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生物化学思考题赵昱，20091070173绪论1.生物化学的主要研究内容是什么？答: 生物化学(Biochemistry or Biological Chemistry)是一门研究生命现象化学本质的学科.所谓化学本质即是生命体的的化学物质基础，包括化合物的组成,结构,性质及功能,以及这些化学物质的变化(合成和分解). 生物化学分为普通生化以及专业生化,普通生化讨论一般性的生化问题，即共同的规律。专业生化指专业特殊的生化问题,普通生化分为静态生化和动态生化.2.静态生化和动态生化各包含哪些内容？答: 静态生化主要研究生命物质的组成,结构,性质及功能. 动态生化又叫代谢生化，它研究生命物质的变化（即新陈代谢）过程及规律。3.生物化学在生命科学中有什么样的地位，它能否代替整个生物学？4. 简述生物化学发展的历史，从中得到什么启示？氨基酸结构1蛋白质的水解有哪几种方法，各有什么优缺点？2蛋白质合成氨基酸有哪些种，哪些是酸性氨基酸，哪些是碱性氨基酸，哪些是非极性氨基酸？答:蛋白质合成的氨基酸有20种,其包括：Ala,Arg,Asn,Asp,Cys,Glu,Gln,Gly,His,IIs,LeuLys，Met,Phe,Pro,Ser,Thr,Trp,Tyr,Val 酸性氨基酸：Asp，Asn，Glu，Gln 碱性氨基酸：Arg，Lys,His 非极性氨基酸：Ala,Val,Lue,IIs,Phe,Trp，Cys,Pro3蛋白质氨基酸与非蛋白质氨基酸在结构上有何不同？4氨基酸在生物体内有何意义？5有一商家自称它的营养酒含有多种氨基酸，营养丰富。这一广告对吗，为什么？6.为什么说氨基酸通常是以离子形式存在，氨基酸的带电数与什么因素有关？7什么是氨基酸的等电点，如何求氨基酸的等电点？答：氨基酸溶液净电荷为零时所出得PH值.求算氨基酸的等电点,侧链不含离解基团的中性氨基酸:PI=1/2(pKa1+pKa2)酸性氨基酸：pI = (pK1 + pKR-COO- )/2 碱性氨基酸：pI = (pK2 + pKR-NH2 )/2 8茚三酮反应的原理是什么，它的主要应用是什么？答：凡含有自由氨基的化合物与茚三酮反应可生成紫色物质。以-氨基酸为例：茚三酮在弱酸性条件下与-氨基酸共热，引起氨基酸氧化脱氨，脱羧反应，最后印三酮与反应产物-氨和还原印三酮发生作用，生成紫色物质。 但两个氨基酸，脯氨酸和羟脯氨酸，与印三酮反应并不释放NH3，而直接生成亮黄色化合物。应用：是鉴定氨基酸(蛋白质)的特殊颜色反应 可用于氨基酸(蛋白质)的定量分析9巯基蛋白质有何影响？10氨基酸的哪些性质可用与氨基酸的定性定量分析？11试述分配层析的基本原理。答:利用氨基酸混合物各组分在两种或两种以上互不相容溶剂中的分配系数不同而分离混合物各组分的方法,相当于一种连续的溶剂抽提方法.两种互不相容的溶剂即是:液相-液相系统中进行或者固相-液相或气相-液相乡间发生12吸附层析的原理是什么？答:某些物质如氧化铝,硅胶等具有吸附其它物质的特性.被吸附物质的分子结构不同其吸附力的大小有差异,利用这种差异将混合物分离.这种方法的分离效果还与分离用的溶剂(洗脱剂或展开剂中的溶解度等因素有关).13分配层析与离子交换柱层析的原理有何异同？14阳离子树脂和阴离子树脂的操作有何不同？答: 阳离子交换树脂具有酸性基团如-SO3H或-COOH可解离出H离子,当溶液中含有其它阳离子时,例如在酸性环境中的氨基酸阳离子,它们可以和氢离子发生交换而接合在树脂上. 这种树脂的化学性质很稳定，具有耐强酸、强碱、氧化剂和还原剂的性质，因此应用非常广泛. 阴离子交换树脂阳离子交换树脂具有同样的有机骨架，只是所联的活性基团为碱性基团。这些活性基团OH-可被阴离子交换和洗脱。阴离子交换树脂的化学稳定性及耐热性能都不如阳离子交换树脂稳定。15分子筛层析的原理，它与其它层析方法有何不同？答:分子筛层析又名凝胶层析.凝胶层析是依据分子大小这一物理性质进行分离纯化的。层析过程。凝胶层析的固定相是惰性的珠状凝胶颗粒，凝胶颗粒的内部具有立体网状结构，形成很多孔穴。当含有不同分子大小的组分的样品进入凝胶层析柱后，各个组分就向固定相的孔穴内扩散，组分的扩散程度取决于孔穴的大小和组分分子大小。比孔穴孔径大的分子不能扩散到孔穴内部，完全被排阻在孔外，只能在凝胶颗粒外的空间随流动相向下流动，它们经历的流程短，流动速度快，所以首先流出；而较小的分子则可以完全渗透进入凝胶颗粒内部，经历的流程长，流动速度慢，所以最后流出；而分子大小介于二者之间的分子在流动中部分渗透，渗透的程度取决于它们分子的大小，所以它们流出的时间介于二者之间，分子越大的组分越先流出，分子越小的组分越后流出。这样样品经过凝胶层析后，各个组分便按分子从大到小的顺序依次流出，从而达到了分离的目的。 16气相色谱的工作原理是什么，它对分离的样品有何要求？17高压液相色谱的工作原理是什么？它的特点是什么？