【正文】 =220 kJ/mol2．在呼吸鏈傳遞電子的系列氧化還原反應(yīng)中，請(qǐng)指出下列反應(yīng)中哪些是電子供體，哪些是電子受體，哪些是氧化劑，哪些是還原劑（EFMN為NADH脫氫酶復(fù)合物含鐵硫蛋白，輔基為FMN）？（1）NADH+H++EFMNNAD++EFMNH2（2）EFMNH2+2Fe3+EFMN+2Fe2++2H+(3) 2Fe2++2H++Q2Fe3++QH2解答：在氧化―還原反應(yīng)中,如果反應(yīng)物失去電子,則該物質(zhì)稱為還原劑；如果反應(yīng)物得到電子, 則該反應(yīng)物稱為氧化劑。所以得出如下結(jié)論：反應(yīng)電子供體 電子受體 還原劑 氧化劑（1）（2）（3）NADH EFMN NADH EFMNEFMNH2 Fe3+ EFMNH2 Fe3+ Fe2+ Q Fe2+ Q3．組成原電池的兩個(gè)半電池，半電池A含有1mol/L的甘油酸–3–磷酸和1mol/L的甘油醛–3–磷酸，而另外的一個(gè)半電池B含有1mol/L NAD+和1mol/L NADH。回答下列問題：（1）哪個(gè)半電池中發(fā)生的是氧化反應(yīng)？（2）在半電池B中，哪種物質(zhì)的濃度逐漸減少？(3）電子流動(dòng)的方向如何？（4）總反應(yīng)（半電池A+半電池B）的ΔE是多少？解答：氧化還原電位ΔE162。θ的數(shù)值愈低,即供電子的傾向愈大, 本身易被氧化成為還原劑, 另一種物質(zhì)則作為氧化劑易得到電子被還原。根據(jù)該理論判斷：（1）半電池A中發(fā)生的是氧化反應(yīng)；(2) 當(dāng)甘油醛–3–磷酸被氧化后NAD+減少；(3) 電子由半電池A流向半電池B；(4) 總反應(yīng)的ΔE162。θ是+。4．魚藤酮是一種的極強(qiáng)的殺蟲劑，它可以阻斷電子從NADH脫氫酶上的FMN向CoQ的傳遞。（1）為什么昆蟲吃了魚藤酮會(huì)死去?（2）魚藤酮對(duì)人和動(dòng)物是否有潛在的威脅?(3)魚藤酮存在時(shí),理論上1mol琥珀酰CoA將凈生成多少ATP?解答：電子由NADH或FADH2經(jīng)電子傳遞呼吸鏈傳遞給氧，最終形成水的過程中伴有ADP磷酸化為ATP，這一過程稱電子傳遞體系磷酸化。體內(nèi)95%的ATP是經(jīng)電子傳遞體系磷酸化途徑產(chǎn)生的。(1) 魚藤酮阻斷了電子從NADH脫氫酶上的FMN向CoQ的傳遞，還原輔酶不能再氧化, 氧化放能被破壞，昆蟲將不能從食物中獲得足夠的維持生命活動(dòng)需要的ATP。(2)所有需氧生物電子傳遞系統(tǒng)十分相似，都包含有FMN和CoQ這種共同的環(huán)節(jié)，因此魚藤酮對(duì)人體和所有的動(dòng)物都有潛在的毒性。(3) 當(dāng)魚藤酮存在時(shí), NADH 呼吸鏈的電子傳遞中斷，但不影響FADH2呼吸鏈和底物水平磷酸化的進(jìn)行，理論上1mol琥珀酰輔酶A還將生成5molATP。5．2, 4―二硝基苯酚(DNP)是一種對(duì)人體毒性很大的物質(zhì)。它會(huì)顯著地加速代謝速率，使體溫上升、出汗過多，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致虛脫和死亡。20世紀(jì)40年代曾試圖用DNP作為減肥藥物。(1)為什么DNP的消耗會(huì)使體溫上升,出汗過多?(2)DNP作為減肥藥物的設(shè)想為何不能實(shí)現(xiàn)?解答：(1)因DNP是解偶聯(lián)劑,電子傳遞釋放的自由能不能以ATP的形式捕獲而是以熱的形式散失,從而使體溫升高，大量出汗。(2)因DNP可促進(jìn)細(xì)胞代謝速率而增加能量的消耗起到減輕體重的作用,但是DNP有明顯的副作用，使其不能作為減肥藥物。6．某女教師24h需從膳食中獲得能量8?360kJ(2?000kcal)，其中糖類供能占60%，假如食物轉(zhuǎn)化為ATP的效率是50%，則膳食糖類可轉(zhuǎn)化為多少摩爾ATP？