第13章 脂质代谢
一、选择题
1脂肪酸氧化分解的限速酶是（ ）。[武汉大学2014研]
A．脂酰CoA合成酶
B．肉碱脂酰转移酶Ⅰ
C．肉碱脂酰转移酶Ⅱ
D．脂酰CoA脱氢酶
E．β-羟脂酰CoA脱氢酶
【答案】B
【解析】脂肪酸的活化在胞液中进行，而催化脂肪酸氧化分解的酶系存在于线粒体的基质内，因此活化的脂酰CoA必须进入线粒体内才能代谢，此转运过程是脂肪酸氧化的限速步骤，而此步正是通过肉碱脂酰转移酶Ⅰ参与完成的，所以脂肪酸β氧化的限速酶是肉碱脂酰转移酶Ⅰ。
2在脂肪细胞的脂肪合成过程中所需的甘油主要来自（ ）。[武汉大学2015研]
A．葡萄糖分解代谢
B．糖异生提供
C．脂肪分解产生的甘油再利用
D．由氨基酸转变生成
E．甘油经甘油激酶活化生成的磷酸甘油
【答案】A
3不参与脂肪酸β氧化的酶是（ ）。[浙江农林大学研]
A．脂酰CoA脱氢酶
B．β-酮脂酰CoA转移酶
C．β-羟脂酰CoA脱氢酶
D．β-酮脂酰CoA硫解酶
【答案】B
4软脂酰CoA在β-氧化第一次循环中已经生成二碳代谢物、并彻底氧化时，ATP的总量是（ ）。[南京师范大学2007研]
A．3ATP
B．12ATP
C．14ATP
D．17ATP
【答案】C
5脂肪酸的合成中，每次碳链的延长都需要什么参加？（ ）。[首都师范大学2009研]
A．乙酰CoA
B．草酰乙酸
C．丙二酸单酰CoA
D．甲硫氨酸
【答案】C
6脂酰CoA在肝脏中进行β-氧化的酶促反应顺序为（ ）。[厦门大学2007研]
A．脱氢、加水、硫解、再脱氢
B．加水、脱氢、硫解、再脱氢
C．脱氢、硫解、再脱氢、加水
D．脱氢、加水、再脱氢、硫解
【答案】D
7导致脂肪肝的主要原因是（ ）。[中科院病毒所2007研]
A．食入脂肪过多
B．食入过多糖类食品
C．肝内脂肪合成过多
D．肝内脂肪分解障碍
E．肝内脂肪运出障碍
【答案】E
8脂肪酸的合成通常称做还原性合成，下列哪个化合物是该途径中的还原剂？（ ）[华东师范大学2008研]
A．NADP＋
B．FAD
C．FADH2
D．NADPH
E．NADH
【答案】D
9（多选）合成酮体和胆固醇均需（ ）。[华东理工大学2007研]
A．乙酰CoA
B．NADPH＋H＋
C．HMG-CoA合成酶
D．HMG-CoA裂解酶
【答案】ABC
二、填空题
1人类必需脂肪酸只有______和______。[华中农业大学2008研]
【答案】亚油酸；亚麻酸
2酮体的成分是乙酰乙酸、______和_______。[华中师范大学2007研]
【答案】丙酮；β-羟丁酸
3不饱和脂肪酸的氧化需要两种特殊的酶参与，它们是_______和______。[华中师范大学2008研]
【答案】烯脂酰CoA异构酶；β-羟脂酰CoA差向异构酶
4长链脂酰-CoA不能轻易透过线粒体内膜，需要与______结合，在______的催化下，被运送透过线粒体内膜。[厦门大学2008研]
【答案】肉毒碱；肉毒碱脂酰转移酶
5每轮脂肪酸氧化均包括______步反应，与饱和脂肪酸降解相比较，不饱和脂肪酸的氧化还需另外两个酶：______和______。奇数C的脂肪酸通过β-氧化途径产生______和一个分子的______。[中国科技大学2007研]
【答案】4；烯脂酰CoA异构酶；β-羟脂酰CoA差向异构酶；乙酰CoA；丙酰CoA
6脂肪酸合成的限速步骤是由______所催化的反应，该酶是受_______的变构激活。[山东大学2003研]
【答案】乙酰CoA羧化酶；柠檬酸