答:它实际上是离子交换,分子排阻,吸附以及分配等层析技术发展而来.一方面它以这些层析的原理为基础,另一方面在技术上作了很大的改进,使这些层析有更高的效率,更高的分辨率和更快的过柱速度等.特点:填料密度高，洗脱液压力加大，分离效果更好。检测的分辨率和灵敏度高，分析速度快，重复性好，定量精度高，应用范围广。蛋白质结构与功能1.什么是蛋白质的一级结构，它与共价结构有何区别？答: 蛋白质分子中氨基酸以肽键连接的线性序列称为蛋白质的一级结构。蛋白质的一级结构,常称为共价结构.2.如何描述蛋白质的一级结构？答:蛋白质一级结构是通过肽键而连接在一起的氨基酸线性序列.该序列是由编码蛋白质的基因中的核苷酸碱基序列来决定的.一级结构还包括其它共价键的位置.这些共价键主要是空间上相邻而在线性氨基酸序列中不相邻的Cys残基之间形成的二硫键。不同多肽链或相同多肽链不同部分间的共价交联是通过氧化空间上相邻的Cys残基上的SH基团而形成的。生成的二硫化物称为胱氨酸残基。3.如何读和写蛋白质的氨基酸序列？4.肽键和一般的酰胺键有何区别，肽键结构有何特点？答：在生物化学中，酰胺键就是指肽键，肽键是由一个氨基酸的-氨基和另一个氨基酸的-羧基之间形成的化学键。即形成肽键至少要2个以上氨基酸，只有多肽里面的酰胺键才叫做肽键。或者可以说，肽键都是酰胺键，酰胺键包括肽键但不等同于肽键。酰胺键所指的范围比肽键的大。肽键的结构特点：由于羰基的碳氧双键与肽键靠近，使得肽键的碳和氮之间呈现部分的双键特性，肽键以这种形式存在的结构也称共振结构。因此，肽键的碳氮的键长也较正常的碳氮单键短，由CO-NH原子构成的肽单元因而呈现相对的刚性并在一个平面上。肽键通常以反式结构最为稳定。(X-Pro除外)5.肽链的中解离基团的解离特性与游离氨基酸相比有何变化？6.肽链的化学性质和旋光性与游离氨基酸比有何变化？7.天然肽有哪些生物活性？8.谷胱甘肽的结构和一般多肽有何不同。谷胱甘肽的生理意义是什么？9.氨基酸序列测定有何意义？答: 氨基酸序列分析一直是蛋白质化学中一项具有战略意义的工作。通常使用专一化学试剂或具有不同水解专一性蛋白酶，得到有可能重叠的序列的肽段，从而推断出蛋白的氨基酸序列。蛋白质的一级结构是其高级结构的基础，因此，蛋白质氨基酸序列分析对于获得有关高级结构的信息是一个很有用的基础。蛋白测序提供的信息可以确定组成蛋白质的氨基酸的种类，确定蛋白质N-末端的氨基酸序列，确定新的蛋白质.10.氨基酸序列测定的一般程序是什么？总的策略是什么？11.氨基酸序列测定时N-末端和C-末端有哪些方法？12.肽段制备有哪些方法，肽段制备时应注意哪些问题？13.二硫键位点的确定用什么方法？14.蛋白质一级结构与其生物学功能有何关系？答: 不同的一级结构决定不同的生理功能. 一级结构中只有少数氨基酸残基与功能直接相关, 即功能基团, 或称关键部位.关键部位相同，则功能可能相同或相似;关键部位不同，即便是一个氨基酸残基的改变，也可导致功能的完全改变或丧失. 如镰刀型血红蛋白. 非功能基团对维持功能基团的构象有重要作用. 非功能基团对维持功能基团的构象有重要作用. 对于同源蛋白质,其氨基酸序列具有明显的相似性.这就导致如下的结论:若几段肽段序列相同,说明它们有共同的起源,其形成的三级结构也具有相似性,可借此用来推测蛋白质的功能.15.什么是肽平面？什么是肽平面的二面角（定义，大小及方向的定义）？16.肽链的折叠限制因素是什么？答:一级结构-氨基酸序列的组成与序列. 氨基酸残基侧链的大小与电荷性质. 脯氨酸的存在影响-螺旋的形成 分子伴侣17.蛋白质二级结构有哪些类型，试阐述各种类型的有关参数，立体结构。答: 螺旋:局部肽段的盘绕呈右手螺旋状，侧链伸向四周的一种结构 每圈螺旋3.6个残基,沿螺旋轴方向上升0.54nm,每个残基绕轴旋转100度,沿 轴上升0.15m,不考虑侧链,螺旋的直径为0.15nm-折叠: 两条或多条几乎完全伸展的多肽链侧向聚集在一起，呈折纸状，相邻肽链上的-NH-与C=O形成有规则的氢键，这样的结构称为-折叠或-片层。折叠有两种形式:平行式与反平行式.平行式中相邻肽链是同向的,反平行式中,相邻肽链是反向的.反平行折叠片的重复周期为0.7nm,而平行折叠片中的为0.65nm- 转角: 是指多肽链中出现的一种180度回折.由第一个残基的 C=O和第四个残基的-NH-形成的氢键来稳定其结构。- 凸起:是一种小片的非重复性结构,其可认为是折叠股中额外插入的一个残基,使得它在两个正常氢键之间,在凸起的折叠股上是一个残基,而在另一侧的正常股上是两个残基. 无规卷曲:无规卷曲是用来阐述没有确定规律性(不能归入明确的二级结构)的那部分肽链结构。 18.蛋白质的氨基酸顺序与其二级结构有何关系？19.什么是超二级结构，它有哪几种基本的类型？20.什么是纤维蛋白，它分布于哪些动物组织中？21.角蛋白和角蛋白的结构特点各是什么？22.试比较胶原蛋白和角蛋白的结构特点和生理功能？23.弹性蛋白的结构有何特殊的地方？24.什么是超二级结构，它有哪几种基本的类型？