，基因就可以表达。

4．诱导酶、组成酶：诱导酶则是指细胞内存在的一些与某些特定的物质代谢有关的酶类，这些酶只有在环境中有相应物质存在时，细胞内才会大量产生，否则，其含量很少。组成酶是指在细胞内含量较为稳定，受外界的影响很小的一类酶。

5．萄糖效应：是指在培养基中，葡萄糖与乳糖同时存在时，细菌优先利用葡萄糖不能利用乳糖的现象。只有在葡萄糖耗尽之后，经过短暂停滞后，才能分解利用乳糖。这是由于葡萄糖降解物引起的调节作用。

6．酶合成的阻遏：该操纵子的调节蛋白单独不具有与操纵基因结合的能力，只有与它的辅阻遏物（正常代谢的终产物结合）后，才有与操纵基因结合的能力，因此，它作用的结果是使细胞暂时停止某些酶的合成，失去合成某些物质的能力。

二、是非题: 判断下列每句话的正确与否，对的画“√”，错的画“×”，并说明理由。 1．对 9．错

2．错 10．错

3．对 11．对

4．错 12．对

5．错

6．对

7．对

8．对

三、填空题

1．肝脏；肝脏；肝脏及肾脏；肝脏；甲状腺

2．细胞核；核仁；核糖体，叶绿体，胞浆；线粒体；胞浆；线粒体 3．基因，蛋白质，镰刀形贫血病 9． UTP，CTP，GTP，ATP 5．D，L，β-D-，L-磷脂 6．α-酮酸、乙酰CoA

10．酶水平，细胞水平，激素水平，神经水平 11．操纵子结构

9．葡萄糖，cAMP，cAMP-CAP，正

10．转录前、转录水平、转录后、翻译水平、翻译后 11．正常底物，诱导物的，终末，辅阻遏 12．ppGpp 四、选择题 1．AB

2．BD

3．ABC

4．B

5．A

6．C

7．C

8．B

9．B

五、问答题

1．答：胞外的核酸酶可以降解环境中存在的核酸，降解产物可被利用；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。

2．答：操纵基因加上它所控制的一个或几个结构基因构成的转录调控功能单位称为操纵子。按照操纵子学说，酶合成的控制分为酶合成的诱导及酶合成的阻遏。两者在控制上主要有重要区别：

（1）诱导物是诱导酶的正常底物。酶诱导的结果是使细胞获得代谢某一种物质的能力；辅阻遏物通常是所阻遏酶的终末产物。阻遏的结果是使细胞暂时停止与其有关酶的合成。

（2）在酶合成的诱导中，阻遏蛋白一合成即有和操纵基因结合的能力，阻遏蛋白结合到操纵基因部位可以阻止结构基因的表达；在酶合成的阻遏中，阻遏蛋白单独存在时，不具备和操纵基因结合的能力，只有它和辅阻遏物结合之后，才能获得与操纵基因结合的能力，阻止结构基因的表达。

（3）诱导物也可以与阻遏蛋白结合，并且两者的亲合力大于阻遏蛋白与操纵基因的亲合力，因此可以将阻遏蛋白从操纵基因部位解离下来，使结构基因可以表达。

（4）酶合成的诱导，除了需要诱导物存在外，它的作用还需要降解物激活蛋白（Catabolite gene activator protein,CAP）和cAMP存在，只有CAP和cAMP同时结合在CAP结合位点，才能启动酶的合成。

3．答案（略）

4．答：（1）没有糖的摄入，TCA循环中间物来自生糖氨基酸，呼吸不佳表明TCA循环仅仅依赖这一途径不足以维持机体的正常需要，脂类成为主要能源，并且不能被充分利用，故体脂被迅速消耗。

(2)似乎不存在这种可能，增加摄入的蛋白质和脂类必然减少体内脂肪的消耗。

5．答：生物的代谢调节主要分为酶水平，细胞水平，激素水平，神经水平四个层次，其中酶水平调节是最基本的调节方式。

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