第四章 生物氧化与氧化磷酸化
（一）名词解释
1． 生物氧化（biological oxidation）
2． 呼吸链（respiratory chain）
3． 氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）
4． 磷氧比P/O（P/O）
5． 底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation）
6． 能荷（energy charge）：
(二) 填空题
1． 生物氧化有3种方式：_________、___________和__________ 。
2． 生物氧化是氧化还原过程，在此过程中有_________、_________和________ 参与。
3．原核生物的呼吸链位于_________。
4，△G0＇为负值是_________反应，可以_________进行。
5．△G0＇与平衡常数的关系式为_________，当Keq＝1时，△G0＇为_________。
6．生物分子的E0＇值小，则电负性_________，供出电子的倾向_________。
7．生物体内高能化合物有_________、_________、_________、_________、_________、_________等类。
8．细胞色素a的辅基是_________与蛋白质以_________键结合。
9．在无氧条件下，呼吸链各传递体都处于_________状态。
10．NADH呼吸链中氧化磷酸化的偶联部位是_________、_________、_________。
11．磷酸甘油与苹果酸经穿梭后进人呼吸链氧化，其P/O比分别为_____和_____。
12．举出三种氧化磷酸化解偶联剂_________、_________、_________。
13．举出4种生物体内的天然抗氧化剂_________、_________、_________、_________。
14．举出两例生物细胞中氧化脱羧反应_________、_________。
15．生物氧化是_________在细胞中_________，同时产生_________的过程。
16．反应的自由能变化用_________表示，标准自由能变化用_________表示，生物化学中pH 7.0时的标准自由能变化则表示为_________。
17．高能磷酸化合物通常指水解时_________的化合物，其中最重要的是_________，被称为能量代谢的_________。
18．真核细胞生物氧化的主要场所是_________，呼吸链和氧化磷酸化偶联因子都定位于_________。
19．以NADH为辅酶的脱氢酶类主要是参与_________作用，即参与从_________到_________电子传递作用；以NADPH为辅酶的脱氢酶类主要是将分解代谢中间产物上 的_________转移到_________反应中需电子的中间物上。
20．在呼吸链中，氢或电子从_________的载体依次向_________的载体传递。
21．线粒体氧化磷酸化的重组实验证实了线粒体内膜含有_________，内膜小瘤含有_________。
22．鱼藤酮，抗霉素A，CNˉ、N3ˉ、CO，的抑制作用分别是_________，_________，和_________。
23．磷酸源是指_________。脊椎动物的磷酸源是_________，无脊椎动物的磷酸源是_________。
24．H2S使人中毒机理是_________。
25．线粒体呼吸链中电位跨度最大的一步是在_________。
26．典型的呼吸链包括_________和_________两种，这是根据接受代谢物脱下的氢的_________不同而区别的。
27．解释氧化磷酸化作用机制被公认的学说是_________，它是英国生物化学家_________于1961年首先提出的。
28．化学渗透学说主要论点认为：呼吸链组分定位于_________内膜上。其递氢体有_________作用，因而造成内膜两侧的_________差，同时被膜上_________合成酶所利用、促使ADP + Pi → ATP
29．每对电子从FADH2转移到_________必然释放出2个H+ 进入线粒体基质中。
30．细胞色素aa3辅基中的铁原子有_________结合配位键，它还保留_________游离配位键，所以能和_________结合，还能和_________、_________结合而受到抑制。
31．体内CO2的生成不是碳与氧的直接结合，而是_________。
32．线粒体内膜外侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是_________；而线粒体内膜内侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是_________。
33．动物体内高能磷酸化合物的生成方式有_________和_________两种。
34．在离体的线粒体实验中测得β-羟丁酸的磷氧比值（P/O）为2.4~2.8，说明β-羟丁酸氧化时脱下来的2H是通过_________呼吸链传递给O2的；能生成_________分子ATP。
(三) 选择题
1．如果质子不经过F1／F0-ATP合成酶回到线粒体基质，则会发生：
A．氧化 B．还原 C．解偶联,D．紧密偶联
2．离体的完整线粒体中，在有可氧化的底物存时下，加入哪一种物质可提高电子传递和氧气摄入量：
A．更多的TCA循环的酶 B．ADP C．FADH2 D．NADH
3．下列氧化还原系统中标准氧化还原电位最高的是：
A．延胡索酸琥珀酸 B．CoQ／CoQH2
C．细胞色素a（Fe 2＋／Fe 3＋） D．NAD＋／NADH
4．下列化合物中，除了哪一种以外都含有高能磷酸键：
A．NAD＋ B．ADP C．NADPH D．FMN
5．下列反应中哪一步伴随着底物水平的磷酸化反应：
A．苹果酸→草酰乙酸 B．甘油酸-1,3-二磷酸→甘油酸-3-磷酸
C．柠檬酸→α-酮戊二酸 D．琥珀酸→延胡索酸
6．乙酰CoA彻底氧化过程中的P／O值是：
A．2.0 B．2.5 C．3.0 D．3.5
7．肌肉组织中肌肉收缩所需要的大部分能量以哪种形式贮存：
A．ADP B．磷酸烯醇式丙酮酸 C．ATP D．磷酸肌酸
8．呼吸链中的电子传递体中，不是蛋白质而是脂质的组分为：
A．NAD+ B．FMN C．CoQ D．Fe·S
9．下述哪种物质专一性地抑制F0因子：
A．鱼藤酮 B．抗霉素A C．寡霉素 D．缬氨霉素
10．胞浆中1分子乳酸彻底氧化后，产生ATP的分子数：
A．9或10 B．11或12 C．15或16 D．17或18
11．下列不是催化底物水平磷酸化反应的酶是：
A．磷酸甘油酸激酶 B．磷酸果糖激酶
C．丙酮酸激酶 D．琥珀酸硫激酶
12．在生物化学反应中，总能量变化符合：
A．受反应的能障影响 B．随辅因子而变
C．与反应物的浓度成正比 D．与反应途径无关
13．在下列的氧化还原系统中，氧化还原电位最高的是：
A．NAD十／NADH B．细胞色素a （Fe3＋）／细胞色素a （Fe2＋）
C．延胡索酸/琥珀酸 D．氧化型泛醌/还原型泛醌
14．二硝基苯酚能抑制下列细胞功能的是：
A．糖酵解 B．肝糖异生 C．氧化磷酸化 D．柠檬酸循环
15．活细胞不能利用下列哪些能源来维持它们的代谢：
A．ATP B．糖 C．脂肪 D．周围的热能
16．如果将琥珀酸（延胡索酸/琥珀酸氧化还原电位 + 0.03V）加到硫酸铁和硫酸亚铁（高铁/亚铁氧化还原电位 + 0.077V）的平衡混合液中，可能发生的变化是：
A．硫酸铁的浓度将增加 B．硫酸铁的浓度和延胡羧酸的浓度将增加 C．高铁和亚铁的比例无变化 D．硫酸亚铁和延胡索酸的浓度将增加
17．下列关于化学渗透学说的叙述哪一条是不对的：
A．吸链各组分按特定的位置排列在线粒体内膜上
B．各递氢体和递电子体都有质子泵的作用
C．H＋返回膜内时可以推动ATP酶合成ATP
D．线粒体内膜外侧H＋不能自由返回膜内
18．关于有氧条件下，NADH从胞液进入线粒体氧化的机制，下列描述中正确的是：
A．NADH直接穿过线粒体膜而进入
B．磷酸二羟丙酮被NADH还原成3-磷酸甘油进入线粒体，在内膜上又被氧化成磷酸二羟丙酮同时生成NADH
C．草酰乙酸被还原成苹果酸，进入线粒体再被氧化成草酰乙酸，停留于线粒体内
D．草酰乙酸被还原成苹果酸进人线粒体，然后再被氧化成草酰乙酸，再通过转氨基作用生成天冬氨酸，最后转移到线粒体外
19．胞浆中形成NADH+H+经苹果酸穿梭后，每摩尔产生ATP的摩尔数是：
A．1 B．2 C．3 D．4
20．呼吸链的各细胞色素在电子传递中的排列顺序是：
A．c1→b→c→aa3→O2 ； B,c→c1→b→aa3→O2 ；
C．c1→c→b→aa3→O2 ； D,b→c1→c→aa3→O2 ；
(四) 是非判断题
( )1．NADH在340nm处有吸收峰，NAD+ 没有，利用这个性质可将NADH与NAD+区分开来。
( )2．琥珀酸脱氢酶的辅基FAD与酶蛋白之间以共价键结合。
( )3．生物氧化只有在氧气的存在下才能进行。
( )4．NADH和NADPH都可以直接进入呼吸链。
( )5．如果线粒体内ADP浓度较低，则加入DNP将减少电子传递的速率。
( )6．磷酸肌酸、磷酸精氨酸等是高能磷酸化合物的贮存形式，可随时转化为ATP供机体利用。
( )7．解偶联剂可抑制呼吸链的电子传递。
( )8．电子通过呼吸链时，按照各组分氧还电势依次从还原端向氧化端传递。
( )9．NADPH / NADP+的氧还势稍低于NADH / NAD +，更容易经呼吸链氧化。
( )10．寡霉素专一地抑制线粒体F1F0-ATPase的F0，从而抑制ATP的合成。
( )11．ADP的磷酸化作用对电子传递起限速作用。
( )12．ATP虽然含有大量的自由能，但它并不是能量的贮存形式。
（五）完成反应方程式
1．4-细胞色素a3-Fe2+ + O2 + 4H+ → 4-细胞色素a3-Fe3+ +（ ）
催化此反应的酶是：（ ）
2．NADH + H+ + 0.5O2 + 3ADP + ( ) → NAD+ +3ATP + 4H2O
（六）问答题（解题要点）
1．常见的呼吸链电子传递抑制剂有哪些？它们的作用机制是什么?
2．氰化物为什么能引起细胞窒息死亡？其解救机理是什么？
3．在磷酸戊糖途径中生成的NADPH，如果不去参加合成代谢，那么它将如何进一步氧化？
4．在体内ATP有哪些生理作用？
5．有人曾经考虑过使用解偶联剂如2,4-二硝基苯酚（DNP）作为减肥药，但很快就被放弃使用，为什么？
6．某些植物体内出现对氰化物呈抗性的呼吸形式，试提出一种可能的机制。
7．什么是铁硫蛋白？其生理功能是什么？
8．何为能荷？能荷与代谢调节有什么关系？
9．氧化作用和磷酸化作用是怎样偶联的？
第五章 糖 代 谢
（一）名词解释：
1．糖异生 (glycogenolysis)
2．Q酶 (Q-enzyme)
3．乳酸循环 (lactate cycle)
4．发酵 (fermentation)
5．变构调节 (allosteric regulation)
6．糖酵解途径 (glycolytic pathway)
7．糖的有氧氧化 (aerobic oxidation)
8．肝糖原分解 (glycogenolysis)
9．磷酸戊糖途径 (pentose phosphate pathway)
10．D-酶（D-enzyme）
11．糖核苷酸（sugar-nucleotide）
（二）英文缩写符号：
1．UDPG（uridine diphosphate-glucose）
2．ADPG（adenosine diphosphate-glucose）
3．F-D-P（fructose-1,6-bisphosphate）
4．F-1-P（fructose-1-phosphate）
5．G-1-P（glucose-1-phosphate）
6．PEP（phosphoenolpyruvate）
（三）填空题
1．α淀粉酶和 β–淀粉酶只能水解淀粉的_________键，所以不能够使支链淀粉完全水解。
2．1分子葡萄糖转化为2分子乳酸净生成______________分子ATP
3．糖酵解过程中有3个不可逆的酶促反应，这些酶是__________,____________ 和_____________。
4．糖酵解抑制剂碘乙酸主要作用于___________酶。
5．调节三羧酸循环最主要的酶是____________、__________ _、______________。
6．2分子乳酸异升为葡萄糖要消耗_________ATP。
7．丙酮酸还原为乳酸，反应中的NADH来自于________的氧化。
8．延胡索酸在________________酶作用下，可生成苹果酸，该酶属于EC分类中的_________酶类。
9 磷酸戊糖途径可分为______阶段，分别称为_________和_______，其中两种脱氢酶是_______和_________，它们的辅酶是_______。
10 ________是碳水化合物在植物体内运输的主要方式。
11．植物体内蔗糖合成酶催化的蔗糖生物合成中葡萄糖的供体是__________,葡萄糖基的受体是___________ ；
12．糖酵解在细胞的_________中进行，该途径是将_________转变为_______，同时生成________和_______的一系列酶促反应。
13．淀粉的磷酸解过程通过_______酶降解 α–1，4糖苷键，靠 ________和________ 酶降解α–1，6糖苷键。
14．TCA循环中有两次脱羧反应，分别是由__ _____和________催化。
15．乙醛酸循环中不同于TCA循环的两个关键酶是_________和________。
16．乳酸脱氢酶在体内有5种同工酶，其中肌肉中的乳酸脱氢酶对__________ 亲和力特别高，主要催化___________反应。
17在糖酵解中提供高能磷酸基团，使ADP磷酸化成ATP的高能化合物是_______________ 和________________
18．糖异生的主要原料为______________、_______________和________________。
19．参与 α-酮戊二酸氧化脱羧反应的辅酶为___________，_______________，_______________，_______________和_______________。
20．在磷酸戊糖途径中催化由酮糖向醛糖转移二碳单位的酶为_____________，其辅酶为______________；催化由酮糖向醛糖转移三碳单位的酶为___________。
21．α–酮戊二酸脱氢酶系包括3种酶，它们是__________，____________，_____________。
22．催化丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸的酶是__________，它需要______________和__________作为辅因子。
23．合成糖原的前体分子是_________，糖原分解的产物是______________。
24．植物中淀粉彻底水解为葡萄糖需要多种酶协同作用，它们是__________，___________，_____________，____________。
25．将淀粉磷酸解为G-1-P，需_________，__________，__________三种酶协同作用。
26．糖类除了作为能源之外，它还与生物大分子间___________有关，也是合成__________，___________，_____________等的碳骨架的共体。
（四）选择题
1．由己糖激酶催化的反应的逆反应所需要的酶是：
A．果糖二磷酸酶 B．葡萄糖-6-磷酸酶
C．磷酸果糖激酶 D．磷酸化酶
2．正常情况下，肝获得能量的主要途径：
A．葡萄糖进行糖酵解氧化 B．脂肪酸氧化
C．葡萄糖的有氧氧化 D．磷酸戊糖途径 E．以上都是。
3．糖的有氧氧化的最终产物是：
A．CO2+H2O+ATP B．乳酸
C．丙酮酸 D．乙酰CoA
4．需要引物分子参与生物合成反应的有：
A．酮体生成 B．脂肪合成
C．糖异生合成葡萄糖 D．糖原合成 E．以上都是
5．在原核生物中，一摩尔葡萄糖经糖有氧氧化可产生ATP摩尔数：
A．12 B．24 C．36 D．38
6．植物合成蔗糖的主要酶是：
A．蔗糖合酶 B．蔗糖磷酸化酶
C．蔗糖磷酸合酶 D．转化酶
7．不能经糖异生合成葡萄糖的物质是：
A．α-磷酸甘油 B．丙酮酸
C．乳酸 D．乙酰CoA E．生糖氨基酸
8．丙酮酸激酶是何途径的关键酶：
A．磷酸戊糖途径 B．糖异生
C．糖的有氧氧化 D．糖原合成与分解 E．糖酵解
9．丙酮酸羧化酶是那一个途径的关键酶：
A．糖异生 B．磷酸戊糖途径
C．胆固醇合成 D．血红素合成 E．脂肪酸合成
10．动物饥饿后摄食，其肝细胞主要糖代谢途径：
A．糖异生 B．糖有氧氧化
C．糖酵解 D．糖原分解 E．磷酸戊糖途径
11．下列各中间产物中，那一个是磷酸戊糖途径所特有的？
A．丙酮酸 B．3-磷酸甘油醛
C．6-磷酸果糖 D．1，3-二磷酸甘油酸 E．6-磷酸葡萄糖酸
12．糖蛋白中蛋白质与糖分子结合的键称：
A．二硫键 B．肽键
C．脂键 D．糖肽键 E．糖苷键,
13．三碳糖、六碳糖与七碳糖之间相互转变的糖代谢途径是：
A．糖异生 B．糖酵解
C．三羧酸循环 D．磷酸戊糖途径 E．糖的有氧氧化
14．关于三羧酸循环那个是错误的
A．是糖、脂肪及蛋白质分解的最终途径
B．受ATP/ADP比值的调节
C．NADH可抑制柠檬酸合酶
D．NADH氧经需要线粒体穿梭系统。
15．三羧酸循环中哪一个化合物前后各放出一个分子CO2：
A．柠檬酸 B．乙酰CoA C．琥珀酸 D．α-酮戊二酸
16．磷酸果糖激酶所催化的反应产物是：
A．F-1-P B．F-6-P C．F-D-P D．G-6-P
17．醛缩酶的产物是：
A．G-6-P B．F-6-P C．F-D-P D．1，3-二磷酸甘油酸
18．TCA循环中发生底物水平磷酸化的化合物是？
A．α-酮戊二酸 B．琥珀酰
C．琥珀酸CoA D．苹果酸
19．丙酮酸脱氢酶系催化的反应不涉及下述哪种物质？
A．乙酰CoA B．硫辛酸
C．TPP D．生物素 E．NAD+
20．三羧酸循环的限速酶是：
A．丙酮酸脱氢酶 B．顺乌头酸酶
C．琥珀酸脱氢酶 D．延胡索酸酶 E．异柠檬酸脱氢酶
21．生物素是哪个酶的辅酶：
A．丙酮酸脱氢酶 B．丙酮酸羧化酶
C．烯醇化酶 D．醛缩酶 E．磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶
22．三羧酸循环中催化琥珀酸形成延胡索酸的酶是琥珀酸脱氢酶，此酶的辅因子是
A．NAD+ B．CoASH
C．FAD D．TPP E．NADP+
23．下面哪种酶在糖酵解和糖异生中都起作用：
A．丙酮酸激酶 B．丙酮酸羧化酶
C．3-磷酸甘油醛脱氢酶 D．己糖激酶 E．果糖1，6-二磷酸酯酶
24．原核生物中，有氧条件下，利用1摩尔葡萄糖生成的净ATP摩尔数与在无氧条件下利用1摩尔生成的净ATP摩尔数的最近比值是：
A．2：1 B．9：1 C．18：1 D．19：1 E．25：1
25．催化直链淀粉转化为支链淀粉的酶是：
A．R-酶 B．D-酶
C．Q-酶 D．α-1，6-糖苷酶 E．淀粉磷酸化酶
26．淀粉酶的特征是：
A．耐70℃左右的高温 B．不耐70℃左右的高温
C．属巯基酶 D．在pH3时稳定
27．糖酵解时哪一对代谢物提供P使ADP生成ATP：
A．3-磷酸甘油醛及磷酸烯醇式丙酮酸
B．1，3-二磷酸甘油酸及磷酸烯醇式丙酮酸
C．1-磷酸葡萄糖及1，6-二磷酸果糖
D．6-磷酸葡萄糖及2-磷酸甘油酸
28．在有氧条件下，线粒体内下述反应中能产生FADH2步骤是：
A．琥珀酸→延胡索酸 B．异柠檬酸→α-酮戊二酸
（C）α-戊二酸→琥珀酰CoA （D）苹果酸→草酰乙酸
29．丙二酸能阻断糖的有氧氧化，因为它：
（A）抑制柠檬酸合成酶 （B）抑制琥珀酸脱氢酶
（C）阻断电子传递 （D）抑制丙酮酸脱氢酶
30．由葡萄糖合成糖原时，每增加一个葡萄糖单位消耗高能磷酸键数为：
（A）1 （B）2 （C）3 （D）4 （E）5
（五）是非判断题
（ ）1．α-淀粉酶和-淀粉酶的区别在于α-淀粉酶水解-1，4糖苷键，β-淀粉酶水解β-1，4糖苷键。
（ ）2．麦芽糖是由葡萄糖与果糖构成的双糖。
（ ）3．ATP是果糖磷酸激酶的变构抑制剂。
（ ）4．沿糖酵解途径简单逆行，可从丙酮酸等小分子前体物质合成葡萄糖。
（ ）5．所有来自磷酸戊糖途径的还原能都是在该循环的前三步反应中产生的。
（ ）6．发酵可以在活细胞外进行。
（ ）7．催化ATP分子中的磷酰基转移到受体上的酶称为激酶。
（ ）8．动物体内的乙酰CoA不能作为糖异生的物质。
（ ）9．柠檬酸循环是分解与合成的两用途径。
（ ）10．在糖类物质代谢中最重要的糖核苷酸是CDPG。
（ ）11．淀粉，糖原，纤维素的生物合成均需要“引物”存在。
（ ）12．联系糖原异生作用与三羧酸循环的酶是丙酮酸羧化酶。
（ ）13．糖异生作用的关键反应是草酰乙酸形成磷酸烯醇式丙酮酸的反应。
（ ）14．糖酵解过程在有氧无氧条件下都能进行。
（ ）15．在缺氧条件下，丙酮酸还原为乳酸的意义是使NAD+再生。
（ ）16．在高等植物中淀粉磷酸化酶既可催化α-1，4糖苷键的形成，又可催化α-1，4糖苷键的分解。
（ ）17．TCA中底物水平磷酸化直接生成的是ATP。
（ ）18．三羧酸循环的中间产物可以形成谷氨酸。
（ ）19．在植物体内，蔗糖的合成主要是通过蔗糖磷酸化酶催化的。
（六）完成反应式,
1．丙酮酸 + CoASH + NAD+ → 乙酰CoA + CO2 +（ ）
催化此反应的酶和其它辅因子：（ ）（ ）（ ）（ ）
2．α-酮戊二酸 + NAD+ + CoASH → （ ）+ NADH + CO2
催化此反应的酶和其它辅因子：（ ）（ ）（ ）（ ）
3．7-磷酸景天庚酮糖 + 3-磷酸甘油醛 → 6-磷酸-果糖 + （ ）
催化此反应的酶：（ ）
4．丙酮酸 + CO2 + （ ） + H2O → （ ） + ADP + Pi + 2H
催化此反应的酶：（ ）
5．（ ） + F-6-P → 磷酸蔗糖 + UDP
催化此反应的酶是：（ ）
（七）问答题
1．糖类物质在生物体内起什么作用？
2．为什么说三羧酸循环是糖、脂和蛋白质三大物质代谢的共通路？
3．糖代谢和脂代谢是通过那些反应联系起来的？
4．什么是乙醛酸循环？有何意义？
5．磷酸戊糖途径有什么生理意义？
6．为什么糖酵解途径中产生的NADH必须被氧化成NAD+才能被循环利用？
7．糖分解代谢可按EMP-TCA途径进行，也可按磷酸戊糖途径，决定因素是什么？
8．试说明丙氨酸的成糖过程。
9．糖酵解的中间物在其它代谢中有何应用？
10．琥珀酰CoA的代谢来源与去路有哪些？
第四章 生物氧化与氧化磷酸化
习题解答
（一）名词解释
1,生物氧化,生物体内有机物质氧化而产生大量能量的过程称为生物氧化。生物氧化在细胞内进行，氧化过程消耗氧放出二氧化碳和水，所以有时也称之为“细胞呼吸”或“细胞氧化”。生物氧化包括：有机碳氧化变成CO2；底物氧化脱氢、氢及电子通过呼吸链传递、分子氧与传递的氢结成水；在有机物被氧化成CO2和H2O的同时，释放的能量使ADP转变成ATP。
2,呼吸链：有机物在生物体内氧化过程中所脱下的氢原子，经过一系列有严格排列顺序的传递体组成的传递体系进行传递，最终与氧结合生成水，这样的电子或氢原子的传递体系称为呼吸链或电子传递链。电子在逐步的传递过程中释放出能量被用于合成ATP，以作为生物体的能量来源。
3,氧化磷酸化：在底物脱氢被氧化时，电子或氢原子在呼吸链上的传递过程中伴随ADP磷酸化生成ATP的作用，称为氧化磷酸化。氧化磷酸化是生物体内的糖、脂肪、蛋白质氧化分解合成ATP的主要方式。
4,磷氧比：电子经过呼吸链的传递作用最终与氧结合生成水，在此过程中所释放的能量用于ADP磷酸化生成ATP。经此过程消耗一个原子的氧所要消耗的无机磷酸的分子数（也是生成ATP的分子数）称为磷氧比值（P／O）。如NADH的磷氧比值是3，FADH2的磷氧比值是2。
5,底物水平磷酸化：在底物被氧化的过程中，底物分子内部能量重新分布产生高能磷酸键（或高能硫酯键），由此高能键提供能量使ADP（或GDP）磷酸化生成ATP（或GTP）的过程称为底物水平磷酸化。此过程与呼吸链的作用无关，以底物水平磷酸化方式只产生少量ATP。
如在糖酵解（EMP）的过程中，3-磷酸甘油醛脱氢后产生的1,3-二磷酸甘油酸，在磷酸甘油激酶催化下形成ATP的反应，以及在2-磷酸甘油酸脱水后产生的磷酸烯醇式丙酮酸，在丙酮酸激酶催化形成ATP的反应均属底物水平的磷酸化反应。另外，在三羧酸环（TCA）中，也有一步反应属底物水平磷酸化反应，如α-酮戊二酸经氧化脱羧后生成高能化合物琥珀酰～CoA，其高能硫酯键在琥珀酰CoA合成酶的催化下转移给GDP生成GTP。然后在核苷二磷酸激酶作用下，GTP又将末端的高能磷酸根转给ADP生成ATP。
6．能荷：能荷是细胞中高能磷酸状态的一种数量上的衡量，能荷大小可以说明生物体中ATP-ADP-AMP系统的能量状态。
能荷=
（二）填空题
1．脱氢；脱电子；与氧结合
2．酶；辅酶；电子传递体
3．细胞质膜上
4．放能；自发进行
5．△G0＇＝-RTlnK＇eq；0
6．大；大
7．焦磷酸化合物；酰基磷酸化合物；烯醇磷酸化合物；胍基磷酸化合物；硫酯化合物；甲硫键化合物
8．血红素A；非共价
9．还原
10．复合物I；复合物Ⅲ；复合物Ⅳ
11．2；3
12．2,4-二硝基苯酚；缬氨霉素；解偶联蛋白
13．维生素E；维生素C；GSH；β-胡萝卜素
14．丙酮酸脱氢酶；异柠檬酸脱氢酶；
15．燃料分子； 分解氧化； 可供利用的化学能
16．ΔG； ΔG°；ΔG°＇
17．释放的自由能大于20.92kJ／mol；ATP；即时供体
18．线粒体；线粒体内膜上
19．呼吸；底物；氧；电子；生物合成
20．低氧还电势；高氧还电势
21．电子传递链的酶系；F1-F0复合体
22．NADH和CoQ之间 Cytb和Cytc1之间 Cytaa3和O2
23．贮存能量的物质；磷酸肌酸；磷酸精氨酸
24．与氧化态的细胞色素aa3结合，阻断呼吸链
25．细胞色素aa3→O2
26．NADH；FADH2；初始受体
27．化学渗透学说；米切尔（Mitchell）
28．线粒体；质子泵；氧化还原电位；ATP
29．CoQ
30．5个；1个；O2；CO；CN -。
31．有机酸脱羧生成的
32．NAD；FAD
33．氧化磷酸化；底物水平磷酸化
34．NADH呼吸链；3个分子ATP
（三） 选择题
1．C：当质子不通过F0进人线粒体基质的时候，ATP就不能被合成，但电子照样进行传递，这就意味着发生了解偶联作用。
2．B：ADP作为氧化磷酸化的底物，能够刺激氧化磷酸化的速率，由于细胞内氧化磷酸化与电子传递之间紧密的偶联关系，所以ADP也能刺激电子的传递和氧气的消耗。
3．C：电子传递的方向是从标准氧化还原电位低的成分到标准氧化还原电位高的成分，细胞色素a（Fe 2＋／Fe 3＋））最接近呼吸链的末端，因此它的标准氧化还原电位最高。
4．D,NAD + 和NADPH的内部都含有ADP基团，因此与ADP一样都含有高能磷酸键，烯醇式丙酮酸磷酸也含有高能磷酸键，只有FMN没有高能磷酸键。
5．B：甘油酸-1,3-二磷酸→甘油酸-3-磷酸是糖酵解中的一步反应，此反应中有ATP的合成。
6．C,乙酰CoA彻底氧化需要消耗两分子氧气，即4个氧原子，可产生12分子的ATP，因此P／O值是12／4＝3
7．D,当ATP的浓度较高时，ATP的高能磷酸键被转移到肌酸分子之中形成磷酸肌酸。
8．C：CoQ含有一条由n个异戊二烯聚合而成的长链，具脂溶性，广泛存在于生物系统，又称泛醌。
9．C：寡霉素是氧化磷酸化抑制剂，它能与F0的一个亚基专一结合而抑制F 1，从而抑制了ATP的合成。
10．D：1分子乳酸彻底氧化经过由乳酸到丙酮酸的一次脱氢、丙酮酸到乙酰CoA和乙酰CoA再经三羧酸循环的五次脱氢，其中一次以FAD为受氢体，经氧化磷酸化可产生ATP为1×3＋4×3＋1×2=17，此外还有一次底物水平磷酸化产生1个ATP，因此最后产ATP为18个；而在真核生物中，乳酸到丙酮酸的一次脱氢是在细胞质中进行产生NADH，此NADH在经α-磷酸甘油穿棱作用进入线粒体要消耗1分子ATP，因此，对真核生物最后产ATP为17个。
11．B：磷酸甘油酸激酶、丙酮酸激酶与琥珀酸硫激酶分别是糖酵解中及三羧酸循环中的催化底物水平磷酸化的转移酶，只有磷酸果糖激酶不是催化底物水平磷酸化反应的酶。
12．D：热力学中自由能是状态函数，生物化学反应中总能量的变化不取决于反应途径。当反应体系处于平衡系统时，实际上没有可利用的自由能。只有利用来自外部的自由能，才能打破平衡系统。
13．B：由于电子是从低标准氧化还原电位向高标准氧化还原电位流动，而题目中所给的氧化还原对中，细胞色素aa3（Fe2十／Fe3＋）在氧化呼吸链中处于最下游的位置，所以细胞色素aa3（Fe2十／Fe3＋）的氧化还原电位最高。
14．C：二硝基苯酚抑制线粒体内的氧化磷酸化作用，使呼吸链传递电子释放出的能量不能用于ADP磷酸化生成ATP，所以二硝基苯酚是一种氧化磷酸化的解偶联剂。
15．D：脂肪、糖和ATP都是活细胞化学能的直接来源。阳光是最根本的能源，光子所释放的能量被绿色植物的叶绿素通过光合作用所利用。热能只有当它从热物体向冷物体传递过程中才能做功，它不能作为活细胞的可利用能源，但对细胞周围的温度有影响。
16．D：氧化还原电位是衡量电子转移的标准。延胡索酸还原成琥珀酸的氧化还原电位和标准的氢电位对比是+ 0.03V 特，而硫酸铁（高铁Fe3＋）还原成硫酸亚铁（亚铁Fe2＋）的氧化还原电位是+ 0.077V伏特，这样高铁对电子的亲和力比延胡索酸要大。所以加进去的琥珀酸将被氧化成延胡索酸，而硫酸铁则被还原成硫酸亚铁。延胡索酸和硫酸亚铁的量一定会增加。
17．B：化学渗透学说指出在呼吸链中递氢体与递电子体是交替排列的，递氢体有氢质子泵的作用，而递电子体却没有氢质子泵的作用。
18．D：线粒体内膜不允许NADH自由通过，胞液中NADH所携带的氢通过两种穿梭机制被其它物质带人线粒体内。糖酵解中生成的磷酸二羟丙酮可被NADH还原成3-磷酸甘油，然后通过线粒体内膜进人到线粒体内，此时在以FAD为辅酶的脱氢酶的催化下氧化，重新生成磷酸二羟丙酮穿过线粒体内膜回到胞液中。这样胞液中的NADH变成了线粒体内的FADH2。这种α-磷酸甘油穿梭机制主要存在于肌肉、神经组织。
另一种穿梭机制是草酰乙酸-苹果酸穿梭。这种机制在胞液及线粒体内的脱氢酶辅酶都是NAD＋，所以胞液中的NADH到达线粒体内又生成NADH。就能量产生来看，草酰乙酸-苹果酸穿梭优于α-磷酸甘油穿梭机制；但α-磷酸甘油穿梭机制比草酰乙酸-苹果酸穿梭速度要快很多。主要存在于动物的肝、肾及心脏的线粒体中。
19．C：胞液中的NADH经苹果酸穿梭到达线粒体内又生成NADH，因此，1分子NADH再经电子传递与氧化磷酸化生成3分子ATP。
20．D：呼吸链中各细胞色素在电子传递中的排列顺序是根据氧化还原电位从低到高排列的。
（四）是非判断题
1．对：
2．对：琥珀酸脱氢酶的辅基FAD与酶蛋白的一个组氨酸以共价键相连。
3．错：只要有合适的电子受体，生物氧化就能进行。
4．错：NADPH通常作为生物合成的还原剂，并不能直接进入呼吸链接受氧化。只是在特殊的酶的作用下，NADPH上的H被转移到NAD+上，然后由NADH进人呼吸链。
5．错：在正常的生理条件下，电子传递与氧化磷酸化是紧密偶联的，低浓度的ADP限制了氧化磷酸化，因而就限制了电子的传递速率。而DNP是一种解偶联剂，它可解除电子传递和氧化磷酸化的紧密偶联关系，在它的存在下，氧化磷酸化和电子传递不再偶联，因而ADP的缺乏不再影响到电子的传递速率。
6．对：磷酸肌酸在供给肌肉能量上特别重要，它作为储藏~P的分子以产生收缩所需要的ATP。当肌肉的ATP浓度高时，末端磷酸基团即转移到肌酸上产生磷酸肌酸；当ATP的供应因肌肉运动而消耗时，ADP浓度增高，促进磷酸基团向相反方向转移，即生成ATP。
7．错：解偶联剂使电子传递与氧化磷酸化脱节，电子传递释放的能量以热形式散发，不能形成ATP。
8．对：组成呼吸链的各成员有一定排列顺序和方向，即由低氧还电位到高氧还电位方向排列。
9．错：NADPH / NADP+的氧还势与NADH / NAD +相同，并且NADPH / NADP+通常不进入呼吸链，而主要是提供生物合成的还原剂。
10．对：寡霉素是氧化磷化抑制剂，它与F1F0-ATPase的F0结合而抑制F1，使线粒体内膜外侧的质子不能返回膜内，造成ATP不能合成。
11．对：在正常的生理条件下，电子传递与氧化磷酸化是紧密偶联的，因而ADP的氧化磷酸化作用就直接影响电子的传递速率。
12．对：在生物系统中ATP作为自由能的即时供体，而不是自由能的储藏形式。
（五）完成反应方程式
1．4-细胞色素a3-Fe2+ + O2 + 4H+ —→ 4-细胞色素a3-Fe3+ +（2H2O）
催化此反应的酶：（细胞色素氧化酶或末端氧化酶）
2．NADH + H+ + 0.5O2 + 3ADP + (3H3PO4) —→ NAD+ +3ATP + 4H2O
（六） 问答题（解题要点）
1．答：常见的呼吸链电子传递抑制剂有：
（1）鱼藤酮（rotenone）、阿米妥（amytal）、以及杀粉蝶菌素（piericidin-A），它们的作用是阻断电子由NADH向辅酶Q的传递。鱼藤酮是从热带植物（Derriselliptiee）的根中提取出来的化合物，它能和NADH脱氢酶牢固结合，因而能阻断呼吸链的电子传递。鱼藤酮对黄素蛋白不起作用，所以鱼藤酮可以用来鉴别NADH呼吸链与FADH2呼吸链。阿米妥的作用与鱼藤酮相似，但作用较弱，可用作麻醉药。杀粉蝶菌素A是辅酶Q的结构类似物，由此可以与辅酶Q相竞争，从而抑制电子传递。
（2）抗霉素A（antimycin A）是从链霉菌分离出的抗菌素，它抑制电子从细胞色素b到细胞色素c1的传递作用。
（3）氰化物、一氧化碳、叠氮化合物及硫化氢可以阻断电子细胞色素aa3向氧的传递作用，这也就是氰化物及一氧化碳中毒的原因。
2．答：氰化钾的毒性是因为它进入人体内时，CNˉ的N原子含有孤对电子能够与细胞色素aa3的氧化形式——高价铁Fe3＋以配位键结合成氰化高铁细胞色素aa3，使其失去传递电子的能力，阻断了电子传递给O2，结果呼吸链中断，细胞因窒息而死亡。而亚硝酸在体内可以将血红蛋白的血红素辅基上的Fe2＋氧化为Fe3＋。部分血红蛋白的血红素辅基上的Fe2＋被氧化成Fe3＋——高铁血红蛋白，且含量达到20%-30%时，高铁血红蛋白（Fe3＋）也可以和氰化钾结合，这就竞争性抑制了氰化钾与细胞色素aa3的结合，从而使细胞色素aa3的活力恢复；但生成的氰化高铁血红蛋白在数分钟后又能逐渐解离而放出CNˉ。因此，如果在服用亚硝酸的同时，服用硫代硫酸钠，则CNˉ可被转变为无毒的SCNˉ，此硫氰化物再经肾脏随尿排出体外。
3．答：葡萄糖的磷酸戊糖途径是在胞液中进行的，生成的NADPH具有许多重要的生理功能，其中最重要的是作为合成代谢的供氢体。如果不去参加合成代谢，那么它将参加线粒体的呼吸链进行氧化，最终与氧结合生成水。但是线粒体内膜不允许NADPH和NADH通过，胞液中NADPH所携带的氢是通过转氢酶催化过程进人线粒体的：
（1）NADPH + NAD＋ → NADP十 + NADH
（2）NADH所携带的氢通过两种穿梭作用进人线粒体进行氧化：
a α-磷酸甘油穿梭作用；进人线粒体后生成FADH2。
b 苹果酸穿梭作用；进人线粒体后生成NADH。
4．答：ATP在体内有许多重要的生理作用：
