生化答疑库(试题库)(完美版)整理版

1、1.糖类化合物有哪些生物学功能？答（1）作为生物体的结构成分：植物的根、茎、叶含有大量的纤维素、半纤维素和果胶等，这些物质是构成植物细胞壁的主要成分。肽聚糖属于杂多糖，是构成细菌细胞壁的结构多糖。（2）作为生物体内的主要能源物质：糖在生物体内分解时通过氧化磷酸化放出能量，供生命活动需要。生物体内作为能源贮存的糖类有淀粉、糖原等。（3）在生物体内转变为其他物质：有些糖是重要的代谢中间物，糖类物质通过这些中间代谢物合成其他生物分子例如氨基酸、核苷酸等。（4）作为细胞识别的信息分子:：糖蛋白是一类生物体内分布极广的复合糖，其中的糖链在分子或细胞的特异性识别过程中可能起着信息分子的作用。与免疫保护、发

2、育、形态发生、衰老、器官移植等均与糖蛋白有关。2.葡萄糖溶液为什么有变旋现象？答 D-吡喃葡萄糖在乙醇溶液或吡啶溶液中可以形成结晶，得到两种比旋光度不同的D-葡萄糖，前者的比旋光度为+113o，后者的比旋光度为+19o。如果把这两种葡萄糖结晶分别溶解在水中，并放在旋光仪中观察，前者的比旋光度由+113 o 降至+52 o，后者由+19 o 升到+52 o ，随后稳定不变。葡萄糖溶液发生比旋光度改变的主要原因是葡萄糖具有不同的环状结构，当葡萄糖由开链结构变为环状结构时，C1原子同时变成不对称碳原子，同时产生了两个新的旋光异构体。一个叫-D吡喃葡萄糖，另外一个叫-D-吡喃葡萄糖，这两种物质互为异头

3、物，在溶液中可以通过开链式结构发生相互转化，达到最后的平衡，其比旋光度为+52 o 。3.什么是糖蛋白？有何生物学功能？答 蛋白是广泛存在与动物、植物和微生物中的一类含糖基（或糖衍生物）的蛋白质，糖基与蛋白质的氨基酸以共价键结合。糖蛋白中的寡糖链大小不一，小的仅为1个单糖，复杂的有1020个单糖分子或其衍生物组成的。有的寡糖链是直链，有的为支链，组成寡糖链的单糖主要有葡萄糖、甘露糖、木糖、岩藻糖、N-乙酰氨基葡萄糖、N-乙酰基半乳糖、葡萄醛酸和艾杜糖醛酸等。糖蛋白的主要生物学功能：（1）激素功能：一些糖蛋白属于激素，例如促滤泡激素、促黄体激素、绒毛膜促性腺激素等均属于糖蛋白。（2）保护机体：细

4、胞膜中的免疫球蛋白、补体也是糖蛋白。（3）凝血和纤溶作用：参与血液凝固和纤溶的蛋白质例如凝血酶原、纤溶酶原均为糖蛋白。（4）具有运输功能：例如转运甲状腺素的结合蛋白、运输铜元素的铜蓝蛋白、运输铁元素的转铁蛋白等均属于糖蛋白。（5）决定血液的类型：决定血型的凝集原A,B,O以糖蛋白和糖脂的形式存在。（6）与酶的活性有关：糖蛋白在酶的新生肽链折叠、转运和保护等方面普遍起作用。（7）一些凝集素属于糖蛋白。4.纤维素和糖原都是由D-葡萄糖经14连接的大分子，相对分子质量相当，是什么结构特点造成它们的物理性质和生物学功能上有很大的差异？答糖原结构与支链淀粉的结构很相似，糖原的分支较多，平均每812个残基

5、发生一次分支。糖元高度的分支结构一则可以增加分子的溶解度，二则将有更多的非还原端同时接受到降解酶的作用，加速聚合物转化为单体，有利于及时动用葡萄糖库以供生物体代谢的急需。纤维素是线性葡聚糖，残基间通过（14）糖苷键连接的纤为二糖单位。纤维素链中的每一个残基相对前一个翻转1800，使链采取完全伸展的构象。相邻、平行的伸展链在残基环面的水平向通过链内和链间的氢键网形成片层结构。若干条链聚集成周期性晶格的分子束，称微晶或胶束。多个胶束形成微纤维，在植物细胞中，纤维素包埋在果胶、半纤维素、木质素、伸展蛋白等组成的基质中。纤维素与基质粘合在一起增强了细胞壁的抗张强度和机械性能，以适应植物抵抗高渗透压和支

6、撑高大植株的需要。5.天然脂肪酸在结构上有哪些共同特点 答 来自动物的天然脂肪酸碳骨架为线性，双键数目一般为14个，少数为6个。细菌所含的脂肪酸大多数是饱和的，少数为单烯酸，多于一个得极少，有些含有分支的甲基。天然脂肪酸的碳骨架原子数目几乎都是偶数，奇数碳原子的脂肪酸在陆地生物中极少，但在海洋生物有相当的数量。天然脂肪酸碳骨架长度为436个，多数为1224个，最常见的为16、18碳，例如软脂酸、硬脂酸和油酸，低于14碳的主要存在于乳脂中。大多数单不饱和脂肪酸中的双键位置在C9和C10之间。在多不饱和脂肪酸中通常一个双键也为于9，其余双键位于9和烃链的末端甲基之间，双键一般为顺式。6.为什么多不

