2015年生物化学第三版下册答案集(第19章-第39章).pdf

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1、生 物 化 学 第 三 版 下 册 答 案 集（第 19章-第 3 9章）第 1 9章 代 谢 总 论 1.怎 样 理 解 新 陈 代 谢？答：新 陈 代 谢 是 生 物 体 内 一 切 化 学 变 化 的 总 称，是 生 物 体 表 现 其 生 命 活 动 的 重 要 特 征 之-O它 是 由 多 酶 体 系 协 同 作 用 的 化 学 反 应 网 络。新 陈 代 谢 包 括 分 解 代 谢 和 合 成 代 谢 两 个 方 面。新 陈 代 谢 的 功 能 可 概 括 为 五 个 方 而：从 周 围 环 境 中 获 得 营 养 物 质。将 外 界 引 入 的 营 养 物 质 转 变 为 自 身

2、 需 要 的 结 构 元 件。将 结 构 元 件 装 配 成 自 身 的 大 分 子。形 成 或 分 解 生 物 体 特 殊 功 能 所 需 的 生 物 分 子。提 供 机 体 生 命 活 动 所 需 的 一 切 能 量。2.能 量 代 谢 在 新 陈 代 谢 中 占 何 等 地 位？答：生 物 体 的 一 切 生 命 活 动 都 需 要 能 量。生 物 体 的 生 长、发 育，包 括 核 酸、蛋 白 质 的 生 物 合 成，机 体 运 动，包 括 肌 肉 的 收 缩 以 及 生 物 膜 的 传 递、运 输 功 能 等 等，都 需 要 消 耗 能 量。如 果 没 有 能 量 来 源 生 命 活

3、 动 也 就 无 法 进 行.生 命 也 就 停 止。3.在 能 量 储 存 和 传 递 中，哪 些 物 质 起 着 重 要 作 用？答：在 能 量 储 存 和 传 递 中，ATP（腺 甘 三 磷 酸）、GTP（鸟 昔 三 磷 酸）、UTP（尿 昔 三 磷 酸）以 及 CTP（胞 昔 三 磷 酸）等 起 着 重 要 作 用。4.新 陈 代 谢 有 哪 些 调 节 机 制？代 谢 调 节 有 何 生 物 意 义？答：新 陈 代 谢 的 调 节 可 慨 括 地 划 分 为 三 个 不 同 水 平：分 子 水 平、细 胞 水 平 和 整 体 水 平。分 子 水 平 的 调 节 包 括 反 应 物 和

4、 产 物 的 调 节（主 要 是 浓 度 的 调 节 和 酶 的 调 节）。酶 的 调 节 是 最 基 本 的 代 谢 调 节，包 括 酶 的 数 量 调 节 以 及 酶 活 性 的 调 节 等。酶 的 数 量 不 只 受 到 合 成 速 率 的 调 节，也 受 到 降 解 速 率 的 调 节。合 成 速 率 和 降 解 速 率 都 备 有 一 系 列 的 调 节 机 制。在 酶 的 活 性 调 节 机 制 中，比 较 普 遍 的 调 节 机 制 是 可 逆 的 变 构 调 节 和 共 价 修 饰 两 种 形 式。细 胞 的 特 殊 结 构 与 酶 结 合 在 一 起，使 酶 的 作 用 具

5、有 严 格 的 定 位 条 理 性，从 而 使 代 谢 途 径 得 到 分 隔 控 制。多 细 胞 生 物 还 受 到 在 整 体 水 平 上 的 调 节。这 主 要 包 括 激 素 的 调 节 和 神 经 的 调 节。高 等 真 核 生 物 由 于 分 化 出 执 行 不 同 功 能 的 各 种 器 官，而 使 新 陈 代 谢 受 到 合 理 的 分 工 安 排。人 类 还 受 到 高 级 神 经 活 动 的 调 节.除 上 述 各 方 面 的 调 节 作 用 外，还 有 来 自 基 因 表 达 的 调 节 作 用。代 谢 调 节 的 生 物 学 意 义 在 于 代 谢 调 节 使 生 物

6、机 体 能 够 适 应 其 内、外 复 杂 的 变 化 环 境，从 而 得 以 生 存。5.从“新 陈 代 谢 总 论”中 建 立 哪 些 基 本 概 念？答：从“新 陈 代 谢 总 论”中 建 立 的 基 本 概 念 主 要 有：代 谢、分 解 代 谢、合 成 代 谢、递 能 作 用、基 团 转 移 反 应、氧 化 和 还 原 反 应、消 除 异 构 及 重 排 反 应、碳 一 碳 键 的 形 成 与 断 裂 反 应 等。6.概 述 代 谢 中 的 有 机 反 应 机 制。答：生 物 代 谢 中 的 反 应 大 体 可 归 纳 为 四 类，即 基 团 转 移 反 应；氧 化 一 还 原 反

