生化復(fù)習(xí)題簡(jiǎn)答案小平.doc

05 糖代謝四、問答題1糖代謝和脂代謝是通過那些反應(yīng)聯(lián)系起來的？答：（1）糖酵解過程中產(chǎn)生的磷酸二羥丙酮可轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岣视?，可作為脂肪合成中甘油的原料。?）有氧氧化過程中產(chǎn)生的乙酰CoA是脂肪酸和酮體的合成原料。（3）脂肪酸分解產(chǎn)生的乙酰CoA最終進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化。（4）酮體氧化產(chǎn)生的乙酰CoA最終進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化。（5）甘油經(jīng)磷酸甘油激酶作用后，轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岫u丙酮進(jìn)入糖代謝。2什么是乙醛酸循環(huán)？有何意義？答：乙醛酸循環(huán)是有機(jī)酸代謝循環(huán)，它存在于植物和微生物中，可分為五步反應(yīng)，由于乙醛酸循環(huán)與三羧酸循環(huán)有一些共同的酶系和反應(yīng)，將其看成是三羧酸循環(huán)的一個(gè)支路。循環(huán)每一圈消耗2分子乙酰CoA，同時(shí)產(chǎn)生1分子琥珀酸。琥珀酸產(chǎn)生后，可進(jìn)入三羧酸循環(huán)代謝，或經(jīng)糖異生途徑轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟且胰┧嵫h(huán)的意義：（1）乙酰CoA經(jīng)乙醛酸循環(huán)可以和三羧酸循環(huán)相偶聯(lián)，補(bǔ)充三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物的缺失。（2）乙醛酸循環(huán)是微生物利用乙酸作為碳源的途徑之一。（3）乙醛酸循環(huán)是油料植物將脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)樘呛桶被岬耐緩健?磷酸戊糖途徑有什么生理意義？答：（1）產(chǎn)生的5-磷酸核糖是生成核糖，多種核苷酸，核苷酸輔酶和核酸的原料。（2）生成的NADPH+H+是脂肪酸合成等許多反應(yīng)的供氫體。（3）此途徑產(chǎn)生的4-磷酸赤蘚糖與3-磷酸甘油酸可以可成莽草酸，進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)榉枷阕灏被?。?）途徑產(chǎn)生的NADPH+H+可轉(zhuǎn)變?yōu)镹ADH+H+，進(jìn)一步氧化產(chǎn)生ATP，提供部分能量。4為什么說三羧酸循環(huán)是糖、脂和蛋白質(zhì)三大物質(zhì)代謝的共同通路？答：（1）三羧酸循環(huán)是乙酰CoA最終氧化生成CO2和H2O的途徑。（2）糖代謝產(chǎn)生的碳骨架最終進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化。（3）脂肪分解產(chǎn)生的甘油通過酵解產(chǎn)生丙酮酸，后者轉(zhuǎn)化成乙酰CoA后再進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化，脂肪酸經(jīng)-氧化產(chǎn)生乙酰CoA也需進(jìn)入三羧酸循環(huán)才能氧化。（4）蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的氨基酸經(jīng)脫氨后碳骨架可進(jìn)入三羧酸循環(huán)，同時(shí)，三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物可作為氨基酸的碳骨架接受氨后合成必需氨基酸。所以，三羧酸循環(huán)是三大物質(zhì)代謝共同通路。5糖分解代謝可按EMP-TCA途徑進(jìn)行，也可按磷酸戊糖途徑，決定因素是什么？答：糖分解代謝可按EMP-TCA途徑進(jìn)行，也可按磷酸戊糖途徑，決定因素是能荷水平，能荷低時(shí)糖分解按EMP-TCA途徑進(jìn)行，能荷高時(shí)可按磷酸戊糖途徑。6試說明丙氨酸的成糖過程。答：丙氨酸成糖是體內(nèi)很重要的糖異生過程。首先丙氨酸經(jīng)轉(zhuǎn)氨作用生成丙酮酸，丙酮酸進(jìn)入線粒體轉(zhuǎn)變成草酰乙酸。但生成的草酰乙酸不能通過線粒體膜，為此須轉(zhuǎn)變成蘋果酸或天冬氨酸，后二者到胞漿里再轉(zhuǎn)變成草酰乙酸。草酰乙酸轉(zhuǎn)變成磷酸烯醇式丙酮酸，后者沿酵解路逆行而成糖?？傊彼岢商琼毾让摰舭被?，然后繞過“能障”及“膜障”才能成糖。7琥珀酰CoA的代謝來源與去路有哪些？答：（1）琥珀酰CoA主要來自糖代謝，也來自長(zhǎng)鏈脂肪酸的 -氧化。奇數(shù)碳原子脂肪酸，通過氧化除生成乙酰CoA，后者進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成琥珀酰CoA。此外，蛋氨酸，蘇氨酸以及纈氨酸和異亮氨酸在降解代謝中也生成琥珀酰CoA。（2）琥珀酰CoA的主要代謝去路是通過檸檬酸循環(huán)徹底氧化成CO2和H2O。琥珀酰CoA在肝外組織，在琥珀酸乙酰乙酰CoA轉(zhuǎn)移酶催化下，可將輔酶A轉(zhuǎn)移給乙酰乙酸，本身成為琥珀酸。此外，琥珀酰CoA與甘氨酸一起生成-氨基-酮戊酸（ALA），參與血紅素的合成。8ATP是果糖磷酸激酶的底物，為什么ATP濃度高，反而會(huì)抑制果糖磷酸激酶？果糖磷酸激酶是EMP途徑中限速酶，EMP途徑是分解代謝，總的效應(yīng)是放出能量的，ATP濃度高表明細(xì)胞內(nèi)能荷較高，因此抑制果糖磷酸激酶，從而抑制EMP途徑。9葡萄糖的第二位碳用14C標(biāo)記，在有氧情況下進(jìn)行徹底降解。問經(jīng)過幾輪三羧酸循環(huán)，該同位素碳可作為CO2釋放？第二輪循環(huán)10檸檬酸循環(huán)中并無氧參加，為什么說它是葡萄糖的有氧分解途徑？檸檬酸循環(huán)中有幾處反應(yīng)是底物脫氫生成NADH和FADH2，如異檸檬酸草酰琥珀酸；-酮戊二酸琥珀酰CoA；琥珀酸延胡索酸；L-蘋果酸草酰乙酸。NADH和FADH2必須通過呼吸鏈?zhǔn)笻與氧結(jié)合成水，否則就會(huì)造成NADH和FADH2的積累，使檸檬酸循環(huán)的速度降低，嚴(yán)重時(shí)完全停止。11人血漿中的葡萄糖大約維持在5mM。而在肌肉細(xì)胞中的游離葡萄糖濃度要低得多。