《生物化学》各章节讲解及题库

第一章蛋白质的结构与功能

【大纲要求】

一、掌握

1.蛋白质的基本组成单位；

2.蛋白质分子中的主键、多肽链的两端、空间结构；

3.蛋白质的理化性质。

二、熟悉

氨基酸的结构式，蛋白质的分离和纯化。

三、了解

1.氨基酸的分类；

2.蛋白质的结构与功能的关系；

3.多肽链中氨基酸的顺序分析；

4.蛋白质空间结构测定。

【重点及难点提要】

一、重点难点

1.重点：蛋白质的分子组成、蛋白质的分子结构、氨基酸的两性解离及等电点、蛋白质的理化性质、

分离和纯化。

2.难点：氨基酸的两性解离及等电点、蛋白质的分子结构及蛋白质的空间结构与功能的关系、蛋白

质的分离和纯化。

二、教学内容概要

蛋白质是重要的生物大分子物质，体内分布广，含量丰富，种类繁多。每种蛋白质都有特定的空间构

象及生物学功能。

组成蛋白质的基本单位为氨基酸，共20种，除甘氨酸外均为L-a-氨基酸。氨基酸为两性电解质，

当溶液的pH等于其pl时，氨基酸呈兼性离子。含有共规双键的色氨酸、酪氨酸在280nm波长附近有最大

吸收峰。氨基酸之间通过肽键相连而成肽。肽键是蛋白质分子中的主要共价键也称为主键。小于10个氨

基酸组成的肽为寡肽，大于10个氨基酸为多肽，其为链状称为多肽链。多肽链是蛋白质的基本结构，两

端分别称为氨基末端（N一端），竣基末端（C一端）。

蛋白质的结构分为一级、二级、三级和四级结构。多肽链从氨基末端至竣基末端的氨基酸排列顺序为

蛋白质的一级结构，其连接键为肽键，还有二硫键。

二级、三级及四级结构为空间结构（高级结构）。肽键中的六个原子基本上位于同一平面，称为肽单

元。蛋白质的主链局部空间构象（而不涉及氨基酸侧链）称为蛋白质的二级结构，主要形式有a一螺旋、

6一折叠、B一转角及无规卷曲，以氢键维持其稳定性。两个或三个具有二级结构的肽段，在空间上相互

邻近形成的特殊空间构象，称为模体。蛋白质的三级结构是指多肽链主链和侧链的全部原子的空间排布位

置。其稳定性维持主要靠次级键。分子量大的蛋白质三级结构常可分割成一个或数个球状或纤维状的区域,

折叠的较为紧密，各执行其功能，称为结构域。亚基与亚基间通过非共价键结合所形成的空间结构为四级

结构。

蛋白质也具有两性解离性质，体内大多数蛋白质的等电点接近PH5.0。所以在人体体液pH7.4的环境

下，大多数蛋白质解离成阴离子。蛋白质是生物大分子之一，其颗粒表面的电荷和水化膜是维持蛋白质胶

体稳定的重要因素。若除去蛋白质胶体表面电荷和水化膜，蛋白质极易从溶液中下沉析出。一般认为，蛋

白质变性主要发生二硫键和非共价键的破坏，不涉及一级结构中氨基酸序列的改变。蛋白质在280nm波长

处有特征性吸收峰。

蛋白质的结构与其功能密切相关，一级结构是空间结构的基础，也是功能的基础。一级结构相似的蛋

白质，其空间结构及功能也相近。若蛋白质的一级结构发生改变则影响其正常功能，由此引起的疾病称为

分子病。

多肽链正确折叠对其形成正确构象和功能的发挥具有重要意义0除一级结构是决定蛋白质折叠成正确

空间构象的因素外，还需分子伴侣的参与。若蛋白质的折叠发生错误，尽管其一级结构不变，但蛋白质的

构象发生改变，仍可影响其功能，严重时可导致疾病发生，有人将此类疾病称为蛋臼构象疾病。

分离、纯化蛋白质是研究单个蛋白质结构与功能的先决条件。通常利用蛋白质的理化性质，采取不损

伤蛋白质结构和功能的物理方法来纯化蛋白质。常用的技术有电泳法、层析法、超速离心法等。

【自测题】

一、选择题

【A型题】

1.下列哪种蛋白质为单纯蛋白质

A.肌红蛋白B.细胞色素cC.单加氧酶D.血红蛋白E.血清清蛋白

2.蛋白质的基本组成单位是

A.肽键平面B.核昔酸C.肽D.氨基酸E.碱基

3.一个生物样品的含氮量为5%,它的蛋白质含量为

A.8.80%B.12.50%C.16.0%D.38.0%E.31.25%

4.在生理条件下，下列哪种氨基酸残基的侧链所带的正电荷最多

A.CysB.GluC.LysD.ThrE.Gly

5.含有两个竣基的氨基酸是

A.LysB.AsnC.GinD.GluE.Cys

6.下列哪种氨基酸为环状亚氨基酸

A.GlyB.ProC.TrpD.TryE.Lys

7.下列哪一物质不属于生物活性肽

A.胰高血糖素B.短杆菌素sC.催产素D.胃泌素E.血红蛋白

