生物化学大题

1 蛋白质的 螺旋结构有何特点 答 1 多肽链主链绕中心轴旋转 形成棒状螺旋结构 每个螺旋含有 3 6 个 氨基 酸残基 螺距为 0 54nm 氨基酸之间的轴心距为 0 15nm 2 螺旋结构的稳定主要靠链内氢键 每个氨基酸的 N H 与前面第四个氨 基酸的 C O 形成氢键 3 天然蛋白质的 螺旋结构大都为右手螺旋 2 蛋白质的 折叠结构有何特点 答 折叠结构又称为 片层结构 它是肽链主链或某一肽段的一种相当伸展 的结 构 多肽链呈扇面状折叠 1 两条或多条几乎完全伸展的多肽链 或肽段 侧向聚集在一起 通过相邻 肽链主链上的氨基和羰基之间形成的氢键连接成片层结构并维持结构的稳定 2 折叠结构有平行排列和反平行排列两种 3 氨基酸之间的轴心距为 0 35nm 反平行式 和 0 325nm 平行式 3 简述蛋白质变性作用的机制 答 维持蛋白质空间构象稳定的作用力是次级键 此外 二硫键也起一定的作 用 当某些因素破坏了这些作用力时 蛋白质的空间构象即遭到破坏 引起变 性 但共价键不破坏 即二硫健与肽键保持完好 4 什么是蛋白质的变性作用 蛋白质变性后哪些性质会发生改变 答 蛋白质变性作用是指在某些因素的影响下 蛋白质分子的空间构象被破坏 并 导致其性质和生物活性改变的现象 蛋白质变性后会发生以下几方面的变化 1 生物活性丧失 2 理化性质的改变 包括 溶解度降低 因为疏水侧链基团暴露 结晶能力 丧失 分子形状改变 由球状分子变成松散结构 分子不对称性加大 粘度增 加 光学性质发生改变 如旋光性 紫外吸收光谱等均有所改变 3 生物化学性质的改变 分子结构伸展松散 易被蛋白酶分解 5 蛋白质有哪些重要功能 答 蛋白质的重要作用主要有以下几方面 1 生物催化作用 酶是蛋白质 具有催化能力 新陈代谢的所有化学反应几 乎都是在酶的催化下进行的 2 结构蛋白 有些蛋白质的功能是参与细胞和组织的建成 3 运输功能 如血红蛋白具有运输氧的功能 4 运动功能 收缩蛋白 如肌动蛋白和肌球蛋白 与肌肉收缩和细胞运动密 切相关 5 激素功能 动物体内有些激素是蛋白质或多肽 是调节新陈代谢的生理活 性物质 6 免疫功能 抗体是蛋白质 能与特异抗原结合以清除抗原的作用 具有免 疫功能 7 贮藏蛋白 有些蛋白质具有贮藏功能 如植物种子的谷蛋白可供种子萌发 时利用 8 接受和传递信息 生物体中的受体蛋白能专一地接受和传递外界的信息 9 控制生长与分化 有些蛋白参与细胞生长与分化的调控 10 毒蛋白 能引起机体中毒症状和死亡的异体蛋白 如细菌毒素 蛇毒 蝎毒 蓖麻毒素等 6 下列试剂和酶常用于蛋白质化学的研究中 CNBr 异硫氰酸苯酯 丹黄酰氯 脲 6mol L HCl 巯基乙醇 水合茚三酮 过甲酸 胰蛋白酶 胰凝乳蛋白酶 其中哪一 个最适合完成以下各项任务 1 测定小肽的氨基酸序列 2 鉴定肽的氨基末端残基 3 不含二硫键的蛋白质的可逆变性 如有二硫键存在时还需加什么试剂 4 在芳香族氨基酸残基羧基侧水解肽键 4 在蛋氨酸残基羧基侧水解肽键 5 在赖氨酸和精氨酸残基羧基侧水解肽键 答 a 异硫氢酸苯酯 b 丹磺酰氯 c 脲 巯基乙醇 d 胰凝 乳蛋白酶 e CNBr f 胰蛋白酶 7 扼要解释为什么大多数球状蛋白质在溶液中具有下列性质 1 在低 pH 时沉淀 2 当离子强度从零逐渐增加时 其溶解度开始增加 然后下降 最后出现沉淀 3 在一定的离子强度下 达到等电点 pH 值时 表现出最小的溶解度 4 加热时沉淀 5 加入一种可和水混溶的非极性溶剂减小其介质的介电常数 而导致溶解度的 减小 6 如果加入一种非极性强的溶剂 使介电常数大大地下降会导致变性 答 pH 6 0 比 pH 2 0 或 pH 13 0 时电泳能提供更好的分辨率 因为在 pH 6 0 的条件下各肽带有的净电荷为 A 肽 1 B 肽 1 C 肽 0 在 pH 2 0 的条件 下净电荷分别为 A 肽 2 B 肽 1 C 肽 2 在 pH 13 0 的条件下净电荷分别 为 A 肽 2 B 肽 2 C 肽 2 8 用下列哪种试剂最适合完成以下工作 溴化氰 尿素 巯基乙醇 胰蛋白酶 过酸 丹磺酰氯 DNS Cl 6mol L 盐酸 茚三酮 苯异硫氰酸 异硫氰酸苯酯 胰凝 乳蛋白酶 1 测定一段小肽的氨基酸排列顺序 2 鉴定小于 10 7克肽的 N 端氨基酸 3 使没有二硫键的蛋白质可逆变性 如有二硫键 应加何种试剂 4 