生物化学(动态部分)问答题参考答案.doc

精品文档2、1分子软脂酸完全氧化成CO2和H2O可生成多少分子ATP？并说明计算过程。1分子软脂酸经-氧化，则生成8分子乙酰CoA，7分子FADH2和7分子NADH+H+。1分子乙酰CoA在三羧酸循环中氧化分解，一个乙酰CoA生成12个ATP，所以 128=96ATP。7分子FADH2经呼吸链氧化可生成27=14 ATP。7分子NADH+H+经呼吸链氧化可生成37=21ATP。三者相加，减去消耗掉1个ATP，实得96+14+21-1=130mol/LATP。所以1分子软脂酸完全氧化，即可生成130分子ATP。3、简述遗传密码的基本性质。1)密码子不重叠。每3个核苷酸为一个单位，组成一个密码子，相互间不重复和交叉。2）密码子的通用型。所有的生物都共用一套密码子。3）密码子的简并性。除个别氨基酸外，一个氨基酸具有2个以上的密码子，且多是第三位的核苷酸不同。4)密码子的连续性。2个密码子之间没有任何核苷酸的间隔，是连续的进行排列的。5）密码子的摆动性。密码子与反密码子的配对关系，第一、二碱基的配对是标准的，第三个碱基为非标准配对，这种碱基的配对识别具有一定的摆动性。简述Chargaff 定则。在DNA的碱基组成规律为：嘌呤的总数等于嘧啶的总数（A+G=T+C）； A+C=G+T； A=T, G=C； DNA分子的碱基组成具有种属的特异性，但不具有组织器官的特异性。EMP途径在细胞的什么部位进行? 它有何生物学意义？EMP途径在细胞的细胞质中进行。其生物学意义为：为机体提供能量；是糖分解的有氧分解和无氧分解的共同途径；其中间产物是合成其他物质的原料；为糖异生提供基本的途径。氨基酸脱氨后产生的氨和a-酮酸有哪些主要的去路？氨的去路：在血液中通过丙氨酸，谷氨酰胺的形式进行转运，氨的再利用或储存；直接排出，或转变成尿酸、尿素而排出。a-酮酸的主要去路：合成氨基酸；氧化生成CO2及水；转变成脂肪和糖。三羧酸循环为什么只能在有氧条件下进行? 该循环对生物有何意义?三羧酸循环是机体获得能量的主要方式，所生成的NADH, FADH2需通过呼吸链的代谢后才能保证三羧酸循环的进行，而呼吸链是在有氧的条件下进行， 所以三羧酸循环也只能在有氧的条件下进行。三羧酸循环的生物意义：是机体获得能量的主要方式；是物质代谢的总枢纽，使糖、脂类、蛋白质代谢相互联系起来；其中间产物也可合成机体的其他物质。肽链合成后的加工处理主要有哪些方式？肽链合成后经过一定的处理才能形成活性的蛋白质。肽链的主要处理方式有：1）肽链末端的修饰，通过水解的方式去处末端的氨基酸； 2）肽链的共价修饰，对氨基酸的残基进行共价修饰，如磷酸化、乙酰化等方式。3）肽链的水解修饰，某些大分子蛋白质需经过水解修饰成若干个活性肽发挥作用。磷酸戊糖途径有什么生理意义？1）NADPH为许多物质的合成提供还原力； 2）维护红细胞及含巯基蛋白的正常； 3）联系戊糖代谢的途径； 4）为细胞提供能量。举2例说明核苷酸及其衍生物在代谢中的作用。ATP可以提供糖、脂肪、蛋白质等代谢过程中的能量；其含量的高低可影响代谢途径和代谢方向；可用于核酸的合成；物质的运输等。GTP可用于核酸的合成；可参与脂肪、蛋白质的代谢。或FAD、NADH、NADPH等参与氧化还原反应；储存生物能；通过呼吸链合成ATP等。 用色氨酸操纵子模型说明合成酶的阻遏机理。47. 色氨酸操纵子包括依次排列着的启动子（操作区）和五个结构基因（可生成5个与色氨酸合成有关的酶蛋白）。色氨酸操纵子的操纵基因不编码任何蛋白质，它是与有活性的阻遏蛋白结合的部位。