8.下列哪种氨基酸为含硫氨基酸

A.TrpB.ThrC.PheD.MetE.Pro

9.下列哪种氨基酸的侧链含有杂环

A.TrpB.ThrC.AsnD.MetE.Ala

10.蛋白质合成后修饰而成的氨基酸是

A.脯氨酸B.胱氨酸C.赖氨酸D.蛋氨酸E.天冬氨酸

11.下列哪种氨基酸为非编码氨基酸

A.半胱氨酸B.组氨酸C.鸟氨酸D.丝氨酸E.亮氨酸

12.关于构成蛋白质的氨基酸的叙述，下列哪项是正确的

A.除Gly外均为D构型B.除Gly外均为L构型C.只含有a—氨基和a—竣基

D.均有极性侧链E.均能与双缩胭试剂呈紫色反应

13.Glu的pKl为2.6,pK2为4.6,pK3为9.6,其pl为

A.4.6B.3.6C.7.1D.6.1E.2.6

14.以下哪一种氨基酸不具备不对称碳原子

A.甘氨酸B.丝氨酸C.半胱氨酸D.苏氨酸E.丙氨酸

15.天然蛋白质中不存在的氨基酸是

A.丝氨酸B.瓜氨酸C.色氨酸D.异亮氨酸E.羟脯氨酸

16.下列氨基酸中，只含非必需氨基酸的是

A.碱性氨基酸B.含硫氨基酸C.支链氨基酸D.芳香族氨基酸E.酸性氨基酸

17、多肽链中主链骨架的组成是

A.-CNHOCNHOCNHO-B.—NCCNNCCNNCCH-C.-CHNOCHNOCHNO-

D.-CONHCCONHCCONH-E.-CNOHCNOHCNOH-

18.在以下混合蛋白质溶液中，各种蛋白质的pl分别为4.3、5.0、5.4、6.5、7.4,电泳时欲使其都泳向

正极，缓冲溶液的pll应该是

A.pH4.1B.pH5.2C.pH6.0D.pH7.4E.pH8.1

19.维持蛋白质分子中a—螺旋的化学键是

A.肽键B.疏水键C.氢键D.二硫键E.离子键

20.维持蛋白质分子中P一折叠的化学键是

A.肽键B.疏水键C.氢键D.二硫键E.离子键

21.关于a—螺旋的叙述，下列哪项是正确的

A.又称随机卷曲B.柔软但无弹性C.甘氨酸有利于a一螺旋的形成

D.只存在于球状蛋白质中E.螺旋的一圈由3.6个氨基酸组成

22.含有78个氨基酸的a一螺旋的螺旋长度是

A.26.52nmB.11.7nmC.28.08nmD.14.04nmE.20.72nm

23.关于蛋白质等电点的叙述，下列哪项是正确的

A.在等电点处，蛋白质分子所带净电荷为零B.等电点时蛋白质变性沉淀

C.体内各种蛋白质的等电点相同D.在等电点处，蛋白质的稳定性增加

E.蛋白质的等电点与它所含的碱性氨基酸的数目无关

24.蛋白质在280nm处有最大的光吸收，主要是由下列咖组结构引起的

A.组匆酸的咪喋基和酪氨酸的酚基B.酪氨酸的酚基和色氨酸的口引噪环

C.酪氨酸的酚基和苯丙氨酸的苯环D.色氨酸的吧噪环和苯丙氨酸的苯环

E.苯丙氨酸的苯环和组氨酸的咪噗基

25.下列有关肽的叙述，错误的是

A.肽是两个以上氨基酸借肽键连接而成的化合物B.组成肽的氨基酸分子都不完整

C.多肽与蛋白质分子之间无明确的分界线D.氨基酸一旦生成肽，完全失去其原有的理化性质

E.根据N-端数目，可得知蛋白质的亚基数

26.蛋白质在电场中移动的方向取决于

A.蛋白质的分子量和它的等电点B.所在溶液的pH值和离子强度

C.蛋白质的等电点和所在溶液的pH值D.蛋白质的分子量和所在溶液的pH值

E.蛋白质的等电点和所在溶液的离子强度

27.关于蛋白质中B一折叠的叙述，下列哪项是正确的

A.B一折叠中氢键与肽链的长轴平行B.氢键只在不同肽链之间形成

C.B—折叠中多肽链几乎完全伸展D.B一折叠又称B—转角

E.甘氨酸及丙氨酸不利于B一折叠的形成

28.蛋白质变性

A.由肽键断裂而引起B.都是不可逆的C.可使其生物活性丧失

D.可增加其溶解度E.以上都不对

29.蛋白质的一级结构是指

A.蛋白质中的无规卷曲B.蛋白质分子的无规卷曲C.蛋白质分子内氨基酸以肽键相连接

D.蛋白质分子内氨基酸的排列顺序E.蛋白质分子内的二硫键

30.维持蛋白质二级结构的主要化学键是

A.氢键B.二硫键C.疏水键D,离子键E.磷酸二酯键

31.蛋白质中次级键不包括

A.疏水键B.二硫键C.离子键D.氢键E.盐键

32.关于蛋白质结构的叙述，下列哪项是正确的

A.多肽链的折叠、盘曲主要靠肽键来维持B.蛋白质的二级结构主要包括肽单元

C.所有的蛋白质都有四级结构D.具有四级结构血红蛋白具有别构效应