水解由芳香族氨基酸羧基形成的肽键 5 水解由甲硫氨酸羧基形成的肽键 6 水解由碱性氨基酸羧基形成的肽键 答 1 在低 pH 时 羧基质子化 这样蛋白质分子带有大量的净正电荷 分子 内 正电荷相斥使许多蛋白质变性 并随着蛋白质分子内部疏水基团向外暴露使蛋 白质溶解 度降低 因而产生沉淀 2 加入少量盐时 对稳定带电基团有利 增加了蛋白质的溶解度 但是随着 盐离子 浓度的增加 盐离子夺取了与蛋白质结合的水分子 降低了蛋白质的水合程度 使蛋白 质水化层破坏 而使蛋白质沉淀 3 在等电点时 蛋白质分子之间的静电斥力最小 所以其溶解度最小 4 加热会使蛋白质变性 蛋白质内部的疏水基团被暴露 溶解度降低 从而 引起蛋 白质沉淀 5 非极性溶剂减少了表面极性基团的溶剂化作用 促使蛋白质分子之间形成 氢键 从而取代了蛋白质分子与水之间的氢键 6 介电常数的下降对暴露在溶剂中的非极性基团有稳定作用 结果促使蛋白 质肽链 展开而导致变性 9 什么是蛋白质的沉淀作用 有哪些沉淀蛋白质的方法 各方法沉淀的机理是 什么 答 蛋白质在水溶液中可形成亲水的胶体 蛋白质从胶体溶液析出的现象称为 蛋白质沉淀作用 沉淀蛋白质的方法有 盐析法 在蛋白质溶液中加入高浓度的强电解质溶液如硫酸铵 硫酸钠等 蛋白质 从溶液中产生沉淀 机理 破坏了蛋白质分子表面的水化膜和双电层 净电荷 蛋白质溶液失 去 稳定性而产生沉淀 有机溶剂沉淀法 乙醇 丙酮等有机溶剂可使蛋白质产生沉淀 机理 降低溶液的介电常数 也破坏了蛋白质的水化膜 蛋白质产生沉淀 但必须低温操作 以防止蛋白质的变性 等电点沉淀法 用稀酸或稀碱调节蛋白质的溶液于某蛋白质等电点处 该蛋 白质沉淀析出 机理 中和蛋白质表面水化膜 重金属沉淀法 蛋白质在等电点以上的 pH 下 易于重金属产生沉淀 机理 重金属与带负电的蛋白质羧基结合产生不可逆沉淀 10 何谓蛋白质的变性 哪些因素会导致蛋白质的变性 蛋白质变性的机理是什 么 变性蛋白质有何特征 举例说明蛋白质变性的应用 答 蛋白质变性作用是指天然的蛋白质在一些物理或化学因素的影响下 使其 失去原有的生物学活性 并伴随着其物理 化学性质的改变称为蛋白质的变性 使蛋白质变性的因素有 1 物理因素 加热 剧烈的机械搅拌 辐射 超声波处理等 2 化学因素 强酸 强碱 重金属 盐酸胍 尿素 表面活性剂等 蛋白质变性的机理 维持蛋白质高级结构的次级键破坏 二级以上的结构破坏 蛋白质从天然的紧密有序的状态变成松散无序的状态 但一级结构保持不变 蛋白质变性后会发生以下几方面的变化 1 生物活性丧失 2 理化性质的改变 包括 溶解度降低 结晶能力丧 失 粘度增加 光学性质发生改变 如旋光性改变 紫外吸收增加 3 侧 链反应增强 4 对酶作用敏感 易被蛋白酶水解 蛋白质变性的应用 1 加热煮熟食物时食物蛋白质变性既有利于食物蛋白质的消化吸收 也可 使食物中的致病菌中的蛋白质变性使其失去原有的生物学活性达到消毒灭菌的 目的 使食物安全可靠 2 酒精消毒也是微生物蛋白质在酒精作用下产生变性 3 剧烈地搅打蛋清 蛋清变稠也是由于蛋清蛋白发生变性 4 面团在搓揉过程中面筋蛋白质发生变性 体积增加 易混入气体使面团变 得松软有弹性等 11 DNA 热变性有何特点 Tm 值表示什么 答 将 DNA 的稀盐溶液加热到 70 100 几分钟后 双螺旋结构即发生破坏 氢键断裂 两条链彼此分开 形成无规则线团状 此过程为 DNA 的热变性 有以下特点 变性温度范围很窄 260nm 处的紫外吸收增加 粘度下降 生物 活性丧失 Tm 值代表核酸的变性温度 熔解温度 熔点 在数值上等于 DNA 变性时摩尔磷消光值 紫外吸收 达到最大变化值半数时所对应的温度 12简述 tRNA 二级结构的组成特点及其每一部分的功能 答 tRNA 的二级结构为三叶草结构 其结构特征为 1 tRNA 的二级结构由四臂 四环组成 已配对的片断称为臂 未配对的片 断称为环 2 叶柄是氨基酸臂 其上含有 CCA OH3 此结构是接受氨基酸的位置 3 氨基酸臂对面是反密码子环 在它的中部含有三个相邻碱基组成的反密码 子 可与 mRNA 上的密码子相互识别 4 左环是二氢尿嘧啶环 D 环 它与氨基酰 tRNA 合成酶的结合有关 5 右环是假尿嘧啶环 T C 环 它与核糖体的结合有关 6 在反密码子与假尿嘧啶环之间的是可变环 它的大小决定着 tRNA 分子大 小 13简述下列因素如何影响 