生物化學(xué)一總結(jié)

第三章，氨基酸1氨基酸的分類(lèi)：

丙氨酸AlaA中6.02非極性精氨酸ArgR堿10.76正電荷天冬酰胺AsnN酸5.41無(wú)電荷天冬氨酸AspD酸2.97負(fù)電荷Asn或AspAsxB

半膀氨酸CysC5.02無(wú)電荷谷氨酰胺GlnQ酸5.65無(wú)電荷谷氨酸GluE酸3.22負(fù)電荷甘氨酸GlyG中5.97無(wú)電荷Gln或GluGlxZ

組氨酸HisH堿7.95正電荷異亮氨酸IleI中6.02非極性亮氨酸LeuL中5.98非極性賴(lài)氨酸LysN堿9.74正電荷甲硫氨酸（蛋氨酸）MetM5.75非極性苯丙氨酸PheF芳香5.48非極性脯氨酸Prop堿6.30非極性絲氨酸SerS5.46無(wú)電荷蘇氨酸ThrT6.53無(wú)電荷色氨酸Trpw芳香5.97非極性酪氨酸TyrY芳香5.66無(wú)電荷頡氨酸ValV中5.97非極性

2氨基酸的分離提純：紙層析法的原理:由于各種氨基酸再兩個(gè)溶劑系統(tǒng)中具有不同的Rf值，因此就彼此分開(kāi)，分布在濾紙的不同區(qū)域。當(dāng)用茚三酮溶液顯色時(shí)，得到一個(gè)雙向紙層譜。第四章蛋白質(zhì)的共價(jià)結(jié)構(gòu)

1蛋白質(zhì)的分類(lèi)a單純蛋白：僅有氨基酸組成，不含其它化學(xué)成分b綴合蛋白：含除氨基酸以外各種化學(xué)成分作為其結(jié)構(gòu)一部分。輔基：非蛋白部分。2蛋白質(zhì)的功能：催化，調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)運(yùn)，儲(chǔ)存，運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)成分，支架作用，防御和進(jìn)攻，異常功能3蛋白質(zhì)的構(gòu)象和結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)是由多肽鏈主鏈上共價(jià)連接的氨基酸殘疾決定的，二級(jí)結(jié)構(gòu)和其他結(jié)構(gòu)層次主要是由非共價(jià)力如氫鍵，離子鍵，范德華力和疏水作用決定的。5多肽鏈的部分裂解a酶裂解法:

胰蛋白酶：R1=Lys賴(lài)氨酸或Arg精氨酸側(cè)鏈（轉(zhuǎn)移要求，水解速度快）AEcys半膀氨酸（能水解，速度慢）R=Pro脯氨酸(抑制水解)

糜蛋白酶：R1=Phe苯丙氨酸.Trp色氨酸或Tyr酪氨酸（速度快）Leu亮氨酸,Met甲硫氨酸或His組氨酸（速度次之）R2=Pro(抑制水解)

嗜熱菌蛋白酶：R2=Leu亮氨酸,Ile異亮氨酸,Phe.苯丙氨酸Trp色氨酸,Val頡氨酸,Tyr酪氨酸或Met甲硫氨酸（疏水性強(qiáng)的殘基，速度快）R2=Gly甘氨酸或Pro（不水解）R1或R3=Pro(抑制水解)

胃蛋白酶：R1和/或=Phe苯丙氨酸,Leu亮氨酸,Trp色氨酸,Tyr酪氨酸以及其他疏水性殘基（速度好）R1=Pro(抑制水解)

b化學(xué)裂解法:羥胺NH2OH在PH9下能專(zhuān)一性的斷裂Asn天冬酰胺-Gly甘氨酸之間的肽鍵，Asn天冬酰胺-Leu亮氨酸,Asn-Ala丙氨酸也能部分裂解。6肽段氨基酸序列的測(cè)定1Edman化學(xué)降解法2酶降解法3質(zhì)譜法4根據(jù)核苷酸序列的推定法第五章蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)

1研究蛋白質(zhì)構(gòu)象的方法1X射線衍射法（只能是晶體）2溶液中的蛋白質(zhì)構(gòu)象a紫外差光譜b熒光和熒光偏振c圓二色法d核磁共振（NMR）

2a螺旋的結(jié)構(gòu)a螺旋是一種重復(fù)性結(jié)構(gòu)，螺旋中每個(gè)a-碳的和分別再-57和-47附近，每圈螺旋占3.6個(gè)氨基酸殘基，沿螺旋軸方向上身0.54nm,稱(chēng)為移動(dòng)距離或螺距，每個(gè)殘基繞軸旋轉(zhuǎn)100，沿軸上升0.15nm。殘基的側(cè)鏈伸向外側(cè)。a螺旋是氫鍵封閉的13圓環(huán)

第六章蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系1免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)：由4條多肽鏈組成，兩條重鏈，兩條輕鏈，通過(guò)二硫鍵連接成Y形結(jié)構(gòu)的分子。2類(lèi)別：1IgM對(duì)入侵抗原作初次免疫反應(yīng)早期產(chǎn)生的2IgA存在于身體的分泌物3IgG記憶B細(xì)胞引發(fā)的再次免疫反應(yīng)中的主要抗體，血清中最基本的抗體4IgE在變態(tài)或過(guò)敏反應(yīng)中起重要作用第七章蛋白質(zhì)的分離，純化和表征

1測(cè)分子質(zhì)量：化學(xué)組成法，滲透壓法，沉降分析法（速度，平衡），凝膠過(guò)濾法，SDS聚丙烯胺凝膠電泳法

2沉淀蛋白質(zhì)的方法：鹽析法，有機(jī)溶劑沉淀法，重金屬鹽沉淀法，生物堿試劑和某些酸類(lèi)沉淀法，加熱變性沉淀法

3分離蛋白質(zhì)混合物時(shí)所依據(jù)的性質(zhì)：分子大小，溶解度，電荷，吸附性質(zhì)，對(duì)配體分子特異的生物學(xué)親和力。

5三種以上蛋白質(zhì)含量測(cè)定的方法：凱氏定氮法，雙縮尿法，紫外吸收法，F(xiàn)olin-酚試劑法：第八章酶通論

1酶催化作用的特點(diǎn)1酶易失活2酶具有很高的催化效率3酶具有高度專(zhuān)一性（最重要的特點(diǎn)之一，也是和一般催化劑最主要的區(qū)別）4酶活性受到調(diào)節(jié)和控制a調(diào)節(jié)酶的濃度（一種是誘導(dǎo)或抑制酶的合成，一種是調(diào)節(jié)酶的降解）b通過(guò)激素調(diào)節(jié)酶的活性c反饋調(diào)節(jié)

2酶的化學(xué)本質(zhì)：酶的化學(xué)本質(zhì)除了由催化活性的RNA之外幾乎都是蛋白質(zhì)，不能說(shuō)所有的蛋白質(zhì)都是酶，只是具有催化作用的蛋白質(zhì)，才稱(chēng)為酶。3酶的命名1習(xí)慣命名法2國(guó)際系統(tǒng)命名法.