7、应；消 除、异 构 化 和 重 排 反 应；碳 一 碳 键 的 形 成 或 断 裂 反 应。这 些 反 应 的 具 体 反 应 机 制 包 括 以 下 几 种：酰 基 转 移，磷 酰 基 转 移，葡 糖 基 基 转 移；氧 化 一 还 原 反 应；消 除 反 应，分 子 内 氢 原 子 的 迁 移（异 构 化 反 应），分 子 重 排 反 应；羟 醛 综 合 反 应，克 莱 森 酯 综 合 反 应，B-酮 酸 的 氧 化 脱 竣 反 应。7.举 列 说 明 同 位 素 示 踪 法 和 波 谱 法 在 生 物 化 学 研 究 中 的 重 要 作 用。答：同 位 素 示 踪 法 和 波 谱 法 生

8、 物 化 学 中 研 究 新 陈 代 谢 的 两 种 重 要 方 法。同 位 素 示 踪 法 不 改 变 被 标 记 化 合 物 的 化 学 性 质，已 成 为 生 物 化 学 以 及 分 子 生 物 学 的 研 完 中 一 种 重 要 的 必 不 可 少 的 常 规 先 进 技 术。如：1945年 DavidShemin和 David Rittenberg首 先 成 功 地 用 1 4 C和 15N标 记 的 乙 酸 和 甘 氨 酸 怔 明 了 血 红 素 分 子 中 的 全 部 碳 原 子 和 氮 原 子 都 来 源 于 乙 酸 利 甘 氨 酸：胆 固 醇 分 子 中 碳 原 子 的 来

9、源 也 是 用 同 样 的 同 位 空 示 踪 法 得 到 闸 明 的。核 磁 共 振 波 谱 法 对 于 样 品 不 加 任 何 破 坏，因 此，在 生 物 体 的 研 究 得 到 广 泛 的 应 用。例 如 在 生 物 化 学、生 理 学 以 及 医 学 等 方 面 都 广 泛 位 用 核 磁 共 振 波 谱 技 术 对 生 活 状 态 的 人 体 进 行 研 究，取 得 了 重 要 的 研 究 成 果，其 中 最 为 人 知 的 实 验 是 1986年 用 核 磁 共 振 波 谱 法 对 人 体 前 臂 肌 肉 在 运 动 前 和 运 动 后 的 比 较 研 究。第 2 0章 生 物 能

10、 学 1.就 某 方 面 而 言，热 力 学 对 生 物 化 学 工 作 者 更 为 重 要，为 什 么？答：生 物 能 学 是 深 人 理 解 生 物 化 学 特 别 是 理 解 主:物 机 体 新 陈 代 谢 规 律 不 可 缺 少 的 基 本 知 识。它 是 生 物 化 学 中 涉 及 生 活 细 胞 转 移 和 能 量 利 用 的 基 本 问 题。生 物 能 学 完 全 建 立 在 热 力 学 的 基 础 上，因 此，从 这 个 角 度 看，热 力 学 对 生 物 化 学 工 作 者 更 为 重 要。2.考 虑 下 面 提 法 是 否 正 确？在 生 物 圈 内，能 量 只 是 从 光

11、 养 生 物 到 异 养 生 物，而 物 质 却 能 在 这 两 类 生 物 之 间 循 环。生 物 机 体 可 利 用 体 内 较 热 部 位 的 热 能 传 递 到 较 冷 的 部 位 而 做 功。当 一 个 系 统 的 端 值 降 低 到 最 低 时，该 系 统 处 于 热 力 学 平 衡 状 态。当 G 0,值 为 0。时，说 明 反 应 处 于 平 衡 状 态。ATP水 解 成 A D P的 反 应，G 0 约 等 于 A GO。答：-是，-非，-非，-非，-非 3.怎 样 可 判 断 个 化 学 反 应 能 够 自 发 进 行？答：一 个 化 学 反 应 的 自 由 能 是 否 降

12、 低 是 判 断 它 是 否 可 以 自 发 进 行 的 标 准。只 有 自 山 能 变 化 为 负 值 的 化 学 反 应，才 能 自 发 进 行。4.怎 样 判 断 一 个 化 学 反 应 进 行 的 方 向？当 反 应 物 和 产 物 的 起 始 浓 度 都 为 Im o l时，请 判 断 下 列 反 应 的 进 行 方 向。(参 看 表 20-3中 的 数 据)。磷 酸 肌 酸+ADP-ATP+肌 酸 磷 酸 烯 醇 式 丙 酮 酸+ADP-内 酮 酸+ATP 葡 萄 糖 6-磷 酸+ADP-ATP+葡 萄 糖 答：一 个 化 学 反 应 是 从 总 能 量 高 的 体 系 向 总 能

13、 量 低 的 体 系 变 化，即 可 根 据 化 学 反 应 式 两 边 体 系 总 能 量 的 大 小 来 判 断 其 方 向。根 据 表 20-3中 的 数 据：-向 右，-向 右，-向 左。5.解 释 A T P的 Y-磷 酸 基 团 转 运 到 葡 萄 糖 6-磷 酸 的 磷 酸 脂 键(GO=13.8kJ/m ol)上,一 般 情 况 下，为 什 么 在 热 力 学 上 可 行？逆 反 应 是 否 可 行？答：由 于 ATP的 Y-磷 酸 基 团 的 A GO=32.2kJ/mol大 于 葡 萄 糖 6-磷 酸 的 磷 酸 脂 键 的 GO=13.8kJ/mol,因 此，一 般 情

