4.2 考研真题详解
一、判断题
1与健康人不同,脂酰CoA脱氢酶缺陷症的患者在饥饿时无酮体生成。( )[中山大学2009研]
【答案】错
【解析】与健康人不同,脂酰CoA脱氢酶缺陷症的患者在饥饿时酮体生成很少。
2一个糖原分子只有一个还原端,但却有许多非还原端。( )[华南农业大学2009研]
【答案】对
3淀粉在细胞内降解的最初产物是葡萄糖。( )[中国科学技术大学2008研]
【答案】错
【解析】淀粉在细胞内降解的最初产物是1-磷酸葡萄糖。
4酵母利用葡萄糖有氧代谢中,当EMP途径中的3-磷酸甘油醛脱氢酶受到抑制后,此时代谢由于不能进入TCA循环,因而无CO2产生。( )[江南大学2008研]
【答案】错
【解析】酵母利用葡萄糖有氧代谢中,当EMP途径中的3-磷酸甘油醛脱氢酶受到抑制后,此时代谢不能进入TCA循环,但可进入HMP途径产生CO2。
5一分子糖都能与三分子苯肼进行成脎反应。( )[复旦大学2008研]
【答案】错
【解析】一分子单糖能与三分子苯肼进行成脎反应。
6在糖酵解中,共有4个激酶,即己糖激酶、磷酸果糖激酶、磷酸甘油酸激酶和丙酮酸激酶,它们都催化不可逆反应。( )[厦门大学2008研]
【答案】错
【解析】在糖酵解中,共有4个激酶,即己糖激酶、磷酸果糖激酶、磷酸甘油酸激酶和丙酮酸激酶,只有磷酸甘油酸激酶催化可逆反应,其他3种即己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶催化不可逆反应。
7在饥饿时,肌糖原可以转变成血糖。( )[南开大学2008研]
【答案】错
【解析】肌肉缺乏葡萄糖-6-磷酸酶,当肌糖原分解为6-磷酸葡萄糖后,经糖酵解途径产生乳酸,乳酸进入血液循环到肝脏,以乳酸为原料经糖异生途径转变为葡萄糖才能释放入血补充血糖;肝细胞含有葡萄糖-6-磷酸酶,肝糖原分解为6-磷酸葡萄糖后,可转化为葡萄糖补充血糖。所以在饥饿时,是肝糖原转变成血糖。
8在缺氧条件下,丙酮酸还原成乳酸的意义是将NAD+再生。( )[哈尔滨工业大学2008研]
【答案】对
9D-葡萄糖和D-甘露糖形成的脎,有相同的熔点。( )[南京大学2008研]
【答案】对
10麦芽糖和乳糖都是还原性二糖,糖苷键的类型也相同。( )[郑州大学2008研]
【答案】错
【解析】麦芽糖和乳糖都是还原性二糖,但糖苷键的类型不同,麦芽糖是由α-1,4糖苷键连接,乳糖是由β-1,4糖苷键连接。
115mol葡萄糖经HMS途经完全氧化分解,可产生180molATP。( )[四川大学2006研]
【答案】对
12TCA中各中间代谢物都可作为糖异生底物,糖异生是这些代谢物逆向沿三羧酸反应。( )[山东大学2006研]
【答案】错
【解析】是糖酵解中各中间代谢物都可作为糖异生底物,但由于糖异生有3个不可逆反应,糖异生也不是这些代谢物逆向沿糖酵解反应。
13光合磷酸化反应中必定会产生两种产物:ATP和NADPH。( )[华东理工大学2006、2007研]
【答案】错
【解析】光合磷酸化可分为循环式光合磷酸化和非循环式光合磷酸化。循环式光合磷酸化的最终产物只有ATP。
14蔗糖是非还原糖。( )[南京师范大学2008研]
【答案】对
15糖异生的过程是在线粒体进行的。( )[沈阳药科大学2006研]
【答案】错
【解析】糖异生的过程是在线粒体和胞浆进行的。
16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。( )[浙江工业大学2006研]
【答案】对
17其实,柠檬酸循环的所有中间物只是起着催化剂的作用。( )[武汉大学2005研]
【答案】对
二、填空题
1机体内物质的脱羧形成CO2的反应一般有______种方式,一种是______,另一种是______。丙酮酸脱氢酶系催化丙酮酸形成乙酰辅酶A与CO2的过程属于______脱羧。[暨南大学2011研]
【答案】2;单纯脱羧;氧化脱羧;氧化脱羧