（1）是机体能量的暂时贮存形式：在生物氧化中，ADP能将呼吸链上电子传递过程中所释放的电化学能以磷酸化生成ATP的方式贮存起来，因此ATP是生物氧化中能量的暂时贮存形式。
（2）是机体其它能量形式的来源：ATP分子内所含有的高能键可转化成其它能量形式，以维持机体的正常生理机能，例如可转化成机械能、生物电能、热能、渗透能、化学合成能等。体内某些合成反应不一定都直接利用ATP供能，而以其他三磷酸核苷作为能量的直接来源。如糖原合成需UTP供能；磷脂合成需CTP供能；蛋白质合成需GTP供能。这些三磷酸核苷分子中的高能磷酸键并不是在生物氧化过程中直接生成的，而是来源于ATP。
（3）可生成cAMP参与激素作用：ATP在细胞膜上的腺苷酸环化酶催化下，可生成cAMP，作为许多肽类激素在细胞内体现生理效应的第二信使。
5．答：DNP作为一种解偶联剂，能够破坏线粒体内膜两侧的质子梯度，使质子梯度转变为热能，而不是ATP。在解偶联状态下，电子传递过程完全是自由进行的，底物失去控制地被快速氧化，细胞的代谢速率将大幅度提高。这些将导致机体组织消耗其存在的能源形式，如糖原和脂肪，因此有减肥的功效。但是由于这种消耗是失去控制的消耗，同时消耗过程中过分产热，这势必会给机体带来强烈的副作用。
6．答：某些植物体内出现对氰化物呈抗性的呼吸形式，这种呼吸形式可能并不需要细胞色素氧化酶，而是通过其他的对氰化物不敏感的电子传递体将电子传递给氧气。
7．答：铁硫蛋白是一种非血红素铁蛋白，其活性部位含有非血红素铁原子和对酸不稳定的硫原子，此活性部位被称之为铁硫中心。铁硫蛋白是一种存在于线粒体内膜上的与电子传递有关的蛋白质。铁硫蛋白中的铁原子与硫原子通常以等摩尔量存在，铁原子与蛋白质的四个半胱氨酸残基结合。根据铁硫蛋白中所含铁原子和硫原子的数量不同可分为三类：FeS中心、Fe2-S2中心和Fe4-S4中心。在线粒体内膜上，铁硫蛋白和递氢体或递电子体结合为蛋白复合体，已经证明在呼吸链的复合物I、复合物Ⅱ、复合物Ⅲ中均结合有铁硫蛋白，其功能是通过二价铁离子和三价铁离子的化合价变化来传递电子，而且每次只传递一个电子，是单电子传递体。
8．答：细胞内存在着三种经常参与能量代谢的腺苷酸，即ATP、ADP和AMP。这三种腺苷酸的总量虽然很少，但与细胞的分解代谢和合成代谢紧密相联。三种腺苷酸在细胞中各自的含量也随时在变动。生物体中ATP-ADP-AMP系统的能量状态（即细胞中高能磷酸状态）在数量上衡量称能荷。
能荷的大小与细胞中ATP、ADP和AMP的相对含量有关。当细胞中全部腺苷酸均以ATP形式存在时，则能荷最大，为100‰，即能荷为满载。当全部以AMP形式存在时，则能荷最小，为零。当全部以ADP形式存在时，能荷居中，为50％。若三者并存时，能荷则随三者含量的比例不同而表现不同的百分值。通常情况下细胞处于80‰的能荷状态。
能荷与代谢有什么关系呢？研究证明，细胞中能荷高时，抑制了ATP的生成，但促进了ATP的利用，也就是说，高能荷可促进分解代谢，并抑制合成代谢。相反，低能荷则促进合成代谢，抑制分解代谢。
能荷调节是通过ATP、ADP和AMP分子对某些酶分子进行变构调节进行的。例如糖酵解中，磷酸果糖激酶是一个关键酶，它受ATP的强烈抑制，但受ADP和AMP促进。丙酮酸激酶也是如此。在三羧酸环中，丙酮酸脱氢酶、柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶等，都受ATP的抑制和ADP的促进。呼吸链的氧化磷酸化速度同样受ATP抑制和ADP促进。
9．答：目前解释氧化作用和磷酸化作用如何偶联的假说有三个，即化学偶联假说、结构偶联假说与化学渗透假说。其中化学渗透假说得到较普遍的公认。该假说的主要内容是：
（1）线粒体内膜是封闭的对质子不通透的完整内膜系统。
（2）电子传递链中的氢传递体和电子传递体是交叉排列，氢传递体有质子（H＋）泵的作用，在电子传递过程中不断地将质子（H＋）从内膜内侧基质中泵到内膜外侧。
（3）质子泵出后，不能自由通过内膜回到内膜内侧，这就形成内膜外侧质子（H＋）浓度高于内侧，使膜内带负电荷，膜外带正电荷，因而也就形成了两侧质子浓度梯度和跨膜电位梯度。这两种跨膜梯度是电子传递所产生的电化学电势，是质子回到膜内的动力，称质子移动力或质子动力势。
（4）一对电子（2eˉ）从NADH传递到O2的过程中共有3对H十从膜内转移到膜外。复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ着质子泵的作用，这与氧化磷酸化的三个偶联部位一致，每次泵出2个H十。
（5）质子移动力是质子返回膜内的动力，是ADP磷酸化成ATP的能量所在，在质子移动力驱使下，质子（H＋）通过F1F0-ATP合酶回到膜内，同时ADP磷酸化合戚ATP。
第五章 糖 代 谢
参考答案
（一）名词解释：
1．糖异生：非糖物质（如丙酮酸 乳酸 甘油 生糖氨基酸等）转变为葡萄糖的过程。
2．Q酶：Q酶是参与支链淀粉合成的酶。功能是在直链淀粉分子上催化合成 （α-1,6）糖苷键，形成支链淀粉。
3．乳酸循环乳：酸循环是指肌肉缺氧时产生大量乳酸，大部分经血液运到肝脏，通过糖异生作用肝糖原或葡萄糖补充血糖，血糖可再被肌肉利用，这样形成的循环称乳酸循环。
4．发酵：厌氧有机体把糖酵解生成NADH中的氢交给丙酮酸脱羧后的产物乙醛，使之生成乙醇的过程称之为酒精发酵。如果将氢交给病酮酸丙生成乳酸则叫乳酸发酵。
5．变构调节：变构调节是指某些调节物能与酶的调节部位结合使酶分子的构象发生改变，从而改变酶的活性，称酶的变构调节。
6．糖酵解途径：糖酵解途径指糖原或葡萄糖分子分解至生成丙酮酸的阶段，是体内糖代谢最主要途径。
7．糖的有氧氧化：糖的有氧氧化指葡萄糖或糖原在有氧条件下氧化成水和二氧化碳的过程。是糖氧化的主要方式。
8．肝糖原分解：肝糖原分解指肝糖原分解为葡萄糖的过程。
9．磷酸戊糖途径：磷酸戊糖途径指机体某些组织（如肝、脂肪组织等）以6-磷酸葡萄糖为起始物在6-磷酸葡萄糖脱氢酶催化下形成6-磷酸葡萄糖酸进而代谢生成磷酸戊糖为中间代谢物的过程，又称为磷酸已糖旁路。
10．D-酶：一种糖苷转移酶，作用于α-1，4糖苷键，将一个麦芽多糖的片段转移到葡萄糖、麦芽糖或其它多糖上。
11．糖核苷酸：单糖与核苷酸通过磷酸酯键结合的化合物，是双糖和多糖合成中单糖的活化形式与供体。
（二）英文缩写符号：
1．UDPG：尿苷二磷酸葡萄糖，是合成蔗糖时葡萄糖的供体。
2．ADPG：腺苷二磷酸葡萄糖，是合成淀粉时葡萄糖的供体。
3．F-D-P：1，6-二磷酸果糖，由磷酸果糖激酶催化果糖-1-磷酸生成，属于高能磷酸化合物，在糖酵解过程生成。
4．F-1-P：果糖-1-磷酸，由果糖激酶催化果糖生成，不含高能磷酸键。
5．G-1-P：葡萄糖-1-磷酸。由葡萄糖激酶催化葡萄糖生成，不含高能键。
6．PEP：磷酸烯醇式丙酮酸，含高能磷酸键，属于高能磷酸化合物，在糖酵解过程生成。
（三）填空题
1．α-1，4糖苷键
2．2个ATP
3．己糖激酶；果糖磷酸激酶；丙酮酸激酶
4．磷酸甘油醛脱氢酶
5．柠檬酸合成酶；异柠檬酸脱氢酶；α– 酮戊二酸脱氢酶
6．6个ATP
7．甘油醛3-磷酸
8．延胡索酸酶；氧化还原酶
9．两个；氧化阶段；非氧化阶段；6-磷酸葡萄糖脱氢酶；6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶；NADP
10．蔗糖
11．UDPG；果糖
12．细胞质；葡萄糖；丙酮酸；ATP NADH
13．淀粉磷酸化酶；转移酶；α-1，6糖苷酶
14．异柠檬酸脱氢酶；α- 酮戊二酸脱氢酶
15．异柠檬酸裂解酶；苹果酸合成酶
16．丙酮酸；丙酮酸→乳酸
17．1，3-二磷酸甘油酸；磷酸烯醇式丙酮酸
18．乳酸；甘油；氨基酸
19．TPP；NAD+；FAD；CoA；硫辛酸；Mg
20．转酮醇酶；TPP；转醛醇酶
21．α-酮戊二酸脱氢酶；琥珀酰转移酶；二氢硫辛酸脱氢酶
22．磷酸烯醇式丙酮酸激酶；ATP；GTP
23．UDP-葡萄糖；G-1-P
24．α-淀粉酶；β–淀粉酶；R酶；麦芽糖酶
25．淀粉磷酸化酶；转移酶；脱支酶
26．识别；蛋白质；核酸；脂肪
（四）选择题
1．B：该步骤是不可逆步骤逆反应由葡萄糖-6-磷酸酶催化。
2．B：
3．A：三羧酸循环最终消耗2个乙酰CoA释放2个CO2，产生的H+被NAD+和FAD接受生成NADH+H+和FADH2，进入电子传递链通过氧化磷酸化作用生成水和ATP
4．D：糖原，纤维素和淀粉合成反应需引物分子参与。
5．D：由葡萄糖生成丙酮酸产生8个ATP，丙酮酸生成乙酰CoA可产生3个ATP，乙酰CoA进入三羧酸循环可生成12个ATP，2个丙酮酸可15个ATP，共生成38个ATP。
6．C：
7．D：乙酰CoA只能进入三羧酸循环分解，不能经糖异生合成葡萄糖。
8．E：丙酮酸激酶是糖酵解途径的3个关键酶之一。
9．A：丙酮酸羧化酶是糖异生途径的关键酶，催化丙酮酸生成草酰乙酸的反应。
10．B：人在饥饿后摄食，肝细胞的主要糖代谢是糖的有氧氧化以产生大量的能量。
11．E：6-磷酸葡萄糖酸是磷酸戊糖途径所特有的其它都是糖酵解的中间产物。
12．D：糖蛋白中糖和蛋白质连接的键称糖肽键。
13．D：在磷酸戊糖途径的非氧化阶段发生三碳糖，六碳糖和九碳糖的相互转换。
14．D：
15．D：三羧酸循环共生成2个CO2，分别在生成-酮戊二酸的反应和它的下一步释放。
16．C：
17．C：醛缩酶催化的是可逆反应，可催化磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛生成果糖1，6-二磷酸。
18．C：三羧酸循环中只有一步底物水平磷酸化，就是琥珀酰CoA生成琥珀酸的反应。
19．D：丙酮酸脱氢酶催化丙酮酸生成乙酰CoA，需要的辅酶是NAD+，CoA，TPP，FAD，硫辛酸。
20．E：异柠檬酸脱氢酶催化的反应是三羧酸循环过程的三个调控部位之一。
21．B：生物素是羧化酶的辅酶，这里只有丙酮酸羧化酶需要生物素作为辅酶。
22．C：在三羧酸循环过程中，发生氧化还原反应的酶中，只有琥珀酸脱氢酶的辅因子是FAD。
23．C：在糖酵解和糖异生过程都发生反应的酶是在糖酵解中催化可逆反应步骤的酶，这里只有3-磷酸甘油醛脱氢酶。
24．D：在有氧的情况下1摩尔葡萄糖氧化生成38个ATP，在无氧条件下生成2个ATP，二者比值是19：1。
25．C：催化直链淀粉转化为支链淀粉的酶是Q酶，而催化支链淀粉脱支的酶是R酶。
26．A：α-淀粉酶和的区别是前者耐70℃高温，而后者耐酸，β--淀粉酶是巯基酶。
27．B：在糖酵解过程发生了两次底物水平磷酸化反应，一次是1，3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油酸的反应，另外是磷酸烯醇式丙酮酸生成丙酮酸的反应。
28．C：由-酮戊二酸生成琥珀酰CoA产生一个NADH，由琥珀酰CoA生成琥珀酸的反应产生一个GTP
39．B：丙二酸是琥珀酸的竞争性抑制剂，竞争与琥珀酸脱氢酶结合。
30．B由葡萄生成6-磷酸葡萄糖消耗一个高能磷酸键。1-磷酸葡萄糖转变成UDPG，然后UDP脱落，相当于1分子UTP转化为UDP，消耗一个高能磷酸键
（三）是非判断题
1．错：α-淀粉酶和β-淀粉酶的区别是α-淀粉酶耐70度的高温，β-淀粉酶耐酸。
2．错：麦芽糖是葡萄糖与葡萄糖构成的双糖
3．对：磷酸果糖激酶是变构酶，其活性被ATP抑制，ATP的抑制作用可被AMP所逆转，此外，磷酸果糖激酶还被柠檬酸所抑制。
4．错：糖异生并不是糖酵解的简单逆行，其中的不可逆步骤需要另外的酶催化完成。
5．对：戊糖磷酸途径分为氧化阶段和非氧化阶段，氧化阶段的3步反应产生还原能，非氧化阶段进行分子重排，不产生还原能。
6．对,
7．对：
8．对：动物体内不存在乙醛酸循环途径，不能将乙酰CoA转化成糖。
9．对：三羧酸循环中间产物可以用来合成氨基酸，草酰乙酸可经糖异生合成葡萄糖，糖酵解形成的丙酮酸，脂肪酸氧化生成的乙酰CoA及谷氨酸和天冬氨酸脱氨氧化生成的-酮戊二酸和草酰乙酸都经三羧酸循环分解。
10．错：糖异生的关键反应是丙酮酸生成草酰乙酸的反应由丙酮酸羧化酶催化，丙酮酸羧化酶是变构酶，受乙酰CoA 的调控。
11．对：
12．对：丙酮酸羧化酶是变构酶，受乙酰CoA的变构调节，在缺乏乙酰CoA时没有活性，细胞中的ATP/ADP的比值升高促进羧化作用。草酰乙酸既是糖异生的中间产物，又是三羧酸循环的中间产物。高含量的乙酰CoA使草酰乙酸大量生成。若ATP含量高则三羧酸循环速度降低，糖异生作用加强。
13．错：在植物体内，蔗糖的合成主要是通过磷酸蔗糖合成酶途径。
14．对：糖酵解是由葡萄糖生成丙酮酸的过程，它是葡萄糖有氧氧化和无氧发酵的共同途径。
15．对：
16．对：淀粉磷酸化酶催化的反应是可逆反应，正反应催化α-1，4糖苷键的合成，逆反应催化α-1，4糖苷键的分解。
17．错：TCA中底物水平磷酸化直接生成的是GTP，相当于一个ATP。
18．对：三羧酸循环的中间产物-酮戊二酸经转氨作用生成谷氨酸。
19．错：在糖代谢中最重要糖核苷酸是UDPG。
（六）完成反应式,
1．丙酮酸 + CoASH + NAD+ → 乙酰CoA + CO2 +（NADH + H+）
催化此反应的酶和其它辅因子：（丙酮酸脱氢酶）（TPP）（FAD）（Mg2+）
2．α-酮戊二酸 + NAD+ + CoASH → （琥珀酰-S-CoA ）+ NADH + CO2
催化此反应的酶和其它辅因子：（α-酮戊二酸脱氢酶）（TPP）（FAD）（Mg2+）
3．7-磷酸景天庚酮糖 + 3-磷酸甘油醛 → 6-磷酸-果糖 + （ 4-磷酸赤藓糖 ）
催化此反应的酶：（转醛酶）
4．丙酮酸 CO2 + （ATP） + H2O → （草酰乙酸） + ADP + Pi + 2H
催化此反应的酶：（丙酮酸羧化酶）
5．（UDPG） + F-6-P → 磷酸蔗糖 + UDP
催化此反应的酶：（蔗糖磷酸合酶）
（七）问答题（解题要点）
1．答：（1）糖类物质是异氧生物的主要能源之一，糖在生物体内经一系列的降解而释放大量的能量，供生命活动的需要。
（2）糖类物质及其降解的中间产物，可以作为合成蛋白质 脂肪的碳架及机体其它碳素的来源。
（3）在细胞中糖类物质与蛋白质 核酸 脂肪等常以结合态存在，这些复合物分子具有许多特异而重要的生物功能。
（4）糖类物质还是生物体的重要组成成分。
2．答：（1）三羧酸循环是乙酰CoA最终氧化生成CO2和H2O的途径。
（2）糖代谢产生的碳骨架最终进入三羧酸循环氧化。
（3）脂肪分解产生的甘油可通过有氧氧化进入三羧酸循环氧化，脂肪酸经β-氧化产生乙酰CoA可进入三羧酸循环氧化。
（4）蛋白质分解产生的氨基酸经脱氨后碳骨架可进入三羧酸循环，同时，三羧酸循环的中间产物可作为氨基酸的碳骨架接受氨后合成必需氨基酸。所以，三羧酸循环是三大物质代谢共同通路。
3．答：（1）糖酵解过程中产生的磷酸二羟丙酮可转变为磷酸甘油，可作为脂肪合成中甘油的原料。
（2）有氧氧化过程中产生的乙酰CoA是脂肪酸和酮体的合成原料。
（3）脂肪酸分解产生的乙酰CoA最终进入三羧酸循环氧化。
（4）酮体氧化产生的乙酰CoA最终进入三羧酸循环氧化。
（5）甘油经磷酸甘油激酶作用后，转变为磷酸二羟丙酮进入糖代谢。
4．答：乙醛酸循环是有机酸代谢循环，它存在于植物和微生物中，可分为五步反应，由于乙醛酸循环与三羧酸循环有一些共同的酶系和反应，将其看成是三羧酸循环的一个支路。循环每一圈消耗2分子乙酰CoA，同时产生1分子琥珀酸。琥珀酸产生后，可进入三羧酸循环代谢，或经糖异生途径转变为葡萄糖乙醛酸循环的意义：
（1）乙酰CoA经乙醛酸循环可以和三羧酸循环相偶联，补充三羧酸循环中间产物的缺失。
（2）乙醛酸循环是微生物利用乙酸作为碳源的途径之一。
（3）乙醛酸循环是油料植物将脂肪转变为糖和氨基酸的途径。
5．答：（1）产生的5-磷酸核糖是生成核糖，多种核苷酸，核苷酸辅酶和核酸的原料。
（2）生成的NADPH+H+是脂肪酸合成等许多反应的供氢体。
（3）此途径产生的4-磷酸赤藓糖与3-磷酸甘油酸可以可成莽草酸，进而转变为芳香族氨基酸。
（4）途径产生的NADPH+H+可转变为NADH+H+，进一步氧化产生ATP，提供部分能量。
6．答：糖分解代谢可按EMP-TCA途径进行，也可按磷酸戊糖途径，决定因素是能荷水平，能荷低时糖分解按EMP-TCA途径进行，能荷高时可按磷酸戊糖途径
7．答：丙氨酸成糖是体内很重要的糖异生过程。首先丙氨酸经转氨作用生成丙酮酸，丙酮酸进入线粒体转变成草酰乙酸。但生成的草酰乙酸不能通过线粒体膜，为此须转变成苹果酸或天冬氨酸，后二者到胞浆里再转变成草酰乙酸。草酰乙酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸，后者沿酵解路逆行而成糖。总之丙氨酸成糖须先脱掉氨基，然后绕过“能障”及“膜障”才能成糖。
8．答：磷酸二羟丙酮可还原a-磷酸甘油，后者可而参与合成甘油三酯和甘油磷脂。
3-磷酸甘油酸是丝氨酸的前体，因而也是甘氨酸和半胱氨酸的前体。
磷酸烯醇式丙酮酸两次用于合成芳香族氨基酸的前体---分支酸。它也用于ADP磷酸化成ATP。在细菌，糖磷酸化反应（如葡萄糖生成6-磷酸葡萄糖）中的磷酸基不是来自ATP，而是来自磷酸烯醇式丙酮酸。
丙酮酸可转变成丙氨酸；它也能转变成羟乙基用以合成异亮氨酸和缬氨酸（在后者需与另一分子丙酮酸反应）。两分子丙酮酸生成a-酮异戊酸，进而可转变成亮氨酸。
9．答：（1）琥珀酰CoA主要来自糖代谢，也来自长链脂肪酸的 ω-氧化。奇数碳原子脂肪酸，通过 氧化除生成乙酰CoA，后者进一步转变成琥珀酰CoA。此外，蛋氨酸，苏氨酸以及缬氨酸和异亮氨酸在降解代谢中也生成琥珀酰CoA。
（2）琥珀酰CoA的主要代谢去路是通过柠檬酸循环彻底氧化成CO2和H2O。琥珀酰CoA在肝外组织，在琥珀酸乙酰乙酰CoA转移酶催化下，可将辅酶A转移给乙酰乙酸，本身成为琥珀酸。此外，琥珀酰CoA与甘氨酸一起生成δ-氨基-γ-酮戊酸（ALA），参与血红素的合成。
第六章 脂类代谢
（一）名词解释
1． 必需脂肪酸（essential fatty acid）
2． 脂肪酸的α-氧化(α- oxidation)
3． 脂肪酸的β-氧化(β- oxidation)
4． 脂肪酸的ω-氧化(ω- oxidation)
5． 乙醛酸循环（glyoxylate cycle）
6． 柠檬酸穿梭(citriate shuttle)
7． 乙酰CoA羧化酶系（acetyl-CoA carnoxylase）
8． 脂肪酸合成酶系统（fatty acid synthase system）
（二）填空题：
1,是动物和许多植物主要的能源贮存形式，是由 与3分子
酯化而成的。
2．在线粒体外膜脂酰CoA合成酶催化下，游离脂肪酸与 和 反应，生成脂肪酸的活化形式,再经线粒体内膜 进入线粒体衬质。
3．一个碳原子数为n（n为偶数）的脂肪酸在β-氧化中需经 次β-氧化循环，生成 个乙酰CoA,个FADH2和 个 NADH+H+。
4.乙醛酸循环中两个关键酶是 和,使异柠檬酸避免了在 循环中的两次 反应,实现从乙酰CoA净合成 循环的中间物。
5．脂肪酸从头合成的C2供体是,活化的C2供体是,还原剂是
。
6．乙酰CoA羧化酶是脂肪酸从头合成的限速酶，该酶以 为辅基，消耗
,催化 与 生成,柠檬酸为其,长链脂酰CoA为其,.
7．脂肪酸从头合成中，缩合、两次还原和脱水反应时酰基都连接在 上，它有一个与 一样的 长臂。
8．脂肪酸合成酶复合物一般只合成,动物中脂肪酸碳链延长由 或 酶系统催化；植物的脂肪酸碳链延长酶系定位于 。
9．真核细胞中，不饱和脂肪酸都是通过 途径合成的；许多细菌的单烯脂肪酸则是经由 途径合成的。
10．三酰甘油是由 和 在磷酸甘油转酰酶的作用下先形成,再由磷酸酶转变成,最后在 催化下生成三酰甘油。
11．磷脂合成中活化的二酰甘油供体为,在功能上类似于糖原合成中的 或淀粉合成中的 。
（三）选择题下列哪项叙述符合脂肪酸的β氧化：
A．仅在线粒体中进行
B．产生的NADPH用于合成脂肪酸
C．被胞浆酶催化
D．产生的NADPH用于葡萄糖转变成丙酮酸
E．需要酰基载体蛋白参与脂肪酸在细胞中氧化降解
A．从酰基CoA开始
B．产生的能量不能为细胞所利用
C．被肉毒碱抑制
D．主要在细胞核中进行
E．在降解过程中反复脱下三碳单位使脂肪酸链变短
3．下列哪些辅因子参与脂肪酸的β氧化：
A ACP B FMN C 生物素 D NAD+
4．下列关于乙醛酸循环的论述哪些是正确的（多选）？
A 它对于以乙酸为唯一碳源的微生物是必要的；
B 它还存在于油料种子萌发时形成的乙醛酸循环体；
C 乙醛酸循环主要的生理功能就是从乙酰CoA合成三羧酸循环的中间产物；
D 动物体内不存在乙醛酸循环，因此不能利用乙酰CoA为糖异生提供原料。
5．脂肪酸从头合成的酰基载体是：
A．ACP B．CoA C．生物素 D．TPP
6．下列关于脂肪酸碳链延长系统的叙述哪些是正确的（多选）？
A．动物的内质网酶系统催化的脂肪酸链延长，除以CoA为酰基载体外，与从头合成相同；
B．动物的线粒体酶系统可以通过β氧化的逆反应把软脂酸延长为硬脂酸；
C．植物的Ⅱ型脂肪酸碳链延长系统分布于叶绿体间质和胞液中，催化软脂酸ACP延长为硬脂酸ACP，以丙二酸单酰ACP为C2供体，NADPH为还原剂；
D．植物的Ⅲ型延长系统结合于内质网，可把C18和C18以上的脂肪酸进一步延长。
7．下列哪些是人类膳食的必需脂肪酸（多选）？
A．油酸 B．亚油酸 C．亚麻酸 D．花生四烯酸
8．下述关于从乙酰CoA合成软脂酸的说法，哪些是正确的（多选）？
A．所有的氧化还原反应都以NADPH做辅助因子；
B．在合成途径中涉及许多物质，其中辅酶A是唯一含有泛酰巯基乙胺的物质；
C．丙二酰单酰CoA是一种“被活化的“中间物；
D．反应在线粒体内进行。
9．下列哪些是关于脂类的真实叙述（多选）？
A．它们是细胞内能源物质；
B．它们很难溶于水
C．是细胞膜的结构成分；
D．它们仅由碳、氢、氧三种元素组成。
10．脂肪酸从头合成的限速酶是：
A．乙酰CoA羧化酶 B．缩合酶
C．β-酮脂酰-ACP还原酶 D．α，β-烯脂酰-ACP还原酶
11．下列关于不饱和脂肪酸生物合成的叙述哪些是正确的（多选）？
A．细菌一般通过厌氧途径合成单烯脂肪酸；
B．真核生物都通过氧化脱氢途径合成单烯脂肪酸，该途径由去饱和酶催化，以NADPH为电子供体，O2的参与；
C．植物体内还存在Δ12-、Δ15 -去饱和酶，可催化油酰基进一步去饱和，生成亚油酸和亚麻酸。
D．植物体内有Δ6-去饱和酶、转移地催化油酰基Δ9 与羧基间进一步去饱和。
12．以干重计量，脂肪比糖完全氧化产生更多的能量。下面那种比例最接近糖对脂肪的产能比例：
A．1:2 B．1:3 C．1:4 D．2:3 E．3:4
13．软脂酰CoA在β-氧化第一次循环中以及生成的二碳代谢物彻底氧化时，ATP的总量是：
A．3ATP B．13ATP C．14 ATP D．17ATP E．18ATP
14．下述酶中哪个是多酶复合体？
A．ACP-转酰基酶
B．丙二酰单酰CoA- ACP-转酰基酶
C．β-酮脂酰-ACP还原酶
D．β-羟脂酰-ACP脱水酶
E．脂肪酸合成酶
15．由3-磷酸甘油和酰基CoA合成甘油三酯过程中，生成的第一个中间产物是下列那种？
A．2-甘油单酯 B．1，2-甘油二酯 C．溶血磷脂酸
D．磷脂酸 E．酰基肉毒碱
16．下述哪种说法最准确地描述了肉毒碱的功能？
A．转运中链脂肪酸进入肠上皮细胞
B．转运中链脂肪酸越过线粒体内膜
C．参与转移酶催化的酰基反应
D．是脂肪酸合成代谢中需要的一种辅酶
（四）是非判断题
（）1,脂肪酸的β-氧化和α-氧化都是从羧基端开始的。
（）2,只有偶数碳原子的脂肪才能经β-氧化降解成乙酰CoA.。
（ ）3．脂肪酸从头合成中，将糖代谢生成的乙酰CoA从线粒体内转移到胞液中的化合物是苹果酸。
（）4．脂肪酸的从头合成需要柠檬酸裂解提供乙酰CoA.。
（）5．脂肪酸β-氧化酶系存在于胞浆中。
（）6．肉毒碱可抑制脂肪酸的氧化分解。
（ ）7．萌发的油料种子和某些微生物拥有乙醛酸循环途径，可利用脂肪酸α-氧化生成的乙酰CoA合成苹果酸，为糖异生和其它生物合成提供碳源。
（ ）8．在真核细胞内，饱和脂肪酸在O2的参与下和专一的去饱和酶系统催化下进一步生成各种长链脂肪酸。
（ ）9．脂肪酸的生物合成包括二个方面：饱和脂肪酸的从头合成及不饱和脂肪酸的合成。
（）10．甘油在甘油激酶的催化下，生成α-磷酸甘油，反应消耗ATP，为可逆反应。
（五）完成反应式
1,脂肪酸 + ATP +（ ）→ （ ）+（ ）+（ ）
催化此反应的酶是：脂酰CoA合成酶
2．甘油二酯 + R3CO-S-CoA → （ ）+ HSCoA
催化此反应的酶是：（ ）
3．乙酰CoA + CO2 + ATP → （ ）+ ADP + Pi
催化此反应的酶是：( )
4．3-磷酸甘油 + （ ）→ （ ）+ NADH + H+
催化此反应的酶是：磷酸甘油脱氢酶
（六）问答题及计算题
1,按下述几方面，比较脂肪酸氧化和合成的差异：
（1）进行部位；
（2）酰基载体；
（3）所需辅酶
（4）β-羟基中间物的构型
（5）促进过程的能量状态
（6）合成或降解的方向
（7）酶系统
2,在脂肪生物合成过程中，软脂酸和硬脂酸是怎样合成的？
3,什么是乙醛酸循环，有何生物学意义？
4,在脂肪酸合成中，乙酰CoA.羧化酶起什么作用？
5．说明动物、植物、细菌在合成不饱和脂肪酸方面的差异。
6．1mol软脂酸完全氧化成CO2和H2O可生成多少mol ATP？若1g软脂酸完全氧化时的ΔG0ˊ=9kcal,软脂酸的分子量位56.4，试求能量转化为ATP的效率。
7．1mol甘油完全氧化成CO2和H2O时净生成可生成多少mol ATP？假设在外生成NADH都通过磷酸甘油穿梭进入线粒体。
三、习题解答
（一、）名词解释：
1．必需脂肪酸：为人体生长所必需但有不能自身合成，必须从事物中摄取的脂肪酸。在脂肪中有三种脂肪酸是人体所必需的，即亚油酸，亚麻酸，花生四烯酸。
2.α-氧化：α-氧化作用是以具有3-18碳原子的游离脂肪酸作为底物，有分子氧间接参与，经脂肪酸过氧化物酶催化作用，由α碳原子开始氧化，氧化产物是D-α-羟脂肪酸或少一个碳原子的脂肪酸。
3,脂肪酸的β-氧化：脂肪酸的β-氧化作用是脂肪酸在一系列酶的作用下，在α碳原子和β碳原子之间断裂，β碳原子氧化成羧基生成含2个碳原子的乙酰CoA和比原来少2个碳原子的脂肪酸。
4,脂肪酸ω-氧化：ω-氧化是C5、C6、C10、C12脂肪酸在远离羧基的烷基末端碳原子被氧化成羟基，再进一步氧化而成为羧基，生成α,ω-二羧酸的过程。
5,乙醛酸循环：一种被修改的柠檬酸循环，在其异柠檬酸和苹果酸之间反应顺序有改变，以及乙酸是用作能量和中间物的一个来源。某些植物和微生物体内有此循环，他需要二分子乙酰辅酶A的参与；并导致一分子琥珀酸的合成。
6,柠檬酸穿梭：就是线粒体内的乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸，然后经内膜上的三羧酸载体运至胞液中，在柠檬酸裂解酶催化下，需消耗ATP将柠檬酸裂解回草酰乙酸和，后者就可用于脂肪酸合成，而草酰乙酸经还原后再氧化脱羧成丙酮酸，丙酮酸经内膜载体运回线粒体，在丙酮酸羧化酶作用下重新生成草酰乙酸，这样就可又一次参与转运乙酰CoA的循环。
7．乙酰CoA羧化酶系：大肠杆菌乙酰CoA羧化酶含生物素羧化酶、生物素羧基载体蛋白（BCCP）和转羧基酶三种组份，它们共同作用催化乙酰CoA的羧化反应，生成丙二酸单酰-CoA。
8．脂肪酸合酶系统：脂肪酸合酶系统包括酰基载体蛋白（ACP）和6种酶，它们分别是：乙酰转酰酶；丙二酸单酰转酰酶；β-酮脂酰ACP合成酶；β-酮脂酰ACP还原酶；β-羟；脂酰ACP脱水酶；烯脂酰ACP还原酶。
（二）填空题
1．脂肪；甘油；脂肪酸
2．ATP-Mg2+ ；CoA-SH；脂酰S-CoA；肉毒碱-脂酰转移酶系统
3．0.5n-1；0.5n；0.5n-1；0.5n-1
4．异柠檬酸裂解酶；苹果酸合成酶；三羧酸；脱羧；三羧酸
5．乙酰CoA；丙二酸单酰CoA；NADPH+H+
6．生物素；ATP；乙酰CoA；HCO3- ；丙二酸单酰CoA；激活剂；抑制剂
7．ACP；CoA；4’-磷酸泛酰巯基乙胺
8．软脂酸；线粒体；内质网；细胞溶质
9．氧化脱氢；厌氧；
10．3-磷酸甘油；脂酰-CoA；磷脂酸；二酰甘油；二酰甘油转移酶
11．CDP-二酰甘油；UDP-G；ADP-G
（三）选择题
1．A,脂肪酸β-氧化酶系分布于线粒体基质内。酰基载体蛋白是脂肪酸合成酶系的蛋白辅酶。脂肪酸β-氧化生成NADH，而葡萄糖转变成丙酮酸需要NAD+。
2．A：脂肪酸氧化在线粒体进行，连续脱下二碳单位使烃链变短。产生的ATP供细胞利用。肉毒碱能促进而不是抑制脂肪酸氧化降解。脂肪酸形成酰基CoA后才能氧化降解。
3．D：参与脂肪酸β-氧化的辅因子有CoASH,FAD,NAD+,FAD。
4．ABCD：
5．A：脂肪酸从头合成的整个反应过程需要一种脂酰基载体蛋白即ACP的参与。
6．ABCD,
7．BCD：必需脂肪酸一般都是不饱和脂肪酸，它们是亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸。
8．AC：在脂肪酸合成中以NADPH为供氢体，在脂肪酸氧化时以FAD和NAD+两者做辅助因子。在脂肪酸合成中，酰基载体蛋白和辅酶A都含有泛酰基乙胺，乙酰CoA羧化成丙二酸单酰CoA，从而活化了其中乙酰基部分，以便加在延长中的脂肪酸碳键上。脂肪酸合成是在线粒体外，而氧化分解则在线粒体内进行。
9．ABC：脂类是难溶于水、易溶于有机溶剂的一类物质。脂类除含有碳、氢、氧外还含有氮及磷。脂类的主要储存形式是甘油三酯，后者完全不能在水中溶解。脂类主要的结构形式是磷脂，磷脂能部分溶解于水。
10．A：乙酰CoA羧化酶催化的反应为不可逆反应。
11．ABC：
12．A：甘油三酯完全氧化，每克产能为9.3千卡；糖或蛋白质为4.1千卡/克。则脂类产能约为糖或蛋白质的二倍。
13．D：软脂酰CoA在β-氧化第一次循环中产生乙酰CoA、FADH2、NADH+H+以及十四碳的活化脂肪酸个一分子。十四碳脂肪酸不能直接进入柠檬酸循环彻底氧化。FADH2和NADH+H+进入呼吸链分别生成2ATP和3ATP。乙酰CoA进入柠檬酸循环彻底氧化生成12ATP。所以共生成17ATP。
14．E,
15．D：3-磷酸甘油和两分子酰基辅酶A反应生成磷脂酸。磷脂酸在磷脂酸磷酸酶的催化下水解生成磷酸和甘油二酯，后者与另一分子酰基辅酶A反应生成甘油三酯。
16．C：肉毒碱转运胞浆中活化的长链脂肪酸越过线粒体内膜。位于线粒体内膜外侧的肉毒碱脂酰转移酶Ⅰ催化脂酰基由辅酶A转给肉毒碱，位于线粒体内膜内侧的肉毒碱脂酰转移酶Ⅱ催化脂酰基还给辅酶A。中链脂肪酸不需借助肉毒碱就能通过线粒体内膜或细胞质膜。
（四）是非题
1,对：
2,错：
3,错：脂肪酸从头合成中，将糖代谢生成的乙酰CoA从线粒体内转移到胞液中的化合物 是柠檬酸
4,对：
5,错：脂肪酸β-氧化酶系存在于线粒体。
6,错：肉毒碱可促进脂肪酸的氧化分解。
7,错：萌发的油料种子和某些微生物拥有乙醛酸循环途径，可利用脂肪酸β-氧化生成 的乙酰CoA合成苹果酸，为糖异生和其它生物合成提供碳源。
8,错：在真核细胞内，饱和脂肪酸在O2的参与下和专一的去饱和酶系统催化下进一步生成各种不饱和脂肪酸。
9,错：脂肪酸的生物合成包括三个方面：饱和脂肪酸的从头合成、脂肪酸碳链的延长及不饱和脂肪酸的合成。
10．错：甘油在甘油激酶的催化下，生成α-磷酸甘油，反应消耗ATP，为不可逆反应
（五）完成反应式
1,脂肪酸 + ATP +（CoA）→ （脂酰-S-CoA）+（AMP）+（PPi）
催化此反应的酶是：脂酰CoA合成酶
2．甘油二酯 + R3CO-S-CoA → （甘油三酯）+ HSCoA
催化此反应的酶是：（甘油三酯转酰基酶）
3．乙酰CoA + CO2 + ATP → （丙二酰单酰CoA ）+ ADP + Pi
催化此反应的酶是：（丙二酰单酰CoA 羧化酶）
4．3-磷酸甘油 + （NAD+）→ （磷酸二羟丙酮）+ NADH + H+
催化此反应的酶是：磷酸甘油脱氢酶
（六）问答题及计算题（解题要点）
1． 答：氧化在线粒体，合成在胞液；氧化的酰基载体是辅酶A，合成的酰基载体是酰基载体蛋白；氧化是FAD和NAD+，合成是NADPH；氧化是L型，合成是D型。氧化不需要CO2，合成需要CO2；氧化为高ADP水平，合成为高ATP水平。氧化是羧基端向甲基端，合成是甲基端向羧基端；脂肪酸合成酶系为多酶复合体，而不是氧化酶。
2． 答：（1）软脂酸合成：软脂酸是十六碳饱和脂肪酸，在细胞液中合成，合成软脂酸需要两个酶系统参加。一个是乙酰CoA羧化酶，他包括三种成分，生物素羧化酶、生物素羧基载体蛋白、转羧基酶。由它们共同作用，催化乙酰CoA转变为丙二酸单酰CoA。另一个是脂肪酸合成酶，该酶是一个多酶复合体，包括6种酶和一个酰基载体蛋白，在它们的共同作用下，催化乙酰CoA和丙二酸单酰CoA，合成软脂酸其反应包括4步，即缩合、还原、脱水、再缩合，每经过4步循环，可延长2个碳。如此进行，经过7次循环即可合成软脂酰—ACP。软脂酰—ACP在硫激酶作用下分解，形成游离的软脂酸。软脂酸的合成是从原始材料乙酰CoA开始的所以称之为从头合成途径。
（2）硬脂酸的合成，在动物和植物中有所不同。在动物中，合成地点有两处，
即线粒体和粗糙内质网。在线粒体中，合成硬脂酸的碳原子受体是软脂酰CoA，碳原子的给体是乙酰CoA。在内质网中，碳原子的受体也是软脂酰CoA，但碳原子的给体是丙二酸单酰CoA。在植物中，合成地点是细胞溶质。碳原子的受体不同于动物，是软脂酰ACP；碳原子的给体也不同与动物，是丙二酸单酰ACP。在两种生物中，合成硬脂酸的还原剂都是一样的。
1．答：乙醛酸循环是一个有机酸代谢环，它存在于植物和微生物中，在动物组织中尚未发现。乙醛酸循环反应分为五步（略）。总反应说明，循环每转1圈需要消耗2分子乙酰CoA，同时产生1分子琥珀酸。琥珀酸产生后，可进入三羧酸循环代谢，或者变为葡萄糖。
乙醛酸循环的意义有如下几点：（1）乙酰CoA经乙醛酸循环可琥珀酸等有机酸，这些有机酸可作为三羧酸循环中的基质。（2）乙醛酸循环是微生物利用乙酸作为碳源建造自身机体的途径之一。（3）乙醛酸循环是油料植物将脂肪酸转变为糖的途径。
2．答：在饱和脂肪酸的生物合成中，脂肪酸碳链的延长需要丙二酸单酰CoA。乙酰CoA羧化酶的作用就是催化乙酰CoA和HCO3-合成丙二酸单酰CoA，为脂肪酸合成提供三碳化合物。乙酰CoA羧化酶催化反应（略）。乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成反应中的一种限速调节酶，它受柠檬酸的激活，但受棕榈酸的反馈抑制。
3．答：在植物中，不仅可以合成单不饱和脂肪酸，而且可以合成多不饱和脂肪酸，例如亚油酸、亚麻酸和桐油酸等。植物体中单不饱和脂肪酸的合成，主要是通过氧化脱氢途径进行。这个氧化脱氢反应需要氧分子和NADPH+H+参加，另外还需要黄素蛋白和铁氧还蛋白参加，由去饱和酶催化。植物体中多不饱和脂肪酸的合成，主要是在单不饱和脂肪酸基础上进一步氧化脱氢，可生成二烯酸和三烯酸，由专一的去饱和酶催化并需氧分子和NADPH+H+参加。
在哺乳动物中，仅能合成单不饱和脂肪酸，如油酸，不能合成多不饱和脂肪酸，动物体内存在的多不饱和脂肪酸，如亚油酸等，完全来自植物油脂，由食物中摄取。动物体内单不饱和脂肪酸的合成，是通过氧化脱氢途径进行的。由去饱和酶催化，该酶存在于内质网膜上，反应需要氧分子和NADPH+H+参与，此外还需要细胞色素b5和细胞色素b5还原酶存在，作为电子的传递体。整个过程传递4个电子，所形成的产物含顺式—9—烯键。
细菌中，不饱和脂肪酸的合成不同于动、植物，动植物是通过有氧途径，而细菌是通过厌氧途径，细菌先通过脂肪酸合成酶系，合成十碳的β-羟癸酰-SACP；然后在脱水酶作用下，形成顺—β，γ癸烯酰SACP;再在此化合物基础上，形成不同长度的单烯酰酸.
