生物化学思考题

1生物化学思考题蛋白质一、名词氨基酸及蛋白质等电点；蛋白质一级、二级、三级及四级结构、超二级结构、结构域、电泳、蛋白质分子病、别构效应；蛋白质变性作用；肽与肽键；N端与端；AA殘基；二、简答题1、中性、酸性及碱性氨基酸有哪些答20种氨基酸中的精氨酸、赖氨酸和组氨酸为3种碱性氨基酸；酸性氨基酸为天冬氨酸和谷氨酸2种；其他15种为中性氨基酸。2、稳定蛋白质空间结构的作用力有哪些答氢键、盐键、疏水作用、范德华引力等是稳定空间结构的作用力；一级结构中的化学键有肽键和二硫键。3、蛋白质在非等电点时不易形成凝集沉淀的的原理；答一是水化层，蛋白质表面带有亲水基团，形成水化层，使蛋白质颗粒相互隔开，不易碰撞成大颗粒；二是蛋白质在非等电时带有同种电荷，使蛋白质之间相互排斥，保持一定距离，不致相互凝集沉淀4、指出下面PH条件下，各蛋白质在电场中向哪个方向移动，即正极，负极，还是保持原点（1）胃蛋白酶（PI10），在PH50；（2）血清清蛋白（PI49），在PH60；（3）脂蛋白（PI58），在PH50和PH90；答（1）胃蛋白酶PI10环境PH50，带负电荷，向正极移动；（2）血清清蛋白PI49环境PH60，带负电荷，向正极移动；（3）脂蛋白PI58环境PH50，带正电荷，向负极移动；脂蛋白PI58环境PH90，带负电荷，向正极移动。三、何谓蛋白质的变性与沉淀二者在本质上有何区别答蛋白质变性的概念天然蛋白质受物理或化学因素的影响后，使其失去原有的生物活性，并伴随着物理化学性质的改变，这种作用称为蛋白质的变性。变性的本质分子中各种次级键断裂，使其空间构象从紧密有序的状态变成松散无序的状态，一级结构不破坏。蛋白质变性后的表现生物学活性消失；理化性质改变溶解度下降，黏度增加，紫外吸收增加，侧链反应增强，对酶的作用敏感，易被水解。蛋白质沉淀蛋白质由于带有电荷和水膜，因此在水溶液中形成稳定的胶体。如果在蛋白质溶液中加入适当的试剂，破坏了蛋白质的水膜或中和了蛋白质的电荷，则蛋白质胶体溶液就不稳定而出现沉淀现象。沉淀机理破坏蛋白质的水化膜，中和表面的净电荷。蛋白质的沉淀分类（1）可逆的沉淀蛋白质的结构未发生显著的变化，除去引起沉淀的因素，蛋白质仍能溶于原来的溶剂中，并保持天然性质。如盐析或低温下的乙醇（或丙酮）短时间作用蛋白质。（2）不可逆沉淀蛋白质分2子内部结构发生重大改变，蛋白质变性而沉淀，不再能溶于原溶剂。如加热引起蛋白质沉淀，与重金属或某些酸类的反应都属于此类。蛋白质变性后，有时由于维持溶液稳定的条件仍然存在，并不析出。因此变性蛋白质并不一定都表现为沉淀，而沉淀的蛋白质也未必都已经变性。核酸思考题一、名词解释核酸的一级结构；二级结构；基因和基因组；核酸的增色效应和减色效应；双链核酸的变性与复性及熔解温度TM；二、简述题1、核酸DNA和RNA的存在与生物学意义；答2、核苷酸的生物功能；答3、核酸中核苷酸的连接键；答3，5磷酸二酯键4、真核生物和原核生物核糖体的分子量；答原核生物核糖体分子量为70S，大亚基50S，小亚基30S；真核生物核糖体的分子量为80S，大亚基为60S，小亚基40S。5、核酸结构的稳定因素；答碱基对间的氢键、碱基堆积力、环境中的正离子6、DNA变性后理化性质有何变化答DNA双链转化成单链的过程称变性。引起DNA变性的因素很多，如高温、超声波、强酸、强碱、有机溶剂和某些化学试剂（如尿素，酰胺等都能引起变性。