后的电子传递体。

(c)线粒体内膜对质子是不透性的，泵到内膜外侧的H+不能自由返回，这样就能在电子传递过程中在内膜两侧建立起质子浓度梯度，形成膜电位，这种跨膜的质子电化学梯度就是推动ATP合成的原动力。

(d)当存在足够高的跨膜质子电化学梯度时，强大质子流通过F1-F0-ATPase进入线粒体基质时，释放的自由能推动ATP合成。

（2）在pH7的环境中，DNP以解离形式存在，不能透过线料体膜。在酸性环境中，解离的DNP质子化，变为脂溶性的非解离形式，因而容易透过膜，同时将一个质子从膜外侧带入膜内，这样就破坏了电子传递形成的跨膜的质子电化学梯度，抑制了ATP的形成。 17．不合适。

乙醛酸循环是以乙酰CoA为起点，每循环一次消耗两分子乙酰CoA产生一分子琥珀酸，琥珀酸的去路有两个，一是进入TCA，作为对TCA四碳化合物的补充，另一个去路是进入TCA产生草酰乙酸经糖异生作用生成糖，因此，总得来说，乙醛酸循环具有合成代谢途径的特征。不是单糖的分解途径。

18．棕檬酸循环中，有几处反应底物脱氢生成NADH和FADH2，如异柠檬酸—→草酰琥珀酸；α-酮戊二酸—→琥珀酰CoA；琥珀酸—→延胡索酸；苹果酸—→草酰乙酸。生成的这些NADH和FADH2必须通过呼吸链使H+与氧结合生成水，否则就会造成NADH和FADH2的积累，使柠檬酸循环的速度降低，严重时完全停止。

19．糖酵解途径主要作用是产生ATP。低浓度ATP或高浓度ADP激活该途径中的关键酶，特别是F-6-P激酶。磷酸戊糖途径主要作用是产生NADPH和合成代谢的一些前体物质，在有利条件下，即ATP浓度高时，细胞利用这些前体物质进行生物合成。两种途径的起始物都是葡萄糖，不可能同时进行。能荷系统以相反的方式对两者进行调控，[ATP]高时，糖酵解途径不活跃，磷酸戊糖途径活跃，[ATP]低时则相反。

20．产生36个ATP。软脂酸彻底氧化可净化生成129个ATP，如果在线粒体制剂中加入安密妥，脂肪酸经β-氧化生成的NADH+H+和乙酰CoA，通过柠檬酸循环生成的NADH+H+都不能进行氧化磷酸化生成ATP，因为安密妥抑制质子和电子从NADH+H+向辅酶Q传递，ATP的生成就减少39个。但是安密妥不阻止FADH2进行氧化磷酸化，所以在有安密妥存在时，十六碳脂肪酸彻底氧化只能净生成36个ATP。 21．（1）有3个氚原子。因为每个乙酰CoA分子中，有三个氢原子被标记，在足够量的丙二酸单酰CoA存在时，脂肪酸的合成除第一步外，不再有乙酰CoA参加，所以只有3个氚原子。

（2）有14个。因为每个丙二酸单酰CoA分子中，虽有三个氢原子被标记，但是只有两个参加脂肪酸合成。一摩尔软脂酸需要7个丙二酸单酰CoA分子，所以有14个氚原子。

（3）脂肪酸合成的第一步是乙酰ACP和丙二酸单酰ACP缩合，以后的合成循环步骤中，在足够量丙二酸单酰CoA存在情况下，乙酰CoA不再参与脂肪酸的合成过程，如果用14C标记乙酰CoA，合成软脂酸14C标记在C16和C15。

22．在线粒体内的乙酰CoA与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，通过线粒体内膜上的四碳化合物转运蛋白进入胞浆，然后再裂解为乙酰CoA与草酰乙酸，草酰乙酸被还原为苹果酸再转化为丙酮酸，放出CO2和NADPH，丙酮酸通过内膜上的三碳化合物转运蛋白回到线粒体内，由丙酮酸羧化酶催化再生成草乙酸，参见下图：

23．a: 3-14C b: 3-14C c: 4-14C d: 2或3-14C

24．CO2作为乙酰CoA羧化酶的底物之一参与乙酰CoA的羧化反应。乙酰CoA羧化生成的丙二酸单酰CoA作为二碳单位的供体参与脂酸的合成反应。然而合成的软脂酸却不含14C标记。其原因：当丙二酸单酰CoA与乙酰CoA结合到脂酸合成酶的酰基载体Pr上时，便发生缩合反应。在缩合反应中，来自14CO2的游离羧基就从丙二酸单酰基上释放出来，因此，把CO2加到乙酰CoA上起到了在缩合之前激活乙酰CoA的作用。这可以从激活作用只在以ATP水解为代价的前提下才发生来证实。由于CO2在缩合反应中释放出来，所以在合成的软脂酸分子中不含14C标记。