細(xì)胞內(nèi)的葡萄糖濃度為什么如此之低？臨床上常用靜脈注射葡萄糖來補(bǔ)充病人食物來源，由于葡萄糖轉(zhuǎn)換為葡萄糖-6-磷酸要消耗ATP的，那么臨床上卻不能直接靜脈注射葡萄糖-6-磷酸呢？答：因?yàn)檫M(jìn)入肌肉細(xì)胞的葡萄糖常常被磷酸化，葡萄糖一旦磷酸化就不能從細(xì)胞內(nèi)逃掉。在pH7時(shí)，葡萄糖-6-磷酸的磷酸基團(tuán)解離，分子帶凈的負(fù)電荷。由于膜通常對(duì)帶電荷的分子是不通透的，所以葡萄糖-6-磷酸就不能從血流中進(jìn)入細(xì)胞，因此也就不能進(jìn)入酵解途徑生成ATP。12. 增加以下各種代謝物的濃度對(duì)糖酵解有什么影響？（a）葡萄糖-6-磷酸 （b） 果糖-1.6-二磷酸 （C） 檸檬酸 （d） 果糖-2.6-二磷酸答：（a）最初葡萄糖-6-磷酸濃度的增加通過增加葡萄糖6-磷酸異構(gòu)酶的底物水平以及以后的酵解途徑的各步反應(yīng)的底物水平也隨之增加，從而增加了酵解的速度。然而葡萄糖-6-磷酸也是己糖激酶的一個(gè)別構(gòu)抑制劑，因此高濃度的葡萄糖-6-磷酸可以通過減少葡萄糖進(jìn)入酵解途徑從而抑制酵解。（b）果糖-1.6-二磷酸是由磷酸果糖激酶-1催化反應(yīng)的產(chǎn)物，它是酵解過程中主要的調(diào)控點(diǎn)，增加果糖-1.6-二磷酸的濃度等于增加了所有隨后糖酵解途徑的反應(yīng)的底物水平，所以增加了酵解的速度。（c）檸檬酸是檸檬酸循環(huán)的一個(gè)中間產(chǎn)物，同時(shí)也是磷酸果糖激酶-1的一個(gè)反饋抑制劑，因而檸檬酸濃度的增加降低了酵解反應(yīng)的速率。（d）果糖-2,6-二磷酸是在磷酸果糖激酶-2（PFK-2）催化的反應(yīng)中由果糖-6-磷酸生成的，因?yàn)樗橇姿峁羌っ?1（PFK-1）的激活因子，因而可以增加酵解反應(yīng)的速度。13. 把C-1位用14C標(biāo)記的葡萄糖與能進(jìn)行糖酵解的無細(xì)胞提取物共同溫育，標(biāo)記物出現(xiàn)在丙酮酸的什么位置？ 答: 被標(biāo)記的葡萄糖通過葡萄糖-6-磷酸進(jìn)入酵解途徑，在果糖-1.6二磷酸被醛縮酶裂解生成甘油醛-3-磷酸和磷酸二羥丙酮之前標(biāo)記始終出現(xiàn)在C-1。因?yàn)榱姿岫u丙酮含有最初葡萄糖分子的C-1至C-3原子，因而它的C-1帶有標(biāo)記。然后磷酸二羥丙酮異構(gòu)化變?yōu)楦视腿?3-磷酸，最終14C出現(xiàn)在丙酮酸的甲基上。14. 盡管O2沒有直接參與檸檬酸循環(huán)，但沒有O2的存在，檸檬酸循環(huán)就不能進(jìn)行，為什么？答：需要氧將檸檬酸循環(huán)中氧化反應(yīng)生成的NADH氧化為NAD，以便保證循環(huán)正常進(jìn)行。而NADH氧化發(fā)生在線粒體的需要O2的電子傳遞和氧化磷酸化過程中.15通過將乙酰CoA加入到只含有酶、輔酶和檸檬酸循環(huán)中間產(chǎn)物的無細(xì)胞體系中，能否凈合成草酰乙酸？答：不能。因?yàn)樵撗h(huán)存在一物質(zhì)平衡。兩個(gè)C以乙酰CoA中乙?；男问郊尤朐撗h(huán)，且這兩個(gè)C又以兩個(gè)CO2的形式被釋放出來。同時(shí)，在循環(huán)中沒有凈C原子的滯留，也就不可能有中間產(chǎn)物的凈合成。而乙酰CoA中的CoA部分是以CoA形式釋放出來的。16. 雞蛋清中的抗生物素蛋白對(duì)生物素的親和力極高，如果將該蛋白加到肝臟提取液中，對(duì)丙酮酸經(jīng)糖異生轉(zhuǎn)化為葡萄糖有什么影響？ 答：會(huì)阻斷丙酮酸經(jīng)糖異生轉(zhuǎn)化為葡萄糖的過程。因?yàn)樯锼厥谴呋狒然刹蒗Ｒ宜岱磻?yīng)的丙酮酸羧化酶的輔基，加入的抗生物素蛋白對(duì)生物素的親和力高，使得反應(yīng)缺乏生物素而中斷。17用14C標(biāo)記葡萄糖第3碳原子，將這種14C標(biāo)記的G在無氧條件下與肝勻漿保溫，那么產(chǎn)生的乳酸分子中哪個(gè)碳原子將帶上14C標(biāo)記？如果肝勻漿通入氧氣，則乳酸將繼續(xù)氧化，所含的標(biāo)記碳原子將在哪步反應(yīng)中脫下的CO2帶上14C標(biāo)記？若14C標(biāo)記在葡萄糖的第2碳原子上，同樣的勻漿通入氧氣，則標(biāo)記碳原子將在第幾次TCA循環(huán)中的第幾步反應(yīng)中脫下CO2含14C標(biāo)記?答： 14C標(biāo)記葡萄糖的第3碳原子，該葡萄糖在無氧條件下與肝勻漿保溫，經(jīng)糖酵解途徑后產(chǎn)生的乳酸分子中的羧基碳原子將帶上14C標(biāo)記；如果肝勻漿通入氧氣，則乳酸將繼續(xù)氧化，所含的標(biāo)記碳原子將在丙酮酸脫氫酶系催化脫下14CO2。若14C標(biāo)記在葡萄糖的第2碳原子上，同樣的勻漿通入氧氣，則標(biāo)記碳原子將在第二次TCA循環(huán)中的草酰琥珀酸脫羧和酮戊二酸脫氫脫羧中分別脫下14CO2各占50%。18寫出由乳酸、酮戊二酸異生產(chǎn)生葡萄糖的反應(yīng)途徑和總反應(yīng)式。答：乳酸異生成葡萄糖經(jīng)下面途徑：乳酸丙酮酸草酰乙酸經(jīng)蘋果酸穿膜草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸2磷酸甘油酸3磷酸甘油酸1,3二磷酸甘油酸3磷酸甘油醛磷酸二羥基丙酮1,6二磷酸果糖6-磷酸果糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖總反應(yīng)為：2乳酸4ATP+2GTP+6H2O葡萄糖+4ADP+2GDP+6Pi酮戊二酸異生產(chǎn)生葡萄糖的反應(yīng)途徑：酮戊二酸經(jīng)三羧酸循環(huán)草酰乙酸經(jīng)蘋果酸穿膜草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸2磷酸甘油酸3磷酸甘油酸1,3二磷酸甘油酸3磷酸甘油醛磷酸二羥基丙酮1,6二磷酸果糖6-磷酸果糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖總反應(yīng)為：2酮戊二酸+2ATP+2H2O+2NAD+2FAD葡萄糖+4CO2+2ADP+2Pi+2NADH+2H+2FADH219為什么說肝臟是維持血糖的重要器官 ？答：肝臟是維持血糖的重要器官，主要表現(xiàn)于：首先，肝臟有較強(qiáng)的糖原合成與分解能力，在血糖升高時(shí)，肝臟可大量合成肝糖原儲(chǔ)存，也可以轉(zhuǎn)化血糖生成脂肪，以降低血糖含量；而在血糖偏低時(shí)，肝糖原可迅速分解成葡萄糖進(jìn)入血液以補(bǔ)充血糖； 其次，肝臟是糖異生的主要器官，在血糖偏低時(shí)，肝臟可將乳酸、甘油、生糖氨基酸等異生成葡萄糖； 肝臟還可將果糖、半乳糖、等轉(zhuǎn)化成葡萄糖。