DNA 的复性过程 1 阳离子的存在 2 低于 Tm 的温度 2 高浓度的 DNA 链 答 1 阳离子的存在可中和 DNA 中带负电荷的磷酸基团 减弱 DNA 链间 的静电作用 促进 DNA 的复性 2 低于 Tm 的温度可以促进 DNA 复性 3 DNA 链浓度增高可以加快互补链随机碰撞的速度 机会 从而促进 DNA 复性 14 RNA 的功能多样性表现在哪几方面 答 RNA 的功能多样性表现于 1 控制蛋白质的生物合成 有三种 RNA 参与了蛋白质的合成 rRNA 构成核糖体是蛋白质的合成场所 tRNA 在蛋白质合成过程中携带氨基酸参与蛋白质的合成 是将 mRNA 的 核苷顺序翻译成蛋白质的氨基酸顺序的 适配器分子 mRNA 是蛋白质合成的模板 指导蛋白质的合成 2 作用于 RNA 转录后的加工 snRNA 3 生物催化 核酶具有催化功能 4 与遗传信息的加工与进化有关 asRNA 病毒 RNA 是遗传信息的携带者 14 列述 DNA 双螺旋结构要点 并说明该螺旋模型提出的意义 答 DNA 双螺旋的结构特点有 1 两条反相平行的多核苷酸链围绕同一中心轴互相缠绕形成右手螺旋 2 每圈螺旋由 10 对碱基组成 双螺旋的直径为 2nm 碱基堆积距离为 0 34nm 两核苷酸之间的夹角是 36 3 碱基位于结构的内侧 而亲水的戊糖 磷酸主链位于螺旋的外侧 通过磷 酸二酯 键相连 形成螺旋的骨架 4 碱基平面与轴垂直 糖环平面则与轴平行 双螺旋结构表面有两条螺形沟 一大 一小 5 碱基按 A T G C 配对互补 彼此以氢键相连 该螺旋提出的意义 直接揭示了遗传信息的传递机制 引发了人类对生物 遗传性了解的一场革命 15简述酶作为生物催化剂与一般化学催化剂的共性及其特性 答 1 共性 用量少而催化效率高 仅能改变化学反应的速度 不改变化学 反应的平衡点 酶本身在化学反应前后也不改变 可降低化学反应的活化 能 2 特性 酶作为生物催化剂的特点是催化效率更高 具有高度的专一性 因容易失活而具有反应条件温和性 活力可调节控制并与辅助因子有关 16在很多酶的活性中心均有 His 残基参与 请解释 答 酶蛋白分子中组氨酸的侧链咪唑基 pK 值为 6 0 7 0 在生理条件下 一半解 离 一半不解离 因此既可以作为质子供体 不解离部分 又可以作为质子受 体 解离部分 既是酸 又是碱 可以作为广义酸碱共同催化反应 因此常参 与构成酶的活性中心 17怎样证明酶是蛋白质 答 1 酶能被酸 碱及蛋白酶水解 水解的最终产物都是氨基酸 证明酶是 由氨基酸组成的 2 酶具有蛋白质所具有的颜色反应 如双缩脲反应 茚三酮反应 米伦反应 乙醛酸反应 3 一切能使蛋白质变性的因素 如热 酸碱 紫外线等 同样可以使酶变性 失活 4 酶同样具有蛋白质所具有的大分子性质 如不能通过半透膜 可以电泳等 5 酶同其他蛋白质一样是两性电解质 并有一定的等电点 总之 酶是由氨基酸组成的 与其他已知的蛋白质有着相同的理化性质 所以酶的化学本质是蛋白质 18试述温度 pH 对酶促反应速度的影响及其影响机理 答 温度 酶促反应速度存在着最适反应温度 当温度低于此温度 反应速度 随温度的增加而增加 高于此温度 反应速度随温度的增加而降低 机理 低温下 温度升高 反应体系中的活化分子数增加 反应速度增加 当温度增加到一定程度时 引起酶变性失活 反应速度下降 pH 大多数酶促反应速度也存在最适反应 pH 在此 pH 下 酶促反应速 度达到最大 机理 pH 影响酶活性中心解离基团的解离状态 从而影响与底物的结合 状态与反应活性 极端的 pH 下可导致酶变性失活 S 在酶的总浓度一定时 较低浓度下反应速度随浓度的增加而增加 但增加的趋势越来越小 最后达到最大反应速度 机理 在酶浓度一定条件下 当底物浓度较低时 底物浓度增加 ES 也随之增加 V k3 ES 速度增加 当底物浓度较高时 ES 不 再随底物浓度增加而增加 即酶被底物饱和 此时酶促反应速度达 到最大 E 在底物充足时 酶促反应速度随酶浓度的增加而呈直线上升 机理 当 S 远大于 E 时 E 增加 ES 增加 速度增加 激活剂与抑制剂 激活剂加快化学反应速度 抑制剂降低反应速度 机理 激活剂通过激活酶或底物 抑制产物等方式加快正反应速度 抑制剂 通过与酶可逆或不可逆结合改变酶的空间结构从而抑制酶的活性而达 到降低反应速度 19什么是酶的专一性 酶的专一性分几类 