E.内部氢键的形成是驱动蛋白质多肽链折叠、盘曲的主要动力

33.对具有四级结构的蛋白质进行分析时

A.只有一个自由的a—竣基和一个自由的a—氨基

B.只有自由的a—竣基，没有自由的a—氨基

C.没有自由的a—竣基，只有自由的a—氨基

D.既没有自由的a—瘦基，又没有自由的a—氨基

E.有一个以上的自由a—竣基和自由a—氨基

34.蛋白质变性会出现下列哪种现象

A.易被蛋白酶水解B.无双缩胭反应C.粘度降低D.溶解度增加E.分子量改变

35.关于蛋白质变性的叙述，下列哪项是正确的

A.蛋白质变性并非绝对不可逆B.变性后仍能保留一定的生物活性

C.在280nm处出现增色效应D.变性后蛋白质的疏水基团进入蛋白分子的内部

E.变性后蛋白质变得难以消化

36.蛋白质变性的实质是由于下列哪种键被破坏

A.盐键B.肽键C.氢键D.疏水键E.次级键

37.蛋白质变性是由于

A.肽键断裂，一级结构遭到破坏B.蛋白质中的一些氨基酸残基受到修饰

C.蛋白质分子沉淀D.次级键断裂，天然构象解体

E.多肽链的净电荷等于零

38.关于蛋白质变性的叙述，下列哪项是正确的

A.有机溶剂使蛋白质变性主要是由于妨碍离子的相互作用B.尿素可使蛋白质变性

C.变性是一个非协同过程D.变性是在所加变性剂的很窄浓度范围内突然发生的

E.变性只破坏蛋白质的三、四级结构，二级和一级结构未被破坏

39.下列哪种技术既可以分离蛋白质又可以测定其分子量

A.亲和层析B.超速离心C.透析D.离子交换层析E.醋酸纤维素薄膜电泳

40.蛋白质对紫外线的最大吸收波长是

A.320nmB.260nmC.280nmD.190nmE.220nm

41.有关血红蛋白（lib）和肌红蛋白（Mb）的叙述不正确的是

A.都可以和氧结合，但结合曲线不同B.Hb和Mb都含铁

C.都是含辅基的结合蛋白D.都具有四级结构形式E.都属于色蛋白类

42.下列蛋白质通过凝胶过滤层析柱时最先被洗脱的是

A.血清清蛋白（分子量为68.5KD）B.牛胰岛素（分子量为5.7KD）

C.马肝过氧化氢酶（分子量为247.5KD）D.肌红蛋白（分子量为16.9KD）

E.牛B乳球蛋白（分子量为35KD）

43.分子病主要是哪种结构异常

A.一级结构B.二级结构C.三级结构D.四级结构E.空间结构

44.Hb在携带”的过程中，引起构象改变的现象称为

A.变构剂B.协同效应C.变构效应D.变构蛋白E.以上都不是

45.根据哪一类氨基酸的性质，可在280nm波长下，对蛋白质进行定量测定

A.酸性氨基酸B.碱性氨基酸C.含硫氨基酸D.杂环氨基酸E.芳香族氨基酸

46.有活性的肌红蛋白是

A.一级结构B.二级结构C.三级结构D.四级结构E.空间结构

47.胰岛素分子A链与B链的交联是靠

A.氢键B.二硫键C.盐键D.疏水键E.VanderWaals力

48.蛋白质的空间构象主要取决于

A.肽链氨基酸的序列B.（＞一螺旋和8一折叠C.肽链中的氨基酸侧链

D.肽链中的肽键E.肽链主链骨架原子

49.蛋白质溶液的稳定因素是

A.蛋白质溶液的粘度大B.蛋白质分子表面的疏水基团相互排斥

C.蛋白质分子表面带有水化膜D.蛋白质胶粒表面不带有电荷E.以上都不是

50.能使蛋白质沉淀的试剂是

A.浓盐酸B.硫酸核溶液C.浓氢氧化钠溶液

D.生理盐水E.以上都不是

51.盐析法沉淀蛋白质的原理是

A.中和电荷，破坏水化膜B.盐与蛋白质结合成不溶性蛋白盐

C.降低蛋白质溶液的介电常数D.调节蛋白质溶液的等电点E.以上都不是

52.锌指结构是

A.二级结构B.结构域C.模序D.三级结构E.四级结构

53.蛋白质水化膜破坏时出现

A.构象改变B.亚基聚合C.肽键断裂D.二硫键形成E.蛋白质聚集

54.下列关于蛋白质结构叙述中不正确的是

A.一级结构决定二、三级结构B.二、三级结构决定四级结构

C.a一螺旋为二级结构的一种形式D.三级结构是指蛋白质分子内所有原子的空间排列

E.无规卷曲是在一级结构基础上形成的

55.依据肽键存在，用于蛋白质定量测定的方法是

A.凯氏定氮法B.酚试剂法C.前三酮反应

D.双缩腺法E.280nm紫外吸收法

【X型题】

1.脯氨酸属于

A.亚氨基酸B.碱性氨基酸C.极性中性氨基酸D.非极性疏水氨基酸E.酸性氨基酸

2.谷胱甘肽

