生物化学 下册 课后习题答案

生物化学（下册）课后习题答案

第19章 代谢总论 ⒈怎样理解新陈代谢？

答：新陈代谢是生物体内一切化学变化的总称，是生物体表现其生命活动的重要特征之一。它是由多酶体系协同作用的化学反应网络。新陈代谢包括分解代谢和合成代谢两个方面。 新陈代谢的功能可概括为五个方而：①从周围环境中获得营养物质。②将外界引入的营养物质转变为自身需要的结构元件。③将结构元件装配成自身的大分子。④形成或分解生物体特殊功能所需的生物分子。⑤提供机体生命活动所需的一切能量。

⒉能量代谢在新陈代谢中占何等地位？

答：生物体的一切生命活动都需要能量。生物体的生长、发育，包括核酸、蛋白质的生物合成，机体运动，包括肌肉的收缩以及生物膜的传递、运输功能等等，都需要消耗能量。如果没有能量来源生命活动也就无法进行．生命也就停止。

⒊在能量储存和传递中，哪些物质起着重要作用？ 答：在能量储存和传递中， ATP（腺苷三磷酸）、GTP（鸟苷三磷酸）、UTP（尿苷三磷酸）以及CTP（胞苷三磷酸）等起着重要作用。

⒋新陈代谢有哪些调节机制？代谢调节有何生物意义？ 答：新陈代谢的调节可慨括地划分为三个不同水平：分子水平、细胞水平和整体水平。 分子水平的调节包括反应物和产物的调节（主要是浓度的调节和酶的调节）。酶的调节是最基本的代谢调节，包括酶的数量调节以及酶活性的调节等。酶的数量不只受到合成速率的调节，也受到降解速率的调节。合成速率和降解速率都备有一系列的调节机制。在酶的活性调节机制中，比较普遍的调节机制是可逆的变构调节和共价修饰两种形式。 细胞的特殊结构与酶结合在一起，使酶的作用具有严格的定位条理性，从而使代谢途径得到分隔控制。

多细胞生物还受到在整体水平上的调节。这主要包括激素的调节和神经的调节。高等真核生物由于分化出执行不同功能的各种器官，而使新陈代谢受到合理的分工安排。人类还受到高级神经活动的调节。

除上述各方面的调节作用外，还有来自基因表达的调节作用。 代谢调节的生物学意义在于代谢调节使生物机体能够适应其内、外复杂的变化环境，从而得以生存。

⒌ 从“新陈代谢总论”中建立哪些基本概念？

答：从“新陈代谢总论”中建立的基本概念主要有：代谢、分解代谢、合成代谢、递能作用、基团转移反应、氧化和还原反应、消除异构及重排反应、碳－碳键的形成与断裂反应等。

⒍ 概述代谢中的有机反应机制。 答：生物代谢中的反应大体可归纳为四类，即基团转移反应；氧化－还原反应；消除、异构化和重排反应；碳－碳键的形成或断裂反应。这些反应的具体反应机制包括以下几种：酰基转移，磷酰基转移，葡糖基基转移；氧化－还原反应；消除反应，分子内氢原子的迁移（异构化反应），分子重排反应；羟醛综合反应，克莱森酯综合反应，β-酮酸的氧化脱羧反应。

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⒎举列说明同位素示踪法和波谱法在生物化学研究中的重要作用。

答：同位素示踪法和波谱法生物化学中研究新陈代谢的两种重要方法。

同位素示踪法不改变被标记化合物的化学性质，已成为生物化学以及分子生物学的研完中一种重要的必不可少的常规先进技术。如：1945年 David Shemin和 David Rittenberg首先成功地用14C 和15N标记的乙酸和甘氨酸怔明了血红素分子中的全部碳原子和氮原子都来源于乙酸利甘氨酸； 胆固醇分子中碳原子的来源也是用同样的同位空示踪法得到闸明的。

核磁共振波谱法对于样品不加任何破坏，因此，在生物体的研究得到广泛的应用。例如 在生物化学、生理学以及医学等方面都广泛位用核磁共振波谱技术对生活状态的人体进行研究，取得了重要的研究成果，其中最为人知的实验是1986年用核磁共振波谱法对人体前臂肌肉在运动前和运动后的比较研究。

