c. Ser-Ser-Ser-Arg-Cys-His-Ang-Arg-Arge

28、总结因碱基结构改变而引起基因变异的各种可能的化学因素。

提示: (1)光聚合反应:(2)环外氧的烧基化反应:(3)环外氮基的反应:(4)碱基环氮原子的烷基化反应;(5)白发的化学变化:(6)氧化作用:

第六章生物氧化和生物能

1. 为什么说ATP是生物能的主要表现形式? ATP结构有何特点?

提示:生物能是一种能够被生物体直接利用的特殊能量形式。一般的能量形式并不能直接让生物细胞利用，而ATP是可被生物细胞直接利用的一种瞬时自由能供体。

结构特点:出一分了腺嘌呤核苷和三个磷酸基组成，含两个高能磷酸键，水解能释放大量自由能。生物能的化学本质就是存储于ATP分子焦磷酸键中的化学能。 2.生物体内存在哪些重要的高能磷酸物质?它们的主要功能是什么? 提示:生物体内存在以下几种重要的高能磷酸物质:

1、 氧磷键型，包括(1)乙酰磷酸:细菌合成乙酸或利用乙酸的中间代谢产物。(2)磷酸烯醇式丙酮酸:糖酵解中重要中间产物。在光反应阶段产生，为暗反应阶段提供能量与相应的酶(PEP缩合醇)，也是C4植物中将CO2固定的化合物。(3)氨甲酰磷酸:线粒体中氨与二氧化碳在ATP供能条件下预先合成的活性氨甲酰基化合物。利于鸟氨酸循环的启动。细胞液中则由谷氨酰氨与二氧化碳在ATP供能时合成氨中酰磷酸以启动嘧啶核苷酸的合成。(4) 氨酰腺苷酸;氨基酸通过高能磷酸酯与腺苷酸结合被而活化，进而通过氨酰基tRNA合成酶，在tRNA的3'末端形成氨酰tRNA，用于肽链的合成。

2、氮磷键型，包括(1)磷酸肌酸，(2)磷酸精氨酸:这两种高能化合物在生物体内起储存能量的作用。

8.说明线粒体呼吸链电子传递与ATP合成的关系。

提示:在线粒体呼吸链电子传递过程中，释放出大量能量，这些高能电子传递过程的释能反应与ADP和磷酸合成ATP的需能反应相偶联，从而合成机体所需的主要生物能形式ATP。 9.阐述磷氧比(P/O)的概念及其意义。

提示:概念:磷氧比(P/O)是指参与反应的磷原子与氧原子之比。

意义:由于一个氧原子相当于一对电子，磷氧比(P/O)实质上是表示每传递一.对电子所能合成的ATP的数日，因此，P/O 比可以反映氧化磷酸化的效率。 10.解释电子传递过程中超氧负离子产生的原因及其意义。 提示:产生的原因:在线粒体呼吸链的电子传递系统中，存在很多种单电子传递体，当单电子传递体将一个电了传递给O2时，则产生单电子还原产物一超氧负离了自由基 意义:超氧负离子自由基是一个高活性自由基，具有很强的破坏性。由于其高反应活性，能够进一步产生其他类型的自由基或者其他对机体有害的物质。

l1.鱼藤酮是来自植物的一种天然毒素，强烈抑制昆虫和鱼类线粒体NADH脱氢酶;抗霉素A也是一种毒性很强的抗生素，强烈抑制电子传递链中泛醌的氧化。(1)为什么某些昆虫和鱼类摄入鱼藤酮会致死?(2)为什么抗霉素A是一种毒药? (3)假设鱼藤酮和抗霉素封闭它们各自的作用部位的作用是等同的，那么哪一个的毒性更利害?