14、况 下，ATP的 Y-磷 酸 基 团 转 运 到 葡 萄 糖 6-磷 酸 的 磷 酸 脂键 上 在 热 力 学 上 可 行 的。在 某 些 情 况 下，当 该 反 应 的 A G值 为 正 值 时，该 反 应 的 逆 反 应 可 行。6.从 ATP的 结 构 特 点 说 明 ATP在 能 量 传 递 中 的 作 用。答：ATP也 叫 做 腺 甘 三 磷 酸、三 磷 酸 腺 甘、腺 三 磷，是 高 能 磷 酸 化 合 物 的 典 型 代 表。高 能 磷 酸 化 合 物 的 特 点 是：它 的 高 能 磷 酸 键（也 即 酸 酎 键，用“”表 示），水 解 时 释 放 出 的 化 学 能 是 正

15、常 化 学 键 释 放 化 学 能 的 2 倍 以 上（一 般 在 20.92 kJ/m ol以 上）。ATP是 由 分 子 腺 喋 吟、一 分 子 核 糖 和 三 个 相 连 的 磷 酸 基 团 构 成 的。这 三 个 磷 酸 基 团 从 与 分 子 中 腺 昔 基 团 连 接 处 算 起，依 次 分 别 称 为 a、6、Y磷 酸 基 团。ATP的 结 构 式 是：分 析 ATP的 结 构 式 可 以 看 出，腺 噤 吟 与 核 糖 结 合 形 成 腺 昔，腺 甘 通 过 核 糖 中 的 第 5 位 羟 基，与 3 个 相 连 的 磷 酸 基 团 结 合，形 成 ATP。ATP分 子 既 可

16、 以 水 解 一 个 磷 酸 基 团（Y 磷 酸 基 团），而 形 成 二 磷 酸 腺 甘（ADP）和 磷 酸（P i）；又 可 以 同 时 水 解 两 个 磷 酸 基 团（B磷 酸 基 团 和 Y磷 酸 基 团），而 形 成 一 磷 酸 腺 甘（AMP）和 焦 磷 酸（PPi；A M P可 以 在 腺 甘 酸 激 酶 的 作 用 下，由 ATP提 供 一 个 磷 酸 基 团 而 形 成 ADP,AD P又 可 以 迅 速 地 接 受 另 外 的 磷 酸 基 团 而 形 成 ATP。另 外，ATP的 G 0 值 在 所 有 含 磷 酸 基 团 的 化 合 物 中 处 于 中 间 位 置。这 使

17、 ATP有 可 能 在 磷 酸 基 团 转 移 中 作 为 中 间 传 递 体 而 起 作 用。7.ATP 水 解 成 ADP+Pi 的 G 0 是-30.5kJ/mol,试 计 算 此 反 应 中 的 平 衡 常 数。此 反 应 在 细 胞 内 是 否 处 于 平 衡 状 态？答：Keq=2.2X105；否 8.在 细 胞 内 是 否 ATP水 解 的 A GO通 常 比 GO更 负？为 什 么？是，G=A GO+RTInK,A G-41.84kJ/mol9.利 用 表 20-3的 数 据 试 计 算：ATP+丙 酮 酸-磷 酸 烯 醇 式 丙 酮 酸+A D P的 反 应 在 25 下，其

18、 G 0 和 K，e q值。若 ATP与 A D P之 比 为 10时，求 丙 酮 酸 与 磷 酸 烯 醇 式 丙 酮 酸 的 平 衡 比。答：A GO=+31.38kJ/mol,Keq=3.06X 1 0 6,平 衡 比 是 3.82X 104。1 0.假 设 有 一 个 山 A 向 B 的 转 化 反 应（A-B）,它 的 A GO=20kJ/mol请 计 算：在 达 到 平 衡 时 的 比 值。假 设 A 和 B 参 加 的 反 应 与 ATP水 解 为 A D P和 P i同 时 进 行，总 反 应 是：A+ATP+H2O-B+ADP+Pi请 计 算 此 反 应 达 平 衡 时 的 比

19、 值，假 设 A T P、A D P和 P i都 是 Im ol浓 度，请 问 在 什 么 时 候 反 应 才 达 到 到 平 衡？已 知 A T P、ADP和 Pi在 生 理 条 件 下 都 远 非 Imol浓 度。当 和 浓 度 依 次 为 A T P、ADP#Pi8.05mmol,0.93mmol 和 8.05mmol 时，求 出 一 个 与 偶 联 反 应 的 比 值。答：比 值=3.1X10-4 B/A=69.4 B/A=7.5X 104第 2 1章 生 物 膜 与 物 质 运 输1.试 述 物 质 的 被 动 运 输 和 主 动 运 输 的 基 本 特 点。研 究 物 质 运 输

