问答题 (浙江大学2008年考研试题)脂肪酸具有的哪些特征特别适合能量储存?分析阐明胖熊如何利用脂肪来冬眠,骆驼如何利用驼峰储存的脂肪作为水的来源。
【正确答案】正确答案:(1)绝大多数的脂肪酸含有偶数个碳原子,形成长而不分支的链(也有分支的或含环的脂肪酸)。与其他生物大分子比较,脂肪酸具有一个很长的碳链,其长链被氧化最终产生ATP形式的能量。因此这样的长链结构十分有利于能量储存。 不饱和脂肪酸有顺式和反式两种异物体。但生物体内大多数是顺式结构。不饱和脂肪酸中,反式双键会造成脂肪酸链弯曲,分子间没有饱和脂肪酸链那样结合紧密。因此,不饱和脂肪酸的熔点低。 (2)胖熊的皮下脂肪特别厚,在脂肪酶的作用下,脂肪水解成甘油和脂肪酸。甘油经磷酸化和脱氢反应,转变成磷酸二羟丙酮,纳入糖代谢途径。脂肪酸与ATP和CoA在脂酰CoA合成酶的作用下,生成脂酰CoA。脂酰CoA在线粒体内膜上肉毒碱:脂酰CoA转移酶系统的帮助下进入线粒体衬质,经β一氧化降解成乙酰CoA,在进入三羧酸循环彻底氧化。β一氧化过程包括脱氢、水合、再脱氢和硫解四个步骤,每次β一氧化循环生成FADH 2 、NADH、乙酰CoA和比原先少两个碳原子的脂酰CoA。此外,某些组织细胞中还存在α一氧化生成α一羟脂肪酸或CO 2 和少一个碳原子的脂肪酸;经ω-氧化生成相应的二羧酸。由此脂肪源源不断的为胖熊提供能量,让胖熊能够不需要进食即度过冬眠。 (3)驼峰储存脂肪并不是水的来源,驼峰里面的储存脂肪和结缔组织,是作为紧急热量储备。骆驼在断粮后优先消耗驼峰的脂肪,而它耐渴的原因是它对水的散失控制的很好,其尿液浓度极高,血液则可以忍受非常高的浓度而不发生血栓。 经测定,1g脂肪氧化后产生1.1g代谢水,一个45kg的驼峰就相当于50kg的代谢水。但事实上脂肪的代谢不能缺少氧气的参与,而在摄入氧气的呼吸过程中,从肺部失水与脂肪代谢水不相上下。 脂肪(甘油三酯)经脂肪酶水解成甘油和脂肪酸,以后甘油和脂肪酸在组织内氧化成CO 2 及H 2 O,所放出的化学能被用于完成各种生理机能。 脂肪和肌肉组织中缺乏甘油激酶而不能利用甘油。甘油被运输到肝脏,被甘油激酶催化生成3一磷酸甘油,进入糖酵解途径或用于糖异生,如图2-1所示。 经过此途径,一分子的甘油可以产生4分子的水,供体内反应所用。 脂肪酸主要经过β氧化分解供能,经过活化、转移、四步循环及最后经三羧酸循环被彻底氧化生成CO 2 和水并释放出能量,如图2-2所示。
【答案解析】