生化题库及答案

生化题库及答案氨基酸代谢1、寄生在豆科植物根瘤中的细菌约消耗20％以上豆科植物所产生的ATP，为什么这些细菌要消耗这么大量的ATP。

答:根瘤菌与植物是共生关系，根瘤菌通过使大气中氮还原来提供氨离子，但在固氮过程中需要大量的ATP，这些ATP都是由植物供给的。

2、给动物喂食15N标记的天冬氨酸，很快就有许多带标记的氨基酸出现，解释此现象。

答: 在Asp转氨酶催化下标记的氨基由Asp转移到了Glu上，因为转氨反应是可逆的，并且许多转氨酶用Glu作为α-氨基的供体，所以15N-Glu中的15N原子很快进入到其它可以作为Glu-依赖型转氨酶的底物的氨基酸中，即出现在除了Lys和Thr之外的那些氨基酸中。

3、如果你的饮食中富含Ala但缺乏Asp，那么能否看到你缺乏Asp的症状呢？请解释。

答：看不到缺乏Asp的症状。

因为富含Ala，它经转氨可生成丙酮酸，丙酮酸经羧化又可生成草酰乙酸，后者经转氨就可生成天冬氨酸。

4、大多数氨基酸的合成是多步反应的产物，但20种标准氨基酸中有3种可以通过中枢代谢途径中的糖类代谢物经简单转氨基合成。

（a）写出这三个转氨基反应的方程式。

（b）这些氨基酸中有一种也能直接通过还原氨基化合成，写出此反应的方程式。

答：（a）在相应转氨酶催化下，Glu、Ala和Asp分别由α-酮戊二酸、丙酮酸和草酰乙酸生成。

α-酮戊二酸＋α-氨基酸＝Glu＋α-酮酸丙酮酸＋α-氨基酸＝Ala＋α-酮酸草酰乙酸＋α-氨基酸＝Asp＋α-酮酸（b）Glu也可以由α-酮戊二酸通过Glu脱氢酶的作用而生成。

α-酮戊二酸＋NH4＋＋NAD（P）H＋H＋＝Glu＋H2O＋NAD （P）＋5、冬季非洲爪蟾生活在水环境中，它们以氨的形式排出过量的氮；夏季当池溏干涸后，爪蟾钻入泥中，进入休眠状态。

指出爪蟾在体眠期是如何改变其氮代谢以防止有毒的氨积累？答：在夏眠时，爪蟾变为排尿型，即它可以利用尿循环的反应排除含氮废物。

夏眠时，与尿循环有关的酶的活性大大增强了。

6、参与尿素循环的氨基酸有哪些？这些氨基酸都能用于蛋白质的生物合成吗？答：鸟氨酸、瓜氨酸、精氨琥珀酸、精氨酸和天冬氨酸。

只有精氨酸和天冬氨酸能用于蛋白质的生物合成。

7、如果给一只老鼠喂食含有15N标记的Ala，老鼠分泌出的尿素是否变成了15N标记的？如果是的话，尿素中的一个氨基被标记，还是两个氨基都被标记了？说明理由。

答：分泌的尿素是被15N标记了。

两个氨基都被标记了。

因为15N-Ala能够通过转氨使草酰乙酸接收氨基转换成15N-Asp，以及通过氧化脱氨生成游离的15NH4＋，可以导致15N标记的氨甲酰磷酸的生成。

由于尿素中的两个氨基分别来自氨甲酰磷酸和Asp，所以尿素中的两个氨基就都是15N标记的了。

8、如果利用（a）一分子葡萄糖或（b）一分子软脂酸完全氧化成CO2和H2O净生成的ATP用于尿素的合成，可以分别合成出多少分子的尿素？答：（a）9 （b）329、如果一个成年猫在禁食一个晚上以后，喂以一餐不含精氨酸的复合氨基酸饮食。

在2小时内，血中的氨浓度从正常的18μg/L增至140μg/L，此时猫表现出氨中毒的临床症状。

对照组中喂以完全氨基酸饮食或以鸟氨酸取代精氨酸的氨基酸饮食，则没有不寻常的临床症状。

（a）这个实验中，为什么要先禁食一个晚上？（b）是什么因素使实验组氨的浓度上升？为什么精氨酸缺乏会导致氨中毒？精氨酸是否是猫的必需氨基酸？（c）为什么鸟氨酸能取代精氨酸？答：（a）禁食导致低血糖，当喂以实验饮食时会导致生糖氨基酸的快速分解代谢。

（b）氧化脱氨导致氨浓度的升高，精氨酸（尿素循环中的中间代谢物）缺乏阻断了氨转化为尿素的通路，实验条件下无法合成足够的精氨酸。

实验表明精氨酸对猫来说是必需氨基酸。

（c）鸟氨酸通过尿素循环可转化为精氨酸。

10、在所有哺乳动物的肝脏中的转氨酶中天冬氨酸氨基转移酶的活性最高，为什么？答：引入到尿素中的第二个氨基是从Asp转移来的，而Asp是Glu经天冬氨酸氨基转移酶催化转氨给草酰乙酸生成的。