4酶的分類(lèi)(國(guó)際系統(tǒng)分類(lèi)法)1氧化還原酶類(lèi)2轉(zhuǎn)移酶類(lèi)3水解酶類(lèi)4裂合酶類(lèi)5異構(gòu)酶類(lèi)6連接酶類(lèi)

6幾種蛋白酶專(zhuān)一性1胰蛋白酶：只專(zhuān)一的水解賴(lài)氨酸或精氨酸羧基形成的肽鍵

2胰凝乳蛋白酶：專(zhuān)一的水解由芳香氨基酸或帶有較大非極性側(cè)鏈氨基酸羧基形成的肽鍵3彈性蛋白酶：專(zhuān)一的水解丙氨酸、甘氨酸及短脂肪鏈氨基酸羧基形成的肽鍵4胃蛋白酶：水解芳香族或其他疏水氨基酸的羧基或氨基形成的肽鍵

5氨肽酶：水解氨基末端氨基酸殘基6羧肽酶：水解羧基末端氨基酸殘基7關(guān)于酶活性專(zhuān)一性的假說(shuō)

1894年Fisher提出“鎖與鑰匙”學(xué)說(shuō)1958年Koshland提出“誘導(dǎo)契合”假說(shuō)

8酶活力測(cè)定：一是測(cè)定完成一定量反應(yīng)所需的時(shí)間，二是測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)酶催化的化學(xué)反應(yīng)量。方法：1分光光度法2熒光法3同位素測(cè)定法4電化學(xué)方法

9判斷分離提純方法的優(yōu)劣的指標(biāo)1是總活力的回收，2是比活力提高的倍數(shù)

10核酶的種類(lèi)（催化分子內(nèi)反應(yīng)的核酶）催化分子間反應(yīng)的核酶，又包括：a自我剪接核酶，包括剪切和連接兩個(gè)步驟b自我剪切核酶

11何謂酶的專(zhuān)一性？酶的專(zhuān)一性由那幾類(lèi)？如何解釋酶作用的專(zhuān)一性？是指酶對(duì)催化的反應(yīng)和反應(yīng)物有嚴(yán)格的選擇性，酶往往只能催化一種或一類(lèi)反應(yīng)，作用于一種或一類(lèi)物質(zhì)

酶的專(zhuān)一性：1結(jié)構(gòu)專(zhuān)一性，包括絕對(duì)專(zhuān)一性，相對(duì)專(zhuān)一性，族專(zhuān)一性或基團(tuán)專(zhuān)一性，鍵專(zhuān)一性2立體異構(gòu)專(zhuān)一性：包括旋光異構(gòu)專(zhuān)一性和幾何異構(gòu)專(zhuān)一性

12酶的活性受那些因素調(diào)節(jié):通過(guò)激素調(diào)節(jié)，反饋抑制調(diào)節(jié)，抑制劑和激活劑調(diào)節(jié)，其他調(diào)節(jié)方式如別構(gòu)調(diào)節(jié)，酶原的激活，酶原的可逆共價(jià)修飾和同工酶來(lái)調(diào)節(jié)酶的活性

13輔酶和輔基有何不同？在催化反應(yīng)中起什么作用？只在于她們與脫輔酶結(jié)合的牢固程度不同，并無(wú)嚴(yán)格界限。輔酶或者輔基在酶催化中通常是起著電子、原子或某些化學(xué)基團(tuán)的傳遞作用。第九章酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)1各級(jí)反應(yīng)的特征

1二級(jí)反應(yīng)：半衰期與初濃度成反比t=（ka）-12零級(jí)反應(yīng)：半衰期與濃度成正比，初濃度越大，半衰期越長(zhǎng)t=a/2k4酶的抑制作用

1不可逆的抑制作用,也就是酶的修飾抑制2可逆的抑制作用a競(jìng)爭(zhēng)性抑制b非競(jìng)爭(zhēng)性抑制

12c反競(jìng)爭(zhēng)性抑制

31無(wú)抑制劑2不可逆抑制劑3可逆抑制劑

第十章酶的作用機(jī)制和酶的調(diào)節(jié)1研究酶活性的方法：1酶分子側(cè)鏈基團(tuán)的化學(xué)方法（非特異性共價(jià)修飾，特異性共價(jià)修飾，親和標(biāo)記）2動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)定法，3X射線晶體結(jié)構(gòu)分析法

2與酶催化效率有關(guān)的因素：鄰近效應(yīng)，定向效應(yīng)，誘導(dǎo)契合，酸堿催化，共價(jià)催化，金屬離子催化，多元催化，協(xié)同效應(yīng)，活性部位微環(huán)境的影響。第十一章維生素與輔酶1維生素A視黃醇，一種類(lèi)異戊二烯分子，由異戊二烯構(gòu)件分子生物合成。血漿中的維生素A是非酯化型的，與特異的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白視黃醇結(jié)合蛋白結(jié)合而被轉(zhuǎn)運(yùn)。缺乏癥：夜盲癥，干眼癥，皮膚干燥。2維生素D類(lèi)甾醇衍生物，抗佝僂病維生素缺乏癥：兒童佝僂病；成人軟骨病

3維生素E與動(dòng)物生育有關(guān)，故稱(chēng)生育酚。缺乏癥：人類(lèi)未見(jiàn)缺乏癥，臨床上用于習(xí)慣性流產(chǎn)4維生素K具有促進(jìn)凝血的功能，故稱(chēng)凝血維生素缺乏癥：偶見(jiàn)于新生兒及膽管阻塞患者表現(xiàn)為凝血時(shí)間延長(zhǎng)或血塊回縮不良

5維生素PP與核糖、磷酸、腺嘌呤組成脫氫酶的輔酶，主要是煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+,輔酶1）和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+，輔酶2）缺乏癥：賴(lài)皮癥

6維生素B2在體內(nèi)以黃素單核苷酸（FMN）和黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)形式存在缺乏癥：口角炎，舌炎，唇炎，陰囊皮炎

7維生素B6包括三種：吡哆醇，吡哆醛，吡哆胺缺乏癥：未發(fā)現(xiàn)典型缺乏癥

維生素B12氰鈷胺素，參與DNA的合成，對(duì)紅細(xì)胞成熟很重要，肉類(lèi)和肝中含量豐富維生素缺乏癥：巨紅細(xì)胞貧血

維生素C抗壞血酸缺乏癥：壞血病第十九章代謝總論

代謝中常見(jiàn)的有機(jī)反應(yīng)機(jī)制1基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)a�；�轉(zhuǎn)移下b磷酸基轉(zhuǎn)移c葡糖基轉(zhuǎn)移2氧化反應(yīng)和還原反應(yīng),3消除、異構(gòu)化及重排反應(yīng)4碳-碳鍵的形成與斷裂反應(yīng)

第二十章生物能學(xué)

ATP的來(lái)源：1葡萄糖徹底氧化為C02和水，從中釋放大量ATP2無(wú)氧條件下，葡萄糖降解為丙酮酸，并產(chǎn)生2個(gè)ATPATP去路：對(duì)高等動(dòng)物來(lái)說(shuō)，能量用于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收、神經(jīng)興奮的傳導(dǎo)、細(xì)胞分裂和蛋白質(zhì)合成，對(duì)植物來(lái)說(shuō)，能量用于礦質(zhì)離子的吸收、光合作用暗反應(yīng)、蛋白質(zhì)合成和細(xì)胞分裂的生命活動(dòng)。第二十一章生物膜與物質(zhì)運(yùn)輸

1生物膜的主要功能1能量轉(zhuǎn)換2物質(zhì)運(yùn)輸3信息識(shí)別與傳遞4保護(hù)作用

2主動(dòng)運(yùn)輸?shù)闹饕�特點(diǎn)1專(zhuān)一性2運(yùn)輸速度可以達(dá)到“飽和”狀態(tài)3方向性4選擇性抑制5需要提供能量

3Na+和K+的運(yùn)輸aNa+,K+-泵與Na+,K+-ATP酶(Skou提出Na+，K+-ATP酶是一個(gè)跨脂膜的Na+,K+-泵，即

通過(guò)水解ATP提供的能量主動(dòng)向外運(yùn)輸Na+，而向內(nèi)

運(yùn)輸K+)

Na+,K+-ATP酶的作用機(jī)制構(gòu)象變化假說(shuō)

5糖和氨基酸的運(yùn)送(協(xié)同運(yùn)輸)葡萄糖利用Na+梯度提供能量，通過(guò)專(zhuān)一性的運(yùn)輸載體，伴隨Na+一起運(yùn)輸入細(xì)胞。在細(xì)菌中很多糖和氨基酸的運(yùn)輸是由質(zhì)子梯度推動(dòng)的，在線粒體和較低等的真核細(xì)胞膜中也存在這種協(xié)同運(yùn)輸

6生物膜運(yùn)輸?shù)姆肿訖C(jī)制1移動(dòng)性載體模型2孔道或通道模型3構(gòu)象變化假設(shè)第二十二章糖酵解作用

1丙酮酸的去路1生成乳酸，所用酶為乳酸脫氫酶2生成乙醇(a丙酮酸脫羧形成乙醛需要丙酮酸脫羧酶，以硫胺素焦磷酸（TPP）為輔酶b乙醛還原成乙醇同時(shí)產(chǎn)生氧化型NAD+需要乙醇脫氫酶（ADH）)第二十三章檸檬酸循環(huán)