2丙酮酸脱氢酶复合体包括3种酶,分别是______、______、______。[华南农业大学2009研]
【答案】丙酮酸脱羧酶;二氢硫辛酸脱氢酶;硫辛酸乙酰转移酶
3丙酮酸脱氢酶复合物受______、______和______的调控。[复旦大学2008研]
【答案】产物抑制;能荷控制;磷酸化共价调节
4糖原磷酸化酶b在______酶作用下,每个亚基上第14位的______接受______提供的磷酸基,被磷酸化转变为有活性的______。[南开大学2008研]
【答案】蛋白激酶A;丝氨酸;ATP;糖原磷酸化酶a
5______是三羧酸循环的特征性酶。[哈尔滨工业大学2008研]
【答案】柠檬酸合成酶
6生物体中,寡糖常常与______和______共价结合而发挥其生物学功能。[中国科学技术大学2008研]
【答案】脂类;蛋白质
7参与琥珀酸脱氢生成延胡索酸反应的辅酶是______。[郑州大学2007研]
【答案】FADH
8纤维素和淀粉都是1→4连接的D-萄聚糖,但纤维素的二糖单位是______,残基间通过______键连接;而直链淀粉的二糖单位是______、残基间通过______键连接。按其生物功能,淀粉为贮能多糖,而纤维素为______多糖。[湖南大学2007研]
【答案】纤维二糖;β(1→4)糖苷;麦芽糖;α(1→4)糖苷;结构
9糖酵解中有三个反应是不可逆的,催化这三个反应的酶是______,______,______。其中______是糖酵解反应的关键限速酶。[厦门大学2007研]
【答案】己糖激酶;磷酸果糖激酶;丙酮酸激酶;磷酸果糖激酶
10某些细菌和植物中,异柠檬酸有两种主要的命运:需能时,它______(反应类型)生成______;而能量充裕时,则______(反应类型)成______和______。[上海交通大学2007研]
【答案】氧化;α-KG;裂解;琥珀酸;乙醛酸
11糖异生的过程基本是糖酵解途径的逆过程,其中由丙酮酸转化为磷酸烯醇式丙酮酸的过程中,涉及的关键酶有______。[沈阳药科大学2006研]
【答案】丙酮羧酸化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶
12两分子乳酸异生为葡萄糖要消耗______ATP。[浙江工业大学2006研]
【答案】6分子
13判断一个糖是D-型还是L-型是以______碳原子上羟基的位置作依据。[四川大学2006研]
【答案】距离半缩醛OH最远或距离伯羟基最近的手性
14蔗糖是由一分子______和一分子______组成,它们之间通过______糖苷键相连。[华东理工大学2006研]
【答案】葡萄糖;果糖;α–葡萄糖(1-2)β-果糖
15由______生成______的反应是糖酵解途径中唯一的脱氢反应,反应脱下的氢被递氢体______接受。[北京师范大学2005、2006研]
【答案】甘油醛-3-磷酸;1,3-二磷酸甘油酸;NAD+
16柠檬酸循环是在细胞器______中进行的,柠檬酸循环每一圈可生成______个2CO2,______个NADH+H+,______个FADH2。[陕西师范大学2005研]
【答案】线粒体;2;3;1
17三羧酸循环中有______次脱氢反应,脱下的氢以______和______形式进入呼吸链。[西北大学2004研]
【答案】4;NADH;FADH2
18肠道中转运葡萄糖的载体分别有______和______。[天津大学2002研]
【答案】葡萄糖载体;Glut4基团
三、选择题
1糖酵解的生理意义是( )。[西医统考2018研]
A.提供葡萄糖进入血液
B.为糖异生提供原料
C.加快葡萄糖的氧化速率
D.缺氧时为机体快速提供能量
【答案】D
【解析】糖酵解最重要的生理意义在于缺氧时为机体迅速提供能量。这对于肌肉收缩更为重要,肌肉内ATP只要收缩几秒即可耗尽,此时即使不缺氧,葡萄糖有氧氧化反应时间长,来不及满足需要,而通过糖酵解则可迅速获得能量。此外,成熟红细胞只能依赖糖的无氧氧化提供能量。
