生物化学练习题.doc

氨基酸代谢一、名词解释1必需氨基酸:指的是人体自身不能合成或合成速度不能满足人体需要，必须从食物中摄取的氨基酸。2联合脱氨基作用:转氨基与谷氨酸氧化脱氨或是嘌呤核苷酸循环联合脱氨，以满足机体排泄含氮废物的需求。3转氨基作用:指的是一种-氨基酸的-氨基转移到一种-酮酸上的过程。4. 一碳单位:一碳单位就是指具有一个碳原子的基团。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、甲炔基、甲酰基及亚氨甲酰基等。5. -谷氨酰基循环:是指氨基酸从肠粘膜细胞吸收，通过定位于膜上的谷氨酰转肽酶催化使吸收的氨基酸与GSH反应，生成谷氨酰基氨基酸而将氨基酸转入细胞内的过程。由于该过程具有循环往复的性质，故称其为r谷氨酰循环。6. 鸟氨酸循环:指氨与二氧化碳通过鸟氨酸、瓜氨酸、精氨酸生成尿素的过程。7. 嘌呤核苷酸循环:指骨骼肌中存在的一种氨基酸脱氨基作用方式.转氨基作用中生成的天冬氨酸与次黄嘌呤核苷酸(IMP)作用生成腺苷酸代琥珀酸,后者在裂解酶作用下生成延胡索酸和腺嘌呤核苷酸,腺嘌呤核苷酸在腺苷酸脱氨酶作用下脱掉氨基又生成IMP的过程.8. 苯酮酸尿症:即苯丙酮尿症指体内苯丙氨酸羧化 酶缺陷，苯丙氨酸不能正常转变成酪氨酸，因此苯丙氨酸经转氨作用生成苯丙酮酸、苯乙酸等，并从尿里排出一种遗传性疾病。9. 多胺:多胺是一类含有两个或更多氨基的化合物，其合成的原料为鸟氨酸，关键酶是鸟氨酸脱羧酶。四、问答题1、简述丙氨酸葡萄糖循环及其生理意义。 答：肌肉中的氨基酸将氨基转给丙酮酸生成丙氨酸，后者经血液循环转运至肝脏经过联合脱氨基作用再脱氨基，放出的氨用于合成尿素；生成的丙酮酸经糖异生转变为葡萄糖后再经血液循环转运至肌肉重新分解产生丙酮酸，丙酮酸再接受氨基生成丙氨酸。丙氨酸和葡萄糖反复地在肌肉和肝之间进行氨的转运，故将这一循环过程称为丙氨酸-葡萄糖循环。 生理意义：是肌肉与肝之间氨的转运形式。使肌肉中的氨以无毒的丙氨酸形式运送至肝，同时肝也为肌肉提供了生成丙酮酸的葡萄糖。2 试述谷氨酰胺的生成和生理作用。 答：3与谷氨酸在谷氨酰胺合成酶的催化下，由合成供能，合成谷氨酰胺。谷氨酰胺经血液运往肝、肾后，在谷氨酰胺酶的作用下水解释放出3并生成谷氨酸。谷氨酰胺既是3的运输形式，也是3存储与解毒的形式。3 鸟氨酸循环与三羧酸循环有何联系。 答：鸟氨酸循环与三羧酸循环之间的联系：天冬氨酸提供氨，使瓜氨酸转变为精氨酸，天冬氨酸本身转变为延胡索酸进入三羧酸循环，最后又生成草酰乙酸，通过谷草转氨酶又生成天冬氨酸，因此，天冬氨酸鸟氨酸循环延胡索酸三羧酸循环天冬氨酸，这样周而复始相互促进两个循环的进行。即通过延胡索酸和天冬氨酸，可使尿素与三羧酸循环联系起来。4 嘌呤核苷酸循环与三羧酸循环有何联系。 答：三羧酸循环提供草酰乙酸，通过谷草转氨酶生成天冬氨酸，后者提供氨气使次黄嘌呤核苷酸转变为嘌呤核苷酸，提供氨气的天冬氨酸转变为延胡索酸又不断进入三羧酸循环。因此，三羧酸循环-转氨-嘌呤核苷酸循环-三羧酸循环，周而复始相互促进两个循环的进行。5 体内氨基酸除了作为合成蛋白质的原料外，还可转变成其它多种含氮的生理活性物质。试列举氨基酸与下列含氮物质的关系。（1）嘌呤核苷酸 （2）儿茶酚胺（3）精脒、精胺 答：（1）.谷氨酰胺，天冬氨酸，甘氨酸是嘌呤核苷酸合成的原料。 （2）.酪氨酸是儿茶酚胺的合成原料。 （3）.鸟氨酸是精脒、精胺的合成原料。6、 为什么说转氨基反应在氨基酸合成和降解过程中都起重要作用？ 答：1、在氨基酸合成过程中，转氨基反应是氨基酸合成的主要方式，许多氨基酸的合成可以通过转氨酶的催化作用，接受来自谷氨酸的氨基而形成。2、在氨基酸的分解过程中，氨基酸也可以先经转氨酶作用把氨基酸上的氨基转移到-酮戊二酸上形成谷氨酸，谷氨酸在酶的作用下脱去氨基。 脂类代谢三、名词解释1、必需脂肪酸 ：必需脂肪酸是指机体生命活动必不可少，但机体自身又不能合成，必需由食物供给的多不饱和脂肪酸 2、脂肪动员 ：储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为游离脂酸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 。 