（七）计算题
1．答：软脂酸经β-氧化，则生成8个乙酰CoA，7个FADH2和7个NADH+H+。
乙酰CoA在三羧酸循环中氧化分解，一个乙酰CoA生成12个ATP，
所以 12×8=96ATP，7个FADH2经呼吸链氧化可生成2×7=14 ATP，
7NADH+H+经呼吸链氧化可生成3×7=21 ATP，三者相加，减去消耗掉1个ATP，实得96+14+21-1=130mol/LATP。
每有1mol/L软脂酸氧化，即可生成130mol/LATP。
软脂酸的分子量为256.4，所以软脂酸氧化时的ΔG0ˊ=256.4×9000=2.31×106cal/mol,130molATP贮存能量7.3×130=949Kcal
贮存效率=949×100/2.31×103=41.08%
2,答：甘油磷酸化消耗 -1ATP
磷酸甘油醛脱氢，FADH2，生成 2 ATP
磷酸二羟丙酮酵解生成 2 ATP
磷酸甘油醛脱氢NAD、NADH（H+）穿梭生成 2或3 ATP
丙酮酸完全氧化 15 ATP
20或21 mol/LATP
第八章 含氮化合物代谢
（一）名词解释
1．蛋白酶（Proteinase）
2．肽酶（Peptidase）
3．氮平衡（Nitrogen balance）
4．生物固氮（Biological nitrogen fixation）
5．硝酸还原作用（Nitrate reduction）
6．氨的同化（Incorporation of ammonium ions into organic molecules）
7．转氨作用（Transamination）
8．尿素循环（Urea cycle）
9．生糖氨基酸（Glucogenic amino acid）
10．生酮氨基酸（Ketogenic amino acid）
11．核酸酶（Nuclease）
12．限制性核酸内切酶（Restriction endonuclease）
13．氨基蝶呤（Aminopterin）
14．一碳单位（One carbon unit）
（二）英文缩写符号
1．GOT 2．GPT 3．APS 4．PAL 5．PRPP
6．SAM 7．GDH 8．IMP
（三）填空
1．生物体内的蛋白质可被 和 共同作用降解成氨基酸。
2．多肽链经胰蛋白酶降解后，产生新肽段羧基端主要是 和 氨基酸残基。
3．胰凝乳蛋白酶专一性水解多肽链由 族氨基酸 端形成的肽键。
4．氨基酸的降解反应包括,和 作用。
5．转氨酶和脱羧酶的辅酶通常是 。
6．谷氨酸经脱氨后产生 和氨，前者进入 进一步代谢。
7．尿素循环中产生的 和 两种氨基酸不是蛋白质氨基酸。
8．尿素分子中两个N原子，分别来自 和 。
9．生物固氮作用是将空气中的 转化为 的过程。
10．固氮酶由 和 两种蛋白质组成，固氮酶要求的反应条件是,和 。
11．硝酸还原酶和亚硝酸还原酶通常以 或 为还原剂。
12．芳香族氨基酸碳架主要来自糖酵解中间代谢物 和磷酸戊糖途径的中间代谢物 。
13．组氨酸合成的碳架来自糖代谢的中间物 。
14．氨基酸脱下氨的主要去路有,和 。
15．胞嘧啶和尿嘧啶经脱氨、还原和水解产生的终产物为 。
16．参与嘌呤核苷酸合成的氨基酸有,和 。
17．尿苷酸转变为胞苷酸是在 水平上进行的。
18．脱氧核糖核苷酸的合成是由 酶催化的，被还原的底物是 。
19．在嘌呤核苷酸的合成中,腺苷酸的C-6氨基来自 ；鸟苷酸的C-2氨基来自 。
20．对某些碱基顺序有专一性的核酸内切酶称为 。
21．多巴是 经 作用生成的。
22．生物体中活性蛋氨酸是,它是活泼 的供应者。
（四）选择题
1．转氨酶的辅酶是：
A．NAD+ B．NADP+ C．FAD D．磷酸吡哆醛
2．下列哪种酶对有多肽链中赖氨酸和精氨酸的羧基参与形成的肽键有专一性：
A．羧肽酶 B．胰蛋白酶
C．胃蛋白酶 D．胰凝乳蛋白酶
3．参与尿素循环的氨基酸是：
A．组氨酸 B．鸟氨酸 C．蛋氨酸 D．赖氨酸
4．γ-氨基丁酸由哪种氨基酸脱羧而来:
A．Gln B．His C．Glu D．Phe
5．经脱羧后能生成吲哚乙酸的氨基酸是：
A．Glu B,His C,Tyr D,Trp
6．L-谷氨酸脱氢酶的辅酶含有哪种维生素：
A．VB1 B,VB2 C,VB3 D,VB5
7．磷脂合成中甲基的直接供体是：
A．半胱氨酸 B．S-腺苷蛋氨酸 C．蛋氨酸 D．胆碱
8．在尿素循环中，尿素由下列哪种物质产生：
A．鸟氨酸 B．精氨酸 C．瓜氨酸 D．半胱氨酸
9．需要硫酸还原作用合成的氨基酸是：
A．Cys B．Leu C．Pro D．Val
10．下列哪种氨基酸是其前体参入多肽后生成的：
A．脯氨酸 B．羟脯氨酸 C．天冬氨酸 D．异亮氨酸
11．组氨酸经过下列哪种作用生成组胺的：
A．还原作用 B．羟化作用
C．转氨基作用 D．脱羧基作用
12．氨基酸脱下的氨基通常以哪种化合物的形式暂存和运输：
A．尿素 B．氨甲酰磷酸 C．谷氨酰胺 D．天冬酰胺
13．丙氨酸族氨基酸不包括下列哪种氨基酸：
A．Ala B．Cys C．Val D．Leu
14．组氨酸的合成不需要下列哪种物质：
A．PRPP B．Glu C．Gln D．Asp
15．合成嘌呤和嘧啶都需要的一种氨基酸是：
A．Asp B．Gln C．Gly D．Asn
16．生物体嘌呤核苷酸合成途径中首先合成的核苷酸是：
A．AMP B．GMP C．IMP D．XMP
17．人类和灵长类嘌呤代谢的终产物是：
A．尿酸 B．尿囊素 C．尿囊酸 D．尿素
18．从核糖核苷酸生成脱氧核糖核苷酸的反应发生在：
A．一磷酸水平 B．二磷酸水平
C．三磷酸水平 D．以上都不是
19．在嘧啶核苷酸的生物合成中不需要下列哪种物质：
A．氨甲酰磷酸 B．天冬氨酸
C．谷氨酰氨 D．核糖焦磷酸
20．用胰核糖核酸酶降解RNA，可产生下列哪种物质：
A．3′-嘧啶核苷酸 B．5′-嘧啶核苷酸
C．3′-嘌呤核苷酸 D．5′-嘌呤核苷酸
（五）是非判断题
（ ）1．蛋白质的营养价值主要决定于氨基酸酸的组成和比例。
（ ）2．谷氨酸在转氨作用和使游离氨再利用方面都是重要分子。
（ ）3．氨甲酰磷酸可以合成尿素和嘌呤。
（ ）4．半胱氨酸和甲硫氨酸都是体内硫酸根的主要供体。
（ ）5．生物固氮作用需要厌氧环境，是因为钼铁蛋白对氧十分敏感。
（ ）6．磷酸吡哆醛只作为转氨酶的辅酶。
（ ）7．在动物体内，酪氨酸可以经羟化作用产生去甲肾上腺素和肾上腺素。
（ ）8．固氮酶不仅能使氮还原为氨，也能使质子还原放出氢气。
（ ）9．芳香族氨基酸都是通过莽草酸途径合成的。
（ ）10．丝氨酸能用乙醛酸为原料来合成。
（ ）11．限制性内切酶的催化活性比非限制性内切酶的催化活性低。
（ ）12．尿嘧啶的分解产物β-丙氨酸能转化成脂肪酸。
（ ）13．嘌呤核苷酸的合成顺序是，首先合成次黄嘌呤核苷酸，再进一步转化为腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。
（ ）14．嘧啶核苷酸的合成伴随着脱氢和脱羧反应。
（ ）15．脱氧核糖核苷酸的合成是在核糖核苷三磷酸水平上完成的。
（六）反应方程式
1,谷氨酸 + NAD(P)+ + H2O 一→（ ） + NAD(P)H +NH3
催化此反应的酶是：（ ）
2．谷氨酸 + NH3 + ATP 一→ （ ） + （ ） + Pi + H2O
催化此反应的酶是：（ ）
3．谷氨酸 + （ ） 一→（ ） + 丙氨酸催化此反应的酶是：谷丙转氨酶
4,5′磷酸核糖 + ATP 一→ （ ）+（ ）
催化此反应的酶是：PRPP合成酶：
5,NMP + ATP → （ ） + ADP
催化此反应的酶是：（ ）
1．dUMP + N5,10亚甲四氢叶酸 → （ ） + （ ）
催化此反应的酶是：胸腺嘧啶核苷酸合酶：
（七）问答题
1．举例说明氨基酸的降解通常包括哪些方式？
2．用反应式说明α-酮戊二酸是如何转变成谷氨酸的，有哪些酶和辅因子参与？
3．什么是尿素循环，有何生物学意义？
4．什么是必需氨基酸和非必需氨基酸？
5．为什么说转氨基反应在氨基酸合成和降解过程中都起重要作用？
6．核酸酶包括哪几种主要类型？
7．嘌呤核苷酸分子中各原子的来源及合成特点怎样？
8．嘧啶核苷酸分子中各原子的来源及合成特点怎样？
三、参考答案
（一）名词解释
1．蛋白酶：以称肽链内切酶（Endopeptidase），作用于多肽链内部的肽键，生成较原来含氨基酸数少的肽段，不同来源的蛋白酶水解专一性不同。
2．肽酶：只作用于多肽链的末端，根据专一性不同，可在多肽的N-端或C-端水解下氨基酸，如氨肽酶、羧肽酶、二肽酶等。
3．氮平衡：正常人摄入的氮与排出氮达到平衡时的状态，反应正常人的蛋白质代谢情况。
4．生物固氮：利用微生物中固氮酶的作用，在常温常压条件下将大气中的氮还原为氨的过程（N2 + 3H2→ 2 NH3）。
5．硝酸还原作用：在硝酸还原酶和亚硝酸还原酶的催化下，将硝态氮转变成氨态氮的过程，植物体内硝酸还原作用主要在叶和根进行。
6．氨的同化：由生物固氮和硝酸还原作用产生的氨，进入生物体后被转变为含氮有机化合物的过程。
7．转氨作用：在转氨酶的作用下，把一种氨基酸上的氨基转移到α-酮酸上，形成另一种氨基酸。
8．尿素循环：尿素循环也称鸟氨酸循环，是将含氮化合物分解产生的氨转变成尿素的过程，有解除氨毒害的作用。
9．生糖氨基酸：在分解过程中能转变成丙酮酸、α-酮戊二酸乙、琥珀酰辅酶A、延胡索酸和草酰乙酸的氨基酸称为生糖氨基酸。
10．生酮氨基酸：在分解过程中能转变成乙酰辅酶A和乙酰乙酰辅酶A的氨基酸称为生酮氨基酸。
11．核酸酶：作用于核酸分子中的磷酸二酯键的酶，分解产物为寡核苷酸或核苷酸，根据作用位置不同可分为核酸外切酶和核酸内切酶。
12．限制性核酸内切酶：能作用于核酸分子内部，并对某些碱基顺序有专一性的核酸内切酶，是基因工程中的重要工具酶。
13．氨基蝶呤：对嘌呤核苷酸的生物合成起竞争性抑制作用的化合物，与四氢叶酸结构相似，又称氨基叶酸。
14．一碳单位：仅含一个碳原子的基团如甲基（CH3-、亚甲基（CH2=）、次甲基（CH≡）、甲酰基（O=CH-)、亚氨甲基（HN=CH-）等，一碳单位可来源于甘氨酸、苏氨酸、丝氨酸、组氨酸等氨基酸，一碳单位的载体主要是四氢叶酸，功能是参与生物分子的修饰。
（二）英文缩写符号
1．GOT（Glutamate-oxaloacetate transaminase）：谷草转氨酶，
2．GPT（Glutamate-pyruvate transaminase）：谷丙转氨酶
3．APS（Adenosine phosphosulfate）：腺苷酰硫酸
4．PAL（Pheny-lalanine ammonia lyase）：苯丙氨酸解氨酶
5．PRPP（Phosphoribosyl pyrophosate）：5-磷酸核糖焦磷酸
6．SAM （S-adenoymethionine）：S-腺苷蛋氨酸
7．GDH （Glutamate drhyddrogenase）：谷氨酸脱氢酶
8．IMP（Inosinic acid）：次黄嘌呤核苷酸
（三）填空
1．蛋白酶；肽酶
2．赖氨酸；精氨酸
3．芳香；羧基
4．脱氨；脱羧；羟化
5．磷酸吡哆醛
6．α-酮戊二酸；三羧酸循环；
7．鸟氨酸；瓜氨酸
8．氨甲酰磷酸；天冬氨酸
9．N2；HN3
10．钼铁蛋白；铁蛋白；还原剂；ATP；厌氧环境
11．NAD（P）；铁氧还蛋白
12．磷酸烯醇式丙酮酸；4-磷酸赤藓糖
13．核糖
14．生成尿素；合成谷氨酰胺；再合成氨基酸
15．β-丙氨酸
16．甘氨酸；天冬氨酸；谷氨酰胺
17．尿苷三磷酸
18．核糖核苷二磷酸还原酶；核苷二磷酸
19．天冬氨酸；谷氨酰胺
20．限制性核酸内切酶
21．酪氨酸；羟化
22．S-腺苷蛋氨酸；甲基
（四）选择题
1．（D）A、B和C通常作为脱氢酶的辅酶，磷酸吡哆醛可作为转氨酶、脱羧酶和消旋酶的辅酶。
2．（B）胰蛋白酶属于肽链内切酶，专一水解带正电荷的碱性氨基酸羧基参与形成的肽键；羧肽酶是外肽酶，在蛋白质的羧基端逐个水解氨基酸；胰凝乳蛋白酶能专一水解芳香族氨基酸羧基参与形成的肽键；胃蛋白质酶水解专一性不强。
3．（B）氨基酸降解后产生的氨累积过多会产生毒性。游离的氨先经同化作用生成氨甲酰磷酸，再与鸟氨酸反应进入尿素循环（也称鸟氨酸循环），产生尿素排出体外。
4．（C）
5．（D）
6．（D）谷氨酸脱氢酶催化的反应要求NAD+和NADP+，NAD+和NADP+是含有维生素B5（烟酰胺）的辅酶。焦磷酸硫胺素是维生素B1的衍生物，常作为α-酮酸脱羧酶和转酮酶的辅酶。FMN和FAD是维生素B2的衍生物，是多种氧化还原酶的辅酶。辅酶A是含有维生素B3的辅酶，是许多酰基转移酶的辅酶。
7．（B）S-腺苷蛋氨酸是生物体内甲基的直接供体。
8．（B）尿素循环中产生的精氨酸在精氨酸酶的作用下水解生成尿素和鸟氨酸。
9．（A）半胱氨酸的合成需要硫酸还原作用提供硫原子。半胱氨酸降解也是生物体内生成硫酸根的主要来源。
10．（B）羟脯氨酸不直接参与多肽合成，而是多肽形成后在脯氨酸上经脯氨酸羟化酶催化形成的。是胶原蛋白中存在的一种稀有氨基酸。
11．（D）组氨是组氨酸经脱羧基作用生成的。催化此反应的酶是组氨酸脱羧酶，此酶与其它氨基酸脱羧酶不同，它的辅酶不是磷酸吡哆醛。
12．（C）谷氨酰胺可以利用谷氨酸和游离氨为原料，经谷氨酰胺合酶催化生成，反应消耗一分子ATP。
13．（B）
14．（D）
15．（A）
16．（C）在嘌呤核苷酸生物合成中首先合成次黄嘌呤核苷酸（IMP），次黄嘌呤核苷酸氨基化生成嘌呤核苷酸，次黄嘌呤核苷酸先氧化成黄嘌呤核苷酸（XMP），再氨基化生成鸟嘌呤核苷酸。
17．（A）人类、灵长类、鸟类及大多数昆虫嘌呤代谢的最终产物是尿酸，其它哺乳动物是尿囊素，某些硬骨鱼可将尿囊素继续分解为尿囊酸，大多数鱼类生成尿素。
18．（B）脱氧核糖核苷酸的合成，是以核糖核苷二磷酸为底物，在核糖核苷二磷酸还原酶催化下生成的。
19．（C）
20．（A）胰核糖核酸酶是具有高度专一性的核酸内切酶，基作用位点为嘧啶核苷-3′磷酸基与下一个核苷酸的-5′羟基形成的酯键。因此，产物是3′嘧啶核苷酸或以3′嘧啶核苷酸结尾的寡核苷酸。
（五）是非判断题
1．对：摄入蛋白质的营养价值，在很大程度上决定于蛋白质中必需氨基酸的组成和比例，必需氨基酸的组成齐全，且比例合理的蛋白质营养价值高。
2．对：在转氨基作用中谷氨酸是最主要的氨基供体，用于合成其它氨基酸；谷氨酸也可在谷氨酰氨合成酶的催化下结合游离氨形成谷氨酰氨，谷氨酰氨再与α-酮戊二酸反应生成二分子谷氨酸，使游离氨得到再利用。
3．错：氨甲酰磷酸可以经尿素循环生成尿素，也参与嘧啶核苷酸的合成，但与嘌呤核苷酸的合成无关。
4．错：半胱氨酸体内硫酸根的主要供体，甲硫氨酸是体内甲基的主要供体。
5．错：固氮酶包括钼铁蛋白和铁蛋白二种蛋白质组分，其中铁蛋白对氧十分敏感，要求严格厌氧环境，以便有较低的氧化还原电位还原钼铁蛋白。
6．错：磷酸吡哆醛徐作为转氨酶的辅酶外，还可作为脱羧酶和消旋酶的辅酶。
7．对：酪氨酸在酪氨酸酶催化下发生羟化生成多巴（3，4-二羟苯丙氨酸），多巴脱羧生成多巴胺（3，4-二羟苯乙胺），多巴和多巴胺可进一步生成去甲肾上腺素和肾上腺素。
8．对：固氮酶能还原质子（H+）而放出氢（H2），氢在氢酶的作用下将电子传给铁氧还蛋白，使氢作为还原氮的电子供体。
9．对：磷酸烯醇式丙酮酸和磷酸赤藓糖首先形成莽草酸，进而形成色氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸，反应过程称为莽草酸途径。
10．对：在光合生物中，由光呼吸产生的乙醛酸经转氨作用可生成甘氨酸，二分子甘氨酸脱羧脱氨形成一分子丝氨酸。
11．错：限制性内切酶比非限制性内切酶专一性高，与酶活力高低无关。
12．对：尿嘧啶分解产生的β-丙氨酸脱氨后生成甲酰乙酸，再脱羧生成乙酸，进而转化成乙酰辅酶A，参与脂肪酸合成。
13．对：生物体可以利用二氧化碳、甲酸盐、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺和磷酸核糖合成嘌呤核苷酸，首先合成次黄嘌呤核苷酸，再经转氨基作用形成腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。
14．对：在嘧啶合成过程中，氨甲酰磷酸和天冬氨酸合成的氨甲酰天冬氨酸首先脱氢生成乳清酸，氢受体是NAD+，乳清酸与PRPP结合形成乳清酸核苷酸，后者脱羧形成尿苷酸。
15．错：脱氧核糖核苷酸的合成是在核糖核苷二磷酸水平上由核糖核苷二磷酸还原酶催化完成的，反应需要还原剂，大肠杆菌中为硫氧还蛋白和NADPH。
（六）反应方程式
1,谷氨酸 + NAD(P)+ + H2O →（α-酮戊二酸） + NAD(P)H +NH3
催化此反应的酶是：（谷氨酸脱氢酶）
2．谷氨酸 + NH3 + ATP → （谷氨酰胺） + （ADP） + Pi + H2O
催化此反应的酶是：（谷氨酰胺合酶）
3．谷氨酸 + （丙酮酸）→（α-酮戊二酸） + 丙氨酸催化此反应的酶是：谷丙转氨酶
4,5′磷酸核糖 + ATP → （5′磷酸核糖焦磷酸）+（AMP）
催化此反应的酶是：PRPP合成酶：
5,NMP + ATP → （NDP） + ADP
催化此反应的酶是：（核苷酸激酶）
6．dUMP + N5,10亚甲四氢叶酸 → （dTMP） + （二氢叶酸）
催化此反应的酶是：胸腺嘧啶核苷酸合酶：
（七）问答题（答题要点）
1．答：（1）脱氨基作用：包括氧化脱氨和非氧化脱氨，分解产物为α-酮酸和氨。
（2）脱羧基作用：氨基酸在氨基酸脱羧酶的作用下脱羧，生成二氧化碳和胺类化合物。
（3）羟化作用：有些氨基酸（如酪氨酸）降解时首先发生羟化作用，生成羟基氨基酸，再脱羧生成二氧化碳和胺类化合物。
2．答：（1）谷氨酸脱氢酶反应：
α-酮戊二酸 + NH3 +NADH → 谷氨酸 + NAD+ + H2O
（2）谷氨酸合酶-谷氨酰胺合酶反应：
谷氨酸 + NH3 +ATP →谷氨酰胺 +ADP + Pi + H2O
谷氨酰胺 +α-酮戊二酸 + 2H → 2谷氨酸还原剂（2H）：可以是NADH、NADPH和铁氧还蛋白
3．答：（1）尿素循环：尿素循环也称鸟氨酸循环，是将含氮化合物分解产生的氨经过一系列反应转变成尿素的过程。有解除氨毒害的作用
（2）生物学意义：有解除氨毒害的作用
4．答：（1）必需氨基酸：生物体本身不能合成而为机体蛋白质合成所必需的氨基酸称为必需氨基酸，人的必需氨基酸有8种。
（2）非必需氨基酸：生物体本身能合成的蛋白质氨基酸称为非必需氨基酸，人的非必需氨基酸有12种。
5．答：（1）在氨基酸合成过程中，转氨基反应是氨基酸合成的主要方式，许多氨基酸的合成可以通过转氨酶的催化作用，接受来自谷氨酸的氨基而形成。
（2）在氨基酸的分解过程中，氨基酸也可以先经转氨基作用把氨基酸上的氨基转移到α-酮戊二酸上形成谷氨酸，谷氨酸在谷氨酸脱羟酶的作用上脱去氨基。
6．答：（1）脱氧核糖核酸酶（DNase）：作用于DNA分子。
（2）核糖核酸酶（DNase）：作用于RNA分子。
（3）核酸外切酶：作用于多核苷酸链末端的核酸酶，包括3′核酸外切酶和5′核酸外切酶。
（4）核酸内切酶：作用于多核苷酸链内部磷酸二酯键的核酸酶，包括碱基专一性核酸内切酶和碱基序列专一性核酸内切酶（限制性核酸内切酶）
7．答：（1）各原子的来源：N1-天冬氨酸；C2和C8-甲酸盐；N7、C4和C5-甘氨酸；C6-二氧化碳；N3和N9-谷氨酰胺；核糖-磷酸戊糖途径的5′磷酸核糖
（2）合成特点：5′磷酸核糖开始→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）→次黄嘌呤核苷酸（C2）。
8．答：（1）各原子的来源：N1、C4、C5、C6-天冬氨酸；C2-二氧化碳；N3-氨；核糖-磷酸戊糖途径的5′磷酸核糖。
（2）合成特点：氨甲酰磷酸 + 天冬氨酸 → 乳清酸
乳清酸 + PRPP →乳清酸核苷-5′-磷酸 → 尿苷酸第九章 核酸的生物合成
（一）名词解释
1．半保留复制（semiconservative replication）
2．不对称转录（asymmetric trancription）
3．逆转录（reverse transcription）
4．冈崎片段（Okazaki fragment）
5．复制叉（replication fork）
6．领头链（leading strand）
7．随后链（lagging strand）
8．有意义链（sense strand）
9．光复活（photoreactivation）
10．重组修复（recombination repair）
11．内含子（intron）
12．外显子（exon）
13．基因载体（genonic vector）
14．质粒（plasmid）
（二）填空题
1．DNA复制是定点双向进行的,股的合成是,并且合成方向和复制叉移动方向相同； 股的合成是 的，合成方向与复制叉移动的方向相反。每个冈崎片段是借助于连在它的 末端上的一小段 而合成的；所有冈崎片段链的增长都是按 方向进行。
2．DNA连接酶催化的连接反应需要能量，大肠杆菌由 供能，动物细胞由 供能。
3．大肠杆菌RNA聚合酶全酶由 组成；核心酶的组成是 。参与识别起始信号的是 因子。
4．基因有两条链，作为模板指导转录的那条链称 链。
5．以RNA为模板合成DNA称,由 酶催化。
6．DNA或UpGpCpA分别经0.3NKOHR、NaseT1和牛胰RNaseI处理所得结果：
DNA,0.3NKOH,；RNaseT1,；RNase I,;
UpGpCpA：0.3NKOH,；RNaseT1,；RNase I,。
7．基因突变形式分为：,,和 四类。
8．亚硝酸是一个非常有效的诱变剂，因为它可直接作用于DNA，使碱基中 基氧化成 基，造成碱基对的 。
9．所有冈崎片段的延伸都是按 方向进行的。
10．前导链的合成是 的，其合成方向与复制叉移动方向 ；随后链的合成是 的，其合成方向与复制叉移动方向 。
11．引物酶与转录中的RNA聚合酶之间的差别在于它对 不敏感，并可以 作为底物。
12．DNA聚合酶I的催化功能有,,,和 。
13．DNA回旋酶又叫,它的功能是 。
14．细菌的环状DNA通常在一个 开始复制，而真核生物染色体中的线形DNA可以在 起始复制。
15．大肠杆菌DNA聚合酶Ⅲ的 活性使之具有 功能，极大地提高了DNA复制的保真度。
16．大肠杆菌中已发现 种DNA聚合酶，其中 负责DNA复制,负责DNA损伤修复。
17．DNA切除修复需要的酶有,,和 。
18．在DNA复制中,可防止单链模板重新缔合和核酸酶的攻击。
19．DNA合成时，先由引物酶合成,再由 在其3′ 端合成DNA链，然后由 切除引物并填补空隙，最后由 连接成完整的链。
20．原核细胞中各种RNA是 催化生成的，而真核细胞核基因的转录分别由 种RNA聚合酶催化，其中rRNA基因由 转录，hnRNA基因由 转录，各类小分子量RAN则是 的产物。
21．一个转录单位一般应包括 序列,序列和 顺序。
22．真核细胞中编码蛋白质的基因多为 。编码的序列还保留在成熟mRNA中的是,编码的序列在前体分子转录后加工中被切除的是 。在基因中 被
分隔，而在成熟的mRNA序列被拼接起来。
23．染色质中的 蛋白和 蛋白对转录均有调节作用，其中 的调节作用具有组织特异性。
（三）选择题
1．DNA按半保留方式复制。如果一个完全放射标记的双链DNA分子，放在不含有放射标记物的溶液中，进行两轮复制，所产生的四个DNA分子的放射活性将会怎样：
A．半数分子没有放射性 B．所有分子均有放射性
C．半数分子的两条链均有放射性 D．一个分子的两条链均有放射性
E．四个分子均无放射性
2．参加DNA复制的酶类包括：（1）DNA聚合酶Ⅲ；（2）解链酶；（3）DNA聚合酶Ⅰ；（4）RNA聚合酶（引物酶）；（5）DNA连接酶。其作用顺序是：
A．（4）、（3）、（1）、（2）、（5） B．（2）、（3）、（4）、（1）、（5）
C．（4）、（2）、（1）、（5）、（3） D．（4）、（2）、（1）、（3）、（5）
E．（2）、（4）、（1）、（3）、（5）
3．如果15N标记的大肠杆菌转入14N培养基中生长了三代，其各种状况的DNA分子比例应是下列哪一项：
纯15N 15N－14N 纯14N
－DNA 杂种DNA －DNA
A,1/8 1/8 6/8
B,1/8 0 7/8
C,0 1/8 7/8
D,0 2/8 6/8
E,0 4/8 4/8
4．下列关于DNA复制特点的叙述哪一项错误的：
A．RNA与DNA链共价相连 B．新生DNA链沿5′→3′方向合成
C．DNA链的合成是不连续的 D．复制总是定点双向进行的
E．DNA在一条母链上沿5′→3′方向合成，而在另一条母链上则沿3′→5′方向合成
5．DNA复制时,5′—TpApGpAp－3′序列产生的互补结构是下列哪一种：
A．5′—TpCpTpAp－3′ B．5′—ApTpCpTp－3′
C．5′—UpCpUpAp－3′ D．5′—GpCpGpAp－3′
E．3′ —TpCpTpAp－5′
6．下列关于DNA聚合酶I的叙述哪一项是正确的：
A．它起DNA修复酶的作用但不参加DNA复制过程
B．它催化dNTP聚合时需要模板和引物
C．在DNA复制时把冈崎片段连接成完整的随从链
D．它催化产生的冈崎片段与RNA引物链相连
E．有些细菌突变体其正常生长不需要它
7．下列关于真核细胞DNA聚合酶活性的叙述哪一项是正确的：
A．它仅有一种 B它不具有核酸酶活性
C．它的底物是二磷酸脱氧核苷 D它不需要引物
E．它按3′-5′方向合成新生链
8．从正在进行DNA复制的细胞分离出的短链核酸——冈崎片段，具有下列哪项特性：
A．它们是双链的 B．它们是一组短的单链DNA片段
C．它们是DNA—RNA杂化双链 D．它们被核酸酶活性切除
E．它们产生于亲代DNA链的糖-磷酸骨架的缺口处
9．切除修复可以纠正下列哪一项引起的DNA损伤：
A．碱基缺失 B．碱基插入 C．碱基甲基化
D．胸腺嘧啶二聚体形成 E．碱基烷基化
10．大肠杆菌DNA连接酶需要下列哪一种辅助因子？
A．FAD作为电子受体 B．NADP+作为磷酸供体
C．NAD+形成活性腺苷酰酶 D．NAD+作为电子受体
E．以上都不是
11．下列关于RNA和DNA聚合酶的叙述哪一项是正确的：
A．RNA聚合酶用二磷酸核苷合成多核苷酸链
B．RNA聚合酶需要引物，并在延长链的5′端加接碱基
C．DNA聚合酶可在链的两端加接核苷酸
D．DNA仅能以RNA为模板合成DNA
E．所有RNA聚合酶和DNA聚合酶只能在生长中的多核苷酸链的3′端加接核苷酸
12．紫外线照射引起DNA最常见的损伤形式是生成胸腺嘧啶二聚体。在下列关于DNA分子结构这种变化的叙述中，哪项是正确的：
A．不会终止DNA复制
B．可由包括连接酶在内的有关酶系统进行修复
C．可看作是一种移码突变
D．是由胸腺嘧啶二聚体酶催化生成的
E．引起相对的核苷酸链上胸腺嘧啶间的共价联结
13．下列哪种突变最可能是致死的：
A．腺嘌呤取代胞嘧啶 B．胞嘧啶取代鸟嘌呤
C．甲基胞嘧啶取代胞嘧啶 D．缺失三个核苷酸
E．插入一个核苷酸
14．镰刀形红细胞贫血病是异常血红蛋白纯合子基因的临床表现。β-链变异是由下列哪种突变造成的：
A．交换 B．插入 C．缺失 D．染色体不分离 E．点突变
15．在培养大肠杆菌时，自发点突变的引起多半是由于：
A．氢原子的互变异构移位 B．DNA糖-磷酸骨架的断裂
C．插入一个碱基对 D．链间交联 E．脱氧核糖的变旋
16．插入或缺失碱基对会引起移码突变，下列哪种化合物最容易造成这种突变：
A．口丫啶衍生物 B．5-溴尿嘧啶
C．氮杂丝氨酸 D．乙基乙磺酸 E．咪唑硫嘌呤
17．在对细菌DNA复制机制的研究中，常常用到胸腺嘧啶的类似物5-溴尿嘧啶，其目的在于：
A．引起特异性移码突变以作为顺序研究用
B．在胸腺嘧啶参入部位中止DNA合成
C．在DNA亲和载体中提供一个反应基
D．合成一种密度较高的DNA以便用离心分离法予以鉴别
E．在DNA中造成一个能被温和化学方法裂解的特异部位
18．关于DNA指导的RNA合成，下列叙述哪一项是错误的：
A．只有在DNA存在时，RNA聚合酶才能催化磷酸二酯键的生成
B．转录过程中，RNA聚合酶需要引物
C．RNA链的合成是从5′→3′端
D．大多数情况下只有一股DNA链作为模板
E．合成的RNA链从来没有环状的
19．下列关于σ因子的叙述哪一项是正确的：
A．是RNA聚合酶的亚基，起辨认转录起始点的作用
B．是DNA聚合酶的亚基，容许按5′→3′和3′→5′双向合成
C．是50S核蛋白体亚基，催化肽链生成
D．是30S核蛋白体亚基，促进mRNA与之结合
E．在30S亚基和50S亚基之间起搭桥作用，构成70S核蛋白体
20．真核生物RNA聚合酶I催化转录的产物是：
A．mRNA B．45S-rRNA
C．5S-rRNA D．tRNA E．SnRNA
21．下列关于真核细胞DNA复制的叙述哪一项是错误的：
A．是半保留式复制 B．有多个复制叉
C．有几种不同的DNA聚合酶 D．复制前组蛋白从双链DNA脱出
E．真核DNA聚合酶不表现核酸酶活性
22．下列关于原核细胞转录终止的叙述哪一项是正确的：
A．是随机进行的 B．需要全酶的ρ亚基参加
C．如果基因的末端含G—C丰富的回文结构则不需要ρ亚基参加
D．如果基因的末端含A—T丰富的片段则对转录终止最为有效
E．需要ρ因子以外的ATP酶
23．下列关于大肠杆菌DNA连接酶的叙述哪些是正确的：
A．催化DNA双螺旋结构之断开的DNA链间形成磷酸二酯键
B．催化两条游离的单链DNA分子间形成磷酸二酯键
C．产物中不含AMP
D．需要ATP作能源
24．下列关于真核细胞mRNA的叙述不正确的是：
A．它是从细胞核的RNA前体—核不均RNA生成的
B．在其链的3′端有7-甲基鸟苷，在其5′端连有多聚腺苷酸的PolyA尾巴
C．它是从前RNA通过剪接酶切除内含子连接外显子而形成的
D．是单顺反子的
（四）是非判断题
（ ）1．中心法则概括了DNA在信息代谢中的主导作用。
（ ）2．原核细胞DNA复制是在特定部位起始的，真核细胞则在多个位点同时起始进行复制。
（ ）3．逆转录酶催化RNA指导的DNA合成不需要RNA引物。
（ ）4．原核细胞和真核细胞中许多mRNA都是多顺反子转录产物。
（ ）5．因为DNA两条链是反向平行的，在双向复制中一条链按5′→3′的方向合成，另一条链按3′→5′的方向合成。
（ ）6．限制性内切酶切割的DNA片段都具有粘性末端。
（ ）7．已发现一些RNA前体分子具有催化活性，可以准确地自我剪接，被称为核糖酶（ribozyme），或称核酶。
（ ）8．重组修复可把DNA损伤部位彻底修复。
（ ）9．原核生物中mRNA一般不需要转录后加工。
（ ）10．RNA聚合酶对弱终止子的识别需要专一的终止因子(如蛋白)。
（ ）11．原核细胞启动子中RNA聚合酶牢固结合并打开DNA双链的部分称为Pribnow box，真核细胞启动子中相应的顺序称为Hogness box，因为富含A-T，又称TATA box。
（ ）12．增强子（endancer）是真核细胞DNA上一类重要的转录调节元件，它们自己并没有启动子活性，却具有增强启动子活性转录起始的效能。
（五）问答题
1,简述中心法则。
2. DNA复制的基本规律？
3. 简述DNA复制的过程？
4. 简述DNA复制时酶系。
5,简述原核细胞和真核细胞的RNA聚合酶有何不同？
6,简述RNA转录的过程？
7,简述基因工程过程。
三、参 考 答 案
（一）名词解释
1．半保留复制：双链DNA的复制方式，其中亲代链分离，每一子代DNA分子由一条亲代链和一条新合成的链组成。
2．不对称转录：转录通常只在DNA的任一条链上进行，这称为不对称转录。
3．逆转录：Temin和Baltimore各自发现在RNA肿瘤病毒中含有RNA指导的DNA聚合酶，才证明发生逆向转录，即以RNA为模板合成DNA。
4．冈崎片段：一组短的DNA片段，是在DNA复制的起始阶段产生的，随后又被连接酶连接形成较长的片段。在大肠杆菌生长期间，将细胞短时间地暴露在氚标记的胸腺嘧啶中，就可证明冈崎片段的存在。冈崎片段的发现为DNA复制的科恩伯格机理提供了依据。
5．复制叉：复制 DNA分子的 Y形区域。在此区域发生链的分离及新链的合成。
6．领头链：DNA的双股链是反向平行的，一条链是5/→3/方向，另一条是3/→5/方向，上述的起点处合成的领头链，沿着亲代DNA 单链的3/→5/方向（亦即新合成的DNA沿5/→3/方向）不断延长。所以领头链是连续的。
7．随后链：已知的DNA聚合酶不能催化DNA链朝3/→5/方向延长，在两条亲代链起点的3/ 端一侧的DNA链复制是不连续的，而分为多个片段，每段是朝5/→3/方向进行，所以随后链是不连续的。
8．有意义链：即华森链，华森——克里格型DNA中，在体内被转录的那股DNA链。简写为W strand。
9．光复活：将受紫外线照射而引起损伤的细菌用可见光照射，大部分损伤细胞可以恢复，这种可见光引起的修复过程就是光复活作用。
10．重组修复：这个过程是先进行复制，再进行修复，复制时，子代DNA链损伤的对应部位出现缺口，这可通过分子重组从完整的母链上，将一段相应的多核苷酸片段移至子链的缺口处，然后再合成一段多核昔酸键来填补母链的缺口，这个过程称为重组修复。
11．内含子：真核生物的mRNA前体中，除了贮存遗传序列外，还存在非编码序列，称为内含子。
12．外显子：真核生物的mRNA前体中，编码序列称为外显子。
13．基因载体：外源DNA片段（目的基因）要进入受体细胞，必须有一个适当的运载工具将带入细胞内，并载着外源DNA一起进行复制与表达，这种运载工具称为载体。
14．质粒：是一种在细菌染色体以外的遗传单元，一般由环形双链DNA构成，其大小从1—200Kb。
（二）、填空题答案
1．领头链；连续的；随从链；不连续的；5′；RNA；5′ →3′。
2．NAD+；ATP。
3．；；
4．有意义链。
5．反向转录；逆转录酶。
6．不作用；不作用；不作用；Up+Gp+Cp+A；UpGp+CpA；GpCp+Up+A；
7．转换；颠换；插入；缺失。
8．氨基；酮基；转换。
9．5′→3′
10．连续 相同 不连续 相反
11．利福平 dNTP
12．5′→3′聚合 3′→5′外切 5′→3外切 焦磷酸解作用，焦磷酸交换作用
13．拓朴异构酶 使超螺旋DNA变为松驰状
14．复制位点 多位点
15．3′→5′核酸外切酶 校对
16．3 DNA聚合酶Ⅲ DNA聚合酶Ⅱ
17．专一的核酸内切酶 解链酶 DNA聚合酶Ⅰ DNA连接酶
18．SSB（单链结合蛋白）
19．RNA引物 DNA聚合酶Ⅲ DNA聚合酶Ⅰ DNA连接酶
20．同一RNA聚合酶 3 RNA聚合酶Ⅰ RNA聚合酶Ⅱ RNA聚合酶Ⅲ
21．启动子 编码 终止子
22．隔裂基因 外显子 内含子 外显子 内含子
23．组 非组 非组
（三）选择题
1．（A）DNA半保留复制需要来自亲代的每一条标记链作模板合成互补链，以保持与亲代相同的完整结构。因此，在无记溶液中进行第一轮复制将产生两个半标记分子。第二轮复制将产生两个半标记分子和两个不带标记的双链DNA分子。
2．（E）在DNA真正能够开始复制之前，必须由解链酶使DNA双链结构局部解链。在每股单链DNA模板上，由RNA聚合酶（引物酶）催化合成一小段（大约10—50个核苷酸）互补RNA引物。然后由DNA聚合酶Ⅲ向引物3′端加入脱氧核苷—5′—三磷酸，从5′→3′方向合成DNA片段（冈崎片段），直至另一RNA引物的5′末端。接着在DNA聚合酶Ⅰ的作用下将RNA引物从5′端逐步降解除去与之相邻的DNA片段由3′端延长，以填补RNA除去后留下的空隙。最后由DNA连接酶将DNA片段连接成完整连续的DNA链。
3．（D）DNA复制三代后，每八个完整DNA双链中将有两个双链分子含有一股亲代链。
4．（E）DNA是由DNA聚合酶Ⅲ复合体复制的。该酶催化脱氧三磷酸核苷以核苷酸的形式加到RNA引物链上，选择只能与亲链DNA碱基互补配对的核苷酸参入。参入的第一个脱氧核苷酸以共价的磷酸二酯键与引物核苷酸相连。链的生长总是从5′向3′延伸的。DNA复制开始于特异起始点，定点双向进行。
5．（A）DNA复制必需胸腺嘧啶（T）与腺嘌呤（A）配对，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）配对，从而使双螺旋两链之间部分地靠氨基与酮基间形成的氢键维系起来。链本身是反向平行方向合成的，即题中所述之磷酸二酯键的5′→3′顺序决定其沿3′→5′方向互补。
6．（B）DNA聚合酶Ⅰ在起聚合酶作用时必需要有模板和引物。这个一条肽链的蛋白质除聚合酶活性外还具有3′和5′外切核酸酶活性。在正常DNA复制时，它的作用是水解RNA引物链（5′→3′外切核酸酶活性）并用模板指导的脱氧核苷酸取代它们（聚合功能）。DNA聚合酶Ⅰ也参与DNA修复。例如在切除胸腺嘧啶二聚体中起5′→3′外切核酸酶的作用。在正常DNA复制时，DNA聚合酶Ⅰ表现3′外切核酸酶活性，切除错误参入的脱氧核苷酸残基。冈崎片段是由DNA聚合酶Ⅲ复合体产生的，而不是DNA聚合酶Ⅰ。在除去RNA引物链后，DNA片段通过DNA连接酶连接。DNA聚合酶Ⅱ，其功能目前还不清楚，一些细菌突变体，虽无DNA聚合酶Ⅱ，但却能正常生长。DNA聚合酶Ⅰ则是正常生长所必需的。
7．（B）真核生物中有三种DNA聚合酶，αβ及γ。DNApolα在细胞核DNA复制中起作用；DNApolβ在细胞核DNA修复中起作用；而DNApolγ则在线粒体DNA复制中起作用。它们都需要引物，都用脱氧三磷酸核苷作底物，都按5′→3′方向合成新生DNA链。真核生物DNA聚合酶任何一种均不表现核酸酶活性。
8．（B）DNA复制时，如果两股链按5′→3′方向先合成短的DNA片段，然后再连接成连续的链，这就能使DNA的两条反向互补链能够同时按5′→3′方向的聚合机制进行复制。冈崎首先从大肠杆菌中分离出正在复制的新生DNA，并发现这新生DNA是由一些不连续片段（冈崎片段）所组成。在大肠杆菌生长期间，将细胞短时间地暴露在氚标记的胸腺嘧啶中，在将细胞DNA变性处理（也就是解链）之后，冈崎分离得到了标记的DNA片段。它们是单链的，并且由于DNA聚合酶Ⅲ复合体用RNA作引物，因此新生冈崎片段以共价键连着小段RNA链，但它们既不是碱基互补的RNA—DNA双链杂合体，也不是来自亲链的片段。新生冈崎片段决不会被核酸酶切除。
9．（D）DNA链内胸腺嘧啶二聚体可因紫外线（UV）照射而形成。专一的修复系统依赖UV—特异的内切核酸酶，它能识别胸腺嘧啶二聚体，并且通常在二聚体5′侧切断磷酸二酯键从而在DNA链内造成一个缺口。损伤序列的切除以及用完整的互补链作为模板重新合成切去的片段都是由DNA聚合酶Ⅰ来完成的。主链与新合成片段之间的裂口则由DNA连接酶接合。碱基缺失、插入、甲基化，或烷基化均不能作为切除修复体系靶子而为UV—特异性内切核酸酶所识别。
10．（C）DNA连接酶能够连接留有缺口的DNA链或闭合单股DNA链以形成环状 DNA分子。该酶需要一股链末端的游离3/-OH和另一股链末端的5/-磷酸，并且要求这两股链是双链DNA的一部分。反应是吸能的，因此需要能源。在大肠杆菌和其它细菌中，能源是NAD+分子中的焦磷酸键。NAD+先与酶形成酶—AMP复合物，同时释放叮NAD的尼克酰胺单核苷酸；酶一AMP复合物上的AMP再转移到DNA链的5/-磷酸基上，使其活化，然后形成磷酸二酯键并释放AMP。
11．（E）RNA聚合酶和DNA聚合酶都是以三磷酸核苷（NTP或dNTP）为其底物，这两种聚合酶都是在生长中的多核苷酸链的3′端加接核苷酸单位。DNA聚合酶合成与DNA互补的DNA。合成与RNA互补的DNA的酶称作逆转录酶。
12．（B）紫外线（260nm）照射可引起DNA分子中同一条链相邻胸腺嘧啶之间形成二聚体，并从该点终止复制。该二聚体可由包括连接酶在内的酶系切除和修复，或在光复合过程中，用较长（330—450nm）或较短（230nm）波长的光照射将其分解。
13．（E）DNA链中插入一个额外核苷酸会引起移码突变并使突变点以后转录的全部mRNA发生翻译错误。题中列出的所有其它突变通常仅引起一个氨基酸的错误（如题中的A或B），或从氨基酸序列中删除一个氨基酸（D），或在氨基酸顺序中完全没有错误。需要指出的是，如果A或B突变导致生成“无意义”或链终止密码子，则这种突变所造成的后果也会象移码突变那样是致死的。
14．（E）在Hbs中，β链上一个缬氨酸残基替换了谷氨酸，这是由于一个核苷酸碱基的点突变所造成的后果。即位于三联体第二位的胸腺嘧啶转换为腺嘌呤。
15．（A）自发点突变多半是由于嘌呤或嘧啶碱中氢原子的互变异构移位而引起的。在DNA复制中，这种移位会引起碱基配对的改变。某些诱变剂如5—溴尿嘧啶和2—氨基嘌呤可促进DNA碱基的互变异构。
16．（A）吖啶衍生物可导致一个碱基对的插入或缺失，从而引起移码突变。5—溴尿嘧啶可引起转换突变，因为溴取代了胸腺嘧啶的甲基，这样则增加了烯醇式互变异构物与鸟嘌呤而不是腺嘌呤进行碱基配对的可能性。咪唑硫嘌呤可转变为6—巯基嘌呤，后者是嘌呤的类似物。乙基乙磺酸可通过使鸟嘌呤烷基化引起转换突变。
17．（D）5—溴尿嘧啶可代替胸腺嘧啶参入到DNA中，从而产生密度较高的DNA。然后可在氯化铯密度梯度中用离心法对新合成的DNA进行定量分析。DNA中的5—溴尿嘧啶较正常胸嘧啶既不更活泼又不更易被断裂，也不能象吖啶染料那样引起移码突变。
18．（B）RNA聚合酶必须以DNA为模板催化合成RNA，通常只转录双螺旋DNA其中的一条链。RNA链的合成方向是从5′到3′端，产物从来没有环状分子。与DNA聚合酶不同，RNA聚合酶不需要引物。
19．（A）σ因子是RNA聚合酶的一个亚基，σ因子本身没有催化功能，它的作用是与核心酶结合，对转录的起始特异性起决定性的作用。在有σ因子的情况下，RNA聚合酶将选择DNA准备转录的那条链，并在适当的启动基因部位开始转录。
20．（B）真核生物有三种RNA聚合酶，它们分别催化45S—rRNA（RAN聚合酶Ⅰ）mRNA和SnRNA（RNA聚合酶Ⅱ），以及tRNA和5S—rRNA（RNA聚合酶Ⅲ）的合成。这三种酶可以根据它们对抗生素α—鹅膏蕈碱的敏感度不同加以区别：RNA聚合酶Ⅰ耐受；RNA聚合酶Ⅱ极敏感；RNA聚合酶Ⅲ中等敏感。RNA聚合酶Ⅰ催化合成的45S原始转录本，经转录后加工而成为成熟的18S—rRNA，5.8S—rRNA和28S—rRNA。
21．（D）真核生物DNA在多个复制叉上按半保留方式复制。真核生物有三种DNA聚合酶：α、β及γ。分别参加细胞核DNA复制，细胞核DNA修复，以及线粒体DNA复制。真核生物DNA聚合酶一般都不具有核酸酶活性。真核DNA复制时，组蛋白不从DNA解离下来，而是留在含有领头子链的双链DNA上。新合成的组蛋白则与随从子链结合。
22．（C）原核细胞转录终止不是随机进行的，据目前所知有两种转录终止方式即依赖Rho (ρ)因子与不依赖Rho因子的方式。不依赖Rho因子的转录终止与转录产物形成二级结构有关，即在基因的末端含G—C丰富的回文结构，当RNA转录延长至该部位时，按模板转录出的RNA碱基序列会立即形成发夹型的二级结构，这种二级结构是阻止转录继续向下游推进的关键。Rho因子是RNA聚合酶之外的一种蛋白质，有控制转录终止的作用。Rho因子本身似乎就具有ATP酶的活性。
23．B：DNA连接酶催化DNA链两段之间形成磷酸二酯键，但这两段必须是在DNA双螺旋结构之中，它不能将两条游离的单链DNA分子连接起来。在大肠杆菌中，成键所需能量来自NAD，产物是AMP和烟酰胺单核苷酸；而在某些动物细胞以及噬菌体中，则以ATP作为能源。DNA连接酶在DNA合成、修复以及重组中都是十分重要的。
24．B：真核mRNA是从2至20千碱基长的细胞核RNA前体——核不均—RNA（hnRNA）形成的。所有真核mRNA5′端均具有5′—5′焦磷酸连接的7-甲基鸟苷（帽结构）。大多数真核mRNA的3′端连有150至200个核苷酸长度的聚腺苷酸尾链。从mRNA前体切除内含子是由具有高度专一性的酶性催化完成的。内含子是不被翻译的。真核生物mRNA是单顺反子的。
