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某线粒体悬浮液中,测得一段呼吸过程中电子传递链共氧化 2 分子 NADH 和 1 分子 FADH₂。已知每分子 NADH 经电子传递链向膜间隙泵出 10 个 H⁺,每分子 FADH₂ 泵出 6 个 H⁺;ATP 合酶每合成 1 分子 ATP 需 4 个 H⁺ 经其回流至基质(含消耗与转运)。设所有泵出的 H⁺ 均只通过 ATP 合酶回流,且无泄漏,不考虑其他耗能过程。据此计算:本次过程中经氧化磷酸化偶联最多可合成的 ATP 分子数(以 ATP 计)。
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在肝细胞中,4 mol 天冬氨酸先经转氨基作用将氨基转移给 α-酮戊二酸生成 4 mol 谷氨酸,谷氨酸再经 L-谷氨酸脱氢酶催化进行氧化脱氨基作用释放游离氨。若上述过程完全进行,求:(1) 最多可生成多少 mol 游离氨?(2) 转氨基作用的净结果(写出反应的底物与产物名称),并说明该步骤本身是否直接产生游离氨。
一分子硬脂酸(18碳饱和脂肪酸)在肝脏中被活化后经肉碱穿梭进入线粒体,彻底进行β-氧化。计算:(1) β-氧化共进行几轮?生成多少分子乙酰CoA、FADH₂和NADH?(2) 若这些乙酰CoA全部进入三羧酸循环彻底氧化(每分子乙酰CoA产生10分子ATP,每分子FADH₂产生1.5分子ATP,每分子NADH产生2.5分子ATP),并扣除活化时消耗的2个高能磷酸键,净生成多少分子ATP?
某真菌线粒体ATP合酶的c环由10个c亚基组成,c环每结合并释放1个质子旋转1个c亚基的位置,F₁头部每随c环完整旋转一圈(360°)合成并释放3个ATP。现该酶持续运转,共合成6 mol ATP:(1) 计算每合成1个ATP平均需跨膜转运的质子数(保留两位小数);(2) 计算共跨膜转运的质子总量(mol)。
在三羧酸循环中,乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合后依次经过柠檬酸、异柠檬酸、α-酮戊二酸、琥珀酰辅酶A、琥珀酸、延胡索酸、苹果酸,最终重新生成草酰乙酸。现取1分子乙酰辅酶A进入循环并经一轮完整循环:①请写出该循环中发生底物水平磷酸化反应的步骤及其直接生成的产物;②若某步骤缺失导致循环中每轮只能净生成2分子CO₂中的1分子,指出该脱羧反应被阻断时α-酮戊二酸脱氢酶复合体催化的底物是什么;③说明该循环中脱氢反应总数与受氢体种类的对应关系。
某实验室合成一段18个核苷酸的放射性标记单链DNA探针,与靶DNA进行分子杂交后形成完全互补的双链区。已知该双链杂交区中G-C碱基对有6个,其余为A-T碱基对。请利用Wallace经验公式Tm=2×(A-T对数)+4×(G-C对数)(单位℃)计算该杂交双链的解链温度Tm,并求出最适杂交温度(约为Tm−25℃)。
1分子乙酰CoA经三羧酸循环一轮完全氧化后,循环中共有4次脱氢反应,其中3次以NAD⁺为受氢体、1次以FAD为受氢体。已知每分子NADH经呼吸链氧化可生成2.5分子ATP,每分子FADH₂可生成1.5分子ATP,循环中另有1次底物水平磷酸化直接生成1分子GTP(可计为1分子ATP)。请计算1分子乙酰CoA经一轮三羧酸循环(含氧化磷酸化)总共可生成的ATP分子数。
某双链DNA片段由100个碱基对组成。已知其中一条链(链1)上胸腺嘧啶T有70个,胞嘧啶C有20个。按DNA双螺旋结构模型的碱基互补配对原则,计算:(1) 链1上鸟嘌呤G与腺嘌呤A各有多少个?(2) 整个双链片段中A=T碱基对与G≡C碱基对各有多少个?(3) 该片段全部碱基对中形成的氢键总数是多少?(已知A与T之间形成2个氢键,G与C之间形成3个氢键)
某高校生物系组织海滨与山地联合考察,共鉴定并记录了9种生物:水绵(绿藻门)、海带(褐藻门)、葫芦藓(苔藓植物门)、肾蕨(蕨类植物门)、银杏(裸子植物门)、水稻(被子植物门)、海月水母(腔肠动物门)、日本血吸虫(扁形动物门)、东亚飞蝗(节肢动物门)。请依据植物与动物主要门类的分类知识完成统计:设属于藻类植物的种数为 a,属于苔藓植物的种数为 b,属于裸子植物的种数为 c。求 a×b×c 与 a+b+c 的值。
某细菌环状双链DNA基因组长 4.6×10⁶ 碱基对。复制起始后形成两个复制叉,每个复制叉的合成速度均为 1000 个核苷酸/秒,且复制完全结束后子代 DNA 才分开。若不考虑起始与终止所需时间,按半保留复制方式,求该基因组完成一轮复制所需的时间,并指出每个子代双链 DNA 中保留的母链数目。
某实验室用大鼠肝脏组织进行体外代谢定量分析。已知:①每分子葡萄糖经糖酵解生成2分子丙酮酸,再氧化脱羧生成2分子乙酰CoA;②合成1分子脂肪酸(以软脂酸C16计)需8分子乙酰CoA;③甘油三酯中甘油部分来自糖酵解中间产物磷酸二羟丙酮,每合成1分子甘油三酯需1分子甘油,即消耗0.5分子葡萄糖;④软脂酸C16含16个碳,每分子软脂酸需8分子乙酰CoA(每分子乙酰CoA含2个碳)。若以葡萄糖为唯一碳源合成1分子甘油三酯(含3分子软脂酸和1分子甘油),问:至少需要消耗多少分子葡萄糖?(不考虑其他损耗)
在哺乳动物肝细胞中,尿素循环每合成 1 分子尿素共消耗 3 分子 ATP,其中氨基甲酰磷酸合成酶反应中 1 分子 ATP 水解为 AMP + PPi(消耗 2 个高能磷酸键),瓜氨酸→精氨琥珀酸、精氨琥珀酸→精氨酸两步各消耗 1 分子 ATP(各消耗 1 个高能磷酸键)。现某肝组织在一段时间内净合成 15 mol 尿素,且循环中从线粒体转运至胞液的谷氨酸净释放氨的过程不额外耗能。求:(1) 该过程消耗的 ATP 总量为多少摩尔?(2) 消耗的高能磷酸键总数为多少摩尔?(3) 每合成 1 分子尿素需净脱去并掺入的氨态氮原子(来自游离 NH₄⁺ 与天冬氨酸氨基合计)共几个?