3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。 4、载脂蛋白：血浆脂蛋白中的蛋白质部分称为载脂蛋白，主要分A、B、C、D、E五类，主要在肝(部分在小肠)合成，载脂蛋白是构成血浆脂蛋白的重要组分。 5脂蛋白：与蛋白质结合在一起形成的脂质-蛋白质复合物。脂蛋白中脂质与蛋白质之间没有共价键结合，多数是通过脂质的非极性部分与蛋白质组分之间以疏水性相互作用而结合在一起。6VLDL ：极低密度脂蛋白（VLDL）的主要功能是运输肝脏中合成的内源性甘油三酯。无论是血液运输到肝细胞的脂肪酸，或是糖代谢转变而形成的脂肪酸，在肝细胞中均可合成甘油三酯。7CM ：主要含有外源性甘油三酯，是运输外源性甘油三酯及胆固醇的主要形式。 8HDL ：高密度脂蛋白是人体的主要脂蛋白之一，是血脂代谢的基本物质，具有清除血管内多余血脂、清除血垢、清洁血管的作用。9磷脂酶A1：作用于甘油的第1位酯键，使甘油磷脂的第一个脂肪酸水解下来。 10.类脂 ：主要是指在结构或性质上与油脂相似的天然化合物。11.脂类 ：由脂肪酸和醇作用生成的酯及其衍生物统称为脂类，这是一类一般不溶于水而溶于脂溶性溶剂的化合物。12.磷脂 ：也称磷脂类、磷脂质，是指含有磷酸的脂类，属于复合脂。磷脂组成生物膜的主要成分，分为甘油磷脂与鞘磷脂两大类，分别由甘油和鞘氨醇构成。 13.ACP：是一个相对分子质量低的蛋白质，它在脂肪酸合成中的作用犹如辅酶A在脂肪酸降解中的作用。14LDL :低密度脂蛋白（LDL）是由极低密度脂蛋白（VLDL）转变而来。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。15脂肪酸的氧化 ：脂肪酸在一系列酶的作用下，在碳原子和碳原子之间断裂，碳原子被氧化成羧基，生成含有两个碳原子的乙酰辅酶A，和较原来少两个碳原子的脂肪酸。四、问答题1脂肪在机体的能量代谢中有何作用？并叙述脂类消化吸收的特点。 答：作用：1.在大多数生物中脂肪是能量储存的主要形式 2.类脂，特别是磷脂和胆固醇是细胞膜的主要组成成分，起着维持细胞的完整，区隔细胞内部的不同结构作用。3.有些特殊的脂质还起着某些特殊的作用。特点：主要部位在小肠。需胆汁酸盐的参与。有两条吸收途径，中短链脂肪酸通过门静脉系统吸收，长链脂肪酸、胆固醇、磷脂等通过淋巴系统吸收。甘油三酯在小肠粘膜细胞中需进行再合成。需载脂蛋白参与。2 简述机体利用脂肪氧化分解供能需要经过哪些步骤，才能使脂肪中所蕴涵的能量充分释放？ 答：1.脂肪酸在ATP、Co-SH、Mg2+存在下，由位于内质网及线粒体外膜的 脂酰CoA合成酶活化生成脂酰CoA.2长链脂酰-CoA分子通过肉碱-脂 酰转移酶的催化下进入线粒体内膜。3.脂肪酸通过氧化，水合，氧化， 断裂形成乙酰CoA.4.乙酰CoA通过三羧酸循环氧化产能，B-氧化产生 FADH和NADH进入电子传递链产能。 3. 1mol软脂酸氧化分解为CO2和H2O净生成多少摩尔ATP,请写出哪些过程发生能量变化。 答：FAD+脂酰CoA-反式2烯酰CoA+FADH,NAD+ +L-3-羟脂酰-CoA-B-酮脂酰-CoA+NADH,B-酮脂酰-CoA+NADH-乙酰CoA+脂酰CoA,脂肪酸+2ATP-脂酰CoA+ADP+PI 每个乙酰CoA经过三羧酸循环可产生10个ATP，FADH可产生1.5个ATP,NADH可产生2.5个ATP,该过程一共经过七个循环产生8个乙酰CoA，7个FADH,7个NADH,所以产生108个ATP,减去活化用的2个ATP,所以产生106个ATP.4.请比较脂肪酸的氧化与脂肪酸的生物合成的主要不同点。 答： (1)进行的部位不同，脂肪酸-氧化在线粒体内进行，脂肪酸的合成在胞液中进行。(2)主要中间代谢物不同，脂肪酸-氧化的主要中间产物是乙酰CoA，脂肪酸合成的主要中间产物是丙二酸单酚 CoA。(3)脂肪酰基的转运载体不同，脂肪酸-氧化的脂肪酰基转运载体是CoA，脂肪酸合成的脂肪酰基转运载体是ACP 。(4)参与的辅酶不同，参与脂肪酸-氧化的辅酶是FAD和NAD，参与脂肪酸合成的辅酶是NADPH。(5)脂肪酸-氧化不需要co2，而脂肪酸的合成需要co2。(6)反应发生时ADP/ATP比值不同，脂肪酸-氧化在 ADP/ATP 比值高时发生，而脂肪酸合成在ADP/ATP比值低时进行。