25．丙酮酸脱氢酶复合物位于线粒体内，而3-P-甘油醛脱氢酶位于胞液中。由于线粒体中的和胞液中的NAD+库被线粒体内膜分开，而内膜对NAD+是不可通透的。因此，这两种酶并不彼此竞争同一细胞中的NAD+库。

26．由两分子丙酮酸转变成一分子的葡萄糖需要输入能量（4ATP和2GTP）和需要还原当量（2NADH）。能量和还原当量由氨基酸、脂酸或其他糖类通过TCA循环和氧化磷酸化提供。因此，在TCA循环和氧化磷酸化缺乏的情况下，从丙酮酸合成葡萄糖是不可能的。 27．（1）这时细胞主要通过磷酸己糖支路的第一阶段的氧化性脱羧反应以及5-P-核酮糖转变成5-P-核糖的反应即可达到这一目的。 6-P-葡萄糖+2NADP+——→5-P-核糖+CO2+2NADPH+2H+ （2）这时大多数6-P-葡萄糖经酵解途径转变成6-P-果糖和3-P-甘油醛。然后6-P-果糖和3-P-甘油醛在转酮醇酶、转醛醇酶的催化下转变成5-P-核糖。

5分子6-P-G+ATP——→6分子5-P-核糖+ADP

（3）6-P-G经磷酸己糖支路可以转变成6-P-果糖和3-P-甘油醛，从而避开了由磷酸葡萄糖异构酶催化的反应。生成的6-P-果糖和3-P-甘油醛沿酵解途径可以转变成丙酮酸。由于磷酸己糖支路中的脱羧反应发生在葡萄糖的C-1位上，因此通过该途径生成的6-P-果糖的C-1和C-3或者C-1位含有放射性标记。它们经酵解生成的丙酮酸上的放射性标记会以两种情况出现：丙酮酸的甲基碳和羧基碳含有标记，或者甲基碳含有标记。 28．（1）TCA是乙酰CoA最终氧化生成CO2和H2O的途径。 （2）糖代谢产生的C骨架最终进入TCA氧化。

（3）脂肪分解产生的甘油可通过糖有氧氧化进入TCA氧化，脂肪酸经β-氧化产生乙酰CoA可进入TCA氧化。

（4）蛋白质分解产生的氨基酸经脱氢后碳骨架可进入TCA循环，同时，TCA的中间产物可作为氨基酸的碳骨架接受NH3后合成必需氨基酸。所以，TCA是三大物质代谢的共同通路。

29．各种糖的氧化代谢，包括糖酵解，磷酸戊糖途径，糖的有氧氧化，糖原合成和分解，糖异生途径均有6-P-G中间产物生成。 30．（1）EMP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）糖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TCA氧化。 （4） 酮体氧化产生的乙酰CoA最终进入TCA氧化。

（5）甘油经磷酸甘油激酶作用后，最终转变为磷酸二羟丙酮进入糖酵解或糖有氧氧化。 31．ATP在体内有许多重要的生理作用，概括如下：

（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形式生成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，而以其他在磷酸核苷作为能量的直接来源。如糖原合成需UTP供能；磷脂合成需要CTP供能；蛋白质合成需GTP供能。这些磷酸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。

（4）作为一种神经递质：有人提出以ATP为递质的“嘌呤能”神经学说。此类神经对消化道平滑肌有抑制作用，支配膀胱的嘌呤能神经可兴

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奋膀胱平滑肌，而且ATP可以代替“嘌呤能”神经的这种作用，此外这类神经还可以参与支配心血管系统，肺和眼等器官。

32．所谓高能化合物是指含有高能键的化合物，该高能键可随水解反应或基团转移反应而释放大量自由能，生物体内具有高能键的化合物是很多的，根据高能键的特点可以分成几种类型： （1）磷氧键型（-O~P），属该型的化合物较多；a.酰基磷酸化合物，如1,3-二磷酸甘油酸。b.焦磷酸化合物。如无机焦磷酸。c.烯醇式磷酸化合物，如磷酸烯醇式丙酮酸。 （2）氮磷键型（-N~P），如磷酸肌酸。 （3）硫酯键型（-CO~S），如酰基辅酶A。 （4）甲硫键型（-S~NH3），如S-腺苷蛋氨酸。