1檸檬酸循環(huán)的化學(xué)總結(jié)(總化學(xué)反應(yīng)式)

YIXIAN-CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi2CO2+3NADPH+FADH2+2H++CoA-SH能量的計(jì)算：每一個(gè)循環(huán)產(chǎn)生：

一個(gè)乙酰CoA分子(兩個(gè)碳原子),兩個(gè)CO2,三個(gè)NAD+和一個(gè)FAD，4對(duì)氫原子,三個(gè)NADPH和一個(gè)FADH2兩個(gè)水分子

總結(jié)算：共4個(gè)脫氫步驟

3對(duì)電子經(jīng)NADPH轉(zhuǎn)遞給電子傳遞鏈，最后生成水，2.5*3對(duì)=7.5個(gè)ATP一對(duì)電子經(jīng)FADH2轉(zhuǎn)移給電子傳遞鏈，產(chǎn)生1.5個(gè)ATP經(jīng)檸檬酸循環(huán)本身，產(chǎn)生一個(gè)ATP若算上丙酮酸脫羧產(chǎn)生的一個(gè)NADH，還有2.5個(gè)ATP總共12.5個(gè)ATP再算上從葡萄糖形成2分子丙酮酸產(chǎn)生的2個(gè)NADH=5ATP+2ATP=7ATP一共12.5*2+7=32個(gè)ATP

第二十四章生物氧化-電子傳遞和氧化磷酸化1氧化磷酸化作用和底物水平磷酸化作用的區(qū)別：氧化磷酸化作用是指直接與電子傳遞鏈相偶聯(lián)的由ADP形成ATP的磷酸化作用，底物水平磷酸化是指，ATP的形成直接由一個(gè)代謝中間產(chǎn)物上的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到ADP分子上的作用。

2化學(xué)滲透假說(shuō)1953年EdwardSlater提出，電子沿電子傳遞鏈傳遞使線粒體內(nèi)膜蛋白質(zhì)組分發(fā)生了構(gòu)象變化，形成一種高能形式。這種高能形式通過(guò)ATP的合成二恢復(fù)其原來(lái)的構(gòu)象。

第二十五章戊糖磷酸途徑和糖的其他代謝途徑戊糖磷酸途徑的主要反應(yīng)：這種途徑是糖代謝的第二條重要途徑，在細(xì)胞溶膠內(nèi)進(jìn)行，廣泛的存在在動(dòng)植物細(xì)胞內(nèi)。

第二十六章糖原的分解和生物合成

糖原降解的三種酶：1糖原磷酸化酶2糖原脫支酶3磷酸葡萄糖變位酶

糖原合成的三種酶：1UDP-葡萄糖焦磷酸化酶2糖原合酶3糖原分支酶

擴(kuò)展閱讀：1生物化學(xué) 簡(jiǎn)答題總結(jié)

1．什么是蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)？為什么說(shuō)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)決定其空間結(jié)構(gòu)？

答：蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)多肽鏈中氨基酸殘基的排列順序。因?yàn)榈鞍踪|(zhì)分子肽鏈的排列順序包含了自動(dòng)形成復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)（即正確的空間構(gòu)象）所需要的全部信息，所以一級(jí)結(jié)構(gòu)決定其高級(jí)結(jié)構(gòu)。2．什么是蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)？蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)與其生物功能有何關(guān)系？

答：蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)分子中原子和基團(tuán)在三維空間上的排列、分布及肽鏈走向。蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)決定蛋白質(zhì)的功能�？臻g結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)各自的功能是相適應(yīng)的。3．蛋白質(zhì)的α-螺旋結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？答：（1）多肽鏈主鏈繞中心軸旋轉(zhuǎn)，形成棒狀螺旋結(jié)構(gòu)，每個(gè)螺旋含有3.6個(gè)氨基酸殘基，螺距為0.54nm,氨基酸之間的軸心距為0.15nm.。

（2）α-螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定主要靠鏈內(nèi)氫鍵，每個(gè)氨基酸的NH與前面第四個(gè)氨基酸的C＝O形成氫鍵。

（3）天然蛋白質(zhì)的α-螺旋結(jié)構(gòu)大都為右手螺旋。4．蛋白質(zhì)的β-折疊結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？

答：β-折疊結(jié)構(gòu)又稱(chēng)為β-片層結(jié)構(gòu)，它是肽鏈主鏈或某一肽段的一種相當(dāng)伸展的結(jié)構(gòu)，多肽鏈呈扇面狀折疊。

（1）兩條或多條幾乎完全伸展的多肽鏈（或肽段）側(cè)向聚集在一起，通過(guò)相鄰肽鏈主鏈上的氨基和羰基之間形成的氫鍵連接成片層結(jié)構(gòu)并維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

（2）氨基酸之間的軸心距為0.35nm（反平行式）和0.325nm（平行式）。（3）β-折疊結(jié)構(gòu)有平行排列和反平行排列兩種。5．舉例說(shuō)明蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與其功能之間的關(guān)系。

答：蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能從根本上來(lái)說(shuō)取決于它的一級(jí)結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能是蛋白質(zhì)分子的天然構(gòu)象所具有的屬性或所表現(xiàn)的性質(zhì)。一級(jí)結(jié)構(gòu)相同的蛋白質(zhì)，其功能也相同，二者之間有統(tǒng)一性和相適應(yīng)性。

6．什么是蛋白質(zhì)的變性作用和復(fù)性作用？蛋白質(zhì)變性后哪些性質(zhì)會(huì)發(fā)生改變？

答：蛋白質(zhì)變性作用是指在某些因素的影響下，蛋白質(zhì)分子的空間構(gòu)象被破壞，并導(dǎo)致其性質(zhì)和生物活性改變的現(xiàn)象。蛋白質(zhì)變性后會(huì)發(fā)生以下幾方面的變化：（1）生物活性喪失；

（2）理化性質(zhì)的改變，包括：溶解度降低，因?yàn)槭杷畟?cè)鏈基團(tuán)暴露；結(jié)晶能力喪失；分子形狀改變，由球狀分子變成松散結(jié)構(gòu)，分子不對(duì)稱(chēng)性加大；粘度增加；光學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，如旋光性、紫外吸收光譜等均有所改變。

（3）生物化學(xué)性質(zhì)的改變，分子結(jié)構(gòu)伸展松散，易被蛋白酶分解。7．簡(jiǎn)述蛋白質(zhì)變性作用的機(jī)制。

答：維持蛋白質(zhì)空間構(gòu)象穩(wěn)定的作用力是次級(jí)鍵，此外，二硫鍵也起一定的作用。當(dāng)某些因素破壞了這些作用力時(shí)，蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象即遭到破壞，引起變性。8．蛋白質(zhì)有哪些重要功能?

答：蛋白質(zhì)的重要作用主要有以下幾方面：

（1）生物催化作用酶是蛋白質(zhì)，具有催化能力，新陳代謝的所有化學(xué)反應(yīng)幾乎都是在酶的催化下進(jìn)行的。

（2）結(jié)構(gòu)蛋白有些蛋白質(zhì)的功能是參與細(xì)胞和組織的建成。（3）運(yùn)輸功能如血紅蛋白具有運(yùn)輸氧的功能。

（4）收縮運(yùn)動(dòng)收縮蛋白（如肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白）與肌肉收縮和細(xì)胞運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)。（5）激素功能動(dòng)物體內(nèi)的激素許多是蛋白質(zhì)或多肽，是調(diào)節(jié)新陳代謝的生理活性物質(zhì)。（6）免疫保護(hù)功能抗體是蛋白質(zhì)，能與特異抗原結(jié)合以清除抗原的作用，具有免疫功能。（7）貯藏蛋白有些蛋白質(zhì)具有貯藏功能，如植物種子的谷蛋白可供種子萌發(fā)時(shí)利用。

（8）接受和傳遞信息生物體中的受體蛋白能專(zhuān)一地接受和傳遞外界的信息。（9）控制生長(zhǎng)與分化有些蛋白參與細(xì)胞生長(zhǎng)與分化的調(diào)控。

（10）毒蛋白能引起機(jī)體中毒癥狀和死亡的異體蛋白，如細(xì)菌毒素、蛇毒、蝎毒、蓖麻毒素等。

9．根據(jù)蛋白質(zhì)一級(jí)氨基酸序列可以預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)。假設(shè)有下列氨基酸序列（如圖）：