(7)柠檬酸发挥的作用不同，柠檬酸对脂肪酸 -氧化没有激活作用，但能激活脂肪酸的生物合成。(8)脂酰CoA的作用不同，脂酰辅酶a对脂肪酸-氧化没有抑制作用，但能抑制脂肪酸的生物合成。 5 酮体是如何产生并被利用的，酮体的产生有着怎样的生理意义？ 答： 生成：两个乙酰辅酶A被硫解酶催化生成乙酰乙酰辅酶A，乙酰乙酰CoA再与第三个乙酰CoA分子结合，形成3-羟基-3-甲基戊二酰CoA，HMG CoA被HMG CoA裂解酶（HMG CoA lyase）裂解，形成乙酰乙酸和乙酰CoA，乙酰乙酸在-羟丁酸脱氢酶的催化下，用NADH还原生成羟丁酸，乙酰乙酸自发或由乙酰乙酸脱羧酶催化脱羧，生成丙酮。(1)酮体是脂酸在肝内正常的中间代谢产物，是甘输出能源的一种形式；（2）酮体是肌肉尤其是脑的重要能源。酮体分子小，易溶于水，容易透过血脑屏障。体内糖供应不足（血糖降低）时，大脑不能氧化脂肪酸，这时酮体是脑的主要能源物质。6 脂肪酸的生物合成在胞液中进行，作为合成原料的乙酰CoA是怎样从线粒体转移至胞液的。 答：乙酰CoA不能自由透过线粒体内膜，要通过柠檬酸一丙酮酸循环这种穿梭机制来实现。首先在线粒体内，乙酰CoA与草酰乙酸经柠檬酸合酶催化缩合成柠檬酸，经由线粒体内膜上柠檬酸转运体协助进入胞液。胞液中柠檬酸裂解酶催化裂解为乙酰CoA和草酰乙酸(要消耗ATP)。乙酰CoA可用以合成脂肪酸，而草酰乙酸转变成丙酮酸，经线粒内膜上丙酮酸转运体协助进入线粒体，故称柠檬酸一丙酮酸循环。 7. 乙酰CoA在脂类代谢中有哪些作用答：乙酰CoA是糖、脂肪、氨基酸氧化时的重要中间产物。乙酰CoA是能源物质代谢的重要中间代谢产物，在体内能源物质代谢中是一个枢纽性的物质。糖、脂肪、蛋白质三大营养物质通过乙酰CoA汇聚成一条共同的代谢通路三羧酸循环和氧化磷酸化，经过这条通路彻底氧化生成二氧化碳和水，释放能量用以ATP的合成。乙酰CoA是合成脂肪酸、酮体等能源物质的前体物质，也是合成胆固醇及其衍生物等生理活性物质的前体物质。8 在脂类代谢中哪些与HMG CoA有关？ 答：HMG CoA是由3分子的乙酰CoA缩合而成。在肝细胞中，HMG CoA可被HMG CoA裂解酶催化生成酮体，在几乎全身各组织（成人脑组织及成熟的红细胞除外）HMG CoA可被HMG CoA还原酶催化生成甲羟戊酸并用于胆固醇的合成。9 磷脂的主要生理功能是什么？脑磷脂的生物合成需要哪些原料，通过哪条途径合成？ 答： 磷脂是脂双层的主要成分，对于活化细胞，维持新陈代谢，基础代谢及荷尔蒙的均衡分泌，增强人体的免疫力和再生力，都能发挥重大的作用。 由甘油、脂肪酸、磷酸和乙醇胺组成脑磷脂。-磷酸甘油二酯先与CTP作用生成CDP-甘油二酯，再与丝氨酸反应生成磷脂酰丝氨酸，后者直接脱羧即生成脑磷脂。10 什么是载脂蛋白？它们有哪些作用？答: 载脂蛋白，它是脂蛋白中的蛋白质部分，按发现的先后分为A、B、C、E等，在血浆中起运载脂质的作用，还能识别脂蛋白受体、调节血浆脂蛋白代谢酶的活性。 核苷酸代谢一、名词解释1嘌呤核苷酸从头合成：利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料合成核苷酸的过程。2嘌呤核苷酸补救合成：由嘌呤碱与5-磷酸核糖焦磷酸在磷酸核糖转移酶的作用下形成嘌呤核苷酸。3硫氧还蛋白：是一种小型氧化还原调节蛋白,在维持细胞氧化还原体内平衡和细胞存活扮演重要的角色，并且在许多癌症细胞中高度表达。4抗代谢物：有些人工合成的或天然存的化合物的结构，与生物体内的一些必需的代谢物很相似，将其引入生物体后，与体内的必需代谢物会发生特异性和拮抗作用，从而影响生物体中的正常代谢，这些化合物为抗代谢物。5核苷酸合成的反馈调节在：指核苷酸合成过程中，反应产物对反应过程中某些调节酶的抑制作用，反馈调节一方面使核苷酸合成能适应机体的需要，同时又不会合成过多，以节省营养物质及能量的消耗。四、问答题1试述核苷酸在体内的重要生理功能。 答：核苷酸具有多种生物学功用，表现在（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，参与细胞内信息传递；（4）作为许多辅酶的组成部分，如腺苷酸是构成辅酶、辅酶、FAD.辅酶A等的重要部分；（5）活化中间代谢物的载体，如UDP-葡萄糖是合成糖原等的活性原料，GDP-二酰基甘油是合成磷脂的活性原料，PAPS是活性硫酸的形式，SAM是活性甲基的载体等。