生化各思考题讲解

第七章、代谢调控

1、什么是新陈代谢？

新陈代谢简称代谢，是细胞中各种生物分子的合成、利用和降解反应的总和。一般来说，新陈代谢包括了所有产生和储藏能量的反应，以及所有利用这些能量合成低分子量化合物的反应。但不包括从小分子化合物合成蛋白质与核酸的过程。

生物新陈代谢过程可以分为合成代谢与分解代谢。

2、什么是代谢途径？代谢途径有哪些形式。

新陈代谢是逐步进行的，每种代谢都是由一连串反应组成的一个系列。这些一连串有序反应组成的系列就叫做代谢途径。在每一个代谢途径中，前一个反应的产物就是后一个反应的底物。所有这些反应的底物、中间产物和产物统称为代谢中间产物，简称代谢物。

代谢途径具有线形、环形和螺旋形等形式。有些代谢途径存在分支。

3、简述代谢途径的特点。

生物体内的新陈代谢在温和条件下进行：常温常压、有水的近中性环境。

由酶催化，酶的活性受到调控，精密的调控机制保证机体最经济地利用物质和能量。

代谢反应逐步进行，步骤繁多，彼此协调，有严格顺序性。

各代谢途径相互交接，形成物质与能量的网络化交流系统。

ATP是机体能量利用的共同形式，能量逐步释放或吸收。

5、三个关键的中间代谢物是什么？

在代谢过程中关键的代谢中间产物有三种：6-磷酸葡萄糖、丙酮酸、乙酰CoA。特别是乙酰CoA是各代谢之间的枢纽物质。通过三种中间产物使细胞中四类主要有机物质：糖、脂类、蛋白质和核酸之间实现相互转变。

6、细胞对代谢的调节途径有哪些？

调节酶的活性。这种调节对现有的酶进行修饰，使酶的活性发生变化。这种调节一般在数秒或数分钟内即可完成，效果快速而短暂，因此是一种快速调节。

调节酶的数量。这是通过增加酶蛋白的合成或影响酶蛋白的讲解速度来调节，这种调节一般需要数小时才能完成，作用缓慢而持久，因此调节的速度比较慢。

调节底物的水平。这种调节主要是底物从细胞中的一个区域运送到另一个区域，一般是通过膜的选择性通透进行调节的。

7、细胞对酶活性的调节有哪些方式？

非共价的别构调节，包括反馈抑制，前馈激活，可逆的共价修饰和级联系统，以及酶原激活等。

8、细胞如何对酶的含量进行调节？

酶含量的调节包括酶蛋白的合成和降解。但酶蛋白的合成与降解所需时间比较长，持续时间也比较长，所以酶的含量的调节是一种比较慢的调节方式。

9、什么是单价反馈抑制和多价反馈抑制？

对不发生分支的代谢反应中，只有一个终产物对线形反应序列开头的酶其反馈抑制作用，称为单价反馈抑制。如果反应发生分支，就会产生两种或两种以上的终产物，而其中一种终产物的累积都会对序列反应前面的变构调节酶起抑制作用，即多价反馈抑制。

第八章、生物氧化与氧化磷酸化

1、生物化学中，用什么方法可以求出反应的自由能变化？

可以用两种方法求出反应的自由能变化。

通过反应的平衡常数K eq求ДG0’，或通过质量作用比Q求ДG。

通过标准还原电势ДE0’求ДG0’。

2、简述生物化学中的高能化合物。

水解时释放-20.9KJ/mol以上能量的化合物叫做高能化合物。高能化合物包括磷酸肌酸、磷酸精氨酸、磷酸烯醇式丙酮酸、酰基CoA等。（键型有P-O型、P-N型、硫酯键型、甲硫键型等）

这些化合物中某个键水解时自由能变化是很大的负值，我们把这个化学键叫做高能键，用“~”表示。

生物化学中高能键与化学中的高能键有不同的含义。化学中的高能键是指断裂时需要大量能量的键。

3、ATP为什么是生物体内最重要的高能化合物？

因为ATP水解时的ДG0’处在高能化合物的中间位置。ADP可以从具有更高磷酸基团转移势的化合物中接受磷酸基团和能量合成ATP。ATP又可以把携带的能量和磷酸基团转移给具有较低磷酸基团转移势的化合物，本身生成ADP。ATP的这种性质使它在细胞内的多数磷酸基团转移的反应中成为共同的中间体。但是ATP只是能量的即时供体。