151015

Ile-Ala-His-Thr-Tyr-Gly-Pro-Glu-Ala-Ala-Met-Cys-Lys-Try-Glu-Ala-Gly-

202527

Pro-Asp-Gly-Met-Glu-Cys-Ala-Phe-His-Arg

（1）預(yù)測(cè)在該序列的哪一部位可能會(huì)出彎或β-轉(zhuǎn)角。

（2）何處可能形成鏈內(nèi)二硫鍵？

（3）假設(shè)該序列只是大的球蛋白的一部分，下面氨基酸殘基中哪些可能分布在蛋白的外表面，哪些分

布在內(nèi)部？9．答：（1）可能在7位和19位打彎，因?yàn)楦�氨酸常出現(xiàn)在打彎處。（2）13位和24位的半胱氨酸可形成二硫鍵。

（3）分布在外表面的為極性和帶電荷的殘基：Asp、Gln和Lys；分布在內(nèi)部的是非極性的氨基

酸殘基：Try、Leu和Val；Thr盡管有極性，但疏水性也很強(qiáng)，因此，它出現(xiàn)在外表面和內(nèi)部的可能性都有。

10.在下面指出的pH條件下，下列蛋白質(zhì)在電場(chǎng)中向哪個(gè)方向移動(dòng)？A表示向陽(yáng)極，B表示向陰極，C

表示不移動(dòng)。人血清蛋白：pH5.5，pH3.5；血紅蛋白：pH7.07，pH9.0；胸腺組蛋白：pH5.0，pH8.0，pH11.5；已知：人血清蛋白的pI=4.64血紅蛋白的pI=7.07胸腺組蛋白的pI=10.8。

答人血清蛋白的pI=4.64，在pH5.5的電場(chǎng)中帶負(fù)電荷，向陽(yáng)極移動(dòng)；在pH3.5的電場(chǎng)中帶正電荷，向負(fù)極移動(dòng)。血紅蛋白的pI=7.07，在pH7.07不帶凈電荷，在電場(chǎng)中不移動(dòng)；在pH9.0時(shí)帶負(fù)電荷，向陽(yáng)極移動(dòng)。胸腺組蛋白的pI=10.8，在pH5.0和pH8.0時(shí)帶正電荷，向陰極移動(dòng)；在pH11.5時(shí)帶負(fù)電荷，在電場(chǎng)中向陽(yáng)極移動(dòng)。

11凝膠過(guò)濾和SDS-PAGE均是利用凝膠，按照分子大小分離蛋白質(zhì)的，為什么凝膠過(guò)濾時(shí)，蛋白質(zhì)分

子越小，洗脫速度越慢，而在SDS-PAGE中，蛋白質(zhì)分子越小，遷移速度越快？

答凝膠過(guò)濾時(shí)，凝膠顆粒排阻Mr較大的蛋白質(zhì)，僅允許Mr較小的蛋白質(zhì)進(jìn)入顆粒內(nèi)部，所以Mr

較大的蛋白質(zhì)只能在凝膠顆粒之間的空隙中通過(guò)，可以用較小體積的洗脫液從層析柱中洗脫出來(lái)。而Mr小的蛋白質(zhì)必須用較大體積的洗脫液才能從層析柱中洗脫出來(lái)。SDS-PAGE分離蛋白質(zhì)時(shí)，所有的蛋白質(zhì)均要從凝膠的網(wǎng)孔中穿過(guò)，蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量越小，受到的阻力也越小，移動(dòng)速度就越快。

（六）問(wèn)答題及計(jì)算題（解題要點(diǎn)）

1．怎樣證明酶是蛋白質(zhì)？

1．答：（1）酶能被酸、堿及蛋白酶水解，水解的最終產(chǎn)物都是氨基酸，證明酶是由氨基酸組成的。（2）酶具有蛋白質(zhì)所具有的顏色反應(yīng)，如雙縮脲反應(yīng)、茚三酮反應(yīng)、米倫反應(yīng)、乙醛酸反應(yīng)。（3）一切能使蛋白質(zhì)變性的因素，如熱、酸堿、紫外線等，同樣可以使酶變性失活。

（4）酶同樣具有蛋白質(zhì)所具有的大分子性質(zhì)，如不能通過(guò)半透膜、可以電泳等。（5）酶同其他蛋白質(zhì)一樣是兩性電解質(zhì)，并有一定的等電點(diǎn)。

總之，酶是由氨基酸組成的，與其他已知的蛋白質(zhì)有著相同的理化性質(zhì)，所以酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。

2．簡(jiǎn)述酶作為生物催化劑與一般化學(xué)催化劑的共性及其個(gè)性？

2．答：（1）共性：用量少而催化效率高；僅能改變化學(xué)反應(yīng)的速度，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)，酶本

身在化學(xué)反應(yīng)前后也不改變；可降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。

（2）個(gè)性：酶作為生物催化劑的特點(diǎn)是催化效率更高，具有高度的專(zhuān)一性，容易失活，活力受條件

的調(diào)節(jié)控制，活力與輔助因子有關(guān)。

3．試指出下列每種酶具有哪種類(lèi)型的專(zhuān)一性？

（1）脲酶（只催化尿素NH2CONH2的水解，但不能作用于NH2CONHCH3）；（2）β-D-葡萄糖苷酶（只作用于β-D-葡萄糖形成的各種糖甘，但不能作用于其他的糖苷，例如果糖苷）；（3）酯酶（作用于R1COOR2的水解反應(yīng)）；

（4）L-氨基酸氧化酶（只作用于L-氨基酸，而不能作用于D-氨基酸）；（5）反丁烯二酸水合酶[只作用于反丁烯二酸（延胡索酸），而不能作用于順丁烯二酸（馬來(lái)酸）]；（6）甘油激酶（催化甘油磷酸化，生成甘油-1-磷酸）。

3．答：（1）絕對(duì)專(zhuān)一性；（2）相對(duì)專(zhuān)一性（族專(zhuān)一性）；（3）相對(duì)專(zhuān)一性（鍵專(zhuān)一性）；（4）立體專(zhuān)一性（旋光異構(gòu)專(zhuān)一性）；（5）立體專(zhuān)一性（順?lè)串悩?gòu)專(zhuān)一性）；（6）立體專(zhuān)一性（識(shí)別從化學(xué)角度看完全對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)基團(tuán)）。

4．稱(chēng)取10mg蛋白酶配成10mL溶液，取2mL溶液測(cè)得含蛋白氮0.2mg，另取0.1mL溶液測(cè)酶活力，結(jié)果每小時(shí)可以水解酪蛋白產(chǎn)生1500μg酪氨酸，假定1個(gè)酶活力單位定義為每分鐘產(chǎn)生1μg酪氨酸的酶量，請(qǐng)計(jì)算：（1）酶溶液的蛋白濃度；（2）酶溶液的酶活力及比活。

4．答：稱(chēng)取10mg蛋白酶配成10mL溶液，取2mL溶液測(cè)得含蛋白氮0.2mg，另取0.1mL溶液測(cè)酶活力，結(jié)果每小時(shí)可以水解酪蛋白產(chǎn)生1500μg酪氨酸，假定1個(gè)酶活力單位定義為每分鐘產(chǎn)生1μg酪氨酸的酶量，請(qǐng)計(jì)算：（1）酶溶液的蛋白濃度；（2）酶溶液的酶活力及比活。答：（1）蛋白濃度=0.2mg×6.25÷2mL=0.625mg/mL；

（2）比活力=活力單位數(shù)==400U/mg1500μg/60min蛋白質(zhì)量（mg）0.1mL×0.625mg/mL

（3）酶活力=400×(10mL×0.625mg/mL)=2500U

5．（1）為什么某些腸道寄生蟲(chóng)如蛔蟲(chóng)在體內(nèi)不會(huì)被消化道內(nèi)的胃蛋白酶、胰蛋白酶消化？（2）為什么蠶豆必須煮熟后食用，否則容易引起不適？