25.什么是蛋白质的三级结构？什么是蛋白质的结构域？蛋白质的结构域与三级结构之间有何联系？答: 蛋白质的三级结构:是指一条多肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，亦即肽链上所有原子或基团的空间排布。蛋白质的结构域:多肽链在二级结构或超二级结构的基础上形成三级结构的局部折叠区,它是相对独立的紧密的球状实体,称为结构域.结构域是蛋白质的三级结构的局部折叠区,一条肽链上不同结构域所组成的空间相对位置也就是其三级结构.26.蛋白质的结构域有何意义？蛋白质的结构域有哪些类型？27.蛋白结构稳定因素有哪些，这些作用力的存在条件是什么？它们对蛋白质高级结构有何意义？答: 氢键:蛋白质处于二级结构中(螺旋, -折叠),具有一定的空间结构,它们对稳定 蛋白质的二级结构具有重要作用. 疏水作用:水介质中的球状蛋白的疏水残基埋藏在分子内部.疏水作用对形成球蛋白的核心有着重要的意义范德华力: 发生在极性基团或极性分子之间,它有稳定紧密堆积的基团与原子的功能. 离子键:存在于极性分子中,它的作用是稳定-螺旋，与蛋白质的三、四级结构 二硫键:蛋白质氨基酸序列中有两个以上的Cys残基即可形成二硫键,作用是稳定蛋白质的三,四级结构.配位键:与金属离子结合,提高某些蛋白质酶的活性.28.什么是蛋白质变性，引起蛋白质变性的因素有哪些？29.蛋白质变性的本质是什么，各种变性因素的变性机制是什么？答:蛋白质变性的本质是蛋白质分子中的次级键被破坏,引起天然构象的解体.各种变性因素的变性机制表现在:生物活性的丧失,一些侧链基团的暴露,一些物理化学性质的改变,生物化学性质的改变.30.什么是可逆变性，什么是不可逆变性？31.球状蛋白有何共同的结构特点？答:球状蛋白分子含有多种二级结构元件 球状蛋白具有明显的折叠层次 球状蛋白分子为紧密的球状或椭球状实体 球状蛋白疏水侧链埋藏在分子内部，亲水侧链暴露在分子的表面 球状分子的表面有沟穴。32.以肌红蛋白和胰岛素为例说明蛋白质结构与功能的一致性？33.什么是蛋白质的四级结构？寡聚蛋白质和蛋白质复合体之间有何区别？答: 由两条或多条的亚基之间相互作用，彼此以非共价键相连而成的更复杂的空间排布的结构称为蛋白质的四级结构.由两个或两个以上的亚基所组成的蛋白质称为寡聚蛋白质.能够进行同种生化反应的蛋白质聚集在一起称为蛋白质的复合体 34.寡聚蛋白质有哪些重要的结构特点？寡聚蛋白与单体蛋白质相比有何意义？35.什么是别构效应，同促效应，异促效应？答:别构效应:在含有两个或两个以上的结合部位的蛋白质中,结合在蛋白质分子特定部位上的配体对该分子的其它部位所产生的影响. 同促效应:一种配体对蛋白质特定别构部位的结合使蛋白质其它活性部位对其它同种配体的结合效应. 异促效应: 一种配体对蛋白质特定别构部位的结合使蛋白质其它活性部位对其它异种配体的结合效应.36.血红蛋白与肌红蛋白相比结构和功能有何不同？37.蛋白质结构与疾病有何关系？答:由于编码某一种蛋白质基因的改变,使得基因编码蛋白质时合成了不正确的氨基酸序列,从而蛋白质的活性或功能发生改变,当改变之后的功能以及表现出来的性状不能够适应外界环境,就会使生物体产生疾病.如地中海贫血症.38.免疫球蛋白的结构特点是什么？39.蛋白质的酸碱性质是由什么因素决定的？40.测定蛋白质的分子量的方法有哪些？答:根据化学组成测定其最低相对分子质量 渗透压法测定蛋白质的分子量 沉降分析法测定蛋白质的分子量 凝胶过滤法测定蛋白质的相对分子质量 SDS聚丙酰胺凝胶电泳测定相对分子质量41.盐溶和盐析的机制是什么？答: 在盐溶液很稀的范围内，随着盐浓度的增加，球状蛋白质的溶解度也随之增加，此现象称作盐溶.盐溶作用主要是由于蛋白质分子吸附某种盐类离子后,带电层使蛋白质分子彼此排斥,而蛋白质分子与水分子相互作用加强,因而溶解度增高 随着盐浓度的继续升高，例如，达到饱和和半饱和的程度，蛋白质的溶解度逐渐变小，彼此之间相互凝聚而发生沉淀，此现象称作盐析.这是由于蛋白质周边的自由水被盐类离子吸附后成水化水,导致疏水基团被暴露,蛋白质因为疏水作用而形成沉淀.42.蛋白质溶液稳定的因素是什么，如何使蛋白质沉淀？43.蛋白质分离纯化有哪些方法，各自的原理是什么？透析:利用蛋白质分子不能通过半透膜的性质,使蛋白质与其它小分子物质如无机盐,单糖等分开.超过滤:利用压力或离心力,强行使水与其它小分子溶质通过半透膜,而蛋白质被截留在膜上,以达到浓缩或脱盐的目的.密度梯度离心:蛋白质在具有密度梯度的介质离心时,质量大与密度大的颗粒比质量小与密度小的颗粒沉降的快,并且每种蛋白质颗粒沉降到与自身密度相等的介质密度梯度时,即停止不前,最后各种蛋白质在离心管中被分离成各自独立区带.凝胶过滤:当不同分子的大小的蛋白质流经凝胶层析柱时,比凝胶珠孔大的分子不能进入珠内的网状结构,而被排阻在凝胶珠之外随着溶剂在凝胶珠之间的空隙向下运动并最先流出柱外;比网孔小的分子能不同程度地自由出入凝胶珠之外.