第20章 生物能学

⒈就某方面而言，热力学对生物化学工作者更为重要，为什么？

答：生物能学是深人理解生物化学特别是理解主物机体新陈代谢规律不可缺少的基本知识。它是生物化学中涉及生活细胞转移和能量利用的基本间题。生物能学完全建立在热力学的基础上，因此，从这个角度看，热力学对生物化学工作者更为重要。

⒉考虑下面提法是否正确？

①在生物圈内，能量只是从光养生物到异养生物，而物质却能在这两类生物之间循环。 ②生物机体可利用体内较热部位的热能传递到较冷的部位而做功。 ③ 当一个系统的熵值降低到最低时，该系统处于热力学平衡状态。 ④当Δ G0’值为0.0时，说明反应处于平衡状态。 ⑤ ATP水解成ADP的反应，Δ G0’约等于Δ G0。 答：①-是， ②- 非，③-非 ，④- 非，⑤-非

⒊怎样可判断一个化学反应能够自发进行？

答：一个化学反应的自由能是否降低是判断它是否可以自发进行的标准。只有自由能变化为负值的化学反应，才能自发进行。

⒋怎样判断一个化学反应进行的方向？当反应物和产物的起始浓度都为1mol时，请判断下列反应的进行方向。（参看表20-3中的数据） 。 ①磷酸肌酸+ADP ????→ ATP+肌酸

② 磷酸烯醇式丙酮酸+ADP ????→丙酮酸+ATP ③葡萄糖6-磷酸+ADP ????→ATP+葡萄糖

答：一个化学反应是从总能量高的体系向总能量低的体系变化，即可根据化学反应式两边体系总能量的大小来判断其方向。

根据表20-3中的数据：①-向右， ②-向右 ，③-向左。

⒌ 解释ATP的γ -磷酸基团转运到葡萄糖6-磷酸的磷酸脂键（Δ G0’=13.8kJ/mol）上,一般情况下，为什么在热力学上可行？逆反应是否可行？

答：由于ATP的γ -磷酸基团的Δ G0’=32.2kJ/mol大于葡萄糖6-磷酸的磷酸脂键的Δ G0’=13.8kJ/mol,因此，一般情况下，ATP的γ -磷酸基团转运到葡萄糖6-磷酸的磷酸脂键上在热力学上可行的。在某些情况下，当该反应的ΔG值为正值时，该反应的逆反应可行。

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⒍从ATP的结构特点说明ATP在能量传递中的作用。

答：ATP也叫做腺苷三磷酸、三磷酸腺苷、腺三磷，是高能磷酸化合物的典型代表。高能磷酸化合物的特点是：它的高能磷酸键（也即酸酐键，用“～”表示），水解时释放出的化学能是正常化学键释放化学能的2倍以上（一般在20.92 kJ/mol以上）。ATP是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个相连的磷酸基团构成的。这三个磷酸基团从与分子中腺苷基团连接处算起，依次分别称为 α、β、γ磷酸基团。ATP的结构式是：

分析ATP的结构式可以看出，腺嘌呤与核糖结合形成腺苷，腺苷通过核糖中的第5位羟基，与3个相连的磷酸基团结合，形成ATP。ATP分子既可以水解一个磷酸基团（γ磷酸基团），而形成二磷酸腺苷（ADP）和磷酸（Pi）；又可以同时水解两个磷酸基团（β磷酸基团和γ磷酸基团），而形成一磷酸腺苷（AMP）和焦磷酸（PPi；AMP可以在腺苷酸激酶的作用下，由ATP提供一个磷酸基团而形成ADP，ADP又可以迅速地接受另外的磷酸基团而形成ATP。另外， ATP的Δ G0’值在所有含磷酸基团的化合物中处于中间位置。这使ATP有可能在磷酸基团转移中作为中间传递体而起作用。

⒎ATP水解成ADP+Pi的Δ G0’是-30.5kJ/mol， ①试计算此反应中的平衡常数。

②此反应在细胞内是否处于平衡状态？ 答：①K'eq=2.2×105 ； ②否]

⒏在细胞内是否ATP水解的Δ G0通常比Δ G0’更负？为什么？[是，Δ G'=Δ G0’+RTInK,Δ G'≈-41.84kJ/mol]