20、的 意 义 是 彳 I么？答:主 动 运 输 是 由 载 体 蛋 白 所 介 导 的 物 质 逆 浓 度 梯 度 或 电 化 学 梯 度 由 浓 度 低 的 侧 向 高 浓 度 的 一 侧 进 行 跨 膜 转 运 的 方 式，需 要 与 某 种 释 放 能 量 的 过 程 相 偶 联。主 动 运 输 过 程 可 分 为 由 ATP直 接 提 供 能 量 和 间 接 提 供 能 量 等 基 本 类 型。被 动 运 输 包 括 简 单 扩 散 和 载 体 介 导 的 协 助 扩 散，运 输 方 向 是 由 高 浓 度 向 低 浓 度，运 输 的 动 力 来 自 物 质 的 浓 度 梯 度，不 需

21、要 细 胞 提 供 代 谢 能 量。2.什 么 是 Na+泵 和 Ca+泵，其 生 理 作 用 是 什 么？答：Na+/K+泵 是 动 物 细 胞 中 由 ATP驱 动 的 将 N a+输 出 到 细 胞 外 同 时 将 K+输 入 细 胞 内 的 运 输 泵，又 称 Na+泵 或 Na+/K+交 换 泵。实 际 上 是 一 种 Na+/K+ATPase。Na+/K+ATPase是 由 两 个 大 亚 基(a 亚 基)和 两 个 小 亚 基(B 亚 基)组 成。亚 基 是 跨 膜 蛋 白，在 膜 的 内 侧 有 ATP结 合 位 点，细 胞 外 侧 有 乌 本 普(ouabain)结 合 位

22、点;在 a 亚 基 上 有 Na+和 K+结 合 位 点。其 生 理 意 义:N a+/K+泵 具 有 三 个 重 要 作 用，一 是 维 持 了 细 胞 Na+离 子 的 平 衡，抵 消 了 Na+离 子 的 渗 透 作 用;二 是 在 建 立 细 胞 质 膜 两 侧 Na+离 子 浓 度 梯 度 的 同 时，为 葡 萄 糖 协 同 运 输 泵 提 供 了 驱 动 力;三 是 Na+泵 建 立 的 细 胞 外 电 位，为 神 经 和 肌 肉 电 脉 冲 传 导 提 供 了 基 础。Ca2+-ATPase有 1 0个 跨 膜 结 构 域，在 细 胞 膜 内 侧 有 两 个 大 的 细 胞 质

23、环 状 结 构，第 一 个 环 位 于 跨 膜 结 构 域 2 和 3 之 间，第 二 个 环 位 于 跨 膜 结 构 域 4 和 5 之 间。在 第 一 个 环 上 有 Ca2+离 子 结 合 位 点;在 第 二 个 环 上 有 激 活 位 点，包 括 A T P的 结 合 位 点。Ca2+-ATPase的 氨 基 端 和 竣 基 端 都 在 细 胞 膜 的 内 侧，竣 基 端 含 有 抑 制 区 域。在 静 息 状 态，竣 基 端 的 抑 制 区 域 同 环 2 的 激 活 位 点 结 合，使 泵 失 去 功 能，这 就 是 自 我 抑 制。Ca2+-ATPase泵 有 两 种 激 活 机

24、 制，种 是 受 激 活 的 Ca2+/钙 调 蛋 白(CaM)复 合 物 的 激 活，另 一 种 是 被 蛋 白 激 酶 C 激 活。当 细 胞 内 Ca2+浓 度 升 高 时，Ca2+同 钙 调 蛋 白 结 合，形 成 激 活 的 Ca2+/钙 调 蛋 白 复 合 物，该 复 合 物 同 抑 制 区 结 合，释 放 激 活 位 点，泵 开 始 工 作。当 细 胞 内 Ca2+浓 度 下 降 时，C a M 同 抑 制 区 脱 离，抑 制 区 又 同 激 活 位 点 结 合，使 泵 处 于 静 息 状 态。在 另 一 种 情 况 下，蛋 白 激 酶 C 使 抑 制 区 磷 酸 化，从 而 失

25、 去 抑 制 作 用；当 磷 酸 酶 使 抑 制 区 脱 磷 酸，抑 制 区 又 同 激 活 位 点 结 合，起 抑 制 作 用。C a 2+泵 的 工 作 原 理 类 似 于 Na+/K+A TPase在 细 胞 质 膜 的 一 侧 有 同 Ca2+结 合 的 位 点，一 次 可 以 结 合 两 个 Ca2+,Ca2+结 合 后 使 酣 激 活，并 结 合 上 一 分 子 A T P,伴 随 A TP的 水 解 和 酶 被 磷 酸 化，Ca2+泵 构 型 发 生 改 变，结 合 Ca2+的 一 面 转 到 细 胞 外 侧，山 于 结 合 亲 和 力 低 Ca2+离 子 被 释 放，此 时 能

