生物化学课后答案解析_张丽萍

9 糖代谢

1．假设细胞匀浆中存在代谢所需要的酶和辅酶等必需条件,若葡萄糖的C-1处用14C 标记,那么在下列代谢产物中能否找到14C标记。

（1）CO2；（2）乳酸；（3）丙氨酸。

解答：

（1）能找到14C标记的CO2 葡萄糖→→丙酮酸(*C1) →氧化脱羧生成标记的CO2。

（2）能找到14C标记的乳酸丙酮酸(*C1)加NADH+H+还原成乳酸。

（3）能找到14C标记的丙氨酸丙酮酸(*C1) 加谷氨酸在谷丙转氨酶作用下生成14C 标记的丙氨酸。

2．某糖原分子生成n 个葡糖-1-磷酸，该糖原可能有多少个分支及多少个α-（1—6）糖苷键（*设：糖原与磷酸化酶一次性作用生成）?如果从糖原开始计算，lmol葡萄糖彻底氧化为CO2和H2O，将净生成多少mol ATP?

解答：经磷酸化酶作用于糖原的非还原末端产生n个葡萄糖-1-磷酸, 则该糖原可能有n+1个分支及n+1个α-（1—6）糖苷键。如果从糖原开始计算，lmol葡萄糖彻底氧化为CO2和 H2O, 将净生成33molATP。

3．试说明葡萄糖至丙酮酸的代谢途径,在有氧与无氧条件下有何主要区别?

解答：(1) 葡萄糖至丙酮酸阶段，只有甘油醛-3-磷酸脱氢产生NADH+H+ 。NADH+H+代谢去路不同, 在无氧条件下去还原丙酮酸; 在有氧条件下,进入呼吸链。

(2) 生成ATP的数量不同,净生成2mol ATP; 有氧条件下净生成7mol ATP。

葡萄糖至丙酮酸阶段，在无氧条件下，经底物磷酸化可生成4mol ATP（甘油酸-1,3-二磷酸生成甘油酸-3-磷酸，甘油酸-2-磷酸经烯醇丙酮酸磷酸生成丙酮酸），葡萄糖至葡

糖-6-磷酸，果糖-6-磷酸至果糖

1,6

--二磷酸分别消耗了1mol ATP, 在无氧条件下净生

成2mol ATP。在有氧条件下，甘油醛-3-磷酸脱氢产生NADH+H+进入呼吸链将生成2×2.5mol ATP，所以净生成7mol ATP。

4．O2没有直接参与三羧酸循环,但没有O2的存在,三羧酸循环就不能进行,为什么?丙二酸对三羧酸循环有何作用?

解答：三羧酸循环所产生的3个NADH+H+和1个FADH2需进入呼吸链，将H+和电子传递给O2生成H2O。没有O2将造成NADH+H+和FADH2的积累，而影响三羧酸循环的进行。丙二酸是琥珀酸脱氢酶的竟争性抑制剂，加入丙二酸会使三羧酸循环受阻。

5．患脚气病病人丙酮酸与α–酮戊二酸含量比正常人高（尤其是吃富含葡萄糖的食物后），请说明其理由。

解答：因为催化丙酮酸与α–酮戊二酸氧化脱羧的酶系需要TPP作酶的辅因子, TPP 是VB1的衍生物,患脚气病病人缺VB1, 丙酮酸与α–酮戊二酸氧化受阻, 因而含量比正常人高。

6．油料作物种子萌发时,脂肪减少糖増加，利用生化机制解释该现象，写出所经历的主要生化反应历程。

解答：油料作物种子萠发时,脂肪减少，糖増加,表明脂肪转化成了糖。转化途径是:脂肪酸氧化分解成乙酰辅酶A,乙酰辅酶A经乙醛酸循环中的异柠檬酸裂解酶与苹果酸合成酶催化, 生成草酰乙酸,再经糖异生转化为糖。

7．激烈运动后人们会感到肌肉酸痛,几天后酸痛感会消失.利用生化机制解释该现象。

解答：激烈运动时, 肌肉组织中氧气供应不足, 酵解作用加强, 生成大量的乳酸, 会感到肌肉酸痛,经过代谢, 乳酸可转变成葡萄糖等其他物质,或彻底氧化为CO2和 H2O, 因乳酸含量减少酸痛感会消失。

8．写出UDPG的结构式。以葡萄糖为原料合成糖原时,每增加一个糖残基将消耗多少ATP?