A.是体内的还原性物质B.含有两个特殊的肽键C.其功能基团是疏基

D.为三肽E.是多肽

3.a一螺旋

A.为右手螺旋B.绕中心轴螺旋式上升C.螺距为0.54nm

D.靠肽键维持稳定E.为二级结构

4.空间构象包括

A.B—折叠B.结构域C.亚基D.模序E.a-螺旋

5.分子伴侣

A.可使肽链正确折叠B.可维持蛋白质空间构象

C.在二硫键正确配对中起重要作用D.在亚基聚合时发挥重要作用E.以上都不对

6.蛋白质结构域

A.都有特定的功能B.为折叠的较为紧密的区域C.属于三级结构

D.存在每一种蛋白质中E.属于二级结构

7.谷胱甘肽的功能包括

A.解毒B.是细胞内的重要还原剂C.参与细胞间的信息传递

D.参与氨基酸的吸收及向细胞内的转运E.是细胞的重要供氢体

8.血红蛋白

A.由4个亚基组成B.含有血红素C.其亚基间可发生负协同效应

D.与氧结合呈现双曲线性质E.只有三级结构

9.蛋白质一级结构

A.是空间结构的基础B.指氨基酸排列顺序C.并不包括二硫键

D.与功能无关E.主要化学键是肽键

10.蛋白质三级结构

A.蛋白质三级结构的形成和稳定主要靠次级键B.是指局部肽段空间构象C.必须由二条或

二条以上多肽链形成D.属于高级结构E.有的蛋白质只有三级结构

11.下列对蛋白质的呈色反应叙述正确的是

A.荀三酮与a一氨基酸反应释放出CO?和NHa

B.苗三酮反应能测定蛋白质水解产物中的氨基酸浓度

C.苗三酮反应能测定蛋白质中肽键的数量

D.双缩胭反应是检测肽类及蛋白质的方法

E.双缩胭反应是检测蛋白质和氨基酸的共用方法

12.可根据蛋白质的下列哪些性质来分离纯化蛋白质

A.蛋白质分子的大小B.蛋白质的溶解度C.蛋白质分子所携带的电荷

D.蛋白质的吸附性E.对其它分子的生物学亲和力

13.下列哪些方法可用于N一端氨基酸残基的测定

A.二硝基氟苯法B.肿解法C.丹酰氯法D.还原法E.异硫鼠酸苯酯法

14.分离、纯化蛋白质常用的技术有

A.盐析B.层析C.电泳D.凝胶过滤法E.超速离心法

二、填空题

1.蛋白质的特征元素是，它的平均含量为。

2.组成蛋白质的氨基酸有种，它们都是____型a—氨基酸，除外都具有旋光性。

3.蛋白质分子的基本组成单位是。蛋白质的基本结构化学键是。

4.血红蛋白是含有一辅基的蛋白质，其中的离子可结合1分子02。

5.血红蛋白的氧解离曲线为说明第一个亚基与结合可第二个亚基与02结合，这被称为

______效应.

6.蛋白质颗粒表面有许多可吸引水分子，使颗粒表面形成一层可防止蛋白质从溶液中一

7.蛋白质颗粒在电场中移动。移动的速率主要取决于____和______这种分离蛋白质的方法称为______.

8.用凝胶过滤分离蛋白质，分子量较小的蛋白质在柱中滞留的时间较因此最先流出凝胶柱的蛋

白质，其分子量最。

9.蛋白质可与某些试剂作用产生颜色反应，可用作蛋白质的和分析。常用的颜色反应有

______和______»

10.多肽链的结构是具有的，因此，在书写时把末端写在肽链的边，把末端写

在______边。

11.镰刀形贫血患者的红细胞呈____状，易溶血，因其血红蛋白分子中条链上第______位

氨基酸异常所致，即由正常的被取代。

三、名词解释

1.peptidebond5.peptideunit

2.肽6.subunit

3.氨基酸残基7.蛋白质的等电点

4.蛋白质的沉淀8.蛋白质的变性

四、简答题

1.为何蛋白质的含氮量能表示蛋白质相对含量?实验中又是如何依此原理计算蛋白质含量的？

2.何谓肽键和肽链及蛋白质的一级结构？

3.什么是蛋白质的二级结构?它主要有哪儿种?各有何结构特征？

4.举例说明蛋白质的四级结构。

5.变性后蛋白质有何变化？

6.组成蛋白质的基本单位是什么？结构有何特点？

五、论述题

1.举例说明蛋白质的一级结构、空间结构与功能的关系。

2.蛋白质变性作用有哪些实际应用？

3.某氨基酸溶于pH7的水中，所得氨基酸溶液的pH为6,问此氨基酸的pl是大于6、等于6还是小于6?

4.下列蛋白质的混合物在什么pH时电泳，分离效果最好？(1)血清清蛋白(pl=4.9)和血红蛋白(pl=6.8)；

(2)肌红蛋白(pI=7.0)和胰凝乳蛋白酶原(pl=9.5)；(3)卵清蛋白(pl=4.6)、血清清蛋白(pl=4.9)