所以說，肝臟是維持血糖的重要器官。20糖酵解途徑有何意義？三羧酸循環(huán)有何意義？磷酸戊糖途徑有何意義？TCA循環(huán)的生理意義：答：糖酵解途徑的生理意義：糖酵解生物細(xì)胞中普遍存在的途徑，該途徑在缺氧條件下可為細(xì)胞迅速提供能量，也是某些細(xì)胞如動(dòng)物體內(nèi)紅細(xì)胞等在不缺氧條件下的能量來源；人在某些病理?xiàng)l件下如貧血、呼吸障礙或供氧不足情況下可通過糖酵解獲得能量的方式；糖酵解也是糖的有氧氧化的前過程，還是糖異生作用大部分逆過程；同時(shí)糖酵解也是聯(lián)系糖、脂肪和氨基酸代謝的重要途徑。TCA循環(huán)的生理意義：TCA循環(huán)是有機(jī)體獲得生命活動(dòng)所需能量的主要途徑；也是糖、脂、蛋白質(zhì)等物質(zhì)最終氧化途徑；途徑中形成多種重要的中間產(chǎn)物，可為生物合成提供碳源；同時(shí)糖酵解也是糖、脂、蛋白質(zhì)等物質(zhì)代謝和轉(zhuǎn)化的中心樞紐，還是發(fā)酵產(chǎn)物重新氧化的途徑。磷酸戊糖途徑意義：該途徑產(chǎn)生大量 NADPH，可為細(xì)胞的生物合成提供還原力；維持谷胱甘肽、巰基酶的還原性、維持紅細(xì)胞的完整狀態(tài)，防止紅細(xì)胞的氧化損傷及出現(xiàn)溶血；途徑中產(chǎn)生大量的磷酸核糖是合成核苷酸及衍生物(輔酶)、DNA及其RNA的原料；HMS也可為細(xì)胞提供能量：1mol葡萄糖通過此途徑生成29molATP。22何謂糖的異生作用？糖的異生作用有何意義？答：動(dòng)物體內(nèi)由非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化成葡萄糖和糖原的過程稱為糖的異生作用。糖的異生作用的意義在于：（1）在饑餓情況下糖異生對(duì)保證血糖濃度的相對(duì)恒定具有重要的意義；是肝補(bǔ)充或恢復(fù)糖原儲(chǔ)備的重要途徑； （2）防止乳酸堆積引起酸中毒，避免乳酸的浪費(fèi)； （3）促進(jìn)肝糖原的不斷更新； 23從B族維生素與糖代謝的關(guān)系說明“久食白米，令人身軟”的道理。 答：B族維生素廣泛參與糖代謝，在糖的酵解、丙酮酸的氧化脫氫、三羧酸循環(huán)、磷酸戊糖途徑等代謝中共有多個(gè)B族輔酶參與代謝，見下表：維生素化學(xué)名稱輔 酶輔酶構(gòu)成的酶生化反應(yīng)B1硫胺素焦磷酸硫胺素(TPP)丙酮酸脫氫酶系 酮戊二酸脫氫酶系脫CO2B2核黃素黃素單核苷酸(FMN)丙酮酸脫氫酶系、酮戊二酸脫氫酶系琥珀酸脫氫酶呼吸鏈中的復(fù)合物傳遞2H黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)H生物素生物胞素丙酮酸羧化酶固定CO2PP煙酸與煙酰胺煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)丙酮酸脫氫酶系 酮戊二酸脫氫酶系6磷酸葡萄糖脫氫酶6磷酸葡萄糖酸脫氫酶?jìng)鬟f2H煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）B3泛酸輔酶A(CoA)琥珀酸硫激酶丙酮酸脫氫酶系酮戊二酸脫氫酶系酰基載體硫辛酸硫辛酸硫辛酸丙酮酸脫氫酶系酮戊二酸脫氫酶系乙?；d體而糖代謝是生成能量的代謝，當(dāng)B族維生素缺乏時(shí)，導(dǎo)致糖代謝發(fā)生障礙，即機(jī)體的能量供應(yīng)出現(xiàn)問題，出現(xiàn)渾身無力等。久食白米，即指人長(zhǎng)期攝入精制白米，粗糧攝入少，易造成B族維生素缺乏，B族維生素主要存在于大米的谷皮層。因此說“久食白米，令人身軟”。07 生物氧化 四、問答題1在體內(nèi)ATP有哪些生理作用？答：ATP在體內(nèi)有許多重要的生理作用：（1）是機(jī)體能量的暫時(shí)貯存形式：在生物氧化中，ADP能將呼吸鏈上電子傳遞過程中所釋放的電化學(xué)能以磷酸化生成ATP的方式貯存起來，因此ATP是生物氧化中能量的暫時(shí)貯存形式。（2）是機(jī)體其它能量形式的來源：ATP分子內(nèi)所含有的高能鍵可轉(zhuǎn)化成其它能量形式，以維持機(jī)體的正常生理機(jī)能，例如可轉(zhuǎn)化成機(jī)械能、生物電能、熱能、滲透能、化學(xué)合成能等。體內(nèi)某些合成反應(yīng)不一定都直接利用ATP供能，而以其他三磷酸核苷作為能量的直接來源。如糖原合成需UTP供能；磷脂合成需CTP供能；蛋白質(zhì)合成需GTP供能。這些三磷酸核苷分子中的高能磷酸鍵并不是在生物氧化過程中直接生成的，而是來源于ATP。（3）可生成cAMP參與激素作用：ATP在細(xì)胞膜上的腺苷酸環(huán)化酶催化下，可生成cAMP，作為許多肽類激素在細(xì)胞內(nèi)體現(xiàn)生理效應(yīng)的第二信使。2氰化物為什么能引起細(xì)胞窒息死亡？其解救機(jī)理是什么？答：氰化鉀的毒性是因?yàn)樗M(jìn)入人體時(shí)，CN的N原子含有孤對(duì)電子能夠與細(xì)胞色素aa3的氧化形式高價(jià)鐵Fe3以配位鍵結(jié)合成氰化高鐵細(xì)胞色素aa3，使其失去傳遞電子的能力，阻斷了電子傳遞給O2，結(jié)果呼吸鏈中斷，細(xì)胞因窒息而死亡。而亞硝酸在體內(nèi)可以將血紅蛋白的血紅素輔基上的Fe2氧化為Fe3。部分血紅蛋白的血紅素輔基上的Fe2被氧化成Fe3高鐵血紅蛋白，且含量達(dá)到20%-30%時(shí)，高鐵血紅蛋白（Fe3）也可以和氰化鉀結(jié)合，這就競(jìng)爭(zhēng)性抑制了氰化鉀與細(xì)胞色素aa3的結(jié)合，從而使細(xì)胞色素aa3的活力恢復(fù)；但生成的氰化高鐵血紅蛋白在數(shù)分鐘后又能逐漸解離而放出CN。因此，如果在服用亞硝酸的同時(shí)，服用硫代硫酸鈉，則CN可被轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒的SCN，此硫氰化物再經(jīng)腎臟隨尿排出體外。3在磷酸戊糖途徑中生成的NADPH，如果不去參加合成代謝，那么它將如何進(jìn)一步氧化？答：葡萄糖的磷酸戊糖途徑是在胞液中進(jìn)行的，生成的NADPH具有許多重要的生理功能，其中最重要的是作為合成代謝的供氫體。如果不去參加合成代謝，那么它將參加線粒體的呼吸鏈進(jìn)行氧化，最終與氧結(jié)合生成水。