解答：以葡萄糖为原料合成糖原时 , 每增加一个糖残基将消耗3molATP。过程如下：ATP G6P ADP

+--+

葡萄糖

(激酶催化),

G 6P G 1P ----(己糖磷酸异构酶催化),

2G 1P UTP UDPG PPi PPi H O 2Pi

--+++−−→(UDPG 焦磷酸化酶催化),

再在糖原合成酶催化下，UDPG 将葡萄糖残基加到糖原引物非还原端形成α-1,4-糖苷键。

9．在一个具有全部细胞功能的哺乳动物细胞匀浆中分别加入1mol 下列不同的底物,每种底物完全被氧化为CO 2和H 2O 时，将产生多少摩尔 ATP 分子?

(1) 丙酮酸 （2）烯醇丙酮酸磷酸 (3) 乳酸 (4) 果糖-l ，6-二磷酸

（5）二羟丙酮磷酸 (6)草酰琥珀酸

解答：(1) 丙酮酸被氧化为CO 2和H 2O 时，将产生12.5mol ATP ；

(2）磷酸烯醇式丙酮酸被氧化为CO 2和H 2O 时，将产生13.5mol ATP ；

(3) 乳酸被氧化为CO 2和H 2O 时，将产生15mol ATP ；

(4) 果糖1,6--二磷酸被氧化为CO 2和H 2O 时，将产生34mol ATP ；

(5) 二羟丙酮磷酸被氧化为CO 2和H 2O 时，将产生17mol ATP ；

(6)草酰琥珀酸被氧化为CO 2和H 2O 时，将产生20mol ATP 。

10 脂质的代谢

1．脂肪是如何分解和合成的?

解答：生物体利用三酰甘油是通过脂肪酶水解三酰甘油生成甘油与脂肪酸。甘油和脂肪酸在组织内进一步氧化生成CO 2、水及能量。合成脂肪所需的甘油-3-磷酸可由糖酵解产生的二羟丙酮磷酸还原而成，亦可由脂肪动员产生的甘油经脂肪组织外的甘油激酶催化与ATP 作用而成。脂肪酸经活化生成的脂酰辅酶A 与甘油-3-磷酸缩合生成磷脂酸；二羟丙酮磷酸也能与脂酰CoA 作用生成脂酰二羟丙酮磷酸，然后还原生成溶血磷脂酸，溶血磷脂酸和脂酰CoA 作用可生成磷脂酸。磷脂酸在磷脂酸磷酸酶作用生成二酰甘油及磷酸。二酰甘油与另一分子的脂酰CoA 缩合即生成三酰甘油。

详见10.2和10.3节。

2．什么是β-氧化？1mol 硬脂酸彻底氧化可净产生多摩尔ATP?

解答：脂肪酸氧化作用是发生在β碳原子上，逐步将碳原子成对地从脂肪酸链上切下，

这个作用即β-氧化。它经历了脱氢（辅酶FAD ），加水，再脱氢(辅酶NAD +)，硫解四步骤，

从脂肪酸链上分解下一分子乙酰CoA 。1mol 硬脂酸（十八碳饱和脂肪酸）彻底氧化可净产生120mol 摩尔ATP 。1.5×8+2.5×8+10×9-2=12+20+90-2=120 mol ATP 。

详见10.2.2中的“脂肪酸β-氧化过程中的能量转变”。

3．脂肪酸除β-氧化途径外，还有哪些氧化途径?

解答：脂肪酸除主要进行β-氧化作用外，还可进行另两种方式的氧化，即α-氧化与ω-氧化。

在α-氧化途径中长链脂肪酸的α-碳在加单氧酶的催化下氧化成羟基生成α-羟脂酸。羟脂酸可转变为酮酸，然后氧化脱羧转变为少一个碳原子的脂肪酸。此外脂肪酸的末端甲基(ω-端)可经氧化作用后转变为ω-羟脂酸，然后再氧化成,αω-二羧酸进行β-氧化，此途径称为ω-氧化。含奇数碳原子的脂肪酸也可进行β-氧化,但最后一轮，产物是丙酰CoA 和乙酰CoA 。丙酰CoA 经代谢生成琥珀酰CoA 。也可以经其他代谢途径转变成乳酸及乙酰CoA 进行氧化。

详见10.2.3中的“奇数碳链脂肪酸的氧化”和10.2.3中的“α-氧化和ω-氧化”。

4．C16:1与相同碳原子数的饱和脂肪酸氧化途径有何区别?

解答：几乎所有生物体的不饱和脂肪酸都只含有顺式双键,且多在第9位,而β-氧化中的△2-反烯脂酰CoA 水化酶和β-羟脂酰CoA 脱氢酶具有高度立体异构专一性,所以不饱

和脂肪酸的氧化除要有β-氧化的全部酶外,还需要△3-顺, △2-反烯脂酰CoA 异构酶和△

2-反，△4-顺二烯脂酰CoA 还原酶。详见 10.2.2.5“不饱和脂肪酸的氧化”。不饱和脂肪酸C 16:1比相同碳原子数的饱和脂肪酸少生成1.5个ATP 。