（四）是非题
1．对 2．对 3．错 4．错 5．错 6．错
7．对 8．错 9．对 10．对 11．对 12．对
（五）问答题
1．答：在细胞分裂过程中通过DNA的复制把遗传信息由亲代传递给子代，在子代的个体发育过程中遗传信息由DNA传递到RNA，最后翻译成特异的蛋白质；在RNA病毒中RNA具有自我复制的能力，并同时作为mRNA，指导病毒蛋白质的生物合成；在致癌RNA病毒中，RNA还以逆转录的方式将遗传信息传递给DNA分子。
2.答：（1）复制过程是半保留的。
（2）细菌或病毒DNA的复制通常是由特定的复制起始位点开始，真核细胞染色体DNA复制则可以在多个不同部位起始。
（3）复制可以是单向的或是双向的，以双向复制较为常见，两个方向复制的速度不一定相同。
（4）两条DNA链合成的方向均是从5’向3’方向进行的。
（5）复制的大部分都是半不连续的，即其中一条领头链是相对连续的，其他随后链则是不连续的。
（6）各短片段在开始复制时，先形成短片段RNA作为DNA合成的引物，这一RNA片段以后被切除，并用DNA填补余下的空隙。
3.答：DNA复制从特定位点开始，可以单向或双向进行，但是以双向复制为主。由于 DNA双链的合成延伸均为5′→3′的方向，因此复制是以半不连续的方式进行，可以概括为：双链的解开；RNA引物的合成；DNA链的延长；切除RNA引物，填补缺口，连接相邻的DNA片段。
（1）双链的解开 在DNA的复制原点，双股螺旋解开，成单链状态，形成复制叉，分别作为模板，各自合成其互补链。在复制叉上结合着各种各样与复制有关的酶和辅助因子。
（2）RNA引物的合成 引发体在复制叉上移动，识别合成的起始点，引发RNA引物的合成。移动和引发均需要由ATP提供能量。以DNA为模板按5′→3′的方向，合成一段引物RNA链。引物长度约为几个至10个核苷酸。在引物的5′端含3个磷酸残基，3′端为游离的羟基。
（3）DNA链的延长 当RNA引物合成之后，在DNA聚合酶Ⅲ的催化下，以四种脱氧核糖核苷5′-三磷酸为底物，在RNA引物的3′端以磷酸二酯键连接上脱氧核糖核苷酸并释放出PPi。DNA链的合成是以两条亲代DNA链为模板，按碱基配对原则进行复制的。亲代DNA的双股链呈反向平行，一条链是5′→3′方向，另一条链是3′→5′方向。在一个复制叉内两条链的复制方向不同，所以新合成的二条子链极性也正好相反。由于迄今为止还没有发现一种DNA聚合酶能按3′→5′方向延伸，因此子链中有一条链沿着亲代DNA单链的3′→5′方向（亦即新合成的DNA沿5′→3′方向）不断延长。
（4）切除引物，填补缺口，连接修复 当新形成的冈崎片段延长至一定长度，其3′-OH端与前面一条老片断的5′断接近时，在DNA聚合酶Ⅰ的作用下，在引物RNA与DNA片段的连接处切去RNA引物后留下的空隙，由DNA聚合酶Ⅰ催化合成一段DNA填补上；在DNA连接酶的作用下，连接相邻的DNA链；修复掺入DNA链的错配碱基。这样以两条亲代DNA链为模板，就形成了两个DNA双股螺旋分子。每个分子中一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的。
4.答：（1）原核细胞大肠杆菌的RNA聚合酶研究的较深入。这个酶的全酶由5种亚基（α2ββ′δω）组成，还含有2个Zn原子。在RNA合成起始之后，δ因子便与全酶分离。不含δ因子的酶仍有催化活性，称为核心酶。δ亚基具有与启动子结合的功能，β亚基催化效率很低，而且可以利用别的DNA的任何部位作模板合成RNA。加入δ因子后，则具有了选择起始部位的作用，δ因子可能与核心酶结合，改变其构象，从而使它能特异地识别DNA模板链上的起始信号。
（2）真核细胞的细胞核内有RNA聚合酶I、II和III，通常由4～6种亚基组成，并含有Zn2+。RNA聚合酶I存在于核仁中，主要催化rRNA前体的转录。RNA聚合酶Ⅱ和Ⅲ存在于核质中，分别催化mRNA前体和小分子量RNA的转录。此外线粒体和叶绿体也含有RNA聚合酶，其特性类似原核细胞的RNA聚合酶。
5.答：RNA转录过程为起始位点的识别、起始、延伸、终止。
（1）起始位点的识别 RNA聚合酶先与DNA模板上的特殊启动子部位结合，σ因子起着识别DNA分子上的起始信号的作用。在σ亚基作用下帮助全酶迅速找到启动子，并与之结合生成较松弛的封闭型启动子复合物。这时酶与DNA外部结合，识别部位大约在启动子的-35位点处。接着是DNA构象改变活化，得到开放型的启动子复合物，此时酶与启动子紧密结合，在-10位点处解开DNA双链，识别其中的模板链。由于该部位富含A-T碱基对，故有利于DNA解链。开放型复合物一旦形成，DNA就继续解链，酶移动到起始位点。
（2）起始留在起始位点的全酶结合第一个核苷三磷酸。第一个核苷三磷酸常是GTP或ATP。形成的启动子、全酶和核苷三磷酸复合物称为三元起始复合物，第一个核苷酸掺入的位置称为转录起始点。这时σ亚基被释放脱离核心酶。
（3）延伸 从起始到延伸的转变过程，包括σ因子由缔合向解离的转变。DNA分子和酶分子发生构象的变化，核心酶与DNA的结合松弛，核心酶可沿模板移动，并按模板序列选择下一个核苷酸，将核苷三磷酸加到生长的RNA链的3′-OH端，催化形成磷酸二酯键。转录延伸方向是沿DNA模板链的3′→5′方向按碱基酸对原则生成5′→3′的RNA产物。RNA链延伸时，RNA聚合酶继续解开一段DNA双链，长度约17个碱基对，使模板链暴露出来。新合成的RNA链与模板形成RNA-DNA的杂交区，当新生的RNA链离开模板DNA后，两条DNA链则重新形成双股螺旋结构。
（4） 终止 在DNA分子上有终止转录的特殊碱基顺序称为终止子，它具有使RNA聚合酶停止合成RNA和释放RNA链的作用。这些终止信号有的能被RNA聚合酶自身识别，而有的则需要有ρ因子的帮助。ρ因子是一个四聚体蛋白质，它能与RNA聚合酶结合但不是酶的组分。它的作用是阻RNA聚合酶向前移动，于是转录终止，并释放出已转录完成的RNA链。对于不依赖于ρ因子的终止子序列的分析，发现有两个明显的特征：即在DNA上有一个15～20个核苷酸的二重对称区，位于RNA链结束之前，形成富含G-C的发夹结构。接着有一串大约6个A的碱基序列它们转录的RNA链的末端为一连串的U。寡聚U可能提供信号使RNA聚合酶脱离模板。在真核细胞内，RNA的合成要比原核细胞中的复杂得多。
6,答：（1）目的基因调取 体外操作DNA的主要步骤之一是提取载体DNA和所需要的外源目的基因。在细胞中DNA并非以游离态分子存在，而是和RNA及蛋白质结合在一起形成复合体。DNA纯化的基本步骤是:（1）从破坏的细胞壁和膜里释放出可溶性的DNA；（2）通过变性或蛋白质分解，使DNA和蛋白质的复合体解离；（3）将DNA从其它大分子中分离出来；（4）DNA浓度和纯度的光学测定。
（2）载体选择 外源DNA片段（目的基因）要进入受体细胞，必须有一个适当的运载工具将带入细胞内，并载着外源DNA一起进行复制与表达，这种运载工具称为载体。载体必须具备下列条件：①在受体细胞中，载体可以独立地进行复制。所以载体本身必须是一个复制单位，称复制子，具有复制起点。而且插入外源DNA后不会影响载体本身复制的能力。②易于鉴定、筛选。也就是说，容易将带有外源DNA的重组体与不带外源DNA的载体区别开来。③易于引入受体细胞。
（3）连接 外源DNA与载体DNA之间可以通过多种方式相连接，主要有以下几种：①粘性末端连接；②平头末端连接；③接头连接等。
（4）转化 任何外源DNA重组到载体上，然后转入受体细胞中复制繁殖，这一过程称为DNA的克隆。外源DNA进入受体细胞并使它获得新遗传特性的过程称为转化。转化作用是将外源DNA引入细胞的过程。
（5）筛选 由于细胞转化的频率较低，所以从大量的宿主细胞中筛选出带有重组体的细胞并不是很容易的，当前，在实验室中，常用的筛选手段有以下几种：① 插入失活；② 菌落原位杂交；③ 免疫学方法．此外，对重组体转化的鉴定还可以采用表现型的鉴定；对重组质粒纯化并重新转化；限制性酶切图谱的绘制；重组质粒上的基因定位等更深入的方法第十二章 蛋白质的生物合成?
（一）名词解释
1．密码子(codon)
2．反义密码子(synonymous codon)
3．反密码子(anticodon)
4．变偶假说(wobble hypothesis)
5．移码突变(frameshift mutant)
6．氨基酸同功受体(isoacceptor)
7．反义RNA(antisense RNA)
8．信号肽(signal peptide)
9．简并密码(degenerate code)
10．核糖体(ribosome)
11．多核糖体(poly some)
12．氨酰基部位(aminoacyl site)
13．肽酰基部位(peptidy site)
14．肽基转移酶(peptidyl transferase)
15．氨酰- tRNA合成酶(amino acy-tRNA synthetase)
16．蛋白质折叠(protein folding)
17．核蛋白体循环(polyribosome)
18．锌指(zine finger)
19．亮氨酸拉链(leucine zipper)
20．顺式作用元件(cis-acting element)
21．反式作用因子(trans-acting factor)
22．螺旋-环-螺旋(helix-loop-helix)
（二）英文缩写符号
1．IF（initiation factor）,
2．EF（elongation factor）：
3．RF（release factor）：
4．hnRNA（heterogeneous nuclear RNA）：
5．fMet-tRNAf,
6．Met-tRNAi,
（三） 填空题
1．蛋白质的生物合成是以______作为模板，______作为运输氨基酸的工具，_____作为合成的场所。
2．细胞内多肽链合成的方向是从_____端到______端，而阅读mRNA的方向是从____端到____端。
3．核糖体上能够结合tRNA的部位有_____部位，______部位。
4．蛋白质的生物合成通常以_______作为起始密码子，有时也以_____作为起始密码子，以______，______，和______作为终止密码子。
5．SD序列是指原核细胞mRNA的5ˊ端富含_____碱基的序列，它可以和16SrRNA的3ˊ端的_____
序列互补配对，而帮助起始密码子的识别。
6．原核生物蛋白质合成的起始因子（IF）有_____种，延伸因子（EF）有_____种，终止释放（RF）
有_____种；而真核生物细胞质蛋白质合成的延伸因子通常有_____种，真菌有_____种，终止释放因子有_____种。
7．原核生物蛋白质合成中第一个被掺入的氨基酸是_____。
8．无细胞翻译系统翻译出来的多肽链通常比在完整的细胞中翻译的产物要长，这是因为_____。
9．已发现体内大多数蛋白质正确的构象的形成需要_____的帮助。
10．分子伴侣通常具_____酶的活性。
11．蛋白质内含子通常具有_____酶的活性。
12．某一tRNA的反密码子是GGC，它可识别的密码子为_____和_____。
13．环状RNA不能有效地作为真核生物翻译系统的模板是因为_____。
14．在真核细胞中，mRNA是由_____经_____合成的，它携带着_____。它是由_____降解成的，大多数真核细胞的mRNA只编码_____。
15．生物界总共有_____个密码子。其中_____个为氨基酸编码；起始密码子为_____；终止密码子为_____，_____，_____。
16．氨酰- tRNA合成酶对_____和_____均有专一性，它至少有两个识别位点。
17．原核细胞内起始氨酰- tRNA为__ ___；真核细胞内起始氨酰- tRNA为 _____。
18．原核生物核糖体50S亚基含有蛋白质合成的_____部位和_____部位，而mRNA结合部位_____。
19．许多生物核糖体连接于一个mRNA形成的复合物称为_____。
20．肽基转移酶在蛋白质生物合成中的作用是催化_____和_____。
21．核糖体___亚基上的___协助识别起始密码子。
22．延长因子G又称___，它的功能是___，但需要___。
23．ORF是指___，已发现最小的ORF只编码___个氨基酸。
24．基因表达包括_____和_____。
25．遗传密码的特点有方向性、连续性_____和_____。
26．氨酰- tRNA合成酶利用_____供能，在氨基酸_____基上进行活化，形成氨基酸AMP中间复合物。
27．原核生物肽链合成启始复合体由mRNA _____和_____组成。
28．真核生物肽链合成启始复合体由mRNA _____和_____组成。
29．肽链延伸包括进位_____和_____三个步骤周而复始的进行。
30．原核生物肽链合成后的加工包括_____和_____。
31．链霉素和卡那霉素能与核蛋白体_____亚基结合，改变其构象，引起_____导致合成的多肽链一级结构改变。
32．氯霉素能与核蛋白体_____亚基结合，抑制_____酶活性，从而抑制蛋白质合成。
33．乳糖操纵子的控制区启动子上游有_____结合位点，当此位点与_____结合时，转录可增强一千倍左右。
34．真核生物蛋白质因子与DNA相互作用的基元较常见的有_____和_____。
35．乳糖操纵子的诱导物是_____，色氨酸操纵子的辅阻遏物是_____。
36．分泌性蛋白质多肽链合成后的加工包括_____、剪裁和天然构象的形成。
37．Ras癌基因的产物是_____，src癌基因的产物是_____。
（四）选择题
1．预测一下哪一种氨酰- tRNA合成酶不需要有较对的功能：
A．甘氨酰- tRNA合成酶 B．丙氨酰- tRNA合成酶
C．精氨酰- tRNA合成酶 D．谷氨酰- tRNA合成酶
2．某一种tRNA的反密码子是5′UGA3′，它识别的密码子序列是：
A．UCA B．ACU C．UCG D．GCU
3．为蛋白质生物合成中肽链延伸提供能量的是：
A．ATP B．CTP C．GTP D．UTP
4．一个N端氨基酸为丙氨酸的20肽，其开放阅读框架至少应由多少核苷酸残基组成：
A．60 B．63 C．66 D．69
5．在蛋白质生物合成中tRNA的作用是：
A．将一个氨基酸连接到另一个氨基酸上
B．把氨基酸带到mRNA指定的位置上
C．增加氨基酸的有效浓度
D．将mRNA连接到核糖体上
6．下列对原核细胞mRNA的论述那些是正确的：
A．原核细胞的mRNA多数是单顺反子的产物
B．多顺反子mRNA在转录后加工中切割成单顺反子mRNA
C．多顺反子mRNA翻译成一个大的蛋白质前体，在翻译后加工中裂解成若干成熟的蛋白质
D．多顺反子mRNA上每个顺反子都有自己的起始和终止密码子；分别翻译成各自的产物
7．在蛋白质分子中下面所列举的氨基酸哪一种最不容易突变？
A．Arg B．Glu C．Val D．Asp
8．根据摆动学说，当一个tRNA分子上的反密码子的第一个碱基为次黄嘌呤时，它可以和mRNA密码子的第三位的几种碱基配对：
A．1 B．2 C．3 D．4
9．以下有关核糖体的论述哪项是不正确的：
A．核糖体是蛋白质合成的场所
B．核糖体小亚基参与翻译起始复合物的形成，确定mRNA的解读框架
C．核糖体大亚基含有肽基转移酶活性
D．核糖体是储藏核糖核酸的细胞器
10．关于密码子的下列描述，其中错误的是：
A．每个密码子由三个碱基组成 B．每一密码子代表一种氨基酸
C．每种氨基酸只有一个密码子 D．有些密码子不代表任何氨基酸
11．如果遗传密码是四联体密码而不是三联体，而且tRNA反密码子前两个核苷酸处于摆动的位置，那么蛋白质正常合成大概需要多少种tRNA：
A．约256种不同的tRNA B．150~250种不同的tRNA
C．与三联体密码差不多的数目 D．取决于氨酰-tRNA合成酶的种类
12．摆动配对是指下列哪个碱基之间配对不严格：
A．反密码子第一个碱基与密码子第三个碱基
B．反密码子第三个碱基与密码子第一个碱基
C．反密码子和密码子第一个碱基
D．反密码子和密码子第三个碱基
13．在蛋白质合成中，把一个游离氨基酸掺入到多肽链共须消耗多少高能磷酸键：
A．1 B．2 C．3 D．4
14．蛋白质的生物合成中肽链延伸的方向是：
A．C端到N端 B．从N端到C端
C．定点双向进行 D．C端和N端同时进行
15．核糖体上A位点的作用是：
A．接受新的氨基酰-tRNA到位 B．含有肽机转移酶活性，催化肽键的形成
C．可水解肽酰tRNA、释放多肽链 D．是合成多肽链的起始点
16．蛋白质的终止信号是由：
A．tRNA识别 B．转肽酶识别
C．延长因子识别 D．以上都不能识别
17．下列属于顺式作用元件的是：
A．启动子 B．结构基因 C,RNA聚合酶 D,录因子Ⅰ
18．下列属于反式作用因子的是：
A．启动子 B．增强子 C．终止子 D．转录因子
19．下列有关癌基因的论述，哪一项是正确的：
A．癌基因只存在病毒中 B．细胞癌基因来源于病毒基因
C．癌基因是根据其功能命名的 D．细胞癌基因是正常基因的一部分
20．下列何者是抑癌基因
A．ras基因 B．sis基因 C．P53基因 D．src基因
（五）是非判断题
（ ）1．由于遗传密码的通用性真核细胞的mRNA可在原核翻译系统中得到正常的翻译。
（ ）2．核糖体蛋白不仅仅参与蛋白质的生物合成。
（ ）3．在翻译起始阶段，有完整的核糖体与mRNA的5′端结合，从而开始蛋白质的合成。
（ ）4．所有的氨酰-tRNA的合成都需要相应的氨酰-TRNA合成酶的催化。
（ ）5．EF-Tu的GTPase 活性越高，翻译的速度就越快，但翻译的忠实性越低。
（ ）6．在蛋白质生物合成中所有的氨酰-tRNA都是首先进入核糖体的A部位。
（ ）7．tRNA的个性即是其特有的三叶草结构。
（ ）8．从DNA分子的三联体密码可以毫不怀疑的推断出某一多肽的氨基酸序列，但氨基酸序列并不能准确的推导出相应基因的核苷酸序列。
（ ）9．与核糖体蛋白相比，rRNA仅仅作为核糖体的结构骨架，在蛋白质合成中没有什么直接的作用。
（ ）10．多肽链的折叠发生在蛋白质合成结束以后才开始。
（ ）11．人工合成多肽的方向也是从N端到C端。
（ ）12．核糖体活性中心的A位和P位均在大亚基上。
（ ）13．蛋白质合成过程中所需的能量都由ATP直接供给。
（ ）14．每个氨酰-tRNA进入核糖体的A位都需要延长因子的参与，并消耗一分子GTP。
（ ）15．每种氨基酸只能有一种特定的tRNA与之对应。
（ ）16．密码子与反密码子都是由AGCU 4种碱基构成的。
（ ）17．泛素是一种热激蛋白。
（ ）18．原核细胞新生肽链N端第一个残基为fMet；真核细胞新生肽链N端为Met。
（ ）19．蛋白质合成过程中，肽基转移酶起转肽作用核水解肽链作用。
（ ）20．色氨酸操纵子中存在衰减子，故此操纵系统有细调节功能。
（六）问答题
1．什么m7GTP 能够抑制真核细胞的蛋白质合成，但不抑制原核细胞的蛋白质合成？相反人工合成的SD序列能够抑制原核细胞的蛋白质合成，但不抑制真核细胞的蛋白质合成？
2．遗传密码如何编码？有哪些基本特性？
3．简述tRNA在蛋白质的生物合成中是如何起作用的？
4．mRNA遗传密码排列顺序翻译成多肽链的氨基酸排列顺序，保证准确翻译的关键是什么？
5．述真核生物反式作用因子与DNA靶区和RNA聚合酶相互作用的基本方式。
6．癌基因异常激活有哪些方式？
7．简述抑癌基因与癌变的关系。
三、参考答案?
（一） 名词解释
1．密码子（codon）：存在于信使RNA中的三个相邻的核苷酸顺序，是蛋白质合成中某一特定氨基酸的密码单位。密码子确定哪一种氨基酸叁入蛋白质多肽链的特定位置上；共有64个密码子,其中61个是氨基酸的密码，3个是作为终止密码子。
2．同义密码子（synonym codon）：为同一种氨基酸编码的几个密码子之一，例如密码子UUU和UUC 二者都为苯丙氨酸编码。
3．反密码子（anticodon）：在转移RNA反密码子环中的三个核苷酸的序列，在蛋白质合成中通过互补的碱基配对，这部分结合到信使RNA的特殊密码上。
4．变偶假说（Wobble hypothesis）：克里克为解释tRNA分子如何去识别不止一个密码子而提出的一种假说。据此假说，反密码子的前两个碱基（3ˊ端）按照碱基配对的一般规律与密码子的前两个（5ˊ端）碱基配对，然而tRNA反密码子中的第三个碱基，在与密码子上3ˊ端的碱基形成氢键时，则可有某种程度的变动，使其有可能与几种不同的碱基配对。
5．移码突变（frame-shift mutation）：一种突变，其结果为导致核酸的核苷酸顺序之间的正常关系发生改变。移码突变是由删去或插入一个核苷酸的点突变构成的，在这种情况下，突变点以前的密码子并不改变，并将决定正确的氨基酸顺序；但突变点以后的所有密码子都将改变。且将决定错误的氨基酸顺序。
6．氨基酸同功受体（isoacceptor）：每一个氨基酸可以有多过一个tRNA作为运载工具，这些tRNA称为该氨基酸同功受体。
7．反义RNA（antisense RNA）：具有互补序列的RNA。反义RNA可以通过互补序列与特定的mRNA相结合，结合位置包括mRNA 结合核糖体的序列（SD序列）和起始密码子AUG，从而抑制mRNA 的翻译。又称干扰mRNA 的互补RNA。
8．信号肽（signal peptide）,信号肽假说认为，编码分泌蛋白的mRNA在翻译时首先合成的是N 末端带有疏水氨基酸残基的信号肽，它被内质网膜上的受体识别并与之相结合。信号肽经由膜中蛋白质形成的孔道到达内质网内腔，随即被位于腔表面的信号肽酶水解，由于它的引导，新生的多肽就能够通过内质网膜进入腔内，最终被分泌到胞外。翻译结束后，核糖体亚基解聚、孔道消失，内质网膜又恢复原先的脂双层结构。
9,简并密码（degenerate codon）：或称同义密码子（synonym codon），为同一种氨基酸编码几个密码子之一，例如密码子UUU和UUC二者都为苯丙氨酸编码。
10.核糖体（ribosome）,核糖体是很多亚细胞核蛋白颗粒中的一个，由大约等量的RNA
和蛋白质所组成，是细胞内蛋白质合成的场所。每个核糖核蛋白体在外形上近似圆形，直径约为20nm。由两个不相同的亚基组成，这两个亚基通过镁离子和其它非共价键地结合在一起。已证实有四类核糖核蛋白体（细菌、植物、动物和线粒体）它们以其单体的、亚单位的和核糖核蛋白体RNA的沉降系数相区别。细菌核蛋白体含有约50个不同的蛋白质分子和3个不同的RNA分子。小的亚单位含有约20个蛋白质分子和1个RNA分子。大的亚单位含有约30个蛋白质分子和2个RNA 分子。核蛋白体有两个结合转移RNA的部位（部位和部位），并且也能附上信使RNA，简写为Rb。
11．多核糖体（polysome）:在信使核糖核酸链上附着两个或更多的核糖体。
12．氨酰基部位（aminoacyl site）：在蛋白质合成过程中进入的氨酰-tRNA结合在核蛋白体上的部位。
13．肽酰基部位（peptidy site）：指在蛋白质合成过程中，当下一个氨酰基转移RNA接到核糖核蛋白体的氨基部位时，肽酰tRNA所在核蛋白体上的结合点。
14．肽基转移酶（peptidyl transferase）：蛋白质合成中的一种酶。它能催化正在增长的多肽链与下一个氨基酸之间形成肽键。在细菌中此酶是50S核糖核蛋白体亚单位中的蛋白质之一。
15．氨酰-tRNA合成酶（amino acy-tRNA synthetase）：催化氨基酸激活的偶联反应的酶，先是一种氨基酸连接到AMP生成一种氨酰腺苷酸，然后连接到转移RNA分子生成氨酰-tRNA分子。
16．蛋白质折叠（protein folding）：蛋白质的三维构象，称为蛋白质的折叠。是由蛋白质多肽链的氨基酸顺序所决定的。不同的蛋白质有不同的氨基酸顺序，也就各自按照一定的方式折叠而成该蛋白质独有的天然构象。这个蛋白质折叠是在自然条件下自发进行的，在生物体内条件下，它是在热力学上最稳定的形式。多肽链在核糖体上一面延长，一面自发地折叠成其本身独有的构象。当肽链终止延长并从核糖体上脱落时，它也就折叠成天然的三维结构。
17．核蛋白体循环（polyribosome）：是指已活化的氨基酸由tRNA转运到核蛋白体合成多肽链的过程。
18．锌指（zine finger）：是调控转录的蛋白质因子中与DNA结合的一种基元，它由大约30个氨基酸残基的肽段与锌螯合形成的指形结构，锌以4个配位键与肽链的Cys或His残基结合，指形突起的肽段含12-13个氨基酸残基，指形突起嵌入DNA的大沟中，由指形突起或其附近的某些氨基酸侧链与DNA的碱基结合而实现蛋白质与DNA的结合。
19．亮氨酸拉链（leucine zipper）：这是真核生物转录调控蛋白与蛋白质及与DNA结合的基元之一。两个蛋白质分子近处C 端肽段各自形成两性α-螺旋，α-螺旋的肽段每隔7个氨基酸残基出现一个亮氨酸残基，两个α-螺旋 的疏水面互相靠拢，两排亮氨酸残基疏水侧链排列成拉链状形成疏水键使蛋白质结合成二聚体，α-螺旋的上游富含碱性氨基酸（Arg,Lys）肽段借Arg,Lys 侧链基团与DNA的碱基互相结合而实现蛋白质与DNA的特异结合。
20．顺式作用元件（cis-acting element）：真核生物DNA的转录启动子和增强子等序列，合称顺式作用元件。
21．反式作用因子（trans-acting factor）：调控转录的各种蛋白质因子总称反式作用因子。
22．螺旋—环—螺旋（helix-loop-helix）：这种蛋白质基元由两个两性α—螺旋通过一个肽段连结形成螺旋—环—螺旋结构，两个蛋白质通过两性螺旋的疏水面互相结合，与DNA的结合则依靠此基元附近的碱性氨基酸侧链基团与DNA的碱基结合而实现。
（二） 英文缩写符号
1．IF（initiation factor）：原核生物蛋白质合成的起始因子。
2．EF（elongation factor）：原核生物蛋白质合成的延伸因子。
3．RF（release factor）：原核生物蛋白质合成的终止因子（释放因子）。
4．hnRNA（heterogeneous nuclear RNA）：核不均一RNA。
5．fMet-tRNAf,原核生物蛋白质合成的第一个氨酰基转移RNA。
6．Met-tRNAi,真核生物蛋白质合成的第一个氨酰基转移RNA。
（三） 填空题
1．mRNA；tRNA；核糖体
2．N端→C端；5ˊ端→3ˊ端
3．P位点；A位点。
4．AUG；GUG；UAA；UAG； UGA
5．嘌呤；嘧啶
6．3；3；3；2；3；1
7．甲酰甲硫氨酸
8．没有经历后加工，如剪切
9．分子伴侣
10,ATPase
11．核酸内切酶
12．GCU；GCC
13．缺乏帽子结构，无法识别起始密码子
14．DNA；转录；DNA的遗传信息；hnRNA；一条多肽链
15．64；61；AUG；UAA；UAG；UGA
16．氨基酸；tRNA
17,fMet-tRNA ；Met-tRNA
18．氨酰基；肽酰基；大小亚基的接触面上
19．多核糖体
20．肽键的形成；肽链从tRNA上分离出来
21．小亚基；16SRNA
22．移位酶；催化核糖体沿mRNA移动； GTP
23．开放的阅读框架；7
24．转录；翻译
25．简并性；通用性
26．ATP；羧
27．70S核蛋白体；.fMet-tRNAfMet
28．80S核蛋白体；Met-tRNAiMet
29．转肽、移位
30．剪裁；天然构象的形成
31．30S；读码错误
32．50S；肽基转移
33．分解代谢基因活化蛋白；CAP-cAMP复合物
34．锌指、亮氨酸拉链
35．别乳糖、色氨酸
36．信号肽的水解切除
37．P21蛋白；PP60蛋白
（四） 选择题
1．A：甘氨酸是20种基本氨基酸中唯一的一个不具旋光性的氨基酸，甘氨酰- tRNA合成酶很容易将它与其他的氨基酸分开，不会出现误载的情况。
2．A：读码顺序均为5ˊ→3ˊ。
3．C：肽链延伸包括进位、成肽、移位三个步骤，进位、移位分别消耗一分子GTP。
4．C：该开放的阅读框架由20×3（起始密码子）+3（终止密码子）=66个核苷酸组成。
5．B：TRNA分子的3ˊ端的碱基顺序是—CCA，“活化”的氨基酸的羧基连接到3ˊ末端腺苷的核糖3ˊ-OH上，形成氨酰-tRNA。
6．D：
7．A：4种氨基酸中Arg的同义密码子最多，为6个，因此碱基突变对它的影响最少。
8．C：根据摆动学说，如果反密码子的第一个碱基为次黄嘌呤时，它可以与U、C、或A配对。
9．D：核糖体是储藏核糖核酸的细胞器。
10．C：
11．C,
12．A：
13．D：活化时消耗一分子ATP中两个高能磷酸键；延伸时消耗两分子GTP。
14．B：第一个氨基酸的氨基和第二个氨基酸的羧基形成肽键，所以蛋白质合成方向是N→C。
15．A：
16．D：蛋白质终止过程是终止因子RF1和RF2识别mRNA上的终止密码子。
17．A：真核生物DNA的转录启动子和增强子等序列，合称顺式作用元件。
18．D：调控转录的各种蛋白质因子总称反式作用因子。
19．D,
20．C：
（五） 是非判断题
1．错：真核细胞mRNA的5ˊ端无SD序列，因此在原核细胞翻译系统中，不能有效地翻译。
2．对：核糖体蛋白质可在核糖外参与复制、转录、后加工等过程。
3．错：核糖体需要解离成大小两个亚基才能够与mRNA结合，启动翻译。
4．错：某些生物缺乏谷氨冬酰胺-tRNA合成酶或天冬酰胺酰-tRNA合成酶，相应的Gln-tRNAAsn-tRNAGlnAsn的合成先是由谷氨酰-tRNA合成酶或天冬氨酰-tRNA合成酶催化形误载的Glu-tRNAGlnAsp-tRNAAsn,再经过酰胺化反应生成Gln-tRNA或Asn-tRNAAsn。
5．对：EF-Tu的GTPase 活性越高，允许密码子和反密码子校对的时间就越短，因而忠实性就降低，而翻译的速度反而提高。
6．错：起始tRNA进入P位点。
7．错,tRNA是一个tRNA分子上决定所携带氨基酸性质的核苷酸序列和阻止其它氨基酸被携带的核苷酸序列。不同种的tRNA的个性是不同的。
8．错：从DNA的核苷酸序列并不能始终根据三联体密码推断出某一蛋白质的氨基酸序列，这是因为某些蛋白质的翻译经历再次程序化的解码，而且大多数真核细胞的蛋白质基因为断裂基因。
9．错：越来越多的证据表明rRNA在翻译中，决不是仅仅充当组装核糖体的结构骨架作用，它能主动参与蛋白质的合成，如作为ribozyme发挥作用。
10．错：多数多肽链的折叠与肽链延伸反应同时进行。
11．错：人工合成多肽的方向正好与体内的多肽链延伸的方向相反，是从C端到N端。
12．错：核糖体活性中心的A位和P位均在大亚基上。
13．错：蛋白质合成过程中所需的能量都由ATP直接供给。
14．对：每个氨酰-tRNA进入核糖体的A位都需要延长因子的参与，并消耗一分子GTP。
15．错：每种氨基酸只能有一种特定的tRNA与之对应。
16．错：反密码子中含有胸腺嘧啶碱基（T）。
17．对：泛素是一种热激蛋白，它在温度升高的情况下表达量提高，有利于机体清除受热变性的蛋白质。
18．对,原核细胞新生肽链N端第一个残基为fMet；真核细胞新生肽链N端为Met。
19．对：蛋白质合成过程中，肽基转移酶起转肽作用核水解肽链作用。
20．对。
（六）问答题（解题要点）
1．答：m7GTP之所以能够抑制真核细胞的蛋白质合成是因为它是真核细胞mRNA的5ˊ帽子结构的类似物，能够竞争性的结合真核细胞蛋白质合成起始阶段所必需的帽子结合蛋白（一种特殊的起始因子）原核细胞mRNA的5ˊ端没有帽子结构，因此m7GTP不会影响到它翻译的起始。 SD序列是存在于原核细胞mRNA的5ˊ端非编码区的一段富含嘌呤碱基的序列，它能够与核糖体小 亚基上的16SrRNA的3ˊ端的反SD序列通过互补结合，这种结合对原核细胞翻译过程中起始密码 子的识别非常重要，将人工合成的SD序列加到翻译体系中，必然会干扰到mRNA所固有的SD序 列与16SrRNA的反SD序列的相互作用，从而竞争性抑制原核细胞蛋白质合成的起始。
2．答：mRNA上每3个相邻的核苷酸编成一个密码子，代表某种氨基酸或肽链合成的起始或终止信（4种核苷酸共组成64个密码子）。其特点有：①方向性：编码方向是5ˊ→3ˊ；②无标点性：密码子连续排列，既无间隔又无重叠；③简并性：除了Met和Trp各只有一个密码子之外，其余每种氨基酸都有2—6个密码子；④通用性：不同生物共用一套密码；⑤摆动性：在密码子与反密码子相互识别的过程中密码子的第一个核苷酸起决定性作用，而第二个、尤其是第三个核苷酸能够在一定范围内进行变动。
3．答：在蛋白质合成中，tRNA起着运载氨基酸的作用，将氨基酸按照mRNA链上的密码子所决定的氨基酸顺序搬运到蛋白质合成的场所——核糖体的特定部位。tRNA是多肽链和mRNA之间的重要转换器。①其3ˊ端接受活化的氨基酸，形成氨酰-tRNA②tRNA上反密码子识别mRNA链上的密码子 ③ 合成多肽链时，多肽链通过tRNA暂时结合在核糖体的正确位置上，直至合成终止后多肽链才从核糖体上脱下。
4．答：保证翻译准确性的关键有二：一是氨基酸与tRNA的特异结合，依靠氨酰- tRNA合成酶的特异识别作用实现；二是密码子与反密码子的特异结合，依靠互补配对结合实现，也有赖于核蛋白体的构象正常而实现正常的装配功能。
5．答：这些基本方式主要有锌指、亮氨酸拉链、螺旋—环—螺旋基元，参看名词解释的18、19、22答案。
6．答：癌基因异常激活的方式有①癌基因的点突变；②癌基因的扩增；③癌基因或其增强子甲基化程度降低；④增强子等序列的插入对癌基因转录的促进；⑤癌基因易位。
7．答：抑癌基因突变失活、缺失或抑癌基因产物失活均可引起细胞癌变。
（一）名词解释
1． 生物氧化（biological oxidation）
2． 呼吸链（respiratory chain）
3． 氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）
4． 磷氧比P/O（P/O）
5． 底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation）
6． 能荷（energy charge）：
(二) 填空题
1． 生物氧化有3种方式：_________、___________和__________ 。
2． 生物氧化是氧化还原过程，在此过程中有_________、_________和________ 参与。
3．原核生物的呼吸链位于_________。
4，△G0＇为负值是_________反应，可以_________进行。
5．△G0＇与平衡常数的关系式为_________，当Keq＝1时，△G0＇为_________。
6．生物分子的E0＇值小，则电负性_________，供出电子的倾向_________。
7．生物体内高能化合物有_________、_________、_________、_________、_________、_________等类。
8．细胞色素a的辅基是_________与蛋白质以_________键结合。
9．在无氧条件下，呼吸链各传递体都处于_________状态。
10．NADH呼吸链中氧化磷酸化的偶联部位是_________、_________、_________。
11．磷酸甘油与苹果酸经穿梭后进人呼吸链氧化，其P/O比分别为_____和_____。
12．举出三种氧化磷酸化解偶联剂_________、_________、_________。
13．举出4种生物体内的天然抗氧化剂_________、_________、_________、_________。
14．举出两例生物细胞中氧化脱羧反应_________、_________。
15．生物氧化是_________在细胞中_________，同时产生_________的过程。
16．反应的自由能变化用_________表示，标准自由能变化用_________表示，生物化学中pH 7.0时的标准自由能变化则表示为_________。
17．高能磷酸化合物通常指水解时_________的化合物，其中最重要的是_________，被称为能量代谢的_________。
18．真核细胞生物氧化的主要场所是_________，呼吸链和氧化磷酸化偶联因子都定位于_________。
19．以NADH为辅酶的脱氢酶类主要是参与_________作用，即参与从_________到_________电子传递作用；以NADPH为辅酶的脱氢酶类主要是将分解代谢中间产物上 的_________转移到_________反应中需电子的中间物上。
20．在呼吸链中，氢或电子从_________的载体依次向_________的载体传递。
21．线粒体氧化磷酸化的重组实验证实了线粒体内膜含有_________，内膜小瘤含有_________。
22．鱼藤酮，抗霉素A，CNˉ、N3ˉ、CO，的抑制作用分别是_________，_________，和_________。
23．磷酸源是指_________。脊椎动物的磷酸源是_________，无脊椎动物的磷酸源是_________。
24．H2S使人中毒机理是_________。
25．线粒体呼吸链中电位跨度最大的一步是在_________。
26．典型的呼吸链包括_________和_________两种，这是根据接受代谢物脱下的氢的_________不同而区别的。
27．解释氧化磷酸化作用机制被公认的学说是_________，它是英国生物化学家_________于1961年首先提出的。
28．化学渗透学说主要论点认为：呼吸链组分定位于_________内膜上。其递氢体有_________作用，因而造成内膜两侧的_________差，同时被膜上_________合成酶所利用、促使ADP + Pi → ATP
29．每对电子从FADH2转移到_________必然释放出2个H+ 进入线粒体基质中。
30．细胞色素aa3辅基中的铁原子有_________结合配位键，它还保留_________游离配位键，所以能和_________结合，还能和_________、_________结合而受到抑制。
31．体内CO2的生成不是碳与氧的直接结合，而是_________。
32．线粒体内膜外侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是_________；而线粒体内膜内侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是_________。
33．动物体内高能磷酸化合物的生成方式有_________和_________两种。
34．在离体的线粒体实验中测得β-羟丁酸的磷氧比值（P/O）为2.4~2.8，说明β-羟丁酸氧化时脱下来的2H是通过_________呼吸链传递给O2的；能生成_________分子ATP。
(三) 选择题
1．如果质子不经过F1／F0-ATP合成酶回到线粒体基质，则会发生：
A．氧化 B．还原 C．解偶联,D．紧密偶联
2．离体的完整线粒体中，在有可氧化的底物存时下，加入哪一种物质可提高电子传递和氧气摄入量：
A．更多的TCA循环的酶 B．ADP C．FADH2 D．NADH
3．下列氧化还原系统中标准氧化还原电位最高的是：
A．延胡索酸琥珀酸 B．CoQ／CoQH2
C．细胞色素a（Fe 2＋／Fe 3＋） D．NAD＋／NADH
4．下列化合物中，除了哪一种以外都含有高能磷酸键：
A．NAD＋ B．ADP C．NADPH D．FMN
5．下列反应中哪一步伴随着底物水平的磷酸化反应：
A．苹果酸→草酰乙酸 B．甘油酸-1,3-二磷酸→甘油酸-3-磷酸
C．柠檬酸→α-酮戊二酸 D．琥珀酸→延胡索酸
6．乙酰CoA彻底氧化过程中的P／O值是：
A．2.0 B．2.5 C．3.0 D．3.5
7．肌肉组织中肌肉收缩所需要的大部分能量以哪种形式贮存：
A．ADP B．磷酸烯醇式丙酮酸 C．ATP D．磷酸肌酸
8．呼吸链中的电子传递体中，不是蛋白质而是脂质的组分为：
A．NAD+ B．FMN C．CoQ D．Fe·S
9．下述哪种物质专一性地抑制F0因子：
A．鱼藤酮 B．抗霉素A C．寡霉素 D．缬氨霉素
10．胞浆中1分子乳酸彻底氧化后，产生ATP的分子数：
A．9或10 B．11或12 C．15或16 D．17或18
11．下列不是催化底物水平磷酸化反应的酶是：
A．磷酸甘油酸激酶 B．磷酸果糖激酶
C．丙酮酸激酶 D．琥珀酸硫激酶
12．在生物化学反应中，总能量变化符合：
A．受反应的能障影响 B．随辅因子而变
C．与反应物的浓度成正比 D．与反应途径无关
13．在下列的氧化还原系统中，氧化还原电位最高的是：
A．NAD十／NADH B．细胞色素a （Fe3＋）／细胞色素a （Fe2＋）
C．延胡索酸/琥珀酸 D．氧化型泛醌/还原型泛醌
14．二硝基苯酚能抑制下列细胞功能的是：
A．糖酵解 B．肝糖异生 C．氧化磷酸化 D．柠檬酸循环
15．活细胞不能利用下列哪些能源来维持它们的代谢：
A．ATP B．糖 C．脂肪 D．周围的热能
16．如果将琥珀酸（延胡索酸/琥珀酸氧化还原电位 + 0.03V）加到硫酸铁和硫酸亚铁（高铁/亚铁氧化还原电位 + 0.077V）的平衡混合液中，可能发生的变化是：
A．硫酸铁的浓度将增加 B．硫酸铁的浓度和延胡羧酸的浓度将增加 C．高铁和亚铁的比例无变化 D．硫酸亚铁和延胡索酸的浓度将增加
17．下列关于化学渗透学说的叙述哪一条是不对的：
A．吸链各组分按特定的位置排列在线粒体内膜上
B．各递氢体和递电子体都有质子泵的作用
C．H＋返回膜内时可以推动ATP酶合成ATP
D．线粒体内膜外侧H＋不能自由返回膜内
18．关于有氧条件下，NADH从胞液进入线粒体氧化的机制，下列描述中正确的是：
A．NADH直接穿过线粒体膜而进入
B．磷酸二羟丙酮被NADH还原成3-磷酸甘油进入线粒体，在内膜上又被氧化成磷酸二羟丙酮同时生成NADH
C．草酰乙酸被还原成苹果酸，进入线粒体再被氧化成草酰乙酸，停留于线粒体内
D．草酰乙酸被还原成苹果酸进人线粒体，然后再被氧化成草酰乙酸，再通过转氨基作用生成天冬氨酸，最后转移到线粒体外
19．胞浆中形成NADH+H+经苹果酸穿梭后，每摩尔产生ATP的摩尔数是：
A．1 B．2 C．3 D．4
20．呼吸链的各细胞色素在电子传递中的排列顺序是：
A．c1→b→c→aa3→O2 ； B,c→c1→b→aa3→O2 ；
C．c1→c→b→aa3→O2 ； D,b→c1→c→aa3→O2 ；
(四) 是非判断题
( )1．NADH在340nm处有吸收峰，NAD+ 没有，利用这个性质可将NADH与NAD+区分开来。
( )2．琥珀酸脱氢酶的辅基FAD与酶蛋白之间以共价键结合。
( )3．生物氧化只有在氧气的存在下才能进行。
( )4．NADH和NADPH都可以直接进入呼吸链。
( )5．如果线粒体内ADP浓度较低，则加入DNP将减少电子传递的速率。
( )6．磷酸肌酸、磷酸精氨酸等是高能磷酸化合物的贮存形式，可随时转化为ATP供机体利用。
( )7．解偶联剂可抑制呼吸链的电子传递。
( )8．电子通过呼吸链时，按照各组分氧还电势依次从还原端向氧化端传递。
( )9．NADPH / NADP+的氧还势稍低于NADH / NAD +，更容易经呼吸链氧化。
( )10．寡霉素专一地抑制线粒体F1F0-ATPase的F0，从而抑制ATP的合成。
( )11．ADP的磷酸化作用对电子传递起限速作用。
( )12．ATP虽然含有大量的自由能，但它并不是能量的贮存形式。
（五）完成反应方程式
1．4-细胞色素a3-Fe2+ + O2 + 4H+ → 4-细胞色素a3-Fe3+ +（ ）
催化此反应的酶是：（ ）
2．NADH + H+ + 0.5O2 + 3ADP + ( ) → NAD+ +3ATP + 4H2O
（六）问答题（解题要点）
1．常见的呼吸链电子传递抑制剂有哪些？它们的作用机制是什么?