举例说明 答 酶的专一性 酶对所作用的底物的选择性 一种酶只作用于一种或一类底 物 根据酶对底物的选择对象不同 酶的专一性分为 绝对专一性 一种酶选择一种底物发生作用 如尿酶只水解尿素 相对专一性 一种酶选择一类底物发生作用 又分键的专一性和基团专一性 键的专一性 酶对所作用的底物的键具有选择性 如 酯酶只作用于酯键 基团专一性 酶对所作用的底物的键及其键一侧或两侧的基团具有选择性 如 胰蛋白酶作用于肽键时选择肽键的羧基端氨基酸为赖氨酸或精氨 酸 立体专一性 酶对所作用的底物的立体构型具有选择性 如 L 氨基酸氧化 酶只作用于 L 氨基酸 几何专一性 酶对作用的底物的顺反异构体的选择性 如顺乌头酸只作用于顺 式乌头酸 20答 B 族维生素与辅酶关系见下表所示 维生素 化学 名称 辅 酶酶生化反应 B1 硫胺素焦磷酸硫胺素 TPP 脱羧酶脱 CO2 黄素单核苷酸 FMN B2 核黄素黄素腺嘌呤二核苷酸 FAD 脱氢酶传递 2H B6 吡哆醛磷酸吡哆醛转氨酶传递 NH2 B12 钴胺素B12辅酶变位酶转移 CH3 H 生物素生物胞素羧化酶传递 CO2 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 NAD PP 烟酸与 烟酰胺 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷 酸 NADP 脱氢酶传递 2H B3 泛酸辅酶 A CoA 硫激酶传递酰基 B11 叶酸四氢叶酸 FH4 转移酶传递一碳单位 硫辛酸 硫辛酸硫辛酸 酮酸 脱羧酶 乙酰基载体 21糖代谢和脂代谢是通过那些反应联系起来的 答 1 糖酵解过程中产生的磷酸二羟丙酮可转变为磷酸甘油 可作为脂肪合 成中甘油的原料 2 有氧氧化过程中产生的乙酰 CoA 是脂肪酸和酮体的合成原料 3 脂肪酸分解产生的乙酰 CoA 最终进入三羧酸循环氧化 4 酮体氧化产生的乙酰 CoA 最终进入三羧酸循环氧化 5 甘油经磷酸甘油激酶作用后 转变为磷酸二羟丙酮进入糖代谢 22什么是乙醛酸循环 有何意义 答 乙醛酸循环是有机酸代谢循环 它存在于植物和微生物中 可分为五步反 应 由于乙醛酸循环与三羧酸循环有一些共同的酶系和反应 将其看成是 三羧酸循环的一个支路 循环每一圈消耗 2 分子乙酰 CoA 同时产生 1 分 子琥珀酸 琥珀酸产生后 可进入三羧酸循环代谢 或经糖异生途径转变 为葡萄糖 乙醛酸循环的意义 1 乙酰 CoA 经乙醛酸循环可以和三羧酸循环相偶联 补充三羧酸循环中 间产物的缺失 2 乙醛酸循环是微生物利用乙酸作为碳源的途径之一 3 乙醛酸循环是油料植物将脂肪转变为糖和氨基酸的途径 23磷酸戊糖途径有什么生理意义 答 1 产生的 5 磷酸核糖是生成核糖 多种核苷酸 核苷酸辅酶和核酸的原 料 2 生成的 NADPH H 是脂肪酸合成等许多反应的供氢体 3 此途径产生的 4 磷酸赤藓糖与 3 磷酸甘油酸可以可成莽草酸 进而转变 为芳香族氨基酸 4 途径产生的 NADPH H 可转变为 NADH H 进一步氧化产生 ATP 提 供部分能量 24为什么说三羧酸循环是糖 脂和蛋白质三大物质代谢的共同通路 答 1 三羧酸循环是乙酰 CoA 最终氧化生成 CO2和 H2O 的途径 2 糖代谢产生的碳骨架最终进入三羧酸循环氧化 3 脂肪分解产生的甘油通过酵解产生丙酮酸 后者转化成乙酰 CoA 后再进 入三羧酸循环氧化 脂肪酸经 氧化产生乙酰 CoA 也需进入三羧酸循环 才能氧化 4 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氨后合成必需氨基酸 所以 三 羧酸循环是三大物质代谢共同通路 26试说明丙氨酸的成糖过程 答 丙氨酸成糖是体内很重要的糖异生过程 首先丙氨酸经转氨作用生成丙酮 酸 丙酮酸进入线粒体转变成草酰乙酸 但生成的草酰乙酸不能通过线粒体膜 为此须转变成苹果酸或天冬氨酸 后二者到胞浆里再转变成草酰乙酸 草酰乙 酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸 后者沿酵解路逆行而成糖 总之丙氨酸成糖须先 脱掉氨基 然后绕过 能障 及 膜障 才能成糖 27琥珀酰 CoA 的代谢来源与去路有哪些 答 1 琥珀酰 CoA 主要来自糖代谢 也来自长链脂肪酸的 氧化 奇数碳 原子 脂肪酸 通过氧化除生成乙酰 