4、请说明ATP水解产生大量自由能的原因。

ATP水解能够产生大量能量的原因是因为ATP与它的水解产物的稳定性有很大差别，水解产物的自由能低于ATP的自由能。

ATP水解产生的ADP分子中，静电斥力降低，分子的稳定性增加。

ATP水解产生的HPO42-形成共振杂化体。

ATP水解产生的ADP3-立即离子化，释放出H+。由于细胞质中的H+浓度为10-7mol/L，极低的H+浓度有利于ATP水解。

ATP的水解产物都比ATP本身更容易溶解。

5、何谓电子传递链？简述电子传递体复合物的排列顺序。

需氧细胞内，各种代谢物氧化分解后产生的电子通过一系列线粒体膜上的电子载体，最后传

递给氧，生成水。这一系列的电子载体在线粒体内膜上按照一定的顺序组成了从供氢体到氧之间传递电子的链条，叫做电子传递链。

电子传递链中的各种成分有严格的排列顺序。排列顺序是由各个组分的还原电位决定的。NADH 的还原电位最低，排列在链的最前方。O 2的还原电位最高，排在链的末端。其他的电子载体按照还原电位从低到高（或者说从负到正）在二者之间依次排列。使得电子可以从还原电位较低的化合物流向较高的化合物。

6、线粒体内膜上有哪几种电子传递链？

线粒体内膜上有两种电子传递链。复合物I 、III 和IV 在传递电子的同时还能把质子泵到线粒体的膜间隙。在这个通路中，第一个电子供体是NADH ，经过复合物III 和IV 的传递，最后一个电子受体是O 2。这条传递电子的线路称为NADH 电子传递链，是主要的电子传递链。

琥珀酸把电子传递到复合物II 中的FAD ，还原后形成的FADH 2成为第一个电子供体，电子经过复合物III 和IV ，最后一个受体也时O 2。这条传递电子的线路称为FADH 2电子传递链。但是复合物II 本身不能将质子泵到膜间隙中。

7、简述氧化磷酸化作用。

电子在线粒体膜上传递能够产生跨线粒体膜的质子浓度梯度，储存在质子浓度梯度中的能量可以驱动ADP 和Pi 合成A TP 。氧化作用伴随着磷酸化作用发生，叫做氧化磷酸化作用。生物体内的大多数A TP 是从这个途径产生的。

8、ATP 生成有哪几种学说？简述ATP 生成的化学渗透学说。

化学偶联学说、结构偶联学说和化学渗透学说。

化学偶联学说指出：电子传递释放出的自由能和ATP 合成是与跨线粒体内膜的质子梯度相偶联的。也就是，电子传递的自由能驱动H +从线粒体基质跨过内膜进入膜间隙，从而形成跨线粒体内膜的质子的跨膜浓度梯度和跨膜电位梯度，合称为质子电化学梯度。质子电化学梯度中储存的自由能叫做质子移动力，驱使H +返回线粒体基质。但由于线粒体内膜对H +的不通透性，H +只能通过内膜上专一的质子通道（F 0）返回。这样，驱使H +返回基质的质子移动力为ATP 的合成提供了能量。

9、线粒体外产生的NADH 是如何进入线粒体氧化的？（过程描述不完整）

NAD +和NADH 都不能自由通过线粒体内膜。因此，线粒体体外产生的NADH 必须通过特殊的跨膜传递机制才能进入线粒体氧化，叫做穿梭系统。

磷酸甘油穿梭系统存在于哺乳动物的肌肉组织和神经细胞中。有关的反应由α-磷酸甘油脱氢酶催化。经这个途径进入线粒体的NADH 只能产生1.5分子的A TP 。

苹果酸-天冬氨酸穿梭系统在心脏、肝脏和肾脏中很活跃。经这个途径进入线粒体的NADH 仍然可以产生2.5分子的A TP 。

10、什么是能荷？能荷的高低与代谢调节有什么关系？

能荷表明了细胞中的能量状态。能荷定义为：高能磷酸键在总的腺苷酸库中（即ATP 、ADP 和AMP 浓度之和）所占的比例。表达式为

能荷=[AMP]