26、 发 生 去 磷 酸 化，构 型 恢 复 到 原 始 的 静 息 状 态。Ca2+-ATPase每 水 解 一 个 ATP将 两 个 Ca2+离 子 从 胞 质 溶 胶 输 出 到 细 胞 外。3.试 述 Na+泵 的 生 理 机 制。答:Na+/K+ATPase运 输 分 为 六 个 过 程：在 静 息 状 态，Na+/K+泵 的 构 型 使 得 N a+结 合 位 点 暴 露 在 膜 内 侧。当 细 胞 内 Na+浓 度 升 高 时，3 个 N a+与 该 位 点 结 合；由 于 Na+的 结 合,激 活 了 ATP酶 的 活 性，使 ATP分 解，释 放 ADP,a 亚 基 被 磷 酸

27、化；由 于 a 亚 基 被 磷 酸 化，引 起 酶 发 生 构 型 变 化，于 是 与 N a+结 合 的 部 位 转 向 膜 外 侧，并 向 胞 外 释 放 3 个 Na+；膜 外 的 两 个 K+同 a 亚 基 结 合；K+与 磷 酸 化 的 Na+/K+ATPase结 合 后，促 使 酶 去 磷 酸 化;去 磷 酸 化 后 的 酶 恢 复 原 构 型，于 是 将 结 合 的 K+释 放 到 细 胞 内。每 水 解 一 个 ATP,运 出 3 个 Na+,输 入 2 个 K+。Na+/K+泵 工 作 的 结 果，使 细 胞 内 的 Na+浓 度 比 细 胞 外 低 10 3 0倍，而 细

28、胞 内 的 K+浓 度 比 细 胞 外 高 10 3 0倍。由 于 细 胞 外 的 Na+浓 度 高，且 Na+是 带 正 电 的，所 以 Na+/K+泵 使 细 胞 外 带 上 正 电 荷。4.什 么 是 胞 吐 作 用 和 胞 吞 作 用？它 们 有 何 共 同 特 点？答：细 胞 膜 将 外 来 物 包 起 来 送 入 细 胞，称 胞 吞 作 用；某 些 代 谢 废 物 及 细 胞 分 泌 物 形 成 小 泡 从 细 胞 内 部 移 至 细 胞 表 面，与 质 膜 融 合 后 将 物 质 排 出，称 胞 吐 作 用。它 们 的 共 同 特 点 是 物 质 是 通 过 胞 膜 的 包 裹

29、来 出 入 细 胞 的。5.试 举 列 说 明 受 体 介 导 的 胞 吞 作 用 的 重 要 性。答：某 些 大 分 子 的 内 吞 往 往 首 先 同 质 膜 上 的 受 体 结 合，然 后 质 膜 内 陷 形 成 衣 被 小 窝，继 之 形 成 衣 被 小 泡，这 种 内 吞 方 式 称 受 体 介 导 的 胞 吞 作 用。受 体 介 导 的 胞 吞 作 用 对 细 胞 非 常 重 要，它 是 一 种 选 择 浓 缩 机 制，既 可 保 证 细 胞 大 量 地 摄 入 特 定 的 大 分 子，同 时 又 可 避 免 吸 入 细 胞 外 大 量 的 液 体。如 低 密 脂 蛋 白、运 铁

30、蛋 白、生 长 因 子、胰 岛 素 等 蛋 白 类 激 素、糖 蛋 白 等，都 是 通 过 受 体 介 导 的 胞 吞 作 用 进 入 细 胞 的。6.生 物 膜 运 输 的 分 子 机 制 有 几 种 主 要 假 设？它 们 相 互 关 系 如 何？答：物 质 跨 膜 运 输 的 分 子 机 制 大 致 可 概 括 为 3 种 主 要 假 设 模 型：移 动 性 载 体 模 型、孔 道 或 通 道 模 型 和 构 象 变 化 模 型。生 物 膜 运 输 是 生 物 膜 研 究 中 一 个 重 要 的 而 内 容 又 非 常 广 泛 的 领 域，不 可 能 用 一 种 模 型 去 根 括 迄

31、今 己 知 的 多 种 运 输 体 系 的 功 能。这 3 种 假 设 模 型 有 许 多 不 同 点,如 参 与 运 输 的 实 体 在 形 态、结 构 以 及 运 输 方 式 等 方 面 各 有 特 点；但 它 们 又 有 许 多 共 同 性 和 相 关 性，主 要 表 现 在 这 3 种 运 输 方 式 都 有 选 择 性 和 方 向 性。第 2 2章 糖 酵 解 作 用 1.为 什 么 应 用 蔗 糖 保 存 食 品 而 不 用 葡 萄 糖？答：糖 酵 解 是 生 物 最 古 老、最 原 始 获 得 能 量 的 一 种 方 式。绝 大 多 数 微 生 物 都 具 有 利 用 糖 酵 解

32、 分 解 葡 萄 糖 的 能 力，而 蔗 糖 是 一 种 非 还 原 性 二 糖，许 多 微 生 物 不 能 直 接 将 其 分 解，因 此，可 利 用 蔗 糖 的 高 渗 透 压 来 抑 制 食 品 中 细 菌 等 有 害 微 生 物 的 生 长。2.用 14 C标 记 葡 萄 糖 的 第 一 个 碳 原 子，用 做 糖 酵 解 底 物，写 出 标 记 碳 原 子 在 酵 解 各 步 骤 中 的 位 置。答：见 P 6 7图 2 2-1糖 酵 解 和 发 醉 的 全 过 程 3.写 出 从 葡 萄 糖 转 变 为 丙 酮 酸 的 化 学 平 衡 式。答：山 葡 萄 糖 转 变 为 两 分 子