DNA变性后的理化性质变化主要有天然DNA分子的双螺旋结构解链变成单链的无规则线团，生物学活性丧失；天然的线型DNA分子水溶液具有很大的黏度。变性后，黏度显著降低；变性后的DNA浮力密度大大增加，故沉降系数S增加；DNA变性后，碱基的有序堆积被破坏，碱基被暴露出来，因此，紫外吸收值明显增加，产生所谓增色效应。酶思考题1、作为生物催化剂，酶最要的特点是什么答具有很高的催化效率以及高度专一性。2、什么是诱导契合学说该学说如何释酶的专一性答“诱导契合”学说认为酶分子的结构并非与底物分子正好互补，当酶分子结合底物分子时，在底物分子诱导下，酶的构象发生变化，成为能与底物分子密切契合的构象，从而催化底物的反应。根据诱导契合学说，经过诱导之后，酶与底物在结构上的互补性是酶催化底物反应的前提，酶只能与互补的化合物契合，排斥那些形状、大小等不适合的化合物，故酶对底物具有严格的选择性（高度专一性）。3、阐述酶活性部位的概念、组成与特点。答酶的活性部位（活性中心）是指酶分子中直接和底物结合并和酶催化作用直接有关的区域。酶的结合部位，是指酶分子中与结合底物有关的部位。每3种酶具有一个或一个以上的结合部位，即每一结合部位至少结合一种底物，结合部位决定酶的专一性。酶的催化部位，是指酶分子中促使底物发生化学变化的部位。催化部位决定酶的催化能力以及酶促反应的性质。酶的活性部位共同特点酶的活性部位在酶分子整体结构中只占很小的部分。酶的活性位具有三维立体结构；在形状、大小、电荷性等方面与底物分子具有很好的互补性。酶的活性部位含有特定的催化基团。主要包括氨基酸侧链基团的化学功能团以及辅因子的化学功能团。如羟基、羧基等、TPP、磷酸吡哆醛、铁卟啉等，酶的活性部位具有柔性。酶的活性部位比整个酶分子更具有柔性或称可动运动性，它容易在蛋白变性剂或底物诱导作用下发生构象的变化。酶的活性部位通常是酶分子上的一个裂隙。将底物分子包围起来，从而给底物分子即将发生的反应提供一个区别于溶剂环境的局部微环境。4、酶具有高效催化效率的分子机理是什么答酶具有高催化效率的分子机理是酶分子的活性部位结合底物形成酶底物复合物，在酶的帮助作用下（包括共价作用与非共价作用），底物进入特定的过渡态，由于形成此过渡态所需要的活化能远小于非酶促反应所需要的活化能，因而反应能够顺利进行，形成产物并释放出游离的酶，使其能够参与其余底物的反应。5、酶与底物中间复合物学说答酶与底物中间复合物学说认为当酶催化某一化学反应时，酶（E）首先和底物（S）结合生成中间复合物（ES），中间复合物继续反应以生成产物（P），并释放出游离的酶。ESESPE维生素1、什么是维生素列举脂溶性维生素与水溶性维生素的成员。答维生素的科学定义是参与生物生长发育与代谢所必需的一类微量小分子有机化合物。脂溶性维生素主要包括VA、VD、VE、VK等，水溶性维生素主要包括维生素B族（VB1、VB2、VPP、VB6、VB12、叶酸、泛酸、生物素）、硫辛酸和VC。2、为什么维生素D可数个星期补充一次，而维生素C必须经常补充答VD是脂溶性维生素，可贮存在肝等器官中。VC是水溶性维生素的，不能贮存，所以必须经常补充。3、维生素A主要存在于肉类食物中，为什么素食者并不缺乏维生素A答维生素A可在人体内由植物性食物中的B胡萝卜素转化而成，故素食者不缺VA。