和服酶(pl=5.0)o

【参考答案】

-、选择题

【A型题】

1.E2.D3.E4.C5.D6.B7.E8.D9.A10.B11.C12.B13.B

14.A15.B16.E17.D18.E19.C20.C21.22.B23.A24.B25.D26.C

27.C28.C29.D30.A31.B32.D33.E34.A35.A36.E37.D38.B39.B

40.C41.D42.C43.A44.C45.E46.C47.B48.A49.C50.B51.A52.C53.E

54.B55.D

【X型题】

1.AD2.ACD3.ABCE4.ABCDE5.AC6.ABC7.ABD8.AB9.ABE10.ADE

11.ABD12.ABCDE13.ACE14.ABCDE

【解析】

【A型题】

1.E因为肌红蛋白、细胞色素c和血红蛋白均含铁叶咻，属于色蛋白；单加氧酶含NADPH及细胞色素Po,

等辅助因子，故是结合蛋白。血清清蛋白不含辅助因子，水解产物只含氨基酸。

3.E因为多种蛋白质的平均含氮量约为16%,故可用定氮法来推算样品中蛋白质的大致含量。每克样品

中蛋白质的含量=6.25X含氮克数/每克样品。

4.C在生理条件下(pH=7.4),Lys残基的侧链带正电荷，Gly>Cys和Thr残基不带电荷，Glu残基侧链带

负电荷。

5.D含两个皎基指酸性氨基酸即Glu、Aspo

6.B体内亚氨基酸为Pro,含有毗咯环。

7.E血红蛋白是具有四级结构的蛋白质。

8.D体内含硫氨基酸有蛋氨酸、半胱氨酸。

9.A体内含有杂环的氨基酸有：Trp.Tyr、His、Phe、以及Pro。

10.B2个半胱氨酸通过脱氢可以二硫键相结合，形成胱氨酸。

11.C非编码氨基酸在蛋白质合成时无相应密码子，20种氨基酸均属于编码氨基酸，鸟氨酸不在20种编

码氨基酸中。

12.B酸性氨基酸、碱性氨基酸还含有非a一竣基、非。一氨基，因此C不对；含有肽键的物质才能与双

缩胭发生呈色反应，氨基酸不含有肽键，因此E错误。

13.Bpl是指氨基酸所携带的静电荷为零时溶液的pH值，酸性氨基酸pl=(pKl+pK2)/2；碱性氨基酸

的pl=(pK2+pK3)/2o

14.A除甘氨酸外组成蛋白质的20种氨基酸均为L-构型即a碳原子都是不对称碳原子。

15.B蛋白质的基本组成单位一氨基酸，共20种。答案A、C、D是有相应密码的氨基酸，蛋白质分子中还

含有20种以外的氨基酸，如羟脯氨酸就是其中的一种，它是蛋白质合成后，由脯氨酸羟化而来。所以答

案A、C、1)、E都是天然蛋白质分子中存在的氨基酸。瓜氨酸不是蛋白质的基本组成单位，它的功能是参

与氨基酸的分解代谢。

16.E必需氨基酸有苏氨酸、色氨酸、赖氨酸、缀氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸，(详见第

7

七章）。A中碱性氨基酸为组氨酸、精氨酸、赖氨酸，B中含硫氨基酸为半胱氨酸、蛋氨酸，C中支链氨基

酸有甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缀氨酸等，D中芳香族氨基酸有苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸，E

中谷氨酸和天冬氨酸不是必需氨基酸。

17.D出现错误的原因在于对以下内容的理解不够。1.肽键：是一个氨基酸的a-COOH与另一相邻氨基

酸的a-NHz脱去一分子HQ所形成的键，也称酰胺键。2.肽：蛋白质分子中氨基酸与氨基酸之间通过肽

键相连所形成的化合物叫肽。多肽链中主链骨架也即蛋白质的一级结构，主要靠肽键维系。答案D

-CONHCCONHCCONH-

记忆方法：COckHeN

tt

公鸡母鸡（利用这两个英文单词记忆主链骨架，黑体大写字母代表主链骨架中的原子）。

18.E（1）氨基酸和蛋白质是两性电解质：氨基酸在水溶液中或在晶体状态时都以离子形式存在，即两性

离子形式。所谓两性离子是指在同一氨基酸分子上带有能放出质子的一NHJ正离子和能接受质子的一C00-

负离子。因此，氨基酸是两性电解质（图）。蛋白质的基本组成单位是氨基酸，因此也具有两性解离的性

质。

NH1./NH2

/+OH-/+OH-

P--P，P

、+H+\+H+

COOHCOO-COO-

（2）氨基酸和蛋白质的等电点（pl）：当两性离子氨基酸（或蛋白质）溶解于水时，其正负离子都能解离，

但解离程度与溶液的pH有关.当调节氨基酸（或蛋白质）溶液的pH,使氨基酸（或蛋白质）分子上的

一NH；和一C00-的解离程度完全相同时，即氨基酸（或蛋白质）所带净电荷为零，在电场中即不向阴极移

动也不向阳极移动，此时氨基酸（或蛋白质）所处溶液的pll值称为该氨基酸（或蛋白质）的等电点（pl）。

氨基酸的等电点（pl）是由其a—NH2和a—COOH解离常数的负对数pKl和pK2决定的。若一个氨基酸侧

链R基团可以解离，则pKR应予以考虑。各种蛋白质具有特定的等电点，这与其所含氨基酸的种类和数量

及其所处的环境pH有关。选答案A者是将蛋白质在酸性环境下，即pHVpI时净带正电荷，在碱性环境中，

即pH>pI时净带负电荷，记忆混淆了；选答案D者则认为pH值中性即是蛋白质的plo在溶液pH8.1时，

各种蛋白质的pl均小于溶液pH,解离成负离子，向正极移动。

21.Ea一螺旋是一种有规则的构象，在球状蛋白质和纤维状蛋白质中都有a一螺旋存在。在a一螺旋中，

肽链不是充分伸展的，有一定的伸缩性。甘氨酸的R基团为H,空间占位小，其a碳与肽键间的旋转自由

度大，较难参与形成稳定的a一螺旋。

22.B因为a一螺旋中每一氨基酸残基沿轴向上升0.15nm,所以78个氨基酸沿a-螺旋的轴上升11.7nm。

24.B参与蛋白质组成的20种氨基酸。在可见光区域都没有光吸收，但在远紫外区域（<220nm）均有光吸收。

在近紫外区域（220〜300nm）只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力，因为它们的R基含有苯环共

规双键系统。酪氨酸的最大光吸收波长在275nm；苯丙氨酸在257nm；色氨酸在280nm。B组包括酪氨酸和

色氨酸，故是最佳选择。

28.C蛋白质变性的本质是非共价键断裂，空间结构松散伸展，肽键暴露，易被蛋白酶水解。变性后埋藏

在分子内部的疏水基团也暴露出来，使其溶解度降低，易于沉淀，颜色反应增强。因变性蛋白质不对称性

程度增加，其粘度增加。以上均为变性蛋白质和天然蛋白质的区别，但二者最主要的区别是前者因空间结

构破坏，原有生物学活性丧失。

40.B蛋白质分子中的酪氨酸和色氨酸都含有共筑双键，因此在280nm波长处有特征性吸收峰。核酸中的

喋吟和嗒噬也有共轨双键，但其最大吸收峰为260nm»