2．氰化物为什么能引起细胞窒息死亡？其解救机理是什么？
3．在磷酸戊糖途径中生成的NADPH，如果不去参加合成代谢，那么它将如何进一步氧化？
4．在体内ATP有哪些生理作用？
5．有人曾经考虑过使用解偶联剂如2,4-二硝基苯酚（DNP）作为减肥药，但很快就被放弃使用，为什么？
6．某些植物体内出现对氰化物呈抗性的呼吸形式，试提出一种可能的机制。
7．什么是铁硫蛋白？其生理功能是什么？
8．何为能荷？能荷与代谢调节有什么关系？
9．氧化作用和磷酸化作用是怎样偶联的？
第五章 糖 代 谢
（一）名词解释：
1．糖异生 (glycogenolysis)
2．Q酶 (Q-enzyme)
3．乳酸循环 (lactate cycle)
4．发酵 (fermentation)
5．变构调节 (allosteric regulation)
6．糖酵解途径 (glycolytic pathway)
7．糖的有氧氧化 (aerobic oxidation)
8．肝糖原分解 (glycogenolysis)
9．磷酸戊糖途径 (pentose phosphate pathway)
10．D-酶（D-enzyme）
11．糖核苷酸（sugar-nucleotide）
（二）英文缩写符号：
1．UDPG（uridine diphosphate-glucose）
2．ADPG（adenosine diphosphate-glucose）
3．F-D-P（fructose-1,6-bisphosphate）
4．F-1-P（fructose-1-phosphate）
5．G-1-P（glucose-1-phosphate）
6．PEP（phosphoenolpyruvate）
（三）填空题
1．α淀粉酶和 β–淀粉酶只能水解淀粉的_________键，所以不能够使支链淀粉完全水解。
2．1分子葡萄糖转化为2分子乳酸净生成______________分子ATP
3．糖酵解过程中有3个不可逆的酶促反应，这些酶是__________,____________ 和_____________。
4．糖酵解抑制剂碘乙酸主要作用于___________酶。
5．调节三羧酸循环最主要的酶是____________、__________ _、______________。
6．2分子乳酸异升为葡萄糖要消耗_________ATP。
7．丙酮酸还原为乳酸，反应中的NADH来自于________的氧化。
8．延胡索酸在________________酶作用下，可生成苹果酸，该酶属于EC分类中的_________酶类。
9 磷酸戊糖途径可分为______阶段，分别称为_________和_______，其中两种脱氢酶是_______和_________，它们的辅酶是_______。
10 ________是碳水化合物在植物体内运输的主要方式。
11．植物体内蔗糖合成酶催化的蔗糖生物合成中葡萄糖的供体是__________,葡萄糖基的受体是___________ ；
12．糖酵解在细胞的_________中进行，该途径是将_________转变为_______，同时生成________和_______的一系列酶促反应。
13．淀粉的磷酸解过程通过_______酶降解 α–1，4糖苷键，靠 ________和________ 酶降解α–1，6糖苷键。
14．TCA循环中有两次脱羧反应，分别是由__ _____和________催化。
15．乙醛酸循环中不同于TCA循环的两个关键酶是_________和________。
16．乳酸脱氢酶在体内有5种同工酶，其中肌肉中的乳酸脱氢酶对__________ 亲和力特别高，主要催化___________反应。
17在糖酵解中提供高能磷酸基团，使ADP磷酸化成ATP的高能化合物是_______________ 和________________
18．糖异生的主要原料为______________、_______________和________________。
19．参与 α-酮戊二酸氧化脱羧反应的辅酶为___________，_______________，_______________，_______________和_______________。
20．在磷酸戊糖途径中催化由酮糖向醛糖转移二碳单位的酶为_____________，其辅酶为______________；催化由酮糖向醛糖转移三碳单位的酶为___________。
21．α–酮戊二酸脱氢酶系包括3种酶，它们是__________，____________，_____________。
22．催化丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸的酶是__________，它需要______________和__________作为辅因子。
23．合成糖原的前体分子是_________，糖原分解的产物是______________。
24．植物中淀粉彻底水解为葡萄糖需要多种酶协同作用，它们是__________，___________，_____________，____________。
25．将淀粉磷酸解为G-1-P，需_________，__________，__________三种酶协同作用。
26．糖类除了作为能源之外，它还与生物大分子间___________有关，也是合成__________，___________，_____________等的碳骨架的共体。
（四）选择题
1．由己糖激酶催化的反应的逆反应所需要的酶是：
A．果糖二磷酸酶 B．葡萄糖-6-磷酸酶
C．磷酸果糖激酶 D．磷酸化酶
2．正常情况下，肝获得能量的主要途径：
A．葡萄糖进行糖酵解氧化 B．脂肪酸氧化
C．葡萄糖的有氧氧化 D．磷酸戊糖途径 E．以上都是。
3．糖的有氧氧化的最终产物是：
A．CO2+H2O+ATP B．乳酸
C．丙酮酸 D．乙酰CoA
4．需要引物分子参与生物合成反应的有：
A．酮体生成 B．脂肪合成
C．糖异生合成葡萄糖 D．糖原合成 E．以上都是
5．在原核生物中，一摩尔葡萄糖经糖有氧氧化可产生ATP摩尔数：
A．12 B．24 C．36 D．38
6．植物合成蔗糖的主要酶是：
A．蔗糖合酶 B．蔗糖磷酸化酶
C．蔗糖磷酸合酶 D．转化酶
7．不能经糖异生合成葡萄糖的物质是：
A．α-磷酸甘油 B．丙酮酸
C．乳酸 D．乙酰CoA E．生糖氨基酸
8．丙酮酸激酶是何途径的关键酶：
A．磷酸戊糖途径 B．糖异生
C．糖的有氧氧化 D．糖原合成与分解 E．糖酵解
9．丙酮酸羧化酶是那一个途径的关键酶：
A．糖异生 B．磷酸戊糖途径
C．胆固醇合成 D．血红素合成 E．脂肪酸合成
10．动物饥饿后摄食，其肝细胞主要糖代谢途径：
A．糖异生 B．糖有氧氧化
C．糖酵解 D．糖原分解 E．磷酸戊糖途径
11．下列各中间产物中，那一个是磷酸戊糖途径所特有的？
A．丙酮酸 B．3-磷酸甘油醛
C．6-磷酸果糖 D．1，3-二磷酸甘油酸 E．6-磷酸葡萄糖酸
12．糖蛋白中蛋白质与糖分子结合的键称：
A．二硫键 B．肽键
C．脂键 D．糖肽键 E．糖苷键,
13．三碳糖、六碳糖与七碳糖之间相互转变的糖代谢途径是：
A．糖异生 B．糖酵解
C．三羧酸循环 D．磷酸戊糖途径 E．糖的有氧氧化
14．关于三羧酸循环那个是错误的
A．是糖、脂肪及蛋白质分解的最终途径
B．受ATP/ADP比值的调节
C．NADH可抑制柠檬酸合酶
D．NADH氧经需要线粒体穿梭系统。
15．三羧酸循环中哪一个化合物前后各放出一个分子CO2：
A．柠檬酸 B．乙酰CoA C．琥珀酸 D．α-酮戊二酸
16．磷酸果糖激酶所催化的反应产物是：
A．F-1-P B．F-6-P C．F-D-P D．G-6-P
17．醛缩酶的产物是：
A．G-6-P B．F-6-P C．F-D-P D．1，3-二磷酸甘油酸
18．TCA循环中发生底物水平磷酸化的化合物是？
A．α-酮戊二酸 B．琥珀酰
C．琥珀酸CoA D．苹果酸
19．丙酮酸脱氢酶系催化的反应不涉及下述哪种物质？
A．乙酰CoA B．硫辛酸
C．TPP D．生物素 E．NAD+
20．三羧酸循环的限速酶是：
A．丙酮酸脱氢酶 B．顺乌头酸酶
C．琥珀酸脱氢酶 D．延胡索酸酶 E．异柠檬酸脱氢酶
21．生物素是哪个酶的辅酶：
A．丙酮酸脱氢酶 B．丙酮酸羧化酶
C．烯醇化酶 D．醛缩酶 E．磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶
22．三羧酸循环中催化琥珀酸形成延胡索酸的酶是琥珀酸脱氢酶，此酶的辅因子是
A．NAD+ B．CoASH
C．FAD D．TPP E．NADP+
23．下面哪种酶在糖酵解和糖异生中都起作用：
A．丙酮酸激酶 B．丙酮酸羧化酶
C．3-磷酸甘油醛脱氢酶 D．己糖激酶 E．果糖1，6-二磷酸酯酶
24．原核生物中，有氧条件下，利用1摩尔葡萄糖生成的净ATP摩尔数与在无氧条件下利用1摩尔生成的净ATP摩尔数的最近比值是：
A．2：1 B．9：1 C．18：1 D．19：1 E．25：1
25．催化直链淀粉转化为支链淀粉的酶是：
A．R-酶 B．D-酶
C．Q-酶 D．α-1，6-糖苷酶 E．淀粉磷酸化酶
26．淀粉酶的特征是：
A．耐70℃左右的高温 B．不耐70℃左右的高温
C．属巯基酶 D．在pH3时稳定
27．糖酵解时哪一对代谢物提供P使ADP生成ATP：
A．3-磷酸甘油醛及磷酸烯醇式丙酮酸
B．1，3-二磷酸甘油酸及磷酸烯醇式丙酮酸
C．1-磷酸葡萄糖及1，6-二磷酸果糖
D．6-磷酸葡萄糖及2-磷酸甘油酸
28．在有氧条件下，线粒体内下述反应中能产生FADH2步骤是：
A．琥珀酸→延胡索酸 B．异柠檬酸→α-酮戊二酸
（C）α-戊二酸→琥珀酰CoA （D）苹果酸→草酰乙酸
29．丙二酸能阻断糖的有氧氧化，因为它：
（A）抑制柠檬酸合成酶 （B）抑制琥珀酸脱氢酶
（C）阻断电子传递 （D）抑制丙酮酸脱氢酶
30．由葡萄糖合成糖原时，每增加一个葡萄糖单位消耗高能磷酸键数为：
（A）1 （B）2 （C）3 （D）4 （E）5
（五）是非判断题
（ ）1．α-淀粉酶和-淀粉酶的区别在于α-淀粉酶水解-1，4糖苷键，β-淀粉酶水解β-1，4糖苷键。
（ ）2．麦芽糖是由葡萄糖与果糖构成的双糖。
（ ）3．ATP是果糖磷酸激酶的变构抑制剂。
（ ）4．沿糖酵解途径简单逆行，可从丙酮酸等小分子前体物质合成葡萄糖。
（ ）5．所有来自磷酸戊糖途径的还原能都是在该循环的前三步反应中产生的。
（ ）6．发酵可以在活细胞外进行。
（ ）7．催化ATP分子中的磷酰基转移到受体上的酶称为激酶。
（ ）8．动物体内的乙酰CoA不能作为糖异生的物质。
（ ）9．柠檬酸循环是分解与合成的两用途径。
（ ）10．在糖类物质代谢中最重要的糖核苷酸是CDPG。
（ ）11．淀粉，糖原，纤维素的生物合成均需要“引物”存在。
（ ）12．联系糖原异生作用与三羧酸循环的酶是丙酮酸羧化酶。
（ ）13．糖异生作用的关键反应是草酰乙酸形成磷酸烯醇式丙酮酸的反应。
（ ）14．糖酵解过程在有氧无氧条件下都能进行。
（ ）15．在缺氧条件下，丙酮酸还原为乳酸的意义是使NAD+再生。
（ ）16．在高等植物中淀粉磷酸化酶既可催化α-1，4糖苷键的形成，又可催化α-1，4糖苷键的分解。
（ ）17．TCA中底物水平磷酸化直接生成的是ATP。
（ ）18．三羧酸循环的中间产物可以形成谷氨酸。
（ ）19．在植物体内，蔗糖的合成主要是通过蔗糖磷酸化酶催化的。
（六）完成反应式,
1．丙酮酸 + CoASH + NAD+ → 乙酰CoA + CO2 +（ ）
催化此反应的酶和其它辅因子：（ ）（ ）（ ）（ ）
2．α-酮戊二酸 + NAD+ + CoASH → （ ）+ NADH + CO2
催化此反应的酶和其它辅因子：（ ）（ ）（ ）（ ）
3．7-磷酸景天庚酮糖 + 3-磷酸甘油醛 → 6-磷酸-果糖 + （ ）
催化此反应的酶：（ ）
4．丙酮酸 + CO2 + （ ） + H2O → （ ） + ADP + Pi + 2H
催化此反应的酶：（ ）
5．（ ） + F-6-P → 磷酸蔗糖 + UDP
催化此反应的酶是：（ ）
（七）问答题
1．糖类物质在生物体内起什么作用？
2．为什么说三羧酸循环是糖、脂和蛋白质三大物质代谢的共通路？
3．糖代谢和脂代谢是通过那些反应联系起来的？
4．什么是乙醛酸循环？有何意义？
5．磷酸戊糖途径有什么生理意义？
6．为什么糖酵解途径中产生的NADH必须被氧化成NAD+才能被循环利用？
7．糖分解代谢可按EMP-TCA途径进行，也可按磷酸戊糖途径，决定因素是什么？
8．试说明丙氨酸的成糖过程。
9．糖酵解的中间物在其它代谢中有何应用？
10．琥珀酰CoA的代谢来源与去路有哪些？
第四章 生物氧化与氧化磷酸化
习题解答
（一）名词解释
1,生物氧化,生物体内有机物质氧化而产生大量能量的过程称为生物氧化。生物氧化在细胞内进行，氧化过程消耗氧放出二氧化碳和水，所以有时也称之为“细胞呼吸”或“细胞氧化”。生物氧化包括：有机碳氧化变成CO2；底物氧化脱氢、氢及电子通过呼吸链传递、分子氧与传递的氢结成水；在有机物被氧化成CO2和H2O的同时，释放的能量使ADP转变成ATP。
2,呼吸链：有机物在生物体内氧化过程中所脱下的氢原子，经过一系列有严格排列顺序的传递体组成的传递体系进行传递，最终与氧结合生成水，这样的电子或氢原子的传递体系称为呼吸链或电子传递链。电子在逐步的传递过程中释放出能量被用于合成ATP，以作为生物体的能量来源。
3,氧化磷酸化：在底物脱氢被氧化时，电子或氢原子在呼吸链上的传递过程中伴随ADP磷酸化生成ATP的作用，称为氧化磷酸化。氧化磷酸化是生物体内的糖、脂肪、蛋白质氧化分解合成ATP的主要方式。
4,磷氧比：电子经过呼吸链的传递作用最终与氧结合生成水，在此过程中所释放的能量用于ADP磷酸化生成ATP。经此过程消耗一个原子的氧所要消耗的无机磷酸的分子数（也是生成ATP的分子数）称为磷氧比值（P／O）。如NADH的磷氧比值是3，FADH2的磷氧比值是2。
5,底物水平磷酸化：在底物被氧化的过程中，底物分子内部能量重新分布产生高能磷酸键（或高能硫酯键），由此高能键提供能量使ADP（或GDP）磷酸化生成ATP（或GTP）的过程称为底物水平磷酸化。此过程与呼吸链的作用无关，以底物水平磷酸化方式只产生少量ATP。
如在糖酵解（EMP）的过程中，3-磷酸甘油醛脱氢后产生的1,3-二磷酸甘油酸，在磷酸甘油激酶催化下形成ATP的反应，以及在2-磷酸甘油酸脱水后产生的磷酸烯醇式丙酮酸，在丙酮酸激酶催化形成ATP的反应均属底物水平的磷酸化反应。另外，在三羧酸环（TCA）中，也有一步反应属底物水平磷酸化反应，如α-酮戊二酸经氧化脱羧后生成高能化合物琥珀酰～CoA，其高能硫酯键在琥珀酰CoA合成酶的催化下转移给GDP生成GTP。然后在核苷二磷酸激酶作用下，GTP又将末端的高能磷酸根转给ADP生成ATP。
6．能荷：能荷是细胞中高能磷酸状态的一种数量上的衡量，能荷大小可以说明生物体中ATP-ADP-AMP系统的能量状态。
能荷=
（二）填空题
1．脱氢；脱电子；与氧结合
2．酶；辅酶；电子传递体
3．细胞质膜上
4．放能；自发进行
5．△G0＇＝-RTlnK＇eq；0
6．大；大
7．焦磷酸化合物；酰基磷酸化合物；烯醇磷酸化合物；胍基磷酸化合物；硫酯化合物；甲硫键化合物
8．血红素A；非共价
9．还原
10．复合物I；复合物Ⅲ；复合物Ⅳ
11．2；3
12．2,4-二硝基苯酚；缬氨霉素；解偶联蛋白
13．维生素E；维生素C；GSH；β-胡萝卜素
14．丙酮酸脱氢酶；异柠檬酸脱氢酶；
15．燃料分子； 分解氧化； 可供利用的化学能
16．ΔG； ΔG°；ΔG°＇
17．释放的自由能大于20.92kJ／mol；ATP；即时供体
18．线粒体；线粒体内膜上
19．呼吸；底物；氧；电子；生物合成
20．低氧还电势；高氧还电势
21．电子传递链的酶系；F1-F0复合体
22．NADH和CoQ之间 Cytb和Cytc1之间 Cytaa3和O2
23．贮存能量的物质；磷酸肌酸；磷酸精氨酸
24．与氧化态的细胞色素aa3结合，阻断呼吸链
25．细胞色素aa3→O2
26．NADH；FADH2；初始受体
27．化学渗透学说；米切尔（Mitchell）
28．线粒体；质子泵；氧化还原电位；ATP
29．CoQ
30．5个；1个；O2；CO；CN -。
31．有机酸脱羧生成的
32．NAD；FAD
33．氧化磷酸化；底物水平磷酸化
34．NADH呼吸链；3个分子ATP
（三） 选择题
1．C：当质子不通过F0进人线粒体基质的时候，ATP就不能被合成，但电子照样进行传递，这就意味着发生了解偶联作用。
2．B：ADP作为氧化磷酸化的底物，能够刺激氧化磷酸化的速率，由于细胞内氧化磷酸化与电子传递之间紧密的偶联关系，所以ADP也能刺激电子的传递和氧气的消耗。
3．C：电子传递的方向是从标准氧化还原电位低的成分到标准氧化还原电位高的成分，细胞色素a（Fe 2＋／Fe 3＋））最接近呼吸链的末端，因此它的标准氧化还原电位最高。
4．D,NAD + 和NADPH的内部都含有ADP基团，因此与ADP一样都含有高能磷酸键，烯醇式丙酮酸磷酸也含有高能磷酸键，只有FMN没有高能磷酸键。
5．B：甘油酸-1,3-二磷酸→甘油酸-3-磷酸是糖酵解中的一步反应，此反应中有ATP的合成。
6．C,乙酰CoA彻底氧化需要消耗两分子氧气，即4个氧原子，可产生12分子的ATP，因此P／O值是12／4＝3
7．D,当ATP的浓度较高时，ATP的高能磷酸键被转移到肌酸分子之中形成磷酸肌酸。
8．C：CoQ含有一条由n个异戊二烯聚合而成的长链，具脂溶性，广泛存在于生物系统，又称泛醌。
9．C：寡霉素是氧化磷酸化抑制剂，它能与F0的一个亚基专一结合而抑制F 1，从而抑制了ATP的合成。
10．D：1分子乳酸彻底氧化经过由乳酸到丙酮酸的一次脱氢、丙酮酸到乙酰CoA和乙酰CoA再经三羧酸循环的五次脱氢，其中一次以FAD为受氢体，经氧化磷酸化可产生ATP为1×3＋4×3＋1×2=17，此外还有一次底物水平磷酸化产生1个ATP，因此最后产ATP为18个；而在真核生物中，乳酸到丙酮酸的一次脱氢是在细胞质中进行产生NADH，此NADH在经α-磷酸甘油穿棱作用进入线粒体要消耗1分子ATP，因此，对真核生物最后产ATP为17个。
11．B：磷酸甘油酸激酶、丙酮酸激酶与琥珀酸硫激酶分别是糖酵解中及三羧酸循环中的催化底物水平磷酸化的转移酶，只有磷酸果糖激酶不是催化底物水平磷酸化反应的酶。
12．D：热力学中自由能是状态函数，生物化学反应中总能量的变化不取决于反应途径。当反应体系处于平衡系统时，实际上没有可利用的自由能。只有利用来自外部的自由能，才能打破平衡系统。
13．B：由于电子是从低标准氧化还原电位向高标准氧化还原电位流动，而题目中所给的氧化还原对中，细胞色素aa3（Fe2十／Fe3＋）在氧化呼吸链中处于最下游的位置，所以细胞色素aa3（Fe2十／Fe3＋）的氧化还原电位最高。
14．C：二硝基苯酚抑制线粒体内的氧化磷酸化作用，使呼吸链传递电子释放出的能量不能用于ADP磷酸化生成ATP，所以二硝基苯酚是一种氧化磷酸化的解偶联剂。
15．D：脂肪、糖和ATP都是活细胞化学能的直接来源。阳光是最根本的能源，光子所释放的能量被绿色植物的叶绿素通过光合作用所利用。热能只有当它从热物体向冷物体传递过程中才能做功，它不能作为活细胞的可利用能源，但对细胞周围的温度有影响。
16．D：氧化还原电位是衡量电子转移的标准。延胡索酸还原成琥珀酸的氧化还原电位和标准的氢电位对比是+ 0.03V 特，而硫酸铁（高铁Fe3＋）还原成硫酸亚铁（亚铁Fe2＋）的氧化还原电位是+ 0.077V伏特，这样高铁对电子的亲和力比延胡索酸要大。所以加进去的琥珀酸将被氧化成延胡索酸，而硫酸铁则被还原成硫酸亚铁。延胡索酸和硫酸亚铁的量一定会增加。
17．B：化学渗透学说指出在呼吸链中递氢体与递电子体是交替排列的，递氢体有氢质子泵的作用，而递电子体却没有氢质子泵的作用。
18．D：线粒体内膜不允许NADH自由通过，胞液中NADH所携带的氢通过两种穿梭机制被其它物质带人线粒体内。糖酵解中生成的磷酸二羟丙酮可被NADH还原成3-磷酸甘油，然后通过线粒体内膜进人到线粒体内，此时在以FAD为辅酶的脱氢酶的催化下氧化，重新生成磷酸二羟丙酮穿过线粒体内膜回到胞液中。这样胞液中的NADH变成了线粒体内的FADH2。这种α-磷酸甘油穿梭机制主要存在于肌肉、神经组织。
另一种穿梭机制是草酰乙酸-苹果酸穿梭。这种机制在胞液及线粒体内的脱氢酶辅酶都是NAD＋，所以胞液中的NADH到达线粒体内又生成NADH。就能量产生来看，草酰乙酸-苹果酸穿梭优于α-磷酸甘油穿梭机制；但α-磷酸甘油穿梭机制比草酰乙酸-苹果酸穿梭速度要快很多。主要存在于动物的肝、肾及心脏的线粒体中。
19．C：胞液中的NADH经苹果酸穿梭到达线粒体内又生成NADH，因此，1分子NADH再经电子传递与氧化磷酸化生成3分子ATP。
20．D：呼吸链中各细胞色素在电子传递中的排列顺序是根据氧化还原电位从低到高排列的。
（四）是非判断题
1．对：
2．对：琥珀酸脱氢酶的辅基FAD与酶蛋白的一个组氨酸以共价键相连。
3．错：只要有合适的电子受体，生物氧化就能进行。
4．错：NADPH通常作为生物合成的还原剂，并不能直接进入呼吸链接受氧化。只是在特殊的酶的作用下，NADPH上的H被转移到NAD+上，然后由NADH进人呼吸链。
5．错：在正常的生理条件下，电子传递与氧化磷酸化是紧密偶联的，低浓度的ADP限制了氧化磷酸化，因而就限制了电子的传递速率。而DNP是一种解偶联剂，它可解除电子传递和氧化磷酸化的紧密偶联关系，在它的存在下，氧化磷酸化和电子传递不再偶联，因而ADP的缺乏不再影响到电子的传递速率。
6．对：磷酸肌酸在供给肌肉能量上特别重要，它作为储藏~P的分子以产生收缩所需要的ATP。当肌肉的ATP浓度高时，末端磷酸基团即转移到肌酸上产生磷酸肌酸；当ATP的供应因肌肉运动而消耗时，ADP浓度增高，促进磷酸基团向相反方向转移，即生成ATP。
7．错：解偶联剂使电子传递与氧化磷酸化脱节，电子传递释放的能量以热形式散发，不能形成ATP。
8．对：组成呼吸链的各成员有一定排列顺序和方向，即由低氧还电位到高氧还电位方向排列。
9．错：NADPH / NADP+的氧还势与NADH / NAD +相同，并且NADPH / NADP+通常不进入呼吸链，而主要是提供生物合成的还原剂。
10．对：寡霉素是氧化磷化抑制剂，它与F1F0-ATPase的F0结合而抑制F1，使线粒体内膜外侧的质子不能返回膜内，造成ATP不能合成。
11．对：在正常的生理条件下，电子传递与氧化磷酸化是紧密偶联的，因而ADP的氧化磷酸化作用就直接影响电子的传递速率。
12．对：在生物系统中ATP作为自由能的即时供体，而不是自由能的储藏形式。
（五）完成反应方程式
1．4-细胞色素a3-Fe2+ + O2 + 4H+ —→ 4-细胞色素a3-Fe3+ +（2H2O）
催化此反应的酶：（细胞色素氧化酶或末端氧化酶）
2．NADH + H+ + 0.5O2 + 3ADP + (3H3PO4) —→ NAD+ +3ATP + 4H2O
（六） 问答题（解题要点）
1．答：常见的呼吸链电子传递抑制剂有：
（1）鱼藤酮（rotenone）、阿米妥（amytal）、以及杀粉蝶菌素（piericidin-A），它们的作用是阻断电子由NADH向辅酶Q的传递。鱼藤酮是从热带植物（Derriselliptiee）的根中提取出来的化合物，它能和NADH脱氢酶牢固结合，因而能阻断呼吸链的电子传递。鱼藤酮对黄素蛋白不起作用，所以鱼藤酮可以用来鉴别NADH呼吸链与FADH2呼吸链。阿米妥的作用与鱼藤酮相似，但作用较弱，可用作麻醉药。杀粉蝶菌素A是辅酶Q的结构类似物，由此可以与辅酶Q相竞争，从而抑制电子传递。
（2）抗霉素A（antimycin A）是从链霉菌分离出的抗菌素，它抑制电子从细胞色素b到细胞色素c1的传递作用。
（3）氰化物、一氧化碳、叠氮化合物及硫化氢可以阻断电子细胞色素aa3向氧的传递作用，这也就是氰化物及一氧化碳中毒的原因。
2．答：氰化钾的毒性是因为它进入人体内时，CNˉ的N原子含有孤对电子能够与细胞色素aa3的氧化形式——高价铁Fe3＋以配位键结合成氰化高铁细胞色素aa3，使其失去传递电子的能力，阻断了电子传递给O2，结果呼吸链中断，细胞因窒息而死亡。而亚硝酸在体内可以将血红蛋白的血红素辅基上的Fe2＋氧化为Fe3＋。部分血红蛋白的血红素辅基上的Fe2＋被氧化成Fe3＋——高铁血红蛋白，且含量达到20%-30%时，高铁血红蛋白（Fe3＋）也可以和氰化钾结合，这就竞争性抑制了氰化钾与细胞色素aa3的结合，从而使细胞色素aa3的活力恢复；但生成的氰化高铁血红蛋白在数分钟后又能逐渐解离而放出CNˉ。因此，如果在服用亚硝酸的同时，服用硫代硫酸钠，则CNˉ可被转变为无毒的SCNˉ，此硫氰化物再经肾脏随尿排出体外。
3．答：葡萄糖的磷酸戊糖途径是在胞液中进行的，生成的NADPH具有许多重要的生理功能，其中最重要的是作为合成代谢的供氢体。如果不去参加合成代谢，那么它将参加线粒体的呼吸链进行氧化，最终与氧结合生成水。但是线粒体内膜不允许NADPH和NADH通过，胞液中NADPH所携带的氢是通过转氢酶催化过程进人线粒体的：
（1）NADPH + NAD＋ → NADP十 + NADH
（2）NADH所携带的氢通过两种穿梭作用进人线粒体进行氧化：
a α-磷酸甘油穿梭作用；进人线粒体后生成FADH2。
b 苹果酸穿梭作用；进人线粒体后生成NADH。
4．答：ATP在体内有许多重要的生理作用：
（1）是机体能量的暂时贮存形式：在生物氧化中，ADP能将呼吸链上电子传递过程中所释放的电化学能以磷酸化生成ATP的方式贮存起来，因此ATP是生物氧化中能量的暂时贮存形式。
（2）是机体其它能量形式的来源：ATP分子内所含有的高能键可转化成其它能量形式，以维持机体的正常生理机能，例如可转化成机械能、生物电能、热能、渗透能、化学合成能等。体内某些合成反应不一定都直接利用ATP供能，而以其他三磷酸核苷作为能量的直接来源。如糖原合成需UTP供能；磷脂合成需CTP供能；蛋白质合成需GTP供能。这些三磷酸核苷分子中的高能磷酸键并不是在生物氧化过程中直接生成的，而是来源于ATP。
（3）可生成cAMP参与激素作用：ATP在细胞膜上的腺苷酸环化酶催化下，可生成cAMP，作为许多肽类激素在细胞内体现生理效应的第二信使。
5．答：DNP作为一种解偶联剂，能够破坏线粒体内膜两侧的质子梯度，使质子梯度转变为热能，而不是ATP。在解偶联状态下，电子传递过程完全是自由进行的，底物失去控制地被快速氧化，细胞的代谢速率将大幅度提高。这些将导致机体组织消耗其存在的能源形式，如糖原和脂肪，因此有减肥的功效。但是由于这种消耗是失去控制的消耗，同时消耗过程中过分产热，这势必会给机体带来强烈的副作用。
6．答：某些植物体内出现对氰化物呈抗性的呼吸形式，这种呼吸形式可能并不需要细胞色素氧化酶，而是通过其他的对氰化物不敏感的电子传递体将电子传递给氧气。
7．答：铁硫蛋白是一种非血红素铁蛋白，其活性部位含有非血红素铁原子和对酸不稳定的硫原子，此活性部位被称之为铁硫中心。铁硫蛋白是一种存在于线粒体内膜上的与电子传递有关的蛋白质。铁硫蛋白中的铁原子与硫原子通常以等摩尔量存在，铁原子与蛋白质的四个半胱氨酸残基结合。根据铁硫蛋白中所含铁原子和硫原子的数量不同可分为三类：FeS中心、Fe2-S2中心和Fe4-S4中心。在线粒体内膜上，铁硫蛋白和递氢体或递电子体结合为蛋白复合体，已经证明在呼吸链的复合物I、复合物Ⅱ、复合物Ⅲ中均结合有铁硫蛋白，其功能是通过二价铁离子和三价铁离子的化合价变化来传递电子，而且每次只传递一个电子，是单电子传递体。
8．答：细胞内存在着三种经常参与能量代谢的腺苷酸，即ATP、ADP和AMP。这三种腺苷酸的总量虽然很少，但与细胞的分解代谢和合成代谢紧密相联。三种腺苷酸在细胞中各自的含量也随时在变动。生物体中ATP-ADP-AMP系统的能量状态（即细胞中高能磷酸状态）在数量上衡量称能荷。
能荷的大小与细胞中ATP、ADP和AMP的相对含量有关。当细胞中全部腺苷酸均以ATP形式存在时，则能荷最大，为100‰，即能荷为满载。当全部以AMP形式存在时，则能荷最小，为零。当全部以ADP形式存在时，能荷居中，为50％。若三者并存时，能荷则随三者含量的比例不同而表现不同的百分值。通常情况下细胞处于80‰的能荷状态。
能荷与代谢有什么关系呢？研究证明，细胞中能荷高时，抑制了ATP的生成，但促进了ATP的利用，也就是说，高能荷可促进分解代谢，并抑制合成代谢。相反，低能荷则促进合成代谢，抑制分解代谢。
能荷调节是通过ATP、ADP和AMP分子对某些酶分子进行变构调节进行的。例如糖酵解中，磷酸果糖激酶是一个关键酶，它受ATP的强烈抑制，但受ADP和AMP促进。丙酮酸激酶也是如此。在三羧酸环中，丙酮酸脱氢酶、柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶等，都受ATP的抑制和ADP的促进。呼吸链的氧化磷酸化速度同样受ATP抑制和ADP促进。
9．答：目前解释氧化作用和磷酸化作用如何偶联的假说有三个，即化学偶联假说、结构偶联假说与化学渗透假说。其中化学渗透假说得到较普遍的公认。该假说的主要内容是：
（1）线粒体内膜是封闭的对质子不通透的完整内膜系统。
（2）电子传递链中的氢传递体和电子传递体是交叉排列，氢传递体有质子（H＋）泵的作用，在电子传递过程中不断地将质子（H＋）从内膜内侧基质中泵到内膜外侧。
（3）质子泵出后，不能自由通过内膜回到内膜内侧，这就形成内膜外侧质子（H＋）浓度高于内侧，使膜内带负电荷，膜外带正电荷，因而也就形成了两侧质子浓度梯度和跨膜电位梯度。这两种跨膜梯度是电子传递所产生的电化学电势，是质子回到膜内的动力，称质子移动力或质子动力势。
（4）一对电子（2eˉ）从NADH传递到O2的过程中共有3对H十从膜内转移到膜外。复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ着质子泵的作用，这与氧化磷酸化的三个偶联部位一致，每次泵出2个H十。
（5）质子移动力是质子返回膜内的动力，是ADP磷酸化成ATP的能量所在，在质子移动力驱使下，质子（H＋）通过F1F0-ATP合酶回到膜内，同时ADP磷酸化合戚ATP。
第五章 糖 代 谢
参考答案
（一）名词解释：
1．糖异生：非糖物质（如丙酮酸 乳酸 甘油 生糖氨基酸等）转变为葡萄糖的过程。
2．Q酶：Q酶是参与支链淀粉合成的酶。功能是在直链淀粉分子上催化合成 （α-1,6）糖苷键，形成支链淀粉。
3．乳酸循环乳：酸循环是指肌肉缺氧时产生大量乳酸，大部分经血液运到肝脏，通过糖异生作用肝糖原或葡萄糖补充血糖，血糖可再被肌肉利用，这样形成的循环称乳酸循环。