4、在生物体内起到传递电子作用的辅酶是什么答NAD、NADP、FMN、FAD。5、完整的鸡蛋可保持4到6周仍不会腐败，但是去除蛋白的蛋黄，即使放在冰箱内也很快地腐败。试解释为什么蛋白可以防止蛋黄腐败答蛋清中含有抗生物素蛋白，它能与生物素结合使其失活，抑制细菌生长，使鸡蛋不容易腐败。生物氧化一、名词解释生物氧化，呼吸链，氧化磷酸化，底物水平磷酸化，电子传体系磷酸化，4二、简述题1、说明组成NADH和FADH呼吸链中的组分及其作用；答烟酰胺脱氢酶类的作用催化代谢物脱氢，其辅酶NAD的作用为传氢体；黄素氧化酶类的作用催化代谢物脱氢，其辅基FMNFAD的作用为传氢体；辅酶Q是传氢体；铁硫蛋白类是传电子体；细胞色素类的作用是传电子。2、NADH呼吸链能生成多少ATPFADH呼吸链能生成多少ATP；答NADH呼吸链能生成25个ATP，FADH呼吸链则生成15个ATP。3、生物氧化的特点；答生物氧化是在37，近于中性水溶液环境中进行的，是在一系列酶的催化作用逐步进行的。生物氧化的能量是逐步释放的，并以ATP形式捕获能量。生物氧化中的CO2是的生成是有机酸脱羧生成的，由于脱位置不同，又有脱羧和脱羧之分生物氧化中的水的生成是代谢物脱下的氢经过一系列传递体与氧结合而生成的。生物氧化有严格的细胞定位，在真核生物细胞内，生物氧化都在线粒体内进行，在不含线粒体的原核细胞内，生物氧化在细胞膜上进行。糖一、名词无氧分解（EMP）、有氧分解、糖原的合成、糖原异生、二、简述1、比较无氧分解、三羧酸循环、磷酸戊糖途径的场所、ATP生成数。2、比较三羧酸循环和磷酸戊糖途径的生物学意义3、说明EMP的中间产物都是磷酸化合物的生物学意义4、1MOL葡萄糖或相当于1MOL葡萄糖的糖原彻底氧化生成二氧化碳和水,将净生成多少ATP每分子乙酰辅酶A进入三羧酸循环生成CO2和水生成多少分子ATP。答1MOL葡萄糖彻底氧化生成二氧化碳和水，将净生成多少32MOLATP。相当于1MOL葡萄糖的糖原氧化生成CO2和水，将净生成多少33MOLATP。每分子乙酰辅酶A进入三羧酸循环生成CO2和水生成10分子ATP。5、说明丙酮酸脱氢酶系的组成答丙酮酸脱氢酶系3种酶丙酮酸脱氢酶、二氢硫辛酰转乙酰基酶、二氢硫辛酸脱氢酶。5种辅酶FAD，NAD，HSCOA，硫辛酸，TPP。脂质代谢1什么是脂仿酸的氧化1MOL硬脂酸（18碳原子）彻底氧化可净产生多摩尔ATP答脂肪酸氧化作用是发生在碳原子上，逐步将碳原子成对地从脂肪酸链上切下，这个作用即氧化。它经历了脱氢（辅酶FAD），加水，再脱氢辅酶NAD，硫解四步骤，从脂肪酸链上分解下一分子乙酰COA。乙酰COA可进入三羧酸循环生成CO2和水。1MOL硬脂酸（十八碳饱和脂肪酸）彻底氧化可净产生120MOL摩尔ATP。515825810921220902120MOLATP。2脂肪酸除氧化途径外，还有哪些氧化途径答脂肪酸除主要进行氧化作用外，还可进行另两种方式的氧化，即氧化与氧化。3酮体是如何产生和氧化的为什么肝中产生的酮体要在肝外组织才能被利用答酮体是丙酮、乙酰乙酸、羟丁酸在的总称，其如何产生和氧化详见10241“酮体的生成”和10242“酮体的氧化”。肝产生的酮体要在肝外组织才能被利用，是因为肝中有活力很强的生成酮体的酶，但缺少利用酮体的酶。4胆固醇在体内是如何生成、转化和排泄的答胆固醇的生成以乙酰辅A为起始物，经系列酶促反应生成胆固醇。