第五Ⅲ、参考答案：

一、 名词解释

三联体密码：核酸上编码一个氨基酸的相邻的三个碱基。 简并性：一个氨基酸使用多个密码子的现象。

变偶性：密码的第三位碱基具有较小的专一性，密码的简并性往往只涉及第三位碱基，将第三位碱基的这种特性称为“变偶性”。 多核糖体：多个单核糖体连接在一条mRNA链上，每个核糖体独立完成一条多肽链的合成。

氨基酸活化：在蛋白质合成过程中，在氨酰tRNA合成酶的催化下，氨基酸与专一性的tRNA结合的过程。 反密码子：tRNA上与mRNA上密码子互补的三个碱基。 同义密码子：编码同一种氨基酸的密码子。 生酮氨基酸：在体内能转变为酮体的氨基酸。 生糖氨基酸：在体内能转变为糖的氨基酸。 同工受体tRNA：运载同一种氨基酸的tRNA。 二、符号

EF：延伸因子 IF：起始因子

GPT：谷丙转氨酶 PAL：苯丙氨酸解氨酶 RF：终止因子

fMet—tRNAf：甲酰甲硫氨酰—甲酰甲硫氨酸tRNA。 GOT：谷草转氨酶 SAM：S-腺苷蛋氨酸 三、填空：

1．AUG 蛋 UAA UAG UGA 2．A P A

3．50S亚基 30S亚基 mRNA fMet—tRNAf

4．氨基酸的活化 肽链的起始 肽链的延长 肽链的终止和释放 5．ATP GTP

6．5’—→3’ N—→C 7．50 30

8．运输氨基酸 识别密码子

9．fMet tRNAffMet Met tRNAiMet Met tRNAmMet 10．氨酰—tRNA合成酶 肽酰转移酶 移位酶 甲酰化酶 11．丙酮酸 草酰乙酸 α-酮戊二酸 12．半胱氨酸

13．肽链内切酶 肽链外切酶 肽链内切酶

14．氧化脱氨 非氧化脱氨 转氨基作用 联合脱氨作用 15．L-氨基酸氧化酶 D-氨基酸氧化酶 FAD或FMN 16．转氨酶 L-谷氨酸脱氢酶 17．磷酸吡哆醛

18．尿素和嘧啶 酰胺 胺盐 形成氨基酸 进一步氧化 转变为糖或脂肪 19．谷氨酸的合成 转氨基作用 氨基酸的相互转化 转氨基作用

20．丙氨酸族 丝氨酸族 谷氨酸族 天冬氨酸族 组氨酸和芳香氨基酸族 21．1 2 3

22．羧基端 3’ 腺苷酸 羟基 23．4 1

24．配对 第三位 第一位

25．丙氨酸 天冬氨酸 谷氨酸 26．色氨酸 Met Tyr 27．3-P-甘油酸

28．磷酸烯醇式丙酮酸 4-P-赤藓糖 29．丙氨酸 草酰乙酸 α-酮戊二酸 30．肽酰转移酶 肽酰水解酶 31．Phe、Tyr Leu Lys Trp 32．Met Ile Val 33．酪氨酸酶 黑色素 34．Gly Arg Met 35．丙酮酸 乙酰CoA

36．D— L— D— L—磷脂 37．UTP CTP GTP ATP 38．转录 翻译

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39．反密码子 密码子

40．可溶性细胞浆 α-羧基 41．rRNA 蛋白质 合成场所 42．同义密码子 同工受体—tRNA 43．氨基端 5’ 3’

44．Ala Gly Ser Thr Cys 45．Arg His Gln Pro 46．Asp Asn 四、是非题

√××√√ √√×√√ ×××√× √×√√× √√×√× √√××× √√×√√ ××√×√ √××√× 五、选择题

B，C，D，C，D C，B，B，D，B B，C，B，D，D C，C，C，A，D D，B，A，ABC，BCD AD，C，C，D，D C，B，B，C，D B，B，C，C，C B，D，C，AC，D D，AC，AC，ABC，D D，ABCD，AC，ABC，ABC ABCD，ABC 六、问答题 1．（1）mRNA：蛋白质合成的模板 （2）tRNA：蛋白质合成运载工具 （3）核糖体：蛋白质合成的场所 4． 利用体外合成体系和核糖体结合技术破译了遗传密码。 特点：（1）方向性：5’—→3’

