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生物化学（上册）课后习题第一章 糖类1、环状己醛糖有多少个可能的旋光异构体？为什么？25=32因为环状己醛糖含有5个不对称碳原子。单糖由直链变成环状结构后，羰基碳原子成为新的手性中心，导致C1差向异构化，产生两个非对映异构体。羰基碳上形成的差向异构体称异头物。2、含D-吡喃半乳糖和D-吡喃葡萄糖的双糖可能含有多少个异构体（不包括异头物）？含同样残基的糖蛋白上的二糖将有多少个异构体？ 每个单糖单位都能作为羰基供体，与另一个单糖单位的5个羟基形成糖苷键（C1,C2，C3，C4，C6），于是-D-吡喃半乳糖-D-吡喃葡萄糖苷、-D-吡喃半乳糖-D-吡喃葡萄糖苷、-D-吡喃葡萄糖-D-吡喃半乳糖苷和-D-吡喃葡萄糖-D-吡喃半乳糖苷各有五种，共5*4=20种。糖蛋白上的二糖链其中一个单糖的C1用于连接多肽，C2，C3，C4，C6用于和另一单糖的C1形成糖苷键，算法同上，共有4*4=16个，考虑到二糖与多肽相连时的异头构象，异构体数目为16*2=32个。5、D-葡萄糖的、异头物的比旋（【】20D）分别为+112.2和+18.7.当-D-吡喃葡萄糖晶体溶于水时，比旋将由+112.2降至平衡值+52.7.计算平衡混合液中和异头物的比率。假设开链形式和呋喃形式可忽略。忽略开链形式和呋喃形式。设：-D-吡喃葡萄糖所占比例x%，则-D-吡喃葡萄糖所占比例为(100-x）%。已知25,1ml溶液和1dm旋光管中，-D-吡喃葡萄糖旋光度+112.2，-D-吡喃葡萄糖+18.7，平衡时葡萄糖溶液的旋光度+52.7。根据平衡时旋光度是组成各成分旋光度的加和，列出关系式如下：112.2x%+18.7(100-x）%=52.7,解方程得x=36.5-D-吡喃葡萄糖比例为36.5%，-D-吡喃葡萄糖比例为63.5%。6、500mg糖原样品用放射性氰化钾（K14CN）处理，被结合的14CN- （p18）正好是0.193umol,另一500mg同一糖原样品，用含3%HCI的无水甲醇处理，使形成还原末端的甲基葡萄糖苷（p18），然后用高碘酸处理这个还原端为甲基葡萄糖苷的糖原（p20），新产生的甲酸准确值是374 umol。计算：（1）糖原的平均相对分子质量；（2）分支的程度（分支点%）。（1）Mr=0.5/（0.193*10-6）=2.59*106（2）347*10-6*163/0.5=11.3%7、D-葡萄糖在31水中平衡时， -吡喃葡萄糖和-吡喃葡萄糖的相对摩尔含量分别为37.3%和62.7%，计算D-葡萄糖在31时由异头物转变为异头物的标准自由能变化。气体常数R为8.314Jmol-1K-1。G=-RTln(C2/C1)=-8.314*300*ln62.7/37.3=-1.30(KJ/mol)8、竹子系热带禾本科植物，在最适条件下生长速度达0.3m/d，假定竹茎几乎完全由纤维素纤维组成，纤维沿生长方向定位。计算每秒钟酶促加入生长着得纤维素链的单糖残基数目。纤维素分子中每一葡萄糖单位约长0.45nm。【0.3/（24*3600）】/0.45*10-9=7800残基/s9、经还原可生成山梨醇（D-葡萄糖）的单糖有哪些？L-山梨糖、D-葡萄糖、L-古洛糖、D-果糖10、写出麦芽糖（型）、纤维二糖（型）、龙胆糖和水苏糖的正规（系统）名称的简单形式，并指出其中哪些是还原糖，哪些是非还原糖麦芽糖（型）：Glc（14）Glc 还原糖纤维二糖（型）：Glc（14）Glc 还原糖龙胆糖：Glc（16）Glc 还原糖水苏糖：Gal（16）Gal（16）Glc（12）Fru 非还原糖11、纤维素和糖原虽然在物理性质上有很大的不同，但这两种糖都是14连接的D-葡萄糖聚合物，相对分子质量也相当，是什么结构造成它们在物理性质上的如此差别？