【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 糖；AB型X位蒹有A型和B型的糖；O型X位是空的。9．請(qǐng)寫(xiě)出下列結(jié)構(gòu)式：(1) α―L―巖藻糖 (2)α―D―半乳糖(3) N―乙酰氨基―α―D―葡萄糖 (4) N―乙酰氨基―α―D―半乳糖胺解答：略。10．隨著分子生物學(xué)的飛速發(fā)展，生命的奧秘正在逐漸被揭示。大量的研究已表明，各種錯(cuò)綜復(fù)雜的生命現(xiàn)象的產(chǎn)生和疾病的形成過(guò)程均與糖蛋白的糖鏈有關(guān)。請(qǐng)閱讀相關(guān)資料，列舉你感興趣的糖的生物學(xué)功能。解答：略。 5 脂類化合物和生物膜1．簡(jiǎn)述脂質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生物學(xué)作用。解答：(1)脂質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：脂質(zhì)是生物體內(nèi)一大類不溶于水而易溶于非極性有機(jī)溶劑的有機(jī)化合物，大多數(shù)脂質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是脂肪酸和醇形成的酯及其衍生物。脂肪酸多為4碳以上的長(zhǎng)鏈一元羧酸，醇成分包括甘油、鞘氨醇、高級(jí)一元醇和固醇。脂質(zhì)的元素組成主要為碳、氫、氧，此外還有氮、磷、硫等。(2)脂質(zhì)的生物學(xué)作用：脂質(zhì)具有許多重要的生物功能。脂肪是生物體貯存能量的主要形式，脂肪酸是生物體的重要代謝燃料，生物體表面的脂質(zhì)有防止機(jī)械損傷和防止熱量散發(fā)的作用。磷脂、糖脂、固醇等是構(gòu)成生物膜的重要物質(zhì)，它們作為細(xì)胞表面的組成成分與細(xì)胞的識(shí)別、物種的特異性以及組織免疫性等有密切的關(guān)系。有些脂質(zhì)（如萜類化合物和固醇等）還具有重要生物活性，具有維生素、激素等生物功能。脂質(zhì)在生物體中還常以共價(jià)鍵或通過(guò)次級(jí)鍵與其他生物分子結(jié)合形成各種復(fù)合物，如糖脂、脂蛋白等重要的生物大分子物質(zhì)。2．概述脂肪酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。解答：(1)脂肪酸的結(jié)構(gòu)：脂肪酸分子為一條長(zhǎng)的烴鏈（“尾”）和一個(gè)末端羧基（“頭”）組成的羧酸。烴鏈以線性為主，分枝或環(huán)狀的為數(shù)甚少。根據(jù)烴鏈?zhǔn)欠耧柡?，可將脂肪酸分為飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸?2)脂肪酸的性質(zhì)：①脂肪酸的物理性質(zhì)取決于脂肪酸烴鏈的長(zhǎng)度和不飽和程度。烴鏈越長(zhǎng)，非極性越強(qiáng)，溶解度也就越低。②脂肪酸的熔點(diǎn)也受脂肪酸烴鏈的長(zhǎng)度和不飽和程度的影響。③脂肪酸中的雙鍵極易被強(qiáng)氧化劑，如H2O超氧陰離子自由基（）、羥自由基（OH）等所氧化，因此含不飽和脂肪酸豐富的生物膜容易發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化作用，從而繼發(fā)引起膜蛋白氧化，嚴(yán)重影響膜的結(jié)構(gòu)和功能。④脂肪酸鹽屬于極性脂質(zhì)，具有親水基（電離的羧基）和疏水基（長(zhǎng)的烴鏈），是典型的兩親性化合物，屬于離子型去污劑。⑤必需脂肪酸中的亞油酸和亞麻酸可直接從植物食物中獲得，花生四烯酸則可由亞油酸在體內(nèi)轉(zhuǎn)變而來(lái)。它們是前列腺素、血栓噁烷和白三烯等生物活性物質(zhì)的前體。3．