41.DHb和Mb都是含铁口卜咻的红色蛋白质，二者都可以和氧结合，但结合曲线不同。后者只有一条多肽

链，氧结合曲线为直角双曲线，即Mb容易和氧结合。Hb是四聚体，氧结合曲线呈S状，说明在低氧分压

时Hb与氧的结合较难。当四聚体的Hb解聚为单体时，其氧结合曲线与Mb相同。事实表明，由于亚基在

Hb分子中为四聚体，而影响了各个亚基和02的结合能力。Mb只有一条多肽链，没有四级结构形式。

8

43.A由于DNA分子上基因的遗传性缺陷，引起mRNA分子和蛋白质生物合成的异常，机体的某些功能和结

构随之发生变异，而引起的疾病称为分子病。如镰刀形贫血，经一级结构测定后发现，其血红蛋白(HbS)

与正常的血红蛋白(HbA)相比，只有一个氨基酸发生了突变，即在B链的第6位上，正常的Glu被Vai

取代了。所以分子病主要是一级结构结构异常而引起的。

44.CHb在携带Q的过程中，当分子与血红蛋白亚基结合后，引起亚基构象的变化，而改变了11b的活

性，称为变构效应。小分子称为变构剂，Hb称为变构蛋白。变构效应不仅发生在Hb与之间，一些酶

与变构剂的结合、配体与受体结合也存在着变构效应。

45.E根据蛋白质分子中含有共物双键的酪氨酸和色氨酸，在280nm波长处有特征性吸收峰。在此波长范

围内，蛋白质的0D缄值与其浓度呈正比例关系，因此可对蛋白质进行定量测定。而杂环氨基酸除包括色氨

酸外，还有脯氨酸、组氨酸，所以答案E是正确的。

46.C肌红蛋白只有一条肽链，具备三级结构就有生物学活性。

54.B蛋白质的一级结构决定其空间结构，而空间结构是其功能的基础。一级结构决定空间结构的实例如

核糖核酸酶的复性过程，此酶有8个半胱氨酸残基，可结合成4对二硫键。概率计算表明，可随机组合成

105种配对方式，而事实上，在复性时只形成了天然核糖核酸酶分子中唯一的那种配对方式，说明核糖核

酸酶的氨基酸排列顺序在天然状态下，能决定其多肽链所有原子的空间排列，并由此确定了二硫键的位置。

空间结构是以其一级结构为基础在几个级别上逐渐形成的，包括二、三、四级结构。蛋白质的三级结构是

指一条多肽链中所有原子的局部空间排列，包括主链和侧链。a一螺旋和无规卷曲均为二级结构形式，是

在一级结构基础上形成的。答案B所指都是空间结构，是由一级结构决定的。

【X型题】

11.ABD前三酮与a—氨基酸反应，生成RCHO、C0?和NH?。所有氨基酸均可与苛三酮反应，因此对a-氨

基酸不是特异性的。荀三酮是与氨基酸分解产生的NFh结合，因此颜色的深浅与氨基酸释放的NL量成正比,

所以答案B是对的，而C是错的。双缩胭是与蛋白质或肽链分子中肽键的呈色反应。氨基酸不出现此反应。

二、填空题

1.氮；16%

2.20；L；甘氨酸

3.氨基酸；肽键；

4.血红素；二价铁

5.S型；促进；正协同

6.亲水基团；水化膜；析出

7.蛋白质的表面电荷量；分子量；电泳

8.长；大

9.定性；定量；双缩胭；前三酮反应

10.方向性；氨基；左；竣基；右

11.镰刀：二；B；六；谷氨酸；缴氨酸

三、名词解释

1.一个氨基酸的a一竣基和另一个氨基酸的a—氨基脱水缩合形成的酰胺键称为肽键(peptidebond)。

2.氨基酸通过肽键连接而成的化合物称为肽。

3.多肽链中的氨基酸由于参与肽键的形成而基团不全，故称为氨基酸残基。

4.蛋白质分子从溶液中析出的现象称为蛋白质的沉淀。

5.肽键中的C—N具有部分双键的性质，因而不能自由旋转，故参与肽键的6个原子：Ca”C、0、N、H、

Ca?被固定在一个平面上，Ca।和Ca,是在平面的两个对角，为反式构型，这就是肽单元(peptideunit),

亦称肽键平面。

6.在具有四级结构的蛋白质中，每个具有独立三级结构的多肽链称为蛋白质的亚基(subunit)o

7.当蛋白质溶液处于某一pH环境中，所带正、负电荷恰好相等，即净电荷为零，呈兼性离子，此时溶液

的pH值被称为蛋白质的等电点。

8.在某些理化因素作用下，蛋白质的空间结构被破坏，但不包括肽键和二硫键的断裂。因此导致蛋白质

9

的某些理化性质和生物学性质的改变，这种现象称为蛋白质的变性。

四、简答题

1.各种蛋白质的含氮量颇为接近，平均为16%,因此测定蛋白质的含氮量就可推算出蛋白质含量。常用

的公式为：蛋白质含量(克％)=每克样品含氮克数X6.25X100。

2.一个氨基酸的a一竣基和另一个氨基酸的a-氨基进行脱水缩合反应，生成的酰胺键称为肽键，肽键

具有双键性质。由许多氨基酸通过肽键相连而形成长链，称为肽链。肽链有两端:游离a—氨基的一端称

为N一端，游离a一竣基的一端称为C一端。蛋白质一级结构是指多肽链中氨基酸排列顺序，它的主要化

学键为肽键。

3.蛋白质二级结构是指多肽链主链原子的局部空间排布，不包括侧链的构象。它主要有a—螺旋、0-

折叠、B一转角和无规卷曲四种。在a—螺旋结构中，多肽链主链围绕中心轴以右手螺旋方式旋转上升，

每隔3.6个氨基酸残基上升一圈。氨基酸残基的侧链伸向螺旋外侧。每个氨基酸残基的亚氨基上的氢与第

四个氨基酸残基染基上的氧形成氢键，以维持a一螺旋稳定。在B—折叠结构中，多肽链的肽键平面折叠

成锯齿状结构，侧链交错位于锯齿状结构的上下方。两条以上肽链或一条肽链内的若干肽段平行排列，通

过链间段基氧和亚氨基氢形成氢键，维持B一折叠构象的稳定。在球状蛋白质分子中，肽链主链常出现180"