解答：略。7．標(biāo)準(zhǔn)條件下,下述反應(yīng)是否能按箭頭反應(yīng)方向進(jìn)行?（假定每個(gè)反應(yīng)都有各自的酶催化）(1) FADH2 + NAD+ FAD + NADH + H+ (2) 琥珀酸 + FAD延胡索酸 + FADH2 (3) β羥丁酸 + NAD+乙酰乙酸 + NADH + H+ 解答：（3）可按反應(yīng)方向進(jìn)行。FAD+2H++2e→FADH2延胡索酸+2H++2e→琥珀酸乙酰乙酸+2H++2e→β羥丁酸NAD++2H++2e→NADH(1)FADH2 + NAD+ FAD + NADH + H+ = （）= 反應(yīng)不能進(jìn)行。(2)琥珀酸 + FAD延胡索酸 + FADH2 = （）= 反應(yīng)不能進(jìn)行。(3)β羥丁酸 + NAD+乙酰乙酸 + NADH + H+ = （）= 反應(yīng)能進(jìn)行。8．已知共軛氧化還原對(duì)NAD+/NADH 和丙酮酸/乳酸的E0162。分別為 ，試問：(1) 哪個(gè)共軛氧化還原對(duì)失去電子的能力大?(2) 哪個(gè)共軛氧化還原對(duì)是更強(qiáng)的氧化劑?(3) 如果各反應(yīng)物的濃度都為 lmol/L, 在 pH =℃時(shí), 下面反應(yīng)的是多少? 丙酮酸 + NADH + H+ 乳酸 +NAD+ 解答：(1) 氧化還原電位E0的數(shù)值愈低,即供電子的傾向愈大,愈易成為還原劑,所以NAD+/NADH氧化還原對(duì)失去電子的能力強(qiáng)；（2）丙酮酸/乳酸氧化還原對(duì)的氧化還原電位E0的數(shù)值較高，得到電子的能力較強(qiáng)，是更強(qiáng)的氧化劑；(3) 根據(jù)公式G162。θ=nFΔE162。θ計(jì)算， G162。θ=26 kJ/mol。 9 糖代謝 1．假設(shè)細(xì)胞勻漿中存在代謝所需要的酶和輔酶等必需條件,若葡萄糖的C1處用14C標(biāo)記,那么在下列代謝產(chǎn)物中能否找到14C標(biāo)記。（1）CO2；（2）乳酸；（3）丙氨酸。解答：（1）能找到14C標(biāo)記的CO2 葡萄糖→→丙酮酸(*C1) →氧化脫羧生成標(biāo)記的CO2。 （2）能找到14C標(biāo)記的乳酸 丙酮酸(*C1)加NADH+H+還原成乳酸。（3）能找到14C標(biāo)記的丙氨酸 丙酮酸(*C1) 加谷氨酸在谷丙轉(zhuǎn)氨酶作用下生成14C標(biāo)記的丙氨酸。2．某糖原分子生成 n 個(gè)葡糖1磷酸，該糖原可能有多少個(gè)分支及多少個(gè)α（1—6）糖苷鍵（*設(shè)：糖原與磷酸化酶一次性作用生成）?如果從糖原開始計(jì)算，lmol葡萄糖徹底氧化為CO2和H2O，將凈生成多少mol?ATP?解答：經(jīng)磷酸化酶作用于糖原的非還原末端產(chǎn)生n個(gè)葡萄糖1磷酸, 則該糖原可能有n+1個(gè)分支及n+1個(gè)α（1—6）糖苷鍵。如果從糖原開始計(jì)算，lmol葡萄糖徹底氧化為CO2和 H2O, 將凈生成33molATP。3．試說明葡萄糖至丙酮酸的代謝途徑,在有氧與無(wú)氧條件下有何主要區(qū)別?解答：(1) 葡萄糖至丙酮酸階段，只有甘油醛3磷酸脫氫產(chǎn)生NADH+H+ 。 NADH+H+代謝去路不同, 在無(wú)氧條件下去還原丙酮酸。 在有氧條件下,進(jìn)入呼吸鏈。(2) 生成ATP的數(shù)量不同,凈生成2mol ATP。 有氧條件下凈生成7mol ATP。葡萄糖至丙酮酸階段，在無(wú)氧條件下，經(jīng)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磷酸經(jīng)烯醇丙酮酸磷酸生成丙酮酸），葡萄糖至葡糖6磷酸，果糖6磷酸至果糖二磷酸分別消耗了1mol ATP, 在無(wú)氧條件下凈生成2mol ATP。