概述磷脂、糖脂和固醇類的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和生物學(xué)作用解答：Ⅰ. 磷脂包括甘油磷脂和鞘磷脂兩類，它們主要參與細(xì)胞膜系統(tǒng)的組成，少量存在于其他部位。(1)甘油磷脂的結(jié)構(gòu)：甘油磷脂是由sn甘油3磷酸衍生而來(lái)，分子中甘油的兩個(gè)醇羥基與脂肪酸成酯，第三個(gè)醇羥基與磷酸成酯或磷酸再與其他含羥基的物質(zhì)(如膽堿、乙醇胺、絲氨酸等醇類衍生物)結(jié)合成酯。(2)甘油磷脂的理化性質(zhì)：①物理性質(zhì)：甘油磷脂脂雙分子層結(jié)構(gòu)在水中處于熱力學(xué)的穩(wěn)定狀態(tài)，構(gòu)成生物膜的結(jié)構(gòu)基本特征之一②化學(xué)性質(zhì)：a. 水解作用：在弱堿溶液中，甘油磷脂水解產(chǎn)生脂肪酸的金屬鹽。如果用強(qiáng)堿水解，甘油磷脂水解生成脂肪酸鹽、醇（X―OH）和磷酸甘油。b. 氧化作用：與三酰甘油相似，甘油磷脂中所含的不飽和脂肪酸在空氣中能被氧化生成過(guò)氧化物，最終形成黑色過(guò)氧化物的聚合物。c. 酶解作用：甘油磷脂可被各種磷脂酶（PLA）專一水解。(3)鞘磷脂即鞘氨醇磷脂，在高等動(dòng)物的腦髓鞘和紅細(xì)胞膜中特別豐富，也存在于許多植物種子中。鞘磷脂由鞘氨醇、脂肪酸和磷脂酰膽堿（少數(shù)磷脂酰乙醇胺）組成。Ⅱ. 糖脂是指糖基通過(guò)其半縮醛羥基以糖苷鍵與脂質(zhì)連接的化合物。糖脂可分為鞘糖脂、甘油糖脂以及由固醇衍生的糖脂，其中鞘糖脂和甘油糖脂是膜脂的主要成分。(1)鞘糖脂是神經(jīng)酰胺的1位羥基被糖基化形成的糖苷化合物。依據(jù)糖基是否含有唾液酸或硫酸基成分，鞘糖脂又可分為中性鞘糖脂和酸性鞘糖脂。①中性鞘糖脂：又稱腦苷脂，是由神經(jīng)酰胺的C1上的羥基與一單糖分子（半乳糖、葡萄糖等）以糖苷鍵結(jié)合而成，不含唾液酸成分。中性鞘糖脂一般為白色粉狀物，不溶于水、乙醚，溶于熱乙醇、熱丙酮、吡啶及苯等，性質(zhì)穩(wěn)定，不被皂化。它們不僅是血型抗原，而且與組織和器官的特異性，細(xì)胞之間的識(shí)別有關(guān)。②酸性鞘糖脂：糖基部分含有唾液酸或硫酸基的鞘糖脂稱為酸性鞘糖脂。糖基部分含有唾液酸的鞘糖脂常稱神經(jīng)節(jié)苷脂，是最復(fù)雜的一類甘油鞘脂，由神經(jīng)酰胺與結(jié)構(gòu)復(fù)雜的寡糖結(jié)合而成，是大腦灰質(zhì)細(xì)胞膜的組分之一，也存在于脾、腎及其他器官中。(2)甘油糖脂是糖基二酰甘油，它是二酰甘油分子sn3位上的羥基與糖基以糖苷鍵連接而成。甘油糖脂主要存在于植物和微生物中。植物的葉綠體和微生物的質(zhì)膜含有大量的甘油糖脂。它可能在神經(jīng)髓鞘形成中起作用。Ⅲ. 固醇類也稱甾類，所有固醇類化合物都是以環(huán)戊烷多氫菲為核心結(jié)構(gòu)，因羥基的構(gòu)型不同，可有α及β兩型。膽固醇(也稱膽甾醇)是一種重要的甾醇類物質(zhì)，一種環(huán)戊烷多氫菲的衍生物。是動(dòng)物組織中含量最豐富的固醇類化合物，有游離型和酯型兩種形式。存在于一切動(dòng)物細(xì)胞中，以腦、神經(jīng)組織及腎上腺中含量特別豐富，其次為肝、腎、脾和皮膚及脂肪組織。4．生物膜由哪些脂質(zhì)化合物組成的？各有何理化性質(zhì)？解答：組成生物膜的脂質(zhì)主要包括磷脂、固醇及糖脂。（1）磷脂：①甘油磷脂，是生物膜的主要成分。是由sn甘油3磷酸分子中甘油的兩個(gè)醇羥基與脂肪酸成酯，第三個(gè)醇羥基與磷酸成酯或磷酸再與其他含羥基的物質(zhì)(如膽堿、乙醇胺、絲氨酸等醇類衍生物)結(jié)合成酯。物理性質(zhì)：純的甘油磷脂是白色蠟狀固體，大多溶于含少量水的非極性溶劑中。用氯仿—甲醇混合溶劑很容易將甘油磷脂從組織中提取出來(lái)。