5．答：（1）一些腸道寄生蟲(chóng)如蛔蟲(chóng)等可以產(chǎn)生胃蛋白酶和胰蛋白酶的抑制劑，使它在動(dòng)物體內(nèi)不致被

消化。

（2）蠶豆等某些植物種子含有胰蛋白酶抑制劑，煮熟后胰蛋白酶抑制劑被破壞，否則食用后抑制胰

蛋白酶活性，影響消化，引起不適。

6．使用下表數(shù)據(jù)，作圖判斷抑制劑類(lèi)型（競(jìng)爭(zhēng)性還是非競(jìng)爭(zhēng)性可逆抑制劑）？

[S]mmol/L2.03.04.010.015.0

每小時(shí)形成產(chǎn)物的量（μmol）13.917.921.331.337.0

（沒(méi)有抑制劑）

每小時(shí)形成產(chǎn)物的量（μmol）8.812.114.925.731.3

（有抑制劑）

6．答：作1/V~1/[S]圖，可知是競(jìng)爭(zhēng)性可逆抑制劑。

7．對(duì)活細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)測(cè)定表明，酶的底物濃度通常就在這種底物的Km值附近，請(qǐng)解釋其生理意義？為

什么底物濃度不是大大高于Km或大大低于Km呢？

7．答：據(jù)V~[S]的米氏曲線，當(dāng)?shù)孜餄舛却蟠蟮陀贙m值時(shí)，酶不能被底物飽和，從酶的利用角度而言，

很不經(jīng)濟(jì)；當(dāng)?shù)孜餄舛却蟠蟾哂贙m值時(shí)，酶趨于被飽和，隨底物濃度改變，反應(yīng)速度變化不大，不利于反應(yīng)速度的調(diào)節(jié)；當(dāng)?shù)孜餄舛仍贙m值附近時(shí)，反應(yīng)速度對(duì)底物濃度的變化較為敏感，有利于反應(yīng)速度的調(diào)節(jié)。

8．有時(shí)別構(gòu)酶的活性可以被低濃度的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑激活，請(qǐng)解釋?zhuān)?/p>

8．答：底物與別構(gòu)酶的結(jié)合，可以促進(jìn)隨后的底物分子與酶的結(jié)合，同樣競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑與酶的底物結(jié)

合位點(diǎn)結(jié)合，也可以促進(jìn)底物分子與酶的其它亞基的進(jìn)一步結(jié)合，因此低濃度的抑制劑可以激活某些別構(gòu)酶。

9．（1）對(duì)于一個(gè)遵循米氏動(dòng)力學(xué)的酶而言，當(dāng)[S]=Km時(shí)，若V=35μmol/min，Vmax是多少μmol/min？（2）當(dāng)[S]=2×10-5mo/L，V=40μmol/min，這個(gè)酶的Km是多少？

（3）若I表示競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，KI=4×10-5mol/L，當(dāng)[S]=3×10-2mol/L和[I]=3×10-5mol/L時(shí)，V是多

少？

（4）若I是非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，在KI、[S]和[I]條件與（3）中相同時(shí)，V是多少？

9．答：（1）當(dāng)[S]=Km時(shí)，V=1/2Vmax，則Vmax=2×35=70μmol/min；

（2）因?yàn)閂=Vmax/(1+Km/[s]),所以Km=(Vmax/V-1)[s]=1.5×10-5mol/L；（3）因?yàn)閇S]>>Km,[I],所以V=Vmax=70μmol/min；（4）V=Vmax/(1+[I]/Ki)=40μmol/min。

10．延胡索酸酶催化延胡索酸水合形成蘋(píng)果酸，其逆反應(yīng)蘋(píng)果酸脫水轉(zhuǎn)變成延胡索酸也能被該酶催化

嗎？為什么？

10．酶是生物催化劑，它通過(guò)降低進(jìn)入轉(zhuǎn)化態(tài)的活化能來(lái)提高反應(yīng)速率，但不改變化學(xué)平衡。由于正向

和逆向過(guò)程都經(jīng)相同的轉(zhuǎn)化態(tài)，因此兩者的速度均可被酶促進(jìn)。該反應(yīng)總的自有能變化不會(huì)因有酶的存在而改變。但需要注意，由于底物和產(chǎn)物所固有的自有能是不同的，因此由底物或產(chǎn)物進(jìn)入到轉(zhuǎn)化態(tài)所需要的活化能的多少是不相同的。酶加快相反兩個(gè)過(guò)程的速度也是不相同的。如果某過(guò)程進(jìn)入的速度太慢，實(shí)際上這個(gè)過(guò)程是不能進(jìn)行的。11．借助米氏方程來(lái)研究底物濃度對(duì)酶反應(yīng)速率影響的一種有用方法是，在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下檢驗(yàn)這個(gè)

方程。在下述條件下，方程呈什么形式？說(shuō)明什么問(wèn)題？（1）當(dāng)[S]=Km（2）當(dāng)[S]>>Km（3）當(dāng)[S]Km時(shí)，方程變成v=Vmax。此時(shí)，底物濃度很高，初速度變成零級(jí)反應(yīng)。即初速度不依賴(lài)于底物濃度，并表現(xiàn)為最大反應(yīng)速率；（3）當(dāng)[S]0.100.200.400.500.500.670.800.830.330.500.670.710.250.400.570.63

（1）該抑制劑是競(jìng)爭(zhēng)性抑制還是非競(jìng)爭(zhēng)性抑制？

（2）在無(wú)抑制劑存在時(shí)，該酶促反應(yīng)的Vmax和Km是多大？（3）在有抑制劑存在時(shí)，該酶促反應(yīng)的Vmax和Km是多大？（4）該反應(yīng)的抑制常數(shù)（Ki）是多少？

14．應(yīng)用雙倒數(shù)作圖法先將題中的數(shù)據(jù)換算成倒數(shù)，得到如下表結(jié)果，以1/v對(duì)1/[S]作圖得到曲線。

1/[S]（Lmmol-1）

020

105.02.52.0

3.032.001.491.251.20

1/V（Lminμmol-1）[I]（mmolL-1）

0.55.00

3.032.001.491.41

1.07.144.002.501.751.59

（1）從上圖可以看出，在該抑制劑存在下，Vmax沒(méi)有改變，而Km增大。表明該抑制劑是競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。（2）在無(wú)抑制劑存在時(shí)，量取縱軸上的截距時(shí)1（Lminμmol-1）。根據(jù)縱軸截距＝1/Vmax，所以Vmax＝1/縱軸截距＝1μmolL-1min-1。量取橫軸截距是-10（Lmmol-1），根據(jù)橫軸截距＝-1/Km，所以Km＝-1/-10＝0.1mmolL-1。

（3）由于該抑制劑屬于競(jìng)爭(zhēng)性的，因此Vmax不變，Km增大�？梢钥闯�，這種增大還隨著抑制劑濃度的增加而不斷增大。在[I]為0.5mmolL-1時(shí)，Km為0.188mmolL-1；當(dāng)[I]為1.0mmolL-1時(shí)，Km為0.30mmolL-1。（4）在有競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑存在的情況下，橫軸截距＝

1/Km（1＋[I]/Ki），代入一組[I]和Km，即可算出此時(shí)Ki

雙倒數(shù)作圖1/v－1/[S]＝0.5mmolL-1。

15．把雞蛋保存在冰箱4-6周而不會(huì)損壞。但將去除卵清的卵黃保存在冰箱中時(shí)，很快會(huì)變質(zhì)。（1）什么原因引起損壞？

（2）為什么卵清能防止卵黃損壞？

（3）這種保護(hù)方式對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)來(lái)說(shuō)，其生物學(xué)上的優(yōu)點(diǎn)是什么？

15.（1）卵黃為細(xì)菌的快速生長(zhǎng)提供了豐富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。細(xì)菌的快速生長(zhǎng)及相聯(lián)系的代謝活動(dòng)構(gòu)成卵黃損

壞的原因；（2）許多細(xì)菌需要外源生物素才能生長(zhǎng)。因?yàn)樯�物素是�?xì)菌代謝活動(dòng)的不可缺少的因素，是羧化酶的輔酶，其功能是參入或轉(zhuǎn)移CO2。卵清中含有一種叫做抗生物素蛋白的堿性蛋白質(zhì)。該蛋白質(zhì)具有很強(qiáng)的結(jié)合生物素的能力。對(duì)于細(xì)菌來(lái)說(shuō)，為了進(jìn)入到卵黃中，必需穿過(guò)這層厚的卵清層。由于卵清完全缺乏細(xì)菌必需的生物素，細(xì)菌存活是不可能的，因而防止了卵黃的損壞；（3）這種對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)種群的保護(hù)方式在生物學(xué)上的優(yōu)點(diǎn)是明顯的。因?yàn)樵谛▲B(niǎo)孵出之前，鳥(niǎo)卵必需溫育好幾周，卵清能保證卵黃和發(fā)育著的胚胎不受細(xì)菌的侵襲。