2 试述磷酸核糖焦磷酸（PRPP）在核苷酸代谢中的重要性。 答：PRPP是嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸从头合成的重要中间产物，也参与嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的补救合成。它是由HMS代谢途径中的重要物质5-磷酸核糖经PRPP焦磷酸激酶催化与ATP反应而生成的，是核苷酸合成的极其重要的前提。3 比较氨基甲酰磷酸合成酶I和氨基甲酰磷酸合成酶II在合成代谢的异同？ 答：这两个酶是同工酶，氨基甲酰磷酸合成酶1主要存在于线粒体中，将氨、二氧化碳合成为氨基甲酰磷酸参与鸟氨酸循环。氨基甲酰磷酸合成酶2存在于胞浆中，氨基甲酰磷酸合成酶2的氨来源于谷氨酰胺，将谷氨酰胺的氨基与二氧化碳结合形成氨基甲酰磷酸参与嘧啶合成。4 试讨论各类核苷酸抗代谢物的作用原理及其临床应用。 答：5-氟尿嘧啶、6-巯基嘌呤、氨基喋呤和氨甲喋呤、氮杂丝氨酸等核苷酸抗代谢物均可作为临床抗肿瘤药物，其各自机理如下表所示：抗肿瘤药物 5-氟尿嘧啶：抑制胸腺嘧啶核苷酸合成酶 6-巯基嘌呤：抑制IMP转变为AMP和GMP的反应；抑制IMP和GMP的补救合成氨基喋呤和氨甲喋呤：抑制二氢叶酸还原酶氮杂丝氨酸：干扰嘌呤、嘧啶核苷酸的合成5什么是痛风症？并说明临床治疗原理。答：痛风是一代谢疾病，因为尿酸代谢异常，血液中的尿酸浓度持续偏高，导致尿酸结晶形成沉积在关节，进而引起的痛风性关节炎。 治疗原理：结构与次黄嘌呤很相似的别嘌呤醇对黄嘌呤氧化酶有很强的抑制作用。经别嘌呤醇治疗的患者排泄黄嘌呤和次黄嘌呤以代替尿酸，别嘌呤醇可被黄嘌呤氧化酶氧化成别黄嘌呤。核酸的生物合成三、名词解释1遗传密码 : 遗传密码又称密码子、遗传密码子、三联体密码。指信使RNA(mRNA）分子上从5端到3端方向，由起始密码子AUG开始，每三个核苷酸组成的三联体。 2密码的摆性: 遗传密码的摆动性，翻译过程氨基酸的正确加入，需靠mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子相互以碱基配对辩认。密码子与反密码子配对，有时会出现不遵从碱基配对规律的情况，称为遗传密码的摆动现象。 3IF和eIF : IF指翻译起始阶段端结合到核糖体小亚基上的一些蛋白质，翻译是蛋白质生物合成中的一部分。EIF:真核生物的蛋白翻译起始是一个复杂的细胞活动进程，它需要一系列的蛋白参与，这些蛋白就被称为真核翻译起始因子(简称为eIF)。 4核糖体的P位：肽基部位或供位:主要在小亚基上,是释放tRNA的部位 5起始者tRNA： 指能特异性地认别mRNA上的起始密码子，是使蛋白质合成开始的tRNA。 6核糖体结合序列：核糖体结合位点是mRNA上的特异性序列，核糖体可以识别并结合这一序列来启动翻译过程。 7转肽酶和转位酶：转肽酶：在蛋白质生物合成过程中肽键的形成具有必须的作用。转肽酶识别特异多肽，催化不同的转肽反应。转位酶：由3-4个Sec61蛋白复合体构成的一个类似炸面圈的结构，每个Sec61蛋白由三条肽链组成。 8释放因子（RF）：识别终止密码子引起完整的肽链和核糖体从mRNA上释放的蛋白质。 9与反密码的摆动配对：密码子的专一性主要由头两位碱基决定，而第三位碱基有较大的灵活性。当第三位碱基发生突变时，仍能翻译出正确的氨基酸，从而使合成的多肽仍具有生物学活性。 10多核蛋白体：细胞内多个核蛋白体链接在同一条mRNA分子上，进行蛋白质合成。这种聚合体称为多核蛋白体。11核蛋白体循环：核蛋白体循环是指活化的氨基酸在核糖体上，以mRNA为模板合成多肽链的过程。12Shine-Dalgarno序列（S-D序列）：mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列。SD序列在细菌mRNA起始密码子AUG上游10个碱基左右处，有一段富含嘌呤的碱基序列，能与细菌16SrRNA3端识别，帮助从起始AUG处开始翻译。四、问答题1在蛋白质生物合成中，各种RNA起什么作用？ 答：mRNA是翻译的直接模板，以三联体密码子的方式把遗传信息传递为蛋白质的一级结构信息。