4．发酵：厌氧有机体把糖酵解生成NADH中的氢交给丙酮酸脱羧后的产物乙醛，使之生成乙醇的过程称之为酒精发酵。如果将氢交给病酮酸丙生成乳酸则叫乳酸发酵。
5．变构调节：变构调节是指某些调节物能与酶的调节部位结合使酶分子的构象发生改变，从而改变酶的活性，称酶的变构调节。
6．糖酵解途径：糖酵解途径指糖原或葡萄糖分子分解至生成丙酮酸的阶段，是体内糖代谢最主要途径。
7．糖的有氧氧化：糖的有氧氧化指葡萄糖或糖原在有氧条件下氧化成水和二氧化碳的过程。是糖氧化的主要方式。
8．肝糖原分解：肝糖原分解指肝糖原分解为葡萄糖的过程。
9．磷酸戊糖途径：磷酸戊糖途径指机体某些组织（如肝、脂肪组织等）以6-磷酸葡萄糖为起始物在6-磷酸葡萄糖脱氢酶催化下形成6-磷酸葡萄糖酸进而代谢生成磷酸戊糖为中间代谢物的过程，又称为磷酸已糖旁路。
10．D-酶：一种糖苷转移酶，作用于α-1，4糖苷键，将一个麦芽多糖的片段转移到葡萄糖、麦芽糖或其它多糖上。
11．糖核苷酸：单糖与核苷酸通过磷酸酯键结合的化合物，是双糖和多糖合成中单糖的活化形式与供体。
（二）英文缩写符号：
1．UDPG：尿苷二磷酸葡萄糖，是合成蔗糖时葡萄糖的供体。
2．ADPG：腺苷二磷酸葡萄糖，是合成淀粉时葡萄糖的供体。
3．F-D-P：1，6-二磷酸果糖，由磷酸果糖激酶催化果糖-1-磷酸生成，属于高能磷酸化合物，在糖酵解过程生成。
4．F-1-P：果糖-1-磷酸，由果糖激酶催化果糖生成，不含高能磷酸键。
5．G-1-P：葡萄糖-1-磷酸。由葡萄糖激酶催化葡萄糖生成，不含高能键。
6．PEP：磷酸烯醇式丙酮酸，含高能磷酸键，属于高能磷酸化合物，在糖酵解过程生成。
（三）填空题
1．α-1，4糖苷键
2．2个ATP
3．己糖激酶；果糖磷酸激酶；丙酮酸激酶
4．磷酸甘油醛脱氢酶
5．柠檬酸合成酶；异柠檬酸脱氢酶；α– 酮戊二酸脱氢酶
6．6个ATP
7．甘油醛3-磷酸
8．延胡索酸酶；氧化还原酶
9．两个；氧化阶段；非氧化阶段；6-磷酸葡萄糖脱氢酶；6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶；NADP
10．蔗糖
11．UDPG；果糖
12．细胞质；葡萄糖；丙酮酸；ATP NADH
13．淀粉磷酸化酶；转移酶；α-1，6糖苷酶
14．异柠檬酸脱氢酶；α- 酮戊二酸脱氢酶
15．异柠檬酸裂解酶；苹果酸合成酶
16．丙酮酸；丙酮酸→乳酸
17．1，3-二磷酸甘油酸；磷酸烯醇式丙酮酸
18．乳酸；甘油；氨基酸
19．TPP；NAD+；FAD；CoA；硫辛酸；Mg
20．转酮醇酶；TPP；转醛醇酶
21．α-酮戊二酸脱氢酶；琥珀酰转移酶；二氢硫辛酸脱氢酶
22．磷酸烯醇式丙酮酸激酶；ATP；GTP
23．UDP-葡萄糖；G-1-P
24．α-淀粉酶；β–淀粉酶；R酶；麦芽糖酶
25．淀粉磷酸化酶；转移酶；脱支酶
26．识别；蛋白质；核酸；脂肪
（四）选择题
1．B：该步骤是不可逆步骤逆反应由葡萄糖-6-磷酸酶催化。
2．B：
3．A：三羧酸循环最终消耗2个乙酰CoA释放2个CO2，产生的H+被NAD+和FAD接受生成NADH+H+和FADH2，进入电子传递链通过氧化磷酸化作用生成水和ATP
4．D：糖原，纤维素和淀粉合成反应需引物分子参与。
5．D：由葡萄糖生成丙酮酸产生8个ATP，丙酮酸生成乙酰CoA可产生3个ATP，乙酰CoA进入三羧酸循环可生成12个ATP，2个丙酮酸可15个ATP，共生成38个ATP。
6．C：
7．D：乙酰CoA只能进入三羧酸循环分解，不能经糖异生合成葡萄糖。
8．E：丙酮酸激酶是糖酵解途径的3个关键酶之一。
9．A：丙酮酸羧化酶是糖异生途径的关键酶，催化丙酮酸生成草酰乙酸的反应。
10．B：人在饥饿后摄食，肝细胞的主要糖代谢是糖的有氧氧化以产生大量的能量。
11．E：6-磷酸葡萄糖酸是磷酸戊糖途径所特有的其它都是糖酵解的中间产物。
12．D：糖蛋白中糖和蛋白质连接的键称糖肽键。
13．D：在磷酸戊糖途径的非氧化阶段发生三碳糖，六碳糖和九碳糖的相互转换。
14．D：
15．D：三羧酸循环共生成2个CO2，分别在生成-酮戊二酸的反应和它的下一步释放。
16．C：
17．C：醛缩酶催化的是可逆反应，可催化磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛生成果糖1，6-二磷酸。
18．C：三羧酸循环中只有一步底物水平磷酸化，就是琥珀酰CoA生成琥珀酸的反应。
19．D：丙酮酸脱氢酶催化丙酮酸生成乙酰CoA，需要的辅酶是NAD+，CoA，TPP，FAD，硫辛酸。
20．E：异柠檬酸脱氢酶催化的反应是三羧酸循环过程的三个调控部位之一。
21．B：生物素是羧化酶的辅酶，这里只有丙酮酸羧化酶需要生物素作为辅酶。
22．C：在三羧酸循环过程中，发生氧化还原反应的酶中，只有琥珀酸脱氢酶的辅因子是FAD。
23．C：在糖酵解和糖异生过程都发生反应的酶是在糖酵解中催化可逆反应步骤的酶，这里只有3-磷酸甘油醛脱氢酶。
24．D：在有氧的情况下1摩尔葡萄糖氧化生成38个ATP，在无氧条件下生成2个ATP，二者比值是19：1。
25．C：催化直链淀粉转化为支链淀粉的酶是Q酶，而催化支链淀粉脱支的酶是R酶。
26．A：α-淀粉酶和的区别是前者耐70℃高温，而后者耐酸，β--淀粉酶是巯基酶。
27．B：在糖酵解过程发生了两次底物水平磷酸化反应，一次是1，3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油酸的反应，另外是磷酸烯醇式丙酮酸生成丙酮酸的反应。
28．C：由-酮戊二酸生成琥珀酰CoA产生一个NADH，由琥珀酰CoA生成琥珀酸的反应产生一个GTP
39．B：丙二酸是琥珀酸的竞争性抑制剂，竞争与琥珀酸脱氢酶结合。
30．B由葡萄生成6-磷酸葡萄糖消耗一个高能磷酸键。1-磷酸葡萄糖转变成UDPG，然后UDP脱落，相当于1分子UTP转化为UDP，消耗一个高能磷酸键
（三）是非判断题
1．错：α-淀粉酶和β-淀粉酶的区别是α-淀粉酶耐70度的高温，β-淀粉酶耐酸。
2．错：麦芽糖是葡萄糖与葡萄糖构成的双糖
3．对：磷酸果糖激酶是变构酶，其活性被ATP抑制，ATP的抑制作用可被AMP所逆转，此外，磷酸果糖激酶还被柠檬酸所抑制。
4．错：糖异生并不是糖酵解的简单逆行，其中的不可逆步骤需要另外的酶催化完成。
5．对：戊糖磷酸途径分为氧化阶段和非氧化阶段，氧化阶段的3步反应产生还原能，非氧化阶段进行分子重排，不产生还原能。
6．对,
7．对：
8．对：动物体内不存在乙醛酸循环途径，不能将乙酰CoA转化成糖。
9．对：三羧酸循环中间产物可以用来合成氨基酸，草酰乙酸可经糖异生合成葡萄糖，糖酵解形成的丙酮酸，脂肪酸氧化生成的乙酰CoA及谷氨酸和天冬氨酸脱氨氧化生成的-酮戊二酸和草酰乙酸都经三羧酸循环分解。
10．错：糖异生的关键反应是丙酮酸生成草酰乙酸的反应由丙酮酸羧化酶催化，丙酮酸羧化酶是变构酶，受乙酰CoA 的调控。
11．对：
12．对：丙酮酸羧化酶是变构酶，受乙酰CoA的变构调节，在缺乏乙酰CoA时没有活性，细胞中的ATP/ADP的比值升高促进羧化作用。草酰乙酸既是糖异生的中间产物，又是三羧酸循环的中间产物。高含量的乙酰CoA使草酰乙酸大量生成。若ATP含量高则三羧酸循环速度降低，糖异生作用加强。
13．错：在植物体内，蔗糖的合成主要是通过磷酸蔗糖合成酶途径。
14．对：糖酵解是由葡萄糖生成丙酮酸的过程，它是葡萄糖有氧氧化和无氧发酵的共同途径。
15．对：
16．对：淀粉磷酸化酶催化的反应是可逆反应，正反应催化α-1，4糖苷键的合成，逆反应催化α-1，4糖苷键的分解。
17．错：TCA中底物水平磷酸化直接生成的是GTP，相当于一个ATP。
18．对：三羧酸循环的中间产物-酮戊二酸经转氨作用生成谷氨酸。
19．错：在糖代谢中最重要糖核苷酸是UDPG。
（六）完成反应式,
1．丙酮酸 + CoASH + NAD+ → 乙酰CoA + CO2 +（NADH + H+）
催化此反应的酶和其它辅因子：（丙酮酸脱氢酶）（TPP）（FAD）（Mg2+）
2．α-酮戊二酸 + NAD+ + CoASH → （琥珀酰-S-CoA ）+ NADH + CO2
催化此反应的酶和其它辅因子：（α-酮戊二酸脱氢酶）（TPP）（FAD）（Mg2+）
3．7-磷酸景天庚酮糖 + 3-磷酸甘油醛 → 6-磷酸-果糖 + （ 4-磷酸赤藓糖 ）
催化此反应的酶：（转醛酶）
4．丙酮酸 CO2 + （ATP） + H2O → （草酰乙酸） + ADP + Pi + 2H
催化此反应的酶：（丙酮酸羧化酶）
5．（UDPG） + F-6-P → 磷酸蔗糖 + UDP
催化此反应的酶：（蔗糖磷酸合酶）
（七）问答题（解题要点）
1．答：（1）糖类物质是异氧生物的主要能源之一，糖在生物体内经一系列的降解而释放大量的能量，供生命活动的需要。
（2）糖类物质及其降解的中间产物，可以作为合成蛋白质 脂肪的碳架及机体其它碳素的来源。
（3）在细胞中糖类物质与蛋白质 核酸 脂肪等常以结合态存在，这些复合物分子具有许多特异而重要的生物功能。
（4）糖类物质还是生物体的重要组成成分。
2．答：（1）三羧酸循环是乙酰CoA最终氧化生成CO2和H2O的途径。
（2）糖代谢产生的碳骨架最终进入三羧酸循环氧化。
（3）脂肪分解产生的甘油可通过有氧氧化进入三羧酸循环氧化，脂肪酸经β-氧化产生乙酰CoA可进入三羧酸循环氧化。
（4）蛋白质分解产生的氨基酸经脱氨后碳骨架可进入三羧酸循环，同时，三羧酸循环的中间产物可作为氨基酸的碳骨架接受氨后合成必需氨基酸。所以，三羧酸循环是三大物质代谢共同通路。
3．答：（1）糖酵解过程中产生的磷酸二羟丙酮可转变为磷酸甘油，可作为脂肪合成中甘油的原料。
（2）有氧氧化过程中产生的乙酰CoA是脂肪酸和酮体的合成原料。
（3）脂肪酸分解产生的乙酰CoA最终进入三羧酸循环氧化。
（4）酮体氧化产生的乙酰CoA最终进入三羧酸循环氧化。
（5）甘油经磷酸甘油激酶作用后，转变为磷酸二羟丙酮进入糖代谢。
4．答：乙醛酸循环是有机酸代谢循环，它存在于植物和微生物中，可分为五步反应，由于乙醛酸循环与三羧酸循环有一些共同的酶系和反应，将其看成是三羧酸循环的一个支路。循环每一圈消耗2分子乙酰CoA，同时产生1分子琥珀酸。琥珀酸产生后，可进入三羧酸循环代谢，或经糖异生途径转变为葡萄糖乙醛酸循环的意义：
（1）乙酰CoA经乙醛酸循环可以和三羧酸循环相偶联，补充三羧酸循环中间产物的缺失。
（2）乙醛酸循环是微生物利用乙酸作为碳源的途径之一。
（3）乙醛酸循环是油料植物将脂肪转变为糖和氨基酸的途径。
5．答：（1）产生的5-磷酸核糖是生成核糖，多种核苷酸，核苷酸辅酶和核酸的原料。
（2）生成的NADPH+H+是脂肪酸合成等许多反应的供氢体。
（3）此途径产生的4-磷酸赤藓糖与3-磷酸甘油酸可以可成莽草酸，进而转变为芳香族氨基酸。
（4）途径产生的NADPH+H+可转变为NADH+H+，进一步氧化产生ATP，提供部分能量。
6．答：糖分解代谢可按EMP-TCA途径进行，也可按磷酸戊糖途径，决定因素是能荷水平，能荷低时糖分解按EMP-TCA途径进行，能荷高时可按磷酸戊糖途径
7．答：丙氨酸成糖是体内很重要的糖异生过程。首先丙氨酸经转氨作用生成丙酮酸，丙酮酸进入线粒体转变成草酰乙酸。但生成的草酰乙酸不能通过线粒体膜，为此须转变成苹果酸或天冬氨酸，后二者到胞浆里再转变成草酰乙酸。草酰乙酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸，后者沿酵解路逆行而成糖。总之丙氨酸成糖须先脱掉氨基，然后绕过“能障”及“膜障”才能成糖。
8．答：磷酸二羟丙酮可还原a-磷酸甘油，后者可而参与合成甘油三酯和甘油磷脂。
3-磷酸甘油酸是丝氨酸的前体，因而也是甘氨酸和半胱氨酸的前体。
磷酸烯醇式丙酮酸两次用于合成芳香族氨基酸的前体---分支酸。它也用于ADP磷酸化成ATP。在细菌，糖磷酸化反应（如葡萄糖生成6-磷酸葡萄糖）中的磷酸基不是来自ATP，而是来自磷酸烯醇式丙酮酸。
丙酮酸可转变成丙氨酸；它也能转变成羟乙基用以合成异亮氨酸和缬氨酸（在后者需与另一分子丙酮酸反应）。两分子丙酮酸生成a-酮异戊酸，进而可转变成亮氨酸。
9．答：（1）琥珀酰CoA主要来自糖代谢，也来自长链脂肪酸的 ω-氧化。奇数碳原子脂肪酸，通过 氧化除生成乙酰CoA，后者进一步转变成琥珀酰CoA。此外，蛋氨酸，苏氨酸以及缬氨酸和异亮氨酸在降解代谢中也生成琥珀酰CoA。
（2）琥珀酰CoA的主要代谢去路是通过柠檬酸循环彻底氧化成CO2和H2O。琥珀酰CoA在肝外组织，在琥珀酸乙酰乙酰CoA转移酶催化下，可将辅酶A转移给乙酰乙酸，本身成为琥珀酸。此外，琥珀酰CoA与甘氨酸一起生成δ-氨基-γ-酮戊酸（ALA），参与血红素的合成。
第六章 脂类代谢
（一）名词解释
1． 必需脂肪酸（essential fatty acid）
2． 脂肪酸的α-氧化(α- oxidation)
3． 脂肪酸的β-氧化(β- oxidation)
4． 脂肪酸的ω-氧化(ω- oxidation)
5． 乙醛酸循环（glyoxylate cycle）
6． 柠檬酸穿梭(citriate shuttle)
7． 乙酰CoA羧化酶系（acetyl-CoA carnoxylase）
8． 脂肪酸合成酶系统（fatty acid synthase system）
（二）填空题：
1,是动物和许多植物主要的能源贮存形式，是由 与3分子
酯化而成的。
2．在线粒体外膜脂酰CoA合成酶催化下，游离脂肪酸与 和 反应，生成脂肪酸的活化形式,再经线粒体内膜 进入线粒体衬质。
3．一个碳原子数为n（n为偶数）的脂肪酸在β-氧化中需经 次β-氧化循环，生成 个乙酰CoA,个FADH2和 个 NADH+H+。
4.乙醛酸循环中两个关键酶是 和,使异柠檬酸避免了在 循环中的两次 反应,实现从乙酰CoA净合成 循环的中间物。
5．脂肪酸从头合成的C2供体是,活化的C2供体是,还原剂是
。
6．乙酰CoA羧化酶是脂肪酸从头合成的限速酶，该酶以 为辅基，消耗
,催化 与 生成,柠檬酸为其,长链脂酰CoA为其,.
7．脂肪酸从头合成中，缩合、两次还原和脱水反应时酰基都连接在 上，它有一个与 一样的 长臂。
8．脂肪酸合成酶复合物一般只合成,动物中脂肪酸碳链延长由 或 酶系统催化；植物的脂肪酸碳链延长酶系定位于 。
9．真核细胞中，不饱和脂肪酸都是通过 途径合成的；许多细菌的单烯脂肪酸则是经由 途径合成的。
10．三酰甘油是由 和 在磷酸甘油转酰酶的作用下先形成,再由磷酸酶转变成,最后在 催化下生成三酰甘油。
11．磷脂合成中活化的二酰甘油供体为,在功能上类似于糖原合成中的 或淀粉合成中的 。
（三）选择题下列哪项叙述符合脂肪酸的β氧化：
A．仅在线粒体中进行
B．产生的NADPH用于合成脂肪酸
C．被胞浆酶催化
D．产生的NADPH用于葡萄糖转变成丙酮酸
E．需要酰基载体蛋白参与脂肪酸在细胞中氧化降解
A．从酰基CoA开始
B．产生的能量不能为细胞所利用
C．被肉毒碱抑制
D．主要在细胞核中进行
E．在降解过程中反复脱下三碳单位使脂肪酸链变短
3．下列哪些辅因子参与脂肪酸的β氧化：
A ACP B FMN C 生物素 D NAD+
4．下列关于乙醛酸循环的论述哪些是正确的（多选）？
A 它对于以乙酸为唯一碳源的微生物是必要的；
B 它还存在于油料种子萌发时形成的乙醛酸循环体；
C 乙醛酸循环主要的生理功能就是从乙酰CoA合成三羧酸循环的中间产物；
D 动物体内不存在乙醛酸循环，因此不能利用乙酰CoA为糖异生提供原料。
5．脂肪酸从头合成的酰基载体是：
A．ACP B．CoA C．生物素 D．TPP
6．下列关于脂肪酸碳链延长系统的叙述哪些是正确的（多选）？
A．动物的内质网酶系统催化的脂肪酸链延长，除以CoA为酰基载体外，与从头合成相同；
B．动物的线粒体酶系统可以通过β氧化的逆反应把软脂酸延长为硬脂酸；
C．植物的Ⅱ型脂肪酸碳链延长系统分布于叶绿体间质和胞液中，催化软脂酸ACP延长为硬脂酸ACP，以丙二酸单酰ACP为C2供体，NADPH为还原剂；
D．植物的Ⅲ型延长系统结合于内质网，可把C18和C18以上的脂肪酸进一步延长。
7．下列哪些是人类膳食的必需脂肪酸（多选）？
A．油酸 B．亚油酸 C．亚麻酸 D．花生四烯酸
8．下述关于从乙酰CoA合成软脂酸的说法，哪些是正确的（多选）？
A．所有的氧化还原反应都以NADPH做辅助因子；
B．在合成途径中涉及许多物质，其中辅酶A是唯一含有泛酰巯基乙胺的物质；
C．丙二酰单酰CoA是一种“被活化的“中间物；
D．反应在线粒体内进行。
9．下列哪些是关于脂类的真实叙述（多选）？
A．它们是细胞内能源物质；
B．它们很难溶于水
C．是细胞膜的结构成分；
D．它们仅由碳、氢、氧三种元素组成。
10．脂肪酸从头合成的限速酶是：
A．乙酰CoA羧化酶 B．缩合酶
C．β-酮脂酰-ACP还原酶 D．α，β-烯脂酰-ACP还原酶
11．下列关于不饱和脂肪酸生物合成的叙述哪些是正确的（多选）？
A．细菌一般通过厌氧途径合成单烯脂肪酸；
B．真核生物都通过氧化脱氢途径合成单烯脂肪酸，该途径由去饱和酶催化，以NADPH为电子供体，O2的参与；
C．植物体内还存在Δ12-、Δ15 -去饱和酶，可催化油酰基进一步去饱和，生成亚油酸和亚麻酸。
D．植物体内有Δ6-去饱和酶、转移地催化油酰基Δ9 与羧基间进一步去饱和。
12．以干重计量，脂肪比糖完全氧化产生更多的能量。下面那种比例最接近糖对脂肪的产能比例：
A．1:2 B．1:3 C．1:4 D．2:3 E．3:4
13．软脂酰CoA在β-氧化第一次循环中以及生成的二碳代谢物彻底氧化时，ATP的总量是：
A．3ATP B．13ATP C．14 ATP D．17ATP E．18ATP
14．下述酶中哪个是多酶复合体？
A．ACP-转酰基酶
B．丙二酰单酰CoA- ACP-转酰基酶
C．β-酮脂酰-ACP还原酶
D．β-羟脂酰-ACP脱水酶
E．脂肪酸合成酶
15．由3-磷酸甘油和酰基CoA合成甘油三酯过程中，生成的第一个中间产物是下列那种？
A．2-甘油单酯 B．1，2-甘油二酯 C．溶血磷脂酸
D．磷脂酸 E．酰基肉毒碱
16．下述哪种说法最准确地描述了肉毒碱的功能？
A．转运中链脂肪酸进入肠上皮细胞
B．转运中链脂肪酸越过线粒体内膜
C．参与转移酶催化的酰基反应
D．是脂肪酸合成代谢中需要的一种辅酶
（四）是非判断题
（）1,脂肪酸的β-氧化和α-氧化都是从羧基端开始的。
（）2,只有偶数碳原子的脂肪才能经β-氧化降解成乙酰CoA.。
（ ）3．脂肪酸从头合成中，将糖代谢生成的乙酰CoA从线粒体内转移到胞液中的化合物是苹果酸。
（）4．脂肪酸的从头合成需要柠檬酸裂解提供乙酰CoA.。
（）5．脂肪酸β-氧化酶系存在于胞浆中。
（）6．肉毒碱可抑制脂肪酸的氧化分解。
（ ）7．萌发的油料种子和某些微生物拥有乙醛酸循环途径，可利用脂肪酸α-氧化生成的乙酰CoA合成苹果酸，为糖异生和其它生物合成提供碳源。
（ ）8．在真核细胞内，饱和脂肪酸在O2的参与下和专一的去饱和酶系统催化下进一步生成各种长链脂肪酸。
（ ）9．脂肪酸的生物合成包括二个方面：饱和脂肪酸的从头合成及不饱和脂肪酸的合成。
（）10．甘油在甘油激酶的催化下，生成α-磷酸甘油，反应消耗ATP，为可逆反应。
（五）完成反应式
1,脂肪酸 + ATP +（ ）→ （ ）+（ ）+（ ）
催化此反应的酶是：脂酰CoA合成酶
2．甘油二酯 + R3CO-S-CoA → （ ）+ HSCoA
催化此反应的酶是：（ ）
3．乙酰CoA + CO2 + ATP → （ ）+ ADP + Pi
催化此反应的酶是：( )
4．3-磷酸甘油 + （ ）→ （ ）+ NADH + H+
催化此反应的酶是：磷酸甘油脱氢酶
（六）问答题及计算题
1,按下述几方面，比较脂肪酸氧化和合成的差异：
（1）进行部位；
（2）酰基载体；
（3）所需辅酶
（4）β-羟基中间物的构型
（5）促进过程的能量状态
（6）合成或降解的方向
（7）酶系统
2,在脂肪生物合成过程中，软脂酸和硬脂酸是怎样合成的？
3,什么是乙醛酸循环，有何生物学意义？
4,在脂肪酸合成中，乙酰CoA.羧化酶起什么作用？
5．说明动物、植物、细菌在合成不饱和脂肪酸方面的差异。
6．1mol软脂酸完全氧化成CO2和H2O可生成多少mol ATP？若1g软脂酸完全氧化时的ΔG0ˊ=9kcal,软脂酸的分子量位56.4，试求能量转化为ATP的效率。
7．1mol甘油完全氧化成CO2和H2O时净生成可生成多少mol ATP？假设在外生成NADH都通过磷酸甘油穿梭进入线粒体。
三、习题解答
（一、）名词解释：
1．必需脂肪酸：为人体生长所必需但有不能自身合成，必须从事物中摄取的脂肪酸。在脂肪中有三种脂肪酸是人体所必需的，即亚油酸，亚麻酸，花生四烯酸。
2.α-氧化：α-氧化作用是以具有3-18碳原子的游离脂肪酸作为底物，有分子氧间接参与，经脂肪酸过氧化物酶催化作用，由α碳原子开始氧化，氧化产物是D-α-羟脂肪酸或少一个碳原子的脂肪酸。
3,脂肪酸的β-氧化：脂肪酸的β-氧化作用是脂肪酸在一系列酶的作用下，在α碳原子和β碳原子之间断裂，β碳原子氧化成羧基生成含2个碳原子的乙酰CoA和比原来少2个碳原子的脂肪酸。
4,脂肪酸ω-氧化：ω-氧化是C5、C6、C10、C12脂肪酸在远离羧基的烷基末端碳原子被氧化成羟基，再进一步氧化而成为羧基，生成α,ω-二羧酸的过程。
5,乙醛酸循环：一种被修改的柠檬酸循环，在其异柠檬酸和苹果酸之间反应顺序有改变，以及乙酸是用作能量和中间物的一个来源。某些植物和微生物体内有此循环，他需要二分子乙酰辅酶A的参与；并导致一分子琥珀酸的合成。
6,柠檬酸穿梭：就是线粒体内的乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸，然后经内膜上的三羧酸载体运至胞液中，在柠檬酸裂解酶催化下，需消耗ATP将柠檬酸裂解回草酰乙酸和，后者就可用于脂肪酸合成，而草酰乙酸经还原后再氧化脱羧成丙酮酸，丙酮酸经内膜载体运回线粒体，在丙酮酸羧化酶作用下重新生成草酰乙酸，这样就可又一次参与转运乙酰CoA的循环。
7．乙酰CoA羧化酶系：大肠杆菌乙酰CoA羧化酶含生物素羧化酶、生物素羧基载体蛋白（BCCP）和转羧基酶三种组份，它们共同作用催化乙酰CoA的羧化反应，生成丙二酸单酰-CoA。
8．脂肪酸合酶系统：脂肪酸合酶系统包括酰基载体蛋白（ACP）和6种酶，它们分别是：乙酰转酰酶；丙二酸单酰转酰酶；β-酮脂酰ACP合成酶；β-酮脂酰ACP还原酶；β-羟；脂酰ACP脱水酶；烯脂酰ACP还原酶。
（二）填空题
1．脂肪；甘油；脂肪酸
2．ATP-Mg2+ ；CoA-SH；脂酰S-CoA；肉毒碱-脂酰转移酶系统
3．0.5n-1；0.5n；0.5n-1；0.5n-1
4．异柠檬酸裂解酶；苹果酸合成酶；三羧酸；脱羧；三羧酸
5．乙酰CoA；丙二酸单酰CoA；NADPH+H+
6．生物素；ATP；乙酰CoA；HCO3- ；丙二酸单酰CoA；激活剂；抑制剂
7．ACP；CoA；4’-磷酸泛酰巯基乙胺
8．软脂酸；线粒体；内质网；细胞溶质
9．氧化脱氢；厌氧；
10．3-磷酸甘油；脂酰-CoA；磷脂酸；二酰甘油；二酰甘油转移酶
11．CDP-二酰甘油；UDP-G；ADP-G
（三）选择题
1．A,脂肪酸β-氧化酶系分布于线粒体基质内。酰基载体蛋白是脂肪酸合成酶系的蛋白辅酶。脂肪酸β-氧化生成NADH，而葡萄糖转变成丙酮酸需要NAD+。
2．A：脂肪酸氧化在线粒体进行，连续脱下二碳单位使烃链变短。产生的ATP供细胞利用。肉毒碱能促进而不是抑制脂肪酸氧化降解。脂肪酸形成酰基CoA后才能氧化降解。
3．D：参与脂肪酸β-氧化的辅因子有CoASH,FAD,NAD+,FAD。
4．ABCD：
5．A：脂肪酸从头合成的整个反应过程需要一种脂酰基载体蛋白即ACP的参与。
6．ABCD,
7．BCD：必需脂肪酸一般都是不饱和脂肪酸，它们是亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸。
8．AC：在脂肪酸合成中以NADPH为供氢体，在脂肪酸氧化时以FAD和NAD+两者做辅助因子。在脂肪酸合成中，酰基载体蛋白和辅酶A都含有泛酰基乙胺，乙酰CoA羧化成丙二酸单酰CoA，从而活化了其中乙酰基部分，以便加在延长中的脂肪酸碳键上。脂肪酸合成是在线粒体外，而氧化分解则在线粒体内进行。
9．ABC：脂类是难溶于水、易溶于有机溶剂的一类物质。脂类除含有碳、氢、氧外还含有氮及磷。脂类的主要储存形式是甘油三酯，后者完全不能在水中溶解。脂类主要的结构形式是磷脂，磷脂能部分溶解于水。
10．A：乙酰CoA羧化酶催化的反应为不可逆反应。
11．ABC：
12．A：甘油三酯完全氧化，每克产能为9.3千卡；糖或蛋白质为4.1千卡/克。则脂类产能约为糖或蛋白质的二倍。
13．D：软脂酰CoA在β-氧化第一次循环中产生乙酰CoA、FADH2、NADH+H+以及十四碳的活化脂肪酸个一分子。十四碳脂肪酸不能直接进入柠檬酸循环彻底氧化。FADH2和NADH+H+进入呼吸链分别生成2ATP和3ATP。乙酰CoA进入柠檬酸循环彻底氧化生成12ATP。所以共生成17ATP。
14．E,
15．D：3-磷酸甘油和两分子酰基辅酶A反应生成磷脂酸。磷脂酸在磷脂酸磷酸酶的催化下水解生成磷酸和甘油二酯，后者与另一分子酰基辅酶A反应生成甘油三酯。
16．C：肉毒碱转运胞浆中活化的长链脂肪酸越过线粒体内膜。位于线粒体内膜外侧的肉毒碱脂酰转移酶Ⅰ催化脂酰基由辅酶A转给肉毒碱，位于线粒体内膜内侧的肉毒碱脂酰转移酶Ⅱ催化脂酰基还给辅酶A。中链脂肪酸不需借助肉毒碱就能通过线粒体内膜或细胞质膜。
（四）是非题
1,对：
2,错：
3,错：脂肪酸从头合成中，将糖代谢生成的乙酰CoA从线粒体内转移到胞液中的化合物 是柠檬酸
4,对：
5,错：脂肪酸β-氧化酶系存在于线粒体。
6,错：肉毒碱可促进脂肪酸的氧化分解。
7,错：萌发的油料种子和某些微生物拥有乙醛酸循环途径，可利用脂肪酸β-氧化生成 的乙酰CoA合成苹果酸，为糖异生和其它生物合成提供碳源。
8,错：在真核细胞内，饱和脂肪酸在O2的参与下和专一的去饱和酶系统催化下进一步生成各种不饱和脂肪酸。
9,错：脂肪酸的生物合成包括三个方面：饱和脂肪酸的从头合成、脂肪酸碳链的延长及不饱和脂肪酸的合成。
10．错：甘油在甘油激酶的催化下，生成α-磷酸甘油，反应消耗ATP，为不可逆反应
（五）完成反应式
1,脂肪酸 + ATP +（CoA）→ （脂酰-S-CoA）+（AMP）+（PPi）
催化此反应的酶是：脂酰CoA合成酶
2．甘油二酯 + R3CO-S-CoA → （甘油三酯）+ HSCoA
催化此反应的酶是：（甘油三酯转酰基酶）
3．乙酰CoA + CO2 + ATP → （丙二酰单酰CoA ）+ ADP + Pi
催化此反应的酶是：（丙二酰单酰CoA 羧化酶）
4．3-磷酸甘油 + （NAD+）→ （磷酸二羟丙酮）+ NADH + H+
催化此反应的酶是：磷酸甘油脱氢酶
（六）问答题及计算题（解题要点）
1． 答：氧化在线粒体，合成在胞液；氧化的酰基载体是辅酶A，合成的酰基载体是酰基载体蛋白；氧化是FAD和NAD+，合成是NADPH；氧化是L型，合成是D型。氧化不需要CO2，合成需要CO2；氧化为高ADP水平，合成为高ATP水平。氧化是羧基端向甲基端，合成是甲基端向羧基端；脂肪酸合成酶系为多酶复合体，而不是氧化酶。
2． 答：（1）软脂酸合成：软脂酸是十六碳饱和脂肪酸，在细胞液中合成，合成软脂酸需要两个酶系统参加。一个是乙酰CoA羧化酶，他包括三种成分，生物素羧化酶、生物素羧基载体蛋白、转羧基酶。由它们共同作用，催化乙酰CoA转变为丙二酸单酰CoA。另一个是脂肪酸合成酶，该酶是一个多酶复合体，包括6种酶和一个酰基载体蛋白，在它们的共同作用下，催化乙酰CoA和丙二酸单酰CoA，合成软脂酸其反应包括4步，即缩合、还原、脱水、再缩合，每经过4步循环，可延长2个碳。如此进行，经过7次循环即可合成软脂酰—ACP。软脂酰—ACP在硫激酶作用下分解，形成游离的软脂酸。软脂酸的合成是从原始材料乙酰CoA开始的所以称之为从头合成途径。
（2）硬脂酸的合成，在动物和植物中有所不同。在动物中，合成地点有两处，
即线粒体和粗糙内质网。在线粒体中，合成硬脂酸的碳原子受体是软脂酰CoA，碳原子的给体是乙酰CoA。在内质网中，碳原子的受体也是软脂酰CoA，但碳原子的给体是丙二酸单酰CoA。在植物中，合成地点是细胞溶质。碳原子的受体不同于动物，是软脂酰ACP；碳原子的给体也不同与动物，是丙二酸单酰ACP。在两种生物中，合成硬脂酸的还原剂都是一样的。
1．答：乙醛酸循环是一个有机酸代谢环，它存在于植物和微生物中，在动物组织中尚未发现。乙醛酸循环反应分为五步（略）。总反应说明，循环每转1圈需要消耗2分子乙酰CoA，同时产生1分子琥珀酸。琥珀酸产生后，可进入三羧酸循环代谢，或者变为葡萄糖。
乙醛酸循环的意义有如下几点：（1）乙酰CoA经乙醛酸循环可琥珀酸等有机酸，这些有机酸可作为三羧酸循环中的基质。（2）乙醛酸循环是微生物利用乙酸作为碳源建造自身机体的途径之一。（3）乙醛酸循环是油料植物将脂肪酸转变为糖的途径。
2．答：在饱和脂肪酸的生物合成中，脂肪酸碳链的延长需要丙二酸单酰CoA。乙酰CoA羧化酶的作用就是催化乙酰CoA和HCO3-合成丙二酸单酰CoA，为脂肪酸合成提供三碳化合物。乙酰CoA羧化酶催化反应（略）。乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成反应中的一种限速调节酶，它受柠檬酸的激活，但受棕榈酸的反馈抑制。
3．答：在植物中，不仅可以合成单不饱和脂肪酸，而且可以合成多不饱和脂肪酸，例如亚油酸、亚麻酸和桐油酸等。植物体中单不饱和脂肪酸的合成，主要是通过氧化脱氢途径进行。这个氧化脱氢反应需要氧分子和NADPH+H+参加，另外还需要黄素蛋白和铁氧还蛋白参加，由去饱和酶催化。植物体中多不饱和脂肪酸的合成，主要是在单不饱和脂肪酸基础上进一步氧化脱氢，可生成二烯酸和三烯酸，由专一的去饱和酶催化并需氧分子和NADPH+H+参加。
在哺乳动物中，仅能合成单不饱和脂肪酸，如油酸，不能合成多不饱和脂肪酸，动物体内存在的多不饱和脂肪酸，如亚油酸等，完全来自植物油脂，由食物中摄取。动物体内单不饱和脂肪酸的合成，是通过氧化脱氢途径进行的。由去饱和酶催化，该酶存在于内质网膜上，反应需要氧分子和NADPH+H+参与，此外还需要细胞色素b5和细胞色素b5还原酶存在，作为电子的传递体。整个过程传递4个电子，所形成的产物含顺式—9—烯键。
细菌中，不饱和脂肪酸的合成不同于动、植物，动植物是通过有氧途径，而细菌是通过厌氧途径，细菌先通过脂肪酸合成酶系，合成十碳的β-羟癸酰-SACP；然后在脱水酶作用下，形成顺—β，γ癸烯酰SACP;再在此化合物基础上，形成不同长度的单烯酰酸.