胆固醇可在体内转化成雌性激素，雄性激素，睾丸酮，孕酮（黄体激素），维生素D3，胆汁酸，肾上腺皮质激素等；胆固醇以粪固醇形式（非胆固醇转化形式）。详见105节。蛋白质分解和氨基酸代谢1氨基酸脱氨基作用有哪几种方式为什么说联合脱氨基作用是生物体主要的脱氨基方式答氨基酸的脱氨基作用主要有氧化脱氨基作用、转氨基作用、联合脱氨基作用和非氧化脱氨基作用。生物体内L氨基酸氧化酶活力不高，而L谷氨酸脱氢酶的活力却很强，转氨酶虽普遍存在，但转氨酶的作用仅仅使氨基酸的氨基发生转移并不能使氨基酸真正脱去氨基。故一般认为L氨基酸在体内往往不是直接氧化脱去氨基，主要以联合脱氨基的方式脱氨。2试述磷酸吡哆醛在转氨基过程中的作用。答转氨酶的种类虽多，但其辅酶只有一种，即吡哆醛5磷酸，它是维生素B6的磷酸酯。吡哆醛5磷酸能接受氨基酸分子中的氨基而变成吡哆胺5磷酸，同时氨基酸则变成酮酸。吡哆胺5磷酸再将其氨基转移给另一分子酮酸，生成另一种氨基酸，而其本身又变成吡哆醛5磷酸，吡哆醛5磷酸在转氨基作用中起到转移氨基的作用。3、什么是鸟氨酸循环合成LMOL尿素消耗多少高能磷酸键答尿素的合成不是一步完成，而是通过鸟氨酸循环的过程形成的。此循环可分成三个阶段第一阶段为鸟氨酸与二氧化碳和氨作用，合成瓜氨酸。第二阶段为瓜氨酸与氨作用，合成精氨酸。第三阶段精氨酸被肝中精氨酸酶水解产生尿素和重新放出鸟氨酸。反应从鸟氨酸开始，结果又重新产生鸟氨酸，形成一个循环，故称鸟氨酸循环又称尿素循环。合成1MOL尿素需消耗4MOL高能键。7什么是生糖氨基酸、生酮氨基酸、生酮兼生糖氨基酸为什么说三羧酸循环是代谢的中心你是如何理解的6答在体内可以转变为糖的氨基酸称为生糖氨基酸，其按糖代谢途径进行代谢；能转变成酮体的氨基酸称为生酮氨基酸，其按脂肪酸代谢途径进行代谢；二者兼有的称为生糖兼生酮氨基酸，部分按糖代谢，部分按脂肪酸代谢途径进行。在绝大多数生物体内，三羧酸循环是糖、脂肪、蛋白质、氨基酸等物质的共同分解途径。另一方面三羧酸循环中的许多中间体如酮戊二酸、琥珀酸、延胡索酸、苹果酸、草酰乙酸等又是生物体各物质合成的共同前体。因此三羧酸循环是各物质代谢的中心。8什么是必需氨基酸和非必需氨基酸答生物体自身不能合成必需由食物供给的氨基酸为必需氨基酸。生物体自身能合成的氨基酸为非必需氨基酸。核苷酸代谢1、人体、鸟类体内嘌呤代谢的终产物为尿酸。2、画出并注明嘌呤环、嘧啶环各原子的来源。3、何谓核苷酸的从头合成途径和补救途径4、嘌呤核苷酸从头合成的起始物PRPP5磷酸核糖焦磷酸。DNA生物合成1、基本概念DNA复制子、复制叉、复制眼、复制方向、DNA半保留复制半不连续复制前导链和后随链2、生物的遗传信息如何由亲代传递给子代答生物的遗传信息表现为特定的核苷酸排列顺序，通过DNA的复制和细胞分裂由亲代细胞传递给子代细胞。进行有性生殖的多细胞生物形成性细胞时，通过减数分裂，使性细胞形成单倍体，在受精过程中形成的双倍体细胞中，一半染色体来自父亲，另一半染色体来自母亲，从而实现了遗传信息从亲代到子代的传递。3、何谓DNA的半保留复制是否所有DNA的复制都以半保留的方式进行答DNA的半保留复制指新合成的DNA双链中，有一条链是来自亲代的，另一条链是新合成的。半保留复制的方式只适用于双链分子，单链DNA分子要转化成双链的复制型DNA，再以半保留方式复制。