⒐利用表20-3的数据试计算：

ATP+丙酮酸????→磷酸烯醇式丙酮酸+ADP的反应在25℃下，其Δ G0’和K'eq值。若ATP与ADP之比为10时，求丙酮酸与磷酸烯醇式丙酮酸的平衡比。 答：Δ G0’=+31.38kJ/mol，K'eq=3.06×106，平衡比是3.82×104。

⒑假设有一个 由A向B的转化反应(A?→B)，它的Δ G0’=20kJ/mol请计算： ①在达到平衡时[B]/[A]的比值。

②假设A和B参加的反应与ATP水解为ADP和Pi同时进行，总反应是： A+ATP+H2O ???→B+ADP+Pi

请计算此反应达平衡时[B]/[A]的比值，假设ATP 、ADP和Pi都是1mol浓度，请问在什么时候反应才达到到平衡？

③ 已知[ATP] 、[ADP]和[Pi]在生理条件下都远非1mol浓度。当和浓度依次为[ATP] 、[ADP]和[Pi]8.05mmol,0.93mmol和8.05mmol时，求出一个与偶联反应的[B]/[A]比值。 答：① 比值=3.1×10-4 ② [B]/[A]=69.4 ③[B]/[A]=7.5×104

第21章 生物膜与物质运输

⒈试述物质的被动运输和主动运输的基本特点。研究物质运输的意义是什么？

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答：主动运输是由载体蛋白所介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度由浓度低的一侧向高浓度的一侧进行跨膜转运的方式，需要与某种释放能量的过程相偶联。主动运输过程可分为由ATP直接提供能量和间接提供能量等基本类型。 被动运输包括简单扩散和载体介导的协助扩散，运输方向是由高浓度向低浓度，运输的动力来自物质的浓度梯度，不需要细胞提供代谢能量。

⒉什么是Na+泵和Ca+泵，其生理作用是什么？

答：Na+/K+泵是动物细胞中由ATP驱动的将Na+ 输出到细胞外同时将K+输入细胞内的运输泵，又称Na+泵或Na+/K+交换泵。实际上是一种Na+ /K+ ATPase。Na+ /K+ ATPase是由两个大亚基(α亚基)和两个小亚基(β亚基)组成。α亚基是跨膜蛋白，在膜的内侧有ATP结合位点，细胞外侧有乌本苷(ouabain)结合位点;在α亚基上有Na+和K+结合位点。其生理意义: Na+/K+ 泵具有三个重要作用， 一是维持了细胞Na+离子的平衡，抵消了Na+离子的渗透作用;二是在建立细胞质膜两侧Na+离子浓度梯度的同时，为葡萄糖协同运输泵提供了驱动力;三是Na+泵建立的细胞外电位，为神经和肌肉电脉冲传导提供了基础。

Ca2+-ATPase有10个跨膜结构域，在细胞膜内侧有两个大的细胞质环状结构，第一个环位于跨膜结构域2和3之间，第二个环位于跨膜结构域4和5之间。在第一个环上有Ca2+离子结合位点;在第二个环上有激活位点，包括ATP的结合位点。Ca2+-ATPase的氨基端和羧基端都在细胞膜的内侧，羧基端含有抑制区域。在静息状态，羧基端的抑制区域同环2的激活位点结合，使泵失去功能，这就是自我抑制。

Ca2+-ATPase泵有两种激活机制，一种是受激活的Ca2+/钙调蛋白(CaM)复合物的激活，另一种是被蛋白激酶C激活。当细胞内Ca2+浓度升高时，Ca2+同钙调蛋白结合，形成激活的Ca2+/钙调蛋白复合物，该复合物同抑制区结合，释放激活位点，泵开始工作。当细胞内Ca2+浓度下降时，CaM同抑制区脱离，抑制区又同激活位点结合，使泵处于静息状态。在另一种情况下，蛋白激酶C使抑制区磷酸化，从而失去抑制作用；当磷酸酶使抑制区脱磷酸，抑制区又同激活位点结合，起抑制作用。

Ca2+ 泵的工作原理类似于Na+/K+ ATPase。在细胞质膜的一侧有同 Ca2+结合的位点，一次可以结合两个 Ca2+， Ca2+结合后使酶激活，并结合上一分子ATP，伴随ATP的水解和酶被磷酸化，Ca2+泵构型发生改变，结合 Ca2+的一面转到细胞外侧，由于结合亲和力低Ca2+离子被释放，此时酶发生去磷酸化，构型恢复到原始的静息状态。