（五）問(wèn)答題及計(jì)算題（解題要點(diǎn)）

1.DNA分子二級(jí)結(jié)構(gòu)有哪些特點(diǎn)？

1．答：按Watson-Crick模型，DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有：兩條反相平行的多核苷酸鏈圍繞同一中心軸互繞；

堿基位于結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)，而親水的糖磷酸主鏈位于螺旋的外側(cè)，通過(guò)磷酸二酯鍵相連，形成核酸的骨架；堿基平面與軸垂直，糖環(huán)平面則與軸平行。兩條鏈皆為右手螺旋；雙螺旋的直徑為2nm，堿基堆積距離為0.34nm，兩核酸之間的夾角是36°，每對(duì)螺旋由10對(duì)堿基組成；堿基按A=T，G≡C配對(duì)互補(bǔ)，彼此以氫鍵相連系。維持DNA結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的力量主要是堿基堆積力；雙螺旋結(jié)構(gòu)表面有兩條螺形凹溝，一大一小。

2．DNA熱變性有何特點(diǎn)？Tm值表示什么？

2．答：將DNA的稀鹽溶液加熱到70～100℃幾分鐘后，雙螺旋結(jié)構(gòu)即發(fā)生破壞，氫鍵斷裂，兩條鏈彼

此分開(kāi)，形成無(wú)規(guī)則線團(tuán)狀，此過(guò)程為DNA的熱變性，有以下特點(diǎn)：變性溫度范圍很窄，260nm處的紫外吸收增加；粘度下降；生物活性喪失；比旋度下降；酸堿滴定曲線改變。Tm值代表核酸的變性溫度（熔解溫度、熔點(diǎn)）。在數(shù)值上等于DNA變性時(shí)摩爾磷消光值（紫外吸收）達(dá)到最大變化值半數(shù)時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度。

3什么是糖？糖類(lèi)有哪些重要的生物學(xué)作用？

3答：定義：糖類(lèi)是多羥醛或多羥酮及其縮聚物和某些衍生物的總稱(chēng)。作用：1.能源物質(zhì)：提供大量能量，如淀粉氧化可以放出大量能量。可轉(zhuǎn)變?yōu)樯�命所必需的其他物質(zhì)如脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等。

2.結(jié)構(gòu)物質(zhì)：可作為生命體的結(jié)構(gòu)物質(zhì)，如纖維素在植物中起支持作用。3.生物信息的攜帶者和傳遞者：可作為細(xì)胞信息識(shí)別的信息分子如細(xì)胞的黏附

（五）問(wèn)答題

1．常見(jiàn)的呼吸鏈電子傳遞抑制劑有哪些？它們的作用機(jī)制是什么?1．答：常見(jiàn)的呼吸鏈電子傳遞抑制劑有：

（1）魚(yú)藤酮（rotenone）、阿米妥（amytal）、以及殺粉蝶菌素（piericidin-A），它們的作用是阻斷電子由NADH向輔酶Q的傳遞。魚(yú)藤酮是從熱帶植物（Derriselliptiee）的根中提取出來(lái)的化合物，它能和NADH脫氫酶牢固結(jié)合，因而能阻斷呼吸鏈的電子傳遞。魚(yú)藤酮對(duì)黃素蛋白不起作用，所以魚(yú)藤酮可以用來(lái)鑒別NADH呼吸鏈與FADH2呼吸鏈。阿米妥的作用與魚(yú)藤酮相似，但作用較弱，可用作麻醉藥。殺粉蝶菌素A是輔酶Q的結(jié)構(gòu)類(lèi)似物，由此可以與輔酶Q相競(jìng)爭(zhēng)，從而抑制電子傳遞。

（2）抗霉素A（antimycinA）是從鏈霉菌分離出的抗菌素，它抑制電子從細(xì)胞色素b到細(xì)胞色素c1的傳遞作用。

（3）氰化物、一氧化碳、疊氮化合物及硫化氫可以阻斷電子細(xì)胞色素aa3向氧的傳遞作用，這也就是氰化物及一氧化碳中毒的原因。

2．在磷酸戊糖途徑中生成的NADPH，如果不去參加合成代謝，那么它將如何進(jìn)一步氧化？

2．答：葡萄糖的磷酸戊糖途徑是在胞液中進(jìn)行的，生成的NADPH具有許多重要的生理功能，其中最

重要的是作為合成代謝的供氫體。如果不去參加合成代謝，那么它將參加線粒體的呼吸鏈進(jìn)行氧化，最終與氧結(jié)合生成水。但是線粒體內(nèi)膜不允許NADPH和NADH通過(guò)，胞液中NADPH所攜帶的氫是通過(guò)轉(zhuǎn)氫酶催化過(guò)程進(jìn)人線粒體的：

＋十

（1）NADPH+NAD→NADP+NADH

（2）NADH所攜帶的氫通過(guò)兩種穿梭作用進(jìn)人線粒體進(jìn)行氧化：aα-磷酸甘油穿梭作用；進(jìn)人線粒體后生成FADH2。b蘋(píng)果酸穿梭作用；進(jìn)人線粒體后生成NADH。

3．有人曾經(jīng)考慮過(guò)使用解偶聯(lián)劑如2,4-二硝基苯酚（DNP）作為減肥藥，但很快就被放棄使用，為什么？

3．答：DNP作為一種解偶聯(lián)劑，能夠破壞線粒體內(nèi)膜兩側(cè)的質(zhì)子梯度，使質(zhì)子梯度轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽�而�?/p>

是ATP。在解偶聯(lián)狀態(tài)下，電子傳遞過(guò)程完全是自由進(jìn)行的，底物失去控制地被快速氧化，細(xì)胞的代謝速率將大幅度提高。這些將導(dǎo)致機(jī)體組織消耗其存在的能源形式，如糖原和脂肪，因此有減肥的功效。但是由于這種消耗是失去控制的消耗，同時(shí)消耗過(guò)程中過(guò)分產(chǎn)熱，這勢(shì)必會(huì)給機(jī)體帶來(lái)強(qiáng)烈的副作用。

4．氧化作用和磷酸化作用是怎樣偶聯(lián)的？

4．答：目前解釋氧化作用和磷酸化作用如何偶聯(lián)的假說(shuō)有三個(gè)。其中化學(xué)滲透假說(shuō)得到較普遍的公認(rèn)。

該假說(shuō)的主要內(nèi)容是：

（1）線粒體內(nèi)膜是封閉的對(duì)質(zhì)子不通透的完整內(nèi)膜系統(tǒng)。

＋

（2）電子傳遞鏈中的氫傳遞體和電子傳遞體是交叉排列，氫傳遞體有質(zhì)子（H）泵的作用，在

＋

電子傳遞過(guò)程中不斷地將質(zhì)子（H）從內(nèi)膜內(nèi)側(cè)基質(zhì)中泵到內(nèi)膜外側(cè)。

＋

（3）質(zhì)子泵出后，不能自由通過(guò)內(nèi)膜回到內(nèi)膜內(nèi)側(cè)，這就形成內(nèi)膜外側(cè)質(zhì)子（H）濃度高于內(nèi)側(cè)，使膜內(nèi)帶負(fù)電荷，膜外帶正電荷，因而也就形成了兩側(cè)質(zhì)子濃度梯度和跨膜電位梯度。這兩種跨膜梯度是電子傳遞所產(chǎn)生的電化學(xué)電勢(shì)，是質(zhì)子回到膜內(nèi)的動(dòng)力，稱(chēng)質(zhì)子移動(dòng)力或質(zhì)子動(dòng)力勢(shì)。

十

（4）一對(duì)電子（2eˉ）從NADH傳遞到O2的過(guò)程中共有3對(duì)H從膜內(nèi)轉(zhuǎn)移到膜外。復(fù)合物

十

Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ著質(zhì)子泵的作用，這與氧化磷酸化的三個(gè)偶聯(lián)部位一致，每次泵出2個(gè)H。