在有氧條件下，甘油醛3磷酸脫氫產(chǎn)生NADH+H+進(jìn)入呼吸鏈將生成2 ATP，所以凈生成7mol ATP。4．O2沒有直接參與三羧酸循環(huán),但沒有O2的存在,三羧酸循環(huán)就不能進(jìn)行,為什么?丙二酸對(duì)三羧酸循環(huán)有何作用? 解答：三羧酸循環(huán)所產(chǎn)生的3個(gè)NADH+H+和1個(gè)FADH2需進(jìn)入呼吸鏈，將H+和電子傳遞給O2生成H2O。沒有O2將造成NADH+H+和FADH2的積累，而影響三羧酸循環(huán)的進(jìn)行。丙二酸是琥珀酸脫氫酶的竟?fàn)幮砸种苿尤氡釙?huì)使三羧酸循環(huán)受阻。5．患腳氣病病人丙酮酸與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），請(qǐng)說明其理由。解答：因?yàn)榇呋崤cα–酮戊二酸氧化脫羧的酶系需要TPP作酶的輔因子, TPP是VB1的衍生物,患腳氣病病人缺VB1, 丙酮酸與α–酮戊二酸氧化受阻, 因而含量比正常人高。6．油料作物種子萌發(fā)時(shí),脂肪減少糖増加，利用生化機(jī)制解釋該現(xiàn)象，寫出所經(jīng)歷的主要生化反應(yīng)歷程。解答：油料作物種子萠發(fā)時(shí),脂肪減少，糖増加,表明脂肪轉(zhuǎn)化成了糖。轉(zhuǎn)化途徑是:脂肪酸氧化分解成乙酰輔酶A,乙酰輔酶A經(jīng)乙醛酸循環(huán)中的異檸檬酸裂解酶與蘋果酸合成酶催化, 生成草酰乙酸,再經(jīng)糖異生轉(zhuǎn)化為糖。7．激烈運(yùn)動(dòng)后人們會(huì)感到肌肉酸痛,。解答：激烈運(yùn)動(dòng)時(shí), 肌肉組織中氧氣供應(yīng)不足, 酵解作用加強(qiáng), 生成大量的乳酸, 會(huì)感到肌肉酸痛,經(jīng)過代謝, 乳酸可轉(zhuǎn)變成葡萄糖等其他物質(zhì),或徹底氧化為CO2和 H2O, 因乳酸含量減少酸痛感會(huì)消失。8．寫出UDPG的結(jié)構(gòu)式。以葡萄糖為原料合成糖原時(shí),每增加一個(gè)糖殘基將消耗多少ATP? 解答：以葡萄糖為原料合成糖原時(shí) , 每增加一個(gè)糖殘基將消耗3molATP。過程如下：(激酶催化), (己糖磷酸異構(gòu)酶催化), (UDPG焦磷酸化酶催化),再在糖原合成酶催化下，UDPG將葡萄糖殘基加到糖原引物非還原端形成α1,4糖苷鍵。9．在一個(gè)具有全部細(xì)胞功能的哺乳動(dòng)物細(xì)胞勻漿中分別加入1mol下列不同的底物,每種底物完全被氧化為CO2和H2O時(shí)，將產(chǎn)生多少摩爾?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）二羥丙酮磷酸 (6)草酰琥珀酸解答：(1) 丙酮酸被氧化為CO2和H2O時(shí)， ATP；(2）磷酸烯醇式丙酮酸被氧化為CO2和H2O時(shí)， ATP；(3) 乳酸被氧化為CO2和H2O時(shí)，將產(chǎn)生15mol ATP；(4) 果糖二磷酸被氧化為CO2和H2O時(shí)，將產(chǎn)生34mol ATP；(5) 二羥丙酮磷酸被氧化為CO2和H2O時(shí)，將產(chǎn)生17mol ATP；(6)草酰琥珀酸被氧化為CO2和H2O時(shí)，將產(chǎn)生20mol ATP。 10 脂質(zhì)的代謝1．脂肪是如何分解和合成的? 解答：生物體利用三酰甘油是通過脂肪酶水解三酰甘油生成甘油與脂肪酸。甘油和脂肪酸在組織內(nèi)進(jìn)一步氧化生成CO水及能量。合成脂肪所需的甘油3磷酸可由糖酵解產(chǎn)生的二羥丙酮磷酸還原而成，亦可由脂肪動(dòng)員產(chǎn)生的甘油經(jīng)脂肪組織外的甘油激酶催化與ATP作用而成。