这样由于不同大小的分子所经的路径不同而得到分离,大分子物质先被洗脱出来,小分子物质后被洗脱出来.盐溶与盐析(上一题已叙述过)等电点PH的控制:蛋白质处于等电点时,其静电荷为零,由于相邻蛋白质分子间没有静电斥力而趋于聚集形成沉淀,在其它条件相同时,它的溶解度达到了最低点.不同的蛋白质有着不同的等电点,利用蛋白质在等电点时沉淀最大的原理,可把蛋白质混合物分开.有机溶剂的分离:与水互溶的有机溶剂因为改变了水溶液的介电常数促使蛋白质分子表面可解离的离子化程度减弱,水化程度降低,因此促进了蛋白质分子聚集而沉淀.利用温度对蛋白质溶解度的影响,也可以达到分离纯化的目的.自由电泳:利用蛋白质溶液与缓冲液之间形成的界面的移动,并根据界面移动的速度以及电场强度来计算某一蛋白质的泳动度.通过测定不同PH之下蛋白质的泳动度来计算蛋白质的等电点.区带电泳:将支持物上的电泳蛋白质混合分离成若干区带.双向电泳:第一次电泳后,将分开的斑点通过支持介质间的接触印记转移到第二个支持介质上,旋转90度.进行第二次电泳.聚丙酰胺凝胶电泳:它是以聚丙酰胺凝胶为支持物,一般制成凝胶柱与凝胶板,凝胶是由相连的两部分组成（浓缩胶与分离胶）。凝胶与缓冲液是不连续的.通过调节丙烯酰胺的浓度以及控制交联剂亚甲双丙烯酰胺,可以调节凝胶孔径的大小.电泳前,将蛋白质样品先加入还原剂以及强阴离子的去垢剂SDS，并装入凝胶顶部制成的样品槽内。电场由顶部到底部流经凝胶,蛋白质通过凝胶向下迁移.蛋白质越相对分子质量越小,则迁移的越远.此法是基于凝胶以及缓冲系统的不连续性。毛细管电泳:将介质填充在毛细管中,因散热效果较好,可用高电压进行电泳.等电聚焦:将蛋白质装在具有PH梯度的介质中,在外电场作用下各种蛋白质将移向并聚焦在等于其等电点的PH梯度处,并形成一条很窄的区带层析聚焦:当用特种多缓冲液滴洗填充在柱中的特种多缓冲交换剂时,就会在层析柱中自上而下自动地建立起连续的PH梯度,同时加在柱上端的蛋白质样品也随多缓冲液的展开按各自的等电聚焦在相应的区段.并在展开的过程中随PH梯度下移,蛋白质混合物各组分先后从柱中流出,达到分离纯化的目的.离子交换层析:用离子交换层析分离蛋白质是基于它们所带的净电荷。在阴离子交换层析中，带有正电荷颗粒的层析柱用于结合带净负电荷的蛋白质；在阳离子交换层析中，带负电荷的颗粒用于结合带净正电荷的蛋白质。结合在颗粒上的蛋白质用氯化钠溶液洗脱或用改变缓冲液PH的方法进行洗脱。选择性的吸附层析：吸附层析就是利用待纯化的分子和杂质分子与吸附剂之间的吸附能力和解析性质不同而达到分离的目的。亲和层析：其基本原理是待纯化的某一蛋白质的特异配体通过适当的化学反应共价地连接到像琼脂糖凝胶一类的载体表面的功能基上。一般在配体和多糖载体之间插入一段长度适当的连接臂或称间接臂，使配体与凝胶之间保持足够的距离，不致因载体表面的位阻妨碍待待分离的分子与配体结合。这类载体在其它性能方面允许蛋白质能自由通过。当蛋白质的混合物加到填有亲和介质的层析柱中时，待纯化的某一蛋白质则被吸附在含配体的琼脂糖颗粒表面上而其他的蛋白质因对该配体无特异性结合而不被吸附，它们通过洗涤即可除去，被特异性结合的蛋白质可用含游离的相应配体把它从柱上洗脱下来。高压液相层析：具有更高的效率，更高的分辨率以及更快的过柱速度。44.蛋白质在电场中移动主要由那两个因素决定的？电泳为什么要用电极缓冲液？45.为什么要用不连续电泳，不连续电泳的原理是什么？答：聚丙酰胺凝胶电泳即不连续电泳:它有三种效应，即样品的浓度效应，凝胶对被分离分子的筛选效应，一般电泳的电荷效应。这三种效应使得分离出的样品效果好，分辨率高。它是以聚丙酰胺凝胶为支持物,一般制成凝胶柱与凝胶板,凝胶是由相连的两部分组成,凝胶与缓冲液是不连续的.通过调节丙烯酰胺的浓度以及控制交联剂亚甲双丙烯酰胺,可以调节凝胶孔径的大小.电泳前,将蛋白质样品装入凝胶顶部制成的样品槽内,电场由顶部到底部流经凝胶,蛋白质通过凝胶向下迁移.蛋白质越小,则迁移的越远. 此法是基于凝胶以及缓冲系统的不连续性。46.等点聚焦和SDS电泳各自的工作原理是什么？47.双向电泳用常规电泳有何不同，为什么其分离效果会更好。答：双向电泳:第一次电泳后,将分开的斑点通过支持介质间的接触印记转移到第二个支持介质上,旋转90度.进行第二次电泳.而常规电泳对蛋白质的分离分辨率没有双向电泳的高48.沉降系数S是什么意识？49.亲和层析的原理是什么，最常见的亲和层析如何进行？答：亲和层析：其基本原理是待纯化的某一蛋白质的特异配体通过适当的化学反应共价地连接到像琼脂糖凝胶一类的载体表面的功能基上。一般在配体和多糖载体之间插入一段长度适当的连接臂或称间接臂，使配体与凝胶之间保持足够的距离，不致因载体表面的位阻妨碍待待分离的分子与配体结合。这类载体在其它性能方面允许蛋白质能自由通过。当蛋白质的混合物加到填有亲和介质的层析柱中时，待纯化的某一蛋白质则被吸附在含配体的琼脂糖颗粒表面上而其他的蛋白质因对该配体无特异性结合而不被吸附，它们通过洗涤即可除去，被特异性结合的蛋白质可用含游离的相应配体把它从柱上洗脱下来。