动物生工学,生物化学笔记

  16.简述细胞膜上钠汞活动的生理意义。

  16.简述细胞膜上钠汞活动的生理意义。

                第二节  糖的无氧氧化

  【参考答案】Na 泵的活动对维持细胞正常的结构及功能具有重要的意义:①维持细胞容积,虽然细胞在静息状态下主要表现为对K 具有通透性,但对Na 的通透性并非等于零,因而仍有少量Na 会漏入细胞,随着Na 的漏入会引起水在胞内的不断聚积。Na 泵的作用是不断地将漏入的Na 泵出细胞,从而稳定细胞的容积防止细胞肿胀;②细胞内高K 为许多代谢反应所必需,如核糖体合成蛋白质就需要高K 的环境;③钠泵造成的胞内外Na 、K 的不均衡分布是产生生物电(如动作电位)从而维持兴奋性的重要前提条件;④Na 的不均衡分布还构成了继发性主动转运的条件。

  参考答案:Na 泵的活动对维持细胞正常的结构及功能具有重要的意义:①维持细胞容积,虽然细胞在静息状态下主要表现为对K 具有通透性,但对Na 的通透性并非等于零,因而仍有少量Na 会漏入细胞,随着Na 的漏入会引起水在胞内的不断聚积。Na 泵的作用是不断地将漏入的Na 泵出细胞,从而稳定细胞的容积防止细胞肿胀;②细胞内高K 为许多代谢反应所必需,如核糖体合成蛋白质就需要高K 的环境;③钠泵造成的胞内外Na 、K 的不均衡分布是产生生物电(如动作电位)从而维持兴奋性的重要前提条件;④Na 的不均衡分布还构成了继发性主动转运的条件。

  一、糖的无氧氧化分为糖酵解和乳酸生成两个阶段:

  【考查知识点】钠泵的活动对维持细胞正常的结构及功能对机体重要生理意义

  17.动物去大脑身体僵直现象及其生产的原因分析。

(一)葡萄糖经糖酵解分解为两分子丙酮酸:

  17.动物去大脑身体僵直现象及其生产的原因分析。

  参考答案:在中脑上丘与下丘之间及红核的下方水平面上将麻醉动物脑干切断,称为去大脑动物。手术后动物立即出现全身肌紧张加强、四肢强直、脊柱反张后挺现象,称为去大脑僵直(强直)。

1、葡萄糖磷酸化生成葡糖-6-磷酸:

  【参考答案】:在中脑上丘与下丘之间及红核的下方水平面上将麻醉动物脑干切断,称为去大脑动物。手术后动物立即出现全身肌紧张加强、四肢强直、脊柱反张后挺现象,称为去大脑僵直(强直)。

  去大脑僵直主要是一种反射性的伸肌紧张性亢进,是一种过强的牵张反射。引起过强牵张反射的,主要是由于中脑水平切断脑干以后,来自红核以上部位的下行抑制性影响被阻断,网状抑制系统的活动降低,易化系统的作用因失去对抗而占优势,导致伸肌反射的亢进。脑干前庭神经核对伸肌反射具有易化影响,损毁这一对神经核则僵直现象立即减弱。如同时破坏中脑网状结构,取消了易化影响,则僵直完全消失。实验证明网状结构中存在抑制和加强肌紧张及肌运动的区域,前者称为抑制区,位于延髓网状结构腹内侧部;后者称易化区,包括延髓网状结构背外侧部、脑桥被盖、中脑中央灰质及被盖;也包括脑干以外的下丘脑和丘脑中线群等部分。和抑制区相比,易化区的活动较强, 在肌紧张的平衡调节中略占优势。