Ca2+ -ATPase每水解一个ATP将两个Ca2+离子从胞质溶胶输出到细胞外。

⒊试述Na+泵的生理机制。

答：Na+/K+ ATPase运输分为六个过程: ①在静息状态，Na+/K+泵的构型使得Na+ 结合位点暴露在膜内侧。当细胞内Na+浓度升高时，3个 Na+ 与该位点结合；② 由于Na+的结合，激活了ATP酶的活性， 使ATP分解， 释放ADP，α亚基被磷酸化; ③由于α亚基被磷酸化， 引起酶发生构型变化， 于是与Na+ 结合的部位转向膜外侧，并向胞外释放3个Na+ ；④膜外的两个K+同α亚基结合; ⑤ K+ 与磷酸化的Na+/K+ ATPase结合后， 促使酶去磷酸化;⑥ 去磷酸化后的酶恢复原构型， 于是将结合的K+ 释放到细胞内。每水解一个ATP， 运出3个Na+ ， 输入2个K+ 。Na+ /K+泵工作的结果，使细胞内的Na+浓度比细胞外低10～30倍，而细胞内的K+浓度比细胞外高10～30倍。由于细胞外的Na+浓度高，且Na+是带正电的，所以Na+ /K+泵使细胞外带上正电荷。

⒋什么是胞吐作用和胞吞作用？它们有何共同特点？

答：细胞膜将外来物包起来送入细胞，称胞吞作用；某些代谢废物及细胞分泌物形成

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小泡从细胞内部移至细胞表面，与质膜融合后将物质排出，称胞吐作用。它们的共同特点是物质是通过胞膜的包裹来出入细胞的。

⒌试举列说明受体介导的胞吞作用的重要性。

答：某些大分子的内吞往往首先同质膜上的受体结合，然后质膜内陷形成衣被小窝，继之形成衣被小泡，这种内吞方式称受体介导的胞吞作用。

受体介导的胞吞作用对细胞非常重要，它是一种选择浓缩机制，既可保证细胞大量地摄入特定的大分子，同时又可避免吸入细胞外大量的液体。如低密脂蛋白、运铁蛋白、生长因子、胰岛素等蛋白类激素、糖蛋白等，都是通过受体介导的胞吞作用进入细胞的。

⒍生物膜运输的分子机制有几种主要假设？它们相互关系如何？

答：物质跨膜运输的分子机制大致可概括为3种主要假设模型：移动性载体模型、 孔道或通道模型和构象变化模型。

生物膜运输是生物膜研究中一个重要的而内容又非常广泛的领域，不可能用一种模型去根括迄今己知的多种运输体系的功能。这3种假设模型有许多不同点，如参与运输的实体在形态、结构以及运输方式等方面各有特点；但它们又有许多共同性和相关性，主要表现在这3种运输方式都有选择性和方向性。

第22章 糖酵解作用

⒈为什么应用蔗糖保存食品而不用葡萄糖？

答：糖酵解是生物最古老、最原始获得能量的一种方式。绝大多数微生物都具有利用糖酵解分解葡萄糖的能力，而蔗糖是一种非还原性二糖，许多微生物不能直接将其分解，因此，可利用蔗糖的高渗透压来抑制食品中细菌等有害微生物的生长。

⒉用14C标记葡萄糖的第一个碳原子，用做糖酵解底物，写出标记碳原子在酵解各步骤中的位置。

答：见P67 图22-1 糖酵解和发酵的全过程 ⒊写出从葡萄糖转变为丙酮酸的化学平衡式。

答：由葡萄糖转变为两分子丙酮酸包括能量的产生总的化学反应式为： 葡萄糖 + 2Pi + 2ADP + 2NAD+ 2丙酮酸 + 2ATP + 2NADH + 2H+ +2H2O 该反应的化学平衡式为：

K/eq=[丙酮酸]2[ATP]2[NADH]2[H+]2/[葡萄糖][Pi]2[ADP]2[NAD+]2

⒋已知ATP和葡萄糖6-磷酸在pH7和25 ℃时水解的标准自由能变化Δ G0’分别为-7.3和-3.183kcal/mol（1kcal=4.184kJ），计算己糖激酶催化的葡萄糖和ATP反应的Δ G0’和K'eq。 答： Δ G0’=-17.44KJ/mol=-4.162kcal; K'eq=1.125×103

