生物化学与分子生物学讨论课(含答案版).ppt

第一章 1 简述蛋白质的各级结构及特点 多肽链中氨基酸残基的组成和排列顺序称为蛋白质的一级结构 连接一级结构的键是肽键 蛋白质的二级结构是指蛋白质主链原子的局部空间结构 并不涉及氨基酸残基侧链构象 二级结构的种类有 螺旋 折叠 转角和无规卷曲 氢键是维系二级结构最主要的键 三级结构是指多肽链主链和侧链原子的空间排布 次级键维持其稳定 最主要的键是疏水键 四级结构是指两条以上具有三级结构的多肽链之间缔合在一起的结构 其中每条具有三级结构的多肽链称为亚基 一般具有四级结构的蛋白质才有生物学活性 维持其稳定的是次级键 如氢键 盐键 疏水键 范德华力等 2 举例说明蛋白质结构与功能的关系 1 蛋白质的一级结构决定高级结构 举例 镰刀状细胞贫血病 当血红蛋白 亚基一级结构的N 末端第6位Glu变成Val后 导致 亚基三维结构表面电荷性质发生变化 促使血红蛋白亚基在脱氧情况下相互粘连形成纤维状多聚体 2 蛋白质的高级结构决定生物功能 举例 血红蛋白高级结构的变化 致使红细胞变形成镰刀状 在毛细血管处发生堵塞 引起炎症和疼痛 镰刀形细胞易碎裂溶血 从而引起贫血症状 3 氨基酸与蛋白质的理化性质的异同 相同点 1 两性解离及等电点 AA既有氨基又有羧基 在水溶液中均可解离 所以AA是两性电解质 在某一pH溶液中 AA以兼性离子形式存在 此时的pH pI 因为AA是构成PR的基本单位 所以此性质PR也有 2 紫外吸收性质 TY3 显色反应 AA可与茚三酮反应 显紫色不同点 1 显色反应 AA可与茚三酮反应 显紫色 PR可与茚三酮反应 显紫色 与双缩脲反应成紫红色 AA无此反应2 PR是有AA构成的3 PR溶液有胶体的性质4 PR有变性 复性 凝固的性质 第二章 简述核苷酸的作用 1 作为核酸DNA和RNA合成的基本原料 2 体内的主要能源物质 如ATP GTP等 3 参与代谢和生理性调节作用 如cAMP是细胞内第二信号分子 参与细胞内信号传递 4 作为许多辅酶的组成部分 如腺苷酸是构成NAD NADP FAD等的重要部分 5 活化中间代谢物的载体 如UDPG是合成糖原等的活性原料 SAM是活性甲基的载体等 简述DNA和RNA的结构特点及功能 DNA是双螺旋结构 RNA是单螺旋结构的RNA指ribonucleicacid核糖核酸核糖核苷酸聚合而成的没有分支的长链 分子量比DNA小 但在大多数细胞中比DNA丰富 RNA主要有3类 即信使RNA mRNA 核糖体RNA rRNA 和转移RNA tRNA DNA是由脱氧核苷酸的单体聚合而成的聚合体 DNA的单体称为脱氧核苷酸 每一种脱氧核苷酸由三个部分所组成 一分子含氮碱基 一分子五碳糖 脱氧核糖 一分子磷酸根 DNA都是由C H O N P五种元素组成的 RNA与DNA最重要的区别一是RNA只有一条链 二是它的碱基组成与DNA的不同 RNA没有碱基T 胸腺嘧啶 而有碱基U 尿嘧啶 DNA主要存在于细胞核中 RNA主要存在于细胞质中 另外线粒体和叶绿体中也有少量DNA 有DNA的场所就含有RNA 转录 但核糖体中只含有RNA mRNA rRNA tRNA DNA分子的功能是贮存决定物种的所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息 策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间 确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性 除染色体DNA外 有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中 