提示; (1) 当生成的ATP不能满足生物体对ATP的需求时，生物体将死掉。而NADH脱氢酶被鱼藤酮抑制，降低了电子流经呼吸链的速度，因此减少ATP的合成。某些比出和鱼类只有NADH>O2这条呼吸链，因此这些生物摄入鱼藤酮会致死。

(2)抗霉素A强烈抑制泛醌的氧化，同样使ATP的合成减少，从而不满足机体对ATP的需求而使机体致死。

(3)由于抗霖素A抑制的是泛醌，会封闭了所有电子流向氧的途径，而鱼藤酮只是封闭来白NADH的电子流动而不是封闭所有，所以抗霉索A的毒性更利害 第七章生物代谢

2、举例说明什么是底物水平磷酸化。

提示:物质在生物氧化过程中，常生成-一些含有高能键的化合物，而这些化合物可直接与ATP或GTP的合成相偶联，这种产生ATP等高能分子的方式称为底物水平磷酸化。 4、说明磷酸戊糖途径的主要过程及其意义。

提示:磷酸戊糖途径是糖分解代谢的另一条途径，此代谢途径的主要特点是产生NADPH和戊糖。在磷酸戊糖循环中，还能够发生三碳糖、四碳糖、五碳糖、六碳糖和七碳糖之间的相瓦转化。主要过程:略。

意义:磷酸戊糖代谢广泛存在于动物、植物及微生物中。此途径除了为机体提供生物合成所需要的NADPH和核糖等外，同时也是组织细胞的重要供能形式之一。磷酸戊糖途径是糖酵解和三羧酸循环的重要补充。动物体中，大约有30%的葡萄糖经过磷酸戊糖途径分解代谢。5、说明由糖发酵生成乙醇的主要过程.

提示:葡萄糖经糖酵解途径牛成丙酮酸，丙酮酸在丙酮酸脱羧酶的作用下生成乙酪，进一步在乙醇脱氢酶的催化下生成乙醇。

6、写出葡萄糖到乳酸的总反应式。当葡萄糖浓度为5 mmol/L,乳酸 mmol/L,ATP 2 mmol/L, ADP mmol/L时，此反应的自由能变化(AG\为多少?

7、写出辅酶硫辛酸的结构，并说明硫辛酸的生理功能。

提示:右图为氧化型硫辛酸的化学结构。分子中的二硫键是起作用的关键部位，它通过还原断开及氧化重新结合为二硫键，起到辅酶的作用。例如，硫辛酸存在于内酮酸脱氢酶系和a-酮戊二酸脱氢系中，作为一种酰基载体，在a-酮酸氧化脱羧过程中起酰基转移和电子转移的作用。

B、 甲醇本身是无毒的物质。但是当它转变成甲醛后则表现出强的毒性。试说明饮用甲醇产生中毒的原因，常用的救治甲醇中毒方法是让患者喝酒，试解释原因。

提示:由于甲醇与乙醇结构极其类似，会与7乙醇竞争同乙醇脱氢酶的结合。但是乙醇是乙醇脱氢酶的最佳底物，因此，增加乙醇的量可以有效的阻止乙醇脱氢酶与甲醇的结合，从而减少甲醇代谢为有害的甲醛。 9、用14C标记葡萄糖的第三个碳原子，将这种标记的葡萄糖在无氧条件下与肝组织匀浆、保温，产生的乳酸中哪一个碳原子是14C?如果此匀浆液通入氧气，则乳酸将进一步氧化，所含的标记碳原子将在哪一步反应生成CO2?

提示: (1) 所产生的乳酸分子中羧酸碳原子(即乳酸分子的C)将是含14C标记的。(2)若标记的乳酸分子进行有氧分解，将在闪酮酸的氧化脱羧过程中脱下含'4C的CO2。

10、比较糖酵解途径和糖异生途径，分别指出两个途径的能量产生或消耗情况。试从热力学观点分析糖异生途径不能是糖酵解途径的逆过程。 提示: (1) 糖酵解过程中总的能量产生为8个ATP

(2)糖异牛途径基不是糖酵解的逆反应，但精酵解途径中有三处是不可逆过程，因此糖异生途径有三个过程与糖酵解不同: A.丙酮酸一磷酸烯醇式丙酮酸: 丙酮酸+ATP +CO2-草酰乙酸+ADP

草酰乙酸+GTP-+磷酸烯醇式丙酮酸+GDP+ CO2 此过程消耗1个ATP和1个GTP ,6-二磷酸果糖一>磷酸葡葡糖:

此过程不消耗ATP

C. 6-磷酸葡萄糖一葡萄糖: 此过程不消耗ATP

由于两个丙酮酸生成1个葡菊糖，因此总的能量消耗为: 8个ATP和2个GTP (3)由(2)可知，糖酵解有三个不叫逆过程，因此在糖异生过程中必须通过别的途径绕过这三步。在这三步中:

糖酵解产生的能量为0个ATP

而糖异生消耗为2个ATP和2个GTP

其余反应均可逆。因此，葡萄糖一丙酮酸一葡萄糖这一循环净消耗2个ATP和2个GTP，所以 G不为零，因此糖异生非糖酵解的道过程。 11、计算甘油完全氧化可以合成多少ATP? 提示:共生成: 3AIP + 6NADII+ 1FADII2 共消耗: IATP

净生成: 2ATP + 6NADH +1FADH2=2+6*3+1x2=22 ATP 12、什么是光合作用?

提示:光合作用是指绿色植物等以CO2为碳源，水为供氢体，利用叶绿素分子捕获的光能为能源，合成以糖类物质为主的有机化合物，同时释放出氧气的过程。光合作用是一系列复 杂的代谢反应的总和，是生物界赖以生存的基础，也是地球碳氧循环的重要媒介，也是糖类代谢的主要途径。

13、说明光反应和暗反应的基本过程及其之间的联系。

提示:植物的光合作用可分为光反应和暗反应两个步骤，其中光反应是光能转变成化学能的反应，植物中的叶绿素吸收光能进行光化学反应，使水活化裂解出氧气、氢离子，释放电子，并产生NADPH和ATP。

暗反应足在还原剂NADPII和能量供体ATP作用下，还原二氧化碳为糖类的过程..

联系:光反应和暗反应是光合作用的两个关键步骤。光反应为暗反应提供合成糖类物质所需的还原剂NADPH和能量分子ATP;反过来，暗反应过程中产生的NADP*及ADP也是光反应的原料。

14、叙述C3和C4途径的过程及其相互之间的关系。 提示: (1) 过程;略。

(2) Cs与C4途径的相互关系: C4途径涉及C4循环和C3循环两个途径。其中，C4循环对CO2进行有效固定和浓缩，为C3循环提供高浓度的CO2源，从而大大提高糖类物质的合成效率。

16、计算一分子硬脂酸完全氧化生成二氧化碳和水产生的ATP分子数。

提示:如果按一分了NADH可以合成3分了ATP，一分了FADH2可以合成2分了ATP,那么 分子硬脂酸完全氧化可产生146分子ATP。

17、在脂肪酸的合成过程中，乙酰CoA如何穿过线粒体内膜? 提示:乙酰CoA不能自由通过线粒体内膜，需借助于柠檬酸丙酮 酸循环将乙酰CoA从线粒体内运出到胞质中。首先在线粒体内，乙酰CoA与草酰乙酸经柠檬酸合成酶催化缩合生成柠檬酸，然后再由线粒体内膜上相应的我体协助进入胞质。在胞质内存在的柠檬酸裂解酶可使柠檬酸裂解产生乙酰CoA与草酰乙酸，前者可用于合成脂肪酸，后者可返回线粒体，补充合成柠檬酸时的消耗。

18、为什么说:草酰乙酸浓度的升高，有利于脂肪酸的生物合成?

提示:脂肪酸合成的原料乙酰CoA产生于线粒体中，其必须经柠檬酸转运系统转运到胞浆中才能合成脂肪酸。由于这一-转运 系统需要消耗卓酰乙酸，所以草酰乙酸浓度升高，有利

于脂肪酸的生物合成。

19、什么是酮体?为什么糖尿病患者在代谢过程中容易产生酮体?过量的酮体对机体有何危害?

提示:脂肪酸在B-氧化过程中产生的乙酰CoA在-一定的条件下可以转变为乙酰乙酸、B-羟基丁酸和丙酮等中间产物，这些中间产物统称为酮体。

在糖尿病患者巾，由于草酰乙酸转入糖异生途径而使三羧酸循环不畅，糖不能有效氧化，造成乙酰CoA累积和酮体的合成，结果造成酮体在血液中的浓度增加，当超过肝外组织的利用能力时，引起酮血、酮尿等，以致酸中毒。

20、由乙酰CoA合成1分子油酸(18:1)，需要多少分子NADPH?请简述之。

提示: 18个碳的脂肪酸链需要8次循环完成合成。每加两个碳需用2个NADPII, 8次共需16个NADPH,但油酸中有一个不饱和键[CH:(CH2)>CH CH-(CH2)7COOH)1. 少用个还原剂NADPII，因此共需15个NADPII..