tRNA是氨基酸搬运的工具，以氨基酰-tRNA的方式使底物氨基酸进入核糖体生成肽链。rRNA与核内蛋白质组成核糖体，作为翻译的场所。2 如何查阅遗传密码字典？答：查的时候，这部特殊的字典的查法，是先取左边第一碱基一个字母，再取上面第二碱基的一个字母，最后取右边第三碱基的一个字母，合起来就是一个氨基酸。例如CUU代表亮氨酸，AAG代表赖氨酸，GAG代表谷氨酸，AAU代表天冬氨酸等。更有趣的是，密码里还有句号，用来表示氨基酸连成一个段落。这部生物“字典”，适用范围即适用于从细菌到人类的一切生物。3 怎样用实验证明核糖体是蛋白质生物合成的场所？答：用同位素标记的氨基酸，加入胞浆蛋白提取液，提取夜中有蛋白生物合成所需的各种成分，再加适当的mRNA模板，即可进行试管内蛋白质合成。分析氨基酸的插入会发现，同位素最先出现于核糖体，然后较长时间才出现于细胞其他组分。用标记氨基酸注射动物，取肝脏分离收集各种细胞器做同位素测定，得出类似结果。4 简述蛋白质生物合成的延长过程。答：蛋白质生物合成过程的延长阶段又成核糖体循环，每个循环分进位、成肽、转位三步。（ 1 ）进位（又称注册），即氨基酰 -tRNA 进入核糖体 A 位的过程，需要延长因子 EF-T 参与。进位完成后，核糖体 P 位有 起始氨基酰 -tRNA （原核生物为 fMet-tRNA fMet 、真核生物为 Met-tRNA i Met ） （第二轮以后则为肽酰 -tRNA ）。 （ 2 ）成肽。在转肽酶的催化下，核糖体 P 位上的起始氨基酰 -tRNA 的 N- 甲酰甲硫氨酰基（原核生物）（真核生物为甲硫氨酰基）或肽酰 -tRNA 的肽酰基转移到 A 位并与 A 位上氨基酰 -tRNA 的 - 氨基结合形成肽键，肽链延长一个氨基酸残基。成肽反应在 A 位上进行，成肽后肽酰 -tRNA 占据核糖体 A 位，卸载的 tRNA 留在 P 位。（ 3 ）转位。在转位酶的催化下，核糖体向 mRNA 的 3 端移动一个密码子的距离，使 mRNA 序列上的下一个密码子进入核糖体的 A 位，而占据 A 位的肽酰 -tRNA 移入 P 位，卸载的 tRNA 移入 E 位。转位后 A 位留空并对应下一组三联体密码，准备下一轮核糖体循环。5 翻译的终止过程如何与下一轮的起始过程相衔接？答：翻译终止过程是RF占领了A位，使转肽酶显现酯酶活性，把肽酰-tRNA之间的酯键水解而释出肽链。肽链脱落后，tRNA、mRNA还是连结在核糖体上。核糖体释放因子分别把tRNA、mRNA从核糖体上释放下来。最后核糖体大、小亚基需拆离，才开始下一次翻译。这过程是由翻译起始因子(原核生物为IF-3、及IF-1，真核生物是eIF-3)促进的。可见翻译终止是和下一轮起始相衔接的。6 试述核蛋白体在蛋白质生物合成过程中的作用。答：核蛋白是指在细胞质内合成， 然后运输到核内起作用的一类蛋白质。如各种组蛋白、DNA合成酶类、RNA转录和加工的酶类、各种起调控作用的蛋白因子等。核蛋白一般都含有特殊的氨基酸信号序列， 起蛋白质定向、定位作用。7 与原核生物相比，真核生物中翻译的起始阶段有什么不同？答：真核生物中编码蛋白质的基因通常是间断的、不连续的，由于转录时内含子和外显子是一起转录的，因而转录产生的信使RNA必须经过加工，将内含子转录部分剪切掉，将外显子转录部分拼接起来，才能成为有功能的成熟的信使RNA。而原核生物的基因由于不含有外显子和内含子，因此，转录产生的信使RNA不需要剪切、拼接等加工过程。 再有，原核生物基因的转录和翻译通常是在同一时间同一地点进行的，即在转录未完成之前翻译便开始进行。如大肠杆菌乳糖分解代谢过程中，三个结构基因的转录和翻译就是同时在细胞质中进行的。真核生物由于有细胞核，核膜将核质与细胞质分隔开来，因此，转录是在细胞核中进行的，翻译则是在细胞质中进行的。可见,真核生物基因的转录和翻译具有时间和空间上的分隔。上述真核生物基因转录后的剪切、拼接和转移等过程，都需要有调控序列的调控，这种调控作用是原核生物所没有的。8 新合成多肽链的翻译后加工包括哪些主要内容？答：1.氨基端和羧基端的修饰：在原核生物中几乎所有蛋白质都是从N-甲酰蛋氨酸开始，真核生物从蛋氨酸开始。甲酰基经酶水介而除去，蛋氨酸或者氨基端的一些氨基酸残基常由氨肽酶催化而水介除去。包括除去信号肽序列。因此，成熟的蛋白质分子N-端没有甲酰基，或没有蛋氨酸。