⒌由丙酮酸转变为乳酸的标准自由能变化Δ G0’=-25.10KJ/mol，计算出由葡萄糖转变为乳酸的标准自由能变化。

答：Δ G0’=-56.48KJ/mol

⒍当葡萄糖的浓度为5mmol/L，乳酸的浓度为0.05mmol/L，ATP和ADP浓度都为2mmol/L，无机磷酸(Pi)的浓度为1mmol/L时，计算该由葡萄糖转变为乳酸的自由能（Δ G0’）变化。

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加速脂肪酸合成。

⒉说明真核生物体内脂肪酸合酶的结构与功能。

答：真核生物体内脂肪酸合酶是多肽紧密协同的一个整体，共同作用完成脂酰CoA和丙二酸单酰CoA合成脂肪酸的催化过程，多肽链包括一个ACP和七个酶。 ACP的作用：以硫酯键的形式把脂酰基连接在复合物上。 七个酶及其作用分别是：

（1）乙酰 CoA：ACP 转酰酶(AT)(催化脂酰基转移)

（2）丙二酸单酰CoA：ACP 转酰酶(MT)（催化丙二酰基转移） （3）β-酮酰-ACP 合酶(KS)（催化脂酰基与丙二酰基缩合） （4）β-酮酰-ACP还原酶(KR)（催化酮基还原为羟基） （5）β-羟酰-ACP 脱水酶(HD)（催化脱水） （6） 烯酰-ACP 还原酶(ER)（催化双键还原） （7） 脂酰-ACP硫酯酶 (催化释放脂肪酸)

⒊试比较脂肪酸合成与脂肪酸β-氧化的异同。

答：脂肪酸合成与脂肪酸β-氧化的差异主要表现在以下几个方面 （1）细胞定位不同：胞质中；线粒体 （2）酰基载体不同：ACP；COA

（3）发生的反应不同：缩合、还原、脱水、再还原；脱氢、水化、再脱氢、硫解 （4）参与酶类不同：2种酶系；5种 （5）辅因子不同：NADPH；FAD，NAD+ （6）ATP不同：耗7ATP；生成130ATP （7）方向不同：甲基端向羧基端；相反

⒋脂肪酸合成中的碳链延长在线粒体中和在内质网中的机制有何不同？

答：生物体内有两种不同的酶系可以催化碳链的延长，一是线粒体中的延长酶系，另一个是粗糙内质网中的延长酶系。

线粒体脂肪酸延长酶系：以乙酰CoA为C2供体，不需要酰基载体，由软脂酰CoA与乙酰CoA直接缩合。线粒体的基质中进行，只能在C12,C14,C16的基础上逐步添加C2物，生成长链脂肪酸。需acetyl CoA, NADH, NADPH。反应为?β-氧化的逆过程，只有个别反应不同，即脂酰CoA 脱氢酶不参与逆反应，合成时由烯脂酰CoA还原酶催化，需NADPH而不是FADH2。

内质网脂肪酸延长酶系：用丙二酸单酰CoA作为C2的供体，NADPH作为H的供体，中间过程和脂肪酸合成酶系的催化过程相同。

⒌乙酰-CoA羧化酶脂肪酸合成中起着调控作用，试述这个调控的机制。

答：乙酰CoA需先羧化生成丙二酰CoA后才能进入合成脂肪酸的途径。乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成过程中的限速酶，是脂肪酸合成调控的关键所在。

乙酰CoA羧化酶是变构酶。其无活性的单体与有活性的多聚体之间可以互变。柠檬酸与异柠檬酸可促进单体聚合成多聚体，增强酶活性，而长链脂肪酸可加速解聚，从而抑制该酶活性。乙酰CoA羧化酶还可依赖于cAMP的磷酸化及去磷酸化修饰来调节酶活性。此酶经磷酸化后活性丧失。如胰高血糖素及肾上腺素等能促进这种磷酸化作用，从而抑制脂肪酸的合成；而胰岛素则能促进酶的去磷酸化作用，故可增强乙酰CoA羧化酶活性，加速脂肪酸合成。

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⒍磷脂的特征是在C2位上有一不饱和脂肪酸。举一磷脂实例。它在C2位上是饱和脂肪酸，这样的结构是怎样合成的？