[ADP][ATP]0.5[ADP][ATP]+++。 细胞中的高能荷抑制分解途径（产生A TP 的途径），激活合成途径（利用ATP 的途径）。大

多数细胞的能荷处于0.8~0.95。

第九章、碳水化合物代谢

1、酵解和发酵的区别是什么？

所谓酵解是葡萄糖转变成丙酮酸的过程，是有氧和无氧条件下都存在的代谢途径。而发酵是指在无氧条件下，丙酮酸转变为乳酸（乳酸发酵）或乙醇（乙醇发酵）的过程。

2、为什么说三羧酸循环是糖、脂和蛋白质三大物质代谢的共同通路？

三羧酸循环是乙酰CoA最终氧化生成CO2和H2O的途径。糖代谢产生的碳骨架最终进入三羧酸循环氧化。脂肪分解产生的甘油先转化为磷酸二羟丙酮，然后通过糖酵解进入三羧酸循环氧化；脂肪酸经β-氧化产生乙酰-CoA可进入三羧酸循环氧化。蛋白质分解产生的氨基酸经脱氨后碳骨架可进入三羧酸循环，同时，三羧酸循环的中间产物可作为氨基酸的碳骨架接受氨后合称必需氨基酸。所以，三羧酸循环是三大物质代谢共同通路。

3、在体内葡萄糖是怎样转化为脂肪的？感觉这样说还不够。

糖酵解过程中产生的磷酸二羟丙酮可转变为磷酸甘油，可作为脂肪合成中甘油的原料；有氧氧化过程中产生的乙酰CoA是脂肪酸和酮体的合成原料。

4、计算在有氧条件下，一分子葡萄糖在生物体内氧化成二氧化碳和水，可净产生多少分子的ATP？

1分子葡萄糖经糖酵解途径分解为两分子丙酮酸净生成2分子A TP和2分子NADH（3或5分子A TP 此处感觉说的不充分）；2分子丙酮酸转变成乙酰-CoA时生成2分子NADH（5分子ATP 注意此处就是在线粒体里，不必再穿梭）；2分子乙酰-CoA经三羧酸循环（柠檬酸循环）生成20分子A TP。共计生成30（原核生物）或32分子ATP（真核生物）。

5、糖酵解的中间产物在其他代谢中有何应用？还有吗？

磷酸二羟丙酮可还原为α-磷酸甘油，后者可参与合成甘油三酯和甘油磷酸；3-磷酸甘油酸是丝氨酸的前体，因而也是甘氨酸和半胱氨酸的前体；磷酸烯醇式丙酮酸用于合成芳香族氨基酸的前体——分支酸。它也可将ADP磷酸化为A TP？；丙酮酸可转变为丙氨酸，它也能转变成羟乙基用以合成异亮氨酸和缬氨酸。两分子丙酮酸生成α-酮异戊酸，进而可以转变为亮氨酸。

6、糖异生和糖酵解途径的区别有哪些？

糖异生和糖酵解是一对相反的代谢途径。糖异生属于合成代谢途径，是消耗ATP的耗能过程；而糖酵解属于分解代谢途径，是生成A TP的储能过程。

糖异生过程不是糖酵解过程的简单逆转。其中有三个糖酵解中不可逆的反应需要被绕过，包括：丙酮酸通过两步反应转变为磷酸烯醇式丙酮酸；1，6-二磷酸果糖生成6-磷酸果糖以及6-磷酸葡萄糖生成葡萄糖。

在调控方面，当机体处于高能荷状态时，糖酵解途径被抑制，糖异生被激活；而处于低能荷状态时则相反。

7、简述2，6-二磷酸果糖在糖代谢中的调节作用。

2，6-二磷酸果糖既是1-磷酸果糖激酶的变构激活剂，也可以作为1，6-二磷酸果糖磷酸酶的抑制剂。

2，6-二磷酸果糖的合成与降解由磷酸果糖激酶-2和2，6-二磷酸果糖磷酸酶催化。该酶是双功能酶（PFK-2/FBPase-2）。该酶磷酸化（蛋白激酶A催化磷酸化）后显示磷酸酶活性，水解2，6-二磷酸果糖，降低2，6-二磷酸果糖的浓度，导致磷酸果糖激酶被抑制，从而抑制了糖酵解，促进了糖异生。该酶去磷酸化显示激酶活性，合成2，6-二磷酸果糖，使2，6-二磷酸果糖的浓度升高，促进糖酵解，抑制糖异生。

8、磷酸戊糖途径有何特点？其生物学生理意义是什么？还说得不够吧。

产生大量NADPH，为细胞中各种合成反应提供还原力。中间产物为许多化合物的合成提供原料，其中的磷酸核糖与核苷酸代谢相联系。磷酸戊糖途径与光合作用有密切联系。磷酸戊糖途径与糖的有氧、无氧分解是相联系的。

第十章、脂类代谢

2、脂肪酸β-氧化过程中FADH2和NADH会有何变化？说的不充分。

脂酰-CoA脱氢酶的辅基是FAD。FADH2一经产生，就会被电子传递链氧化。羟脂酰-CoA 脱氢酶存在于线粒体基质中，由此酶作用于羟脂酰-CoA化合物而产生的NADH将补充线粒体基质的NADH池，也可以被电子传递链氧化。