同时，某些蛋白质分子氨基端要进行乙酰化在羧基端也要进行修饰。2.共价修饰：许多的蛋白质可以进行不同的类型化学基团的共价修饰，修饰后可以表现为激活状态，也可以表现为失活状态。主要有磷酸化，糖基化，羟基化，二硫键的形成和亚基的聚合等等9某基因的一段编码链的碱基序列是CAGTATCCTAC-GATTTGG3，据此写出相应mRNA碱基序列，再按三联体密码原则（查密码表）写出应有肽段的aa序列。答：mRNA碱基序列：GUCAUAGGAUG-CUAAACC3 氨基酸序列：Val-Ile-Gly-Cys核酸的生物合成一、名词解释 1、半保留复制:DNA复制过程中，每个子代分子的一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的，这种方式称为半保留复制。2、复制叉：是DNA复制时在DNA链上通过解旋、解链和SSB蛋白的结合等过程形成的Y字型结构称为复制叉。3、Klenow片段：又名DNA聚合酶I大片段E.coli DNA聚合酶经胰蛋白酶或枯草杆菌蛋白酶部分水解生成的C末端605个氨基酸残基片段。4、前导链：:与复制叉移动的方向一致，通过连续的5-3聚合合成的新的DNA链。5、启动子：是位于结构基因5端上游的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA准确的结合并具有转录起始的特异性。6、内含子：在转录后的加工中，从最初的转录产物除去的内部的核苷酸序列。内含子是阻断基因线性表达的序列。7、简并密码子（degenerate codon）：一个氨基酸由一个以上的三联体密码编码的现象叫做密码子的简并性。其中的密码就叫做简并密码子。8、开放读码框（open reading frame）：是DNA上的一段碱基序列，由于拥有特殊的起始密码子和直到可以从该段碱基序列产生合适大小蛋白才出现的终止密码子，该段碱基序列编码一个蛋白。9、信号肽（signal peptide）：常指新合成多肽链中用于指导蛋白质的跨膜转移（定位）的N-末端的氨基酸序列（有时不一定在N端）。10、锌指(zine finger)：一种常出现在DNA结合蛋白中的一种结构基元。是由一个含有大约30个氨基酸的环和一个与环上的4个Cys或2个Cys和2个His配位的Zn2+构成，形成的结构像手指状。11、亮氨酸拉链(leucine zipper)：出现在DNA结合蛋白质和其它蛋白质中的一种结构基元（motif）。当来自同一个或不同多肽链的两个两用性的-螺旋的疏水面（常常含有亮氨酸残基）相互作用形成一个圈对圈的二聚体结构时就形成了亮氨酸拉链。12、反馈抑制（Feedback inhibition）：是指最终产物抑制作用，即在合成过程中有生物合成途径的终点产物对该途径的酶的活性调节，所引起的抑制作用。13.不对称转录：不同基因的模板链与编码链，在DNA分子上并不是固定在某一股链，这种现象称为不对称转录。14.编码链：双链DNA中，不能进行转录的那一条DNA链，该链的核苷酸序列与转录生成的RNA的序列一致（在RNA中是以U取代了DNA中的T），又称有义链15.RNA聚合酶的核心酶：大肠杆菌的RNA聚合酶全酶由5个亚基组成（2，），没有基的酶叫核心酶。16.Rho因子：是指在细胞遗传学当中，是一种与转录终止相关的原核蛋白。17.hnRNA：在真核生物中，最初转录生成的RNA称为不均一核RNA18.外显子：是真核生物基因的一部分，它在剪接(Splicing)后仍会被保存下来，并可在蛋白质生物合成过程中被表达为蛋白质。19.核酶：是具有催化功能的RNA分子，是生物催化剂，可降解特异的mRNA序列。问答题1、在复制时DNA解螺旋影响的超螺旋密度。在DNA拓扑异构酶不在的时候，复制叉前面的DNA过分超螺旋，而复制叉后面的DNA螺旋不足。复制叉前面的DNA超螺旋密度如果超过十014复制叉将停止前进。假定一个6000 bp的质粒在体外以双向复制而反应体系中没有拓扑异构酶。质粒原先的 =-0.06，问在复制叉停止前进以前每个复制叉多少碱基对被解螺旋并复制？假定每个复制叉运动速度相同，且体系中存在着除了拓扑异构酶以外的所有DNA延长所需的成分。4、叙述DNA聚合酶，RNA聚合酶所催化的反应的异同点。 答：相同点：都能以DNA为模板，从5向3进行核苷酸或脱氧核苷酸的聚合反应。