2磷酸戊糖途径的重要意义在于其产生( )。[华中农业大学2017研]
A.NADH
B.FADH2
C.F-6-P
D.NADPH
【答案】D
3缺氧情况下,糖酵解途径生成的NADH的去路是( )。[华中农业大学2017研]
A.进入呼吸链氧化供应能量
B.丙酮酸还原为乳酸
C.3-磷酸甘油酸还原为3-磷酸甘油醛
D.经苹果酸穿梭系统进入线粒体氧化
【答案】B
4关于糖醇解途径中的关键酶正确的是( )。[武汉大学2015研]
A.磷酸果糖激酶-1
B.果糖双磷酸酶-1
C.磷酸甘油酸激酶
D.丙酮酸羧化酶
E.果糖双磷酸酶-2
【答案】A
【解析】糖酵解途径中的关键酶有三个,分别为己糖激酶(葡萄糖激酶)、磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶。
5琼脂和琼脂糖( )。[中国农业大学2010研]
A.主要成分相同,属同多糖
B.主要成分不同,属同多糖
C.主要成分相同,应用不能代替
D.主要成分不同,应用不能代替
【答案】D
6脊椎动物体内的储能物质是( )。[南开大学2009研]
A.磷酸烯醇式丙酮酸
B.ATP
C.乳酸
D.磷酸肌酸
【答案】D
7不属于还原性糖的二糖是( )。[华南农业大学2009研]
A.麦芽糖
B.异麦芽糖
C.乳糖
D.蔗糖
【答案】D
8下列反应中哪一步伴随着底物水平的磷酸化反应?( )[厦门大学2008研]
A.葡萄糖→葡萄糖-6-磷酸
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
【答案】B
9糖酵解途径的限速酶是( )。[哈尔滨工业大学2008研]
A.缩醛酶
B.磷酸果糖激酶
C.烯醇化酶
D.3-磷酸甘油醛脱氢酶
【答案】B
10下列哪种酶不是糖酵解的调控酶?( )[中国科学技术大学2008研]
A.葡萄糖激酶
B.果糖6-磷酸激酶
C.磷酸甘油酸激酶
D.丙酮酸激酶
【答案】C
11磷酸戊糖途径中需要的酶有( )。[湖南大学2007研]
A.异柠檬酸脱氢酶
B.6-磷酸果糖激酶
C.6-磷酸葡萄糖脱氢酶
D.转氨酶
【答案】C
12黏多糖包括( )。[沈阳药科大学2006研]
A.葡聚糖
B.几丁质
C.纤维素
D.硫酸皮肤素
【答案】D
13用于糖原合成葡萄糖-1-磷酸首先要经过( )化合物的活化。[四川大学2006研]
A.ATP
B.CTP
C.UTP
D.GTP
E.TTP
【答案】C
14血糖浓度低时,脑仍可摄取葡萄糖而肝不能,是因为( )。[中国药科大学2006研]
A.胰岛素的作用
B.脑己糖激酶的Km值低
C.肝葡萄糖酶的Km值低
D.葡萄糖激酶具有特异性
E.血-脑屏障在血糖低时不起作用
【答案】B
15丙酮酸脱氢酶复合体中转乙酰基酶的辅酶是( )。[西北大学2004研]
A.TPP
B.硫辛酰胺
C.CoASH
D.FAD
E.NAD+
【答案】B
16各种糖代谢途径的交叉点是( )。[天津大学2002研]
A.6-磷酸葡萄糖
B.1-磷酸葡萄糖
C.6-磷酸果糖
D.1,6-二磷酸果糖
【答案】A
17(多选)三羧酸循环中不可逆的反应有( )。[华东理工大学2007研]
A.乙酰辅酶A+草酰乙酸→柠檬酸
B.异柠檬酸→α-酮戊二酸
C.α-酮戊二酸→琥珀酰辅酶A
D.琥珀酰辅酶A→琥珀酸
【答案】ABC
18(多选)下面是关于哺乳动物柠檬酸循环的某些叙述,正确的是( )。[武汉大学2005研]
A.该循环的大多数酶为线粒体膜结合酶
B.在该循环的中间物都可用于葡萄糖的合成
C.该循环的中间物只有α-酮戊二酸能直接用于氨基酸的合成
D.该循环的正常运转需与氧化磷酸化作用协同进行
【答案】BD
19(多选)糖异生发生在如下细胞器中( )。[上海交通大学2007研]
A.细胞核
B.线粒体
C.内质网
D.细胞质
E.ATP
【答案】BCD
20(多选)下列哪些酶组分是丙酮酸脱氢酶系的辅助因子?( )[浙江工业大学2006研]