答：二软脂酰磷脂在C2位上有一不饱和脂肪酸。这样的结构是通过在磷脂酰胆碱的sn1和sn2上发生脂肪酸取代反应形成的。

⒎试述以CDP二脂酰甘油为起始物，3种甘油磷脂（磷脂酰乙醇胺、磷脂酰甘油、二磷脂酰甘油）的生物合成路线。

答：CDP -二脂酰甘油在磷脂酰苷油磷酸合酶催化下，生成磷脂酰丝氨酸，磷脂酰丝氨酸在磷脂酰丝氨酸脱羧酶催化下，脱羧生成磷脂酰乙醇胺；

CDP -二脂酰甘油在磷脂酰丝氨酸合酶催化下，生成磷脂酰苷油酸，磷脂酰苷油酸在磷脂酰苷油酸磷酸酶催化下，生成磷脂酰苷油；

磷脂酰苷油在二磷脂酰苷油合酶催化下，生成二磷脂酰苷油。

⒏\血小板活化因子(platelet activating factor,PAF)\为何物？用二羟丙酮磷酸为原料如何实现它？

答：血小板活化因子是1- 烷基 – 2 - 乙酰基 – 苷油磷酸胆碱。

血小板活化因子的合成过程与上述磷脂合成过程类似，二羟丙酮磷酸在酰基转移酶催化下，转变生成脂酰磷酸二羟丙酮以后，由一分子长链脂肪醇取代其第一位脂酰基，其后再经还原(由NADPH供H)、转酰基等步骤合成磷脂酸的衍生物。此产物替代磷脂酸为起始物，沿甘油三酯途径合成胆碱或乙醇胺缩醛磷脂。血小板活化因子与缩醛磷脂的不同在于长链脂肪醇是饱和长链醇，第2位的脂酰基为最简单的乙酰基。

⒐试述以软脂酰-CoA和丝氨酸为起始物，鞘磷脂和葡糖-神经下酰胺的生物合成路线。 答：P277 图 29-30 。

⒑低剂量的阿司匹林（如隔日一粒）有防止心脏病突发的功能。如每日服用3-4粒，为什么反而事得其反？（揭示：TXA2生成于血小板中，PGI2生成于动脉壁上）

答：由于阿司匹林能抑制环加氧酶的活性，进而减少血栓烷如TXA2等的生成，从而可防止心脏病的突发。同时，大剂量的阿司匹林可降低动脉6一酮一前列腺素F的水平，使血管血流量增大，增加心脏的负担，因此有可能导致心脏病的突发。

⒒培养肝细胞时加入2-[14C]醋酸。14C标记在HMG-CoA什么位置上？ 答：14C标记在HMG-CoA中异戊二烯单元的C2和C4的位置上。

⒓试述Wolman's病的症候和病因。将患者的皮肤的成纤维细胞进行培养，HMG-CoA的活性变高，还是变低？在培养基中LDL-受体的数量是减？

答：Wolman's病的特征是在不同组织中胆固醇酯和三脂酰苷油的积聚。其病因是溶酶体中酸性脂肪酶的完全缺乏。

将患者的皮肤的成纤维细胞进行培养，HMG-CoA的活性变高。在培养基中LDL-受体的数量是减少的。

⒔乙酰-CoA如何转化为甲羟戊酸？试述甲羟戊酸转化为（角）鲨烯的立体化学问题。

答：乙酰-CoA在硫解酶的反向催化下形成乙酰乙酰-CoA，乙酰乙酰-CoA和乙酰-CoA在

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HNG-CoA合酶催化下生成3-羟-3-甲基戊二酰-CoA，3-羟-3-甲基戊二酰-CoA在3-羟-3-甲基戊二酰-CoA还原酶催化下，生成甲羟戊酸。

甲羟戊酸转化为（角）鲨烯的过程中，有14步反应涉及到立本化学问题，从理论上讲，自甲羟戊酸到（角）鲨烯，有16384种异构件出现的可能性，但在生物体内实际上只有一种途径在出现，这是由于在反应中通过顺式消除、反式消除以及异构化反应中消除等方式解决了这些立体化问题。