（2）简并性：几组密码子可为一种氨基酸编码 （3）通用性

（4）连续性：密码子间没有重叠也不存在间隔

（5）变偶性：密码子的前两位碱基专一性强，第三位碱基可以有一定程度的摆动。 （6）起始密码子为AUG，终止密码子为UAG、UAA、UGA 3．（1）DNA复制的起始：首先，DnaA蛋白识别并结合于oric，接着DnaB、PriA和DnaG等蛋白相继结合，组成复制引发体，其中的DnaB和PriA具有解螺旋酶活性，可水解ATP推动DNA双螺旋解链；DnaG催化合成最初的RNA引物，拓扑异构酶Ⅱ向DNA中引入负超螺旋，一方面促进DnaA的结合，另一方面可以消除解链产生的扭曲张力，复制起始完成后，DNA聚合酶Ⅲ即在RNA引物后合成新链。

（2）转录起始：RNA聚合酶先识别一35序列，并与DNA结合形成不稳定的复合物，然后酶沿DNA滑动，进入-10序列，形成开放的启动子复合物，使DNA局部解链。酶进一步滑向转录起点，并引入第一个NTP，启动RNA的合成。

（3）Pr生物合成起始：在起始因子和GTP的参与下，mRNA先与核糖体的30S亚基结合，然后再与甲酰甲硫氨酰tRNA和50S亚基结合成氨酰tRNA·mRNA核糖体起始复合物。起始甲酰甲硫氨酰tRNA进入核糖体的肽酰基位点（P位点）。空着的氨酰基位点（A位点）准备接受下一个氨酰tRNA。 4．（a）310个氨基酸残基，分子量34100 （b）消耗1240个高能磷酸键 （c）15.5秒

5．Pr合成后必须经过一系列的修饰加工才能转变为有生物学活性的蛋白质： （1） 信号肽的切除。

（2）切除起始氨基酸，原核细胞一般切去甲基，保留Met，但也有切除Met的，真核生物在合成15~30个肽后便立即切除Met。 （3）形成二硫键，通过两个半胱氨酸的-SH氧化形成二硫键。

（4）修饰作用，主要发生在真核生物中，如磷酸化、糖基化、甲基化、羟基化等。 （5）酶原激活。

6．乙酰CoA在含碳化合物的代谢中占有重要的地位，它不仅是脂肪酸合成中碳原子的来源，而且，通过了三羧酸循环，将糖代谢、脂肪代谢和氨基酸代谢彼此沟通（参见教材中“物质代谢的相互联系”部分）。 7．核糖体是蛋白质合成的场所，核糖体大小亚基与mRNA有不同的结合特性。大肠杆菌30S亚基能单独与mRNA结合，后者又可和氨酰tRNA专一结合，50S亚基不能单独和mRNA结合，但可非专一地与tRNA结合，50S亚基上至少有两个与tRNA结合的不同位点，一个专门结合新掺入的氨酰-tRNA，简称A位，另一个则与延伸中的肽酰-tRNA结合，简称P位，除此之外，核糖体上还有结合起始因子、延长因子、释放因子和各种酶的部位，Pr合成时，核糖体先与mRNA结合，并沿5’—→3’方向移动，每次移动的距离相当于一个密码子，一个氨基酸依次转运到A位、P位，形成肽键。

8．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，依靠互补碱基配对结合实现，也有赖于核蛋白体的构象正常而实现正常的装配功能。 9．甲硫氨酸的这个单一的密码子有两种tRNA去识别。这两种tRNA是tRNAfMet和tRNAMet，它们有相同的反密码子5’-CAU-3’。但这两种tRNA

MetMetMet

有不同的专一性，tRNAf专一于起始甲硫氨酸，当甲硫氨酸与tRNAf反应生成Met- tRNAf后可进一步甲酰化生成甲酰甲硫氨酰- tRNAfMet，即fMet- tRNAfMet，这种甲酰化反应不会出现在甲硫氨酸或Met- tRNAMet 上。fMET-tRNAfMet不会把甲硫氨酸插入到蛋白质肽链内部，它只能专一地结合在核糖体-mRNA复合物的专一的起始部位上。Met- tRNAMet 只能把甲硫氨酸插入到蛋白质的肽链内部，而不会结合在翻译起始部位上。

此外，IF-2在GTP的参与下，专一地同fMet- tRNAfMet结合，这也是 fMet-tRNAfMet结合在起始密码子上的保证之一。还有EF-Tu具有高度的选择性，它能识别除fMet- tRNAfMet外的所有氨酰tRNA，这也保证了tRNAfMet携带的甲酰甲硫氨酸不能进入到肽链内部。因为无论是甲酰化或非甲酰化的tRNAfMet都不能与EF-Tu和GTP形成复合物。同时也保证了只有Met- tRNAMet上的甲硫氨酸能进入肽链的内部。

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