己糖激酶催化

  去大脑僵直主要是一种反射性的伸肌紧张性亢进,是一种过强的牵张反射。引起过强牵张反射的,主要是由于中脑水平切断脑干以后,来自红核以上部位的下行抑制性影响被阻断,网状抑制系统的活动降低,易化系统的作用因失去对抗而占优势,导致伸肌反射的亢进。脑干前庭神经核对伸肌反射具有易化影响,损毁这一对神经核则僵直现象立即减弱。如同时破坏中脑网状结构,取消了易化影响,则僵直完全消失。实验证明网状结构中存在抑制和加强肌紧张及肌运动的区域,前者称为抑制区,位于延髓网状结构腹内侧部;后者称易化区,包括延髓网状结构背外侧部、脑桥被盖、中脑中央灰质及被盖;也包括脑干以外的下丘脑和丘脑中线群等部分。和抑制区相比,易化区的活动较强, 在肌紧张的平衡调节中略占优势。

  18.神经垂体可释放那些激素?分别有什么生理作用。

反应不可逆

  【考查知识点】大脑在调节身体肌肉方面的重要功能

  参考答案:下丘脑分泌的激素主要有:

磷酸化反应

  18.神经垂体可释放那些激素?分别有什么生理作用。

  (1)促甲状腺激素释放激素(TRH):是最早从下丘脑分离出来的一种三肽释放激素。它能刺激腺垂体分泌促甲状腺激素。(2)促性腺激素释放激素(GnRH):是第二个从下丘脑中分离与纯化的调节性多肽。它可以持续的激活垂体-性腺轴,对腺垂体促性腺激素的释放与合成都有作用。(3)生长激素释放抑制激素(GHIH)又称生长抑素(ss):是一种十四肽释放抑制激素,不但能抑制垂体生长激素(GH)的分泌,还能抑制促甲状腺激素(TSH)的分泌。除下丘脑外,胰腺D细胞、胃肠道的内分泌细胞也能分泌GHIH,并通过旁分泌作用影响胰岛素和胰高血糖素的分泌。(4)促肾上腺皮质激素释放激素(GHRH):能刺激腺垂体分泌促肾上腺皮质激素(ACTH),对促肾上腺皮质激素的释放具有促进作用。(5)生长激素释-拔激素(CnBH):是最近几年才被发现、确定的一种新的促垂体激素,对生长激素(CH)的释放具有促进作用。

糖酵解的第一个限速步骤

  【参考答案】:下丘脑分泌的激素主要有:

肝细胞中为葡糖激酶:Km值大于己糖激酶;对葡糖-6-磷酸的反馈抑制不敏感

  (1)促甲状腺激素释放激素(TRH):是最早从下丘脑分离出来的一种三肽释放激素。它能刺激腺垂体分泌促甲状腺激素。(2)促性腺激素释放激素(GnRH):是第二个从下丘脑中分离与纯化的调节性多肽。它可以持续的激活垂体-性腺轴,对腺垂体促性腺激素的释放与合成都有作用。(3)生长激素释放抑制激素(GHIH)又称生长抑素(ss):是一种十四肽释放抑制激素,不但能抑制垂体生长激素(GH)的分泌,还能抑制促甲状腺激素(TSH)的分泌。除下丘脑外,胰腺D细胞、胃肠道的内分泌细胞也能分泌GHIH,并通过旁分泌作用影响胰岛素和胰高血糖素的分泌。(4)促肾上腺皮质激素释放激素(GHRH):能刺激腺垂体分泌促肾上腺皮质激素(ACTH),对促肾上腺皮质激素的释放具有促进作用。(5)生长激素释-拔激素(CnBH):是最近几年才被发现、确定的一种新的促垂体激素,对生长激素(CH)的释放具有促进作用。

2、葡糖-6-磷酸转变为果糖-6-磷酸:

  【考查知识点】神经垂体分泌的各类激素的重要作用

磷酸己糖异构酶催化

  19.以家兔为实验对象,证明血浆胶体渗透压是抑制尿产生的因素,写出实验方法和过程,并预测与分析结果。

3、果糖-6-磷酸转变为果糖-1,6-二磷酸:

  【参考答案】1.实验目的:观察血浆渗透压的变化对尿液产生的影响。

磷酸果糖激酶-1催化

  实验方法和过程:

第二个磷酸化反应

  麻醉——背部固定——剪去背部与下腹部被毛;

需ATP

  分离颈部动脉,作动脉插管——分离右侧迷走神经——穿两线备用——用纱布覆盖创面;

不可逆

  下腹部正中线作长约4cm的切口——将膀胱移除腹部外——分离出一侧输尿管——在近膀胱扎,再穿一线备用,在管壁上斜切向肾的切口,插入输尿管插管,扎经固定——直接计算尿流量;

第二个限速步骤

  耳源注射生理盐水30ml,观察尿量的变化。

4、果糖-1,6二磷酸裂解成2分子磷酸丙糖:

  预测并分析结果:静脉注射生理盐水,尿量增加。原因是大量注射生理盐水,血浆蛋白被稀释,血浆胶体渗透压下降,肾小球有效过压增加,滤过率增加,尿液增加。

醛缩酶催化

  【考查知识点】血浆渗透压对机体尿液的产生的重要生理作用

2个丙糖为:磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛

  20当CO2在有机体中增加时,机体可通过化学感受性反应来调节呼吸和循环系统,试分析调节过程。

5、磷酸二羟丙酮转变为3-磷酸甘油醛:

  【参考答案】当机体中的CO2含量增加时,血液中的CO2就会刺激化学感受器,化学感受器就会刺激机体中的延髓有一个不同于呼吸中枢但可影响呼吸的化学感受器(中枢化学感受器),中枢化学感受器位于延髓腹外侧浅表部位,左右对称,可以分为头、中、尾三个区。中枢化学感受器的生理刺激是脑脊液和局部细胞外的H 。其有效刺激不是CO2本身,而是CO2所引起的[H ]的增加。在体内,血液中的CO2能迅速通过血脑屏障,使化学感受器周围液体中的[H ]升高,从而刺激中枢化学感受器,再引起呼吸中枢的兴奋。从而使得机体中的呼吸机产生较大的反应,使得机体中呼吸运动的频率和深度加大。

磷酸丙糖异构酶催化

  【考查知识点】化学感受性反应来调节呼吸和循环系统的调节过程

磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛是同分异构体

  21分析犬嗅到食物气味时胃液分泌调节过程并简述胃液分泌的特点。

上述的5步反应为糖酵解的耗能阶段,一分子葡萄糖经两次磷酸化反应消耗了2分子ATP,产生了2分子3-磷酸甘油醛。而之后的5步才开始产生能量。

  【参考答案】胃液分泌的调节包括刺激胃液分泌的因素和抑制胃液分泌的因素。正常胃液分泌是兴奋和抑制两方面因素相互作用的结果。

6、3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸:

  食物是引起胃液分泌的生理性刺激物,一般按感受食物刺激的部位,分为三个时期:头期、胃期和肠期。各期的胃液分泌在质和量上有一些差异。但在时间上各期分泌是重叠的,在调节机制上,都包括神经和体液两方面的因素。

3-磷酸甘油醛脱氢酶催化

  头期:引起胃液分泌的传入冲动主要来自位于头部的感受器,故称头期。这是食物刺激了口腔、咽、食管的化学和机械感受器而引起的非条件反射性分泌。基本中枢位于延髓,但受脑高级部位的影响。迷走副交感纤维是这些反射的传出神经,当迷走传出神经兴奋后,除了直接引起腺体细胞分泌外,又能引起幽门部粘膜的“G”细胞释放胃泌素,后者经过血液循环刺激胃腺分泌。因此,头期的胃液分泌包括神经和神经-体液两种调节机制。头期分泌的胃液特点:分泌的量多,酸度高,胃蛋白酶的含量高,因而消化力强。