21、说明转氨酶催化的转氨基反应特点。写出谷丙转氨酶(GPT)催化的反应过程。 为什么肝炎患者的血液中GPT含量高。

提示: (1) 通过转氨酶将氨基酸上的氨基转到另一-酮酸分了上，使酮酸转变成相应的氨基酸，而原米的氨基酸则因失去氨基形成酮酸。该反应只能转移氨基，不能脱去氨基。 (2)反应过程:略。

(3)在正常情况下，转氨酶主要存在于细胞内，在肝中活性最高，在血消中的活性很低。当 肝脏发生炎症时，由于细胞膜的通透性增加，转氨酶大量进入血液，使血液中谷丙转氨酶的含量增高。

22、说明氨基酸的代谢产物氨由组织细胞和肌肉细胞转运到肝中的过程。

24、写出丙氨酸在排尿动物体内完全氧化的总反应式。 提示:CH3CH(NH3)coOr + SNAD*+FAD+ 5H2O+2TP+ Asp-

2CO2 + SNADH + FADH2+5H*+尿素+ADP+ Pi+ AMP+ PPi+延胡索酸 25、简述谷氨酸在氨基酸分解代谢中的重要地位。

26、解释生酮氨基酸和生糖氨基酸的不同之处。

提示:生糖氨基酸在分解代谢中可以产生两用酸、a-酮戊二二酸、草酰乙酸、延胡索酸或琥珀酰CoA等中间产物，这些中间产物可以通过代谢途径转变成糊:生酮氨基酸在分解代谢中产生的中间产物乙酰CoA或乙酰Z酰CoA，可以通过代谢途径转变成酮体。 27、氨基酸生物合成的起始物质有哪些?这些物质与糖代谢和脂代谢有何关系?

提示;氨基酸生物合成的起始物质有a酮戊二酸、草酰乙酸、丙酮酸、3-磷酸日油酸、4磷酸

亦藓糖、磷酸烯醇式丙酮酸、磷酸核糖焦磷酸。这些起始物质是糖代谢或脂代谢的中间产物。 28、如果用甲基碳用4C标记了的丙氨酸作为起始原料，通过生物合成生成葡萄 糖。试推测14C将出现在葡萄糖哪个碳原子上?

29、什么是生物固氮?说明生物固氮的意义。

提示:某些微生物和藻类将分子状态的氮转化成氨的过程称为生物固氮。

意义:生物固氮将大气中游离态的氮元素转变成生物体能直接吸收利用的氮元素，而氮元素是生物休蛋白质组成的必需元素，也是生物生长必须的大量元素之一,同时还参与多种生命活动。大气中的氮气以氮氮三键结合，结合非常紧密，很不容易被生物直接吸收。人上固氮的效率不高，而月高温高压的条件也比较苛刻，而雷电固氮、火山喷发固氮所固定的氮素很

难被收集。同时生物固氮所固定的氮素占世界上固氮量的90%，占绝对的数量，同时促进了生态圈物质的循环，因此生物固氮作用在整个生物界具有极为重要的意义。 31、试简述代谢的共同特点。 提示:共同特点如下: (1)都是酶促反应。

(2)都是分步进行的，由许多中间反应和中间产物组成。这-连申的中间反应过程称为中间 代谢。

(3)在物质代谢过程中，总伴随着能量代谢。通过能量代谢将合成和分解代谢联系起来。 (4)同一物质，其分解代谢和合成代谢途径一般不同。 (5)同一物质，共分解代谢和合成代谢的场所可以不同。 (6)分解代谢和合成代谢可共同利用一些代谢环节。

(7)糖、脂和蛋白质的分解代谢途径大体都可分为三个阶段:大分子分解为结构单元分子; 结构单元分子降解为共同的中间产物;共同的中间产物降解为简单的终产物。

(8)一般米讲，分解代谢是收敛的，合成代谢是发散的。代谢过程不仅有直线型和分支型途 径，而且还有循环途径。