（七）计算题
1．答：软脂酸经β-氧化，则生成8个乙酰CoA，7个FADH2和7个NADH+H+。
乙酰CoA在三羧酸循环中氧化分解，一个乙酰CoA生成12个ATP，
所以 12×8=96ATP，7个FADH2经呼吸链氧化可生成2×7=14 ATP，
7NADH+H+经呼吸链氧化可生成3×7=21 ATP，三者相加，减去消耗掉1个ATP，实得96+14+21-1=130mol/LATP。
每有1mol/L软脂酸氧化，即可生成130mol/LATP。
软脂酸的分子量为256.4，所以软脂酸氧化时的ΔG0ˊ=256.4×9000=2.31×106cal/mol,130molATP贮存能量7.3×130=949Kcal
贮存效率=949×100/2.31×103=41.08%
2,答：甘油磷酸化消耗 -1ATP
磷酸甘油醛脱氢，FADH2，生成 2 ATP
磷酸二羟丙酮酵解生成 2 ATP
磷酸甘油醛脱氢NAD、NADH（H+）穿梭生成 2或3 ATP
丙酮酸完全氧化 15 ATP
20或21 mol/LATP
第八章 含氮化合物代谢
（一）名词解释
1．蛋白酶（Proteinase）
2．肽酶（Peptidase）
3．氮平衡（Nitrogen balance）
4．生物固氮（Biological nitrogen fixation）
5．硝酸还原作用（Nitrate reduction）
6．氨的同化（Incorporation of ammonium ions into organic molecules）
7．转氨作用（Transamination）
8．尿素循环（Urea cycle）
9．生糖氨基酸（Glucogenic amino acid）
10．生酮氨基酸（Ketogenic amino acid）
11．核酸酶（Nuclease）
12．限制性核酸内切酶（Restriction endonuclease）
13．氨基蝶呤（Aminopterin）
14．一碳单位（One carbon unit）
（二）英文缩写符号
1．GOT 2．GPT 3．APS 4．PAL 5．PRPP
6．SAM 7．GDH 8．IMP
（三）填空
1．生物体内的蛋白质可被 和 共同作用降解成氨基酸。
2．多肽链经胰蛋白酶降解后，产生新肽段羧基端主要是 和 氨基酸残基。
3．胰凝乳蛋白酶专一性水解多肽链由 族氨基酸 端形成的肽键。
4．氨基酸的降解反应包括,和 作用。
5．转氨酶和脱羧酶的辅酶通常是 。
6．谷氨酸经脱氨后产生 和氨，前者进入 进一步代谢。
7．尿素循环中产生的 和 两种氨基酸不是蛋白质氨基酸。
8．尿素分子中两个N原子，分别来自 和 。
9．生物固氮作用是将空气中的 转化为 的过程。
10．固氮酶由 和 两种蛋白质组成，固氮酶要求的反应条件是,和 。
11．硝酸还原酶和亚硝酸还原酶通常以 或 为还原剂。
12．芳香族氨基酸碳架主要来自糖酵解中间代谢物 和磷酸戊糖途径的中间代谢物 。
13．组氨酸合成的碳架来自糖代谢的中间物 。
14．氨基酸脱下氨的主要去路有,和 。
15．胞嘧啶和尿嘧啶经脱氨、还原和水解产生的终产物为 。
16．参与嘌呤核苷酸合成的氨基酸有,和 。
17．尿苷酸转变为胞苷酸是在 水平上进行的。
18．脱氧核糖核苷酸的合成是由 酶催化的，被还原的底物是 。
19．在嘌呤核苷酸的合成中,腺苷酸的C-6氨基来自 ；鸟苷酸的C-2氨基来自 。
20．对某些碱基顺序有专一性的核酸内切酶称为 。
21．多巴是 经 作用生成的。
22．生物体中活性蛋氨酸是,它是活泼 的供应者。
（四）选择题
1．转氨酶的辅酶是：
A．NAD+ B．NADP+ C．FAD D．磷酸吡哆醛
2．下列哪种酶对有多肽链中赖氨酸和精氨酸的羧基参与形成的肽键有专一性：
A．羧肽酶 B．胰蛋白酶
C．胃蛋白酶 D．胰凝乳蛋白酶
3．参与尿素循环的氨基酸是：
A．组氨酸 B．鸟氨酸 C．蛋氨酸 D．赖氨酸
4．γ-氨基丁酸由哪种氨基酸脱羧而来:
A．Gln B．His C．Glu D．Phe
5．经脱羧后能生成吲哚乙酸的氨基酸是：
A．Glu B,His C,Tyr D,Trp
6．L-谷氨酸脱氢酶的辅酶含有哪种维生素：
A．VB1 B,VB2 C,VB3 D,VB5
7．磷脂合成中甲基的直接供体是：
A．半胱氨酸 B．S-腺苷蛋氨酸 C．蛋氨酸 D．胆碱
8．在尿素循环中，尿素由下列哪种物质产生：
A．鸟氨酸 B．精氨酸 C．瓜氨酸 D．半胱氨酸
9．需要硫酸还原作用合成的氨基酸是：
A．Cys B．Leu C．Pro D．Val
10．下列哪种氨基酸是其前体参入多肽后生成的：
A．脯氨酸 B．羟脯氨酸 C．天冬氨酸 D．异亮氨酸
11．组氨酸经过下列哪种作用生成组胺的：
A．还原作用 B．羟化作用
C．转氨基作用 D．脱羧基作用
12．氨基酸脱下的氨基通常以哪种化合物的形式暂存和运输：
A．尿素 B．氨甲酰磷酸 C．谷氨酰胺 D．天冬酰胺
13．丙氨酸族氨基酸不包括下列哪种氨基酸：
A．Ala B．Cys C．Val D．Leu
14．组氨酸的合成不需要下列哪种物质：
A．PRPP B．Glu C．Gln D．Asp
15．合成嘌呤和嘧啶都需要的一种氨基酸是：
A．Asp B．Gln C．Gly D．Asn
16．生物体嘌呤核苷酸合成途径中首先合成的核苷酸是：
A．AMP B．GMP C．IMP D．XMP
17．人类和灵长类嘌呤代谢的终产物是：
A．尿酸 B．尿囊素 C．尿囊酸 D．尿素
18．从核糖核苷酸生成脱氧核糖核苷酸的反应发生在：
A．一磷酸水平 B．二磷酸水平
C．三磷酸水平 D．以上都不是
19．在嘧啶核苷酸的生物合成中不需要下列哪种物质：
A．氨甲酰磷酸 B．天冬氨酸
C．谷氨酰氨 D．核糖焦磷酸
20．用胰核糖核酸酶降解RNA，可产生下列哪种物质：
A．3′-嘧啶核苷酸 B．5′-嘧啶核苷酸
C．3′-嘌呤核苷酸 D．5′-嘌呤核苷酸
（五）是非判断题
（ ）1．蛋白质的营养价值主要决定于氨基酸酸的组成和比例。
（ ）2．谷氨酸在转氨作用和使游离氨再利用方面都是重要分子。
（ ）3．氨甲酰磷酸可以合成尿素和嘌呤。
（ ）4．半胱氨酸和甲硫氨酸都是体内硫酸根的主要供体。
（ ）5．生物固氮作用需要厌氧环境，是因为钼铁蛋白对氧十分敏感。
（ ）6．磷酸吡哆醛只作为转氨酶的辅酶。
（ ）7．在动物体内，酪氨酸可以经羟化作用产生去甲肾上腺素和肾上腺素。
（ ）8．固氮酶不仅能使氮还原为氨，也能使质子还原放出氢气。
（ ）9．芳香族氨基酸都是通过莽草酸途径合成的。
（ ）10．丝氨酸能用乙醛酸为原料来合成。
（ ）11．限制性内切酶的催化活性比非限制性内切酶的催化活性低。
（ ）12．尿嘧啶的分解产物β-丙氨酸能转化成脂肪酸。
（ ）13．嘌呤核苷酸的合成顺序是，首先合成次黄嘌呤核苷酸，再进一步转化为腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。
（ ）14．嘧啶核苷酸的合成伴随着脱氢和脱羧反应。
（ ）15．脱氧核糖核苷酸的合成是在核糖核苷三磷酸水平上完成的。
（六）反应方程式
1,谷氨酸 + NAD(P)+ + H2O 一→（ ） + NAD(P)H +NH3
催化此反应的酶是：（ ）
2．谷氨酸 + NH3 + ATP 一→ （ ） + （ ） + Pi + H2O
催化此反应的酶是：（ ）
3．谷氨酸 + （ ） 一→（ ） + 丙氨酸催化此反应的酶是：谷丙转氨酶
4,5′磷酸核糖 + ATP 一→ （ ）+（ ）
催化此反应的酶是：PRPP合成酶：
5,NMP + ATP → （ ） + ADP
催化此反应的酶是：（ ）
1．dUMP + N5,10亚甲四氢叶酸 → （ ） + （ ）
催化此反应的酶是：胸腺嘧啶核苷酸合酶：
（七）问答题
1．举例说明氨基酸的降解通常包括哪些方式？
2．用反应式说明α-酮戊二酸是如何转变成谷氨酸的，有哪些酶和辅因子参与？
3．什么是尿素循环，有何生物学意义？
4．什么是必需氨基酸和非必需氨基酸？
5．为什么说转氨基反应在氨基酸合成和降解过程中都起重要作用？
6．核酸酶包括哪几种主要类型？
7．嘌呤核苷酸分子中各原子的来源及合成特点怎样？
8．嘧啶核苷酸分子中各原子的来源及合成特点怎样？
三、参考答案
（一）名词解释
1．蛋白酶：以称肽链内切酶（Endopeptidase），作用于多肽链内部的肽键，生成较原来含氨基酸数少的肽段，不同来源的蛋白酶水解专一性不同。
2．肽酶：只作用于多肽链的末端，根据专一性不同，可在多肽的N-端或C-端水解下氨基酸，如氨肽酶、羧肽酶、二肽酶等。
3．氮平衡：正常人摄入的氮与排出氮达到平衡时的状态，反应正常人的蛋白质代谢情况。
4．生物固氮：利用微生物中固氮酶的作用，在常温常压条件下将大气中的氮还原为氨的过程（N2 + 3H2→ 2 NH3）。
5．硝酸还原作用：在硝酸还原酶和亚硝酸还原酶的催化下，将硝态氮转变成氨态氮的过程，植物体内硝酸还原作用主要在叶和根进行。
6．氨的同化：由生物固氮和硝酸还原作用产生的氨，进入生物体后被转变为含氮有机化合物的过程。
7．转氨作用：在转氨酶的作用下，把一种氨基酸上的氨基转移到α-酮酸上，形成另一种氨基酸。
8．尿素循环：尿素循环也称鸟氨酸循环，是将含氮化合物分解产生的氨转变成尿素的过程，有解除氨毒害的作用。
9．生糖氨基酸：在分解过程中能转变成丙酮酸、α-酮戊二酸乙、琥珀酰辅酶A、延胡索酸和草酰乙酸的氨基酸称为生糖氨基酸。
10．生酮氨基酸：在分解过程中能转变成乙酰辅酶A和乙酰乙酰辅酶A的氨基酸称为生酮氨基酸。
11．核酸酶：作用于核酸分子中的磷酸二酯键的酶，分解产物为寡核苷酸或核苷酸，根据作用位置不同可分为核酸外切酶和核酸内切酶。
12．限制性核酸内切酶：能作用于核酸分子内部，并对某些碱基顺序有专一性的核酸内切酶，是基因工程中的重要工具酶。
13．氨基蝶呤：对嘌呤核苷酸的生物合成起竞争性抑制作用的化合物，与四氢叶酸结构相似，又称氨基叶酸。
14．一碳单位：仅含一个碳原子的基团如甲基（CH3-、亚甲基（CH2=）、次甲基（CH≡）、甲酰基（O=CH-)、亚氨甲基（HN=CH-）等，一碳单位可来源于甘氨酸、苏氨酸、丝氨酸、组氨酸等氨基酸，一碳单位的载体主要是四氢叶酸，功能是参与生物分子的修饰。
（二）英文缩写符号
1．GOT（Glutamate-oxaloacetate transaminase）：谷草转氨酶，
2．GPT（Glutamate-pyruvate transaminase）：谷丙转氨酶
3．APS（Adenosine phosphosulfate）：腺苷酰硫酸
4．PAL（Pheny-lalanine ammonia lyase）：苯丙氨酸解氨酶
5．PRPP（Phosphoribosyl pyrophosate）：5-磷酸核糖焦磷酸
6．SAM （S-adenoymethionine）：S-腺苷蛋氨酸
7．GDH （Glutamate drhyddrogenase）：谷氨酸脱氢酶
8．IMP（Inosinic acid）：次黄嘌呤核苷酸
（三）填空
1．蛋白酶；肽酶
2．赖氨酸；精氨酸
3．芳香；羧基
4．脱氨；脱羧；羟化
5．磷酸吡哆醛
6．α-酮戊二酸；三羧酸循环；
7．鸟氨酸；瓜氨酸
8．氨甲酰磷酸；天冬氨酸
9．N2；HN3
10．钼铁蛋白；铁蛋白；还原剂；ATP；厌氧环境
11．NAD（P）；铁氧还蛋白
12．磷酸烯醇式丙酮酸；4-磷酸赤藓糖
13．核糖
14．生成尿素；合成谷氨酰胺；再合成氨基酸
15．β-丙氨酸
16．甘氨酸；天冬氨酸；谷氨酰胺
17．尿苷三磷酸
18．核糖核苷二磷酸还原酶；核苷二磷酸
19．天冬氨酸；谷氨酰胺
20．限制性核酸内切酶
21．酪氨酸；羟化
22．S-腺苷蛋氨酸；甲基
（四）选择题
1．（D）A、B和C通常作为脱氢酶的辅酶，磷酸吡哆醛可作为转氨酶、脱羧酶和消旋酶的辅酶。
2．（B）胰蛋白酶属于肽链内切酶，专一水解带正电荷的碱性氨基酸羧基参与形成的肽键；羧肽酶是外肽酶，在蛋白质的羧基端逐个水解氨基酸；胰凝乳蛋白酶能专一水解芳香族氨基酸羧基参与形成的肽键；胃蛋白质酶水解专一性不强。
3．（B）氨基酸降解后产生的氨累积过多会产生毒性。游离的氨先经同化作用生成氨甲酰磷酸，再与鸟氨酸反应进入尿素循环（也称鸟氨酸循环），产生尿素排出体外。
4．（C）
5．（D）
6．（D）谷氨酸脱氢酶催化的反应要求NAD+和NADP+，NAD+和NADP+是含有维生素B5（烟酰胺）的辅酶。焦磷酸硫胺素是维生素B1的衍生物，常作为α-酮酸脱羧酶和转酮酶的辅酶。FMN和FAD是维生素B2的衍生物，是多种氧化还原酶的辅酶。辅酶A是含有维生素B3的辅酶，是许多酰基转移酶的辅酶。
7．（B）S-腺苷蛋氨酸是生物体内甲基的直接供体。
8．（B）尿素循环中产生的精氨酸在精氨酸酶的作用下水解生成尿素和鸟氨酸。
9．（A）半胱氨酸的合成需要硫酸还原作用提供硫原子。半胱氨酸降解也是生物体内生成硫酸根的主要来源。
10．（B）羟脯氨酸不直接参与多肽合成，而是多肽形成后在脯氨酸上经脯氨酸羟化酶催化形成的。是胶原蛋白中存在的一种稀有氨基酸。
11．（D）组氨是组氨酸经脱羧基作用生成的。催化此反应的酶是组氨酸脱羧酶，此酶与其它氨基酸脱羧酶不同，它的辅酶不是磷酸吡哆醛。
12．（C）谷氨酰胺可以利用谷氨酸和游离氨为原料，经谷氨酰胺合酶催化生成，反应消耗一分子ATP。
13．（B）
14．（D）
15．（A）
16．（C）在嘌呤核苷酸生物合成中首先合成次黄嘌呤核苷酸（IMP），次黄嘌呤核苷酸氨基化生成嘌呤核苷酸，次黄嘌呤核苷酸先氧化成黄嘌呤核苷酸（XMP），再氨基化生成鸟嘌呤核苷酸。
17．（A）人类、灵长类、鸟类及大多数昆虫嘌呤代谢的最终产物是尿酸，其它哺乳动物是尿囊素，某些硬骨鱼可将尿囊素继续分解为尿囊酸，大多数鱼类生成尿素。
18．（B）脱氧核糖核苷酸的合成，是以核糖核苷二磷酸为底物，在核糖核苷二磷酸还原酶催化下生成的。
19．（C）
20．（A）胰核糖核酸酶是具有高度专一性的核酸内切酶，基作用位点为嘧啶核苷-3′磷酸基与下一个核苷酸的-5′羟基形成的酯键。因此，产物是3′嘧啶核苷酸或以3′嘧啶核苷酸结尾的寡核苷酸。
（五）是非判断题
1．对：摄入蛋白质的营养价值，在很大程度上决定于蛋白质中必需氨基酸的组成和比例，必需氨基酸的组成齐全，且比例合理的蛋白质营养价值高。
2．对：在转氨基作用中谷氨酸是最主要的氨基供体，用于合成其它氨基酸；谷氨酸也可在谷氨酰氨合成酶的催化下结合游离氨形成谷氨酰氨，谷氨酰氨再与α-酮戊二酸反应生成二分子谷氨酸，使游离氨得到再利用。
3．错：氨甲酰磷酸可以经尿素循环生成尿素，也参与嘧啶核苷酸的合成，但与嘌呤核苷酸的合成无关。
4．错：半胱氨酸体内硫酸根的主要供体，甲硫氨酸是体内甲基的主要供体。
5．错：固氮酶包括钼铁蛋白和铁蛋白二种蛋白质组分，其中铁蛋白对氧十分敏感，要求严格厌氧环境，以便有较低的氧化还原电位还原钼铁蛋白。
6．错：磷酸吡哆醛徐作为转氨酶的辅酶外，还可作为脱羧酶和消旋酶的辅酶。
7．对：酪氨酸在酪氨酸酶催化下发生羟化生成多巴（3，4-二羟苯丙氨酸），多巴脱羧生成多巴胺（3，4-二羟苯乙胺），多巴和多巴胺可进一步生成去甲肾上腺素和肾上腺素。
8．对：固氮酶能还原质子（H+）而放出氢（H2），氢在氢酶的作用下将电子传给铁氧还蛋白，使氢作为还原氮的电子供体。
9．对：磷酸烯醇式丙酮酸和磷酸赤藓糖首先形成莽草酸，进而形成色氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸，反应过程称为莽草酸途径。
10．对：在光合生物中，由光呼吸产生的乙醛酸经转氨作用可生成甘氨酸，二分子甘氨酸脱羧脱氨形成一分子丝氨酸。
11．错：限制性内切酶比非限制性内切酶专一性高，与酶活力高低无关。
12．对：尿嘧啶分解产生的β-丙氨酸脱氨后生成甲酰乙酸，再脱羧生成乙酸，进而转化成乙酰辅酶A，参与脂肪酸合成。
13．对：生物体可以利用二氧化碳、甲酸盐、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺和磷酸核糖合成嘌呤核苷酸，首先合成次黄嘌呤核苷酸，再经转氨基作用形成腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。
14．对：在嘧啶合成过程中，氨甲酰磷酸和天冬氨酸合成的氨甲酰天冬氨酸首先脱氢生成乳清酸，氢受体是NAD+，乳清酸与PRPP结合形成乳清酸核苷酸，后者脱羧形成尿苷酸。
15．错：脱氧核糖核苷酸的合成是在核糖核苷二磷酸水平上由核糖核苷二磷酸还原酶催化完成的，反应需要还原剂，大肠杆菌中为硫氧还蛋白和NADPH。
（六）反应方程式
1,谷氨酸 + NAD(P)+ + H2O →（α-酮戊二酸） + NAD(P)H +NH3
催化此反应的酶是：（谷氨酸脱氢酶）
2．谷氨酸 + NH3 + ATP → （谷氨酰胺） + （ADP） + Pi + H2O
催化此反应的酶是：（谷氨酰胺合酶）
3．谷氨酸 + （丙酮酸）→（α-酮戊二酸） + 丙氨酸催化此反应的酶是：谷丙转氨酶
4,5′磷酸核糖 + ATP → （5′磷酸核糖焦磷酸）+（AMP）
催化此反应的酶是：PRPP合成酶：
5,NMP + ATP → （NDP） + ADP
催化此反应的酶是：（核苷酸激酶）
6．dUMP + N5,10亚甲四氢叶酸 → （dTMP） + （二氢叶酸）
催化此反应的酶是：胸腺嘧啶核苷酸合酶：
（七）问答题（答题要点）
1．答：（1）脱氨基作用：包括氧化脱氨和非氧化脱氨，分解产物为α-酮酸和氨。
（2）脱羧基作用：氨基酸在氨基酸脱羧酶的作用下脱羧，生成二氧化碳和胺类化合物。
（3）羟化作用：有些氨基酸（如酪氨酸）降解时首先发生羟化作用，生成羟基氨基酸，再脱羧生成二氧化碳和胺类化合物。
2．答：（1）谷氨酸脱氢酶反应：
α-酮戊二酸 + NH3 +NADH → 谷氨酸 + NAD+ + H2O
（2）谷氨酸合酶-谷氨酰胺合酶反应：
谷氨酸 + NH3 +ATP →谷氨酰胺 +ADP + Pi + H2O
谷氨酰胺 +α-酮戊二酸 + 2H → 2谷氨酸还原剂（2H）：可以是NADH、NADPH和铁氧还蛋白
3．答：（1）尿素循环：尿素循环也称鸟氨酸循环，是将含氮化合物分解产生的氨经过一系列反应转变成尿素的过程。有解除氨毒害的作用
（2）生物学意义：有解除氨毒害的作用
4．答：（1）必需氨基酸：生物体本身不能合成而为机体蛋白质合成所必需的氨基酸称为必需氨基酸，人的必需氨基酸有8种。
（2）非必需氨基酸：生物体本身能合成的蛋白质氨基酸称为非必需氨基酸，人的非必需氨基酸有12种。
5．答：（1）在氨基酸合成过程中，转氨基反应是氨基酸合成的主要方式，许多氨基酸的合成可以通过转氨酶的催化作用，接受来自谷氨酸的氨基而形成。
（2）在氨基酸的分解过程中，氨基酸也可以先经转氨基作用把氨基酸上的氨基转移到α-酮戊二酸上形成谷氨酸，谷氨酸在谷氨酸脱羟酶的作用上脱去氨基。
6．答：（1）脱氧核糖核酸酶（DNase）：作用于DNA分子。
（2）核糖核酸酶（DNase）：作用于RNA分子。
（3）核酸外切酶：作用于多核苷酸链末端的核酸酶，包括3′核酸外切酶和5′核酸外切酶。
（4）核酸内切酶：作用于多核苷酸链内部磷酸二酯键的核酸酶，包括碱基专一性核酸内切酶和碱基序列专一性核酸内切酶（限制性核酸内切酶）
7．答：（1）各原子的来源：N1-天冬氨酸；C2和C8-甲酸盐；N7、C4和C5-甘氨酸；C6-二氧化碳；N3和N9-谷氨酰胺；核糖-磷酸戊糖途径的5′磷酸核糖
（2）合成特点：5′磷酸核糖开始→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）→次黄嘌呤核苷酸（C2）。
8．答：（1）各原子的来源：N1、C4、C5、C6-天冬氨酸；C2-二氧化碳；N3-氨；核糖-磷酸戊糖途径的5′磷酸核糖。
（2）合成特点：氨甲酰磷酸 + 天冬氨酸 → 乳清酸
乳清酸 + PRPP →乳清酸核苷-5′-磷酸 → 尿苷酸第九章 核酸的生物合成
（一）名词解释
1．半保留复制（semiconservative replication）
2．不对称转录（asymmetric trancription）
3．逆转录（reverse transcription）
4．冈崎片段（Okazaki fragment）
5．复制叉（replication fork）
6．领头链（leading strand）
7．随后链（lagging strand）
8．有意义链（sense strand）
9．光复活（photoreactivation）
10．重组修复（recombination repair）
11．内含子（intron）
12．外显子（exon）
13．基因载体（genonic vector）
14．质粒（plasmid）
（二）填空题
1．DNA复制是定点双向进行的,股的合成是,并且合成方向和复制叉移动方向相同； 股的合成是 的，合成方向与复制叉移动的方向相反。每个冈崎片段是借助于连在它的 末端上的一小段 而合成的；所有冈崎片段链的增长都是按 方向进行。
2．DNA连接酶催化的连接反应需要能量，大肠杆菌由 供能，动物细胞由 供能。
3．大肠杆菌RNA聚合酶全酶由 组成；核心酶的组成是 。参与识别起始信号的是 因子。
4．基因有两条链，作为模板指导转录的那条链称 链。
5．以RNA为模板合成DNA称,由 酶催化。
6．DNA或UpGpCpA分别经0.3NKOHR、NaseT1和牛胰RNaseI处理所得结果：
DNA,0.3NKOH,；RNaseT1,；RNase I,;
UpGpCpA：0.3NKOH,；RNaseT1,；RNase I,。
7．基因突变形式分为：,,和 四类。
8．亚硝酸是一个非常有效的诱变剂，因为它可直接作用于DNA，使碱基中 基氧化成 基，造成碱基对的 。
9．所有冈崎片段的延伸都是按 方向进行的。
10．前导链的合成是 的，其合成方向与复制叉移动方向 ；随后链的合成是 的，其合成方向与复制叉移动方向 。
11．引物酶与转录中的RNA聚合酶之间的差别在于它对 不敏感，并可以 作为底物。
12．DNA聚合酶I的催化功能有,,,和 。
13．DNA回旋酶又叫,它的功能是 。
14．细菌的环状DNA通常在一个 开始复制，而真核生物染色体中的线形DNA可以在 起始复制。
15．大肠杆菌DNA聚合酶Ⅲ的 活性使之具有 功能，极大地提高了DNA复制的保真度。
16．大肠杆菌中已发现 种DNA聚合酶，其中 负责DNA复制,负责DNA损伤修复。
17．DNA切除修复需要的酶有,,和 。
18．在DNA复制中,可防止单链模板重新缔合和核酸酶的攻击。
19．DNA合成时，先由引物酶合成,再由 在其3′ 端合成DNA链，然后由 切除引物并填补空隙，最后由 连接成完整的链。
20．原核细胞中各种RNA是 催化生成的，而真核细胞核基因的转录分别由 种RNA聚合酶催化，其中rRNA基因由 转录，hnRNA基因由 转录，各类小分子量RAN则是 的产物。
21．一个转录单位一般应包括 序列,序列和 顺序。
22．真核细胞中编码蛋白质的基因多为 。编码的序列还保留在成熟mRNA中的是,编码的序列在前体分子转录后加工中被切除的是 。在基因中 被
分隔，而在成熟的mRNA序列被拼接起来。
23．染色质中的 蛋白和 蛋白对转录均有调节作用，其中 的调节作用具有组织特异性。
（三）选择题
1．DNA按半保留方式复制。如果一个完全放射标记的双链DNA分子，放在不含有放射标记物的溶液中，进行两轮复制，所产生的四个DNA分子的放射活性将会怎样：
A．半数分子没有放射性 B．所有分子均有放射性
C．半数分子的两条链均有放射性 D．一个分子的两条链均有放射性
E．四个分子均无放射性
2．参加DNA复制的酶类包括：（1）DNA聚合酶Ⅲ；（2）解链酶；（3）DNA聚合酶Ⅰ；（4）RNA聚合酶（引物酶）；（5）DNA连接酶。其作用顺序是：
A．（4）、（3）、（1）、（2）、（5） B．（2）、（3）、（4）、（1）、（5）
C．（4）、（2）、（1）、（5）、（3） D．（4）、（2）、（1）、（3）、（5）
E．（2）、（4）、（1）、（3）、（5）
3．如果15N标记的大肠杆菌转入14N培养基中生长了三代，其各种状况的DNA分子比例应是下列哪一项：
纯15N 15N－14N 纯14N
－DNA 杂种DNA －DNA
A,1/8 1/8 6/8
B,1/8 0 7/8
C,0 1/8 7/8
D,0 2/8 6/8
E,0 4/8 4/8
4．下列关于DNA复制特点的叙述哪一项错误的：
A．RNA与DNA链共价相连 B．新生DNA链沿5′→3′方向合成
C．DNA链的合成是不连续的 D．复制总是定点双向进行的
E．DNA在一条母链上沿5′→3′方向合成，而在另一条母链上则沿3′→5′方向合成
5．DNA复制时,5′—TpApGpAp－3′序列产生的互补结构是下列哪一种：
A．5′—TpCpTpAp－3′ B．5′—ApTpCpTp－3′
C．5′—UpCpUpAp－3′ D．5′—GpCpGpAp－3′
E．3′ —TpCpTpAp－5′
6．下列关于DNA聚合酶I的叙述哪一项是正确的：
A．它起DNA修复酶的作用但不参加DNA复制过程
B．它催化dNTP聚合时需要模板和引物
C．在DNA复制时把冈崎片段连接成完整的随从链
D．它催化产生的冈崎片段与RNA引物链相连
E．有些细菌突变体其正常生长不需要它
7．下列关于真核细胞DNA聚合酶活性的叙述哪一项是正确的：
A．它仅有一种 B它不具有核酸酶活性
C．它的底物是二磷酸脱氧核苷 D它不需要引物
E．它按3′-5′方向合成新生链
8．从正在进行DNA复制的细胞分离出的短链核酸——冈崎片段，具有下列哪项特性：
A．它们是双链的 B．它们是一组短的单链DNA片段
C．它们是DNA—RNA杂化双链 D．它们被核酸酶活性切除
E．它们产生于亲代DNA链的糖-磷酸骨架的缺口处
9．切除修复可以纠正下列哪一项引起的DNA损伤：
A．碱基缺失 B．碱基插入 C．碱基甲基化
D．胸腺嘧啶二聚体形成 E．碱基烷基化
10．大肠杆菌DNA连接酶需要下列哪一种辅助因子？
A．FAD作为电子受体 B．NADP+作为磷酸供体
C．NAD+形成活性腺苷酰酶 D．NAD+作为电子受体
E．以上都不是
11．下列关于RNA和DNA聚合酶的叙述哪一项是正确的：
A．RNA聚合酶用二磷酸核苷合成多核苷酸链
B．RNA聚合酶需要引物，并在延长链的5′端加接碱基
C．DNA聚合酶可在链的两端加接核苷酸
D．DNA仅能以RNA为模板合成DNA
E．所有RNA聚合酶和DNA聚合酶只能在生长中的多核苷酸链的3′端加接核苷酸
12．紫外线照射引起DNA最常见的损伤形式是生成胸腺嘧啶二聚体。在下列关于DNA分子结构这种变化的叙述中，哪项是正确的：
A．不会终止DNA复制
B．可由包括连接酶在内的有关酶系统进行修复
C．可看作是一种移码突变
D．是由胸腺嘧啶二聚体酶催化生成的
E．引起相对的核苷酸链上胸腺嘧啶间的共价联结
13．下列哪种突变最可能是致死的：
A．腺嘌呤取代胞嘧啶 B．胞嘧啶取代鸟嘌呤
C．甲基胞嘧啶取代胞嘧啶 D．缺失三个核苷酸
E．插入一个核苷酸
14．镰刀形红细胞贫血病是异常血红蛋白纯合子基因的临床表现。β-链变异是由下列哪种突变造成的：
A．交换 B．插入 C．缺失 D．染色体不分离 E．点突变
15．在培养大肠杆菌时，自发点突变的引起多半是由于：
A．氢原子的互变异构移位 B．DNA糖-磷酸骨架的断裂
C．插入一个碱基对 D．链间交联 E．脱氧核糖的变旋
16．插入或缺失碱基对会引起移码突变，下列哪种化合物最容易造成这种突变：
A．口丫啶衍生物 B．5-溴尿嘧啶
C．氮杂丝氨酸 D．乙基乙磺酸 E．咪唑硫嘌呤
17．在对细菌DNA复制机制的研究中，常常用到胸腺嘧啶的类似物5-溴尿嘧啶，其目的在于：
A．引起特异性移码突变以作为顺序研究用
B．在胸腺嘧啶参入部位中止DNA合成
C．在DNA亲和载体中提供一个反应基
D．合成一种密度较高的DNA以便用离心分离法予以鉴别
E．在DNA中造成一个能被温和化学方法裂解的特异部位
18．关于DNA指导的RNA合成，下列叙述哪一项是错误的：
A．只有在DNA存在时，RNA聚合酶才能催化磷酸二酯键的生成
B．转录过程中，RNA聚合酶需要引物
C．RNA链的合成是从5′→3′端
D．大多数情况下只有一股DNA链作为模板
E．合成的RNA链从来没有环状的
19．下列关于σ因子的叙述哪一项是正确的：
A．是RNA聚合酶的亚基，起辨认转录起始点的作用
B．是DNA聚合酶的亚基，容许按5′→3′和3′→5′双向合成
C．是50S核蛋白体亚基，催化肽链生成
D．是30S核蛋白体亚基，促进mRNA与之结合
E．在30S亚基和50S亚基之间起搭桥作用，构成70S核蛋白体
20．真核生物RNA聚合酶I催化转录的产物是：
A．mRNA B．45S-rRNA
C．5S-rRNA D．tRNA E．SnRNA
21．下列关于真核细胞DNA复制的叙述哪一项是错误的：
A．是半保留式复制 B．有多个复制叉
C．有几种不同的DNA聚合酶 D．复制前组蛋白从双链DNA脱出
E．真核DNA聚合酶不表现核酸酶活性
22．下列关于原核细胞转录终止的叙述哪一项是正确的：
A．是随机进行的 B．需要全酶的ρ亚基参加
C．如果基因的末端含G—C丰富的回文结构则不需要ρ亚基参加
D．如果基因的末端含A—T丰富的片段则对转录终止最为有效
E．需要ρ因子以外的ATP酶
23．下列关于大肠杆菌DNA连接酶的叙述哪些是正确的：
A．催化DNA双螺旋结构之断开的DNA链间形成磷酸二酯键
B．催化两条游离的单链DNA分子间形成磷酸二酯键
C．产物中不含AMP
D．需要ATP作能源
24．下列关于真核细胞mRNA的叙述不正确的是：
A．它是从细胞核的RNA前体—核不均RNA生成的
B．在其链的3′端有7-甲基鸟苷，在其5′端连有多聚腺苷酸的PolyA尾巴
C．它是从前RNA通过剪接酶切除内含子连接外显子而形成的
D．是单顺反子的
（四）是非判断题
（ ）1．中心法则概括了DNA在信息代谢中的主导作用。
（ ）2．原核细胞DNA复制是在特定部位起始的，真核细胞则在多个位点同时起始进行复制。
（ ）3．逆转录酶催化RNA指导的DNA合成不需要RNA引物。
（ ）4．原核细胞和真核细胞中许多mRNA都是多顺反子转录产物。
（ ）5．因为DNA两条链是反向平行的，在双向复制中一条链按5′→3′的方向合成，另一条链按3′→5′的方向合成。
（ ）6．限制性内切酶切割的DNA片段都具有粘性末端。
（ ）7．已发现一些RNA前体分子具有催化活性，可以准确地自我剪接，被称为核糖酶（ribozyme），或称核酶。
（ ）8．重组修复可把DNA损伤部位彻底修复。
（ ）9．原核生物中mRNA一般不需要转录后加工。
（ ）10．RNA聚合酶对弱终止子的识别需要专一的终止因子(如蛋白)。
（ ）11．原核细胞启动子中RNA聚合酶牢固结合并打开DNA双链的部分称为Pribnow box，真核细胞启动子中相应的顺序称为Hogness box，因为富含A-T，又称TATA box。
（ ）12．增强子（endancer）是真核细胞DNA上一类重要的转录调节元件，它们自己并没有启动子活性，却具有增强启动子活性转录起始的效能。
（五）问答题
1,简述中心法则。
2. DNA复制的基本规律？
3. 简述DNA复制的过程？
4. 简述DNA复制时酶系。
5,简述原核细胞和真核细胞的RNA聚合酶有何不同？
6,简述RNA转录的过程？
7,简述基因工程过程。
三、参 考 答 案
（一）名词解释
1．半保留复制：双链DNA的复制方式，其中亲代链分离，每一子代DNA分子由一条亲代链和一条新合成的链组成。
2．不对称转录：转录通常只在DNA的任一条链上进行，这称为不对称转录。
3．逆转录：Temin和Baltimore各自发现在RNA肿瘤病毒中含有RNA指导的DNA聚合酶，才证明发生逆向转录，即以RNA为模板合成DNA。
4．冈崎片段：一组短的DNA片段，是在DNA复制的起始阶段产生的，随后又被连接酶连接形成较长的片段。在大肠杆菌生长期间，将细胞短时间地暴露在氚标记的胸腺嘧啶中，就可证明冈崎片段的存在。冈崎片段的发现为DNA复制的科恩伯格机理提供了依据。
5．复制叉：复制 DNA分子的 Y形区域。在此区域发生链的分离及新链的合成。
6．领头链：DNA的双股链是反向平行的，一条链是5/→3/方向，另一条是3/→5/方向，上述的起点处合成的领头链，沿着亲代DNA 单链的3/→5/方向（亦即新合成的DNA沿5/→3/方向）不断延长。所以领头链是连续的。
7．随后链：已知的DNA聚合酶不能催化DNA链朝3/→5/方向延长，在两条亲代链起点的3/ 端一侧的DNA链复制是不连续的，而分为多个片段，每段是朝5/→3/方向进行，所以随后链是不连续的。
8．有意义链：即华森链，华森——克里格型DNA中，在体内被转录的那股DNA链。简写为W strand。
9．光复活：将受紫外线照射而引起损伤的细菌用可见光照射，大部分损伤细胞可以恢复，这种可见光引起的修复过程就是光复活作用。
10．重组修复：这个过程是先进行复制，再进行修复，复制时，子代DNA链损伤的对应部位出现缺口，这可通过分子重组从完整的母链上，将一段相应的多核苷酸片段移至子链的缺口处，然后再合成一段多核昔酸键来填补母链的缺口，这个过程称为重组修复。
11．内含子：真核生物的mRNA前体中，除了贮存遗传序列外，还存在非编码序列，称为内含子。
12．外显子：真核生物的mRNA前体中，编码序列称为外显子。
13．基因载体：外源DNA片段（目的基因）要进入受体细胞，必须有一个适当的运载工具将带入细胞内，并载着外源DNA一起进行复制与表达，这种运载工具称为载体。
14．质粒：是一种在细菌染色体以外的遗传单元，一般由环形双链DNA构成，其大小从1—200Kb。
（二）、填空题答案
1．领头链；连续的；随从链；不连续的；5′；RNA；5′ →3′。
2．NAD+；ATP。
3．；；
4．有意义链。
5．反向转录；逆转录酶。
6．不作用；不作用；不作用；Up+Gp+Cp+A；UpGp+CpA；GpCp+Up+A；
7．转换；颠换；插入；缺失。
8．氨基；酮基；转换。
9．5′→3′
10．连续 相同 不连续 相反
11．利福平 dNTP
12．5′→3′聚合 3′→5′外切 5′→3外切 焦磷酸解作用，焦磷酸交换作用
13．拓朴异构酶 使超螺旋DNA变为松驰状
14．复制位点 多位点
15．3′→5′核酸外切酶 校对
16．3 DNA聚合酶Ⅲ DNA聚合酶Ⅱ
17．专一的核酸内切酶 解链酶 DNA聚合酶Ⅰ DNA连接酶
18．SSB（单链结合蛋白）
19．RNA引物 DNA聚合酶Ⅲ DNA聚合酶Ⅰ DNA连接酶
20．同一RNA聚合酶 3 RNA聚合酶Ⅰ RNA聚合酶Ⅱ RNA聚合酶Ⅲ
21．启动子 编码 终止子
22．隔裂基因 外显子 内含子 外显子 内含子
23．组 非组 非组
（三）选择题
1．（A）DNA半保留复制需要来自亲代的每一条标记链作模板合成互补链，以保持与亲代相同的完整结构。因此，在无记溶液中进行第一轮复制将产生两个半标记分子。第二轮复制将产生两个半标记分子和两个不带标记的双链DNA分子。
2．（E）在DNA真正能够开始复制之前，必须由解链酶使DNA双链结构局部解链。在每股单链DNA模板上，由RNA聚合酶（引物酶）催化合成一小段（大约10—50个核苷酸）互补RNA引物。然后由DNA聚合酶Ⅲ向引物3′端加入脱氧核苷—5′—三磷酸，从5′→3′方向合成DNA片段（冈崎片段），直至另一RNA引物的5′末端。接着在DNA聚合酶Ⅰ的作用下将RNA引物从5′端逐步降解除去与之相邻的DNA片段由3′端延长，以填补RNA除去后留下的空隙。最后由DNA连接酶将DNA片段连接成完整连续的DNA链。
3．（D）DNA复制三代后，每八个完整DNA双链中将有两个双链分子含有一股亲代链。
4．（E）DNA是由DNA聚合酶Ⅲ复合体复制的。该酶催化脱氧三磷酸核苷以核苷酸的形式加到RNA引物链上，选择只能与亲链DNA碱基互补配对的核苷酸参入。参入的第一个脱氧核苷酸以共价的磷酸二酯键与引物核苷酸相连。链的生长总是从5′向3′延伸的。DNA复制开始于特异起始点，定点双向进行。
5．（A）DNA复制必需胸腺嘧啶（T）与腺嘌呤（A）配对，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）配对，从而使双螺旋两链之间部分地靠氨基与酮基间形成的氢键维系起来。链本身是反向平行方向合成的，即题中所述之磷酸二酯键的5′→3′顺序决定其沿3′→5′方向互补。
6．（B）DNA聚合酶Ⅰ在起聚合酶作用时必需要有模板和引物。这个一条肽链的蛋白质除聚合酶活性外还具有3′和5′外切核酸酶活性。在正常DNA复制时，它的作用是水解RNA引物链（5′→3′外切核酸酶活性）并用模板指导的脱氧核苷酸取代它们（聚合功能）。DNA聚合酶Ⅰ也参与DNA修复。例如在切除胸腺嘧啶二聚体中起5′→3′外切核酸酶的作用。在正常DNA复制时，DNA聚合酶Ⅰ表现3′外切核酸酶活性，切除错误参入的脱氧核苷酸残基。冈崎片段是由DNA聚合酶Ⅲ复合体产生的，而不是DNA聚合酶Ⅰ。在除去RNA引物链后，DNA片段通过DNA连接酶连接。DNA聚合酶Ⅱ，其功能目前还不清楚，一些细菌突变体，虽无DNA聚合酶Ⅱ，但却能正常生长。DNA聚合酶Ⅰ则是正常生长所必需的。
7．（B）真核生物中有三种DNA聚合酶，αβ及γ。DNApolα在细胞核DNA复制中起作用；DNApolβ在细胞核DNA修复中起作用；而DNApolγ则在线粒体DNA复制中起作用。它们都需要引物，都用脱氧三磷酸核苷作底物，都按5′→3′方向合成新生DNA链。真核生物DNA聚合酶任何一种均不表现核酸酶活性。
8．（B）DNA复制时，如果两股链按5′→3′方向先合成短的DNA片段，然后再连接成连续的链，这就能使DNA的两条反向互补链能够同时按5′→3′方向的聚合机制进行复制。冈崎首先从大肠杆菌中分离出正在复制的新生DNA，并发现这新生DNA是由一些不连续片段（冈崎片段）所组成。在大肠杆菌生长期间，将细胞短时间地暴露在氚标记的胸腺嘧啶中，在将细胞DNA变性处理（也就是解链）之后，冈崎分离得到了标记的DNA片段。它们是单链的，并且由于DNA聚合酶Ⅲ复合体用RNA作引物，因此新生冈崎片段以共价键连着小段RNA链，但它们既不是碱基互补的RNA—DNA双链杂合体，也不是来自亲链的片段。新生冈崎片段决不会被核酸酶切除。
9．（D）DNA链内胸腺嘧啶二聚体可因紫外线（UV）照射而形成。专一的修复系统依赖UV—特异的内切核酸酶，它能识别胸腺嘧啶二聚体，并且通常在二聚体5′侧切断磷酸二酯键从而在DNA链内造成一个缺口。损伤序列的切除以及用完整的互补链作为模板重新合成切去的片段都是由DNA聚合酶Ⅰ来完成的。主链与新合成片段之间的裂口则由DNA连接酶接合。碱基缺失、插入、甲基化，或烷基化均不能作为切除修复体系靶子而为UV—特异性内切核酸酶所识别。