A.辅酶A-SH
B.TPP
C.FMN
D.FAD
E.硫辛酰胺
【答案】ABDE
21(多选)下面关于糖异生的说法错误的是( )。[浙江大学2009研]
A.它只发生在线粒体内膜上
B.催化添补反应的丙酮酸羧化酶是这条途径上的第一个调控酶
C.己糖的前体包括乳酸、丙酮酸、甘油和丙氨酸
D.有三个旁路反应的ΔG值接近零,而其他的反应ΔG值是负的,并且绝对值很大
E.一些反应发生在线粒体基质中,另一些发生在细胞质中
F.2,6-二磷酸果糖是一个中间产物
G.在饥饿时氧化脂肪酸能够为这个反应提供能量
【答案】AG
四、名词解释
1底物水平磷酸化[中山大学2018研]
答:底物水平磷酸化是指代谢物在脱氢和脱水的过程中,分子内部发生能量重排生成高能磷酸键,这种高能键将ADP磷酸化生成ATP的过程。
2糖酵解[郑州大学2008;华中农业大学2017研]
答:糖酵解是指将葡萄糖或糖原分解为丙酮酸,ATP和NADH+、H+的过程,此过程中伴有少量ATP的生成。这一过程是在细胞质中进行,不需要氧气,每一反应步骤基本都由特异的酶催化。在缺氧条件下丙酮酸则可在乳酸脱氢酶的催化下,接受磷酸丙糖脱下的氢,被还原为乳酸。
3Krebs bicycle[复旦大学2008;武汉大学2015研]
答:Krebs bicycle即三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle)或柠檬酸循环(citric acid cycle),是体内物质糖、脂肪或氨基酸有氧氧化的主要过程。通过生成的乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成三羧酸(柠檬酸)开始,再通过一系列氧化步骤产生CO2、NADH及FADH2,最后仍生成草酰乙酸,进行再循环,从而为细胞提供了降解乙酰基而提供产生能量的基础。由克雷布斯(Krebs)于20世纪30年代最先提出。
4葡萄糖异生作用[华南农业大学2009研]
答:葡萄糖异生作用是指非糖物质作为前体合成葡萄糖的作用。非糖物质包括丙酮酸、甘油、乳酸以及某些氨基酸等,或者说凡是能生成丙酮酸或草酰乙酸的物质都可以变成葡萄糖。糖异生是体内单糖生物合成的唯一途径。肝脏是糖异生的主要器官,但在长期饥饿、酸中毒时肾脏的异生作用增强。糖异生的途径基本是糖酵解的逆向过程,但不是可逆过程。
5糖的变旋性[四川大学2007研]
答:由于某些糖溶于水后,即产生环式与链式异构体间的互变,所以新配成的糖溶液在放置的过程中其旋光度会逐渐改变,糖的这种性质称为糖的变旋性。
6lactate fermentation[上海交通大学2007研]
答:lactate fermentation即乳酸发酵,指微生物中乳酸菌将葡萄糖降解为乳酸的过程,以及在氧缺乏条件下,肌肉将葡萄糖降解为乳酸的过程。
7回补途径[哈尔滨工业大学2007研]
答:TCA循环中某些中间产物是合成许多重要有机物的前体。如果TCA循环的中间产物大量消耗于有机物的合成,就会影响TCA循环的正常运行,因此必须有其他的途径不断地补充,称为回补途径。主要有三条回补途径:丙酮酸的羧化、PEP的羧化作用、天冬氨酸的转氨作用。
8丙酮酸脱氢酶复合体[北京师范大学2006研]
答:催化丙酮酸转变为乙酰-CoA的酶,是包括丙酮酸脱氢酶在内的多酶复合体,称为丙酮酸脱氢酶复合体。丙酮酸脱氢酶复合体中的三种酶分别是丙酮酸脱氢酶组分、二氢硫辛酰转乙酰基酶、二氢硫辛酸脱氢酶。三种酶在结构上形成一个有秩序的整体,使此反应得以相互协调依次有序进行,且可避免产生不必要的副产物。
五、问答题
1简述磷酸戊糖途径的调节因素和生理意义。[中山大学2018研]
答:(1)磷酸戊糖途径的调节因素主要有以下两种:
①氧化阶段的调节
葡糖-6-磷酸脱氢酶是磷酸戊糖途径的关键酶,其活性决定葡糖-6-磷酸进入此途径的流量。
②[NADPH]/[NADP+]的比率
