银符考试题库-在线练习-考研生物化学分类模拟35

二、问答题

1. 胆结石是胆固醇在胆囊内结晶而引起的疾病。像这样的由于组织或细胞内生物大分子或者小分子代谢产物的沉淀或形成结晶而引起的疾病为数不少，请列举5种以上这类疾病，并说出引起疾病的物质名称。

酮血症：糖代谢障碍，大量动用脂肪，肝中生成大量酮体，超过肝外组织转化和利用的能力而引起。
脂肪肝：糖代谢紊乱，大量动用脂肪组织中的脂肪，肝中脂类含量增多，肝脂蛋白合成减少，不能通过脂蛋白将脂肪运出，而在肝中积累，导致脂肪肝的形成。
动脉粥样硬化：胆固醇代谢紊乱，血清中胆固醇水平增高是原因之一。另外，低密度脂蛋白(LDL)的受体缺损，LDL不能将胆固醇送入细胞内降解，因此内源性胆固醇降解受到障碍，致使血浆中胆固醇水平增高。
阻塞性黄疸：与一种异常脂蛋白有关，称为脂蛋白-X。血清胆固醇和磷脂水平增高，而胆固醇酯水平下降。
Tay-sachs病：神经节苷脂在脑中积累。
Niemann病：鞘磷脂在肝脾中沉积。

2. 从代谢的角度简要分析哪些物质在什么情况下会引起酮血或酮尿?

酮血或酮尿是指血液或尿中酮体的浓度超出正常范围。正常情况下，肝外组织氧化酮体的速度很快，能及时除去血中的酮体。但在糖尿病时糖利用受阻，或者长期不进食，机体所需能量不能从糖的氧化获得，于是脂肪被大量动员，肝内脂肪酸被大量氧化，生成大量乙酰CoA，而因为无法从糖代谢补充柠檬酸循环所需的4C化合物，乙酰CoA不能进入柠檬酸循环完全氧化，只能合成大量酮体，超出了肝外组织所能利用的限度，血中酮体堆积，即形成酮血，大量酮体随尿排出，即形成酮尿。

3. 试从脂类代谢紊乱角度分析酮症、脂肪肝和动脉粥样硬化的发病原因。

(1)酮症：在糖尿病或糖供给障碍等病理状态下，胰岛素分泌减少或作用低下而胰高血糖素、肾上腺素等分泌上升，导致脂肪动员增强，脂肪酸在肝内的分解增多，酮体的生成也增多，同时，由于主要来源于糖代谢的丙酮酸减少，使草酰乙酸也减少，导致了乙酰CoA的堆积，此时肝外组织的酮体氧化作用减少，结果就出现了酮体过多积累在血中的酮症。
(2)脂肪肝：肝细胞内的脂肪来源多，去路少导致脂肪积存。原因有：①最多见的是肝功能低下，合成脂蛋白能力下降，导致肝内脂肪运出障碍；②糖代谢障碍导致脂肪动员增强，进入肝内的脂肪酸增多；③肝细胞内用于合成脂蛋白的磷脂缺乏；④患肝炎后，活动过少使能量消耗减少，糖转变成脂肪而存积。
(3)动脉粥样硬化：血浆中LDL增多或HDL下降均可使血浆中胆固醇容易在动脉内膜沉积，久之则导致动脉粥样硬化。

4. 乙酰CoA的合成位于线粒体基质中，而脂肪酸的合成位于细胞质中。请描述将乙酰CoA转运到细胞质的穿梭系统。

线粒体中乙酰CoA与草酰乙酸在柠檬酸合酶的催化下结合形成柠檬酸，然后通过位于线粒体内膜上的三羧酸载体运送过膜，再由细胞质中的ATP柠檬酸裂合酶裂解成草酰乙酸和乙酰CoA。进入胞液的乙酰CoA用于脂肪酸合成，而草酰乙酸在苹果酸脱氢酶的作用下还原成苹果酸，苹果酸在苹果酸酶的作用下分解为丙酮酸，进入线粒体，羧化成草酰乙酸，从而形成柠檬酸-丙酮酸循环。

经透析过的鸽肝抽提液，若提供Mg²⁺、ATP、NADPH、

和柠檬酸，将催化乙酰CoA转变成软脂酸。(回答问题时只考虑本反应)

5. 如果提供的材料已用¹⁴C标记，在反应过程中是否出现其他化合物被标记的现象?在合成的产物中有无¹⁴C积累?为什么?