50.蛋白质含量分析有哪些方法，常见的是什么？51.如何确定蛋白的纯度？酶1.酶的一般催化剂特性有哪些？这些特性有何意义？ 2.酶的生物学催化剂的特性有哪些？有何生物学意义？答:酶易失活 酶具有很高的催化效率 酶具有高度的专一性 酶活性受到调节和控制 (酶浓度的调节,酶活性的调节,反馈抑制调节,抑制剂与激活剂对酶活性的调节) 酶通常在比较温和的条件下进行反应.3.酶的化学组成是什么？辅基和辅酶有何区别？4.酶的习惯命名法的依据是什么？国际命名法的规则又是什么？5.酶的分离纯化与一般蛋白质的分离纯化比较有哪些要注意的地方？6.酶活测定方法有哪些原则？答:酶活力的测定是在辅助因子存在的条件下,最适PH和最适温度时,测定单位时间内底物的减少量与产物的增加量,由于反应过程中底物往往是过量的,所以一般以测定产物的增加量为准.在测定过程中通常采用分光光度法.由于有的底物比较特殊，其底物或产物都没有特异性的生色反应，就必须用其他测定方法。这些方法有：荧光法，同位素法，电化学方法等等，这要根据具体的酶确定。 酶活性测定尽管不要求酶的纯度，但前处理是很重要的。 7.什么是酶的比活？分子转化数？各有何意义？8.什么是酶促动力学？底物浓度与酶活有何关系？答:酶促反应动力学是研究酶促反应的速率以及影响此速率的各种因素的科学. 底物浓度与酶的关系: 在底物浓度比较低时,若底物浓度加倍,则反应速率也加倍;当底物浓度比较高时,酶处于 饱和状态,增加底物浓度,反应速率不再增加.反应速率对底物浓度作图呈双曲线.当底物浓度饱和时,若酶浓度加倍,则反应速率也加倍.9.米氏方程如何推导的？10.米氏常数有何物理意义和生物学意义？11.影响酶促反应速度的因素有哪些？各自的作用机制是什么？12.激活剂和抑制剂与变构调节的调节物有何区别？13.抑制剂与变性剂之间有何区别？14.可逆抑制剂有哪些类型，它们对酶的动力学特性有影响？答:竞争性抑制:它导致了Km值的增加,但最大反应速率保持不变.所以,增加底物的浓度,可以减少竞争性抑制剂对酶的抑制作用. 非竞争性抑制剂:它导致了最大反应速率的降低，但Km值不变（酶对底物的亲和力不变）。不能通过增加底物的浓度来减少竞争性抑制剂对酶的抑制作用. 反竞争性抑制剂：Km值与最大反应速率都减少。15.不可逆抑制剂有哪两种类型？16.酶的专一性有哪些类型？答：结构的专一性：分为绝对专一性与相对专一性，其相对专一性包括族专一性与键专一性。 立体异构专一性：分为旋光异构专一性与几何异构专一性。17. 酶专一性的机制是什么？18.什么是酶活性中心？如何确定酶活性中心？答：酶的活性中心是指酶与底物结合的区域，形成酶-底物复合物，并将底物转化为产物。它由少数基团决定，活性中心是一个三维实体并与底物相协调。确定酶的活性中心： (1)酶分子侧链基团的化学修饰法 非特异性共价修饰：活力丧失或活力不变化。 特异性共价修饰：活力丧失 亲和标记法：合成的与底物结构相似的共价修饰剂。 (2) X-射线晶体衍射法 (3)动力学参数测定法 (4)定点诱变法 19.影响高效性的因素有哪些？为什么？答:底物与酶的邻近效应与定向效应:由于在酶的作用下，底物与底物分子的反应基团在空间上靠近，在方向上适合，使反应更易于进行 底物的形变及诱导契合:底物在酶的作用下，构象发生改变，导致电子张力的产生，使得反应活化能降低，反应易于进行。 酸碱催化效应:通过瞬时地向反应物提供质子或从反应物接受质子以稳定过渡态,加速反应的一类催化机制. 共价催化:在催化时,亲核催化剂或亲电子催化剂能分别放出电子或汲取电子并作用于底物的缺电子中心及负电中心,迅速形成不稳定的共价中间复合物,降低反应的活化能,使反应加速. 金属离子催化:(1)通过结合底物使反应定向(2)通过可逆地改变金属离子的氧化态以调节氧化还原反应(3)通过静电稳定或屏蔽负电荷。 多元催化和协同效应：几个基元催化反应配合在一起共同起作用，这种多元催化协同作用的结果使得酶反应加速。 活性部位在微环境中的影响：利于酶的催化作用。20.为什么组氨酸是最合适的活性中心作用基团？21.试述溶菌酶的催化机制。22.试述胰凝乳蛋白酶的催化机制。答:反应的第一步:His57作为一个广义碱从Ser195吸取一个质子,促进Ser195亲核攻击要断裂的肽键羰基碳,这是一个协调的步骤.Ser195攻击羰基碳前质子转移,将留下一个相当不稳定的Ser负电荷,形成酰基酶的共价化合物.在下一个步骤中,从His57质子供体给肽的氮酰氨,得到共价化的质子氨形成四面体的中间物,随后促进键的断裂和产物氨的解离.随后为脱酰化,用水亲核攻击羰基碳,产生另一个过渡态的四面体的中间物.在这一步中His57作为广义碱从攻击的水分子接收一个质子.随后提供质子给在Ser的氧,以协调的方式帮助四面体中间物瓦解.羧基脱去质子,并从活性部位脱离,完成了整个反应.23.试述羧肽酶的催化机制。24.什么是抗体酶？25.什么是核糖酶，它的发现有什么意义？26.