（5）質(zhì)子移動(dòng)力是質(zhì)子返回膜內(nèi)的動(dòng)力，是ADP磷酸化成ATP的能量所在，在質(zhì)子移動(dòng)力驅(qū)

＋

使下，質(zhì)子（H）通過(guò)F1F0-ATP合酶回到膜內(nèi)，同時(shí)ADP磷酸化合戚ATP。

＋

5.盡管丙酮酸脫氫酶復(fù)合物和甘油醛-3-磷酸脫氫酶都用NAD作為電子受體，但兩者并不彼此競(jìng)爭(zhēng)同

＋

一細(xì)胞的NAD庫(kù)，為什么？

5.答：丙酮酸脫氫酶復(fù)合物位于線粒體內(nèi)，甘油醛-3-磷酸位于胞液中。由于線粒體中和胞液中的

＋＋

NAD庫(kù)被線粒體內(nèi)膜分開(kāi)，而內(nèi)膜對(duì)NAD是不可通透的。因此，這兩種酶并不彼此競(jìng)爭(zhēng)同

一細(xì)胞的NAD庫(kù)。

＋

（六）問(wèn)答題（解題要點(diǎn)）

1．為什么說(shuō)三羧酸循環(huán)是糖、脂和蛋白質(zhì)三大物質(zhì)代謝的共同通路？

1．答：（1）三羧酸循環(huán)是乙酰CoA最終氧化生成CO2和H2O的途徑。

（2）糖代謝產(chǎn)生的碳骨架最終進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化。（3）脂肪分解產(chǎn)生的甘油可通過(guò)有氧氧化進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化，脂肪酸經(jīng)β-氧化產(chǎn)生乙酰CoA

可進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化。

（4）蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的氨基酸經(jīng)脫氨后碳骨架可進(jìn)入三羧酸循環(huán)，同時(shí)，三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物可作為氨基酸的碳骨架接受氨后合成必需氨基酸。所以，三羧酸循環(huán)是三大物質(zhì)代謝共同通路。

2．糖代謝和脂代謝是通過(guò)那些反應(yīng)聯(lián)系起來(lái)的？

2．答：（1）糖酵解過(guò)程中產(chǎn)生的磷酸二羥丙酮可轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岣视�，可作為脂肪合成中甘油的原料�?/p>

（2）有氧氧化過(guò)程中產(chǎn)生的乙酰CoA是脂肪酸和酮體的合成原料。（3）脂肪酸分解產(chǎn)生的乙酰CoA最終進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化。（4）酮體氧化產(chǎn)生的乙酰CoA最終進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化。

（5）甘油經(jīng)磷酸甘油激酶作用后，轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岫�羥丙酮進(jìn)入糖代謝。

3．磷酸戊糖途徑有什么生理意義？

3．答：（1）產(chǎn)生的5-磷酸核糖是生成核糖，多種核苷酸，核苷酸輔酶和核酸的原料。

（2）生成的NADPH+H+是脂肪酸合成等許多反應(yīng)的供氫體。

（3）此途徑產(chǎn)生的4-磷酸赤蘚糖與3-磷酸甘油酸可以可成莽草酸，進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)榉枷阕灏被�酸。�?）途徑產(chǎn)生的NADPH+H+可轉(zhuǎn)變?yōu)镹ADH+H+，進(jìn)一步氧化產(chǎn)生ATP，提供部分能量。

4．糖分解代謝可按EMP-TCA途徑進(jìn)行，也可按磷酸戊糖途徑，決定因素是什么？

4．答：糖分解代謝可按EMP-TCA途徑進(jìn)行，也可按磷酸戊糖途徑，決定因素是能荷水平，能荷低時(shí)

糖分解按EMP-TCA途徑進(jìn)行，能荷高時(shí)可按磷酸戊糖途徑

5．糖酵解的中間物在其它代謝中有何應(yīng)用？

5．答：丙氨酸成糖是體內(nèi)很重要的糖異生過(guò)程。首先丙氨酸經(jīng)轉(zhuǎn)氨作用生成丙酮酸，丙酮酸進(jìn)入線粒

體轉(zhuǎn)變成草酰乙酸。但生成的草酰乙酸不能通過(guò)線粒體膜，為此須轉(zhuǎn)變成蘋(píng)果酸或天冬氨酸，后二者到胞漿里再轉(zhuǎn)變成草酰乙酸。草酰乙酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸，后者沿酵解路逆行而成糖�？傊�丙氨酸成糖須先脫掉氨基，然后繞過(guò)“能障”及“膜障”才能成糖。

6．簡(jiǎn)述糖酵解的主要過(guò)程及其生理意義。

6．糖酵解的主要過(guò)程及生理意義為：（1）糖酵解的主要過(guò)程（略）。

（2）糖酵解最主要的生理意義是迅速提供能量，這在機(jī)體缺氧或劇烈運(yùn)動(dòng)肌肉局部血流不足條件下

更重要。另外，成熟紅細(xì)胞沒(méi)有線粒體，完全依賴(lài)糖酵解供應(yīng)能量；而神經(jīng)、白細(xì)胞、骨髓等代謝極為活躍，即使不缺氧也常由糖酵解提供部分能量。

7．簡(jiǎn)述糖酵解途徑中的調(diào)控步驟和關(guān)鍵酶。

7．調(diào)控步驟有三步，分別是第1、3、10反應(yīng)（受哪些物質(zhì)激活、抑制，可以用自己話(huà)回答）（1）第一調(diào)控步驟，由己糖激酶催化的葡萄糖轉(zhuǎn)變成G-6-P。己糖激酶的活性受產(chǎn)物G-6-P的調(diào)控，

稱(chēng)為產(chǎn)物抑制。

（2）第二調(diào)控步驟，由磷酸果糖激酶催化F-6-P生成F-1,6-DP。ADP和AMP對(duì)磷酸果糖激酶有激

活作用，而ATP、NADH、檸檬酸和長(zhǎng)鏈脂肪酸都能抑制磷酸果糖激酶的活性；另外，F(xiàn)-2,6-DP也是磷酸果糖激酶的激動(dòng)劑，在肝臟中，該物質(zhì)能提高磷酸果糖激酶和F-6-P的親和力，并降低ATP的抑制作用。由于F-6-P本身能加速F-2,6-DP的合成，而F-2,6-DP反過(guò)來(lái)又可以激活磷酸果糖激酶活性，使之與F-6-P結(jié)合促進(jìn)磷酸化形成F-1,6-DP，從而進(jìn)行整個(gè)糖酵解反應(yīng)，這種過(guò)程稱(chēng)為前饋刺激作用。

（3）第三調(diào)控步驟，由丙酮酸激酶催化的磷酸烯醇式丙酮酸生成丙酮酸的過(guò)程。F-1,6-DP和磷酸烯

醇式丙酮酸使丙酮酸激酶的激活劑，ATP、檸檬酸和長(zhǎng)鏈脂肪酸使丙酮酸激酶的抑制劑。

8．簡(jiǎn)述三羧酸循環(huán)的反應(yīng)過(guò)程、特點(diǎn)、及生理意義。

8．三羧酸循環(huán)由一連串反應(yīng)組成，存在于線粒體基質(zhì)。該循環(huán)中有3步不可逆反應(yīng)，分別是：①草酸

乙酸和乙酰CoA縮合成檸檬酸，由檸檬酸合酶催化；②異檸檬酸脫氫、脫羧生成α-酮戊二酸，由異檸檬酸脫氫酶催化；③α-酮戊二酸經(jīng)脫氫、脫羧生成琥珀酰CoA，由α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體催化。循環(huán)發(fā)生2次脫羧，有4次脫氫，分別為：①異檸檬酸→α-酮戊二酸；②α-酮戊二酸→琥珀酰CoA；③琥珀酸→延胡索酸；④蘋(píng)果酸→草酰乙酸。有1次底物水平磷酸化：琥珀酰CoA→琥珀酸，生成1分子GTP。故TAC循環(huán)一圈，消耗1分子乙酰CoA，產(chǎn)生3分子NADH+H＋，1分子FADH2，2分子CO2，1分子GTP。

三羧酸循環(huán)的意義：①氧化供能，1分子乙酰CoA通過(guò)TCA循環(huán)徹底氧化生成2分子CO2及4

分子還原當(dāng)量，后者可以通過(guò)呼吸鏈氧化成H2O，經(jīng)氧化磷酸化產(chǎn)生ATP。乙酰CoA通過(guò)TCA徹底氧化可產(chǎn)生12分子ATP。②是三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)徹底氧化分解的共同途徑。糖、脂肪及蛋白質(zhì)氧化分解生成的乙酰CoA，最終都通過(guò)TCA氧化。③是糖、脂肪、氨基酸三大代謝聯(lián)系的樞紐。④可為其他合成代謝提供小分子的前體。

9．磷酸戊糖途徑有哪些重要產(chǎn)物?有何生理意義?