丙二酸单酰CoA的游离羧基被标记，它是由乙酰COA羧化酶催化乙酰CoA羧化生成的。在合成的产物软脂酸中不含标记，因为丙二酸单酰CoA参与软脂酸合成时，含¹⁴C标记的游离羧基又以¹⁴CO₂形式释放出来。

6. 柠檬酸在其中起什么作用?

柠檬酸在该反应中作为乙酰CoA羧化酶的别构激活剂而起作用。柠檬酸的水平增高。表明乙酰CoA可用于脂肪酸的合成。

7. 从该反应可被抗生物素蛋白抑制这一事实，你将得出什么样的结论?

该反应涉及生物素作为羧化酶的辅酶。抗生物素蛋白能专一地与生物素结合而使以生物素作为辅酶的酶活性丧失。

8. 分别写出乙酰CoA羧化酶和脂肪酸合酶催化的总反应。

软脂酸的合成涉及乙酰CoA羧化酶和脂肪酸合酶。乙酰CoA羧化酶催化的总反应是：乙酰CoA+ATP+CO₂→丙二酸单酰CoA+ADP+Pi
脂肪酸合酶催化的总反应是：
乙酰CoA+7丙二酸单酰CoA+14NADPH+14H⁺→软脂酸+8CoA-SH+14NADP⁺

9. 请从糖与脂肪代谢角度说明为什么摄取不含脂肪的高糖膳食容易导致人发胖?

糖类在体内经水解产生单糖，像葡萄糖可通过有氧氧化生成乙酰CoA，乙酰CoA可作为脂肪酸合成原料合成脂肪酸，因此糖以脂肪酸的形式储存起来。糖代谢过程中产生的磷酸二羟丙酮可转变为磷酸甘油，也可作为脂肪合成中甘油的来源。因此脂肪酸合成的速度大大超过脂肪酸降解的速度，从而导致脂肪积累，使得体重增加。

10. 体内的糖和脂肪可以互相转变吗?请阐述其原因。

人体正常代谢过程中，糖可以转变为脂类，脂类不一定能转变为糖。
糖类在体内经水解产生单糖，像葡萄糖可通过有氧氧化生成乙酰CoA，乙酰CoA可作为脂肪酸合成原料合成脂肪酸，因此糖以脂肪酸的形式储存起来。糖代谢过程中产生的磷酸二羟丙酮可转变为磷酸甘油，也可作为脂肪合成中甘油的来源。所以葡萄糖能变成脂肪。葡萄糖经糖酵解途径生成3-磷酸甘油，在脂酰CoA转移酶的作用下，依次加上2分子脂酰CoA生成磷脂酸。后者在磷脂酸磷酸酶的作用下，水解脱去磷酸生成1，2-甘油二酯，然后在脂酰CoA转移酶的催化下，再加上1分子脂酰基即生成甘油三酯。
脂肪酸分偶数链脂肪酸和奇数链脂肪酸，偶数链脂肪酸降解的产物不能转变成糖，而奇数链脂肪酸降解的产物能够转变成糖。因为偶数链脂肪酸降解的产物是乙酰CoA，乙酰CoA不是糖异生作用的前体，它不能直接转变成丙酮酸，因为对于每个进入柠檬酸循环的二碳单位来说，只能被降解以CO₂的形式释放。但是奇数链脂肪酸的最后三个碳原子是丙酰CoA，它可以羧化，经过三个反应步骤能转变成柠檬酸循环的中间产物琥珀酰CoA。柠檬酸循环的中间物都是糖异生的前体。

11. 酮体是什么?机体在怎样的情况下会导致酮体生成增多?

酮体是脂肪酸在肝脏经有氧氧化分解后转化形成的中间产物，包括乙酰乙酸、β-羟基丁酸和丙酮。肝细胞以β氧化所产生的乙酰CoA为原料，先将其缩合成羟甲基戊二酸单酰CoA(HMG-CoA)，接着HMG-CoA被HMG-CoA裂解酶裂解产生乙酰乙酸。乙酰乙酸被还原产生β-羟丁酸，乙酰乙酸脱羧生成丙酮。肝脏没有利用酮体的酶类，酮体不能在肝内被氧化。酮体在肝内生成后，通过血液运往肝外组织，作为能源物质被氧化利用。丙酮量很少，又具有挥发性，主要通过肺呼出和肾排出。乙酰乙酸和β-羟丁酸都先被转化成乙酰CoA，最终通过三羧酸循环彻底氧化。
饥饿或糖供给不足时，糖代谢减弱，3-磷酸甘油及ATP不足，脂肪酸动员加强，血中游离脂肪酸浓度升高而使肝摄取游离脂肪酸增多，有利于脂肪酸β氧化及酮体生成。进入肝细胞的游离脂肪酸主要有两条去路：一是在胞液中酯化合成甘油三酯及磷脂；一是进入线粒体内进行β氧化，生成乙酰CoA及酮体。

12. 是否只有偶数碳原子的脂肪酸才能在氧化降解时产生乙酰辅酶A?为什么?