但是線粒體內(nèi)膜不允許NADPH和NADH通過，胞液中NADPH所攜帶的氫是通過轉(zhuǎn)氫酶催化過程進(jìn)人線粒體的：（1）NADPH + NAD NADP十 + NADH（2）NADH所攜帶的氫通過兩種穿梭作用進(jìn)人線粒體進(jìn)行氧化：a -磷酸甘油穿梭作用；進(jìn)人線粒體后生成FADH2。b 蘋果酸穿梭作用；進(jìn)人線粒體后生成NADH。4計(jì)算1mol下列物質(zhì)氧化成CO2、H2O時(shí)產(chǎn)生的ATP的mol數(shù)：（1） 葡萄糖 （2）3磷酸甘油醛 （3）乙酰COA （4）丙酮酸 答：葡萄糖：32mol；3磷酸甘油醛：17mol；乙酰COA：10mol；丙酮酸：12.5mol5答：在供給底物、受體、Pi、ADP充分的條件下，下列情況中， 肝線粒體內(nèi)生成的ATP是多少？底物受體抑制劑ATP蘋果酸O2 琥珀酸O2 琥珀酸O2KCN 琥珀酸O2抗霉素A蘋果酸O22,4-DNP蘋果酸O2魚藤酮 蘋果酸O2抗霉素A 答：底物受體抑制劑ATP蘋果酸O22.5琥珀酸O21.5琥珀酸O2KCN1琥珀酸O2抗霉素A0蘋果酸O22,4-DNP0蘋果酸O2魚藤酮0蘋果酸O2抗霉素A16怎樣判斷一個(gè)反應(yīng)的進(jìn)行方向？當(dāng)反應(yīng)物，產(chǎn)物的起始濃度均為1mol/L,請(qǐng)判斷下列反應(yīng)的進(jìn)行方向：（1）磷酸肌酸ADPATP+肌酸（2）磷酸烯醇式丙酮酸ADPATP+丙酮酸（3）6磷酸葡萄糖ADPATP+葡萄糖答：化學(xué)反應(yīng)過程伴隨著能量變化，當(dāng)反應(yīng)的G0，反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行；反應(yīng)的G0，反應(yīng)為可逆過程，處于平衡狀態(tài)；而反應(yīng)的G0 反應(yīng)不可以自發(fā)進(jìn)行，必須外界提供能量才能進(jìn)行。根據(jù)P265表102的數(shù)據(jù)，上述反應(yīng)的自由能變化為：（2） G=G0+RTlnATP丙酮酸/ADP磷酸烯醇式丙酮酸 43.130.512.6 KJ/mol因此，反應(yīng)可以朝正反應(yīng)方向進(jìn)行。（3） 同理：G=61.930.531.4KJ/mol，反應(yīng)朝正反應(yīng)方向進(jìn)行。（4） G=13.830.516.7KJ/mol，反應(yīng)朝逆反應(yīng)方向進(jìn)行08 脂類代謝 四、問答題1在脂肪生物合成過程中，軟脂酸和硬脂酸是怎樣合成的？答：（1）軟脂酸合成：軟脂酸是十六碳飽和脂肪酸，在細(xì)胞液中合成，合成軟脂酸需要兩個(gè)酶系統(tǒng)參加。一個(gè)是乙酰CoA羧化酶，他包括三種成分，生物素羧化酶、生物素羧基載體蛋白、轉(zhuǎn)羧基酶。由它們共同作用，催化乙酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)楸釂熙oA。另一個(gè)是脂肪酸合成酶，該酶是一個(gè)多酶復(fù)合體，包括6種酶和一個(gè)酰基載體蛋白，在它們的共同作用下，催化乙酰CoA和丙二酸單酰CoA，合成軟脂酸其反應(yīng)包括4步，即縮合、還原、脫水、再縮合，每經(jīng)過4步循環(huán)，可延長(zhǎng)2個(gè)碳。如此進(jìn)行，經(jīng)過7次循環(huán)即可合成軟脂酰ACP。軟脂酰ACP在硫激酶作用下分解，形成游離的軟脂酸。軟脂酸的合成是從原始材料乙酰CoA開始的所以稱之為從頭合成途徑。（2）硬脂酸的合成，在動(dòng)物和植物中有所不同。在動(dòng)物中，合成地點(diǎn)有兩處，即線粒體和粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。在線粒體中，合成硬脂酸的碳原子受體是軟脂酰CoA，碳原子的給體是乙酰CoA。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，碳原子的受體也是軟脂酰CoA，但碳原子的給體是丙二酸單酰CoA。在植物中，合成地點(diǎn)是細(xì)胞溶質(zhì)。碳原子的受體不同于動(dòng)物，是軟脂酰ACP；碳原子的給體也不同與動(dòng)物，是丙二酸單酰ACP。在兩種生物中，合成硬脂酸的還原劑都是一樣的。2在脂肪酸合成中，乙酰CoA.羧化酶起什么作用？答：在飽和脂肪酸的生物合成中，脂肪酸碳鏈的延長(zhǎng)需要丙二酸單酰CoA。乙酰CoA羧化酶的作用就是催化乙酰CoA和HCO3-合成丙二酸單酰CoA，為脂肪酸合成提供三碳化合物。乙酰CoA羧化酶催化反應(yīng)（略）。乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成反應(yīng)中的一種限速調(diào)節(jié)酶，它受檸檬酸的激活，但受軟脂酸的反饋抑制。31mol軟脂酸完全氧化成CO2和H2O可生成多少mol ATP？若1g軟脂酸完全氧化時(shí)的G0=9Kcal，軟脂酸的分子量位56.4，試求能量轉(zhuǎn)化為ATP的效率。答：軟脂酸經(jīng)-氧化，則生成8個(gè)乙酰CoA，7個(gè)FADH2和7個(gè)NADH+H+。乙酰CoA在三羧酸循環(huán)中氧化分解，一個(gè)乙酰CoA生成10個(gè)ATP，所以 108=80ATP，7個(gè)FADH2經(jīng)呼吸鏈氧化可生成1.57=10.5 ATP，7NADH+H+經(jīng)呼吸鏈氧化可生成2.57=17.5 ATP，三者相加，減去消耗掉1個(gè)ATP的2個(gè)高能鍵，實(shí)得80+10.5+17.52=106mol/LATP。每有1mol/L軟脂酸氧化，即可生成106mol/LATP。軟脂酸的分子量為256.4，所以軟脂酸氧化時(shí)的自由能G0=256.49000=2.31106cal/mol,106molATP貯存能量7.3106=773.8Kcal，貯存效率=773.8100/2.31103=33.5%4列出乙酰CoA可進(jìn)入哪些代謝途徑？進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化分解為CO2和H2O，產(chǎn)生大量的能量以乙酰CoA為原料合成脂肪酸，進(jìn)一步合成脂肪和磷脂等。以乙酰CoA為原料合成酮體，作為肝輸出能源的方式。以乙酰CoA為原料合成膽固醇。5比較脂肪酸氧化和從頭合成的在以下幾個(gè)方面的區(qū)別：（1）發(fā)生的部位 （2）?；妮d體 （3）受氫體與供氫體 （4）中間產(chǎn)物的立體化學(xué)（5）限速酶 （6）氧化時(shí)每次降解的碳單位和合成時(shí)使用的碳單位供體。