回折，回折部分称为8—转角，B一转角通常由4个氨基酸残基组成，第二个残基常为脯氨酸。无规卷曲

是指肽链中没有确定规律的结构。

4.蛋白质四级结构是指蛋白质分子中具有完整三级结构的各亚基在空间排布的相对位置。例如血红蛋白，

它是由1个a亚基和1个B亚基组成一个单体，二个单体呈对角排列，形成特定的空间位置关系。四个亚

基间共有8个非共价键，维系其四级结构的稳定性。

5.生物学活性丧失，溶解度降低，易被蛋白酶水解，粘度增加。

6.组成蛋白质的基本单位是氨基酸，它们都是a—氨基酸。除甘氨酸外，a一碳原子都是不对称碳原子，

均为L-a-氨基酸。

五、论述题

1.一级结构是空间结构和功能的基础。一级结构相似其功能也相似，例如不同哺乳动物的胰岛素一级结

构相似，仅有个别氨基酸差异，故它们都具有胰岛素的生物学功能；一级结构不同，其功能也不同：一级

结构发生改变，则蛋白质功能也发生改变，例如血红蛋白由两条a链和两条B链组成，正常人B链的第六

位谷氨酸换成了缴氨酸，就导致分子病一一镰刀形贫血的发生，患者红细胞带氧能力下降，易出血。

空间结构与功能的关系也很密切。空间结构改变，其理化性质与生物学活性也改变。如核糖核酸酶变

性或复性时，随之空间结构破坏或恢复，生理功能也丧失或恢复。变构效应也说明空间结构改变，功能改

变。

2.蛋白质的变性作用有许多实际应用，例如临床上用乙醇、煮沸、紫外线照射等消毒灭菌；日常生活中

把蛋白质煮熟食用，便于消化；但另一方面，当制备保存蛋白质制剂(如酶、疫苗、免疫血清等)过程中，

则应避免蛋白质变性，以防失去活性。

3.氨基酸在固体状态时以两性离子形式存在。某氨基酸溶于pH7的水中，pH从7下降到6,说明该氨基

酸溶于水的过程中释放出了质子，溶液中有如下平衡存在：

±+

AA+H20<-AA-+H30

为了使该氨基酸达到等电点，只有加些酸使上述平衡向左移动，因此，氨基酸的pl小于6。

4.(1)血清清蛋白的pl=4.9,血红蛋白的pl=6.8,两者的平均值为5.85,即(4.9+6.8)/2=5.85。因此，

在pH5.85时将样品点在中间电泳，分离效果最好。此时血清清蛋白向阳极移动，而血红蛋白向阴极移动。

(2)肌红蛋白的pI=7.0,胰凝乳蛋白酶原的pl=9.5,两者的平均值为8.25,即(7.0+9.5)/2=8.25。因

此，在pH8.25时将样品点在中间电泳，分离效果最好。此时肌红蛋白向阳极移动，而胰凝乳蛋白酶原向

阴极移动。

(3)卵清蛋白的pl=4.6,血清清蛋白的pl=4.9,胭酶的pI=5.0。在pH4.9时将样品点在中间电泳，分离

效果最好。此时血清清蛋白留在原点，卵清蛋白向阳极移动，而胭酶向阴极移动。

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第二章核酸的结构和功能

【大纲要求】

一、掌握

1.核酸的化学组成和一级结构；

2.DNA的双螺旋结构特点；

3.信使RNA的结构与功能、转运RNA的结构与功能、核蛋白体RNA的结构与功能；

4.核酸的紫外吸收、变性和复性及其应用。

二、熟悉

1.核酸的一般理化性质；

2.DNA的变性、DNA的复性与分子杂交。

三、了解

1.核酸酶；

2.其他小分子RNA及RNA组学。

【重点及难点提要】

一、重点难点

1.重点：核酸的化学组成和一级结构、DNA的空间结构与功能；信使RNA的结构与功能、转运RNA的

结构与功能、核蛋白体RNA的结构与功能；核酸的一般理化性质、DNA的变性、DNA的复性与分子杂交。

2.难点：DNA的空间结构与功能、信使RNA的结构与功能、转运RNA的结构与功能和分子杂交。

二、教学内容概要

核酸是以核甘酸为基本组成单位的线性多聚生物信息分子。分为DNA和RNA两大类。其化学组成见下

表：________________________________________________________________________

DNARNA

碱基

①喋吟碱A、GA、G

②嗓咤碱C、TC、U

戊糖P-D-2脱氧核糖P-D-核糖

磷酸磷酸磷酸

碱基与戊糖通过糖背键相连，形成核甘。核甘的磷酸酯为核甘酸。根据核甘酸分子的戊糖种类不同，

核甘酸分为核糖核甘酸与脱氧核糖核甘酸，前者是RNA的基本组成单位，后者为DNA的基本组成单位。核

酸分子中核甘酸以3',5'一磷酸二酯键相连，形成多聚核甘酸链，是核酸的基本结构。多聚核甘酸链中

碱基的排列顺序为核酸的一级结构。多聚核甘酸链的两端分别称为3'末端与5'末端。