不对。脂肪酸分偶数链脂肪酸和奇数链脂肪酸，偶数链脂肪酸降解的产物是乙酰CoA，奇数链脂肪酸的最后三个碳原子是丙酰CoA，它可以羧化，经过三个反应步骤能转变成柠檬酸循环的中间产物琥珀酰CoA。另外，丙酸代谢还可通过β-羟丙酸支路进行，最终形成乙酰CoA进入三羧酸循环。

13. 一只老鼠吃奇数脂肪酸，非常茁壮，体重增加，另一只只吃偶数脂肪酸，奄奄一息，为什么?

14. 脂肪酸的β氧化是如何被调控的?请解释机体为什么不在脂肪酸的活化和氧化步骤中选择一步反应作为调节位点?

脂肪酸β氧化过程可概括为活化、转移、β氧化及最后经三羧酸循环被彻底氧化生成CO₂和H₂O并释放能量4个阶段。
(1)脂肪酸的活化：脂肪酸的氧化首先须被活化，在ATP、Co-SH、Mg²⁺存在下，由位于内质网及线粒体外膜的脂酰CoA合成酶，催化生成脂酰CoA。活化的脂肪酸不仅为高能化合物，而且水溶性增强，因此提高了代谢活性。
(2)脂酰CoA的转移：是在胞液中进行的，而催化脂肪酸氧化的酶系又存在于线粒体基质内，故活化的脂酰CoA必须先进入线粒体才能氧化，但已知长链脂酰辅酶A是不能直接透过线粒体内膜的，因此活化的脂酰CoA要借助肉碱(camitine)，即L-3羟基-4-三甲基铵丁酸，而被转运入线粒体内，在线粒体内膜的外侧及内侧分别有肉碱脂酰转移酶Ⅰ和酶Ⅱ，两者为同工酶。位于内膜外侧的酶Ⅰ，促进脂酰CoA转化为脂酰肉碱，后者可借助线粒体内膜上的转位酶(或载体)，转运到内膜内侧，然后，在酶Ⅱ催化下脂酰肉碱释放肉碱，后又转变为脂酰CoA。这样原本位于胞液的脂酰CoA穿过线粒体内膜进入基质而被氧化分解。一般10个碳原子以下的活化脂肪酸不需经此途径转运，而直接通过线粒体内膜进行氧化。
(3)脂酰CoA的β氧化：脂酰CoA进入线粒体基质后，在脂肪酸β氧化酶系催化下，进行脱氢、加水、再脱氢及硫解4步连续反应，最后使脂酰基断裂生成1分子乙酰CoA和1分子比原来少了2个碳原子的脂酰CoA。因反应均在脂酰CoA烃链的α，β碳原子间进行，最后β碳被氧化成酰基，故称为β氧化。
a．脱氢：脂酰CoA在脂酰基CoA脱氢酶的催化下，其烃链的α、β位碳上各脱去1个氢原子，生成α、β烯脂酰CoA，脱下的2个氢原子由该酶的辅酶FAD接受生成FADH₂后者经电子传递链传递给氧而生成水，同时伴有2分子ATP的生成。
b．加水：α、β烯脂酰CoA在烯酰CoA水合酶的催化下，加水生成β-羟脂酰CoA(β-hydroxyacyl CoA)。
c．再脱氢：β-羟脂酰CoA在β-羟脂酰CoA脱氢酶(L-β-hydroxyacyl CoA dehydrogenase)催化下，脱去β碳上的2个氢原子生成β-酮脂酰CoA，脱下的氢由该酶的辅酶NAD⁺接受，生成NADH+H⁺。后者经电子传递链氧化生成水及3分子ATP。
d．硫解：β-酮脂酰CoA在β-酮脂酰CoA硫解酶(β-ketoacyl CoA thiolase)催化下，加1分子CoA-SH使碳链断裂，产生乙酰CoA和一个比原来少2个碳原子的脂酰CoA。

15. 什么是脂肪动员?为什么会得脂肪肝?