這類化合物又稱為兩性脂質(zhì)或稱極性脂質(zhì)，具有極性頭和非極性尾兩個(gè)部分?；瘜W(xué)性質(zhì)：a.?水解作用：在弱堿溶液中，甘油磷脂水解產(chǎn)生脂肪酸的金屬鹽。強(qiáng)堿水解，生成脂肪酸鹽、醇（X―OH）和磷酸甘油。b.?氧化作用：甘油磷脂中所含的不飽和脂肪酸在空氣中能被氧化生成過(guò)氧化物，最終形成黑色過(guò)氧化物的聚合物。c.?酶解作用：甘油磷脂可被各種磷脂酶（PLA）專一水解。②鞘磷脂（SM）：鞘磷脂由鞘氨醇、脂肪酸和磷脂酰膽堿（少數(shù)為磷脂酰乙醇胺）組成。鞘磷脂為白色晶體，性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于丙酮和乙醚，而溶于熱乙醇中，具兩性解離性質(zhì)。（2）固醇：高等植物的固醇主要為谷甾醇和豆甾醇。動(dòng)物細(xì)胞膜的固醇最多的是膽固醇。膽固醇分子的一端有一極性頭部基團(tuán)羥基因而親水，分子的另一端具有羥鏈及固醇的環(huán)狀結(jié)構(gòu)而疏水。因此固醇與磷脂類化合物相似也屬于兩性分子。物理性質(zhì)：膽固醇為白色斜方晶體，無(wú)味、無(wú)臭，℃，高度真空條件下能被蒸餾。膽固醇不溶于水，易溶于乙醚、氯仿、苯、丙酮、熱乙醇、醋酸乙酯及膽汁酸鹽溶液中。介電常數(shù)高，不導(dǎo)電?；瘜W(xué)性質(zhì)：膽固醇C3上的羥基易與高級(jí)脂肪酸(如軟脂酸、硬脂酸及油酸等)結(jié)合形成膽固醇酯。膽固醇的雙鍵可與氫、溴、碘等發(fā)生加成反應(yīng)。膽固醇可被氧化成一系列衍生物。膽固醇易與毛地黃糖苷結(jié)合而沉淀，這一特性可以用于膽固醇的定量測(cè)定。膽固醇的氯仿溶液與醋酸酐和濃硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生藍(lán)綠色(Liebermann―Burchard反應(yīng))。 （3）糖脂：是指糖基通過(guò)其半縮醛羥基以糖苷鍵與脂質(zhì)連接的化合物。鞘糖脂和甘油糖脂是膜脂的主要成分。①鞘糖脂：依據(jù)糖基是否含有唾液酸或硫酸基成分，鞘糖脂又可分為中性鞘糖脂和酸性鞘糖脂。中性鞘糖脂，是非極性的。鞘糖脂的疏水尾部伸入膜的脂雙層，極性糖基露在細(xì)胞表面，它們不僅是血型抗原，而且與組織和器官的特異性，細(xì)胞之間的識(shí)別有關(guān)。中性鞘糖脂一般為白色粉狀物，不溶于水、乙醚．溶于熱乙醇、熱丙酮、吡啶及苯等，性質(zhì)穩(wěn)定，不被皂化。酸性鞘糖脂，糖基部分含有唾液酸或硫酸基的鞘糖脂。糖基部分含有唾液酸的鞘糖脂常稱神經(jīng)節(jié)苷脂，不溶于乙醚、丙酮，微溶于乙醇，易溶于氯仿和乙醇的混合液。②甘油糖脂：是糖基二酰甘油，它是二酰甘油分子sn3位上的羥基與糖基以糖苷鍵連接而成。甘油糖脂主要存在于植物和微生物中。植物的葉綠體和微生物的質(zhì)膜含有大量的甘油糖脂。在哺乳動(dòng)物組織中也檢測(cè)出了半乳糖基甘油酯，可能在神經(jīng)髓鞘形成中起作用。5．何為必需脂肪酸？哺乳動(dòng)物體內(nèi)所需的必需脂肪酸都有哪些？解答：哺乳動(dòng)物體內(nèi)能夠自身合成飽和及單不飽和脂肪酸，但不能合成機(jī)體必需的亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸等多不飽和脂肪酸。我們將這些機(jī)體生長(zhǎng)必需的而自身不能合成，必須由膳食提供的脂肪酸稱為必需脂肪酸。6．何為生物膜？主要組成是什么？各有何作用？解答：任何細(xì)胞都以一層薄膜將其內(nèi)容物與環(huán)境分開(kāi)，這層薄膜稱為細(xì)胞的質(zhì)膜。此外大多數(shù)細(xì)胞中還有許多內(nèi)膜系統(tǒng)，它們組成具有各種特定功能的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)和細(xì)胞器如細(xì)胞核、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體、高爾基體、過(guò)氧化酶體等，在植物細(xì)胞中還有葉綠體。