DNA病毒的遗传物质也是DNA RNA其中rRNA是核糖体的组成成分 由细胞核中的核仁合成 而mRNAtRNA在蛋白质合成的不同阶段分别执行着不同功能 mRNA是以DNA的一条链为模板 以碱基互补配对原则 转录而形成的一条单链 主要功能是实现遗传信息在蛋白质上的表达 是遗传信息传递过程中的桥梁tRNA的功能是携带符合要求的氨基酸 以连接成肽链 再经过加工形成蛋白质 什么是核酸变性 变性后核酸的理化性质有何改变 DNA的热变性是指DNA分子在加热条件下由稳定的双螺旋结构松解为无规则线性结构的现象 特征有 DNA溶液粘度降低 DNA溶液旋光性发生改变 DNA溶液的紫外吸收作用增强 增色效应 第三章 简述结合酶的组成及各部分的功能 结合酶包括两部分 蛋白质部分 称酶蛋白 决定反应的特异性 非蛋白质部分 通常称为辅助因子 多为小分子有机化合物或金属离子 决定反应的种类与性质 简述酶的必需基团及其作用 必需基团 是指直接参与对底物分子结合和催化的基团以及参与维持酶分子构象的基团 根据存在部位不同可分为活性中心内必需基团和活性中心外必需基团 活性中心内必需基团又分为结合集团和催化剂团 活性中心外必需基团不直接参加催化作用 简述酶促反应的特点以及影响因素 一 酶促反应具有极高的效率二 酶促反应具有高度的特异性酶的特异性是指酶对底物的选择性 有以下三种类型 1 绝对特异性酶只作用于特定结构的底物 生成一种特定结构的产物 如淀粉酶只作用淀粉 2 相对特异性酶可作用于一类化合物或一种化学键 例如磷酸酶可作用于所有含磷酸酯键的化合物 3 立体异构特异性一种产仅作用于立体异构体中的一种 例如L 乳酸脱氢酶只作用于L 乳酸 而对D 乳酸不起催物作用 三 酶活性的可调节性四 酶活性的不稳定性影响因素 第六章 糖的有氧氧化的关键酶有哪些 生理意义是什么 己糖激酶 磷酸果糖激酶 1 丙酮酸激酶 丙酮酸脱氢酶系 柠檬酸合酶 异柠檬酸脱氢酶 酮戊二酸脱氢酶复合体意义 糖有氧氧化是体内糖氧化分解大量生成ATP的主要途径 因为有充分氧的供应 葡萄糖能彻底氧化分解生成二氧化碳和水 由此释放出其分子中蕴藏的全部能量 能生成30或32分子ATP 其催化酶系在细胞胞浆与线粒体中 且糖有氧氧化途径也是沟通体内糖 脂类与蛋白质代谢途径的基础与联系枢纽 简述磷酸戊糖途径的关键酶及生理意义 关键酶 G 6 P脱氢酶磷酸戊糖途径的关键酶的生理意义 是提供生物合成所需的一些原料 包括 1 提供磷酸核糖 作为核苷酸 核酸合成的原料 2 提供NADPH糖原合成和分解是如何调节的 糖原的合成与分解是通过两条不同的代谢途径 这样有利于机体进行精细调节 糖原的合成与分解的关键酶分别是糖原合酶与糖原磷酸化酶 机体的调节方式是通过同一信号 使一个酶呈活性状态 另一个酶则呈非活性状态 可以避免由于糖原分解 合成两个途径同时进行 造成ATP的浪费 1 糖原磷酸化酶 2 糖原合酶 胰高血糖素和肾上腺素能激活腺苷酸环化酶 使ATP转变成cAMP 后者激活蛋白激酶A 使糖原合酶a磷酸化而活性降低 蛋白激酶A还使糖原磷酸化酶b激酶磷酸化 从而催化糖原磷酸化酶b磷酸化 导致糖原分解加强 糖原合成受到抑制 血糖增高简述糖异生的关键酶及生理意义 丙酮酸羧化酶 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶 1 6 二磷酸果糖酶 6 磷酸葡萄糖酶生理意义 空腹或饥饿时维持血糖浓度的恒定 促进乳酸的再利用 补充肝糖原 补充肌肉消耗的糖 肾脏的糖异生作用有利于排H 保Na 维持机体的酸碱平衡 第七章 简述脂肪动员的过程 储存在脂肪细胞中的脂肪 被脂肪酶逐步水解为游离脂酸 FFA 及甘油并释放入血液 被其他组织氧化利用 