33、 丙 酮 酸 包 括 能 量 的 产 生 总 的 化 学 反 应 式 为：葡 萄 糖+2Pi+2ADP+2NAD+2 丙 酮 酸+2ATP+2NADH+2H+2H2O该 反 应 的 化 学 平 衡 式 为：K/eq=丙 酮 酸 2ATP2NADH2H+2/葡 萄 糖 Pi2ADP2NAD+24.已 知 ATP和 葡 萄 糖 6-磷 酸 在 pH 7和 25 时 水 解 的 标 准 自 由 能 变 化 G O 分 别 为-7.3和-3.183kcal/mol(lkcal=4.184kJ),计 算 己 糖 激 酶 催 化 的 葡 萄 糖 和 ATP反 应 的 A G O 和 K eq。答：A GO

34、=-17.44KJ/mol=-4.162kcal;Keq=1.125X 1035.由 丙 酮 酸 转 变 为 乳 酸 的 标 准 自 由 能 变 化 GO=-25.10KJ/moL计 算 出 由 葡 萄 糖 转 变 为 乳 酸 的 标 准 自 由 能 变 化。答：GO=-56.48KJ/mol6.当 葡 萄 糖 的 浓 度 为 5m m ol/L,乳 酸 的 浓 度 为 0.05mmol/L,ATP和 A D P浓 度 都 为 2mmol/L,无 机 磷 酸(Pi)的 浓 度 为 Immol/L时，计 算 该 由 葡 萄 糖 转 变 为 乳 酸 的 自 由 能(A G O)变 化。答:A GO

35、=-113.80KJ/mol7.参 考 表(22-2),计 算 在 标 准 状 况 下 当 时，磷 酸 烯 醇 式 丙 酮 酸 和 丙 酮 酸 的 平 衡 比。答:3.06 X 10-58.若 以 14c标 记 葡 萄 糖 的 C 3 作 为 酵 母 的 底 物，经 发 酵 产 生 的 C O 2 和 乙 醇，试 问 14c将 在 何 出 发 现？答：14c将 在 C O 2 中。9.总 结 一 下 在 糖 酵 解 过 程 磷 酸 基 团 参 与 了 哪 些 反 应，它 所 参 与 的 反 应 有 何 意 义？答：在 糖 酵 解 过 程 磷 酸 基 团 参 与 5 步 反 应。(1)葡 萄 糖

36、 在 一 糖 激 酶 的 催 化 下，消 耗 一 分 子 A T P,生 成 葡 萄 糖-6-磷 酸；(2)果 糖-6-磷 酸 在 磷 酸 果 糖 激 酶 的 催 化 下，消 耗 1分 子 A T P,生 成 果 糖-1,6-二 磷 酸；(3)甘 油 醛-3-磷 酸 在 甘 油 醛-3-磷 酸 脱 氢 酶 催 化 下，氧 化 为 1,3二 磷 酸 甘 油 酸；(4)1,3-二 磷 酸 甘 油 酸 在 3-磷 酸 甘 油 酸 激 酶 催 化 下，生 成 3-磷 酸 甘 油 酸 和 1分 子 的 ATP；(5)2-磷 酸 甘 油 酸 脱 水 生 成 磷 酸 烯 醇 式 丙 酮 酸 并 在 丙 酮

37、酸 激 酶 催 化 下，生 成 丙 酮 酸 和 1分 子 的 ATP。在 磷 酸 基 团 参 与 的 这 5 步 反 应 中，前 3 步 是 将 高 能 磷 酸 键 转 移 到 相 应 的 底 物 匕 使 底 物 的 势 能 提 高，使 后 续 反 应 成 为 可 能;后 2 步 是 将 底 物 上 的 高 能 磷 酸 键 转 移 到 A D P 分 子 上 形 成 ATP,将 糖 酵 解 产 生 有 能 量 贮 存 在 A T P 中。10.为 什 么 碎 酸 是 糖 酵 解 作 用 的 毒 物？氟 化 物 和 碘 乙 酸 对 糖 酵 解 过 程 有 什 么 作 用？答：碎 酸 盐 在 结

38、构 和 反 应 方 面 都 和 无 机 磷 酸 极 为 相 似，因 此.能 代 替 磷 酸 进 攻 硫 酯 中 间 产 物 的 高 能 键.产 生 1-伸 酸-3-磷 酸 甘 油 酸。硅 酸 化 合 物 是 很 不 稳 定 的 化 合 物。它 迅 速 地 进 行 水 解。其 结 果 是：碎 酸 盐 代 替 磷 酸 与 甘 油 醛-3-磷 酸 结 合 并 氧 化，生 成 的 不 是 1,3-二 磷 酸 甘 油 酸，而 是 3-磷 酸 甘 油 酸。在 碎 酸 盐 存 在 下，虽 然 酵 解 过 程 照 样 进 行，但 是 却 没 有 形 成 高 能 磷 酸 键。即 解 除 了 氧 化 和 磷 酸