多酶体系的代谢调节机制是什么？有哪几种调节的方式？27.酶的活性调节方式有哪些？答:通过调节酶的浓度;通过激素调节酶的活性,反馈抑制调节酶的活性,通过抑制剂与激活剂对酶活性的调节.别构调控,酶原的激活,可逆的共价修饰.28.正协同调节和负协同调节动力学特性有何意义？29.变构调节的判断标准是什么？答:Rs=位点被%90饱和时底物的浓度/位点被%10饱和时的底物浓度=81(1/n) Rs81时，Rs越大，负协同效应越显著。30.共价修饰调节有哪两种特点，哪两种类型？答:特点：（1）通过修饰或去修饰改变酶活性；有的是修饰后有活性，有的是修饰后失去活性（2）级联放大效应 类型：（1）一种是通过修饰或去修饰使活性完全消失或恢复；（2）一种是通过修饰或去修饰使活性部分地发生改变。 31.寡聚酶的不同亚基有何意义？32.什么是同工酶，同工酶有何意义？33.什么是结构酶，什么是诱导酶？34.什么是酶工程，化学酶工程和生物酶工程各包含哪些内容？维生素与辅因子1.什么是维生素？它有什么特点？2.维生素的来源主要是什么？3.维生素在生命活动中有何意义？4.维生素如何分类？5.各种不同的维生素的来源，功能，缺乏维生素的表现是什么？6.维生素与辅酶有何关系？核酸1.组成核酸的碱基有哪几种？2.组成核酸的核苷酸有哪几种？3.什么是稀有碱基？4.核苷酸的基本结构是什么？5.DNA的一级结构是什么？如何表示（读和写）核苷酸的一级结构？6.DNA的标准二级结构是什么？如何描述？ 答:两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴相互缠绕,两条链均为右手螺旋. 嘌呤与嘧啶碱位于双螺旋的内侧.磷酸与核糖在外侧,彼此通过3,5磷酸二酯键相连接,形成DNA分子的骨架.碱基平面与纵轴垂直,糖环的平面与纵轴平行.两条配对偏向于一侧,形成一条大沟与一条小沟. 双螺旋的平均直径为2nm,每一转的高度为3.4nm. 两条核苷酸依靠彼此碱基之间的氢键相联系而结合在一起. 碱基在一条链上不受限制.但是根据碱基配对原则,当一条多核苷酸链的序列被确定后,即可决定另一条互补链的序列.这就表明,遗传信息由碱基的序列所携带.7.DNA二级结构有哪些类型？8.DNA的超螺旋结构是如何形成的？9.DNA的主要生物学功能是什么？10.RNA的结构有何特点？11.细胞质RNA有由哪些组份构成？12.标准的tRNA结构是什么？13.mRNA有何结构特点？答:核糖的第二位被甲基化(有时候一个,有时候两个甲基化). 嘌呤的第七位被甲基化 5-5连接,用三个磷酸连接 14.三种细胞质RNA在细胞中的主要功能是什么？答: mRNA的功能是为蛋白质的合成提供模板，分子中带有遗传密码。mRNA分子中每三个相邻的核苷酸组成一组，在蛋白质翻译合成时代表一个特定的氨基酸，这种核苷酸三联体称为遗传密码。 rRNA是细胞中含量最多的RNA，可与蛋白质一起构成核蛋白体(核糖体)，作为蛋白质生物合成的场所。 tRNA在蛋白质的生物合成中具有转运氨基酸和识别密码子的作用，并参与了DNA的反转录合成以及其他代谢和基因的表达调节。15.DNA和RNA的结构有何异同？答：相同点：分子中都含有磷酸，戊糖与碱基；都是由3，5磷酸二酯键连接而成的生物大分子，并在生物体内都是以核蛋白的形式存在。 不同点：DNA的戊糖是2脱氧核糖而RNA的戊糖是核糖，DNA的碱基是由A T C G组成，RNA的碱基是由A U C G组成；通常情况下，DNA是由两条链组成的双螺旋结构，而RNA是由一条链所组成的单链结构，局部双螺旋；DNA能够形成双螺旋，而转移RNA的三级结构是倒L形。16.核酸有何光学性质？17.如何检测核酸的存在和量？18.核酸有哪些一般物理化学性质？这些性质有何意义？19.核酸的解离特性如何？20.微量的核酸如何检测？21.什么是核酸变性？它有哪些表现？它与蛋白质变性有何异同？答：核酸的变性是指双螺旋区的氢键断裂，变成单链，并不涉及共价键的断裂。表现：260nm紫外吸光度值升高，粘度降低，浮力密度升高，双折现象消失，比旋下降，酸碱滴定曲线改变等。它变性的特点是爆发式的，变性作用发生在一个很窄的温度范围内，有一个相变的过程。相同点：核酸和蛋白质的一级结构均保持完好，生物学活性丧失。不同点：蛋白质变性：溶解度减小；粘度增加；空间结构改变，生物活性丧失，易被蛋白酶水解。 核酸变性：粘度减小，增色效应；浮力密度升高；双折射现象消失；比旋下降；酸碱滴定曲线改变。22.什么是DNA的熔点？它与什么因素有关？23.什么是分子杂交？原理是什么？答：分子杂交是指将不同来源的DNA放在试管里，经慢慢变性后。并慢慢冷却将其复性，若让这些异源DNA之间在某些区域内有相同的序列，则复性时会形成杂交DNA分子。这一过程称为分子杂交。其也可用于DNA与互补的RNA之间杂交。利用这一原理，就可以使用已知序列的单链核酸片段作为探针，去查找各种不同来源的基因组DNA分子中的同源基因或同源序列。 