比率过高时,会抑制6-磷酸葡萄糖脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的活性,从而抑制磷酸戊糖途径。
(2)磷酸戊糖途径的生理意义
①为核酸的生物合成提供5-磷酸核糖。5-磷酸核糖是核酸和核苷酸的组成成分,在人体主内要是经磷酸戊糖途径生成。
②提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应。NADPH是体内许多合成代谢的供氢体;NADPH参与体内羟化反应;NADPH用于维持谷胱甘肽的还原状态,对保护细胞中含巯基的酶及蛋白质免受氧化、维持红细胞的正常功能(膜蛋白的完整性)及血红蛋白处于还原状态起重要作用。
③提供能量。必要时可通过转氢酶作用,使NAD+还原成NADH,后者通过呼吸链和氧化磷酸化过程,即可生成ATP提供能量需要。
2何谓三羧酸循环?三羧酸循环有何特点及生理意义?[武汉大学2015研]
答:(1)三羧酸循环的定义
三羧酸循环,又称柠檬酸循环或Krebs循环,是指在细胞的线粒体中进行的生化反应。三羧酸循环是指以乙酰CoA和草酰乙酸缩合生成柠檬酸开始,经过4次脱氢、2次脱羧,生成4分子还原当量和2分子CO2,重新生成草酰乙酸的循环反应过程。。
这一过程中关键的化合物是含有三个羧基的柠檬酸,是需氧生物体内普遍存在的代谢途径,分布在细胞的线粒体。三羧酸循环不只是丙酮酸氧化所经历的途径,也是脂肪酸、氨基酸等各种燃料分子氧化分解所经历的共同途径,是三大营养物质(糖类、脂类、氨基酸)的最终代谢通路,又是糖类、脂类、氨基酸代谢联系的枢纽。此外,柠檬酸循环的中间体还可作为许多生物合成的前体,也可以说柠檬酸循环是两用代谢途径。
(2)三羧酸循环的特点
①每一次循环都纳入一个乙酰CoA分子,又有两个碳原子以CO2的形式离开循环。但是离开循环的两个碳原子并不是刚刚进入循环的那两个碳原子。
②每一次循环共有4次氧化反应。参加这4次氧化反应的有3个NAD+分子和一个FAD分子;同时有4对氢原子离开循环,形成3个NADH和一个FADH2分子。
③每一次循环以GTP的形式产生一个高能键,并消耗两个水分子。
④柠檬酸循环中虽然没有氧分子直接参加反应。但是柠檬酸循环只能在有氧条件下进行。因为3个NADH和一个FADH2分子只能通过电子传递链和氧分子才能够再被氧化。
(3)三羧酸循环途径的生物意义。
①为机体提供了大量的能量。
②三羧酸循环是糖代谢、蛋白质代谢、脂肪代谢、核酸代谢以及次生物质代谢联络的枢纽,它的中间产物可参与其他代谢途径,其他代谢的产物是最终可通过三羧酸循环氧化为CO2和H2O,并放出能量。
3为什么糖酵解的关键酶是磷酸果糖激酶而不是己糖激酶?ATP、柠檬酸、AMP、2,6-二磷酸果糖对磷酸果糖激酶是如何调控的,其意义是什么?[中国农业大学2010研]
答:(1)磷酸果糖激酶之所以是关键酶,是因为磷酸果糖激酶催化的反应是糖酵解途径中最为关键的限速反应。糖酵解速度主要取决于磷酸果糖激酶,它是个限速酶。其受多个途径调控:ADP别构激活、ATP别构抑制;柠檬酸、脂肪酸别构抑制;受果糖-2,6-二磷酸的调控;受H+抑制。而己糖激酶专一性不强,受其产物6-磷酸葡萄糖别构抑制,6-磷酸葡萄糖是许多糖代谢途径的连接点,通过糖原分解可以补充得到6-磷酸葡萄糖,从磷酸戊糖途径、糖原合成等途径可以降解6-磷酸葡萄糖,所以6-磷酸葡萄糖对己糖激酶的别构抑制作用都可以得到调控。因此糖酵解的关键酶是磷酸果糖激酶而不是己糖激酶。
(2)ATP、柠檬酸是磷酸果糖激酶的别构抑制剂,AMP、2,6-二磷酸果糖是磷酸果糖激酶的别构激活剂。ATP是酶的底物,在ATP浓度高时,ATP与酶的别构位点结合,使酶构象变化,酶与底物的结合能力下降,柠檬酸就是通过加强ATP的抑制效应来抑制磷酸果糖激酶的活性,而ATP对磷酸果糖激酶的别构抑制效应可以被AMP解除;2,6-二磷酸果糖是磷酸果糖激酶的强别构激活剂,增加2,6-二磷酸果糖可促进磷酸果糖激酶活性变强,促进糖酵解。由于磷酸果糖激酶是糖酵解途径的关键酶,这些物质对磷酸果糖激酶的调控,可以对整个糖酵解途径进行调控,增强或抑制糖酵解途径,来调控葡萄糖的分解。