39、化 的 偶 联 作 用。因 此 说 碎 酸 是 糖 酵 解 作 用 的 毒 物。氟 化 物 及 碘 乙 酸 是 流 基 前 的 不 可 逆 抑 制 剂，糖 代 谢 中 甘 油 醛-3-磷 酸 脱 氢 酶 可 被 其 抑 制，从 而 抑 制 糖 酵 解。11.总 结 一 下 参 与 糖 酵 解 作 用 的 酶 有 些 什 么 特 点？答：参 与 糖 酵 解 作 用 的 酶 的 催 化 过 程 表 现 出 严 格 的 立 体 专 一 性，其 中 两 种 激 酶 山 底 物 引 起 酶 分 子 的 构 象 变 化，防 止 了 底 物 上 高 能 磷 酸 基 团 向 水 分 子 的 转 移 而 且 直

40、 接 转 移 到 A D P 分 子 上。12.糖 酵 解 过 程 有 哪 些 金 属 离 子 参 加 反 应，它 们 起 什 么 作 用？答：糖 醛 解 过 程 主 要 有 镁 离 子 等 二 价 金 属 离 子 参 加 反 应。它 们 的 作 用 是 与 A T P或 A D P 分 子 结 合，形 成 亲 电 中 心，使 AT P或 A D P 更 易 接 受 孤 电 子 对 的 亲 核 进 攻。13.概 括 除 葡 萄 糖 以 外 的 其 他 单 糖 如 何 进 入 分 解 代 谢 的？答：除 葡 萄 糖 以 外 的 其 他 单 糖 如 果 糖、半 乳 糖、甘 露 糖 等 单 糖 都

41、是 通 过 转 变 为 糖 酵 解 的 中 间 物 之 一 而 进 入 糖 酵 解 的 共 同 途 径 的。如 果 糖 磷 酸 化 形 成 果 糖-6-磷 酸；半 乳 糖 经 多 步 反 应，形 成 葡 萄 糖-6-磷 酸；甘 露 糖 经 2 步 反 应 生 成 果 糖-6-磷 酸。第 23章 柠 檬 酸 循 环1.从 柠 檬 酸 循 环 的 发 现 历 史 中 受 到 什 么 启 发？答：柠 檬 酸 循 环 的 发 现 历 史 表 明，任 何 一 项 重 大 科 学 发 现 都 绝 非 是 一 个 人 的 成 果。它 凝 聚 着 许 许 多 多 科 学 家 的 艰 辛 劳 动 和 成 果 积

42、 累。科 技 工 作 者 只 有 在 认 真 总 结、分 析 前 人 工 作 的 基 础 上 不 断 发 现 问 题，解 决 问 题，才 能 在 科 学 研 究 上 有 所 成 就。2.画 出 柠 檬 酸 概 貌 图，包 括 起 催 化 作 用 的 酶 和 辅 助 因 子。答：见 P 9 8图 2 3-3 柠 檬 酸 循 环 3.总 结 柠 檬 酸 循 环 在 机 体 代 谢 中 的 作 用 和 地 位。答：柠 檬 酸 循 环 是 绝 大 多 数 生 物 体 主 要 的 分 解 代 谢 途 径，也 是 准 备 提 供 大 量 自 由 能 的 重 要 代 谢 系 统，在 许 多 合 成 代 谢

43、中 都 利 用 柠 檬 酸 循 环 的 中 间 产 物 作 为 生 物 合 成 的 前 体 来 源，从 这 个 意 义 上 看，柠 檬 酸 循 环 具 有 分 解 代 谢 和 合 成 代 谢 双 重 性 或 称 两 用 性。柠 檬 酸 循 环 是 新 陈 代 谢 的 中 心 环 节。它 们 在 循 环 过 程 中 产 生 的 还 原 型 NADH和 F A D H 2,进 一 步 通 过 电 子 传 递 链 和 氧 化 磷 酸 化 被 再 氧 化，所 释 放 出 的 自 由 能 形 成 A T P分 子。柠 檬 酸 循 环 的 中 间 产 物 在 许 多 生 物 合 成 中 充 当 前 体 原

44、 料。4.用 标 记 丙 酮 酸 的 甲 基 碳 原 子 G C H 3-C-C 00-）当 其 进 入 柠 檬 酸 循 环 转 运 一 周 后，标 记 碳 I I0原 子 的 命 运 如 何？答：标 记 碳 原 子 出 现 在 草 酰 乙 酸 的 C 2和 C 3部 位。5.写 出 由 乙 酰-CoA形 成 草 酰 乙 酸 的 反 应 平 衡 式。答：2 乙 酰-CoA+2NAD+FAD+3H20-草 酰 乙 酸+2CoA+NADH2+3H+6.在 标 准 状 况 下 苹 果 酸 由 NAD+氧 化 形 成 草 酰 乙 酸 的 GO=+29.29kJ/mol在 生 理 条 件 下 这 一 反