⒕试综述低密度脂蛋白(LDL)的大体组成，体内的运送和生物功能。

答：低密度脂蛋白(LDL)由蛋白质、三脂酰苷油、胆固醇、胆固醇酯、磷脂类以及载脂蛋白等组成，密度在1.019-1.063克/毫升之间。

在动物体内，低密度脂蛋白可随血浆转移到肝脏、肾上腺和脂肪组织。其主要功能是把胆固醇从肝脏运送到全身组织。

第30章 蛋白质降解和氨基酸的分解代谢

⒈动物体内有哪些主要的酶参加蛋白质水解反应？总结这些酶的作用特点。

答：动物体内参加蛋白质水解的酶有胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶、羧肽酶及氨肽酶等。

胃蛋白酶催化具有苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、亮氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺等肽键的断裂；胰蛋白酶水解由赖氨酸、精氨酸的羧基形成的肽键；糜蛋白酶水解含有苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸等残基羧基形成的肽键；羧肽酶和氨肽酶则分别从肽段的C端和N端水解下氨基酸残基。

⒉氨基酸脱氨基后的碳链如何进入柠檬酸循环？

答：氨基酸脱氨基后的碳链分别经形成乙酰-CoA的途径、α- 酮戊二酸的途径、琥珀酰 – CoA的途径、延胡索酸途径及草酰乙酸途径进入柠檬酸循环。

⒊有一种遗传病人，在血浆中异戊酸的含量增高，可能影响了哪种氨基酸的代谢？如果这种氨基酸及其酮酸在血液中含量是正常的，可能缺乏哪一种酶？ 答：① 亮氨酸；②异亮氨酰脱氢酶。

⒋写出苯丙氨酸在排氨动物和排尿苏动物体内完全氧化的平衡式，包括全部活化和能量储存步骤。

答：苯丙氨酸+10O2+46ADP+46Pi?→9CO2+NH2+45ATP+AMP+PPI+45H2O

⒌组氨酸分解代谢时，下面标出的原子会出现在谷氨酸的什么位置上？

答：1为氨基氮，5为а–碳原子，6为β–碳原子，8为γ–羧基碳原子，2,3原子不参加谷氨酸。

⒍写出丙氨酸转变为乙酰乙酸和尿素的总平衡式：

答：2丙氨酸+4NAD++3ATP+4H2O?→乙酰乙酸+尿素+CO2+4NADH+4H++2ADP+AMP+4Pi

⒎根据化学计算，在尿素合成中消耗了4个高能磷酸键能(-P)，在此反应中天冬氨酸转变为延胡索酸，假设延胡索酸又转回天冬氨酸，尿素合成的化学计算结果如何？消耗了几个高能

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磷酸键？

答：延胡索酸形成天冬氨酸不影响尿素合成的化学计算，因此尿素合成的化学反应时仍为： CO2+N+H4+3ATP+3H2O+NAD++天冬氨酸?→尿素+2ATP+2Pi+PPi+NADH+H++草酰乙酸，因此共消耗了4个高能磷酸键。

⒏用成年大白鼠做同位素示踪实验，得到下面结果：肌酸分子中的标记原子是由下面所列的一些前体而来，从这样的实验结果设计一条肌酸合成的可能途径。

答：精氨酸和甘氨酸在左旋精氨酸－甘氨酸转脒基酶（L-AGAT）的催化下，合成胍乙酸，胍乙酸再经S-腺苷蛋氨酸－胍乙酸N-甲基转移酶（MT）的催化，甲基化形成肌酸。

⒐说明尿素形成的机制和意义。

答：尿素是通过尿素循环形成的。尿素循环亦称鸟氨酸循环，是排尿素动物在肝脏中合成尿素的一个循环机制。肝细胞胞浆中的氨基酸经转氨作用与α-酮戊二酸形成的谷氨酸，透过线粒体膜进入线粒体基质，在谷氨酸脱氢酶作用下脱氨形成游离氨。形成的氨（NH+4）与三羧酸循环产生的二氧化碳、2分子ATP，在氨基甲酰合成酶I的催化下生成氨基甲酰磷酸。氨基甲酰磷酸在线粒体的鸟氨酸转氨基甲酰酶的催化下，将氨基甲酰基转移给鸟氨酸生成瓜氨酸。瓜氨酸形成后即离开线粒体进入胞浆，在ATP的存在下，由精氨酸代琥珀酸合成酶的催化，与天冬氨酸缩合成精氨酸代琥珀酸。天冬氨酸在反应中作为氨基的供体。精氨酸代琥珀酸通过裂解酶的催化生成精氨酸和延胡索酸。精氨酸在胞浆精氨酸酶的催化下水解产生尿素和鸟氨酸。鸟氨酸可重新进入尿素循环。