阻遏蛋白是一种变构蛋白，当细胞中色氨酸水平低时，色氨酸阻遏蛋白处于失活状态，这时RNA聚合酶同启动子结合，使色氨酸合成酶基因转录。当细胞中色氨酸水平升高，色氨酸通过同其阻遏蛋白结合，改变了阻遏蛋白的构象，使其活化，激活了的阻遏蛋白同基因表达调控区中的操作区序列结合，阻断了RNA聚合酶同启动子结合，而导致色氨酸合成酶基因转录关闭。这是一种负调控机制。48. 简述三羧酸循环的关键酶及调节因素，并总结三羧酸循环的生理意义。 三羧酸循环主要受两方面的调控：三羧酸循环本身所具有的内部相互制约系统的调节ADP、ATP和Ca2对三羧酸循环的调节三羧酸循环的关键酶：柠檬酸合酶 促进草酰乙酸、乙酰辅酶A浓度上升 抑制柠檬酸浓度上升、NADH、琥珀酰辅酶A异柠檬酸脱氢酶 促进 Ca2、ADP是变构促进剂 抑制 NADH强烈抑制、ATP-酮戊二酸脱氢酶系 促进 Ca2 抑制 NADH、琥珀酰辅酶A三羧酸循环的生理意义：产生的还原型NADH和FADH2进一步通过电子传递链和氧化磷酸化被再氧化，所释放出的自由能形成ATP分子。中间产物在许多生物合成中充当前体原料。三羧酸循环是新陈代谢的中心环节。46. 什么是氧化磷酸化？试用化学渗透学说解释氧化磷酸化机制。伴随电子从底物到氧的传递，ADP被磷酸化形成ATP的酶促过程即是氧化磷酸化。化学渗透学说是目前最有说服力的解释氧化磷酸化作用机理的学说：认为电子传递释放出的自由能驱动H从线粒体基质跨过内膜进入到膜间隙，从而形成跨线粒体内膜的H电化学梯度。当H通过FOF1-ATP合酶回流进入线粒体基质时生成ATP。47. 请写出原核生物蛋白质的生物合成过程的五个阶段及所需要的RNA种类和作用。蛋白质合成的4（5）个阶段：氨基酸活化，形成氨酰tRNA；70S起始复合物的形成；核糖体沿mRNA由5向3移动的同时肽链延伸（进位、肽链的形成、移位）；肽链合成的终止与释放。（肽链的后加工）。参与蛋白质合成的RNA有三类：mRNA（信使RNA）蛋白质合成的模板。tRNA（转运RNA）转运活化的氨基酸至mRNA模板上。rRNA（核糖体RNA）核糖体是蛋白质合成的场所。48. 举例说明，为什么说三羧酸循环是糖、脂、蛋白质三大物质代谢的共同通路？ 三羧酸循环是乙酰CoA最终氧化生成CO2和H2O的途径； 糖代谢产生的碳骨架最终进入三羧酸循环氧化； 脂肪分解产生的甘油可通过糖有氧氧化进入三羧酸循环氧化，脂肪酸经b-氧化产生乙酰CoA可进入三羧酸循环氧化； 蛋白质分解产生的氨基酸经脱氨后碳骨架可进入三羧酸循环，同时，三羧酸循环的中间产物可作为氨基酸的碳骨架接受NH3后合成非必需氨基酸。所以，三羧酸循环是三大物质的共同通路。请用乳糖操纵子模型说明诱导酶的诱导机理。乳糖操纵子包括依次排列着的启动子、操纵基因、和三个结构基因。乳糖操纵子的操纵基因不编码任何蛋白质，它是另一位点上调节基因所编码的阻遏蛋白的结合部位。阻遏蛋白是一种变构蛋白，如果细胞中没有乳糖或其他诱导物时阻遏蛋白就结合在操纵基因上，阻止了结合在启动子上的RNA聚合酶向前移动，使转录不能进行。当细胞中有乳糖或其他诱导物的情况下阻遏蛋白便与它们相结合，结果使阻遏蛋白的构象发生改变而不能结合到操纵基因上，转录得以进行，从而使吸收和分解乳糖的酶被诱导产生。以软脂酸和葡萄糖为例，计算脂和糖彻底氧化时每个碳的产能效率大小。软脂酸（16:0）的彻底氧化包括-氧化和TCA两个过程，1分子软脂酸总共产生129分子ATP，供能效率129/168.06ATP/C。