CoA 后者进一步转变成琥珀酰 CoA 此外 蛋 氨酸 苏 氨酸以及缬氨酸和异亮氨酸在降解代谢中也生成琥珀酰 CoA 2 琥珀酰 CoA 的主要代谢去路是通过柠檬酸循环彻底氧化成 CO2和 H2O 琥珀酰 CoA 在肝外组织 在琥珀酸乙酰乙酰 CoA 转移酶催化下 可将辅酶 A 转移给乙酰乙酸 本身成为琥珀酸 此外 琥珀酰 CoA 与甘氨酸一起生成 氨 基 酮戊酸 ALA 参与血红素的合成 28柠檬酸循环中并无氧参加 为什么说它是葡萄糖的有氧分解途径 柠檬酸循环中有几处反应是底物脱氢生成 NADH 和 FADH2 如异柠檬酸 草 酰琥珀酸 酮戊二酸 琥珀酰 CoA 琥珀酸 延胡索酸 L 苹果酸 草酰乙 酸 NADH 和 FADH2必须通过呼吸链使 H 与氧结合成水 否则就会造成 NADH 和 FADH2的积累 使柠檬酸循环的速度降低 严重时完全停止 29增加以下各种代谢物的浓度对糖酵解有什么影响 a 葡萄糖 6 磷酸 b 果糖 1 6 二磷酸 C 柠檬酸 d 果糖 2 6 二 磷酸 答 a 最初葡萄糖 6 磷酸浓度的增加通过增加葡萄糖 6 磷酸异构酶的底物 水平以及以后的酵解途径的各步反应的底物水平也随之增加 从而增加了酵解 的速度 然而葡萄糖 6 磷酸也是己糖激酶的一个别构抑制剂 因此高浓度的葡 萄糖 6 磷酸可以通过减少葡萄糖进入酵解途径从而抑制酵解 b 果糖 1 6 二磷酸是由磷酸果糖激酶 1 催化反应的产物 它是酵解过程中主 要的调控点 增加果糖 1 6 二磷酸的浓度等于增加了所有随后糖酵解途径的反 应的底物水平 所以增加了酵解的速度 c 柠檬酸是柠檬酸循环的一个中间产物 同时也是磷酸果糖激酶 1 的一个反 馈抑制剂 因而柠檬酸浓度的增加降低了酵解反应的速率 d 果糖 2 6 二磷酸是在磷酸果糖激酶 2 PFK 2 催化的反应中由果糖 6 磷 酸生成的 因为它是磷酸果糖激酶 1 PFK 1 的激活因子 因而可以增加酵解 反应的速度 30糖酵解途径有何意义 三羧酸循环有何意义 磷酸戊糖途径有何意义 答 糖酵解途径的生理意义 糖酵解生物细胞中普遍存在的途径 该途径在缺氧条件下可为细胞迅速提 供能量 也是某些细胞如动物体内红细胞等在不缺氧条件下的能量来源 人在 某些病理条件下如贫血 呼吸障碍或供氧不足情况下可通过糖酵解获得能量的 方式 糖酵解也是糖的有氧氧化的前过程 还是糖异生作用大部分逆过程 同 时糖酵解也是联系糖 脂肪和氨基酸代谢的重要途径 TCA 循环的生理意义 TCA 循环是有机体获得生命活动所需能量的主要途径 也是糖 脂 蛋白质等 物质最终氧化途径 途径中形成多种重要的中间产物 可为生物合成提供碳源 同时糖酵解也是糖 脂 蛋白质等物质代谢和转化的中心枢纽 还是发酵产物 重新氧化的途径 磷酸戊糖途径意义 该途径产生大量 NADPH 可为细胞的生物合成提供还原力 维持谷胱甘 肽 巯基酶的还原性 维持红细胞的完整状态 防止红细胞的氧化损伤及出现 溶血 途径中产生大量的磷酸核糖是合成核苷酸及衍生物 辅酶 DNA 及其 RNA 的原料 HMS 也可为细胞提供能量 1mol 葡萄糖通过此途径生成 29molATP 31何谓糖的异生作用 糖的异生作用有何意义 答 动物体内由非糖物质转化成葡萄糖和糖原的过程称为糖的异生作用 糖的 异生作用的意义在于 1 在饥饿情况下糖异生对保证血糖浓度的相对恒定具有重要的意义 是肝 补充或恢复糖原储备的重要途径 2 防止乳酸堆积引起酸中毒 避免乳酸的浪费 3 促进肝糖原的不断更新 32在体内 ATP 有哪些生理作用 1 是机体能量的暂时贮存形式 在生物氧化中 ADP 能将呼吸链上电子传 递过程中所释放的电化学能以磷酸化生成 ATP 的方式贮存起来 因此 ATP 是 生物氧化中能量的暂时贮存形式 2 是机体其它能量形式的来源 ATP 分子内所含有的高能键可转化成其它 能量形式 以维持机体的正常生理机能 例如可转化成机械能 生物电能 热 能 渗透能 化学合成能等 体内某些合成反应不一定都直接利用 ATP 供能 而以其他三磷酸核苷作为能量的直接来源 如糖原合成需 UTP 供能 磷脂合成 需 CTP 供能 蛋白质合成需 GTP 供能 这些三磷酸核苷分子中的高能磷酸键 并不是在生物氧化过程中直接生成的 而是来源于 ATP 3 可生成 cAMP 参与激素作用 ATP 在细胞膜上的腺苷酸环化酶催化下 可生成 cAMP 