辅酶NAD ,接受氢和电子,生成NADH

  胃期:食物入胃后,继续刺激胃液分泌,其机制主要是:①食物对胃的扩张刺激可作用于胃壁内的感受器,通过迷走-迷走神经长反射,壁内神经丛的短反射,以及通过壁内神经丛引起胃幽门部的“G”细胞释放胃泌素等途径引起胃腺分泌;②食物的化学成份(主要是蛋白质的消化产物)直接作用于“G”细胞,引起胃泌素释放。胃期分泌胃液的特点:酸度也高,但消化力比头期的弱。

无机磷酸参加反应

  肠期:食物在胃内部分消化而成为食糜进入小肠后,还能引起少量的胃液分泌,这是由于食糜的机械性和化学性刺激作用于小肠的结果。其作用机制不如头期和胃期的明确。已知十二指肠粘膜中也有产生胃泌素的“G”细胞,食糜入肠后可能刺激胃泌素的释放,而引起酸性胃液的分泌。十二指肠粘膜产生的胆囊收缩素也有刺激胃液分泌的功能,但较胃泌素的作用弱。肠期分泌的胃液特点:分泌量少,约占进食后胃液分泌总量的10%,酶原含量也少。

7、1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸:

  【考查知识点】刺激胃液分泌的调节过程以及特点

磷酸甘油酸激酶催化

  37.ATP为磷酸果糖激酶的底物,分析为什么ATP浓度变大时酶的活性会下降?【参考答案】磷酸果糖激酶的作用是催化果糖—6—磷酸和ATP产生果糖—1,6—2磷酸和ADP。该酶是一种变构酶,它的催化效率很低,糖酵解速度严格地依赖该酶的活力水平。它是哺乳动物糖酵解途径最重要的调控关键酶。该酶的活性受多种因素的控制,一是高浓度的ATP的抑制,ATP可降低该酶对果糖—6—磷酸的亲和力。但是ATP对该酶的这种变构抑制效应可被AMP解除。因此ATP/AMP的比例关系对此酶也有明显的调节作用。二是当pH下降时,H 对该酶有抑制作用。三是高水平柠檬酸循环对该酶有抑制作用。酵解过程中的另一个关键酶是丙酮酸激酶。有氧条件下,糖酵解的速度也会减慢,这是因为有氧呼吸活跃,会产生较多的ATP和柠檬酸及PEP,都对两个关键酶的活性起反馈抑制作用。

第一次底物水平磷酸化

  因此,ATP浓度过高,说明生物体的ATP数量已经足够使用,所以不需要加快ATP的“生产”,于是乎ATP就对磷酸果糖激酶产生抑制作用,降低糖酵解速度,减少ATP的供应。

产生ATP

  【考查知识点】ATP作为磷酸果糖激酶的催化剂的催化作用和抑制作用

8、3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸:

磷酸甘油酸变位酶催化

9、2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸:

烯醇化酶催化

10、磷酸烯醇式丙酮酸将高能磷酸基转移给ADP生成ATP和丙酮酸:

丙酮酸激酶催化

糖酵解的最后一步反应

不可逆

第三个限速步骤

第二次底物水平磷酸化

在糖酵解产能阶段的5步反应中,2分子磷酸丙糖经两次底物水平磷酸化转变成2分子丙酮酸,总共生成4分子ATP。

(二)丙酮酸被还原为乳酸:

由乳酸脱氢酶催化

二、糖酵解的调控是对三个关键酶活性的调节:

3个关键酶:己糖激酶(葡糖激酶)、磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶,催化的反应不可逆。

(一)磷酸果糖激酶-1对调节糖酵解速率最重要:

此酶的别构抑制剂:ATP和柠檬酸。

别构激活剂:AMP、ADP、果糖-1,6二-磷酸和果糖-2,6-二磷酸(果糖-2,6-二磷酸是磷酸果糖激酶-1最强的别构激活剂)。

(二)丙酮酸激酶是糖酵解的第二个重要的调节点:

www.8522.com,丙酮酸激酶别构激活剂:果糖-1,6-二磷酸

抑制:ATP

肝脏特有的别构抑制剂:丙氨酸

PKA和依赖Ca2 、钙调蛋白的蛋白激酶均可使其磷酸化而失活。胰高血糖素可抑制其活性。

(三)己糖激酶受到反馈抑制调节:

己糖激酶受其反应产物葡糖-6-磷酸的反馈抑制,葡萄糖激酶不受葡糖-6-磷酸的调节

别构抑制剂:长链脂酰CoA

                                        第三节    糖的有氧氧化:

                                      一、糖的有氧氧化分为三个阶段:

(一)葡萄糖经糖酵解生成丙酮酸:

同糖无氧氧化的第一阶段

(二)丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰CoA:

丙酮酸脱氢酶复合体催化,

丙酮酸脱氢酶复合体由丙酮酸脱氢酶(E1)、二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)和二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)组成

辅酶:TPP、硫辛酸、FAD、NAD+、CoA,无:生物素

(三)乙酰CoA进入柠檬酸循环以及氧化磷酸化生成ATP

                          二、柠檬酸循环是以形成柠檬酸为起始物的循环反应系统

(一)柠檬酸循环由八步反应组成:

1、乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸

柠檬酸合酶催化

2、柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸

顺屋头酸酶催化

3、异柠檬酸氧化脱羧转变为α-酮戊二酸

异柠檬酸脱氢酶催化

产生CO2、NADH和H+

4、α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA

α-酮戊二酸脱氢酶复合体催化

反应不可逆,第三个限速步骤

柠檬酸循环中的第二次氧化脱羧反应

反应物:α-酮戊二酸、NAD

产物:琥珀酰CoA、NADH和H+、CO2

5、琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反应

琥珀酰CoA合成酶催化

反应物:琥珀酰CoA、GDP

产物:琥珀酸、GTP

底物水平磷酸化生成GTP

6、琥珀酸脱氢生成延胡索酸

琥珀酸脱氢酶催化

辅酶:FAD,反应脱下的氢由FAD接受,生成FADH2

反应物:琥珀酸

产物:延胡索酸

7、延胡索酸加水生成苹果酸

延胡索酸酶催化

8、苹果酸脱氢生成草酰乙酸

苹果酸脱氢酶催化

生成NADH和H+

(二)柠檬酸循环在三大营养物质代谢中具有重要生理意义

1、柠檬酸循环是三大营养物质分解产能的共同通路

糖、脂肪、氨基酸,它们在体内的分解代谢最终都将产生乙酰CoA

2、柠檬酸循环是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽

                            三、糖有氧氧化是糖分解生成ATP的主要方式

                            四、糖有氧氧化的调节

(一)丙酮酸脱氢酶复合体的调节

别构抑制剂:丙酮酸脱氢酶复合体的反应产物乙酰CoA和NADH和H+、ATP

激活剂:AMP

丙酮酸脱氢酶激酶催化,丙酮酸脱氢酶复合体被磷酸化失去活性,乙酰CoA和NADH和H+也可间接通过增强丙酮酸脱氢酶激酶的活性而使酶失活。

丙酮酸脱氢酶磷酸酶使之去磷酸化而恢复活性

(二)柠檬酸循环的调节

1、柠檬酸循环有3个关键酶

柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶复合体,催化不可逆反应

                              五、糖有氧氧化可抑制糖无氧氧化

                          第四节、磷酸戊糖途径

1mol葡萄糖酵解可生成4molATP,净生成2molATP。

糖原的1个葡萄糖基经糖酵解可生成4molATP,净生成3molATP。

由葡萄糖合成糖原时,每增加一个葡萄糖单位消耗高能磷酸键数为2

1mol丙酮酸在线粒体内氧化成CO2及H2O,可生成15molATP.

2分子丙氨酸异生为葡萄糖需消耗6个ATP

1分子葡萄糖有氧氧化时共有6次底物水平磷酸化

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