3、计算一分子硬脂酸完全氧化成CO2和H2O时净生成多少分子ATP？这些能量可以让多少分子的葡萄糖转化为3-磷酸甘油醛？

硬脂酸消耗ATP的能量活化成硬脂酰-CoA；硬脂酰-CoA经过8次β-氧化，即可转变为9分子的乙酰-CoA，同时生成8分子的FADH2和8分子NADH；乙酰-CoA进入TCA循环继续氧化。

由此计算得知一分子硬脂酸彻底氧化分解净生成ATP的数目：

9分子乙酰-CoA彻底氧化，共生成9*10=90分子A TP。

8分子FADH2进入呼吸链，共产生8*1.5=12分子ATP。

8分子NADH进入呼吸链，共产生8*2.5=20分子A TP。

硬脂酸活化为硬脂酰-CoA，消耗两个高能磷酸键。

合计：90+12+20-2=120分子ATP。

在糖酵解途径中，葡萄糖经两次磷酸化作用，消耗2分子A TP生成1，6-二磷酸果糖。

1，6-二磷酸果糖在醛缩酶的作用下一分为二，生成一分子磷酸二羟丙酮和一分子3-磷酸甘油醛。磷酸二羟丙酮异构化，形成3-磷酸甘油醛。在上述过程中，一分子葡萄糖转化为两分子3-磷酸甘油醛需要消耗2分子高能磷酸键ATP？。

因此，由硬脂酸完全氧化生成的能量恰好可以让60分子葡萄糖转化为3-磷酸甘油醛。

4、试描述油料作物种子萌发时乙醛酸循环的过程。感觉说的不够，还略有问题。

在油料种子发芽期，乙醛酸循环进行的非常活跃，在此期间种子中的脂肪酸氧化产生的乙酰-CoA通过乙醛酸循环，将两分子乙酰-CoA合成一分子草酰乙酸，同时产生一分子琥珀酸。生成的琥珀酸从乙醛酸循环体进入线粒体，在线粒体内经三羧酸循环变为草酰乙酸，草酰乙酸转移到细胞质中，脱羧后生成磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）。磷酸烯醇式丙酮酸再经糖异生作用生成糖，及时供给生长点所需的能量和碳骨架，促进发芽、生长。

5、乙醛酸循环中特异酶是什么？写出其催化的反应式。

异柠檬酸裂合酶和苹果酸合酶是乙醛酸循环中的两个特异酶。

这两个酶催发的反应如下：

异柠檬酸.....（略）

6、用于合成脂肪酸的乙酰单位是在丙酮酸氧化脱羧生成乙酰-CoA后经柠檬酸穿梭途径运转到细胞质的。

①写出将一个乙酰基由线粒体转运到细胞质中的过程。

②每转运一个乙酰基消耗多少ATP？

（1）脂肪酸合所需的乙酰-CoA不能穿过线粒体的内膜进入细胞质中，所以要借助“柠檬酸-丙酮酸穿梭”才能进入细胞质。在柠檬酸-丙酮酸穿梭途径中，线粒体中产生的乙酰-CoA 与草酰乙酸在柠檬酸合酶的催化下结合形成柠檬酸，然后通过三羧酸载体透过线粒体膜进入细胞质，裂解成草酰乙酸和乙酰-CoA。

（2）在此转运过程中，每转运一个乙酰基需要消耗一分子ATP。（在柠檬酸裂合酶催化柠檬酸裂解时消耗）

7、棕榈酸合成反应中用于还原反应的NADPH从何而来？

大部分：葡萄糖通过磷酸戊糖途径被氧化脱羧为5-磷酸核酮糖时可产生NADPH。

乙酰基团自线粒体转移至细胞质的过程中，当苹果酸被氧化为丙酮酸和二氧化碳时也会产生NADPH。

第十一章、氨基酸代谢

1、请简述蛋白质降解的泛素途径。

对于较为复杂的生物而言，蛋白质的降解分别可以在消化道和细胞中进行。泛肽途径降解蛋白质是在细胞质中进行的。该途径主要负责降解短寿命的蛋白质、异常蛋白质，肌纤维样蛋白质，甚至参与细胞质中一些长寿命蛋白质的缓慢周转。

泛肽途径涉及泛肽、泛肽激活酶E1、泛肽载体蛋白E2、泛肽蛋白连接酶E3.泛肽是一种含有76个氨基酸的小分子蛋白质，其羧基末端与所要标记的蛋白质肽链侧链中一些赖氨酸