原理： A. DNA变性：DNA变性是指双螺旋之间氢键断裂，双螺旋解开，形成单链无规则线团，因而发生性质改变（如粘度下降，沉降速度增加，浮力上升，紫外吸收增加等）。 B. 复性：变性DNA只要消除变性条件，二条互补链还可以重新结合，恢复原来的双螺旋结构，这一过程称为复性。 退火：通常DNA热变性后，将温度缓慢冷却，并维持在比Tm低2530左右时，变性后的单链DNA即可恢复双螺旋结构，因此，这一过程又叫做退火。 复性后的DNA，理化性质都能得到恢复。倘若DNA热变后快速冷却，则不能复性。生物氧化1.什么是代谢？合成代谢与分解代谢，物质代谢与能量代谢有何G关系？2.代谢有什么特点？3什么是自由能？如何用自由变化能判断反应进行的方向？4自由能差与标准自由能差有何不同？5如何求自由能和标准自由能？6生物体内的自由能有哪些特殊的规定？7什么是高能磷酸键？它与普通化学中的高能键有何不同？ 8高能键有哪些类型？ATP为什么有较高的水解自由能？答:类型:磷氧键型(-O-P-) 氮磷键型-如弧基磷酸化合物 硫酯键型-活性硫酸基 甲硫键型-活性甲硫氨酸 ATP有较高水解自由能的原因：ATP的负电荷斥力，水解产物比ATP有更多的共振结构，H+的推动力。9ATP在生物体内的代谢过程中有何意义，为什么？10什么是生物氧化？生物氧化与体外氧化有何区别？11生物氧化有何特点？12什么是标准氧化还原电位？13电极电位和标准电极电位的关系和求法。14标准电极与氧化还原能力的关系如何？15电极电位与自由能的关系是什么？16什么是电子传递链？它有哪些成员，排列顺序，依据是什么？17电子传递链中各成员的特性，包括结构，组成，辅因子。答:NADH-Q还原酶：复合体1，为一个具有相对分子质量88000的大蛋白质分子。其至少包含有34条多肽链。分别由核和线粒体两个不同的基因组编码构成。该酶是第一个质子汞。其有两种辅因子：黄素单核苷酸（FMN），Fe-S蛋白。 泛醌（CoQ）:为NADH-CoQ还原酶的辅酶，它是由异戊二烯为单位构成的长碳氢链，在不同生物中长度不同。 琥珀酸-Q还原酶：复合体2，它为镶嵌在线粒体内膜的酶蛋白，该酶复合体中包括2Fe-2S,3Fe-3S和4Fe-4S.其辅因子是FADH2，Fe-S蛋白，Co-Q 细胞色素还原酶：复合体3，该复合体主要包含细胞色素b562和b566,细胞色素c1,2F-2S.其中细胞色素b是游离的，细胞色素c1和2Fe-2S位于膜内侧，其辅基为血红素。 细胞色素C：其为相对分子质量为13000较小球形蛋白质，直径为3.4nm，由104个氨基酸构成一条单一的多肽链。它是唯一能溶于水的细胞色素。辅因子是血红素。 细胞色素氧化酶：复合体4，细胞色素氧化酶分子较大，约20 万kd，由10 个亚基组成，分别为 I, II, III, IV, 。，其中最大的三个亚基由线粒体DNA编码。辅因子是两个血红素与两个铜离子。18电子传递的抑制剂，产生ATP的部位。19什么是氧化磷酸化？P/O比？ 20电子传递与氧化磷酸化有何关系？答：电子传递与氧化磷酸化过程是互为因果关系，即偶联关系。21氧化磷酸化和电子传递的抑制剂的特性？ 22氧化磷酸化的机制是什么？电子传递与质子梯度的形成联系？答：电子传递过程中，不断地将线粒体基质中的H泵出到内膜外侧（内外膜之间）形成质子梯度；H+梯度不能自由地回到内膜内侧（线粒体基质）中，必须通过ATP酶通道回到线粒体基质中。当H通过ATP酶通道回到线粒体基质中时，推动ATP的合成。 电子传递使复合体1，2，4推动H+跨过线粒体内膜到线粒体的间隙，线粒体的间隙与细胞溶胶相接触。H+的跨膜流动的结果造成线粒体内膜内部基质的H+浓度低于间隙，线粒体基质形成负电势，而间隙形成正电势，这样产生的电化学梯度即电动势。糖代谢 无效循环-生物组织内由两个不同的酶催化两个相反的代谢途径，反应的一方需要高能化合物如ATP参与，而另一方则自动进行，这样循环的结果只是ATP被水解了，而其他反应物并无变化，这种循环被称为“无效循环”。1糖酵解与发酵的关系与不同处？2糖酵解的反应过程（中间产物和酶）？答:1,己糖激酶 2,磷酸葡萄糖异构酶 3,磷酸果糖激酶 4,醛缩酶 5,磷酸丙糖异构酶 6,磷酸甘油醛脱氢酶 7,磷酸甘油酸激酶 8,磷酸甘油酸变位酶 9,烯醇化酶 10,丙酮酸激酶 11,非酶促反应 12,乳酸脱氢酶13,丙酮酸脱氢酶14,乙醇脱氢酶 3酵解过程的能量和物质变化？4糖酵解的调控位点及机制？答:调控位点:葡萄糖转化为葡萄糖6-磷酸;果糖6磷酸转化为果糖1,6-二磷酸;磷酸烯醇式丙酮酸转化为丙酮酸. 机制与过程:有三种酶来控制与调节糖酵解途径:己糖激酶,磷酸果糖激酶（PFK）,丙酮酸激酶.磷酸果糖激酶受ATP的别构抑制，该抑制作用可被AMP解除，柠檬酸也能抑制PFK的催化。果糖-6-磷酸的生成促进了果糖2，6-二磷酸的生成，继而激活PFK。催化合成的果糖2，6-二磷酸的酶以及逆反应使之水解的果糖-6-磷酸的酶受胰高血糖素的调节，当血糖水平下降时糖酵解速度很慢。PFK也可受H+的抑制，因而防止在缺氧时产生大量的乳酸。