【解析】脂肪酸合成的限速步骤是乙酰CoA转化为丙二酸单酰-CoA，这步反应是在乙酰CoA羧化酶的作用下实现的。乙酰辅酶A羧化酶为别构酶，又是脂肪酸合成的限速调节酶。乙酰辅酶A羧化酶有无活性的单体和有活性的聚合体两种形式。无活性的单体分子量410000，有一个HCO3-结合部位（即含有生物素辅基），一个乙酰辅酶A结合部位，还有一个柠檬酸结合部位。柠檬酸在无活性单体和有活性聚合体之间起调节作用，柠檬酸有利于酶向有活性的形式转变。当缺乏正调节物柠檬酸（或异柠檬酸）时，真核细胞乙酰CoA羧化酶即无活性。柠檬酸是激活别构酶的刺激物。
7脂肪酸主要的氧化分解方式是______，另外还可进行______氧化和______氧化。[华中农业大学2017研]
【答案】β-氧化；α；ω
8脂多糖通常由______，______和______三部分组成。[复旦大学研]
【答案】类脂A；核心多糖；O-特异侧链
三、判断题
1低密度脂蛋白的主要生理功能是转运内源胆固醇酯。（ ）[南京大学2008研]
【答案】对
【解析】低密度脂蛋白（LDL）是由极低密度脂蛋白（VLDL）转变而来，其主要功能是把胆固醇运输到全身各处细胞，运输到肝脏合成胆酸。每种脂蛋白都携带有一定的胆固醇，携带胆固醇最多的脂蛋白是LDL。体内2/3的LDL是通过受体介导途径吸收入肝和肝外组织、经代谢而清除的。
2脂肪酸在血液中与清蛋白结合运输。（ ）[厦门大学2009研]
【答案】对
【解析】脂肪酸在血液中不能直接运输，而是与清蛋白结合运输。
3磷脂的代谢转化主要与三酯酰甘油的合成和利用有关。（ ）[中国科学院研]
【答案】对
4胆管阻塞、胆结石及动脉粥样硬化等都与胆固醇密切相关，如能一方面完全禁食胆固醇，另一方面完全抑制胆固醇的生物合成，对人体健康将是有百利而无一害。（ ）[复旦大学研]
【答案】错
【解析】胆固醇在脊椎动物组织和肾上腺中含量很丰富，是细胞膜的重要组成部分，人体内存在的“胆石”几乎全部由胆固醇构成。胆固醇在肝中合成，是胆酸和许多甾体激素的前体，是人体必需的物质，但血液中胆固醇浓度不能超标，否则会引起心脑血管病。
5乙酰CoA在肝内可生成乙酰乙酸、β-羟基丁酸和丙酮，称为酮体。（ ）[中山大学2018研]
【答案】对
6酮症可以由饥饿引起，而糖尿病患者通常体内酮体的水平也很高。（ ）[山东大学2017研]
【答案】对
【解析】在正常生理条件下，乙酰CoA顺利进入三羧酸循环氧化，肝脏中乙酰CoA浓度不会增加，形成酮体很少。只有在糖代谢与脂代谢紊乱时（如糖尿病人）肝脏中的酮体显著上升，尿和血中酮体的含量也会显著增加，形成酮尿症和酮血症，机体有发生酸中毒的危险。
7长链脂肪酸经多次β氧化后生成的最终产物为乙酰CoA。（ ）[浙江农林大学研]
【答案】错
【解析】长链偶数碳原子的饱和脂肪酸经多次β氧化后生成的最终产物为乙酰CoA。
8天然存在的不饱和游离脂肪酸大多具有反式结构。（ ）[山东大学2017研]
【答案】错
【解析】天然存在的不饱和游离脂肪酸大多具有顺式结构，少部分具有反式结构。
9酮体的生成使肝外组织的乙酰CoA可转移到肝内而彻底分解。（ ）[中国科技大学2008研]
【答案】错
10合成胆固醇的限速酶是HMG还原酶。（ ）[中山大学2018研]
【答案】错
【解析】合成胆固醇的限速酶是HMG-CoA还原酶。
11胆固醇在体内不能转化生成胆色素。（ ）[中山大学2018研]
【答案】对
【解析】胆固醇在体内不能分解，但可以转化成胆汁酸、类固醇激素（肾上腺皮质激素、性激素等）及维生素D等活性物质，胆固醇中在肝内转化成胆汁酸是主要代谢途径，胆色素是由血红素在肝中代谢生成。
12脂酸通过β-氧化循环每生成1mol乙酰CoA可产生5molATP，并同时消耗2mol氧原子。（ ）[山东大学2016研]
【答案】错
【解析】β-氧化每一轮会产生1个NADH，1个FADH2和一个乙酰CoA，同时消耗2mol的碳原子。乙酰CoA进入三羧酸循环氧化生成10mol ATP；NADH和FADH2进入穿梭系统各生成2.5molATP和1.5molATP，因此一次β-氧化循环总共可产生14molATP。
