生物化學(xué)內(nèi)容提要 習(xí)題與解答

1、糖類代謝一、生物體的糖類1、糖的概念糖類物質(zhì)是多羥基(2個(gè)或以上)的醛類或酮類化合物，以及它們的衍生物或聚合物。據(jù)此可分為醛糖和酮糖。還可根據(jù)碳層子數(shù)分為丙糖，丁糖，戊糖、己糖。最簡單的糖類就是丙糖(甘油醛和二羥丙酮)由于絕大多數(shù)的糖類化合物都可以用通式Cn (H2O)n表示，所以過去人們一直認(rèn)為糖類是碳與水的化合物，稱為碳水化合物。現(xiàn)在已經(jīng)這種稱呼并恰當(dāng)，只是沿用已久，仍有許多人稱之為碳水化合物。2、糖的種類根據(jù)糖的結(jié)構(gòu)單元數(shù)目多少分為：（1）單糖：不能被水解稱更小分子的糖。（2）寡糖：2-6個(gè)單糖分子脫水縮合而成，以雙糖最為普遍，意義也較大。（3）多糖：均一性多糖：淀粉、糖原、纖維素、半纖

2、維素、幾丁質(zhì)(殼多糖)不均一性多糖：糖胺多糖類(透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素等)（4）結(jié)合糖(復(fù)合糖，糖綴合物)：糖脂、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等（5）糖的衍生物：糖醇、糖酸、糖胺、糖苷3、糖類的生物學(xué)功能(1) 提供能量。植物的淀粉和動(dòng)物的糖原都是能量的儲(chǔ)存形式。(2) 物質(zhì)代謝的碳骨架，為蛋白質(zhì)、核酸、脂類的合成提供碳骨架。(3) 細(xì)胞的骨架。纖維素、半纖維素、木質(zhì)素是植物細(xì)胞壁的主要成分，肽聚糖是細(xì)胞壁的主要成分。(4) 細(xì)胞間識(shí)別和生物分子間的識(shí)別。細(xì)胞膜表面糖蛋白的寡糖鏈參與細(xì)胞間的識(shí)別。一些細(xì)胞的細(xì)胞膜表面含有糖分子或寡糖鏈，構(gòu)成細(xì)胞的天線，參與細(xì)胞通信。紅細(xì)胞表面ABO

3、血型決定簇就含有巖藻糖。二、單糖的分解作用（一）糖酵解、過程： (1)糖原1-磷酸葡萄糖(2)葡萄糖己糖激酶6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖6-磷酸果糖-1-激酶ATPADPATPADP磷酸二羥丙酮1,6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸NAD+NADHH+3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸激酶ADPATPADPATP丙酮酸乳酸NADHH+NAD+注：紅色表示該酶為該反應(yīng)的限速酶；藍(lán)色ATP表示消耗，紅色ATP和NADH等表示生成的能量或可以轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰康奈镔|(zhì)。以下類同。（圖1-1）糖酵解過程中包含兩個(gè)底物水平磷酸化：一為1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸；二為磷酸烯

4、醇式丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸?。、調(diào)節(jié)）磷酸果糖激酶-1變構(gòu)抑制劑：ATP、檸檬酸變構(gòu)激活劑：AMP、ADP、1，6-雙磷酸果糖（產(chǎn)物反饋激，比較少見）和2，6-雙磷酸果糖（最強(qiáng)的激活劑）。）丙酮酸激酶 變構(gòu)抑制劑：ATP 、肝內(nèi)的丙氨酸變構(gòu)激活劑：1，6-雙磷酸果糖）葡萄糖激酶變構(gòu)抑制劑：長鏈脂酰輔酶A注：此項(xiàng)無需死記硬背，理解基礎(chǔ)上記憶是很容易的，如知道糖酵解是產(chǎn)生能量的，那么有ATP等能量形式存在，則可抑制該反應(yīng)，以利節(jié)能，上述的檸檬酸經(jīng)三羧酸循環(huán)也是可以產(chǎn)生能量的，因此也起抑制作用；產(chǎn)物一般來說是反饋抑制的；但也有特殊，如上述的1，6-雙磷酸果糖。特殊的需要記憶，只屬少數(shù)。以下類同。關(guān)于共價(jià)修