9．磷酸戊糖途徑生成的重要產(chǎn)物包括：NADPH＋H＋和5-磷酸核糖。磷酸戊糖途徑的生理意義有：（1）產(chǎn)生NADPH+H＋：①是體內(nèi)許多合成代謝的供氫體，如脂肪酸、膽固醇、非必需氨基酸的合成；②參與體內(nèi)羥化反應(yīng)，如膽固醇、膽汁酸、類(lèi)固醇激素合成，生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)中的羥化過(guò)程等需NADPH+H＋參與；③NADPH+H＋維持谷胱甘肽的還原狀態(tài)。

（2）產(chǎn)生5-磷酸核糖：參與核苷酸及核酸的合成。

10．1mol葡萄糖有氧氧化生成ATP的摩爾數(shù)是多少?寫(xiě)出其具體的計(jì)算過(guò)程。10．1mol葡萄糖有氧氧化生成ATP的摩爾數(shù)是30或32。反應(yīng)順序

G－G-6-P

F-6-P－F-1,6-P

1,3-二磷酸甘油酸－3-磷酸甘油酸（底物磷酸化）

3-磷酸甘油醛脫氫2×（NADH＋H）磷酸烯醇式丙酮酸－丙酮酸（底物磷酸化）糖酵解（胞液，小計(jì)）

丙酮酸－乙酰CoA2×（NADH＋H）丙酮酸氧化脫羧（線粒體，小計(jì)）

異檸檬酸－α-酮戊二酸2×（NADH＋H）α-酮戊二酸－琥珀酰CoA2×（NADH＋H）琥珀酰CoA－琥珀酸（底物磷酸化）2GTP

琥珀酸－延胡索酸2×FADH2

蘋(píng)果酸－草酰乙酸2×（NADH＋H）三羧酸循環(huán)（線粒體，小計(jì)）凈生成ATP分子（共計(jì)）

ATP數(shù)目－1－1＋1×2

＋2.5（1.5）×2＋1×27ATP＋2.5×25ATP＋2.5×2＋2.5×2＋1×2＋1.5×2＋2.5×220ATP32（30）ATP

*糖酵解產(chǎn)生的NADH+H’，如果經(jīng)蘋(píng)果酸穿梭機(jī)制，1個(gè)NADH+H＋產(chǎn)生2.5個(gè)ATP；如果經(jīng)磷酸甘油穿梭機(jī)制，則產(chǎn)生1.5個(gè)ATP。

12．機(jī)體劇烈運(yùn)動(dòng)后肌肉出現(xiàn)酸痛的生化機(jī)制是什么?休息一段時(shí)間后酸痛會(huì)自然消失，解釋其原因。12．（1）當(dāng)機(jī)體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，①肌肉局部血流相對(duì)不足，氧氣缺乏，葡萄糖在缺氧條件下主要通過(guò)糖酵

解提供能量，而糖酵解的終產(chǎn)物是乳酸，導(dǎo)致肌肉內(nèi)乳酸過(guò)多。②肌肉內(nèi)ATP含量很低，肌肉收縮幾秒中即可耗盡。這時(shí)即使氧不缺乏，因葡萄糖進(jìn)行有氧氧化的反應(yīng)過(guò)程比糖酵解長(zhǎng)，來(lái)不及滿(mǎn)足需要，而通過(guò)糖酵解則可迅速產(chǎn)生ATP。由于糖酵解過(guò)程加強(qiáng)，肌肉內(nèi)產(chǎn)生乳酸過(guò)多，導(dǎo)致肌肉出現(xiàn)酸痛。

（2）機(jī)體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)糖酵解過(guò)程在肌肉內(nèi)產(chǎn)生大量乳酸。肌肉內(nèi)糖異生過(guò)程活性低，所以乳酸

進(jìn)入血中運(yùn)輸至肝，在肝內(nèi)乳酸異生成葡萄糖，葡萄糖再?gòu)浬⑷胙�，釋入血中的葡萄糖又被肌肉攝取利用，構(gòu)成的循環(huán)過(guò)程稱(chēng)為乳酸循環(huán)。休息一段時(shí)間后，肌肉內(nèi)的乳酸通過(guò)乳酸循環(huán)逐漸被利用，故酸痛會(huì)自然消失。

11．論述糖酵解和糖有氧氧化的主要特點(diǎn)。11．糖酵解和糖有氧氧化的主要特點(diǎn)見(jiàn)對(duì)比:反應(yīng)部位需氧條件底物、產(chǎn)物產(chǎn)能糖酵解胞液無(wú)氧或缺氧糖原、葡萄糖一乳酸1mol葡萄糖凈生成11

糖有氧氧化胞液和線粒體有氧糖原、葡萄糖一H2O+CO21mol葡萄糖凈生成30或32mol2molATP關(guān)鍵酶生理意義

磷酸果糖激酶，己糖激酶丙酮酸激酶ATP丙酮酸脫氫酶復(fù)合體檸檬酸合酶異檸檬酸脫氫酶α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體機(jī)體缺氧或無(wú)氧時(shí)迅速供能機(jī)體產(chǎn)能的主要方式（五）計(jì)算題

1．1mol軟脂酸完全氧化成CO2和H2O可生成多少molATP？

1．答：軟脂酸經(jīng)β-氧化，則生成8個(gè)乙酰CoA，7個(gè)FADH2和7個(gè)NADH+H+。

乙酰CoA在三羧酸循環(huán)中氧化分解，一個(gè)乙酰CoA生成12個(gè)ATP，所以12×8=96ATP，7個(gè)FADH2經(jīng)呼吸鏈氧化可生成2×7=14ATP，

7NADH+H+經(jīng)呼吸鏈氧化可生成3×7=21ATP，三者相加，得96+14+21=131mol/LATP。每有1mol/L軟脂酸氧化，即可生成131mol/LATP。

2．1mol甘油完全氧化成CO2和H2O時(shí)凈生成可生成多少molATP？假設(shè)在外生成NADH都通過(guò)甘油

磷酸穿梭進(jìn)入線粒體。

2.答：甘油磷酸化消耗-1ATP磷酸二羥丙酮酵解生成2ATP甘油磷酸脫氫，NADH，生成2ATP磷酸甘油醛脫氫N(xiāo)AD、NADH（H+）穿梭生成2ATP丙酮酸完全氧化15ATP

20mol/LATP

3.試解釋為什么缺乏肉堿－軟脂酰轉(zhuǎn)移酶II的個(gè)體會(huì)感到肌肉無(wú)力。為什么當(dāng)饑餓時(shí)這種癥狀更嚴(yán)

重？患這種病的個(gè)體影響肌糖原的有氧代謝嗎？

3.肉堿-軟脂酰轉(zhuǎn)移酶II的缺乏阻止了被活化的脂肪酸正常轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體內(nèi)用于β氧化，用脂肪酸作代謝燃料的肌肉組織因此而不能產(chǎn)生所需的ATP。由于饑餓時(shí)沒(méi)有可用的食物性葡萄糖的提供，因而肌肉無(wú)力的癥狀會(huì)更嚴(yán)重。由于糖酵解產(chǎn)生的丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入線粒體不需要肉堿－軟脂酰轉(zhuǎn)移酶II，因此，缺乏該酶的個(gè)體的肌糖原的代謝不受影響。

6.為什么說(shuō)三酰甘油是能量?jī)?chǔ)存的良好載體？

答：高還原性物質(zhì)提供較多能量，疏水性不需攜帶額外的重量

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