该过程称为脂肪动员 在禁食 饥饿或交感神经兴奋时 肾上腺素 去甲肾上腺素和胰高血糖素分泌增加 激活脂肪酶 促进脂肪动员 在脂肪动员中 脂肪细胞内激素敏感性甘油三酯脂肪酶 HSL 起决定作用 它是脂肪分解的限速酶 脂肪动员的产物是乙酰辅酶A 再肝脏中乙酰辅酶A与乙酰辅酶A两两缩合生成乙酰乙酰辅酶A 再转化成乙酰乙酸 乙酰乙酸可以还原成 羟丁酸或者脱羧形成丙酮 什么是酮体 酮体为什么是肝内生成肝外利用 酮体 在肝脏中 脂肪酸氧化分解的中间产物乙酰乙酸 羟基丁酸及丙酮 三者统称为酮体 肝脏具有较强的合成酮体的酶系 但却缺乏利用酮体的酶系 简述体内胆固醇的来源和去路 人体内的胆固醇有两个来源即内源性和外源性胆固醇 内源性胆固醇由机体自身合成 正常成人50 以上的胆固醇来自机体合成 另外 乙酰CoA是胆固醇合成的原料 糖是胆固醇合成源料的主要来源 外源性胆固醇主要来自动物性食物 如蛋黄 肉 肝 脑等 人体内胆固醇的去路是转化与排泄 胆固醇可以转化为胆汁酸 类固醇激素和维生素D3的前体 胆固醇转变成胆汁酸盐后 以胆汁酸盐的形式随胆汁排泄 有一部分胆固醇可直接随胆汁排出 还有一部分受肠道细菌作用还原生成粪固醇随粪便排出体外 简述血浆脂蛋白的分类及功能 正常人血浆脂蛋白根据超速离心法分为乳糜微粒 CM 极低密度脂蛋白 VLDL 低密度脂蛋白 LDL 高密度脂蛋白 HDL 有的病人会出现中间密度脂蛋白 IDL 各类脂蛋白作用CM主要是运输外源性甘油三酯 食物中的甘油三酯经酶水解被小肠上皮吸收合成CM VLDL主要运输内源性甘油三酯 肝脏可把葡萄糖和脂肪酸合成甘油三酯和胆固醇 装配成VLDL LDL主要运输内源性胆固醇到外周组织 HDL参与胆固醇逆向转运 将外周的胆固醇运送到肝脏代谢 第八章 简述呼吸链和各个组成成分的作用 体内能量的产生方式有哪些 确定氧化磷酸化偶联部位的方法有哪些 一般的 有氧呼吸和无氧呼吸 通过体内一系列的生化反应产生能量物质 常见的能量物质有ATP GTP 影响氧化磷酸化的因素有哪些 1 呼吸链抑制剂 能够阻断呼吸链中某部位电子传递而使氧化受阻的物质 药物或毒物 称为呼吸链抑制剂 如鱼藤酮 粉蝶霉素A及异戊巴比妥 安密妥等 它们与NADH Q还原酶中的铁硫蛋白结合 阻断电子由NADH向CoQ的传递 抗霉素A 二巯基丙醇抑制Cytb与Cytc1间的电子传递 氰化物 叠氮化物 H2S及C0抑制细胞色素氧化酶 使电子不能传递给氧 2 氧化磷酸化抑制剂 与呼吸链抑制剂不同 这类试剂的作用特点是既抑制氧的利用又抑制ATP的形成 但不直接抑制电子传递链上载体的作用 氧化磷酸化抑制剂的作用是直接干扰ATP的生成过程 由于它干扰了由电子传递的高能状态形成ATP的过程 结果也使电子传递不能进行 寡霉索和二环己基羰二亚胺就属于这类抑制剂 它们与ATP合酶的F0单位结合阻止了H 从质子通道回流 使磷酸化过程无法完成 因此阻断完整线粒体的氧化磷酸化 3 解偶联剂 这类化合物的作用是使电子传递和ATP形成两个偶联过程分离 故称解偶联剂 这类化合物只抑制ATP的生成过程 不抑制电子传递过程 使电子传递所产生的自由能都转变为热能 因为这类试剂使电子传递失去正常的控制 造成过分地利用氧和燃料作用物 而能量得不到储存 典型的解偶联剂是2 4 二硝基酚 DNP 因DNP为脂溶性物质 在线粒体内膜中可自由移动 当其进入基质后可释出H 返回胞液侧后可再结合H 从而使H 的跨膜梯度消除 使氧化过程释放的能量不能用于ATP的合成反应 因此也称为质子载体 其他一些酸性芳香族化合物 如双香豆素 三氟甲氧基苯腙羰基氰化物 水杨酰苯胺等 也有同样作用 解偶联剂对作用物水平的磷酸化没有影响 4 甲状腺激素可促进氧化磷酸化和产热5 mtDNA突变可影响氧化磷酸化 