不同点:DNA聚合酶识别脱氧核糖核苷酸，在DNA复制中起作用；而RNA聚合酶聚合的是核糖核苷酸，在转录中起作用。5、一个双螺旋DNA片段的模板链含有顺序：（5）GTTAACACCCCTGACTTCGCGCCGTCG （a）写出从这条链转录产生的 mRNA的碱基顺序； （b）从（a）中的 mRNA的 5末端开始翻译产生的肽链的氨基酸顺序是什么； （c）如果这条DNA的互补链被转录和翻译，产生的氨基酸顺序和 （b）中的一样吗？解释你的答案的生物学重要性。（6分）答：（a）其转录产生的mRNA序列为：5CGACGGCGCGAAGUCAGGGGUGUUAAC3（b）其编码的肽链为：ArgArgArgGluValArgGlyValLys（c）如果是这条DNA链的互补链转录和翻译，产生的肽链的氨基酸顺序不一样。因为反平行的互补链没有相同的碱基顺序。这种情况的重要生物学意义在于同一段 DNA双 螺旋可以用不同互补链为不同基因编码。提高DNA信息量。6 何谓DNA的半不连续复制？何谓冈崎片段？试述冈崎片段的合成过程？答：在一个复制叉中，前导链是连续合成的，滞后链是不连续合成的，一个连续一个半不连续叫做半不连续复制。DNA复制时，在滞后链上，较短的DNA片段（大约1000-2000个核苷酸）是在分段合成引物的基础上，非连续合成的，这些不连续的DNA片段最先由日本科学家冈崎在电子显微镜下发现，故称为冈崎片断(Okazaki fragment)。引发体在滞后链上沿53方向不停的移动(这是一种相对移动，也可能是滞后链模板在移动)，在一定距离上反复合成RNA引物。DNA聚合酶从RNA引物的3，-OH 端合成冈崎片段。7 DNA的复制分为哪几个阶段？其主要特点是什么？复制的起点时如何控制的？ 答：就大肠杆菌复制过程来说：包括复制起始，延伸，终止起始：有DnaA，Hu蛋白，DnaC,DnaB ,SSB蛋白参与，引物合成E催化合成RNA引物延伸：RNA引物上DNA链的合成及延伸终止：复制叉在终止区相遇，复制结束，通过修补方式填补终止区。无论是原核生物还是真核生物，的复制主要是从固定的起始点以双向等速的复制方式进行的。复制叉以分子上某一特定顺序为起点，向两个方向等速前进。8 真核生物染色体DNA的端粒有何功能？它们是如何形成的？答：真核生物线形染色体的末端具有一种特殊的结构，称为端区或端粒。端区结构中有核苷酸重复序列，一般在一条链上为TxGy，互补链为CyAx，x与y大约在1-4范围内，人的端粒区含有TTAGGG重复序列。端区具有保护 DNA双链末端，使其免遭降解及彼此融合的功能。端区的平均长度随着细胞分裂次数的增多及年龄的增长而变短，可导致核生物染色体稳定性下降，并导致衰老。其分子机制在于，线形DNA分子不能从末端核苷酸外合成RNA引物，如此染色体将逐代缩短。但是在生殖细胞、胚胎细胞和肿瘤细胞中，由于有端粒酶，所以并不出现这种情况。 端粒酶是一种由 RNA和蛋白质组成的酶，RNA和蛋白质都是酶活性必不可少的组分。可看作是一种反转录酶。此酶组成中的RNA可作为模板，催化合成端区的DNA片段。端粒酶催化合成端区，在保证染色体复制的完整性上有重要意义。9 核苷、核苷酸、核酸三者在分子结构上有怎样的关系？答：核苷酸是一个或多个磷酸基团通过与一个核苷上的糖基部位缩合成二酯键而形成的一种化合物。核酸是由核苷酸相互连接形成长的多核苷酸链。两个核苷酸之间的连接通常是通过3，5-磷酸二酯键将一个核苷酸的磷酸基团与另一个核苷酸的脱氧核糖连接。核苷是由碱基和五碳糖(核糖或脱氧核糖)连接而成，即嘌呤的N-9或嘧啶的N-1与核糖或脱氧核糖的C-1通过糖苷键连接而成的化合物。10. 比较原核生物和真核生物的RNA聚合酶有何不同？答：真核生物的RNA聚合酶目前已发现有三种。RNA聚合酶存在于核仁中，转录rRNA顺序。RNA聚合酶存在于核质中，转录大多数基因(严格说是催化各种前体mRNA的合成)，需要“TATA”框。RNA聚合酶存在于核质中，转录很少几种基因如tRNA基因如5SrRNA基因。原核生物：细菌中只发现一种RNA聚合酶，能催化mRNA，tRNA和rRNA等的合成，研究得比较清楚的是大肠杆菌的RNA聚合酶.11. 转录产物为5-AGCGUUCUA-3，写出与之相对应的模板链、编码链，并注明方向。 答：模板链：3-TCGCAAGAT-5 编码链：5-AGCGTTCTA-312.