作为许多肽类激素在细胞内体现生理效应的第二信使 33在脂肪生物合成过程中 软脂酸和硬脂酸是怎样合成的 答 1 软脂酸合成 软脂酸是十六碳饱和脂肪酸 在细胞液中合成 合成软 脂酸 需要两个酶系统参加 一个是乙酰 CoA 羧化酶 他包括三种成分 生物素羧化 酶 生 物素羧基载体蛋白 转羧基酶 由它们共同作用 催化乙酰 CoA 转变为丙二酸 单酰 CoA 另一个是脂肪酸合成酶 该酶是一个多酶复合体 包括 6 种酶和一个酰基载体 蛋白 在 它们的共同作用下 催化乙酰 CoA 和丙二酸单酰 CoA 合成软脂酸其反应包括 4 步 即缩合 还原 脱水 再缩合 每经过 4 步循环 可延长 2 个碳 如此进行 经过 7 次 循环即可合成软脂酰 ACP 软脂酰 ACP 在硫激酶作用下分解 形成游离的 软脂酸 软脂酸的合成是从原始材料乙酰 CoA 开始的所以称之为从头合成途径 2 硬脂酸的合成 在动物和植物中有所不同 在动物中 合成地点有两处 即线粒体和粗糙内质网 在线粒体中 合成硬脂酸的碳原子受体是软脂酰 CoA 碳原子的给体是乙酰 CoA 在内质网中 碳原子的受体也是软脂酰 CoA 但碳原子的给体是丙二酸单酰 CoA 在植物中 合成地点是细胞溶质 碳原子的受体不同于动物 是软脂酰 ACP 碳原子的给体也不同与动物 是丙 二酸单酰 ACP 在两种生物中 合成硬脂酸的还原剂都是一样的 34何谓 酮症 试分析其产生原因 答 长期饥饿和糖尿病时 脂肪动员加强 脂肪酸分解产生大量的乙酰辅酶 A 后 者在肝脏缩合成酮体 当肝内产生酮体超过肝外组织氧化酮体的能力时 血中 酮体蓄积 称为酮血症 尿中有酮体排出 称酮尿症 二者统称为酮体症 酮症 酮症可 导致代谢 性酸中毒 称酮症酸中毒 严重酮症可导致人死亡 35 mol 硬脂酸 18 0 彻底氧化成 CO2 H2O 需经哪些途径 各阶段的中间产物 是什么 计算过程中产生 ATP 的总 mol 数 答 答 1mol 硬脂酸 18 0 彻底氧化成 CO2 H2O 需经 氧化 三羧酸循环 氧化 磷酸化 1mol 硬脂酸 18 0 经 氧化产物有 9mol 乙酰辅酶 A 8mol FADH2 8mol NADH H 9mol 乙酰辅酶 A 经三羧酸循环后产物有 9 3NADH 3H FADH GTP mol 上述 NADH FADH 经氧化磷酸化共生成 ATP 的 mol 数为 90 8 4 2 120 mol 36 什么叫酮体 为什么正常代谢时产生的酮体量很少 在什么情况下血中酮体 含量增高 而尿中也能出现酮体 答 乙酰乙酸 羟丁酸和丙酮三者合称酮体 酮体为肝内脂肪酸代谢的 正常 中间产物 正常的人或动物体内糖代谢居能量代谢中的主导地位 产生酮体 量很少 在饥饿时或膳食中糖供应不足时 或因某些病使糖的氧化能力降低时 肝中 需加速脂 肪的氧化 导致其分解产物乙酰辅酶 A 在肝脏缩合产生过多的酮体 超过肝外 的氧化能 力 又因糖代谢削弱 缺乏丙酮酸 而与乙酰 CoA 缩合成柠檬酸的草酰乙酸 减少 酮体的去路也减少 酮体便积聚于血内 使血中酮体含量增高 成为酮血症 血内酮体 过多由尿排出 尿中出现酮体 成为酮尿 37比较脂肪酸的 氧化 与脂肪酸的 从头合成 途径的不同说明它们并 不是相互可逆的过程 答 答 脂肪酸的 氧化 与脂肪酸的 从头合成 途径并非相互可逆的过程 两 者存在以下区别 区别点区别点从头合成从头合成 氧化氧化 细胞中发生部位细胞质线粒体 酰基载体ACP SHCOA SH 二碳片段的加入与裂 解方式 丙二酰单酰 COA乙酰 COA 电子供体或受体NADPHFAD NAD 酶系与限速酶 六种酶和一个蛋白质 ACP 组成复合物 E coli 乙酰辅酶 A 羧化酶 四种酶 肉碱酯酰转移酶 原料转运方式柠檬酸转运系统肉碱穿梭系统 羟脂酰化合物的中间 构型 D 型L 型 合成或裂解方向 CH3 COOHCOOH CH3 对二氧化碳和柠檬酸 的需求 要求不要求 能量变化 以软脂酸 的合成与分解为例 消耗 7 个 ATP 和 14NADPH 产生 106 个 ATP 综上所述 脂肪酸的 氧化 与脂肪酸的 从头合成 途径并非相互可 逆的过程 38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 由 酮酸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基作用把氨基酸上的氨基 