4解释糖酵解和糖异生作用为什么是不可逆的。[浙江大学2009研]
答:(1)糖酵解(glycolysis)是指葡萄糖或糖原在组织中进行类似发酵的降解反应过程,最终形成乳酸或丙酮酸,同时释出部分能量,形成ATP供组织利用;糖异生(gluconeogenesis)是体内从非糖类物质如氨基酸、丙酮酸、甘油等合成葡萄糖的代谢过程,是维持血糖水平的重要过程。糖酵解的反应过程中有三个不可逆反应,其余反应步骤均可逆,可以跟糖异生作用联系起来。但正是这三个不可逆反应的存在,糖酵解和糖异生作用是不可逆的。
(2)糖酵解的三个不可逆反应分别是:①葡萄糖反应生成6-磷酸葡萄糖,由己糖激酶催化,并需要Mg2+;②6-磷酸果糖反应生成1,6-二磷酸果糖,有磷酸果糖激酶催化,需要ATP和Mg2+;③磷酸烯醇式丙酮酸反应生成烯醇式丙酮酸,反应需要Mg2+或Mn2+已经ADP,并有ATP生成,是放能反应,烯醇式丙酮酸很不稳定,会迅速重排成丙酮酸。另外,糖酵解作用全都是在细胞质基质中完成的。
(3)而糖异生反应过程中的三个不可逆反应分别是:①丙酮酸反应生成烯醇式丙酮酸,分两步进行,首先丙酮酸在丙酮酸羧化酶的催化下反应生成草酰乙酸,并消耗1分子ATP,然后草酰乙酸在磷酸烯醇式丙酮酸羧基酶的催化下反应生成磷酸烯醇式丙酮酸,并消耗1个高能磷酸键(来自GTP);②1,6-二磷酸果糖反应生成6-磷酸果糖,由果糖-1,6-二磷酸酶催化;③6-磷酸葡萄糖反应生成葡萄糖,由葡萄糖-6-磷酸酶催化。另外,糖异生作用的关键酶丙酮酸羧化酶是线粒体酶,所以丙酮酸需从细胞质转移到线粒体中羧化成草酰乙酸,草酰乙酸需转变为苹果酸才能再回到细胞质,苹果酸转化回草酰乙酸再进一步反应生成磷酸烯醇式丙酮酸,因此糖异生作用是在细胞中两个不同部位完成的。
5中国人喝酒后有些人会脸红而另一些则不。饮酒驾车现在越来越成为车祸的主要原因,因此严查饮酒驾车是维护交通安全的必要措施。目前使用的酒精测定仪检测的是人呼出的气体中酒精含量,用的是alcohol dehydrogenase酶电极来完成的。但有些人喝过酒后尚红着脸的状态下呼出的气体中检测不出超标的酒精浓度,试问这是为什么?要将这样的人鉴定为饮酒驾车者,酶电极应该如何改良?(提示:脸红是血液中的乙醛导致面部毛细血管膨胀所发生的生理现象)[复旦大学2008研]
答:(1)脸红的人体内含有乙醇脱氢酶,能将乙醇大量地转化为乙醛,乙醛导致毛细血管膨胀而表现为脸红。另外,肝脏中的P450也能解酒。因此使乙醇浓度不是很高,有些人喝过酒后尚红着脸的状态下呼出的气体中检测不出超标的酒精浓度。
(2)酶电极的改良:将alcohol dehydrogenase酶电极改成乙醇脱氢酶系包括乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶,可以同时检验出乙醇以及其经体内乙醇脱氢酶转化成的乙醛。
6比较α-淀粉酶和β-淀粉酶的差异。[厦门大学2008研]
答:α-淀粉酶和β-淀粉酶的差异如下:
(1)α-淀粉酶广泛存在于植物和微生物中。它是一种内切葡糖苷酶,随机作用于淀粉链内部的α-1,4糖苷键。实验证明,此酶断裂C1-O键和O-C4键,α-淀粉酶降解直链淀粉时生成葡萄糖,少量麦芽糖和麦芽三糖;降解支链淀粉或糖原,最终产物是葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖和α-糊精,他是含有α-1,6连键的短链聚糖。
(2)β-淀粉酶主要存在于高等植物特别是发芽的种子,如大麦芽中。它是一种外切(或端切)葡糖苷键,专门从淀粉的非还原端开始断裂α-1,4糖苷键,逐个除去二糖单位,原来的α-连接被转型,产物是β-麦芽糖,因此该酶称为β-淀粉酶。由于β-淀粉酶不能断裂α-1,6连键,又不能越过分支点继续作用,因此当它作用于支链淀粉或糖原时,只能水解分子周边的α-1,4糖苷键形成占总量约为50%的麦芽糖和一个大分子核心,称为β-极限糊精。