13脂肪酸的全程合成（脂酸合成酶系作用）需要丙二酸单酰CoA作为中间物提供活化的二碳供体。（ ）[山东大学2016研]
【答案】对
四、名词解释题
1酮体[山东大学2017研]
答：酮体是脂肪分解的产物。脂肪酸在肝中氧化后可产生酮体，包括乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮。酮体的分解在肝外组织中进行。
2肉毒碱穿梭系统（Carnitine shuttle system）[中国科学技术大学2015研]
答：肉毒碱穿梭系统是指由于脂肪酸的β-氧化作用是在线粒体的基质中进行的，而在细胞液中形成的长链脂酰CoA不能通过线粒体内膜，此时就需要内膜上的载体肉碱携带，在肉碱脂酰转移酶I的作用下以脂酰基的形式跨越内膜而进入基质一种穿梭系统。
3Liposome[中科院病毒所2008研]
答：Liposome的中文意思是脂质体，是根据磷脂分子可在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜，可分为平面脂质体和球形脂质体，可用做药物的定向导入靶细胞，也可用做研究膜脂与膜蛋白及其生物学性质的实验材料。
4脂肪酸β-氧化[华中农业大学2016研]
答：脂肪酸β-氧化是指脂肪酸在线粒体内，在脂肪酸β-氧化多酶复合体的催化下，经过脱氢、加水、再脱氢和硫解的过程，每次生成一个乙酰CoA和较原来少两个C单位的脂肪酸,，期间伴随生成1分子的NADH和1分子的FADN2。
五、问答题
1假如动物细胞中有一种单酰甘油物质，其单酰基含12个碳原子，请你：
（1）写出催化该物质分解成甘油和脂肪酸的名称。
（2）甘油和脂肪酸进一步氧化分解成CO2、H2O，各自需经历哪些代谢途径？
（3）分别计算甘油和该脂肪酸彻底氧化分解产生CO2、H2O时，净生产的高能键数目（用ATP表示，假设1分子NADH＋H＋通过呼吸链氧化磷酸化作用产生2.5分子ATP）。[南京农业大学2007研]
答：（1）磷脂酶A。
（2）甘油和脂肪酸氧化生成CO2和H2O需要经过的途径
①甘油氧化生成CO2和H2O需要经过的途径：
a．在ATP存在下，由甘油激酶催化，首先转变为α-磷酸甘油，α-磷酸甘油在脱氢酶的催化下，转变为磷酸二羟丙酮。
b．磷酸二羟丙酮沿着酵解途径顺行转变为丙酮酸，进入三羧酸循环而被彻底氧化，生成CO2和H2O。
②脂肪酸进一步氧化分解成CO2和H2O需要经历代谢途径：
a．脂肪酸的活化。脂肪酸在脂酰CoA合成酶催化下，由ATP提供能量，合成脂酰coA。
b．脂酰CoA的转运。脂酰CoA在肉毒碱脂酰转移酶催化下，与肉毒碱反应，生成的脂酰肉毒碱通过内膜转运至线粒体基质。
c．脱氢、水化、再脱氢和硫解。
d．乙酰CoA进入三羧酸循环被彻底氧化分解成CO2和H2O，以及产生ATP。
（3）甘油彻底氧化分解产生CO2、H2O时，净生产的高能键数目：转变为α-磷酸甘油消耗1分子ATP，生成磷酸二羟基丙酮，生成1NADH＋H＋，酵解生成2NADH＋H＋；丙酮酸氧化脱羧产生lNADH＋H＋和乙酰CoA；乙酰CoA进入三羧酸循环生成3分子NADH、1分子FADH2、1分子GTP。一共产生-1＋2.5＋2×2.5＋2.5＋2.5×3＋1.5＋1＝19个ATP。
该脂肪酸彻底氧化分解产生CO2、H2O时，净生产的高能键数目：活化消耗2分子ATP，脱氢产生1分子FADH2，再脱氢时生成1分子NADH，经过5次循环最终产生6个乙酰CoA，一共产生-2＋5×（1.5＋2.5）＋6×（3×2.5＋1.5＋1）＝80个ATP。