脂肪酸經(jīng)活化生成的脂酰輔酶A與甘油3磷酸縮合生成磷脂酸；二羥丙酮磷酸也能與脂酰CoA作用生成脂酰二羥丙酮磷酸，然后還原生成溶血磷脂酸，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。二酰甘油與另一分子的脂酰CoA縮合即生成三酰甘油。2．什么是β氧化？1mol硬脂酸徹底氧化可凈產(chǎn)生多摩爾ATP?解答：脂肪酸氧化作用是發(fā)生在β碳原子上，逐步將碳原子成對(duì)地從脂肪酸鏈上切下，這個(gè)作用即β氧化。它經(jīng)歷了脫氫（輔酶FAD），加水，再脫氫(輔酶NAD+)，硫解四步驟，從脂肪酸鏈上分解下一分子乙酰CoA。1mol硬脂酸（十八碳飽和脂肪酸）徹底氧化可凈產(chǎn)生120mol摩爾ATP。8+8+1092=12+20+902=120 mol ATP?！爸舅幡卵趸^程中的能量轉(zhuǎn)變”。3．脂肪酸除β氧化途徑外，還有哪些氧化途徑?解答：脂肪酸除主要進(jìn)行β氧化作用外，還可進(jìn)行另兩種方式的氧化，即α氧化與ω氧化。在α氧化途徑中長(zhǎng)鏈脂肪酸的α碳在加單氧酶的催化下氧化成羥基生成α羥脂酸。羥脂酸可轉(zhuǎn)變?yōu)橥?，然后氧化脫羧轉(zhuǎn)變?yōu)樯僖粋€(gè)碳原子的脂肪酸。此外脂肪酸的末端甲基(ω端)可經(jīng)氧化作用后轉(zhuǎn)變?yōu)棣亓u脂酸，然后再氧化成二羧酸進(jìn)行β氧化，此途徑稱為ω氧化。含奇數(shù)碳原子的脂肪酸也可進(jìn)行β氧化,但最后一輪，產(chǎn)物是丙酰CoA和乙酰CoA。丙酰CoA經(jīng)代謝生成琥珀酰CoA。也可以經(jīng)其他代謝途徑轉(zhuǎn)變成乳酸及乙酰CoA進(jìn)行氧化?！捌鏀?shù)碳鏈脂肪酸的氧化”“α氧化和ω氧化”。4．C16:1與相同碳原子數(shù)的飽和脂肪酸氧化途徑有何區(qū)別?解答：幾乎所有生物體的不飽和脂肪酸都只含有順式雙鍵,且多在第9位,而β氧化中的△2反烯脂酰CoA水化酶和β羥脂酰CoA脫氫酶具有高度立體異構(gòu)專一性,所以不飽和脂肪酸的氧化除要有β氧化的全部酶外,還需要△3順, △2反烯脂酰CoA異構(gòu)酶和△2反，△4順二烯脂酰CoA還原酶。詳見 “不飽和脂肪酸的氧化”。不飽和脂肪酸C16:。5．酮體是如何產(chǎn)生和氧化的?為什么肝中產(chǎn)生的酮體要在肝外組織才能被利用39。解答：丙酮、乙酰乙酸、β羥丁酸在醫(yī)學(xué)上稱為酮體， “酮體的生成” “酮體的氧化”。肝產(chǎn)生的酮體要在肝外組織才能被利用，是因?yàn)楦沃杏谢盍軓?qiáng)的生成酮體的酶，但缺少利用酮體的酶。6．脂肪酸是如何進(jìn)行生物合成的?解答：詳見 “脂肪酸的生物合成”。7．1mol三辛脂酰甘油在生物體內(nèi)分解成CO2和H2O時(shí)，可凈產(chǎn)生多少摩爾ATP?解答：1mol三辛脂酰甘油在生物體內(nèi)加H2O分解成1mol甘油和3mol辛酸。甘油氧化成CO2和H2O時(shí)， ATP，3mol辛酸經(jīng)3次β氧化，生成4mol乙酰CoA。3mol辛酸：3【3+3+1042】=150mol ATP， ATP。8．試以磷脂酰膽堿為例敘述磷脂合成和分解的途徑。解答：，“磷脂的酶促水解”。9．膽固醇在體內(nèi)是如何生成、轉(zhuǎn)化和排泄的?解答：。 11 蛋白質(zhì)分解和氨基酸代謝1．蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)不斷地降解又合成有何生物學(xué)意義?解答：細(xì)胞不停地將氨基酸合成蛋白質(zhì)，并又將蛋白質(zhì)降解為氨基酸。這種看似浪費(fèi)的過程對(duì)于生命活動(dòng)是非常必要的。首先可去除那些不正常的蛋白質(zhì)，它們的積累對(duì)細(xì)胞有害。其次，通過降解多余的酶和調(diào)節(jié)