第九章 简述体内氨基酸的脱氨基的方式 脱氨基作用是氨基酸分解代谢的主要途径 体内的氨基酸可通过多种方式脱去氨基 包括L 谷氨酸脱氢酶催化脱氨基作用 转氨基作用 联合脱氨基作用及嘌呤核苷酸循环 其中联合脱氨基作用是氨基酸脱氨基的主要方式 所谓联合脱氨基 是指氨基酸的转氨基作用和氧化脱氨基作用的联合 其过程是氨基酸首先与 酮戊二酸在转氨酶催化下生成相应的 酮酸和谷氨酸 谷氨酸在L 谷氨酸脱氢酶作用下生成 酮戊二酸和氨 酮戊二酸再继续参与转氨基作用 简述体内氨的来源和去路 来源 1氨基酸脱氨基作用生成的氨2由肠道吸收的氨 包括食物蛋白质在大肠内经腐败作用生成的氨和尿素在肠道细胞脲酶作用下产生成的氨3肾脏泌氨 谷氨酰胺在肾小管上皮细胞中的谷氨酰胺酶的催化下生成氨去路 1在肝脏内合成尿素 氨在体内的主要去路是在肝脏生成无毒的尿素让后由肾脏排泄 这是集体对氨的一种解毒方式2谷氨酰胺的合成 氨与谷氨酸在谷氨酰胺合成酶的作用下合成谷氨酰胺 谷氨酰胺即为解毒产物也是储存于运输形式3氨可以是一些 酮酸经联合脱氨基逆行氨基化而合成相应的非必需氨基酸 4氨还可以参加嘌呤碱和嘧啶碱的合成常见的一碳单位有哪些 有什么生理意义 一碳单位 onecaronunit 指某些氨基酸分解代谢过程中产生含有一个碳原子的基团 包括甲基 亚甲基 甲烯基 甲快基 甲酚基及亚氨甲基等 一碳单位具有一下两个特点 1 不能在生物体内以游离形式存在 2 必须以四氢叶酸为载体 能生成一碳单位的氨基酸有 丝氨酸 色氨酸 组氨酸 甘氨酸 一碳单位的主要生理功能是 合成嘌呤和嘧啶的原料 氨基酸与核苷酸代谢的枢纽 参与S 腺苷蛋氨酸 SAM 生物合成 生物体各种化合物甲基化的甲基来源 第十章 简述核苷酸的从头合成的各元素来源 一天二碳三谷氨 四五七是甘氨酸 第六位上二氧碳 八九位上同二三简述核苷酸的补救合成的酶及其意义 1 嘌呤核苷酸的补救合成有两种方式参与补救合成的酶 腺嘌呤磷酸核糖转移酶APRT 次黄嘌呤 鸟嘌呤磷酸核糖转移酶HGPRT 腺苷激酶2 核苷酸的补救合成生理意义 补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗 体内某些组织器官 如脑 骨髓 脾等只能进行补救合成 具有重要的生理意义 基因缺陷导致HGPRT完全缺失 自毁容貌症亦称Lesch Nyhan综合症 罕见的性染色体X连锁遗传病 使用别嘌呤醇饲喂小鸡 会出现什么现象 为什么 别嘌呤醇的结构特点及作用 别嘌呤醇是一种嘌呤类似物 其与代谢产物羟嘌呤醇通过抑制黄嘌呤氧化酶的活性 阻止次黄嘌呤转为黄嘌呤 黄嘌呤进一步转变成尿酸的过程 进而使尿酸生成减少 血尿酸水平降低 血液及尿液中的尿酸含量降低到溶解度以下的水平 可防止尿酸结晶的沉积 有助于痛风石及尿酸结晶的重新溶解 第十一章 什么叫生物转化 有哪些方式 机体在排泄非营养物质之前 需对他们进行代谢转变 使其水溶性增高 极性增强 易于通过胆汁和尿排出 这一过程被称为生物转化主要可分为两相 第一相反应主要是氧化 还原 水解第二相反应主要是结合简述胆红素的种类及特点 第十三章 真核基因和基因组的结构特点有哪些 1 真核生物基因组DNA与蛋白质结合形成染色体 储存于细胞核内 除配子细胞外 体细胞内的基因的基因组是双份的 即双倍体 diploid 即有两份同源的基因组 2 真核细胞基因转录产物为单顺反子 一个结构基因经过转录和翻译生成一个mRNA分子和一条多肽链 3 存在重复序列 重复次数可达百万次以上 4 基因组中不编码的区域多于编码区域 5 大部分基因含有内含子 因此 基因是不连续的 6 基因组远远大于原核生物的基因组 具有许多复制起点 而每个复制子的长度较小 第十四章 DNA复制的基本特征是什么 