答:（a）氧化發(fā)生在線粒體；而合成發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)。（b）氧化酰基載體為輔酶A；合成?；d體為ACP。（c）氧化用NAD和FAD，而合成用NADPH。（d）氧化是3-羥?；鵆oA的L-異構(gòu)體；而合成是D-異構(gòu)體。（e）氧化方向是羧基端到甲基端；合成時(shí)方向是甲基端到羧基端。（f）氧化的限速酶是肉堿酯酰轉(zhuǎn)移酶，而合成的乙酰輔酶A羧化酶。（g）氧化為每次降解的碳單位乙酰CoA；合成使用的碳單位供體為丙二酸單酰ACP。6糖尿病患者一般都患有嚴(yán)重酮病。如果給她服用14C標(biāo)記的乙酰CoA（乙?；膬蓚€(gè)碳都標(biāo)記），那么她呼出的氣體中是否含有14C標(biāo)記的丙酮？說明理由。答：糖尿病患者的呼吸中有可能含有14C標(biāo)記的丙酮。標(biāo)記的乙酰CoA進(jìn)入體內(nèi)的乙酰CoA庫(kù)，其中一部分要轉(zhuǎn)換成酮體進(jìn)一步代謝，丙酮是其中的一種酮體，容易進(jìn)入呼吸系統(tǒng)。7假如你必須食用鯨脂和海豹脂，其中幾乎不含有碳水化合物。（1）使用脂肪做為唯一能量的來源，會(huì)產(chǎn)生什么樣的后果？（2）如果飲食中不含葡萄糖，試問消耗奇數(shù)碳脂肪酸好還是偶數(shù)碳脂肪酸好？答：（1）葡萄糖經(jīng)酵解生成丙酮酸，丙酮酸是草酰乙酸的主要前體，如果飲食中不含葡萄糖，草酰乙酸的濃度下降，檸檬酸循環(huán)的速度將減慢（2）奇數(shù)，因?yàn)楸峥梢赞D(zhuǎn)換為琥珀酰CoA，它是檸檬酸循環(huán)的中間代謝物，可用于糖異生。8何謂“酮癥”？試分析其產(chǎn)生原因。答：長(zhǎng)期饑餓和糖尿病時(shí)，脂肪動(dòng)員加強(qiáng)，脂肪酸分解產(chǎn)生大量的乙酰輔酶A，后者在肝臟縮合成酮體，當(dāng)肝內(nèi)產(chǎn)生酮體超過肝外組織氧化酮體的能力時(shí)，血中酮體蓄積，稱為酮血癥。尿中有酮體排出，稱酮尿癥。二者統(tǒng)稱為酮體癥(酮癥)。酮癥可導(dǎo)致代謝性酸中毒，稱酮癥酸中毒，嚴(yán)重酮癥可導(dǎo)致人死亡。91mol硬脂酸180徹底氧化成CO2+H2O需經(jīng)哪些途徑？各階段的中間產(chǎn)物是什么？計(jì)算過程中產(chǎn)生ATP的總mol數(shù)。答：1mol硬脂酸180徹底氧化成CO2+H2O需經(jīng)-氧化、三羧酸循環(huán)、氧化磷酸化。1mol硬脂酸180經(jīng)氧化產(chǎn)物有：9mol乙酰輔酶A、8mol FADH2、8mol NADH+H+；9mol乙酰輔酶A經(jīng)三羧酸循環(huán)后產(chǎn)物有：9（3NADH+3H+FADH+GTP）mol；上述NADH、FADH經(jīng)氧化磷酸化共生成ATP的mol數(shù)為：90842120（mol）10為什么哺乳動(dòng)物脂肪酸不能轉(zhuǎn)變成葡萄糖？答：體內(nèi)脂肪酸分解產(chǎn)生乙酰輔酶A，后者轉(zhuǎn)變成葡萄糖必須經(jīng)乙醛酸循環(huán)先生成四碳二羧酸，再經(jīng)糖的異生作用生成葡萄糖。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)無乙醛酸循環(huán)，故哺乳動(dòng)物不能將脂肪酸轉(zhuǎn)化成葡萄糖。11什么叫酮體，為什么正常代謝時(shí)產(chǎn)生的酮體量很少？在什么情況下血中酮體含量增高，而尿中也能出現(xiàn)酮體？答：乙酰乙酸，羥丁酸和丙酮三者合稱酮體。酮體為肝內(nèi)脂肪酸代謝的正常中間產(chǎn)物。正常的人或動(dòng)物體內(nèi)糖代謝居能量代謝中的主導(dǎo)地位，產(chǎn)生酮體量很少。在饑餓時(shí)或膳食中糖供應(yīng)不足時(shí)，或因某些病使糖的氧化能力降低時(shí)，肝中需加速脂肪的氧化，導(dǎo)致其分解產(chǎn)物乙酰輔酶A在肝臟縮合產(chǎn)生過多的酮體，超過肝外的氧化能力。又因糖代謝削弱，缺乏丙酮酸，而與乙酰CoA縮合成檸檬酸的草酰乙酸減少。酮體的去路也減少，酮體便積聚于血內(nèi)，使血中酮體含量增高，成為酮血癥，血內(nèi)酮體過多由尿排出，尿中出現(xiàn)酮體，成為酮尿。12比較脂肪酸的“氧化”與脂肪酸的“從頭合成”途徑的不同說明它們并不是相互可逆的過程。答：脂肪酸的“氧化”與脂肪酸的“從頭合成”途徑并非相互可逆的過程，兩者存在以下區(qū)別：區(qū)別點(diǎn)從頭合成-氧化細(xì)胞中發(fā)生部位細(xì)胞質(zhì)線粒體?；d體ACP-SHCOA-SH二碳片段的加入與裂解方式丙二酰單酰COA乙酰COA電子供體或受體NADPHFAD、NAD+酶系與限速酶六種酶和一個(gè)蛋白質(zhì)(ACP)組成復(fù)合物（E.coli）乙酰輔酶A羧化酶四種酶肉堿酯酰轉(zhuǎn)移酶原料轉(zhuǎn)運(yùn)方式檸檬酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)肉堿穿梭系統(tǒng)羥脂酰化合物的中間構(gòu)型D-型L-型合成或裂解方向CH3COOHCOOHCH3對(duì)二氧化碳和檸檬酸的需求要求不要求能量變化(以軟脂酸的合成與分解為例)消耗 7 個(gè) ATP 和14NADPH產(chǎn)生 106 個(gè)ATP綜上所述，脂肪酸的“氧化”與脂肪酸的“從頭合成”途徑并非相互可逆的過程。09蛋白質(zhì)分解與氨基酸代謝四、問答題1為什么說轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)在氨基酸合成和降解過程中都起重要作用？答：（1）在氨基酸合成過程中，轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)是氨基酸合成的主要方式，許多氨基酸的合成可以通過轉(zhuǎn)氨酶的催化作用，由酮酸接受來自谷氨酸的氨基而形成。（2）在氨基酸的分解過程中，氨基酸也可以先經(jīng)轉(zhuǎn)氨基作用把氨基酸上的氨基轉(zhuǎn)移到-酮戊二酸上形成谷氨酸，谷氨酸在谷氨酸脫氫酶的作用下脫去氨基。2什么是必需氨基酸和非必需氨基酸？答：（1）必需氨基酸：生物體本身不能合成而為機(jī)體蛋白質(zhì)合成所必需的氨基酸稱為必需氨基酸，人的必需氨基酸有8種。（2）非必需氨基酸：生物體本身能合成的蛋白質(zhì)氨基酸稱為非必需氨基酸，人的非必需氨基酸有12種。3什么是尿素循環(huán)，有何生物學(xué)意義？