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 18.生物素是以下哪个酶的辅酶( )
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
19.三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+ 20.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
四、判断(是非)题(在后面的括号中注明“对”或“错”)
1.a-淀粉酶和B-淀粉酶的区别在于前者水解a-l,4-糖苷键,后者水解p-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力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。( ) 四、判断对错
1.错。a-淀粉酶和8-淀粉酶的区别是a-淀粉酶耐70℃的高温,8-淀粉酶耐酸。 2.错。麦芽糖是由葡萄糖与葡萄糖构成的双糖。
3.对。果糖磷酸激酶是变构酶,其活性被ATP抑制,ATP的抑制作用可被AMP所逆转,此外,果糖磷酸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、谷氨酸和天冬氨酸脱氨氧化生成的a-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。
一、名词解释
1.糖异生作用( glycogenolysis):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。机体内只有肝、肾能通过糖异生补充血糖。
2.乳酸循环(lactate cycle):是指肌肉缺氧时分解血糖产生大量乳酸,其中大部分经血液运到肝脏,通过糖异生作用合成肝糖原或葡萄糖补充血糖,血糖可再被肌肉利用产生乳酸。这样形成的循环过程称
乳酸循环。
3.发酵( fermentation):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。如果将氢交给丙酮酸并生成乳酸则叫乳酸发酵。
4.变构调节(allosteric regulation):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。
5.糖酵解途径(glycolytic pathway):指糖原或葡萄糖分子分解至生成丙酮酸的过程。
6.糖原( glycogen):由葡萄糖分子聚合而成的含有许多分子的大分子高聚物,呈聚集的颗粒状存在于肝和骨骼肌的细胞液中。
7.活性葡萄糖( active glucose):在合成糖原的过程中,葡萄糖在酶的作用下,先变成UDP-葡萄糖,这种葡萄糖称为活性葡萄糖。
8.半乳糖血症(galactosemia):人类的一种基因型遗传代谢缺陷症,特点是由于缺乏半乳糖-1-磷酸尿苷酰基转移酶而导致婴儿不能够代谢奶汁中乳糖分解生成的半乳糖。
五、简答题
1.糖类物质的生物学功能有哪些?
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他碳素的来源。
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.何谓三羧酸循环?它有何特点和生物学意义?
2.答:三羧酸循环以乙酰CoA与草酰乙酸缩合成含有三个羧基的柠檬酸开始,故称为三羧酸循环。因循环的第一个产物是柠檬酸,故也称为柠檬酸循环。由于最早由Krebs正式提出三羧酸循环的学说,故又称为Krebs循环。它由一连串反应组成,乙酰CoA进入三羧酸循环被完全氧化分解为C02放出体外,同时释放能量。
三羧酸循环的生理学意义归纳起来有以下几方面:①为机体提供大量能量;②三羧酸循环是糖、脂肪、蛋白质及其他有机物质代谢的联系枢纽;③三羧酸循环是三大物质分解代谢共同的最终途径。乙酰CoA不仅是糖有氧分解的产物,同时也是脂肪酸和氨基酸代谢的产物,因此三羧酸循环是三大营养物质的最终代谢通路。
3.糖代谢和脂代谢是通过哪些反应联系起来的?
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.磷酸戊糖途径的特点有哪些?其生物学意义是什么?
4.答:①葡萄糖在体内可由此途径生成核糖-5-磷酸。核糖-5-磷酸是合成核酸和核苷酸的原料,又由于核酸参与蛋白质的生物合成,所以在损伤后修补、再生的组织中,此途径进行得比较活跃。此途径产生的核糖-5-磷酸是生成核糖、多种核苷酸、核苷酸辅酶和核酸的原料。
②该途径中生成的NADPH+H+是脂肪酸合成等许多反应的供氢体。例如合成脂肪、胆固醇、类固醇激素都需要大量的NADPH+H+提供氢,所以在脂类合成旺盛的脂肪组织、哺乳期乳腺、肾上腺皮质、睾丸等中磷酸戊糖途径比较活跃。
③磷酸戊糖途径与糖有氧分解及糖无氧分解相互联系。在此途径中最后生成的果糖-6-磷酸与甘油醛-3-磷酸都是糖有氧分解(或糖无氧分解)的中间产物,它们可进入糖的有氧分解(或糖无氧分解)途径进一步进行代谢。
5.糖分解代谢可按EMP-TCA途径进行,也可按磷酸戊糖途径进行,其决定因素是什么?
5.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。 6.试说明丙氨酸的成糖过程。
6.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,后二者到胞浆中再转变成草酰乙酸。草酰乙酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸,后者沿酵解路径逆行而成糖。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。
7.糖酵解的中间物在其他代谢中有什么应用?
7.答:磷酸二羟丙酮可还原为旷磷酸甘油,后者可参写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(如葡萄糖生成葡萄糖-6-磷酸)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。两分子丙酮酸生成a-酮异戊酸,进而可转变成亮氨酸。 8.琥珀酰CoA的代谢来源与去路有哪些?