所有這些膜雖然組分和功能不同，但在電鏡下卻表現(xiàn)出大體相同的形態(tài)、厚度6～9nm的3片層結(jié)構(gòu)。這樣細(xì)胞的外周膜和內(nèi)膜系統(tǒng)稱為“生物膜”。（1） 膜脂：其中磷脂、糖脂、固醇等脂質(zhì)物質(zhì)都屬于兩性分子。當(dāng)磷脂分散于水相時(shí)，分子的疏水尾部?jī)A向于聚集在一起，避開(kāi)水相，而親水頭部暴露在水相，形成具有雙分子層結(jié)構(gòu)的封閉囊泡，通稱為脂質(zhì)體。脂質(zhì)體的形成將細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境分開(kāi)。膜脂不但是構(gòu)成生物膜的重要物質(zhì)。而且與細(xì)胞識(shí)別、種的特異性、組織免疫性等有密切的關(guān)系。（2） 膜蛋白：對(duì)物質(zhì)代謝（酶蛋白）、物質(zhì)傳送、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、信息的接受與傳遞、支持與保護(hù)均有重要意義。7．一些藥物必須在進(jìn)入活細(xì)胞后才能發(fā)揮藥效，但它們中大多是帶電荷或有極性的，因此不能靠被動(dòng)擴(kuò)散跨膜。人們發(fā)現(xiàn)利用脂質(zhì)體運(yùn)輸某些藥物進(jìn)入細(xì)胞是很有效的辦法，試解釋脂質(zhì)體是如何發(fā)揮作用的。解答：脂質(zhì)體是脂雙層膜組成的封閉的、內(nèi)部有空間的囊泡。離子和極性水溶性分子（包括許多藥物）被包裹在脂質(zhì)體的水溶性的內(nèi)部空間，負(fù)載有藥物的脂質(zhì)體可以通過(guò)血液運(yùn)輸，然后與細(xì)胞的質(zhì)膜相融合將藥物釋放入細(xì)胞內(nèi)部。 6 酶1．作為生物催化劑，酶最重要的特點(diǎn)是什么？解答：作為生物催化劑，酶最重要的特點(diǎn)是具有很高的催化效率以及高度專一性。2．酶分為哪幾大類？每一大類酶催化的化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)是什么？請(qǐng)指出以下幾種酶分別屬于哪一大類酶：j 磷酸葡糖異構(gòu)酶（phosphoglucose isomerase）k 堿性磷酸酶（alkaline phosphatase）l 肌酸激酶（creatine kinase）m 甘油醛―3―磷酸脫氫酶（glyceraldehyde3phosphate dehydrogenase）n 琥珀酰―CoA合成酶（succinylCoA synthetase）o 檸檬酸合酶（citrate synthase）p 葡萄糖氧化酶（glucose oxidase）q 谷丙轉(zhuǎn)氨酶（glutamicpyruvic transaminase）r 蔗糖酶（invertase）s T4 RNA 連接酶（T4 RNA ligase）解答：前兩個(gè)問(wèn)題參考本章第3節(jié)內(nèi)容。j 異構(gòu)酶類；k 水解酶類；l 轉(zhuǎn)移酶類；m 氧化還原酶類中的脫氫酶；n 合成酶類；o 裂合酶類；p 氧化還原酶類中的氧化酶；q 轉(zhuǎn)移酶類；r 水解酶類；s 合成酶類（又稱連接酶類）。3．什么是誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)，該學(xué)說(shuō)如何解釋酶的專一性？解答：“誘導(dǎo)契合”學(xué)說(shuō)認(rèn)為酶分子的結(jié)構(gòu)并非與底物分子正好互補(bǔ)，而是具有一定的柔性，當(dāng)酶分子與底物分子靠近時(shí)，酶受底物分子誘導(dǎo)，其構(gòu)象發(fā)生有利于與底物結(jié)合的變化，酶與底物在此基礎(chǔ)上互補(bǔ)契合進(jìn)行反應(yīng)。