答：（1）尿素循環(huán)：尿素循環(huán)也稱鳥氨酸循環(huán)，是將含氮化合物分解產(chǎn)生的氨經(jīng)過一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)變成尿素的過程。（2）生物學(xué)意義：有解除氨毒害的作用4舉例說明氨基酸的降解通常包括哪些方式？答：（1）脫氨基作用：包括氧化脫氨和非氧化脫氨，分解產(chǎn)物為-酮酸和氨。（2）脫羧基作用：氨基酸在氨基酸脫羧酶的作用下脫羧，生成二氧化碳和胺類化合物。5用反應(yīng)式說明酮戊二酸是如何轉(zhuǎn)變成谷氨酸的，有哪些酶和輔因子參與？答：（1）谷氨酸脫氫酶反應(yīng)：酮戊二酸 + NH3 +NADH 谷氨酸 + NAD+ + H2O （2）谷氨酸合酶-谷氨酰胺合酶反應(yīng)：谷氨酸 + NH3 +ATP 谷氨酰胺 +ADP + Pi + H2O谷氨酰胺 +酮戊二酸 + 2H 2谷氨酸還原劑（2H）：可以是NADH、NADPH和鐵氧還蛋白6如果1分子乙酰CoA經(jīng)過TCA循環(huán)氧化成H2O和CO2可產(chǎn)生10分子的ATP，則1分子丙氨酸在哺乳動(dòng)物體內(nèi)徹底氧化凈產(chǎn)生多少分子的ATP？15分子7. 參與尿素循環(huán)的氨基酸有哪些？這些氨基酸都能用于蛋白質(zhì)的生物合成嗎？ 答：鳥氨酸、瓜氨酸、精氨琥珀酸、精氨酸和天冬氨酸。只有精氨酸和天冬氨酸能用于蛋白質(zhì)的生物合成。8. 在所有哺乳動(dòng)物的肝臟中的轉(zhuǎn)氨酶中天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶的活性最高，為什么？答： 引入到尿素中的第二個(gè)氨基是從Asp轉(zhuǎn)移來的，而Asp是Glu經(jīng)天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶催化轉(zhuǎn)氨給草酰乙酸生成的。以尿素排泄的氨有一半來自天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶催化的反應(yīng)，這使得該酶必須具有很高的活性。9哺乳動(dòng)物體內(nèi)氨基酸脫氨基作用包括哪些方式？答：（1）氧化脫氨基作用；（2）轉(zhuǎn)氨基作用；（3）聯(lián)合脫氨基作用：有轉(zhuǎn)氨基與谷氨酸脫氫酶聯(lián)合脫氨基作用、轉(zhuǎn)氨基與嘌呤核苷酸循環(huán)聯(lián)合脫氨基作用。其中聯(lián)合脫氨基作用是最主要的脫氨基方式。10 核苷酸代謝（15）四、問答題1嘧啶核苷酸分子中各原子的來源及合成特點(diǎn)怎樣？答：（1）各原子的來源：N1、C4、C5、C6-天冬氨酸；C2-二氧化碳；N3-氨；核糖-磷酸戊糖途徑的5磷酸核糖。 （2）合成特點(diǎn)：氨甲酰磷酸 + 天冬氨酸 乳清酸 乳清酸 + PRPP 乳清酸核苷-5-磷酸 尿苷酸2. 為什么在野生型的大腸桿菌中得不到rRNA的基因的初級(jí)轉(zhuǎn)錄物？大腸桿菌rRNA后加工并非絕對(duì)發(fā)生在轉(zhuǎn)錄以后，一些后加工反應(yīng)在轉(zhuǎn)錄還沒完成的時(shí)候就已經(jīng)開始，其中包括某些剪切反應(yīng)，因此在野生型大腸桿菌體內(nèi)，等轉(zhuǎn)錄結(jié)束后得到的并不是原始的初級(jí)轉(zhuǎn)錄物。只有當(dāng)大腸桿菌某些參與后加工的酶有缺陷以后，才有可能得到真正的初級(jí)轉(zhuǎn)錄物。3嘌呤核苷酸分子中各原子的來源及合成特點(diǎn)怎樣？答：（1）各原子的來源：N1-天冬氨酸；C2和C8-甲酸鹽；N7、C4和C5-甘氨酸；C6-二氧化碳；N3和N9-谷氨酰胺；核糖-磷酸戊糖途徑的5磷酸核糖（2）合成特點(diǎn)：5磷酸核糖開始5磷酸核糖焦磷酸（PRPP）5磷酸核糖胺（N9）甘氨酰胺核苷酸（C4、C5 、N7）甲酰甘氨酰胺核苷酸（C8）5氨基咪唑核苷酸（C3）5氨基咪唑-4-羧酸核苷酸（C6）5氨基咪唑甲酰胺核苷酸（N1）次黃嘌呤核苷酸（C2）。4. 嘌呤和嘧啶堿基是真核生物的主要能源嗎，為什么？答:在真核生物中，嘌呤和嘧啶不是主要的能源。脂肪酸和糖中碳原子能夠被氧化產(chǎn)生ATP，相比較而言含氮的嘌呤和嘧啶沒有合適的產(chǎn)能途徑。通常核苷酸降解可釋放出堿基，但堿基又能通過補(bǔ)救途徑重新生成核苷酸，堿基不能完全被降解。另外無論是在嘌呤降解成尿酸或氨的過程還是嘧啶降解的過程中都沒有通過底物水平的磷酸化產(chǎn)生ATP。堿基中的低的C:N比使得它們是比較貧瘠的能源。然而在次黃嘌呤轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩岬倪^程中生成的NADH也許能夠通過氧化磷酸化間接產(chǎn)生ATP。 5. 用兩組人作一個(gè)實(shí)驗(yàn)，一組人的飲食主要是肉食，另一組人主要是米飯。哪一組人發(fā)生痛風(fēng)病的可能性大？為什么？ 答: 痛風(fēng)是由于尿酸的非正常代謝引起的，尿酸是人體內(nèi)嘌呤分解代謝的終產(chǎn)物，由于氨基酸是嘌呤和嘧啶合成的前體，所以食用富含蛋白質(zhì)飲食有可能會(huì)導(dǎo)致過量尿酸的生成，引起痛風(fēng)病。6. 為什么一種嘌呤和嘧啶生物合成的抑制劑往往可以用作抗癌藥和/或抗病毒藥？答：因?yàn)樵S多癌細(xì)胞的特點(diǎn)是快速生長(zhǎng)，需要供給大量的核苷酸。一旦嘌呤和嘧啶的生物合成受到抑制，癌細(xì)胞的生長(zhǎng)就受到限制。所以抑制嘌呤和嘧啶生物合成的抑制劑可能就是一種抗癌藥。由于病毒復(fù)制速度非常快，所以也會(huì)受到同樣抑制劑的影響。 7. 不同種類的生物分解嘌呤的能力不同，為什么？答：各種生物體分解嘌呤都是從嘌呤環(huán)上氧化脫氨開始的，腺嘌呤與鳥嘌呤通過脫氨產(chǎn)生黃嘌呤，黃嘌呤氧化形成尿酸。黃嘌呤、尿酸是各類生物嘌呤分解的共同中間物。人類及靈長(zhǎng)類動(dòng)物、鳥類、昆蟲無分解尿酸的酶，尿酸即為這些動(dòng)物嘌呤代謝的終產(chǎn)物；除人類及靈長(zhǎng)類動(dòng)物外的其它哺乳動(dòng)物體內(nèi)存在尿酸氧化酶，可將尿酸氧化成尿囊素；某些硬骨魚存在尿囊素酶，可將尿囊素進(jìn)一步氧化成尿囊酸；多數(shù)魚類、兩棲類動(dòng)物還存在尿囊酸酶，可將尿囊酸氧化分解成尿素與乙醛酸；甲殼類、海洋無脊椎動(dòng)物體內(nèi)還有尿酶，可將尿素分解成氨與二氧化碳。11 DNA的合成與修復(fù) 四、問答題1. 簡(jiǎn)述DNA復(fù)制的過程？答：DNA復(fù)制從特定位點(diǎn)開始，可以單向或雙向進(jìn)行，但是以雙向復(fù)制為主。