8.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β-氧化生成乙酰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C02和H20。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。 9.试述糖异生与糖酵解代谢途径有哪些差异。
9.答:糖酵解与糖异生代谢途径的差别是糖酵解过程中的三个关键酶由糖异生的四个关键酶代替催化反应。作用部位:糖异生在胞液和线粒体中进行;糖酵解则全部在胞液中进行。 糖酵解的关键酶:己糖激酶、果糖磷酸激酶、丙酮酸激酶。
糖异生作用的关键酶:葡萄糖-6-磷酸酶、果糖一1,6-二磷酸酶、丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶。
二、填空题
1.TCA循环中有两次脱羧反应,分别是由( )和( )催化。1.异柠檬酸脱氢酶,a-酮戊二酸脱氢酶 2.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。2.丙酮酸,丙酮酸一乳酸
3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( )。3. 1,3-二磷酸甘油酸,磷酸烯醇式丙酮酸
4.糖异生的主要原料为( )、( )和( )。4.乳酸,甘油,氨基酸
5.参与a-酮戊二酸氧化脱羧反应的辅酶为( )、( )、( )、( )和( )。5.TPP,NAD+,FAD,CoA,硫辛酸
6.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( )。6.转酮醇酶,TPP,转醛醇酶
7.a-酮戊二酸脱氢酶系包括3种酶,它们是( )、( )、( )。7.a-酮戊二酸脱氢酶,琥珀酰转移酶,二氢硫辛酸脱氢酶
8.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。8. 磷酸烯醇式丙酮酸激酶,ATP,GTP
9.合成糖原的前体分子是____,糖原分解的主要产物是____。9.UDP-葡萄糖,G-l-P
10.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____、____、——的碳骨架的供体。10.识别,蛋白质,核酸,脂肪
三、选择题
1.在原核生物中,有氧与无氧条件下,1mol葡萄糖净生成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
2.糖酵解时哪一对代谢物提供磷酸使ADP生成ATP( )
A.3-磷酸甘油醛及磷酸烯醇式丙酮酸; B. l,3-二磷酸甘油酸及磷酸烯醇式丙酮酸; C.葡萄糖-1-磷酸及果糖-1,6-二磷酸; D.葡萄糖-6-磷酸及2-磷酸甘油酸 3.在有氧条件下,线粒体内下述反应中能产生FADH2的步骤是( ) A琥珀酸一延胡索酸; B异柠檬酸一旷酮戊二酸; Ca-酮戊二酸一琥珀酰CoA; D.苹果酸一草酰乙酸 4.丙二酸能阻断糖的有氧氧化,是因为它( )
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
5.由葡萄糖合成糖原时,每增加一个葡萄糖单位消耗的高能磷酸键数为( ) A.1; B. 2; C3; D.4; E.5
6.在厌氧条件下,下列哪一种化合物会在哺乳动物肌肉组织中积累?( ) A.丙酮酸; B乙醇; C乳酸; D.C02
7.磷酸戊糖途径的真正意义在于产生( )的同时产生许多中间物(如核糖等) A. NADPH+H+; B NAD+; C.ADP; D CoASH 8.磷酸戊糖途径中需要的酶有( )
A.异柠檬酸脱氢酶; B果糖-6-磷酸激酶; C.葡萄糖-6-磷酸脱氢酶; D.转氨酶 9.生物体内ATP最主要的来源是( )
A.糖酵解; B. TCA循环; C.磷酸戊糖途径; D.氧化磷酸化作用 10.在TCA循环中,下列哪一个阶段发生了底物水平磷酸化?( ) A.柠檬酸-- a-酮戊二酸; B a-酮戊二酸--琥珀酸; C.琥珀酸一延胡索酸; D.延胡索酸一苹果酸 11.丙酮酸脱氢酶系不需要下列哪些因子作为辅酶?( ) A. NAD+; B FAD; C.FMN; D.CoA 12.下列化合物中哪一种是琥珀酸脱氢酶的辅酶?( )
A.生物素; B FAD; C.NADP+; D.NAD+ 13.在三羧酸循环中,由a-酮戊二酸脱氢酶系所催化的反应需要( ) A. NAD+; B NADP+; C.CoASH; D.ATP 14.草酰乙酸经转氨酶催化可转变成为( )
A.苯丙氨酸; B天冬氨酸; C.谷氨酸; D.丙氨酸 15.糖酵解是在细胞的什么部位进行的?( )
A.线粒体基质; B. 胞液中; C.内质网膜上; D.细胞核内 16.糖异生途径中哪一种酶代替糖酵解的己糖激酶?( ) A.丙酮酸羧化酶; B磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶; C.葡萄糖-6-磷酸酯酶; D.磷酸化酶 17.糖原分解过程中磷酸化酶作用的部位是( )