在肝细胞中,6 mol 丙氨酸先经转氨基作用将氨基转移给α-酮戊二酸生成谷氨酸,谷氨酸再经L-谷氨酸脱氢酶进行氧化脱氨基作用释放游离氨。若上述过程完全进行,且所有释放的氨均进入尿素合成(每分子尿素含2个氮原子,其中该途径贡献的氮全部来自丙氨酸的α-氨基),计算:(1) 共释放多少摩尔NH₃?(2) 这些氨参与合成尿素时,可提供多少摩尔尿素的氮?
在脂肪酸合成途径中,乙酰CoA在乙酰CoA羧化酶催化下先羧化生成丙二酰CoA,随后脂肪酸合酶复合体经缩合、还原、脱水、再还原四步反应完成一轮延长,每轮向脂酰链增加2个碳原子,并消耗2分子NADPH。已知软脂酸(16碳)由起始的乙酰基经7轮延长生成。问:合成1分子软脂酸共需多少分子丙二酰CoA作为二碳供体?共消耗多少分子NADPH用于7轮延长反应?
酮体在肝外组织被氧化供能。已知:β-羟丁酸先脱氢生成乙酰乙酸(产生1分子NADH),乙酰乙酸经琥珀酰CoA转硫酶活化为乙酰乙酰CoA(消耗1分子GTP),再硫解为2分子乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化。设每分子NADH产2.5 ATP,每分子FADH₂产1.5 ATP,乙酰CoA每分子经三羧酸循环净产10 ATP,GTP与ATP等价。求:(1)1分子β-羟丁酸在肝外彻底氧化净生成多少ATP?(2)1分子乙酰乙酸在肝外彻底氧化净生成多少ATP?(3)两者相差多少ATP?
哺乳动物肝脏细胞中,胆固醇由乙酰CoA经多步反应合成。已知每合成1分子胆固醇需要消耗18分子乙酰CoA、36分子ATP和16分子NADPH(提供还原当量)。现某肝细胞在体外条件下以乙酰CoA为唯一碳源,合成了0.25 mmol胆固醇(假定过程无副反应损耗)。请计算:(1) 该过程共消耗乙酰CoA多少mmol?(2) 共消耗ATP多少mmol?(3) 若每分子NADPH提供2个电子,则全程共转移电子多少mmol?
取某RNA样品,在0 mol/L尿素中为天然状态,260 nm吸光度为0.42;加入8 mol/L尿素后完全变性,吸光度升至0.54。将变性样品缓慢去除尿素并降温,复性后吸光度为0.45。假设260 nm吸光度变化仅反映结构去折叠与折叠程度,且与折叠程度成线性关系;复性程度定义为复性后吸光度由完全变性状态向天然状态回落的比例。求该RNA样品的复性程度。
某运动员肌肉中储存的糖原经糖原磷酸化酶分解,共有 3 mol 葡萄糖单位以葡萄糖-1-磷酸形式进入糖酵解途径,最终彻底氧化为 CO₂ 和 H₂O。按传统计算标准(1 mol 游离葡萄糖彻底氧化净得 38 mol ATP;糖原磷酸化产生的葡萄糖单位因绕过己糖激酶步骤,每 mol 比游离葡萄糖多得 1 mol ATP),求:(1) 这 3 mol 糖原葡萄糖单位彻底氧化净生成的 ATP 总量;(2) 若这 3 mol 葡萄糖单位以游离葡萄糖形式由血液摄取后氧化,净生成 ATP 总量;(3) 两者之差。
在某肝细胞匀浆体系中,以丙酮酸为起始原料经糖异生途径合成葡萄糖。已知每合成 1 分子葡萄糖需消耗 4 分子 ATP 和 2 分子 GTP。现该体系将 6 mol 丙酮酸全部转化为葡萄糖,并假定无其他副反应。求:(1) 该过程合成的葡萄糖为多少 mol?(2) 共消耗 ATP 和 GTP 各多少 mol?(3) 若按每分子高能磷酸化合物水解释放标准自由能计,将消耗的 ATP 与 GTP 换算为高能磷酸键的总物质的量是多少 mol?
在糖原合成过程中,每向糖原链延长端添加 1 个葡萄糖残基,需先由葡萄糖-1-磷酸与 UTP 反应生成 UDP-葡萄糖(焦磷酸化酶催化),随后 UDP-葡萄糖中的葡萄糖基转移至糖原引物上。现有一段糖原引物,在糖原合酶作用下共延长了 12 个葡萄糖残基,延长过程中不新增分支。问:该过程中由葡萄糖-1-磷酸生成 UDP-葡萄糖的反应共消耗 UTP 多少分子?