根據(jù)誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)，經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)之后，酶與底物在結(jié)構(gòu)上的互補(bǔ)性是酶催化底物反應(yīng)的前提條件，酶只能與對(duì)應(yīng)的化合物契合，從而排斥了那些形狀、大小等不適合的化合物，因此酶對(duì)底物具有嚴(yán)格的選擇性，即酶具有高度專一性。4．闡述酶活性部位的概念、組成與特點(diǎn)。解答：參考本章第5節(jié)內(nèi)容。5．經(jīng)過(guò)多年的探索，你終于從一噬熱菌中純化得到一種蛋白水解酶，可用作洗衣粉的添加劑。接下來(lái)，你用定點(diǎn)誘變的方法研究了組成該酶的某些氨基酸殘基對(duì)酶活性的影響作用：（1）你將第65位的精氨酸突變?yōu)楣劝彼?，發(fā)現(xiàn)該酶的底物專一性發(fā)生了較大的改變，試解釋原因；（2）你將第108位的絲氨酸突變?yōu)楸彼?，發(fā)現(xiàn)酶活力完全失去，試解釋原因；（3）你認(rèn)為第65位的精氨酸與第108位的絲氨酸在酶的空間結(jié)構(gòu)中是否相互靠近，為什么？解答：（1）第65位的氨基酸殘基可能位于酶活性部位中的底物結(jié)合部位，對(duì)酶的專一性有較大影響，當(dāng)該氨基酸殘基由精氨酸突變?yōu)楣劝彼岷?，其帶電性質(zhì)發(fā)生了改變，不再具有與原底物之間的互補(bǔ)性，導(dǎo)致酶的專一性發(fā)生改變。（2）第108位的絲氨酸殘基應(yīng)位于酶活性部位的催化部位，是決定酶是否有活力的關(guān)鍵氨基酸，通常它通過(guò)側(cè)鏈上的羥基起到共價(jià)催化的功能，當(dāng)該殘基突變?yōu)楸彼岷?，?cè)鏈羥基被氫取代，不能再起原有的共價(jià)催化作用，因此酶活力完全失去。（3）第65位的精氨酸與第108位的絲氨酸在酶的空間結(jié)構(gòu)中應(yīng)相互靠近，因?yàn)檫@兩個(gè)氨基酸殘基都位于酶的活性部位，根據(jù)酶活性部位的特點(diǎn)，參與組成酶活性部位的氨基酸殘基在酶的空間結(jié)構(gòu)中是相互靠近的。6．酶具有高催化效率的分子機(jī)理是什么？解答：酶具有高催化效率的分子機(jī)理是：酶分子的活性部位結(jié)合底物形成酶―底物復(fù)合物，在酶的幫助作用下（包括共價(jià)作用與非共價(jià)作用），底物進(jìn)入特定的過(guò)渡態(tài)，由于形成此過(guò)渡態(tài)所需要的活化能遠(yuǎn)小于非酶促反應(yīng)所需要的活化能，因而反應(yīng)能夠順利進(jìn)行，形成產(chǎn)物并釋放出游離的酶，使其能夠參與其余底物的反應(yīng)。7．利用底物形變和誘導(dǎo)契合的原理，解釋酶催化底物反應(yīng)時(shí)，酶與底物的相互作用。解答：當(dāng)酶與底物互相接近時(shí)，在底物的誘導(dǎo)作用下，酶的構(gòu)象發(fā)生有利于底物結(jié)合的變化，與此同時(shí)，酶中某些基團(tuán)或離子可以使底物分子中圍繞其敏感鍵發(fā)生形變。酶與底物同時(shí)發(fā)生變化的結(jié)果是酶與底物形成一個(gè)互相契合的復(fù)合物，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成過(guò)渡態(tài)形式，在過(guò)渡態(tài)形式中，酶活性部位的構(gòu)象與底物過(guò)渡態(tài)構(gòu)象十分吻合，從而降低活化能，增加底物的反應(yīng)速率。8．簡(jiǎn)述酶促