A.a-l,6-糖苷键; B.p-1,6-糖苷键; C.a-l,4-糖苷键; D.p-1,4-糖苷键 18.丙酮酸脱氢酶复合体中最终接受底物脱下的2H的辅助因子是( ) A. FAD; B CoA; C.NAD+; D.TPP
19.从糖原开始算,1mol葡萄糖转变为2mol乳酸,净生成( )ATP? A. 1mol; B.2mol; C.3mol; D.4mol
20.红细胞中还原型谷胱甘肽不足,易引起溶血,原因是缺乏( )
A.葡萄糖-6-磷酸酶; B. 果糖二磷酸酶; C.果糖磷酸激酶; D.葡萄糖-6-磷酸脱氢酶; E.葡萄糖激酶 四、判断(是非)对错(在括号中注明“对”或“错”)
1.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。( ) 2.TCA中底物水平磷酸化直接生成的是ATP。( )
3.每分子葡萄糖经三羧酸循环产生的ATP分子数比糖酵解时产生的ATP分子数多l倍。( ) 4.哺乳动物无氧下不能存活,因为葡萄糖酵解不能合成ATP。( )
5.葡萄糖是生命活动的主要能源之一,酵解途径和三羧酸循环都是在线粒体内进行的。( )
6.糖酵解反应有氧无氧均能进行。( )
7.三羧酸循环被认为是需氧途径,因为还原型的辅助因子通过电子传递链而被氧化,以使循环 所需的载氢体再生。( )
8.动物体内合成糖原时需要ADPG提供葡萄糖基。( ) 四、判断对错 1.对。
2.错。TCA中底物水平磷酸化直接生成的是GTP,相当于一个ATP。
3.错。Imol葡萄糖酵解为2mol乳酸净生成2mol ATP; Imol葡萄糖彻底氧化为C02和H20可得到30mol或32mol ATP.
4.错。在无氧条件下,可以通过糖酵解产生 少量的ATP。 5.错。糖酵解的全部反应在胞液中进行。 6.对。 7.对。
8.错。动物体内合成糖原时需要UDPG提供能量。
一、名词解释
1.糖的有氧氧化( aerobic oxidation):指葡萄糖或糖原在有氧条件下氧化成水和二氧化碳并产生能量的过程,是糖氧化的主要方式。
2.肝糖原分解( glycogenolysis):指肝糖原分解为葡萄糖的过程。
3.磷酸戊糖途径( pentose phosphate path-way):指机体某些组织(如肝、脂肪组织等)以葡萄糖-6-磷酸为起始物在葡萄糖-6-磷酸脱氢酶催化下形成葡萄糖酸-6-磷酸,进而代谢生成磷酸戊糖为中间代谢物的过程,又称为磷酸己糖旁路。
4.糖核苷酸(sugar-nucleotide):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。 5.共价修饰( covalent modification):指一种酶在另一种酶的催化下,通过共价键结合或移去某种基团,从而改变酶的活性,由此实现对代谢的快速调节,也称为共价调节。
6.血糖( blood sugar):血液中所含的糖,除微量的半乳糖、果糖及其磷酸酯外,几乎全部是葡萄糖及少量葡萄糖磷酸酯。一般来说,血糖主要指血液中的葡萄糖。
7.底物磷酸化( substrate phosphorylation):指底物在脱氢酶或脱水时分子内能量重新分布形成的高能磷酸根直接转移给ADP生成ATP的方式。
8.变位酶( mutase):通常将催化分子内化学基团移位的酶称为变位酶。
五、简答题
1.糖代谢中的调节酶有哪几种?受哪些因素的调节? 1.答:机体糖代谢的各个途径都有着精细的调节。
糖原的分解与合成是通过两条途径进行的,这样便于进行精细的调节。糖原分解途径中的磷酸化酶和糖原合成途径中的糖原合酶都是催化不可逆反应的关键酶。这两个酶分别是两条代谢途径的调节酶,其活性决定不同途径的代谢速率,从而影响糖原代谢的方向。 在糖无氧分解途径中,己糖激酶(葡萄糖激酶)、果糖磷酸激酶和丙酮酸激酶分别催化的3个反应是不可逆的,是糖无氧分解途径流量的3个调节点,分别受变构效应剂和激素的调节。 糖的有氧分解是机体获取能量的主要方式,有氧分解全过程中许多酶的活性都受细胞内ATP/ADP或ATP/AMP的影响。当细胞消耗ATP以致ATP浓度降低、ADP和AMP浓度升高时,果糖磷酸激酶、丙酮酸激酶、丙酮酸脱氢酶复合体以及三羧酸循环中的异柠檬酸脱氢酶、a-酮戊二酸脱氢酶复合体甚至氧化磷酸化等均被激活,从而加速有氧分解,补充ATP。反之,当细胞内ATP含量丰富时,上述酶的活性均降低,氧化磷酸化亦减弱。
磷酸戊糖途径氧化中,最重要的调控因子是NADP+的水平,因为NADP+在葡萄糖-6-磷酸氧化形成葡萄糖酸-6-磷酸-a-内酯的反应中起电子受体的作用,形成的NADPH+H+与NADP+竞争性地与葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的活性部位结合,从而引起酶的活性降低,所以NADP+/NADPH + H+直接影响葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的活性.