2脂肪酸的合成在胞浆中进行，但脂肪酸合成所需要的原料乙酰-CoA在线粒体内产生，这种物质不能直接穿过线粒体内膜，在细胞内如何解决这一问题？[武汉大学2014研]
答：细胞内是通过柠檬酸穿梭的方式将乙酰-CoA先生成柠檬酸，然后从线粒体内膜转运至胞浆进行脂肪酸的合成。
穿梭机制：线粒体内的乙酰-CoA先与草酰乙酸缩合成柠檬酸，然后通过内膜上的三羧酸载体透过线粒体内膜进入胞质溶胶中，然后柠檬酸裂解成乙酰-CoA和草酰乙酸。乙酰-CoA参与脂肪酸的合成过程，而草酰乙酸也不能直接透过线粒体内膜，它必须经过苹果酸穿梭系统转变成苹果酸，苹果酸在苹果酸酶的催化作用下生成丙酮酸和NADPH，丙酮酸经过内膜载体返回线粒体，然后再缩化为草酰乙酸进行下一次乙酰-CoA的转运，从而就完成了一次乙酰-CoA和NADPH的转运。
六、论述题
1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。[复旦大学研]
答：（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含量增多或HDL含量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。
2肝脏是重要的代谢器官，试述肝在糖、脂代谢中的主要作用。[中山大学2018研]
答：（1）肝脏在糖代谢中的主要作用
①维持血糖平衡的作用
肝脏是调节血糖浓度的主要器官。当饭后血糖浓度升高时，肝脏利用血糖合成糖原；过多的糖则可在肝脏转变为脂肪以及加速磷酸戊糖循环等，从而降低血糖，维持血糖浓度的恒定。相反，当血糖浓度降低时，肝糖原分解及糖异生作用加强，将生成葡萄糖送入血中，调节血糖浓度，使之不致过低。
（2）肝脏在脂代谢中的主要作用
①脂质的消化吸收
肝细胞合成和分泌的胆汁酸，是脂质消化必不可少的物质。
②肝脏是甘油三酯和脂肪酸代谢的中枢器官
a．饱食状态下，肝是内源性甘油三酯合成的主要场所，还能协调肝内脂肪酸氧化供能和酯化合成甘油三酯两条途径。
b．饥饿时，肝能协调脂肪酸彻底氧化供能和生成酮体两条途径。
c．肝合成和分泌的载脂蛋白CⅡ在乳糜微粒甘油三酯和VLDL甘油三酯代谢中有重要作用。
③维持机体胆固醇平衡的作用
肝是合成胆固醇最活跃的器官，也是转化及排出胆固醇的器官。
④肝是血浆磷脂的主要来源
肝脏内合成磷脂的代谢反应最活跃。
3糖尿病人口中有烂苹果味，这种物质能否被人利用？简要分析。[华东理工大学2017研]
答：糖尿病人口中有烂苹果味道是体内酮体产生过多的味道，是糖尿病酮症或酮症酸中毒的一个症状。
（1）这种物质在特定的组织中和情况下可以被利用。
（2）原因：酮体是糖类物质不足时，由脂肪酸分解产生的中间代谢产物乙酰辅酶A堆积而形成的。酮体包括乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮。
长期饥饿的情况下，糖供应不足，此时脂肪酸被大量利用，主要是通过β-氧化产生乙酰辅酶A，并伴随大量的能量产生供人体所需；但某些组织如脑组织，无法利用脂肪酸氧化功能，因为脂肪酸分子不能穿过脑中的血脑屏障；而酮体分子溶于水、分子小，所以能够穿过血脑屏障，此时肝中合成的酮体增加，由于肝中缺少利用酮体的酶，因此酮体转运至脑组织中氧化功能。
酮体被氧化的关键是乙酰乙酸被激活为乙酰乙酸辅酶A，激活的途径主要有两种：①在肝外组织细胞的线粒体内，β-羟丁酸经β-羟丁酸脱氢酶作用，被氧化生成乙酰乙酸，乙酰乙酸与琥珀酰CoA在β-酮脂酰CoA转移酶催化下生成乙酰乙酰CoA，同时放出琥珀酸；②在有CoA-SH和ATP存在时，由乙酰乙酸硫激酶催化，是乙酰乙酸生成乙酰乙酰CoA。乙酰CoA经硫解可生成2分子乙酰CoA，乙酰CoA最终进入三羧酸循环氧化功能。