以尿素排泄的氨有一半来自天冬氨酸氨基转移酶催化的反应，这使得该酶必须具有很高的活性。

核苷酸代谢1、嘌呤和嘧啶碱基是真核生物的主要能源吗，为什么？答:在真核生物中，嘌呤和嘧啶不是主要的能源。

脂肪酸和糖中碳原子能够被氧化产生ATP，相比较而言含氮的嘌呤和嘧啶没有合适的产能途径。

通常核苷酸降解可释放出碱基，但碱基又能通过补救途径重新生成核苷酸，碱基不能完全被降解。

另外无论是在嘌呤降解成尿酸或氨的过程还是嘧啶降解的过程中都没有通过底物水平的磷酸化产生ATP。

碱基中的低的C:N比使得它们是比较贫瘠的能源。

然而在次黄嘌呤转变为尿酸的过程中生成的NADH也许能够通过氧化磷酸化间接产生ATP。

2、用两组人作一个实验，一组人的饮食主要是肉食，另一组人主要是米饭。

哪一组人发生痛风病的可能性大？为什么？答: 痛风是由于尿酸的非正常代谢引起的，尿酸是人体内嘌呤分解代谢的终产物，由于氨基酸是嘌呤和嘧啶合成的前体，所以食用富含蛋白质饮食有可能会导致过量尿酸的生成，引起痛风病。

3、从5-磷酸核糖开始合成一分子AMP需要多少能量（用ATP表示）？假设所有其它前体都存在。

答：需要7个ATP分子。

合成磷酸核糖焦磷酸（PRPP）需要将一个焦磷酸基团从ATP转移到核糖-5-磷酸上去，在合成IMP途径的步骤1中该焦磷酸基团以PPi的形式释放出来并且被水解为2Pi，因而合计相当于消耗2个ATP。

在步骤2，4，5和7中消耗4个ATP分子，在上述步骤中ATP转化为ADP和Pi。

在IMP转化为AMP时，由腺苷琥珀酸合成酶催化的反应又另外消耗一个GTP。

4、为什么一种嘌呤和嘧啶生物合成的抑制剂往往可以用作抗癌药和/或抗病毒药？答：因为许多癌细胞的特点是快速生长，需要供给大量的核苷酸。

一旦嘌呤和嘧啶的生物合成受到抑制，癌细胞的生长就受到限制。

所以抑制嘌呤和嘧啶生物合成的抑制剂可能就是一种抗癌药。

由于病毒复制速度非常快，所以也会受到同样抑制剂的影响。

激素1、正常情况下，人肾上腺髓质以一定速度分泌肾上腺素，以维持循环的血液中的10－10M浓度。

为了了解该浓度的含义，计算一个深2米的圆形游泳池的直径要多大才能使1克（大约一茶匙）的肾上腺素溶解后的浓度相当于血液中的浓度？答:186米。

2、大多数激素在血液中的半衰期相当短。

例如将放射性标记的胰岛素注入动物体内，30分钟内一半激素从血液中消失。

（a）循环的激素的快速失活的重要意义是什么？（b）鉴于激素如此快的失活，那么在正常情况下，如何使循环中的激素保持恒定？（c）有机体是通过什么方式使循环中激素的水平改变的？答: （a）失活提供了一种快速改变激素浓度的方式。

（b）恒定的胰岛素水平是靠快速合成和降解维持的。

（c）改变激素浓度的其它方式包括改变激素从贮存处释放的速度，转运的速度以及由非活性前体转换为活性的激素的速度。

3、激素可分为水溶性激素（如肾上腺素）和脂溶性激素（如固醇类激素）。

大部分水溶性激素不进入到靶细胞里面，而是通过作用于细胞表面的受体发挥它的效应。

但脂溶性激素不仅进入靶细胞，而且是在细胞核内发挥作用。

两类激素作用的模式与它们的溶解性、受体位置有什么相关性?答：水溶性激素不易穿过细胞膜，所以它与靶细胞表面的受体结合，击发细胞内的第二信使（如cAMP）形成，通过第二信使发挥作用。

而由于脂溶性激素可以通过细胞膜，可以直接作用于靶分子或受体。

4、在"搏斗或逃逸"时，肾上腺素的释放促进肝、心肌和骨骼肌中的糖原降解，在肝脏中糖原降解的终产物是葡萄糖，与此相反在骨骼肌中的终产物是丙酮酸。

（a）为什么糖原在这两种组织中会生成不同的终产物？（b）有机体在"战斗或逃逸"时，具有这两种不同的糖原降解途径的优越性是什么？答：（a）心肌和骨骼肌缺少葡萄糖-6-磷酸磷酸酶，所以糖原降解生成的葡萄糖-6-磷酸都进入到酵解途径，在缺氧条件下经丙酮酸转化为乳酸。

（b）磷酸化的中间产物不能从细胞中逃掉，因为带电的分子不能穿过细胞膜。

在"搏斗或逃逸"时为了使肌肉具有活力需要高浓度的酵解的前体物质。

另一方面，肝应当释放葡萄糖以便维持血糖水平。

葡萄糖可以由葡萄糖-6-磷酸形成，然后从肝细胞输送到血液中。

5、有些胰脏的恶性肿瘤会使胰腺的β细胞过度制造胰岛素。

患者摇摆又颤抖、软弱又疲倦、流汗并有饥饿感。

（a）高胰岛素症对肝脏的糖、氨基酸以及脂的代谢有什么影响？（b）所观察到的症状的起因是什么？答：（a）血糖被肝脏过量的利用导致低血糖；氨基酸和脂肪酸的分解代谢下降。

（b）少量的循环燃料都用于合成ATP了，由于葡萄糖是脑的主要燃料，低血糖导致脑损伤，所以出现那么多症状。

6、甲状腺素与基础代谢的速率有密切关系，能给出过量的甲状腺素的肝组织表现出氧的消耗速率增加，以及热的输出增加（生热作用），但组织内的ATP 浓度正常。

对于甲状腺素的生热作用有不同的解释。

一种说法是过量的甲状腺素使得线粒体内的氧化磷酸化解耦联。

这能够说明上述观察吗？另一种解释是生热是由于甲状腺素刺激的组织其ATP 利用的速率增加的结果，这个解释合理吗？为什么？。