由于 DNA雙鏈的合成延伸均為53的方向，因此復(fù)制是以半不連續(xù)的方式進(jìn)行，可以概括為：雙鏈的解開；RNA引物的合成；DNA鏈的延長(zhǎng)；切除RNA引物，填補(bǔ)缺口，連接相鄰的DNA片段。（1）雙鏈的解開 在DNA的復(fù)制原點(diǎn)，雙股螺旋解開，成單鏈狀態(tài)，形成復(fù)制叉，分別作為模板，各自合成其互補(bǔ)鏈。在復(fù)制叉上結(jié)合著各種各樣與復(fù)制有關(guān)的酶和輔助因子。（2）RNA引物的合成 引發(fā)體在復(fù)制叉上移動(dòng)，識(shí)別合成的起始點(diǎn)，引發(fā)RNA引物的合成。移動(dòng)和引發(fā)均需要由ATP提供能量。以DNA為模板按53的方向，合成一段引物RNA鏈。引物長(zhǎng)度約為幾個(gè)至10個(gè)核苷酸。在引物的5端含3個(gè)磷酸殘基，3端為游離的羥基。（3）DNA鏈的延長(zhǎng) 當(dāng)RNA引物合成之后，在DNA聚合酶的催化下，以四種脫氧核糖核苷5-三磷酸為底物，在RNA引物的3端以磷酸二酯鍵連接上脫氧核糖核苷酸并釋放出PPi。DNA鏈的合成是以兩條親代DNA鏈為模板，按堿基配對(duì)原則進(jìn)行復(fù)制的。親代DNA的雙股鏈呈反向平行，一條鏈?zhǔn)?3方向，另一條鏈?zhǔn)?5方向。在一個(gè)復(fù)制叉內(nèi)兩條鏈的復(fù)制方向不同，所以新合成的二條子鏈極性也正好相反。由于迄今為止還沒有發(fā)現(xiàn)一種DNA聚合酶能按35方向延伸，因此子鏈中有一條鏈沿著親代DNA單鏈的35方向（亦即新合成的DNA沿53方向）不斷延長(zhǎng)。（4）切除引物，填補(bǔ)缺口，連接修復(fù) 當(dāng)新形成的岡崎片段延長(zhǎng)至一定長(zhǎng)度，其3-OH端與前面一條老片斷的5斷接近時(shí)，在DNA聚合酶的作用下，在引物RNA與DNA片段的連接處切去RNA引物后留下的空隙，由DNA聚合酶催化合成一段DNA填補(bǔ)上；在DNA連接酶的作用下，連接相鄰的DNA鏈；修復(fù)摻入DNA鏈的錯(cuò)配堿基。這樣以兩條親代DNA鏈為模板，就形成了兩個(gè)DNA雙股螺旋分子。每個(gè)分子中一條鏈來自親代DNA，另一條鏈則是新合成的。2DNA復(fù)制復(fù)合體需要一系列的蛋白分子以便使復(fù)制叉移動(dòng)，如果大腸桿菌在體外進(jìn)行DNA復(fù)制至少需要哪些組分？答：至少需要DNA聚合酶III、解旋酶、SSB和引發(fā)酶。在體內(nèi)需要拓?fù)洚悩?gòu)酶。3簡(jiǎn)述中心法則。答：在細(xì)胞分裂過程中通過DNA的復(fù)制把遺傳信息由親代傳遞給子代，在子代的個(gè)體發(fā)育過程中遺傳信息由DNA傳遞到RNA，最后翻譯成特異的蛋白質(zhì)；在RNA病毒中RNA具有自我復(fù)制的能力，并同時(shí)作為mRNA，指導(dǎo)病毒蛋白質(zhì)的生物合成；在致癌RNA病毒中，RNA還以逆轉(zhuǎn)錄的方式將遺傳信息傳遞給DNA分子。4. 某細(xì)菌的染色體是環(huán)狀的雙鏈DNA分子，有5.2106個(gè)堿基對(duì)。(a)復(fù)制叉的移動(dòng)速度是每秒1000個(gè)核苷酸，計(jì)算復(fù)制染色體所需的時(shí)間。(b)在最適條件下，細(xì)菌繁殖一代僅需25分鐘。如果DNA復(fù)制最快速度是每秒1000個(gè)核基酸，且染色體只含有一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)，解釋為什么細(xì)胞能分裂得這么快。答：(a)在復(fù)制原點(diǎn)形成兩個(gè)復(fù)制叉，復(fù)制叉以相反的方向移動(dòng)直到它們?cè)谠c(diǎn)對(duì)面的某一點(diǎn)相遇為止，因而每個(gè)復(fù)制體復(fù)制基因組的一半(2.6106堿基對(duì))，在每一個(gè)復(fù)制叉上，以1000個(gè)核苷酸/秒的速率合成兩條新鏈(前導(dǎo)鏈和滯后鏈)(2000個(gè)核苷酸/秒等于1000個(gè)堿基對(duì)/秒)。所以復(fù)制全部的染色體需要2.6106/1000 =2600秒 =43分20秒。(b)盡管僅僅只有一個(gè)原點(diǎn)（O），但在前一個(gè)復(fù)制叉到達(dá)終點(diǎn)位置之前復(fù)制可以反復(fù)起始。因而在每一個(gè)雙鏈DNA分子上存在著2個(gè)以上的復(fù)制叉。雖然復(fù)制一個(gè)染色體仍舊需要大約43分鐘，但是由于起始的速率加快，完全復(fù)制一個(gè)染色體顯得間隔更短了。 5. 一條DNA有105個(gè)核苷酸殘基，它的堿基組成為：A 21，G 29， C 29，及T 21，經(jīng)DNA聚合酶復(fù)制得互補(bǔ)鏈。生成的雙螺旋DNA為RNA聚合酶的模板，轉(zhuǎn)錄后得到有相同數(shù)目殘基的新RNA鏈。（a）試確定新合成的RNA的堿基組成。（b）若RNA聚合酶從DNA新鏈僅轉(zhuǎn)錄2000堿基便停止。那么所得到的新的RNA的堿基組成如何？答：（a）A，21；U，21；C，29；G，29（b）新鏈組成和原鏈可能一樣也可能不一樣 6. 紫外線照射后暴露于可見光中的細(xì)胞，其復(fù)活率為什么比紫外線照射后置于黑暗中的細(xì)胞高得多？ 答：紫外線可以通過引起T殘基的二聚化而破壞DNA，修復(fù)T二聚體的一中機(jī)制是由酶催化的光反應(yīng)，該反應(yīng)由光復(fù)活酶催化的，該酶利用來自可見光的能量切斷該二聚體并且修復(fù)該DNA，所以細(xì)胞在紫外照射后暴露于可見光下比細(xì)胞保持在黑暗狀態(tài)下更容易修復(fù)DNA。 7. 與RNA分子相比，為什么DNA分子更適合用于貯存遺傳信息？ 答： 因?yàn)镈NA整個(gè)都是雙鏈結(jié)構(gòu)，但RNA或是單核苷酸鏈，或是具有局部雙螺旋的單核苷酸鏈。雙鏈結(jié)構(gòu)使得生物體通過兩條互補(bǔ)、反向平行的鏈精確地進(jìn)行DNA復(fù)制。而RNA的結(jié)構(gòu)做不到這一點(diǎn)。8.答：簡(jiǎn)述DNA復(fù)制的基本規(guī)律。（1）復(fù)制過程是半保留的。（2）細(xì)菌或病毒DNA的復(fù)制通常是由特定的復(fù)制起始位點(diǎn)開始，真核細(xì)胞染色體DNA復(fù)制則可以在多個(gè)不同部位起始。（3）復(fù)制可以是單向的或是雙向的，以雙向復(fù)制較為常見，兩個(gè)方向復(fù)制的速度不一定相同。（4）兩條DNA鏈合成的方向均是從53進(jìn)行的。