解释它们各自的生物学优点原因：纤维素主要是通过（14）糖苷键连接的，而糖原是以（14）糖苷键连接的，即：纤维素主要是以-D-Glc为组成单元，而糖原是以-D-Glc为组成单元。糖原：又称动物淀粉，以颗粒形式存在于动物细胞的细胞液内，其结构与支链淀粉结构相似，分支较多，平均每8-12个残基发生一次分支。糖原高度的分支结构一则可以增加分子的溶解度，二则将有更多的非还原端同时受到降解酶的作用，加速聚合物转化为单体，有利于及时动用葡萄糖库以供生物体代谢的急需。纤维素是线性葡聚糖，残基间通过（14）糖苷键连接的纤维二糖单位；纤维素链中的每个残基相对前一个旋转180，使链采取完全伸展的构象。相邻、平行的伸展链在残基环面的水平向通过链内和链间的氢键网形成片状结构。若干条链聚集成周期性晶格的分子束（微晶或胶束）。多个胶束形成微纤维，在植物细胞中，纤维素包埋在果胶、半纤维素、木质素、伸展蛋白等组成的基质中。纤维素与基质粘合在一起增强了细胞壁的抗张强度和机械性能，以适应植物抵抗高渗透压和支撑高大植株的需要。12、革兰氏阳性菌和阴性细菌的细胞壁在化学组成上有何异同？肽聚糖中的糖肽键和糖蛋白中的糖肽键是否有区别？按革兰氏染色法可将细菌分为G+和G-菌两大类。两类细菌细胞壁的结构和化学组成存在很大差异。唯有肽聚糖为共同成分，但其含量的多少和肽链的性质有所不同。细胞壁结构革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌厚度厚，15-50薄，10-15肽聚糖含量多，胞壁干重50-80%少，胞壁干重10%脂类含量少，约1-4%多，约11-22%磷壁酸有无外膜无有脂蛋白无有脂多糖无有 肽聚糖中的糖肽键和糖蛋白中的糖肽键有区别；肽聚糖中的肽键主要是四肽侧链的N-端通过酰胺键与N-乙酰-胞壁酸残基上的乳酸基相连接。糖蛋白中肽键有两种连接方式：N-糖肽键和O糖肽键13、略14、糖蛋白中的N-连接的聚糖链有哪些类型？它们在结构上有什么共同点和不同点？复杂型、高甘露糖型和杂合型；共同点：都含有一个共同的核心五糖，也称三甘露糖基核心：Man-16（Man13）Man14GlcNac14GlcNac。但它们连接于三甘露糖基核心上的糖基结构与位置有所不同。15、举出两个例子说明糖蛋白寡糖链的生物学功能。糖蛋白寡糖链可以参与肽链的折叠和缔合、糖蛋白的转运和分泌、分子识别和细胞识别等。宿主细胞N糖链前体合成的第一步，即UDP-GlcNac与多萜醇磷酸的加成被衣霉素抑制后，流感病毒红细胞凝集素（HA，一种糖蛋白）多肽部分虽能合成但不含N-糖链，缺失糖链的HA不能正常折叠，继而不能形成三聚体，因而不能被分泌到细胞外。运铁蛋白受体是一种二聚体跨膜蛋白，由两个亚基组成，每亚基含三条N-糖链，Asn251位点被突变去糖基化后，则不能形成正常的二聚体，因而影响受体的转运和功能。16、写出具有人ABH血型抗原决定簇的前体结构，并指出A抗原、B抗原和O抗原（H物质）之间的结构关系。（P64表1-9）17、略18、糖胺聚糖如硫酸软骨素，其生物功能之一与该分子在水中所占的体积远比脱水时大这一性质有关；为什么这些分子在溶液中所占体积会这么大？由于分子表面含有很多亲水基团，能结合大量的水，形成透明的高粘性水合凝胶，如透明质酸（HA）分子在水中将占据1000-10000倍于自身体积的空间。19、20略第二章 脂类1、天然脂肪酸在结构上有哪些共同的特点？