先在病理或饥饿条件下，储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸(FFA)及甘油并释放入血以供其他组织氧化利用，该过程称为脂肪动员。在脂肪动员中，脂肪细胞内激素敏感性甘油三酯脂肪酶(HSL)起决定作用，它是脂肪分解的限速酶。脂肪动员的产物是乙酰辅酶A，在肝脏中乙酰辅酶A两两缩合生成乙酰乙酰辅酶A，再转化成乙酰乙酸，乙酰乙酸可以还原成β-羟丁酸或者脱羧形成丙酮。
脂肪肝的发病机制复杂，各种致病因素可通过影响以下一个或多个环节导致肝细胞甘油三酯的积聚，形成脂肪肝。
(1)由于高脂肪饮食、高脂血症以及外周脂肪组织分解增加导致游离脂肪酸输送入肝细胞增多。
(2)线粒体功能障碍导致肝细胞消耗游离脂肪酸的氧化磷酸化及β氧化减少。
(3)肝细胞合成甘油三酯能力增强或从碳水化合物转化为甘油三酯增多，或肝细胞从肝窦乳糜微粒、残核内直接摄取甘油三酯增多。
(4)极低密度脂蛋白(VLDL)合成及分泌减少导致甘油三酯转运出肝细胞发生障碍。
当(1)和(3)进入肝细胞的甘油三酯总量超过(2)和(4)消耗和转运的甘油三酯时，甘油三酯在肝脏积聚形成脂肪肝。

16. 试述体内胆固醇的代谢过程(摄入、运输、合成、转变、调节)。

胆固醇代谢(cholesterol metabolism)。机体内胆固醇来源于食物及生物合成。成年人除脑组织外各种组织都能合成胆固醇，其中肝脏和肠黏膜是合成的主要场所。体内胆固醇70%～80%由肝脏合成，10%由小肠合成。其他组织如肾上腺皮质、脾脏、卵巢、睾丸及胎盘乃至动脉管壁，也可合成胆固醇。胆固醇的合成主要在胞浆和内质网中进行。胆固醇可以在肠黏膜、肝、红细胞及肾上腺皮质等组织中酯化成胆固醇酯。
胆固醇生物合成的原料是乙酰辅酶A，合成途径可分为5个阶段：①乙酰乙酰辅酶A与乙酰辅酶A生成二羟甲基戊酸(6C中间代谢产物)；②从二羟甲基戊酸脱羧形成异戊二烯单位(5C中间代谢产物)；③6个异戊二烯单位缩合生成鲨烯(30C中间代谢物)；④鲨烯通过成环反应转变成羊毛脂固醇(30C中间代谢物)；⑤羊毛脂固醇转变成胆固醇(27C化合物)。另外，胆固醇生物合成还需要ATP供能和NADPH供氢。合成1分子胆固醇需消耗18分子乙酰CoA、36分子ATP和16分子NADPH。
胆固醇的分解代谢也在肝脏内进行。胆固醇大部分可转变为胆汁酸。小部分经肠道内细菌作用转变为粪固醇随粪便排出体外。胆固醇代谢失调能给机体带来不良影响。血浆胆固醇含量增高是引起动脉粥样硬化的主要因素，动脉粥样硬化斑块中含有大量胆固醇，是胆固醇在血管壁中堆积的结果，由此可引起一系列心血管疾病。
胆固醇在体内不被彻底氧化分解为CO₂和H₂O，而经氧化和还原转变为其他含环戊烷多氢菲母核的化合物。其中大部分进一步参与体内代谢，或排出体外。
胆固醇在体内可作为细胞膜的重要成分。此外，它还可以转变为多种具有重要生理作用的物质，在肾上腺皮质可以转变成肾上腺皮质激素；在性腺可以转变为性激素，如雄激素、雌激素和孕激素(progestogen)；在皮肤，胆固醇可被氧化为7-脱氢胆固醇，后者经紫外线照射转变为维生素D₃；在肝脏，胆固醇可氧化成胆汁酸，促进脂类的消化吸收。
胆固醇在肝脏氧化生成的胆汁酸，随胆汁排出，每日排出量约占胆固醇合成量的40%。在小肠下段，大部分胆汁酸又通过肝循环重吸收入肝构成胆汁的肝肠循环；小部分胆汁酸经肠道细菌作用后排出体外。药物如消胆胺可与胆汁酸结合，阻断胆汁酸的肠肝循环，增加胆汁酸的排泄，间接促进肝内胆固醇向胆汁酸的转变。肝脏也能将胆固醇直接排入肠内，或者通过肠黏膜脱落而排入肠腔；胆固醇还可被肠道细菌还原为粪固醇后排出体外。