原核物生转录起始的-35区和-10区序列分别是什么，有何作用？是怎样发现和证实的？ 在转录的-35附近，一个Sextama框，是RNA聚合酶的识别和初始结合位点；b：在转录的-10附近一段核苷酸序列，TATA序列，称为Pribnow框，是RNA聚合酶的结合位点。13. 简述原核生物RNA聚合酶各亚基的功能在转录中的动向。答：a亚基：酶的装配与启动子上游元件和活化因子结合。 B亚基：结合核苷酸底物催化磷酸二酯键形成 B亚基：与模板DNA结合 亚基：识别启动子促进转录的起始 W亚基：未知14. 转录空泡和转录起始复合物有何区别？答：转录空泡是转录延长过程中观察到的，由局部开链的DNA、RNA聚合酶和依附于模板链的RNA产物三部分构成。转录起始复合物并未生成RNA链，是第一位核苷酸加入到酶-模板上的复合物，和转录空泡的区别仅在于未生成RNA链。15. 比较原核生物和真核生物在转录起始时在DNA模板上供RNA聚合酶辨认和结合的位点。 答：转录模板上有被RNA聚合酶辨认和结合的位点。在转录起始之前被RNA聚合酶结合的DNA部位称为启动子。典型的原核生物启动子序列是-35区的TTGACA序列和-10区的Pribnow盒即TATAAT序列。真核生物的转录上游调控序列统称为顺式作用元件,主要有TATA盒、CG盒、上游活化序列(酵母细胞)、增强子等等。和顺式作用元件结合的蛋白质都有调控转录的作用,统称为反式作用因子。反式作用因子已发现数百种,能够归类的称为转录因子(TF),相应于RNA-pol、的是TF、TF、TF。TF又有A、B、C、D、E、F多种及其亚类。16. 什么是转录因子？以RNA聚合酶的转录说明转录因子的作用？ 答：转录因子是一群能与基因5端上游特定序列专一性结合，从而保证目的基因以特定的强度在特定的时间与空间表达的蛋白质分子。 根据这些转录因子的作用特点可大致分为二类；第一类为普遍转录因子它们与RNA聚合酶共同组成转录起始复合物，转录才能在正确的位置上开始。普遍转录因子是由多种蛋白质分子组成的，其中包括特异结合在TATA盒上的蛋白质，叫做TATA盒结合蛋白，还有至成一组复合物叫做转录因子D。TFD再与RNA聚合酶结合完成转录起始复合物的形成。17. 原核生物有哪两种终止转录的方式？简述两种终止的过程。答：原核生物转录的终止有两种主要机制。一种机制是需要蛋白质因数（Rho）的参与，称为依赖因数(factor)的转录终止机制，另一种机制是在离体系统中观察到，纯化的RNA聚合酶不需要其他蛋白质因数参与，可使转录终止，称为不依赖因数的转录终止机制。1.Rho因子结合在新生的RNA链上，借助水解ATP获得能量推动其沿着RNA链移动，但移动速度比RNA聚合酶慢，当RNA聚合酶遇到终止子时便发生暂停，Rho因子得以赶上酶。Rho因子与RNA聚合酶相互作用，导致释放RNA，并使RNA聚合酶与该因子一起从DNA上释放下来。2.这种转录终止方式是由于在DNA模板上靠近终止处有些特殊的碱基序列，即较密集的A-T配对区或G-C配对区，这一部位转录出的RNA产物3端终止区一级结构有720碱基的反向重复序列，能形成具有茎和环的发夹结构，发夹结构3侧79碱基后有46个连续的U。RNA转录的终止即发生在此二级结构之内或之后。当新生成的RNA链3端出现发夹样局部二级结构时，RNA聚合酶就会停止作用，这可能是此二级结构改变了RNA聚合酶的构象，使酶不再向下游移动，磷酸二酯键停止形成，RNA合成终止。因此转录终止信号仍是RNA产物序列。在发夹结构后的连续U使RNA-DNA杂交链含多个U-A碱基配对而不稳定，容易解离，转录实际终止点在连续U末端的某一位点。局部解开的DNA恢复双螺旋，核心酶从模板上释放出来。18.原核生物的转录体系包括哪些成分？各有何主要功能？答：DNA的完整转录单位-启动子与结构基因（双链DNA中一条链为模板链）；NTP:合成RNA的原料；RNA-pol：促进转录的起始与延长；因子：促进转录的终止。19. 简述原核生物转录的全过程。答：启动RNA聚合酶正确识别DNA模板上的启动子并形成由酶、DNA和核苷三磷酸(NTP)构成的三元起始复合物，转录即自此开始。 延伸亚基脱离酶分子，留下的核心酶与DNA的结合变松，因而较容易继续往前移动。 终止转录的终止包括停止延伸及释放RNA聚合酶和合成的RNA。在原核生物基因或操纵