偶数碳原子，链长一般为12-22饱和、不饱和、多不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸双键位置，有一个双键几乎是处于C9-C10之间（9），并且一般是顺式的。2、（1）由甘油和三种不同的脂肪酸（如豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸）可形成多少种不同的三酰甘油（包括简单型、混合型在内）？（2）其中定量上不同组成的三酰甘油可有多少种？（1）33=27种；（2）3*3+1=10种3、为什么饱和的18碳脂肪酸硬脂酸的熔点比18碳不饱和脂肪酸油酸的熔点高？（2）干酪乳酸杆菌产生的乳杆菌酸（19碳脂肪酸）的熔点更接近硬脂酸的熔点还是更接近油酸的熔点？为什么？（1）因为处于完全伸展构象的饱和脂肪酸能更紧密地装配成近乎晶排列，所有的原子沿长向与相邻分子的原子处于范德华接触中，含一个或多个结节的不饱和脂肪酸不能象饱和脂肪酸那样紧密组装，分子间的相互作用减弱。而破坏有序性较差的不饱和脂肪酸排列所需的热能较少，所以熔点比相同链长的饱和脂肪酸低，并且对相同链长的不饱和脂肪酸，双键愈多，熔点越低。（油酸有一个9顺式双键，有序性较差；而硬脂酸有序性高，故熔点也高）（2）干酪乳酸杆菌产生的乳杆菌酸（19碳脂肪酸）的熔点更接近硬脂酸的熔点。因为脂肪酸的熔点受烃链长度和不饱和程度的影响，碳原子数越高，熔点越高，对相同链长的不饱和脂肪酸，双键愈多，熔点越低。乳杆菌酸为19碳脂肪酸，应高于18碳的硬脂酸和油酸，而油酸为不饱和脂肪酸，其熔点低于硬脂酸，三者的熔点高低顺序为：乳杆菌酸硬脂酸油酸。所以说乳杆菌酸的熔点更接近硬脂酸的熔点。（熔点随碳链的增加而增加）4、从植物种子中提取出1g油脂，把它等分为2份，分别用于测定该油脂的皂化值和碘值。测定皂化值的一份样品消耗KOH 65mg，测定碘值的一份样品消耗I2 510mg，试计算该油脂的平均相对分子质量和碘值。Mr=（3*56*1000）/（2*65）=1292碘值=0.51*100/0.5=102（100g油脂卤化时吸收I2的克数）5、某油脂的碘值为68，皂化值为210；计算每个油脂分子平均含多少个双键？100g油脂的物质的量=（210*100）/3*56*1000=0.125（mol）平均双键数=（68/254）/0.12526、（1）解释与脂质过氧化有关的几个术语：自由基、活性氧、自由基链反应、抗氧化剂。（2）为什么PUFA容易发生脂质过氧化？(1)自由基：也称游离基，指含有奇数价电子并因此在一个轨道上具有一个未（不）成对电子的原子或原子团。活性氧：氧或含氧的高反应活性分子，如O-2、OH、H2O2、-O2（单线态氧）等统称为活性氧自由基链反应：自由基化学性质活泼，能发生抽氢、歧化、化合、取代、加成等多种反应，但是自由基反应的最大特点是倾向于进行链（式）反应。链反应一般包括3个阶段：引发、增长、终止抗氧化剂：具有还原性而能抑制靶分子自动氧化即抑制自由基链反应的物质。（2）多不饱和脂肪酸中的双键具有潜在的还原性，容易发生过氧化作用。7、略8、写出下列化合物的名称：（1）低pH值时，携带一个正净电荷的甘油磷脂（磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺）；（2）在中性pH时携带净负电荷的甘油磷脂（磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、双磷脂酰甘油（心磷脂）；（3）中性pH值时，静电荷为零的甘油磷脂（磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺）。