转移到 酮戊二酸上形成谷氨酸 谷氨酸在谷氨酸脱氢酶的作用下脱去氨基 39 哺乳动物体内氨基酸脱氨基作用包括哪些方式 答 1 氧化脱氨基作用 2 转氨基作用 3 联合脱氨基作用 有转氨基与谷氨酸脱氢酶联合脱氨基作用 转氨基与嘌 呤核苷 酸循环联合脱氨基作用 其中联合脱氨基作用是最主要的脱氨基方式 40简述大肠杆菌的 DNA 复制的过程 答 DNA 复制从特定位点开始 可以单向或双向进行 但是以双向复制为主 由于 DNA 双链的合成延伸均为 5 3 的方向 因此复制是以半不连续的方式进行 可以 概括为 双链的解开 RNA 引物的合成 DNA 链的延长 切除 RNA 引物 填补缺口 连接相 邻的 DNA 片段 1 双链的解开 在 DNA 的复制原点 双股螺旋解开 成单链状态 形成复 制叉 分别作为模板 各自合成其互补链 在复制叉上结合着各种各样与复 制有关的酶和辅助因子 2 RNA 引物的合成 引发体在复制叉上移动 识别合成的起始点 引发 RNA 引物的合成 移动和引发均需要由 ATP 提供能量 以 DNA 为模板按 5 3 的方向 合成一段引物 RNA 链 引物长度约为几个至 10 个核苷酸 在 引物的 5 端含 3 个磷酸残基 3 端为游离的羟基 3 DNA 链的延长 当 RNA 引物合成之后 在 DNA 聚合酶 的催化下 以 四种脱氧核糖核苷 5 三磷酸为底物 在 RNA 引物的 3 端以磷酸二酯键连接 上脱氧核糖核苷酸并释放出 PPi DNA 链的合成是以两条亲代 DNA 链为模 板 按碱基配对原则进行复制的 亲代 DNA 的双股链呈反向平行 一条链 是 5 3 方向 另一条链是 3 5 方向 在一个复制叉内两条链的复制方向不 同 所以新合成的二条子链极性也正好相反 由于迄今为止还没有发现一种 DNA 聚合酶能按 3 5 方向延伸 因此子代链中前导链沿着亲代 DNA 单链 的 3 5 方向 亦即新合成的 DNA 沿 5 3 方向 不断延长 滞后链则沿着 复制叉移动的反方向按 5 3 方向先合成冈崎片段 4 切除引物 填补缺口 连接修复 当新形成的冈崎片段延长至一定长度 其 3 OH 端与前面一条老片断的 5 断接近时 在 DNA 聚合酶 的作用下 在 引物 RNA 与 DNA 片段的连接处切去 RNA 引物后留下的缺口 由 DNA 聚合酶 催化合成一段 DNA 填补上 在 DNA 连接酶的作用下 连接相邻的 DNA 链 修复掺入 DNA 链的错配碱基 这样以两条亲代 DNA 链为模板 就形成了两个 DNA 双股螺旋分子 每个分子中一条链来自亲代 DNA 另一条链则是新合成 的 41简述中心法则 答 在细胞分裂过程中通过 DNA 的复制把遗传信息由亲代传递给子代 在子 代的个体发育过程中遗传信息由 DNA 传递到 RNA 最后翻译成特异的 蛋白质 在 RNA 病毒 中 RNA 具有自我复制的能力 并同时作为 mRNA 指导病毒蛋白质的生物合 成 在致癌 RNA 病毒中 RNA 还以逆转录的方式将遗传信息传递给 DNA 分子 42简述 DNA 复制的基本规律 答 答 1 复制过程是半保留的 2 细菌或病毒 DNA 的复制通常是由特定的复制起始位点开始 真核细胞染 色体 DNA 复制则可以在多个不同部位起始 3 复制可以是单向的或是双向的 以双向复制较为常见 两个方向复制的速 度不一定相同 4 两条 DNA 链合成的方向均是从 5 3 进行的 5 复制的大部分都是半不连续的 即其中前导链是相对连续的 滞后链则是 不连续的 6 各短片段在开始复制时 先形成短片段 RNA 作为 DNA 合成的引物 这 一 RNA 片段以后被切除 DNA 聚合酶 并用 DNA 聚合酶 填补因切除 引物 RNA 产生的缺口 并由 DNA 连接酶连接切口 43简述 RNA 转录的过程 答 RNA 转录过程为起始位点的识别 起始 延伸 终止 1 起始位点的识别 RNA 聚合酶先与 DNA 模板上的特殊启动子部位结 合 因子起着识别 DNA 分子上的起始信号的作用 在 亚基作用下帮助 全酶迅速找到启动子 并与之结合生成较松弛的封闭型启动子复合物 这时 酶与 DNA 外部结合 识别部位大约在启动子的 35 位点处 接着是 DNA 构 象改变活化 得到开放型的启动子复合物 此时酶与启动子紧密结合 在 10 位点处解开 DNA 双链 识别其中的模板链 由于该部位富含 A T 碱基对 故有利于 