10．（C）DNA连接酶能够连接留有缺口的DNA链或闭合单股DNA链以形成环状 DNA分子。该酶需要一股链末端的游离3/-OH和另一股链末端的5/-磷酸，并且要求这两股链是双链DNA的一部分。反应是吸能的，因此需要能源。在大肠杆菌和其它细菌中，能源是NAD+分子中的焦磷酸键。NAD+先与酶形成酶—AMP复合物，同时释放叮NAD的尼克酰胺单核苷酸；酶一AMP复合物上的AMP再转移到DNA链的5/-磷酸基上，使其活化，然后形成磷酸二酯键并释放AMP。
11．（E）RNA聚合酶和DNA聚合酶都是以三磷酸核苷（NTP或dNTP）为其底物，这两种聚合酶都是在生长中的多核苷酸链的3′端加接核苷酸单位。DNA聚合酶合成与DNA互补的DNA。合成与RNA互补的DNA的酶称作逆转录酶。
12．（B）紫外线（260nm）照射可引起DNA分子中同一条链相邻胸腺嘧啶之间形成二聚体，并从该点终止复制。该二聚体可由包括连接酶在内的酶系切除和修复，或在光复合过程中，用较长（330—450nm）或较短（230nm）波长的光照射将其分解。
13．（E）DNA链中插入一个额外核苷酸会引起移码突变并使突变点以后转录的全部mRNA发生翻译错误。题中列出的所有其它突变通常仅引起一个氨基酸的错误（如题中的A或B），或从氨基酸序列中删除一个氨基酸（D），或在氨基酸顺序中完全没有错误。需要指出的是，如果A或B突变导致生成“无意义”或链终止密码子，则这种突变所造成的后果也会象移码突变那样是致死的。
14．（E）在Hbs中，β链上一个缬氨酸残基替换了谷氨酸，这是由于一个核苷酸碱基的点突变所造成的后果。即位于三联体第二位的胸腺嘧啶转换为腺嘌呤。
15．（A）自发点突变多半是由于嘌呤或嘧啶碱中氢原子的互变异构移位而引起的。在DNA复制中，这种移位会引起碱基配对的改变。某些诱变剂如5—溴尿嘧啶和2—氨基嘌呤可促进DNA碱基的互变异构。
16．（A）吖啶衍生物可导致一个碱基对的插入或缺失，从而引起移码突变。5—溴尿嘧啶可引起转换突变，因为溴取代了胸腺嘧啶的甲基，这样则增加了烯醇式互变异构物与鸟嘌呤而不是腺嘌呤进行碱基配对的可能性。咪唑硫嘌呤可转变为6—巯基嘌呤，后者是嘌呤的类似物。乙基乙磺酸可通过使鸟嘌呤烷基化引起转换突变。
17．（D）5—溴尿嘧啶可代替胸腺嘧啶参入到DNA中，从而产生密度较高的DNA。然后可在氯化铯密度梯度中用离心法对新合成的DNA进行定量分析。DNA中的5—溴尿嘧啶较正常胸嘧啶既不更活泼又不更易被断裂，也不能象吖啶染料那样引起移码突变。
18．（B）RNA聚合酶必须以DNA为模板催化合成RNA，通常只转录双螺旋DNA其中的一条链。RNA链的合成方向是从5′到3′端，产物从来没有环状分子。与DNA聚合酶不同，RNA聚合酶不需要引物。
19．（A）σ因子是RNA聚合酶的一个亚基，σ因子本身没有催化功能，它的作用是与核心酶结合，对转录的起始特异性起决定性的作用。在有σ因子的情况下，RNA聚合酶将选择DNA准备转录的那条链，并在适当的启动基因部位开始转录。
20．（B）真核生物有三种RNA聚合酶，它们分别催化45S—rRNA（RAN聚合酶Ⅰ）mRNA和SnRNA（RNA聚合酶Ⅱ），以及tRNA和5S—rRNA（RNA聚合酶Ⅲ）的合成。这三种酶可以根据它们对抗生素α—鹅膏蕈碱的敏感度不同加以区别：RNA聚合酶Ⅰ耐受；RNA聚合酶Ⅱ极敏感；RNA聚合酶Ⅲ中等敏感。RNA聚合酶Ⅰ催化合成的45S原始转录本，经转录后加工而成为成熟的18S—rRNA，5.8S—rRNA和28S—rRNA。
21．（D）真核生物DNA在多个复制叉上按半保留方式复制。真核生物有三种DNA聚合酶：α、β及γ。分别参加细胞核DNA复制，细胞核DNA修复，以及线粒体DNA复制。真核生物DNA聚合酶一般都不具有核酸酶活性。真核DNA复制时，组蛋白不从DNA解离下来，而是留在含有领头子链的双链DNA上。新合成的组蛋白则与随从子链结合。
22．（C）原核细胞转录终止不是随机进行的，据目前所知有两种转录终止方式即依赖Rho (ρ)因子与不依赖Rho因子的方式。不依赖Rho因子的转录终止与转录产物形成二级结构有关，即在基因的末端含G—C丰富的回文结构，当RNA转录延长至该部位时，按模板转录出的RNA碱基序列会立即形成发夹型的二级结构，这种二级结构是阻止转录继续向下游推进的关键。Rho因子是RNA聚合酶之外的一种蛋白质，有控制转录终止的作用。Rho因子本身似乎就具有ATP酶的活性。
23．B：DNA连接酶催化DNA链两段之间形成磷酸二酯键，但这两段必须是在DNA双螺旋结构之中，它不能将两条游离的单链DNA分子连接起来。在大肠杆菌中，成键所需能量来自NAD，产物是AMP和烟酰胺单核苷酸；而在某些动物细胞以及噬菌体中，则以ATP作为能源。DNA连接酶在DNA合成、修复以及重组中都是十分重要的。
24．B：真核mRNA是从2至20千碱基长的细胞核RNA前体——核不均—RNA（hnRNA）形成的。所有真核mRNA5′端均具有5′—5′焦磷酸连接的7-甲基鸟苷（帽结构）。大多数真核mRNA的3′端连有150至200个核苷酸长度的聚腺苷酸尾链。从mRNA前体切除内含子是由具有高度专一性的酶性催化完成的。内含子是不被翻译的。真核生物mRNA是单顺反子的。
（四）是非题
1．对 2．对 3．错 4．错 5．错 6．错
7．对 8．错 9．对 10．对 11．对 12．对
（五）问答题
1．答：在细胞分裂过程中通过DNA的复制把遗传信息由亲代传递给子代，在子代的个体发育过程中遗传信息由DNA传递到RNA，最后翻译成特异的蛋白质；在RNA病毒中RNA具有自我复制的能力，并同时作为mRNA，指导病毒蛋白质的生物合成；在致癌RNA病毒中，RNA还以逆转录的方式将遗传信息传递给DNA分子。
2.答：（1）复制过程是半保留的。
（2）细菌或病毒DNA的复制通常是由特定的复制起始位点开始，真核细胞染色体DNA复制则可以在多个不同部位起始。
（3）复制可以是单向的或是双向的，以双向复制较为常见，两个方向复制的速度不一定相同。
（4）两条DNA链合成的方向均是从5’向3’方向进行的。
（5）复制的大部分都是半不连续的，即其中一条领头链是相对连续的，其他随后链则是不连续的。
（6）各短片段在开始复制时，先形成短片段RNA作为DNA合成的引物，这一RNA片段以后被切除，并用DNA填补余下的空隙。
3.答：DNA复制从特定位点开始，可以单向或双向进行，但是以双向复制为主。由于 DNA双链的合成延伸均为5′→3′的方向，因此复制是以半不连续的方式进行，可以概括为：双链的解开；RNA引物的合成；DNA链的延长；切除RNA引物，填补缺口，连接相邻的DNA片段。
（1）双链的解开 在DNA的复制原点，双股螺旋解开，成单链状态，形成复制叉，分别作为模板，各自合成其互补链。在复制叉上结合着各种各样与复制有关的酶和辅助因子。
（2）RNA引物的合成 引发体在复制叉上移动，识别合成的起始点，引发RNA引物的合成。移动和引发均需要由ATP提供能量。以DNA为模板按5′→3′的方向，合成一段引物RNA链。引物长度约为几个至10个核苷酸。在引物的5′端含3个磷酸残基，3′端为游离的羟基。
（3）DNA链的延长 当RNA引物合成之后，在DNA聚合酶Ⅲ的催化下，以四种脱氧核糖核苷5′-三磷酸为底物，在RNA引物的3′端以磷酸二酯键连接上脱氧核糖核苷酸并释放出PPi。DNA链的合成是以两条亲代DNA链为模板，按碱基配对原则进行复制的。亲代DNA的双股链呈反向平行，一条链是5′→3′方向，另一条链是3′→5′方向。在一个复制叉内两条链的复制方向不同，所以新合成的二条子链极性也正好相反。由于迄今为止还没有发现一种DNA聚合酶能按3′→5′方向延伸，因此子链中有一条链沿着亲代DNA单链的3′→5′方向（亦即新合成的DNA沿5′→3′方向）不断延长。
（4）切除引物，填补缺口，连接修复 当新形成的冈崎片段延长至一定长度，其3′-OH端与前面一条老片断的5′断接近时，在DNA聚合酶Ⅰ的作用下，在引物RNA与DNA片段的连接处切去RNA引物后留下的空隙，由DNA聚合酶Ⅰ催化合成一段DNA填补上；在DNA连接酶的作用下，连接相邻的DNA链；修复掺入DNA链的错配碱基。这样以两条亲代DNA链为模板，就形成了两个DNA双股螺旋分子。每个分子中一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的。
4.答：（1）原核细胞大肠杆菌的RNA聚合酶研究的较深入。这个酶的全酶由5种亚基（α2ββ′δω）组成，还含有2个Zn原子。在RNA合成起始之后，δ因子便与全酶分离。不含δ因子的酶仍有催化活性，称为核心酶。δ亚基具有与启动子结合的功能，β亚基催化效率很低，而且可以利用别的DNA的任何部位作模板合成RNA。加入δ因子后，则具有了选择起始部位的作用，δ因子可能与核心酶结合，改变其构象，从而使它能特异地识别DNA模板链上的起始信号。
（2）真核细胞的细胞核内有RNA聚合酶I、II和III，通常由4～6种亚基组成，并含有Zn2+。RNA聚合酶I存在于核仁中，主要催化rRNA前体的转录。RNA聚合酶Ⅱ和Ⅲ存在于核质中，分别催化mRNA前体和小分子量RNA的转录。此外线粒体和叶绿体也含有RNA聚合酶，其特性类似原核细胞的RNA聚合酶。
5.答：RNA转录过程为起始位点的识别、起始、延伸、终止。
（1）起始位点的识别 RNA聚合酶先与DNA模板上的特殊启动子部位结合，σ因子起着识别DNA分子上的起始信号的作用。在σ亚基作用下帮助全酶迅速找到启动子，并与之结合生成较松弛的封闭型启动子复合物。这时酶与DNA外部结合，识别部位大约在启动子的-35位点处。接着是DNA构象改变活化，得到开放型的启动子复合物，此时酶与启动子紧密结合，在-10位点处解开DNA双链，识别其中的模板链。由于该部位富含A-T碱基对，故有利于DNA解链。开放型复合物一旦形成，DNA就继续解链，酶移动到起始位点。
（2）起始留在起始位点的全酶结合第一个核苷三磷酸。第一个核苷三磷酸常是GTP或ATP。形成的启动子、全酶和核苷三磷酸复合物称为三元起始复合物，第一个核苷酸掺入的位置称为转录起始点。这时σ亚基被释放脱离核心酶。
（3）延伸 从起始到延伸的转变过程，包括σ因子由缔合向解离的转变。DNA分子和酶分子发生构象的变化，核心酶与DNA的结合松弛，核心酶可沿模板移动，并按模板序列选择下一个核苷酸，将核苷三磷酸加到生长的RNA链的3′-OH端，催化形成磷酸二酯键。转录延伸方向是沿DNA模板链的3′→5′方向按碱基酸对原则生成5′→3′的RNA产物。RNA链延伸时，RNA聚合酶继续解开一段DNA双链，长度约17个碱基对，使模板链暴露出来。新合成的RNA链与模板形成RNA-DNA的杂交区，当新生的RNA链离开模板DNA后，两条DNA链则重新形成双股螺旋结构。
（4） 终止 在DNA分子上有终止转录的特殊碱基顺序称为终止子，它具有使RNA聚合酶停止合成RNA和释放RNA链的作用。这些终止信号有的能被RNA聚合酶自身识别，而有的则需要有ρ因子的帮助。ρ因子是一个四聚体蛋白质，它能与RNA聚合酶结合但不是酶的组分。它的作用是阻RNA聚合酶向前移动，于是转录终止，并释放出已转录完成的RNA链。对于不依赖于ρ因子的终止子序列的分析，发现有两个明显的特征：即在DNA上有一个15～20个核苷酸的二重对称区，位于RNA链结束之前，形成富含G-C的发夹结构。接着有一串大约6个A的碱基序列它们转录的RNA链的末端为一连串的U。寡聚U可能提供信号使RNA聚合酶脱离模板。在真核细胞内，RNA的合成要比原核细胞中的复杂得多。
6,答：（1）目的基因调取 体外操作DNA的主要步骤之一是提取载体DNA和所需要的外源目的基因。在细胞中DNA并非以游离态分子存在，而是和RNA及蛋白质结合在一起形成复合体。DNA纯化的基本步骤是:（1）从破坏的细胞壁和膜里释放出可溶性的DNA；（2）通过变性或蛋白质分解，使DNA和蛋白质的复合体解离；（3）将DNA从其它大分子中分离出来；（4）DNA浓度和纯度的光学测定。
（2）载体选择 外源DNA片段（目的基因）要进入受体细胞，必须有一个适当的运载工具将带入细胞内，并载着外源DNA一起进行复制与表达，这种运载工具称为载体。载体必须具备下列条件：①在受体细胞中，载体可以独立地进行复制。所以载体本身必须是一个复制单位，称复制子，具有复制起点。而且插入外源DNA后不会影响载体本身复制的能力。②易于鉴定、筛选。也就是说，容易将带有外源DNA的重组体与不带外源DNA的载体区别开来。③易于引入受体细胞。
（3）连接 外源DNA与载体DNA之间可以通过多种方式相连接，主要有以下几种：①粘性末端连接；②平头末端连接；③接头连接等。
（4）转化 任何外源DNA重组到载体上，然后转入受体细胞中复制繁殖，这一过程称为DNA的克隆。外源DNA进入受体细胞并使它获得新遗传特性的过程称为转化。转化作用是将外源DNA引入细胞的过程。
（5）筛选 由于细胞转化的频率较低，所以从大量的宿主细胞中筛选出带有重组体的细胞并不是很容易的，当前，在实验室中，常用的筛选手段有以下几种：① 插入失活；② 菌落原位杂交；③ 免疫学方法．此外，对重组体转化的鉴定还可以采用表现型的鉴定；对重组质粒纯化并重新转化；限制性酶切图谱的绘制；重组质粒上的基因定位等更深入的方法第十二章 蛋白质的生物合成?
（一）名词解释
1．密码子(codon)
2．反义密码子(synonymous codon)
3．反密码子(anticodon)
4．变偶假说(wobble hypothesis)
5．移码突变(frameshift mutant)
6．氨基酸同功受体(isoacceptor)
7．反义RNA(antisense RNA)
8．信号肽(signal peptide)
9．简并密码(degenerate code)
10．核糖体(ribosome)
11．多核糖体(poly some)
12．氨酰基部位(aminoacyl site)
13．肽酰基部位(peptidy site)
14．肽基转移酶(peptidyl transferase)
15．氨酰- tRNA合成酶(amino acy-tRNA synthetase)
16．蛋白质折叠(protein folding)
17．核蛋白体循环(polyribosome)
18．锌指(zine finger)
19．亮氨酸拉链(leucine zipper)
20．顺式作用元件(cis-acting element)
21．反式作用因子(trans-acting factor)
22．螺旋-环-螺旋(helix-loop-helix)
（二）英文缩写符号
1．IF（initiation factor）,
2．EF（elongation factor）：
3．RF（release factor）：
4．hnRNA（heterogeneous nuclear RNA）：
5．fMet-tRNAf,
6．Met-tRNAi,
（三） 填空题
1．蛋白质的生物合成是以______作为模板，______作为运输氨基酸的工具，_____作为合成的场所。
2．细胞内多肽链合成的方向是从_____端到______端，而阅读mRNA的方向是从____端到____端。
3．核糖体上能够结合tRNA的部位有_____部位，______部位。
4．蛋白质的生物合成通常以_______作为起始密码子，有时也以_____作为起始密码子，以______，______，和______作为终止密码子。
5．SD序列是指原核细胞mRNA的5ˊ端富含_____碱基的序列，它可以和16SrRNA的3ˊ端的_____
序列互补配对，而帮助起始密码子的识别。
6．原核生物蛋白质合成的起始因子（IF）有_____种，延伸因子（EF）有_____种，终止释放（RF）
有_____种；而真核生物细胞质蛋白质合成的延伸因子通常有_____种，真菌有_____种，终止释放因子有_____种。
7．原核生物蛋白质合成中第一个被掺入的氨基酸是_____。
8．无细胞翻译系统翻译出来的多肽链通常比在完整的细胞中翻译的产物要长，这是因为_____。
9．已发现体内大多数蛋白质正确的构象的形成需要_____的帮助。
10．分子伴侣通常具_____酶的活性。
11．蛋白质内含子通常具有_____酶的活性。
12．某一tRNA的反密码子是GGC，它可识别的密码子为_____和_____。
13．环状RNA不能有效地作为真核生物翻译系统的模板是因为_____。
14．在真核细胞中，mRNA是由_____经_____合成的，它携带着_____。它是由_____降解成的，大多数真核细胞的mRNA只编码_____。
15．生物界总共有_____个密码子。其中_____个为氨基酸编码；起始密码子为_____；终止密码子为_____，_____，_____。
16．氨酰- tRNA合成酶对_____和_____均有专一性，它至少有两个识别位点。
17．原核细胞内起始氨酰- tRNA为__ ___；真核细胞内起始氨酰- tRNA为 _____。
18．原核生物核糖体50S亚基含有蛋白质合成的_____部位和_____部位，而mRNA结合部位_____。
19．许多生物核糖体连接于一个mRNA形成的复合物称为_____。
20．肽基转移酶在蛋白质生物合成中的作用是催化_____和_____。
21．核糖体___亚基上的___协助识别起始密码子。
22．延长因子G又称___，它的功能是___，但需要___。
23．ORF是指___，已发现最小的ORF只编码___个氨基酸。
24．基因表达包括_____和_____。
25．遗传密码的特点有方向性、连续性_____和_____。
26．氨酰- tRNA合成酶利用_____供能，在氨基酸_____基上进行活化，形成氨基酸AMP中间复合物。
27．原核生物肽链合成启始复合体由mRNA _____和_____组成。
28．真核生物肽链合成启始复合体由mRNA _____和_____组成。
29．肽链延伸包括进位_____和_____三个步骤周而复始的进行。
30．原核生物肽链合成后的加工包括_____和_____。
31．链霉素和卡那霉素能与核蛋白体_____亚基结合，改变其构象，引起_____导致合成的多肽链一级结构改变。
32．氯霉素能与核蛋白体_____亚基结合，抑制_____酶活性，从而抑制蛋白质合成。
33．乳糖操纵子的控制区启动子上游有_____结合位点，当此位点与_____结合时，转录可增强一千倍左右。
34．真核生物蛋白质因子与DNA相互作用的基元较常见的有_____和_____。
35．乳糖操纵子的诱导物是_____，色氨酸操纵子的辅阻遏物是_____。
36．分泌性蛋白质多肽链合成后的加工包括_____、剪裁和天然构象的形成。
37．Ras癌基因的产物是_____，src癌基因的产物是_____。
（四）选择题
1．预测一下哪一种氨酰- tRNA合成酶不需要有较对的功能：
A．甘氨酰- tRNA合成酶 B．丙氨酰- tRNA合成酶
C．精氨酰- tRNA合成酶 D．谷氨酰- tRNA合成酶
2．某一种tRNA的反密码子是5′UGA3′，它识别的密码子序列是：
A．UCA B．ACU C．UCG D．GCU
3．为蛋白质生物合成中肽链延伸提供能量的是：
A．ATP B．CTP C．GTP D．UTP
4．一个N端氨基酸为丙氨酸的20肽，其开放阅读框架至少应由多少核苷酸残基组成：
A．60 B．63 C．66 D．69
5．在蛋白质生物合成中tRNA的作用是：
A．将一个氨基酸连接到另一个氨基酸上
B．把氨基酸带到mRNA指定的位置上
C．增加氨基酸的有效浓度
D．将mRNA连接到核糖体上
6．下列对原核细胞mRNA的论述那些是正确的：
A．原核细胞的mRNA多数是单顺反子的产物
B．多顺反子mRNA在转录后加工中切割成单顺反子mRNA
C．多顺反子mRNA翻译成一个大的蛋白质前体，在翻译后加工中裂解成若干成熟的蛋白质
D．多顺反子mRNA上每个顺反子都有自己的起始和终止密码子；分别翻译成各自的产物
7．在蛋白质分子中下面所列举的氨基酸哪一种最不容易突变？
A．Arg B．Glu C．Val D．Asp
8．根据摆动学说，当一个tRNA分子上的反密码子的第一个碱基为次黄嘌呤时，它可以和mRNA密码子的第三位的几种碱基配对：
A．1 B．2 C．3 D．4
9．以下有关核糖体的论述哪项是不正确的：
A．核糖体是蛋白质合成的场所
B．核糖体小亚基参与翻译起始复合物的形成，确定mRNA的解读框架
C．核糖体大亚基含有肽基转移酶活性
D．核糖体是储藏核糖核酸的细胞器
10．关于密码子的下列描述，其中错误的是：
A．每个密码子由三个碱基组成 B．每一密码子代表一种氨基酸
C．每种氨基酸只有一个密码子 D．有些密码子不代表任何氨基酸
11．如果遗传密码是四联体密码而不是三联体，而且tRNA反密码子前两个核苷酸处于摆动的位置，那么蛋白质正常合成大概需要多少种tRNA：
A．约256种不同的tRNA B．150~250种不同的tRNA
C．与三联体密码差不多的数目 D．取决于氨酰-tRNA合成酶的种类
12．摆动配对是指下列哪个碱基之间配对不严格：
A．反密码子第一个碱基与密码子第三个碱基
B．反密码子第三个碱基与密码子第一个碱基
C．反密码子和密码子第一个碱基
D．反密码子和密码子第三个碱基
13．在蛋白质合成中，把一个游离氨基酸掺入到多肽链共须消耗多少高能磷酸键：
A．1 B．2 C．3 D．4
14．蛋白质的生物合成中肽链延伸的方向是：
A．C端到N端 B．从N端到C端
C．定点双向进行 D．C端和N端同时进行
15．核糖体上A位点的作用是：
A．接受新的氨基酰-tRNA到位 B．含有肽机转移酶活性，催化肽键的形成
C．可水解肽酰tRNA、释放多肽链 D．是合成多肽链的起始点
16．蛋白质的终止信号是由：
A．tRNA识别 B．转肽酶识别
C．延长因子识别 D．以上都不能识别
17．下列属于顺式作用元件的是：
A．启动子 B．结构基因 C,RNA聚合酶 D,录因子Ⅰ
18．下列属于反式作用因子的是：
A．启动子 B．增强子 C．终止子 D．转录因子
19．下列有关癌基因的论述，哪一项是正确的：
A．癌基因只存在病毒中 B．细胞癌基因来源于病毒基因
C．癌基因是根据其功能命名的 D．细胞癌基因是正常基因的一部分
20．下列何者是抑癌基因
A．ras基因 B．sis基因 C．P53基因 D．src基因
（五）是非判断题
（ ）1．由于遗传密码的通用性真核细胞的mRNA可在原核翻译系统中得到正常的翻译。
（ ）2．核糖体蛋白不仅仅参与蛋白质的生物合成。
（ ）3．在翻译起始阶段，有完整的核糖体与mRNA的5′端结合，从而开始蛋白质的合成。
（ ）4．所有的氨酰-tRNA的合成都需要相应的氨酰-TRNA合成酶的催化。
（ ）5．EF-Tu的GTPase 活性越高，翻译的速度就越快，但翻译的忠实性越低。
（ ）6．在蛋白质生物合成中所有的氨酰-tRNA都是首先进入核糖体的A部位。
（ ）7．tRNA的个性即是其特有的三叶草结构。
（ ）8．从DNA分子的三联体密码可以毫不怀疑的推断出某一多肽的氨基酸序列，但氨基酸序列并不能准确的推导出相应基因的核苷酸序列。
（ ）9．与核糖体蛋白相比，rRNA仅仅作为核糖体的结构骨架，在蛋白质合成中没有什么直接的作用。
（ ）10．多肽链的折叠发生在蛋白质合成结束以后才开始。
（ ）11．人工合成多肽的方向也是从N端到C端。
（ ）12．核糖体活性中心的A位和P位均在大亚基上。
（ ）13．蛋白质合成过程中所需的能量都由ATP直接供给。
（ ）14．每个氨酰-tRNA进入核糖体的A位都需要延长因子的参与，并消耗一分子GTP。
（ ）15．每种氨基酸只能有一种特定的tRNA与之对应。
（ ）16．密码子与反密码子都是由AGCU 4种碱基构成的。
（ ）17．泛素是一种热激蛋白。
（ ）18．原核细胞新生肽链N端第一个残基为fMet；真核细胞新生肽链N端为Met。
（ ）19．蛋白质合成过程中，肽基转移酶起转肽作用核水解肽链作用。
（ ）20．色氨酸操纵子中存在衰减子，故此操纵系统有细调节功能。
（六）问答题
1．什么m7GTP 能够抑制真核细胞的蛋白质合成，但不抑制原核细胞的蛋白质合成？相反人工合成的SD序列能够抑制原核细胞的蛋白质合成，但不抑制真核细胞的蛋白质合成？
2．遗传密码如何编码？有哪些基本特性？
3．简述tRNA在蛋白质的生物合成中是如何起作用的？
4．mRNA遗传密码排列顺序翻译成多肽链的氨基酸排列顺序，保证准确翻译的关键是什么？
5．述真核生物反式作用因子与DNA靶区和RNA聚合酶相互作用的基本方式。
6．癌基因异常激活有哪些方式？
7．简述抑癌基因与癌变的关系。
三、参考答案?
（一） 名词解释
1．密码子（codon）：存在于信使RNA中的三个相邻的核苷酸顺序，是蛋白质合成中某一特定氨基酸的密码单位。密码子确定哪一种氨基酸叁入蛋白质多肽链的特定位置上；共有64个密码子,其中61个是氨基酸的密码，3个是作为终止密码子。
2．同义密码子（synonym codon）：为同一种氨基酸编码的几个密码子之一，例如密码子UUU和UUC 二者都为苯丙氨酸编码。
3．反密码子（anticodon）：在转移RNA反密码子环中的三个核苷酸的序列，在蛋白质合成中通过互补的碱基配对，这部分结合到信使RNA的特殊密码上。
4．变偶假说（Wobble hypothesis）：克里克为解释tRNA分子如何去识别不止一个密码子而提出的一种假说。据此假说，反密码子的前两个碱基（3ˊ端）按照碱基配对的一般规律与密码子的前两个（5ˊ端）碱基配对，然而tRNA反密码子中的第三个碱基，在与密码子上3ˊ端的碱基形成氢键时，则可有某种程度的变动，使其有可能与几种不同的碱基配对。
5．移码突变（frame-shift mutation）：一种突变，其结果为导致核酸的核苷酸顺序之间的正常关系发生改变。移码突变是由删去或插入一个核苷酸的点突变构成的，在这种情况下，突变点以前的密码子并不改变，并将决定正确的氨基酸顺序；但突变点以后的所有密码子都将改变。且将决定错误的氨基酸顺序。
6．氨基酸同功受体（isoacceptor）：每一个氨基酸可以有多过一个tRNA作为运载工具，这些tRNA称为该氨基酸同功受体。
7．反义RNA（antisense RNA）：具有互补序列的RNA。反义RNA可以通过互补序列与特定的mRNA相结合，结合位置包括mRNA 结合核糖体的序列（SD序列）和起始密码子AUG，从而抑制mRNA 的翻译。又称干扰mRNA 的互补RNA。
8．信号肽（signal peptide）,信号肽假说认为，编码分泌蛋白的mRNA在翻译时首先合成的是N 末端带有疏水氨基酸残基的信号肽，它被内质网膜上的受体识别并与之相结合。信号肽经由膜中蛋白质形成的孔道到达内质网内腔，随即被位于腔表面的信号肽酶水解，由于它的引导，新生的多肽就能够通过内质网膜进入腔内，最终被分泌到胞外。翻译结束后，核糖体亚基解聚、孔道消失，内质网膜又恢复原先的脂双层结构。
9,简并密码（degenerate codon）：或称同义密码子（synonym codon），为同一种氨基酸编码几个密码子之一，例如密码子UUU和UUC二者都为苯丙氨酸编码。
10.核糖体（ribosome）,核糖体是很多亚细胞核蛋白颗粒中的一个，由大约等量的RNA
和蛋白质所组成，是细胞内蛋白质合成的场所。每个核糖核蛋白体在外形上近似圆形，直径约为20nm。由两个不相同的亚基组成，这两个亚基通过镁离子和其它非共价键地结合在一起。已证实有四类核糖核蛋白体（细菌、植物、动物和线粒体）它们以其单体的、亚单位的和核糖核蛋白体RNA的沉降系数相区别。细菌核蛋白体含有约50个不同的蛋白质分子和3个不同的RNA分子。小的亚单位含有约20个蛋白质分子和1个RNA分子。大的亚单位含有约30个蛋白质分子和2个RNA 分子。核蛋白体有两个结合转移RNA的部位（部位和部位），并且也能附上信使RNA，简写为Rb。
11．多核糖体（polysome）:在信使核糖核酸链上附着两个或更多的核糖体。
12．氨酰基部位（aminoacyl site）：在蛋白质合成过程中进入的氨酰-tRNA结合在核蛋白体上的部位。
13．肽酰基部位（peptidy site）：指在蛋白质合成过程中，当下一个氨酰基转移RNA接到核糖核蛋白体的氨基部位时，肽酰tRNA所在核蛋白体上的结合点。
14．肽基转移酶（peptidyl transferase）：蛋白质合成中的一种酶。它能催化正在增长的多肽链与下一个氨基酸之间形成肽键。在细菌中此酶是50S核糖核蛋白体亚单位中的蛋白质之一。
15．氨酰-tRNA合成酶（amino acy-tRNA synthetase）：催化氨基酸激活的偶联反应的酶，先是一种氨基酸连接到AMP生成一种氨酰腺苷酸，然后连接到转移RNA分子生成氨酰-tRNA分子。
16．蛋白质折叠（protein folding）：蛋白质的三维构象，称为蛋白质的折叠。是由蛋白质多肽链的氨基酸顺序所决定的。不同的蛋白质有不同的氨基酸顺序，也就各自按照一定的方式折叠而成该蛋白质独有的天然构象。这个蛋白质折叠是在自然条件下自发进行的，在生物体内条件下，它是在热力学上最稳定的形式。多肽链在核糖体上一面延长，一面自发地折叠成其本身独有的构象。当肽链终止延长并从核糖体上脱落时，它也就折叠成天然的三维结构。
17．核蛋白体循环（polyribosome）：是指已活化的氨基酸由tRNA转运到核蛋白体合成多肽链的过程。
18．锌指（zine finger）：是调控转录的蛋白质因子中与DNA结合的一种基元，它由大约30个氨基酸残基的肽段与锌螯合形成的指形结构，锌以4个配位键与肽链的Cys或His残基结合，指形突起的肽段含12-13个氨基酸残基，指形突起嵌入DNA的大沟中，由指形突起或其附近的某些氨基酸侧链与DNA的碱基结合而实现蛋白质与DNA的结合。
19．亮氨酸拉链（leucine zipper）：这是真核生物转录调控蛋白与蛋白质及与DNA结合的基元之一。两个蛋白质分子近处C 端肽段各自形成两性α-螺旋，α-螺旋的肽段每隔7个氨基酸残基出现一个亮氨酸残基，两个α-螺旋 的疏水面互相靠拢，两排亮氨酸残基疏水侧链排列成拉链状形成疏水键使蛋白质结合成二聚体，α-螺旋的上游富含碱性氨基酸（Arg,Lys）肽段借Arg,Lys 侧链基团与DNA的碱基互相结合而实现蛋白质与DNA的特异结合。
20．顺式作用元件（cis-acting element）：真核生物DNA的转录启动子和增强子等序列，合称顺式作用元件。
21．反式作用因子（trans-acting factor）：调控转录的各种蛋白质因子总称反式作用因子。
22．螺旋—环—螺旋（helix-loop-helix）：这种蛋白质基元由两个两性α—螺旋通过一个肽段连结形成螺旋—环—螺旋结构，两个蛋白质通过两性螺旋的疏水面互相结合，与DNA的结合则依靠此基元附近的碱性氨基酸侧链基团与DNA的碱基结合而实现。
（二） 英文缩写符号
1．IF（initiation factor）：原核生物蛋白质合成的起始因子。
2．EF（elongation factor）：原核生物蛋白质合成的延伸因子。
3．RF（release factor）：原核生物蛋白质合成的终止因子（释放因子）。
4．hnRNA（heterogeneous nuclear RNA）：核不均一RNA。
5．fMet-tRNAf,原核生物蛋白质合成的第一个氨酰基转移RNA。
6．Met-tRNAi,真核生物蛋白质合成的第一个氨酰基转移RNA。
（三） 填空题
1．mRNA；tRNA；核糖体
2．N端→C端；5ˊ端→3ˊ端
3．P位点；A位点。
4．AUG；GUG；UAA；UAG； UGA
5．嘌呤；嘧啶
6．3；3；3；2；3；1
7．甲酰甲硫氨酸
8．没有经历后加工，如剪切
9．分子伴侣
10,ATPase
11．核酸内切酶
12．GCU；GCC
13．缺乏帽子结构，无法识别起始密码子
14．DNA；转录；DNA的遗传信息；hnRNA；一条多肽链
15．64；61；AUG；UAA；UAG；UGA
16．氨基酸；tRNA
17,fMet-tRNA ；Met-tRNA
18．氨酰基；肽酰基；大小亚基的接触面上
19．多核糖体
20．肽键的形成；肽链从tRNA上分离出来
21．小亚基；16SRNA
22．移位酶；催化核糖体沿mRNA移动； GTP
23．开放的阅读框架；7
24．转录；翻译
25．简并性；通用性
26．ATP；羧
27．70S核蛋白体；.fMet-tRNAfMet
28．80S核蛋白体；Met-tRNAiMet
29．转肽、移位
30．剪裁；天然构象的形成
31．30S；读码错误
32．50S；肽基转移
33．分解代谢基因活化蛋白；CAP-cAMP复合物
34．锌指、亮氨酸拉链
35．别乳糖、色氨酸
36．信号肽的水解切除
37．P21蛋白；PP60蛋白
（四） 选择题
1．A：甘氨酸是20种基本氨基酸中唯一的一个不具旋光性的氨基酸，甘氨酰- tRNA合成酶很容易将它与其他的氨基酸分开，不会出现误载的情况。
2．A：读码顺序均为5ˊ→3ˊ。
3．C：肽链延伸包括进位、成肽、移位三个步骤，进位、移位分别消耗一分子GTP。
4．C：该开放的阅读框架由20×3（起始密码子）+3（终止密码子）=66个核苷酸组成。
5．B：TRNA分子的3ˊ端的碱基顺序是—CCA，“活化”的氨基酸的羧基连接到3ˊ末端腺苷的核糖3ˊ-OH上，形成氨酰-tRNA。
6．D：
7．A：4种氨基酸中Arg的同义密码子最多，为6个，因此碱基突变对它的影响最少。
8．C：根据摆动学说，如果反密码子的第一个碱基为次黄嘌呤时，它可以与U、C、或A配对。
9．D：核糖体是储藏核糖核酸的细胞器。
10．C：
11．C,
12．A：
13．D：活化时消耗一分子ATP中两个高能磷酸键；延伸时消耗两分子GTP。
14．B：第一个氨基酸的氨基和第二个氨基酸的羧基形成肽键，所以蛋白质合成方向是N→C。
15．A：
16．D：蛋白质终止过程是终止因子RF1和RF2识别mRNA上的终止密码子。
17．A：真核生物DNA的转录启动子和增强子等序列，合称顺式作用元件。
18．D：调控转录的各种蛋白质因子总称反式作用因子。
19．D,
20．C：
（五） 是非判断题
1．错：真核细胞mRNA的5ˊ端无SD序列，因此在原核细胞翻译系统中，不能有效地翻译。
2．对：核糖体蛋白质可在核糖外参与复制、转录、后加工等过程。
3．错：核糖体需要解离成大小两个亚基才能够与mRNA结合，启动翻译。
4．错：某些生物缺乏谷氨冬酰胺-tRNA合成酶或天冬酰胺酰-tRNA合成酶，相应的Gln-tRNAAsn-tRNAGlnAsn的合成先是由谷氨酰-tRNA合成酶或天冬氨酰-tRNA合成酶催化形误载的Glu-tRNAGlnAsp-tRNAAsn,再经过酰胺化反应生成Gln-tRNA或Asn-tRNAAsn。
5．对：EF-Tu的GTPase 活性越高，允许密码子和反密码子校对的时间就越短，因而忠实性就降低，而翻译的速度反而提高。
6．错：起始tRNA进入P位点。
7．错,tRNA是一个tRNA分子上决定所携带氨基酸性质的核苷酸序列和阻止其它氨基酸被携带的核苷酸序列。不同种的tRNA的个性是不同的。
8．错：从DNA的核苷酸序列并不能始终根据三联体密码推断出某一蛋白质的氨基酸序列，这是因为某些蛋白质的翻译经历再次程序化的解码，而且大多数真核细胞的蛋白质基因为断裂基因。
9．错：越来越多的证据表明rRNA在翻译中，决不是仅仅充当组装核糖体的结构骨架作用，它能主动参与蛋白质的合成，如作为ribozyme发挥作用。
10．错：多数多肽链的折叠与肽链延伸反应同时进行。
11．错：人工合成多肽的方向正好与体内的多肽链延伸的方向相反，是从C端到N端。
12．错：核糖体活性中心的A位和P位均在大亚基上。
13．错：蛋白质合成过程中所需的能量都由ATP直接供给。
14．对：每个氨酰-tRNA进入核糖体的A位都需要延长因子的参与，并消耗一分子GTP。
15．错：每种氨基酸只能有一种特定的tRNA与之对应。
16．错：反密码子中含有胸腺嘧啶碱基（T）。
17．对：泛素是一种热激蛋白，它在温度升高的情况下表达量提高，有利于机体清除受热变性的蛋白质。
18．对,原核细胞新生肽链N端第一个残基为fMet；真核细胞新生肽链N端为Met。
19．对：蛋白质合成过程中，肽基转移酶起转肽作用核水解肽链作用。
20．对。
（六）问答题（解题要点）
1．答：m7GTP之所以能够抑制真核细胞的蛋白质合成是因为它是真核细胞mRNA的5ˊ帽子结构的类似物，能够竞争性的结合真核细胞蛋白质合成起始阶段所必需的帽子结合蛋白（一种特殊的起始因子）原核细胞mRNA的5ˊ端没有帽子结构，因此m7GTP不会影响到它翻译的起始。 SD序列是存在于原核细胞mRNA的5ˊ端非编码区的一段富含嘌呤碱基的序列，它能够与核糖体小 亚基上的16SrRNA的3ˊ端的反SD序列通过互补结合，这种结合对原核细胞翻译过程中起始密码 子的识别非常重要，将人工合成的SD序列加到翻译体系中，必然会干扰到mRNA所固有的SD序 列与16SrRNA的反SD序列的相互作用，从而竞争性抑制原核细胞蛋白质合成的起始。
2．答：mRNA上每3个相邻的核苷酸编成一个密码子，代表某种氨基酸或肽链合成的起始或终止信（4种核苷酸共组成64个密码子）。其特点有：①方向性：编码方向是5ˊ→3ˊ；②无标点性：密码子连续排列，既无间隔又无重叠；③简并性：除了Met和Trp各只有一个密码子之外，其余每种氨基酸都有2—6个密码子；④通用性：不同生物共用一套密码；⑤摆动性：在密码子与反密码子相互识别的过程中密码子的第一个核苷酸起决定性作用，而第二个、尤其是第三个核苷酸能够在一定范围内进行变动。
3．答：在蛋白质合成中，tRNA起着运载氨基酸的作用，将氨基酸按照mRNA链上的密码子所决定的氨基酸顺序搬运到蛋白质合成的场所——核糖体的特定部位。tRNA是多肽链和mRNA之间的重要转换器。①其3ˊ端接受活化的氨基酸，形成氨酰-tRNA②tRNA上反密码子识别mRNA链上的密码子 ③ 合成多肽链时，多肽链通过tRNA暂时结合在核糖体的正确位置上，直至合成终止后多肽链才从核糖体上脱下。
4．答：保证翻译准确性的关键有二：一是氨基酸与tRNA的特异结合，依靠氨酰- tRNA合成酶的特异识别作用实现；二是密码子与反密码子的特异结合，依靠互补配对结合实现，也有赖于核蛋白体的构象正常而实现正常的装配功能。
5．答：这些基本方式主要有锌指、亮氨酸拉链、螺旋—环—螺旋基元，参看名词解释的18、19、22答案。
6．答：癌基因异常激活的方式有①癌基因的点突变；②癌基因的扩增；③癌基因或其增强子甲基化程度降低；④增强子等序列的插入对癌基因转录的促进；⑤癌基因易位。
7．答：抑癌基因突变失活、缺失或抑癌基因产物失活均可引起细胞癌变。