9、给定下列成分：甘油、脂肪酸、磷酸、长链醇和糖；试问（1）哪两个成分在蜡和鞘磷脂中都存在？（2）哪两个成分在脂肪和磷脂酰胆碱中都存在？（3）哪些成分只在神经节苷脂而不在脂肪中存在？（1) 脂肪酸、长链醇；（2）甘油、脂肪酸；（3）糖、长链醇10、指出下列膜脂的亲水、疏水成分：（1）磷脂酰乙醇胺；（2）鞘磷脂；（3）半乳糖基脑苷脂；（4）神经节苷脂；（5）胆固醇 （1）乙醇胺；脂肪酸（2）磷脂酰胆碱或磷脂酰乙醇胺；脂肪酸和烃链（3）半乳糖；脂肪酸和烃链（4）连有唾液酸的寡糖链；脂肪酸和烃链（5）C3烃链；甾核和C17烷烃侧链11、（1）造成类固醇脂类很多的原因是什么？（2）人和动物体内胆固醇可转变为哪些具有重要生理意义的类固醇物质？（1）环上的双键数目和位置不同；取代基的种类、数目、位置和取向（）不同；环和环稠和的构型（顺反异构）不同。（2）激素：雄激素、雌激素、孕酮、糖皮质激素、盐皮质激素 维生素D 胆汁酸12、略13、一种血浆脂蛋白密度为1.08g/cm3，载脂蛋白平均密度为1.35 g/cm3，脂质平均密度为0.90g/cm3，问该脂蛋白中载脂蛋白和脂质的质量分数是多少？设载脂蛋白的体积分数是x，则1.35x+0.90（1-x）=1.08，x=0.4质量分数为（0.4*1.35）/0.4*1.35+(1-0.4)*0.90=0.514、一种低密度脂蛋白（LDL）含apoB-100（Mr为500,000）和总胆固醇（假设平均Mr为590）的质量分数分别为25%和50%，试计算apoB-100与总胆固醇的摩尔比。设摩尔比为1/x，则有500000/590x=25/50，x=169515、用化学方法把鞘磷脂与磷脂酰胆碱区分开来酸水解，再加入高锰酸钾溶液，能使高锰酸钾溶液褪色者即为鞘磷脂。第三章 氨基酸1、写出下列氨基酸的单字母和三字母的缩写符号：精氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸2、计算赖氨酸的-NH3+ 20%被解离时的溶液pHpH=pKa+lg20%，pKa=10.53（p133，表3-3）pH=10.53+lg20%=9.833、计算谷氨酸的-COOH三分之二被解离时的溶液的pH。pH=pKa+lg2/3%，pKa4.25pH=4.25+0.176=4.4264、计算下列物质0.3mol/L溶液的pH：（1）亮氨酸盐酸盐；（2）亮氨酸钠盐；（3）等点亮氨酸。（1）0.3mol/L亮氨酸盐酸盐（Leu+）查表得pKa1=2.36，根据题意Leu+Leu0 + H+，Leu+ Leu0，【Leu+】=0.3mol/L，根据解离平衡方程【H+】2/【Leu+】= pKa1所以pH=（pKa1+lg【Leu+】）/2（2.36+0.52）/2=1.44（2）0.3mol/L亮氨酸钠盐（Leu-）查表得pKa2=9.60，根据题意Leu0Leu-+H+，因为Leu- Leu0，所以【Leu-】=0.3mol/L；根据解离平衡方程Leu-Leu0+OH-，【Leu0】=【OH-】得到 （【Leu-】【H+】【OH-】）/（【Leu0】【OH-】）=Ka2；0.3*10-14/【OH-】2= Ka2=10-9.60；所以pOH-lg（0.3*10-14/10-9.60）/2=（4.40+0.52）/2=2.46；pH=14-2.46=11.54（3）0.3mol/L等电亮氨酸pH=pI=5.985、根据表3-3中氨基酸的pKa值，计算下列氨基酸的pI值：丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、精氨酸。