7请解释为什么饥饿时会产生与糖尿病相似的症状(血中酮体含量增高)?[南开大学2008研]
答:糖尿病人血液酮体比较高是因为葡萄糖不能被有效利用,导致脂肪被大量动员氧化,生成大量的乙酰-CoA,如果草酰乙酸供应跟不上,乙酰-CoA就不能与草酰乙酸缩合为柠檬酸进入三羧酸循环,则多余的乙酰-CoA会两两结合成乙酰乙酰-CoA,进而形成酮体,导致血中酮体含量升高。而饥饿时葡萄糖供应不足,会大量动员脂肪氧化分解为有机体提供能量,脂肪氧化产生大量的乙酰-CoA,剩余的乙酰-CoA形成酮体,因此饥饿时会产生与糖尿病相似的症状即血中酮体含量增高。
8何谓酵解?有何作用?简述其主要过程。[吉林大学2009研]
答:酵解是指酶将葡萄糖降解成丙酮酸并伴随着生成ATP的过程。它是动植物、微生物细胞中葡萄糖分解产生能量的共同代谢途径。酵解从葡萄糖开始,全过程共有10步,可分两个阶段:前5步为准备阶段,葡萄糖通过磷酸化分解成三碳糖,每分解一个己糖分子消耗2分子ATP;后5步为产生ATP的贮能阶段,磷酸三碳糖变成丙酮酸,每分子三碳糖产生2分子ATP。整个过程需要10种酶,这些酶都在细胞质中,大部分过程需要Mg2+。
9糖异生与糖酵解是否可以同时进行,为什么?[哈尔滨工业大学2008研]
答:糖异生与糖酵解是两个相反的代谢途径,一般是不能同时进行的,因为:①高浓度的葡萄糖-6-磷酸可抑制己糖激酶,活化葡萄糖-6-磷酸酶从而抑制酵解,促进了糖异生;②果糖-1,6-二磷酸酶是糖异生的关键酶,果糖磷酸激酶是糖酵解的关键调控酶,ATP抑制后者,激活前者,柠檬酸对果糖磷酸激酶亦有抑制作用;果糖-2,6-二磷酸是调节两酶活性的强效应物,当葡萄糖含量丰富时,激素调节使果糖-2,6-二磷酸增加,从而激活果糖磷酸激酶活性,并强烈抑制果糖-1,6-二磷酸酶活性,从而加速酵解,减弱糖异生;③丙酮酸羧化酶是糖异生的另一调节酶,其活性受乙酰CoA和ATP激活,受ADP抑制。
10给出糖代谢的主要途径,分别增加果糖-1,6-二磷酸和柠檬酸这两种代谢物的浓度对糖酵解有什么影响?[郑州大学2007研]
答:(1)糖代谢的主要途径:
①糖酵解:糖酵解途径中,葡萄糖在一系列酶的催化下,经10步反应降解为2分子丙酮酸,同时产生2分子NADH+H+和2分子ATP。
②三羧酸循环:在有氧情况下,丙酮酸氧化脱羧生成乙酰-CoA,进入三羧酸循环经9步反应彻底氧化分解为CO2和H2O,还有大量ATP。
③乳酸发酵:在厌氧酵解时(乳酸菌、剧烈运动的肌肉),丙酮酸接受了3-磷酸甘油醛脱氢酶生成的NADH上的氢,在乳酸脱氢酶催化下,生成乳酸。
④酒精发酵:厌氧条件下在酵母或其他微生物中,经糖酵解产生的丙酮酸,可以经丙酮酸脱羧酶催化,脱羧生成乙醛,在醇脱氢酶催化下,乙醛被NADH还原成乙醇。
⑤糖异生:非糖物质如甘油、乳酸、丙酮酸及三羧酸循环中的各种物质和生糖氨基酸、生糖兼生酮氨基酸等,转变为葡萄糖或糖原。
⑥磷酸戊糖途径:在细胞质中进行,分为氧化阶段和非氧化阶段,产生5-磷酸核糖和NADPH。5-磷酸核糖用于核苷酸和核酸的生物合成;NADPH作为供氢体为生物合成提供还原力,以及维持GSH的还原性。
⑦糖原合成:糖原合成首先以葡萄糖为原料合成尿苷二磷酸葡萄糖,在限速酶糖原合酶的作用下,将UDP-Glc转给肝、肌肉中的糖原蛋白上,延长糖链合成糖原。其次糖链在分支酶的作用下再分支合成多支的糖原。
⑧糖原分解:在限速酶糖原磷酸化酶的催化下,糖原从分支的非还原端开始,逐个分解以α-1,4-糖苷键连接的葡萄糖残基,形成G-1-P。G-1-P转变为G-6-P后,肝及肾中含有葡萄糖-6-磷酸酶,使G-6-P水解变成游离葡萄糖,释放到血液中,维持血糖浓度的相对恒定。由于肌肉组织中不含葡萄糖-6-磷酸酶,肌糖原分解后不能直接转变为血糖,产生的G-6-P在有氧的条件下被氧化彻底分解,在无氧的条件下糖酵解生成乳酸,后者经血循环运到肝脏进行糖异生,再合成葡萄糖或糖原。