3若使15N标记的大肠杆菌在14N培养基中生长三代，提取DNA，并用平衡沉降法测定DNA密度，其14NDNA分子与14N15N杂合DNA分子之比应为多少答15N标记的大肠杆菌利用培养基中的14N合成DNA，第一代DNA双链都是14N15N杂合DNA分子。第二代分别是以第一代中的14N和15N链作为母链合成新的DNA，所以14NDNA分子与14N15N杂合DNA分子之比为11。第三代中的14N和15N母链的分子之比是31，所以14NDNA分子与14N15N杂合DNA分子之比应为31。4已知DNA的序列为W5AGCTGGTCAATGAACTGGCGTTAACGTTAAACGTTTCCCAG3C3TCGACCAGTTACTTGACCGCAATTGCAATTTGCAAAGGGTC57上链和下链分别用W和C表示，箭头表明DNA复制时复制叉移动方向。试问哪条链是合成后随链的模板试管中存在单链W，要合成新的C链，需要加入哪些成分如果需要合成的C链被32P标记，核苷三磷酸中的哪一个磷酸基团应带有32P如果箭头表明DNA的转录方向，哪一条链是合成RNA的模板答W链；DNA聚合酶，引物，DNTP，MG2；磷酸基团；C链。5、DNA复制过程可分为哪几个阶段其主要特点是什么答DNA的复制过程分为三个阶段。各阶段的特点主要表现在复制体的变化。起始阶段，形成起始复合物；延伸阶段，DNA聚合酶进行持续的DNA复制；终止阶段，复制体解聚，形成两个新的子代分子。6、试比较原核生物与真核生物DNA复制共同点及差异答共同点均为半保留复制；均为半不连续复制；均需要解旋酶解开双链，并由SSB同单链区结合；均需要拓扑异构酶消除解螺旋形成的扭曲力；均需要RNA引物；新链合成均有校对机制。主要差别原核生物为单起始点，真核则多起始点复制。原核生物的复制子大而少，真核生物的复制子小而多原核生物复制叉移动速度快于真核原核生物冈崎片段大于真核生物的真核生物的DNA聚合酶和蛋白质因子的种类比原核多。原核细胞在第一轮复制还没有结束时，就可在复制起始区启动第二轮复制。真核细胞的复制有许多复制许可因子控制，复制周期不可重叠。原核DNA环形分子，真核DNA为线形分子且复制时末端会缩短，需要端粒酶解决末端复制问题。7、哪些因素能引起DNA损伤生物机体有哪些修复机制答引起DNA损伤的途径有生物因素如复制差错或病毒整合，物理因素如紫外线和电离辐射，化学因素如各种化学诱变剂。生物体的的修复系统错配修复、直接修复、切除修复、重组修复、易错修复（SOS修复）。8、端粒酶的作用答端粒酶存在于分裂旺盛的细胞。由蛋白质和RNA组成的复合物。其蛋白质部分能以其RNA为模板合成DNA链。端粒酶的RNA部分有一段序列与端粒TG链突出的3末端互补，二者结合后，端粒酶以自身的RNA为模板，在端粒TG链的3末端添加脱氧核苷酸，使端粒的TG链延长一小段，随后，端粒酶移动位置，继续加长TG链，直到达到细胞所需的长度。被延长的TG链可以作为合成冈崎片段的模板，使端粒形成双链。也可通过单链区的回折，合成AC链，随后对末端的发夹结构进行修剪，使端粒形成双链。RNA生物合成1、写出原核生物的RNA聚合酶全酶和核心酶，各个亚基的主要功能是什么答原核生物的RNA聚合酶全酶形式为2；核心酶2亚基负责识别和结合启动子，在全酶与某些转录因子相互作用时也发挥重要作用。亚基共同构成催化部位，亚基化部位的主体，参与催化过程。的作用是2、