具体的能量产生和消耗细节如下： 脂肪酸的活化与转运：将胞浆中的软脂酸变成线粒体中的软脂酰CoA，消耗2分子ATP 线粒体内的-氧化：将软脂酰CoA变成乙酰辅酶A，1次-氧化产生5分子ATP，总共要经过7次-氧化，产生35分子ATP。乙酰辅酶A在TCA循环中被彻底氧化成CO2和H2O，1分子乙酰辅酶A产生12分子ATP，软脂酸可以生成8分子的乙酰辅酶A，共产生96分子ATP。葡萄糖（C6H12O6）的彻底氧化包括EMP、丙酮酸的氧化脱羧、TCA循环三个过程，1分子葡萄糖总共产生3638分子ATP，供能效率3638/666.33ATP/C。具体的能量产生和消耗细节如下：在胞浆中进行的EMP途径，1分子葡萄糖产生2分子丙酮酸，总共产生68分子ATP。在线粒体中进行的2次丙酮酸的氧化脱羧过程产生2分子NADH+H+，可以制造6分子ATP。在线粒体中进行2次TCA过程产生24分子ATP。葡萄糖供能效率为66.33ATP/C，软脂酸供能效率为8.06ATP/C，软脂酸高出葡萄糖27.334.3，说明脂类的供能效率大于糖类。DNA的半保留复制和DNA的半不连续复制是相同的概念吗，请解释之。DNA的半保留复制和DNA的半不连续复制不是相同的概念。在体内，DNA的两条链都能作为模板，同时合成出两条新的互补链。由于DNA分子的两条链是反向平行的，但所有已知DNA的合成方向都是5到 3，所以对于 3到 5走向的DNA合成时是由许多5 到 3方向合成的DNA片段连接起来的，这些片段称为冈崎片段,这种复制方式即为半不连续复制。由于新合成的2条DNA双链均由一条模板链（旧链）和一条新的互补链（新链）组合而成，所以也称DNA的复制为半保留复制。半保留复制和半不连续复制都是DNA复制的特点。什么是解偶联作用，结合氧化磷酸化的作用机理说明解偶联作用的原理。伴随电子从底物到氧的传递，ADP被磷酸化形成ATP的酶促过程即是氧化磷酸化。化学渗透学说是目前最有说服力的解释氧化磷酸化作用机理的学说：认为电子传递释放出的自由能驱动H从线粒体基质跨过内膜进入到膜间隙，从而形成跨线粒体内膜的H电化学梯度。当H通过FOF1-ATP合酶回流进入线粒体基质时生成ATP。有些物质可以携H回线粒体基质内从而破坏了跨膜H+梯度的形成，抑制ADP磷酸化生成ATP的作用，使电子传递过程中产生的能量不能用于ATP合成，这种电子传递过程与磷酸化过程分开的现象称为解偶联作用。以乳糖操纵子为例叙述操纵子学说。操纵子即基因表达的协调单位。它们由共同的控制区和调节系统。E.coli的DNA上有关乳糖操纵子的结构包括：调节基因R、控制元件和结构基因。调节基因R产生有活性的阻遏蛋白，它能结合操纵基因（O），阻止RNA聚合酶结合启动子，不能正常转录。乳糖作为诱导物可以跟阻遏蛋白结合，令其失活，不能结合操纵基因，转录得以正常进行。控制元件有启动子（P）：RNA聚合酶的驻地,决定转录起始；操纵基因（O）：能被有活性的阻遏蛋白结合，阻止RNA聚合酶结合启动子，不能正常转录。结构基因包括Z：产生半乳糖苷酶（LactZ）、Y：产生透性酶（LactY）、X：产生转乙酰酶（LactX）。当培养基中不含有乳糖时，调节基因产生的阻遏蛋白有活性，它能结合操纵基因（O），阻止RNA聚合酶结合启动子，不能正常转录。培养基中加了乳糖时，乳糖作为诱导物与阻遏蛋白结合，使其失活，不能结合操纵基因，转录得以正常进行。糖、脂、蛋白质三大物质代谢的共同通路是什么？举例说明它们相互间的转化关系。糖、脂、蛋白质三大物质代谢的共同通路是三羧酸循环。糖经EMP可产生丙酮酸，丙酮酸经TCA循环可生成-酮戊二酸和草酰乙酸，这三种酮酸均可加氨基或经氨基移换作用，分别形成丙氨酸、谷氨酸和天冬氨酸。