(2)果糖-1,6-二磷酸是由磷酸果糖激酶-1催化反应的产物,它是酵解过程中主要的调控点,增加果糖-1,6-二磷酸的浓度等于增加了所有随后糖酵解途径的反应的底物水平,所以增加了酵解的速度。柠檬酸是柠檬酸循环的一个中间产物,同时也是磷酸果糖激酶-1的一个反馈抑制剂,因而柠檬酸浓度的增加降低了酵解反应的速率。
11糖酵解,戊糖磷酸途径和葡萄糖异生途径之间如何联系?[江南大学2007研]
答:糖酵解,戊糖磷酸途径和葡萄糖异生途径之间通过中间产物联系。
(1)糖酵解生成丙酮酸,丙酮酸可以在丙酮酸羧化酶的作用下进行糖异生作用。
(2)糖酵解还可以生成二羟丙酮磷酸,二羟丙酮磷酸可被还原成甘油,而甘油也可以进行糖异生作用。
(3)同样,糖酵解的中间产物果糖-1,6-二磷酸和葡萄糖-6-磷酸也可以在果糖-1,6-二磷酸酶和葡萄糖-6-磷酸酶的作用下进行糖异生作用。
(4)糖酵解生成的葡萄糖-6-磷酸、二羟丙酮磷酸(或甘油-3-磷酸)和果糖-1,6-二磷酸均可以进入磷酸戊糖途径,进行磷酸戊糖循环。
(5)葡萄糖-6-磷酸、二羟丙酮磷酸(或甘油-3-磷酸)和果糖-1,6-二磷酸也是糖异生作用和磷酸戊糖途径共同的中间产物,两个途径可以通过这两个物质互相联系。
12五只试剂瓶中分别装的是核糖,葡萄糖,果糖,蔗糖和淀粉溶液,试用最简便的化学方法鉴别。[江南大学2007研]
答:首先在这五种糖中各加入适量碘液,只有淀粉变蓝色,其余四糖不变色。然后在除淀粉外的四种糖中分别加适量菲林试剂,蔗糖不变色,其余三种糖呈黄色或红色。然后在剩余的三种糖中分别加入几滴溴水,核糖和葡萄糖具有还原性而使溴水褪色,果糖无还原性,不能使溴水褪色。最后在葡萄糖和核糖之间加入盐酸和间苯二酚,核糖呈绿色,葡萄糖则呈浅红色。
13简述生物体进行糖原代谢整体调节的各种调节机制。[北京师范大学2006研]
答:生物体内代谢调节在三种不同的水平上进行:分子水平的调节、细胞水平的调节、整体水平的调节。所谓整体水平的调节主要指神经调节、激素调节等。糖原代谢整体调节主要指激素调节。肾上腺素、胰高血糖素等刺激糖原的降解。激素与细胞膜受体结合,并通过G蛋白激活腺苷酸环化酶催化。由ATP合成cAMP,cAMP随即激活PKA、cAMP-依赖性蛋白激活酶。PKA催化激活磷酸化酶激酶,后者又使磷酸化酶b磷酸化转变为磷酸化酶a。PKA同时使糖原合酶磷酸化,即由糖原合酶a转变为糖原合酶b,而失去活性。当激素水平降低时,一方面由于已生成的cAMP被磷酸二酯酶分解为5′AMP,从而停止对糖原降解的刺激作用;另一方面,磷酸化酶a去磷酸化转变为磷酸化酶b,而使糖原降解停止。又由于蛋白磷酸酶-1使糖原合酶去磷酸化而激活。胰岛素刺激糖原的合成。胰岛素和细胞膜受体结合,受体的自身磷酸化作用使其酪氨酸激酶作用进一步激化,又通过胰岛素敏感蛋白激素使PPI活化,PPI通过去磷酸化作用激活糖原合酶,抑制磷酸化酶激酶的活性,刺激了糖原的合成。
14砷酸是否抑制糖酵解途径,为什么?[山东大学2006研]
答:砷酸不会抑制糖酵解途径。由于砷酸在结构和化学性质上都与磷酸类似,很多需要磷酸的酶也能与砷酸结合。然而砷酸的有机化合物的稳定性比类似的磷酸化合物差,会被快速水解。3-P-甘油醛和砷酸反应生成砷酸化合物,分解产生3-P-甘油酸,不能形成1,3-二磷酸甘油酸,进而不能由底物磷酸形成ATP,不放能,因此砷酸相当于底物磷酸化的解偶联剂,使ATP的产生与糖酵解分离。但砷酸存在时,糖酵解无ATP产生,但砷酸并不抑制反应的进行。
15磷酸戊糖途径生成的NADPH+H+和五碳糖各自有哪些用途?若生成的五碳糖超过需要,会有哪些去路?[陕西师范大学2005研]
答:NADPH+H+主要用于在生物合成反应中提供还原力;五碳糖可用于合成核酸和糖类聚合物如木聚糖等。过多的五碳糖可以经过磷酸戊糖途径第二阶段的反应转化为六碳糖,或被氧化成二氧化碳和水。