（5）復(fù)制的大部分都是半不連續(xù)的，即其中一條前導(dǎo)鏈?zhǔn)窍鄬?duì)連續(xù)的，滯后鏈則是不連續(xù)的。（6）各短片段在開始復(fù)制時(shí)，先形成短片段RNA作為DNA合成的引物，這一RNA片段以后被切除，并用DNA填補(bǔ)余下的空隙。 9. 何為半保留復(fù)制?有何實(shí)驗(yàn)依據(jù)證明？答：DNA復(fù)制時(shí)，以親代 DNA 雙鏈為模板，通過堿基互補(bǔ)方式合成子代 DNA ，這樣新形成的子代 DNA 中，一條鏈來自親代 DNA ，而另一條鏈則是新合成的，這種復(fù)制方式叫半保留復(fù)制。半保留復(fù)制的證明：1958年，Meselson 和 Stahl 將同位素 15N 標(biāo)記的 15NH4Cl 加入大腸桿菌的培養(yǎng)基中培養(yǎng)很多代，使大腸桿菌的DNA都帶上 15N 的標(biāo)記；然后將該大腸桿菌轉(zhuǎn)入14N 的普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)后，分離子一代、子二代、子三代等 DNA ，再進(jìn)行氯化銫密度梯度離心。結(jié)果顯示，0代的DNA全部含15N的DNA分子，子一代的DNA是含15N14N的較輕的DNA分子，子二代的DNA是一半含15N14N的較輕的DNA分子，另一半是只含14N的最輕的DNA分子，子三代的DNA是四分之一含15N14N的較輕的DNA分子，四分之三是含14N的最輕的DNA分子，該現(xiàn)象表明DNA復(fù)制是半保留方式進(jìn)行的。12 、RNA的合成與加工 四、問答題1簡(jiǎn)述RNA轉(zhuǎn)錄的過程？答：RNA轉(zhuǎn)錄過程為起始位點(diǎn)的識(shí)別、起始、延伸、終止。（1）起始位點(diǎn)的識(shí)別 RNA聚合酶先與DNA模板上的特殊啟動(dòng)子部位結(jié)合，因子起著識(shí)別DNA分子上的起始信號(hào)的作用。在亞基作用下幫助全酶迅速找到啟動(dòng)子，并與之結(jié)合生成較松弛的封閉型啟動(dòng)子復(fù)合物。這時(shí)酶與DNA外部結(jié)合，識(shí)別部位大約在啟動(dòng)子的-35位點(diǎn)處。接著是DNA構(gòu)象改變活化，得到開放型的啟動(dòng)子復(fù)合物，此時(shí)酶與啟動(dòng)子緊密結(jié)合，在-10位點(diǎn)處解開DNA雙鏈，識(shí)別其中的模板鏈。由于該部位富含A-T堿基對(duì)，故有利于DNA解鏈。開放型復(fù)合物一旦形成，DNA就繼續(xù)解鏈，酶移動(dòng)到起始位點(diǎn)。（2）起始留在起始位點(diǎn)的全酶結(jié)合第一個(gè)核苷三磷酸。第一個(gè)核苷三磷酸常是GTP或ATP。形成的啟動(dòng)子、全酶和核苷三磷酸復(fù)合物稱為三元起始復(fù)合物，第一個(gè)核苷酸摻入的位置稱為轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)。這時(shí)亞基被釋放脫離核心酶。（3）延伸 從起始到延伸的轉(zhuǎn)變過程，包括因子由締合向解離的轉(zhuǎn)變。DNA分子和酶分子發(fā)生構(gòu)象的變化，核心酶與DNA的結(jié)合松弛，核心酶可沿模板移動(dòng)，并按模板序列選擇下一個(gè)核苷酸，將核苷三磷酸加到生長(zhǎng)的RNA鏈的3-OH端，催化形成磷酸二酯鍵。轉(zhuǎn)錄延伸方向是沿DNA模板鏈的35方向按堿基酸對(duì)原則生成53的RNA產(chǎn)物。RNA鏈延伸時(shí)，RNA聚合酶繼續(xù)解開一段DNA雙鏈，長(zhǎng)度約17個(gè)堿基對(duì)，使模板鏈暴露出來。新合成的RNA鏈與模板形成RNA-DNA的雜交區(qū)，當(dāng)新生的RNA鏈離開模板DNA后，兩條DNA鏈則重新形成雙股螺旋結(jié)構(gòu)。（4） 終止 在DNA分子上有終止轉(zhuǎn)錄的特殊堿基順序稱為終止子，它具有使RNA聚合酶停止合成RNA和釋放RNA鏈的作用。這些終止信號(hào)有的能被RNA聚合酶自身識(shí)別，而有的則需要有因子的幫助。因子是一個(gè)四聚體蛋白質(zhì)，它能與RNA聚合酶結(jié)合但不是酶的組分。它的作用是阻RNA聚合酶向前移動(dòng)，于是轉(zhuǎn)錄終止，并釋放出已轉(zhuǎn)錄完成的RNA鏈。對(duì)于不依賴于因子的終止子序列的分析，發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)明顯的特征：即在DNA上有一個(gè)1520個(gè)核苷酸的二重對(duì)稱區(qū)，位于RNA鏈結(jié)束之前，形成富含G-C的發(fā)夾結(jié)構(gòu)。接著有一串大約6個(gè)A的堿基序列它們轉(zhuǎn)錄的RNA鏈的末端為一連串的U。寡聚U可能提供信號(hào)使RNA聚合酶脫離模板。在真核細(xì)胞內(nèi)，RNA的合成要比原核細(xì)胞中的復(fù)雜得多。2簡(jiǎn)述原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的RNA聚合酶有何不同？答：（1）原核細(xì)胞大腸桿菌的RNA聚合酶研究的較深入。這個(gè)酶的全酶由5種亞基（2）組成，還含有2個(gè)Zn原子。在RNA合成起始之后，因子便與全酶分離。不含因子的酶仍有催化活性，稱為核心酶。亞基具有與啟動(dòng)子結(jié)合的功能，亞基催化效率很低，而且可以利用別的DNA的任何部位作模板合成RNA。加入因子后，則具有了選擇起始部位的作用，因子可能與核心酶結(jié)合，改變其構(gòu)象，從而使它能特異地識(shí)別DNA模板鏈上的起始信號(hào)。（2）真核細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi)有RNA聚合酶I、II和III，通常由46種亞基組成，并含有Zn2+。RNA聚合酶I存在于核仁中，主要催化rRNA前體的轉(zhuǎn)錄。RNA聚合酶和存在于核質(zhì)中，分別催化mRNA前體和小分子量RNA的轉(zhuǎn)錄。此外線粒體和葉綠體也含有RNA聚合酶，其特性類似原核細(xì)胞的RNA聚合酶。3為什么RNA易被堿水解，而DNA不容易被堿水解？答：因?yàn)镽NA含有的2-OH起到分子內(nèi)催化劑作用，水解能形成中間產(chǎn)物2,3-環(huán)狀中間產(chǎn)物，而DNA不含2-OH。4下列是DNA的一段堿基序列。AGCTTGCAACGTTGCATTAG（a）寫出DNA聚合酶以上面的DNA片段為模板，復(fù)制出的DNA堿基序列。（b）以（a）中復(fù)制出