ε-氨基形成异肽键，其他泛肽分子的羧基末端可以与已经连接蛋白质的泛肽分子48位赖氨

酸侧链ε-氨基连接，形成多聚泛肽分子的蛋白标记链。标记过程（注意这里需要补充）蛋白质经标记后，将被细胞质中的蛋白酶体水解。

2、什么是联合脱氨基作用？联合脱氨基作用有哪些方式？

氨基酸的降解方式之一是脱去氨基。联合脱氨作用是氨基酸脱氨基的一种形式。联合脱氨基作用是转氨作用、氧化脱氨作用的结合方式，即在转氨酶的作用下，多数氨基酸将其氨基转移给α-酮戊二酸，产生谷氨酸与相应的酮酸，谷氨酸在谷氨酸脱氢酶或者通过嘌呤核苷酸循环最终在腺苷酸脱氨酶的作用下发生氧化脱氨基的过程。这里自己有些忘了加强复习。联合脱氨基过程包括以谷氨酸脱氢酶为核心、以嘌呤核苷酸循环为核心的两种方式。（具体）通过联合脱氨作用氨基酸能够彻底脱掉氨基，脱掉的氨基通常进入尿素循环。

3、为什么说谷氨酸是其他氨基酸合成时的氨基供体？

生物体内存在多种转氨酶，许多氨基酸的合成途径中都存在转氨作用。谷氨酸通过转氨基作用，能够与丙酮酸、草酰乙酸、乙醛酸通过转氨基作用形成丙氨酸、天冬氨酸、丝氨酸，同时谷氨酸以其自身或谷氨酰胺的形式为其他族氨基酸，如芳香族氨基酸以及组氨酸族氨基酸的氨基酸合成提供氨基。因此20种氨基酸的合成过程都与谷氨酸参与的转氨基作用直接或间接相关，所以说谷氨酸是其他氨基酸合成时的氨基供体。

4、什么是生糖氨基酸？

氨基酸降解脱掉氨基之后产生的中间产物包括丙酮酸、草酰乙酸、α-酮戊二酸、延胡索酸、琥珀先-CoA、乙酰CoA和乙酰乙酸。其中丙酮酸、草酰乙酸、α-酮戊二酸、延胡索酸、琥珀酰-CoA与糖代谢相关，而乙酰-CoA和乙酰乙酸与体代谢相关。我们将只能生成乙酰-CoA 或者乙酰乙酸的氨基酸归类为生酮氨基酸；将能代谢产生丙酮酸、草酰乙酸、α-酮戊二酸、延胡索酸、琥珀酰-CoA，最终能产生葡萄糖的氨基酸归类为生糖氨基酸，将氨基酸代谢产生的中间产物既可以生成酮体，也可以生成葡萄糖的氨基酸归类为生糖生酮氨基酸。

5、什么是氨的同化？氨同化有哪些途径？

所谓氨的同化作用是指生物体将无机氨转化为有机氮素的过程。通常生物体可以通过谷氨酸、谷氨酰胺和氨甲酰磷酸三种中间产物来利用氮素。

生物体通过合成谷氨酸、谷氨酰胺来进行氨的同化。参与该途径的酶包括谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶、谷氨酸脱氢酶。具体途径我想还是应该说说不同生物由于生存环境的不同，体内利用氨的酶的特性不同，生物在氨的利用过程中存在一些差别。对于生存在氨浓度较低环境中的生物而言，氨的利用通常由谷氨酸合酶与谷氨酰胺合成酶共同作用，完成氨离子进入谷氨酸的反应过程；而对于生存在氨浓度较高环境中的生物而言，氨的利用通常由谷氨酸脱氢酶和谷氨酰胺合成酶共同完成。

真核生物有氨甲酰磷酸合成酶I、II两种类型。其中氨甲酰磷酸合成酶II存在于细胞质中，它通常催化谷氨酰胺提供氨基的氨甲酰磷酸合成。产生的氨甲酰磷酸参与嘧啶核苷酸的合成，这些反应属于氨的利用。

6、请叙述尿素循环的生物学过程。

高浓度的氨对生物体具有毒害作用。大多数陆生脊椎动物通过尿素循环途径排除氨基酸降解产生的多余的氨。具体反应如下：

氨甲酰磷酸和瓜氨酸的合成（在线粒体中进行）

NH3+HCO3-+2ATP→（氨甲酰磷酸合成酶I）氨甲酰磷酸+2ADP+Pi