DNA 解链 开放型复合物一旦形成 DNA 就继续解链 酶移动到 起始位点 2 起始留在起始位点的全酶结合第一个核苷三磷酸 第一个核苷三磷酸常 是 GTP 或 ATP 形成的启动子 全酶和核苷三磷酸复合物称为三元起始复 合物 第一个核苷酸掺入的位置称为转录起始点 这时 亚基被释放脱离核 心酶 3 延伸 从起始到延伸的转变过程 包括 因子由缔合向解离的转变 DNA 分子和酶分子发生构象的变化 核心酶与 DNA 的结合松弛 核心酶可 沿模板移动 并按模板序列选择下一个核苷酸 将核苷三磷酸加到生长的 RNA 链的 3 OH 端 催化形成磷酸二酯键 转录延伸方向是沿 DNA 模板链 的 3 5 方向按碱基酸对原则生成 5 3 的 RNA 产物 RNA 链延伸时 RNA 聚合酶继续解开一段 DNA 双链 长度约 17 个碱基对 使模板链暴露 出来 新合成的 RNA 链与模板形成 RNA DNA 的杂交区 当新生的 RNA 链离开模板 DNA 后 两条 DNA 链则重新形成双股螺旋结构 4 终止 在 DNA 分子上有终止转录的特殊碱基顺序称为终止子 它具有 使 RNA 聚合酶停止合成 RNA 和释放 RNA 链的作用 这些终止信号有的能被 RNA 聚合酶自身识别 而有的则需要有 因子的帮助 因子是一个四聚体蛋 白质 它能与 RNA 聚合酶结合但不是酶的组分 它的作用是阻 RNA 聚合酶向 前移动 于是转录终止 并释放出已转录完成的 RNA 链 对于不依赖于 因 子的终止子序列的分析 发现有两个明显的特征 即在 DNA 上有一个 15 20 个核苷酸的二重对称区 位于 RNA 链结束之前 形成富含 G C 的发夹结构 接着有一串大约 6 个 A 的碱基序列它们转录的 RNA 链的末端为一连串的 U 寡聚 U 可能提供信号使 RNA 聚合酶脱离模板 在真核细胞内 RNA 的合成要 比原核细胞中的复杂得多 44简述原核细胞和真核细胞的 RNA 聚合酶有何不同 答 1 原核细胞大肠杆菌的 RNA 聚合酶研究的较深入 这个酶的全酶由 5 种亚基 2 组成 还含有 2 个 Zn 原子 在 RNA 合成起始之后 因子便与全酶分离 不含 因子的酶仍有催化活性 称为核心酶 亚基 具有与启动子结合的功能 亚基催化效率很低 而且可以利用别的 DNA 的任何部位作模板合成 RNA 加入 因子后 则具有了选择起始部位的作 用 因子可能与核心酶结合 改变其构象 从而使它能特异地识别 DNA 模板链上的起始信号 2 真核细胞的细胞核内有 RNA 聚合酶 I II 和 III 通常由 4 6 种亚基组成 并含有 Zn2 RNA 聚合酶 I 存在于核仁中 主要催化 rRNA 前体的转录 RNA 聚合酶 和 存在于核质中 分别催化 mRNA 前体和小分子量 RNA 的转录 此外线粒体和叶绿体也含有 RNA 聚合酶 其特性类似原核细胞的 RNA 聚合酶 45 真核细胞 mRNA 加工过程包括哪四步 答 1 5 加帽 3 聚腺苷酸化 RNA 剪接和转运出核 5 加帽和 3 聚腺苷酸化在剪接和转运之前 46比较 DNA 的复制和转录有什么不同 答 1 DNA 复制是为了保留物种的全部遗传信息 因此是整个分子都复制 而转录只是转录 DNA 分子中的一个片段 称为转录单位或操纵子 operon 哪个基因被转录与特定的时间 空间 生理状态有关 2 双链 DNA 中只有一条链具有转录活性 称之为模板链 或反义链 无 转录活性的链称为有义链 或编码链 3 转录不需引物 而 DNA 的复制需要一小段 RNA 作为引物 4 RNA 聚合酶无校对功能 转录的错误率高 5 复制时双链 DNA 在复制过程中需要逐步但全部解链 而转录时只需 DNA 双链局部解链 当 RNA 聚合酶移开时 DNA 双螺旋很快恢复 复制的产物无需加工就有活性 而转录产物必需经过加工才具有活性 47 简述真核生物和原核生物的 mRNA 在结构上的主要区别 答 真核生物 mRNA 在 5 端有一帽子结构 由 7 甲基鸟苷酸三磷酸组成 在 3 端有一多聚腺苷酸 poly A 的尾部结构 由 20 300 腺苷酸组成 所有真核生物的 mRNA 分子都是只含一个结构基因 而原核生物的 mRNA 可以由几个结构基因组成 原核生物的起始信号有 SD 序列 两末端有不编码的重复序列 48原核细胞与真核细胞 细胞质 的蛋白质生物合成有何主要区别 答 1 主要区别有 1 原