5、飾的調(diào)節(jié)，只需記住幾個(gè)特殊的即可，下面章節(jié)提及。、生理意義）迅速提供能量，尤其對(duì)肌肉收縮更為重要。若反應(yīng)按（）進(jìn)行，可凈生成分子ATP，若反應(yīng)按（）進(jìn)行，可凈生成分子ATP；另外，酵解過程中生成的個(gè)NADH在有氧條件下經(jīng)電子傳遞鏈，發(fā)生氧化磷酸化，可生成更多的ATP，但在缺氧條件下丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸將消耗NADH，無NADH凈生成。）成熟紅細(xì)胞完全依賴糖酵解供能，神經(jīng)、白細(xì)胞、骨髓等代謝極為活躍，即使不缺氧也常由糖酵解提供部分能量。）紅細(xì)胞內(nèi)1，3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成的2，-二磷酸甘油酸可與血紅蛋白結(jié)合，使氧氣與血紅蛋白結(jié)合力下降，釋放氧氣。）肌肉中產(chǎn)生的乳酸、丙氨酸（由丙酮酸轉(zhuǎn)變）在肝臟中能作

6、為糖異生的原料，生成葡萄糖。、乳酸循環(huán)葡萄糖葡萄糖葡萄糖糖糖異酵生解途途徑徑丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸乳酸(肝)(血液)(肌肉)乳酸循環(huán)是由于肝內(nèi)糖異生活躍，又有葡萄糖-6-磷酸酶可水解6-磷酸葡萄糖，釋出葡萄糖。肌肉除糖異生活性低外，又沒有葡萄糖-6-磷酸酶。生理意義：避免損失乳酸以及防止因乳酸堆積引起酸中毒。（二）三羧酸循環(huán)、過程1)、經(jīng)糖酵解過程生成丙酮酸2)、丙酮酸丙酮酸脫氫酶復(fù)合體乙酰輔酶A NAD+ NADHH+ 限速酶的輔酶有：TPPFADNAD+CoA及硫辛酸3)、三羧酸循環(huán)草酰乙酸乙酰輔酶A 檸檬酸合成酶檸檬酸異檸檬酸異檸檬酸脫氫酶NAD+ NADHH+-酮戊二酸-酮戊二酸脫氫酶復(fù)

7、合體琥珀酸酰CoA琥珀酸NAD+ NADHH+GDPGTP延胡索酸蘋果酸草酰乙酸FADFADH2NAD+ NADHH+三羧酸循環(huán)中限速酶-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體的輔酶與丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的輔酶同。三羧酸循環(huán)中有一個(gè)底物水平磷酸化，即琥珀酰COA轉(zhuǎn)變成琥珀酸，生成GTP；加上糖酵解過程中的兩個(gè)，本書中共三個(gè)底物水平磷酸化。、調(diào)節(jié)）丙酮酸脫氫酶復(fù)合體抑制：乙酰輔酶A、NADH、ATP激活：AMP、鈣離子）異檸檬酸脫氫酶和-酮戊二酸脫氫酶NADH、ATP反饋抑制、生理意義）基本生理功能是氧化供能。）三羧酸循環(huán)是體內(nèi)糖、脂肪和蛋白質(zhì)三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝的最終共同途徑。）三羧酸循環(huán)也是三大代謝聯(lián)系的樞紐。、有

8、氧氧化生成的ATP葡萄糖有氧氧化生成的ATP反應(yīng)輔酶ATP第一階段葡萄糖6-磷酸葡萄糖-16-磷酸果糖1，6雙磷酸果糖-12*3-磷酸甘油醛2*1,3-二磷酸甘油酸NAD+2*3或2*2(詳見)2*1,3-二磷酸甘油酸2*3-磷酸甘油酸2*12*磷酸烯醇式丙酮酸2*丙酮酸2*1第二階段2*丙酮酸2*乙酰CoANAD+2*3第三階段2*異檸檬酸2*-酮戊二酸NAD+2*32*-酮戊二酸2*琥珀酰CoANAD+2*32*琥珀酰CoA2*琥珀酸2*12*琥珀酸2*延胡索酸FAD2*22*蘋果酸2*草酰乙酸NAD+2*3 凈生成38或36個(gè)ATP、巴斯德效應(yīng)有氧氧化抑制糖酵解的現(xiàn)象。（三）磷酸戊糖途徑