生糖氨基酸如丙氨酸通过脱氨后又可转变为丙酮酸。糖经EMP可产生丙酮酸，丙酮酸在丙酮酸脱氢酶复合体催化下可生成乙酰-CoA，乙酰-CoA可缩合形成脂肪酸。而脂肪酸经b氧化可生成乙酰-CoA。脂类分子中的甘油可先转变为丙酮酸，再转变为草酰乙酸及-酮戊二酸，这三种酮酸可加氨基或经氨基移换作用，分别形成丙氨酸、谷氨酸和天冬氨酸。脂肪酸经b氧化可生成乙酰-CoA，乙酰-CoA与草酰乙酸缩合进入TCA循环，从而跟天冬氨酸和谷氨酸联系。生糖氨基酸如丙氨酸通过脱氨后又可转变为丙酮酸，可以转变为甘油，也可以在氧化脱羧后转变为乙酰-CoA，再经丙二酸单酰途径合成脂肪酸。生酮氨基酸如酪氨酸在代谢过程中可产生乙酰乙酸，由乙酰乙酸再缩合合成脂肪酸。试述遗传密码的特点并简述之。遗传密码的特点：简并性：一种氨基酸可以有几个密码子，但一个密码子只能决定一种氨基酸，这样根据mRNA的碱基序就能决定唯一的一条多肽链；密码子中间的一个碱基通常决定了氨基酸的性质：中间的一个碱基为嘧啶，决定的氨基酸为疏水氨基酸，中间的一个碱基为嘌啉，决定的氨基酸为亲水氨基酸；通用性与例外：除线粒体外，一切生物都使用同样的遗传密码；不重叠不跳跃：从起始密码AUG开始，一直都以三联体连续阅读，中间不重叠，不跳跃，这叫开放的阅读框架。结合TCA循环举例说明糖、脂和氨基酸代谢的关系及其生理意义。三羧酸循环的生理意义：产生的还原型NADH和FADH2进一步通过电子传递链和氧化磷酸化被再氧化，所释放出的自由能形成ATP分子；中间产物在许多生物合成中充当前体原料；三羧酸循环具有分解代谢和合成代谢双重性，是新陈代谢的中心环节。糖经EMP可产生丙酮酸，丙酮酸经TCA循环可生成-酮戊二酸和草酰乙酸，这三种酮酸均可加氨基或经氨基移换作用，分别形成丙氨酸、谷氨酸和天冬氨酸。生糖氨基酸如丙氨酸通过脱氨后又可转变为丙酮酸。糖经EMP可产生丙酮酸，丙酮酸在丙酮酸脱氢酶复合体催化下可生成乙酰-CoA，乙酰-CoA可缩合形成脂肪酸。而脂肪酸经b氧化可生成乙酰-CoA。脂类分子中的甘油可先转变为丙酮酸，再转变为草酰乙酸及-酮戊二酸，这三种酮酸均可加氨基或经氨基移换作用，分别形成丙氨酸、谷氨酸和天冬氨酸。脂肪酸经b氧化可生成乙酰-CoA，乙酰-CoA与草酰乙酸缩合进入TCA循环，从而跟天冬氨酸和谷氨酸联系。生糖氨基酸如丙氨酸通过脱氨后又可转变为丙酮酸，可以转变为甘油，也可以在氧化脱羧后转变为乙酰-CoA，再经丙二酸单酰途径合成脂肪酸。生酮氨基酸如酪氨酸在代谢过程中可产生乙酰乙酸，由乙酰乙酸再缩合合成脂肪酸。46. 简述如何建立cDNA文库。cDNA文库是细胞内所有mRNA都逆转录成cDNA并被克隆的总和。因为真核生物的基因是断裂的，有内含子，所以特别适合作为真核生物之基因来源。cDNA文库构件步骤为：制备mRNA合成cDNA制备载体DNA双链cDNA的分子克隆cDNA文库鉴定。47. 什么是葡萄糖效应？请用正调控操纵子解释葡萄糖效应。葡萄糖效应是当细菌在含有葡萄糖和乳糖的培养基中生长时，通常优先利用葡萄糖，而不利用乳糖。只有当葡萄糖耗尽后，细菌经过一段停滞期，不久在乳糖诱导下-半乳糖苷酶开始合成，细菌才能充分利用乳糖的现象。分解葡萄糖的酶是组成酶，而利用其它糖（如乳糖）的酶是诱导酶。操纵子结构中还存在着另一个调节基因，生产激活蛋白（CAP），该蛋白可以结合在启动子位置上（CAP结合位点），加快转录速度，这个蛋白需要cAMP激活，而葡萄糖的降解物可以抑制AC酶的活性，不产生cAMP，降低了转录速度，减少