PFK受到抑制后积累的葡萄糖-6-磷酸又可以抑制己糖激酶的活性。丙酮酸激酶被果糖1，6-二磷酸酶激活，但受ATP和丙氨酸的别构抑制；像PFK一样，丙酮酸激酶也受胰高血糖素的调节。5糖酵解过程的生理学意义？6无氧呼吸反应机制及意义？7什么是有氧呼吸？8丙酮酸脱氢酶体系的结构？9丙酮酸脱氢的机制和反应过程？答: 丙酮酸脱羧:丙酮酸脱下来的羧基转化为CO2,同时其本身与TPP结合形成羟乙基-TPP,羟乙基-TPP与硫辛酰胺结合后形成乙酰二氢硫辛酰胺。 乙酰二氢硫辛酰胺上的乙酰基转移到CoA分子上形成乙酰-CoA。 还原型的二氢硫辛酰胺转乙酰酶氧化，形成氧化型的二氢硫辛酰胺转乙酰酶。 还原型的E3再氧化。10丙酮酸脱氢反应的调节机制？11三羧酸循环的反应过程（包括酶，中间产物变化）。答：草酰乙酸与乙酰CoA缩合成柠檬酸，催化这一反应的酶是柠檬酸合成酶 柠檬酸异构化形成异柠檬酸，乌头酸酶催化。在异柠檬酸脱氢酶的作用下，异柠檬酸氧化成酮戊二酸，该反应是三羧酸循环中第一个氧化还原反应，反应产生一分子的还原型辅酶I(NDAH+H+)并产生1分子的CO2.这一反应被ADP和NAD+激活，被ATP,NADHH+的变构抑制。a-酮戊二酸在a-酮戊二酸脱氢酶复合体的作用下，氧化脱羧形成琥珀酰-CoA，反应的调节受产物、NADH和ATP抑制。所以该反应的意义有三： 还原NAD+为NADH+H+; 促进反应向右边进行；产生一个高能化合物琥珀CoA琥珀酰CoA在琥珀酰-CoA合成酶的作用下转化为琥珀酸：这一步在哺乳动物中生成GTP, 在植物和微生物中生成ATP. 这是三羧酸循环唯一产生高能化合物的步骤。琥珀酸在琥珀酸脱氢酶的作用下脱氢形成延胡索酸。这一反应生成的是FADH2，催化反应的琥珀酸脱氢酶是三羧酸循环的酶中惟嵌合在线粒体上的酶。延胡索酸在延胡索酸酶的作用下加成水化生成L-苹果酸苹果酸在苹果酸脱氢酶作用下脱氢生成草酰乙酸，产生第三个NADH+H+12三羧酸循环的物质变化和能量变化？13三羧酸循环的生理意义？答：分解过程，提供能量 为其它合成代谢提供前体14三羧酸循环的生理意义？15三羧酸循环的的调节及机制？答：抑制剂和激活剂的作用，系统的底物和产物平衡：乙酰CoA的推动作用 草酰乙酸的推动作用，柠檬酸的推动作用16三羧酸循环的原子命运？乙酰COA和草酸的命运？17三羧酸循环的中间产物的补充机制及意义？18三羧酸循环与糖酵解，电子传递和氧化磷酸化的关系？答：葡萄糖经过糖酵解生成丙酮酸，丙酮酸在无氧的条件下生成酒精和二氧化碳，在有氧的条件下经过脱氢过程生成乙酰-CoA，后者进入三羧酸循环氧化分解出CO2与H2O，在这一系列过程中所产生的NADH与FADH2其上的电子通过一系列的电子传递体传递给氧，最后形成水，而NADH与FADH2的氧化释放出的自由能使ADP磷酸化形成ATP。这一过程即为生物的呼吸作用。19二碳化合物的分解代谢如何进行及作用机制？20磷酸戊糖途径的生理意义是什么？答：磷酸戊糖途径是细胞产生还原力（NADPH）的主要途径； 磷酸戊糖途径是细胞内不同结构糖分子的重要来源，并为各种单糖的相互转变提供条件；这一过程不与氧化磷酸化相偶联，所以能产生大量的NADPH；植物中被认为其对病菌的抗性有关。21磷酸戊糖代谢过程及调节位点，能量变化？22其它糖类物质的分解代谢如何进行？23糖异生的意义？24糖异生的过程，调节位点，调节机制？答：三条迂回途径：丙酮酸在丙酮酸羧化酶的催化下，消耗一个ATP分子的高能磷酸键形成草酰乙酸。后者并在丙酮酸羧激酶的作用下，消耗一个GTP分子形成磷酸烯醇式丙酮酸。 果糖1-6二磷酸在果糖1，6-二磷酸酶的催化下，其C1位的磷酸酯水解形成果糖-6-磷酸葡萄糖6-磷酸在葡萄糖6-磷酸酶的催化下水解为葡萄糖。调控：磷酸果糖激酶和果糖-1,6-二磷酸酶的调节-这两个酶都受到果糖-2,6-二磷酸（F-2,6-BP)的调节。对果糖-1,6-二磷酸酶有协同抑制作用，对磷酸果糖激酶具有强烈的激活作用。丙酮酸激酶、丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸激酶的调节：丙酮酸激酶：ATP和丙氨酸抑制；果糖-6-磷酸正反馈。丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸激酶：ADP抑制，乙酰CoA 激活。25糖异生和糖酵解如何避免无效循环？26糖原分解和合成的过程如何进行的？答：糖原分解：先由糖原磷酸化酶从糖原分子的非还原性末端逐个移去葡萄糖残基直至a（1-6）-糖苷键分支点前的4个葡萄糖残基处，脱下来的葡萄糖与无机磷酸结合形成葡萄糖1-磷酸。其后，糖原脱支酶肽链上的转移葡萄糖残基的活性部位起催化作用将原来极限分支前面的以a（1-4）糖苷键连接的三个葡萄糖残基转移到另一个分支的非还原性末端的葡萄糖残基上，同时暴露出以a（1-6）糖苷键相连的葡萄糖残基。这个分支点由脱支酶分解（1-6）糖苷键的作用切除。而葡萄糖-1-磷酸由磷酸葡萄糖