（略）6、向1L 1mol/L的处于等电点的甘氨酸溶液加入0.3mol HCI，问所得溶液的pH是多少？如果加入0.3mol 的NaOH代替HCI，pH将是多少？等电点的甘氨酸【Gly+ -】=1mol/L加HCI前，可以把甘氨酸的兼性离子Gly+ -看做是1mol/L，加入HCI后，Gly+ -还剩0.7 mol/L，所以加入0.3mol HCI，甘氨酸的解离方程为：Gly0+H+Gly+；pH=pKa+lg【质子受体】/【质子供体】=2.34+lg（0.7/0.3）=2.71同理：加入0.3mol 的NaOH后，由公式pH=pK2+ lg【质子受体】/【质子供体】=9.6+ lg（0.3/0.7）=9.237、将丙氨酸溶液（400ml）调节到pH8.0，然后向该溶液加入过量的甲醛；当所得溶液用碱反滴定至pH8.0时，消耗0.2mol/L NaOH溶液250ml，问起始溶液中丙氨酸的含量为多少克？丙氨酸经甲醛处理后所释放的H+摩尔数与丙氨酸摩尔数相同，并且与滴定用的NaOH等摩尔反应，因此可计算出所用NaOH的摩尔数：0.25*0.2=0.05（mol）。可推算出溶液中同样含有0.05mol的丙氨酸，丙氨酸相对分子质量为89，起始溶液中丙氨酸的含量为0.05*89=4.45g。8、计算0.25 mol/L 的组氨酸溶液在pH6.4时各种离子形式的浓度（mol/L）His的酸式解离方程式如下：His2+His+His0His-解离常数分别为：pKa1=1.82；pKa2=6.00；pKa3=9.17；组氨酸在pH6.4时处于第二步解离状态根据Henderson-Hasselbalch方程：lg质子受体/质子供体=pH- pKalgHis+/ His2+=6.4-1.82=4.58lgHis0/ His+=6.4-6.00=0.40lgHis-/ His0=6.4-9.17=-2.77His2+His+His0+His-=0.25 mol/L解该联立方程：His-=3.04*10-4mol/LHis2+=1.87*10-6 mol/LHis+=0.071 mol/LHis0=0.179 mol/L9、说明用含一个结晶水的固体组氨酸盐酸盐（相对分子质量209.6；咪唑基pKa=6.0）和1mol/L KOH配制1L pH6.5的0.2 mol/L组氨酸盐缓冲液的方法。由题意知：为配制pH6.5的缓冲液，必须加入KOH中和其羧基全部解离出的H+和部分咪唑基、氨基解离出的H+在pH6.5时，-COOH全部解离，所需n（KOH）=n（His）=0.2mol在pH6.5时可根据公式求出咪唑基上解离H+的百分比，pH=pKa2+lg质子受体/质子供体即6.5=6.0+lgHis+ -/His+ -lgHis+ -/His+ -=0.5；即有/+1的咪唑基释放出H+则中和咪唑基上H+的KOH=0.2*/+1=0.152mol即需要KOH=0.152*2+0.048=0.352 mol/L。取组氨酸盐酸盐41.92g（0.2mol），加入1mol/L KOH 352ml，水稀释至1L。11、L-亮氨酸溶液（3.0g/50ml，6molHCI）在20cm旋光管中测得旋光度+1.81，计算L-亮氨酸在6molHCI中的比旋。比旋光度D25=（旋光度*100）/（光径长度dm*浓度g/100ml）L-亮氨酸在6molHCI中的比旋=（+1.81*100）/（2*6.0）=+15.1- 10 -