蛋白质在体内分解成氨基酸,再分解产生氨,过量的氨具有神经毒性,氨的解毒是在肝内合成尿素,再随尿排出。因此，通过合成尿素可以维持正常的血氨水平。

第31章 氨基酸及其重要衍生物的生物合成

⒈那些氨基酸对人体是必需氨基酸？为什么有些氨基酸称为非必需氨基酸？

答：人体必需氨基酸共有8种:赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。

有些氨基酸在人体中能够合成，不一定非要从外界补充，这些氨基酸叫做非必需氨基酸。

⒉写出葡萄糖合成丙氨酸的总平衡式。

答：葡萄糖+2ADP+2Pi+2NAD++2谷氨酸???→2丙氨酸+2α -酮戊二酸+2ATP+2NADP+H+。

⒊在氨基酸生物合成中哪些氨基酸和柠檬酸循环有联系？哪些氨基酸和糖酵解过程以及五碳糖途径有直接联系？

答：在氨基酸生物合成中，谷氨酰胺、脯氨酸、精氨酸、天冬氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸赖氨酸、天冬酰胺及谷氨酸和柠檬酸循环有联系。

丝氨酸、胱氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、组氨酸和糖酵解过程以及五碳糖途径有直接联系。

⒋在下面的每个转变中是哪种叶酸的中间产物参与反应？ ①甘氨酸???→丝氨酸（四氢叶酸） ② 组氨酸???→谷氨酰胺（四氢叶酸）

③高半胱氨酸???→甲硫氨酸（N5-甲基四氢叶酸）

生物化学（下册）课后习题答案

⒌芳香族氨基酸生物合成的共同前体是什么？它们以哪种中间产物作为合成路线的分支点？

答：芳香族氨基酸生物合成的共同前体是莽草酸。它们以分支酸作为合成路线的分支点。

⒍缺乏苯丙氨酸羟化酶（苯丙氨酸单加氧酶）的病人为什么出现苯丙酮酸尿症？ 答：苯丙酮酸不能形成酪氨酸则积累，经转氨形成苯丙酮酸，随尿排出。

⒎从漂白过的面粉中有时可分离到一种甲硫氨酸衍生物甲硫氨酸亚砜亚胺（methionine sulfoximine），它的结构如下：

NH2 H ‖ ∣ O=S-CH2-CH2-C-COO-

∣ ∣ CH3 NH2

甲硫氨酸亚砜亚胺

它可引起机体抽搐，是谷氨酸合成酶的强烈抑制剂。请提出这一抑制剂可能的作用机制。 O

‖ 答：甲硫氨酸亚砜亚胺与谷氨酸的差异仅在γ 位，一个是在亚砜亚胺{CH3-S=NH}，一个是在 O ‖

羧基{-C-OH}，甲硫氨酸亚砜亚胺经酶催化转变为甲硫氨酸亚砜亚胺磷酸，后者与谷氨酰胺结合成酶结合牢固。

⒏由N2到血红素（heme）在氮的流程中有哪些中间产物？

答：N2??→NH4+??→谷氨酸??→丝氨酸??→甘氨酸??→α- 氨基-β -酮己二酸（或称δ-氨基-γ -酮戊酸)??→5-氨基乙酰丙酸??→ 红血素。

第32章 生物固氮

⒈什么叫生物固氮？有何重要意义？

答：生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程。 氮是植物生长所必需的主要营养元素。在农业生产中，氮被视为衡量土壤肥力的一个重要指标，它是农作物获得长期稳定高产的基本条件。氮气占空气体积的80％，每平方米空气柱里就有8吨氮。然而对于绝大多数的生物来说，这些分子态氮是不能被利用的，只有通过工业或生物固定转化成其他化合物，才能进入生物体系统。有些微生物利用自己独特的固氮酶系统．将从光合作用产物或其他碳水化合物得到的电子和能量传递给氮（N2），使其还原成氨，这就是生物固氮。生物固氮与工业固氮（即氮肥工业）相比，具有成本低、不消耗能源及无环境污染的特点，并在维持全球生态系统氮素平衡中起重要作用。

⒉固氮生物的种类及特点。

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