45、 应 极 易 由 苹 果 酸 向 草 酰 乙 酸 的 方 向 进 行。假 定 NAD+/NADH=8,PH=7,计 算 由 苹 果 酸 形 成 草 酰 乙 酸 两 种 化 合 物 最 低 的 浓 度 比 值 应 是 多 少？答：（苹 果 酸）/（草 酰 乙 酸）1.75X1047.乙 酰-C oA的 乙 酰 基 在 柠 檬 酸 循 环 中 氧 化 推 动 力 是 什 么？计 算 其 数 值。答：乙 酰-C oA的 乙 酰 基 在 柠 檬 酸 循 环 中 氧 化 推 动 力 是 释 放 出 的 标 准 自 由 能 变 化 A G O,其 数 值 是-41kJ/mol。8.如 果 将 柠 檬 酸

46、和 琥 珀 酸 加 入 到 柠 檬 酸 循 环 中，当 完 全 氧 化 为 CO2、形 成 还 原 型 NADH和 F A D H 2,并 最 后 形 成 H 2O时 需 经 过 多 少 次 循 环？答：柠 檬 酸 3 次 需 经 过 循 环，琥 珀 酸 需 经 过 2 次 循 环。9.丙 二 酸 对 柠 檬 酸 循 环 有 什 么 作 用？为 什 么？答：丙 二 酸 进 入 柠 檬 酸 循 环 后，会 引 起 琥 珀 酸、叫 酮 戊 二 酸 和 柠 檬 酸 的 堆 积，中 止 柠 檬 酸 循 环 反 应。这 是 由 于 丙 二 酸 结 构 类 似 于 琥 珀 酸，也 是 个 二 竣 酸，是

47、琥 珀 酸 脱 氢 酶 的 竞 争 性 抑 制 剂，可 以 与 琥 珀 酸 脱 氢 酶 的 活 性 部 位 的 碱 性 氨 基 酸 残 基 结 合，但 由 于 丙 二 酸 不 能 被 氧 化，使 得 循 环 反应 不 能 继 续 进 行。第 2 4章 生 物 氧 化 一 电 子 传 递 链 和 氧 化 磷 酸 化 作 用 1.什 么 是 氧 化-还 原 电 势？怎 样 计 算 氧 化-还 原 电 势？答：还 原 剂 失 掉 电 子 的 倾 向（氧 化 剂 得 到 电 子 的 倾 向）称 为 氧 化-还 原 电 势。氧 化-还 原 电 势 等 于 正 极 的 电 极 势 减 去 负 极 的 电

48、极 势。2.将 下 列 物 质 按 照 容 易 接 受 电 子 的 顺 序 加 以 排 列：a：a-酮 戊 二 酸+C 0 2 c：02b：草 酰 乙 酸 d：NADP+答：cbda3.在 电 子 传 递 链 中 各 个 成 员 的 排 列 顺 序 根 据 什 么 原 则？答：电 子 传 递 链 中 各 个 成 员 的 排 列 顺 序 根 据 的 原 则 是 电 子 从 氧 化 还 原 势 较 低 的 成 员 传 递 到 氧 化 还 原 势 较 高 的 成 员。4.在 一 个 具 有 全 部 细 胞 功 能 的 哺 乳 动 物 细 胞 匀 浆 中 加 入 下 列 不 同 的 底 物，当 每 种

49、 底 物 完 全 被 氧 化 为 C 0 2 和 H 2 0时，能 产 生 多 少 ATP分 子？葡 萄 糖 磷 酸 烯 静 式 丙 酮 酸 丙 酮 酸 柠 檬 酸 乳 酸 二 羟 丙 酮 磷 酸 果 糖-1,6-二 磷 酸 NADH答：根 据 P 1 4 2表 2 4-5 计 算 可 得：上 述 8 种 物 质 完 全 被 氧 化 C 0 2 和 H 2 0时，能 产 生 的 ATP分 子 数 分 别 为：葡 萄 糖（30）,丙 酮 酸（12.5）,乳 酸（15）,果 糖-1,6-二 磷 酸（32）,磷 酸 烯 醇 式 丙 酮 酸（15）,柠 檬 酸（10）,二 羟 丙 酮 磷 酸（15）,

50、NADH（2.5）。5.在 生 物 化 学 中 0 2 形 成 H 2O所 测 得 的 标 准 氧 化-还 原 电 势 为 0.8 2 V,而 在 化 学 测 定 中 测 得 的 数 值 为 L 2 3 V,这 种 差 异 是 怎 样 产 生 的？答：这 种 差 异 是 由 于 在 生 物 化 学 反 应 中，氧 的 还 原 不 完 全 造 成 的。6.电 子 传 递 链 和 氧 化 磷 酸 化 之 间 有 何 关 系？答：生 物 氧 化 亦 称 细 胞 呼 吸，指 各 类 有 机 物 质 在 细 胞 内 进 行 氧 化 分 解，最 终 产 生 CO2和 H 2 O,同 时 释 放 能 量（A