1 半保留复制2 半不连续复制3 双向复制4 具有高保真性参与DNA复制的酶有何作用 1 原核生物 以大肠杆菌为例 DnaB解螺旋 SSB结合蛋白维持DNA的单链形态 DNA拓扑异构酶恢复DNA正常的拓扑学性质 DnaG催化引物生成 DNApol 催化dNTP按5 3 方向合成DNA DNA连接酶连接冈崎片段2 真核生物 DNApol 解螺旋 SSB结合蛋白维持DNA的单链形态 DNA拓扑异构酶恢复DNA正常的拓扑学性质 DNApol 催化引物生成 DNApol 催化dNTP按5 3 方向合成DNA DNA连接酶连接冈崎片段 既有持续合成DNA的能力 又有校正功能 由它完成复制 相当于大肠杆菌DNApol 合成引物 相当于大肠杆菌DNApol 参与校对和修复 一种修复酶 线粒体DNA合成 简述端粒的组成及作用 1 端粒的组成 由末端成串的短重复序列构成 该重复序列通常一条链富含T G 另一条链富含A C2 端粒酶的组成 端粒酶RNA humantelomeraseRNA hTR 端粒酶协同蛋白 humantelomeraseassociatedprotein1 hTP1 端粒酶逆转录酶 humantelomerasereversetranscriptase hTRT 3 功能 稳定染色体末端结构 防止染色体之间末端连接 维持DNA复制的完整性 第十五章 DNA损伤的因素有哪些 一 体内因素DNA复制错误 DNA自身的不稳定性 机体代谢过程中产生的活性氧 二 体外因素1 物理因素 电离辐射 UV2 化学因素 自由基导致DNA损伤 碱基类似物导致DNA的损伤 碱基修饰剂 烷基剂对DNA的损伤 嵌合剂对DNA的损伤3 生物因素 病毒 如麻疹 风疹 疱疹等 在宿主细胞内通过整合作用将其自身的遗传物质整合到宿主细胞染色体的DNA上 改变宿主细胞的DNA结构和序列 DNA损伤的类型有哪些 1 碱基损伤与糖基破坏 化学毒物可通过对碱基的某些基团进行修饰而改变碱基的性质 由于碱基损伤或糖基破坏 在DNA链上可能形成一些不稳定点 最终可导致DNA链的断裂 2 碱基之间发生错配 碱基类似物的掺入 碱基修饰剂的作用可改变碱基的性质 导致DNA序列中的错误配对 在正常的DNA复制过程中 存在着一定比例的自发碱基错配 最常见的是组成RNA的尿嘧啶替代胸腺嘧啶掺入到DNA分子中 3 DNA链发生断裂 电离辐射 化学毒剂 磷酸二酯键的断裂 脱氧戊糖的破坏 碱基的损伤和脱落引起DNA双螺旋局部变性 形成酶敏感性位点 特异的核酸内切酶能识别并切割这样的部位 造成链断裂 DNA链上被损伤的碱基也可以被另一种特异的DNA 糖基化酶除去 形成无嘌呤嘧啶位点 apurinic apyrimidinicsite APsite 或称无碱基位点 abasicsite 这些位点在内切酶等的作用下可形成链断裂 4 DNA的共价交联 DNA双螺旋链中的一条链上的碱基与另一条链上的碱基以共价键结合 称为DNA链间交联 DNAinterstrandcross linking DNA分子中同一条链中的两个碱基以共价键结合 称为DNA链内交联 DNAintrastrandcross linking DNA分子还可与蛋白质以共价键结合 称为DNA 蛋白质交联 DNAproteincross linking DNA损伤常见的修复机制有哪些 第十六章 大肠杆菌DNA复制和转录的区别是什么 简述原核生物转录终止的方式 1 依赖 因子的转录终止 因子结合 使RNA聚合酶变构 转录停顿 解螺旋酶拆离RNA DNA杂化链 2 非依赖 因子的转录终止DNA模板上靠近终止处 有些特殊的碱基序列 转录出RNA后 RNA产物形成特殊的结构来终止转录 茎环结构使RNA聚合酶