DNA的二级结构即双螺旋结构的特点：⑴两条链走向相反，反向平行，为右手螺旋结构：⑵脱氧核糖

和磷酸在双螺旋外侧，碱基在内侧；⑶两链通过氢键相连，必须A与T、G与C配对形成氢键，称为碱基

互补。⑷大(深)沟，小(浅)沟。⑸螺旋一周包含10个bp,碱基平面间的距离为0.34nm,螺旋为3.4nm,

螺旋直径2nm：⑹氢键及碱基平面间的疏水性堆积力维持其稳定性。DNA的基本功能是作为遗传信息的载

体，并作为基因复制和转录的模板。mRNA分子中有密码子，是蛋白质合成的直接模板。真核生物的mRNA

一级结构特点：5'末端"帽"，3'末端"尾"。tRNA在蛋白质合成中作为转运氨基酸的载体，其一级结构

特点：含有较多的稀有碱基，3'-CCA-0H,二级结构为三叶草形结构。rRNA与蛋白质结合构成核蛋白体，

作为蛋白质合成的“装配机

细胞的不同部位还存在着许多其他种类小分子RNA,统称为非mRNA小RNA(snmRNAs),对细胞中snmRNA

种类、结构和功能的研究称为RNA组学。具有催化作用的某些小RNA称为核酶。

碱基、核甘、核甘酸及核酸在260nm处有最大吸收峰。加热可使DNA双链间氢键断裂，变为单链称为

DNA变性。DNA变性时，OD加增高。ODze。达到最大值的50%时的相应温度为DNA解链温度(Tm)»DNA的Tm

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与其G和C含量所占比例相关。变性DNA在一定条件下，两链间重新形成氢键而复性。不同来源单链核酸

分子之间碱基互补形成双链称为分子杂交，形成的双链为杂化双链。

能降解核酸的酶称核酸酶。根据其底物不同分为DNA酶和RNA酶；依据切割部位不同分为核酸内切酶

与核酸外切酶；具有序列特异性的核酸酶称限制性内切酶。

【自测题】

一、选择题

【A型题】

1.RNA和DNA彻底水解后的产物

A.核糖相同，部分碱基不同B.碱基相同，核糖不同C.碱基不同，核糖相同

D.部分碱基不同，核糖不同E.以上都不是

2.下列哪种碱基只存在于mRNA而不存在于DNA中

A.腺喋吟B.胞喀呢C.尿喘呢D.鸟喋吟E.胸腺喀咤

3.通常不存在RNA中，也不存在DNA中的碱基是

A.腺I1票吟B.黄喋吟C.鸟喋吟D.胸腺喀咤E.尿喘咤

4.核酸中核甘酸之间的连接方式是

A.3',5'一磷酸二酯键B.糖昔键C.2',3'一磷酸二酯键

D.肽键E.2',5'一磷酸二酯键

5.DNA超螺旋结构中描述正确的是

A.核小体由DNA和非组蛋臼共同构成B.核小体由RNA和Hl,H2,H3,H4各两分子构成

C.核心颗粒组蛋白的成分是H2A,H2B,H3,H4各两分子D.核小体由DNA和Hl,H2,H3,H4各两分子构成

E.组蛋白是由组氨酸构成的

6.Watson-Crick的DNA结构模型是指

A.三叶草结构B.核小体结构C.a一螺旋结构D.左手双螺旋结构E.右手双螺旋结构

7.Watson-CrickDNA双螺旋结构模型的要点不包括

A.右手双螺旋B.反向平行C.碱基在外D.氢键维系E.碱基配对

8.DNA双螺旋每旋转一周，沿轴上升高度是

A.5.4nmB.3.4nmC.6.8nmD.0.34nmE.0.15nm

9.关于DNA双螺旋结构的叙述，错误的是

A.DNA双链的稳定依靠氢键和碱基堆积力B.螺旋的直径为2nm

C.戊糖和磷酸在螺旋外侧，碱基位于内侧D.为右手螺旋，每个螺旋为10个碱基对

E.从总能量意义上来讲，氢键对双螺旋的稳定更为重要

10.下列DNA双螺旋结构的叙述,正确的是

A.一条链是左手螺旋,另一条链是右手螺旋B.双螺旋结构的稳定纵向靠氢键维系

C.A+T与G+C的比值为1D.两条链的碱基间以共价键相连

E.磷酸、脱氧核糖构成螺旋的骨架

11.在适宜条件下，核酸分子两条链通过杂交作用可自行形成双螺旋，取决于

A.DNA的Tm值B.序列的重复程度C.核酸链的长短

D.碱基序列的互补E.T的含量

12.DNA的三级结构是指

A.双螺旋结构B.a—螺旋C.超螺旋D.无规卷曲E.开环型结构

13.真核细胞染色质的基本结构单位是

A.组蛋白B.核心颗粒C.核小体D.超螺旋E.a—螺旋

14.T（胸腺喀咤）和U（尿嗓咤）在结构上的差别是

A.T的C-2上有氨基，U的02上有0B.T的05上有甲基,U的C-5上无甲基

C.T的C-4上有氨基，U的C-4上有0D.T的CT上有羟基,U的C-1上无羟基

E.T的C-5上有羟甲基，U的C-5上无羟甲基