9、、 過程6-磷酸葡萄糖NADP+6-磷酸葡萄糖脫氫酶 NADPH6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯6-磷酸葡萄糖酸NADP+NADPH5-磷酸核酮糖5-磷酸核糖5-磷酸木酮糖7-磷酸景天糖3-磷酸甘油醛5-磷酸木酮糖4-磷酸赤蘚糖6-磷酸果糖3-磷酸甘油醛6-磷酸果糖6-磷酸果糖、生理意義）為核酸的生物合成提供-磷酸核糖，肌組織內(nèi)缺乏-磷酸葡萄糖脫氫酶，磷酸核糖可經(jīng)酵解途徑的中間產(chǎn)物- 磷酸甘油醛和-磷酸果糖經(jīng)基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)生成。）提供NADPHa.NADPH是供氫體，參加各種生物合成反應(yīng)，如從乙酰輔酶A合成脂酸、膽固醇；-酮戊二酸與NADPH及氨生成谷氨酸，谷氨酸可與其他-酮酸進(jìn)行轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)而生成相應(yīng)的氨基

10、酸。b.NADPH是谷胱甘肽還原酶的輔酶，對(duì)維持細(xì)胞中還原型谷胱甘肽的正常含量進(jìn)而保護(hù)巰基酶的活性及維持紅細(xì)胞膜完整性很重要，并可保持血紅蛋白鐵于二價(jià)。c.NADPH參與體內(nèi)羥化反應(yīng)，有些羥化反應(yīng)與生物合成有關(guān)，如從膽固醇合成膽汁酸、類固醇激素等；有些羥化反應(yīng)則與生物轉(zhuǎn)化有關(guān)。三、糖異生、 過程乳酸丙氨酸等生糖氨基酸NADH 丙酮酸丙酮酸ATP 丙酮酸丙酮酸丙酮酸羧化酶草酰乙酸草酰乙酸(線粒體內(nèi))天冬氨酸蘋果酸GTP天冬氨酸NADH草酰乙酸蘋果酸磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸2-磷酸甘油酸(胞液)ATP3-磷酸甘油酸 NADH1，3-二磷酸甘油酸甘油ATP3-磷酸甘油醛 磷酸二羥丙酮3

11、-磷酸甘油NADH1,6-雙磷酸果糖果糖雙磷酸酶6-磷酸果糖6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖糖原葡萄糖-6-磷酸酶葡萄糖注意：）糖異生過程中丙酮酸不能直接轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?，需?jīng)過草酰乙酸的中間步驟，由于草酰乙酸羧化酶僅存在于線粒體內(nèi)，故胞液中的丙酮酸必須進(jìn)入線粒體，才能羧化生成草酰乙酸。但是，草酰乙酸不能直接透過線粒體膜，需借助兩種方式將其轉(zhuǎn)運(yùn)入胞液：一是經(jīng)蘋果酸途徑，多數(shù)為以丙酮酸或生糖氨基酸為原料異生成糖時(shí)；另一種是經(jīng)天冬氨酸途徑，多數(shù)為乳酸為原料異生成糖時(shí)。）在糖異生過程中，1，3-二磷酸甘油酸還原成3-磷酸甘油醛時(shí)，需NADH，當(dāng)以乳酸為原料異生成糖時(shí)，其脫氫生成丙酮酸時(shí)已在胞液中產(chǎn)生了NADH以供利用；而以生糖氨基酸為原料進(jìn)行糖異生時(shí)，NADH則必須由線粒體內(nèi)提供，可來自脂酸-氧化或三羧酸循環(huán)。）甘油異生成糖耗一個(gè)ATP，同時(shí)也生成一個(gè)NADH、 調(diào)節(jié)2,