7、饱和脂肪酸容易受到脂质过氧化？答 多不饱和脂肪酸分子中与两个双键相连接的亚甲基（CH2）上的氢比较活泼，这是因为双键减弱了与之连接的碳原子与氢原子之间的C-H键，使氢很容易被抽去。例如羟基自由基从CH2抽去一个氢原子后，在该碳原子上留下一个未成对电子，形成脂质自由基L?。后者经分子重排、双键共轭化，形成较稳定的共轭二烯衍生物。在有氧的条件下，共轭二烯自由基与氧分子结合生成脂质过氧自由基LOO?。LOO?能从附近的另外一个脂质分子LH抽氢生成新的脂质自由基L?。这样就形成了链式反应，导致多不饱和脂肪酸发生脂质过氧化。7.人和动物体内胆固醇可能转变为哪些具有重要生理意义的类固醇物质？答 激素类：雄

8、激素、雌激素、孕酮、糖皮质激素和盐皮质激素。非激素类：维生素D、胆汁酸（包括胆酸、鹅胆酸和脱氧胆酸）。牛磺胆酸和甘氨胆酸。8.判断氨基酸所带的净电荷，用pIpH比pHpI更好，为什么？答 当一种氨基酸的净电荷用q=pI-pH表达时，若q为正值，则该氨基酸带正电荷；若q为负值，则该氨基酸带负电荷。q值的正与负和该氨基酸所带电荷的种类是一致的。如果采用q=pHpI来表达，则会出现相反的结果，即q为负值时，氨基酸带正电荷；q为正值时，氨基酸带负电荷。因此，用pI-pH更好。9.甘氨酸是乙酸甲基上的氢被氨基取代生成的，为什么乙酸羧基的pKa是4.75，而甘氨酸羧基的pKa是2.34？答 当甘氨酸溶液的

9、pH低于6.0时，氨基以带正电荷的形式存在，带正电荷的氨基通过静电相互作用（诱导效应）使羧基更容易失去质子，成为更强的酸。10.（1）Ala，Ser，Phe，Leu，Arg，Asp，Lys 和His的混合液中pH3.9进行纸电泳，哪些向阳极移动？哪些向阴极移动？（2）为什么带相同净电荷的氨基酸如Gly和Leu在纸电泳时迁移率会稍有差别？答（1）Ala ,Ser,Phe和Leu的pI在6左右。在PH3.9时，都带净正电荷，所以向阴极移动，但彼此不能分开；His和Arg的pI分别是7.6和10.8，在pH3.9时，它们亦带净正电荷向阴极移动。由于它们带的正电荷多，所以能和其他向阴极移动的氨基酸分开

10、；Asp的pI是3.0,在PH3.9时，它带负电荷，向阳极移动。（2）电泳时若氨基酸带有相同电荷，则相对分子质量大的移动速度较慢。因为相对分子质量大的氨基酸，电荷与质量的比小，导致单位质量受到的作用力小，所以移动慢。11.（1）由20种氨基酸组成的20肽，若每种氨基酸残基在肽链中只能出现1次，有可能形成多少种不同的肽链？（2）由20种氨基酸组成的20肽，若在肽链的任一位置20种氨基酸出现的概率相等，有可能形成多少种不同的肽链？答（1）可能的种类数为20！ ；（2）可能的种类数为2020 。12.在大多数氨基酸中， COOH的pKa都接近2.0， NH 的pKa都接近9.0。但是，在肽链中， C

11、OOH的pKa为3.8，而 NH3 的pKa值为7.8。你能解释这种差别吗？答 在游离的氨基酸中，带正电荷的 使带负电荷的COO-稳定，使羧基成为一种更强的酸。相反地，带负电荷的羧酸使 稳定，使它成为一种更弱的酸，因而使它的pKa升高。当肽形成时，游离的 氨基和 羧基分开的距离增大，相互影响降低，从而使它们的pKa值发生变化。13. 螺旋的稳定性不仅取决于肽链内部的氢键，而且还与氨基酸侧链的性质相关。室温下，在溶液中下列多聚氨基酸哪些能形成 螺旋？哪些能形成其他有规则的结构？哪些能形成无规则的结构？并说明其理由。（1）多聚亮氨酸pH7.0；（2）多聚异亮氨酸pH7.0；(3) 多聚精氨酸pH7

12、.0；(4) 多聚精氨酸pH13.0；（5）多聚谷氨酸pH1.5； (6) 多聚苏氨酸pH7.0； (7) 多聚羟脯氨酸pH7.0.答（1）多聚亮氨酸的R基团不带电荷，适合于形成 螺旋。（2）异亮氨酸的 碳位上有分支，所以形成无规则结构。（3）在pH7.0时，所有精氨酸的R基团带正电荷，由于静电斥力，使氢键不能形成，所以形成无规则结构。（4）在pH13.0时，精氨酸的R基团不带电荷，并且 碳位上没有分支，所以形成 螺旋。（5）在pH1.5时，谷氨酸的R基团不带电荷，并且 碳位上没有分支，所以形成 螺旋。（6）因为苏氨酸 碳位上有分支，所以不能形成 螺旋。（7）脯氨酸和羟脯氨酸折叠成脯氨酸螺旋，

13、这是一种不同于 螺旋的有规则结构。14.球蛋白的相对分子质量增加时，亲水残基和疏水残基的相对比例会发生什么变化？答 随着蛋白质相对分子质量（Mr）的增加，表面积与体积的比率也就是亲水残基与疏水残基的比率必定减少。为了解释这一点，假设这些蛋白质是半径为r的球状蛋白质，由于蛋白质Mr的增加，表面积随r2增加而增加，体积随r3的增加而增加，体积的增加比表面积的增加更快，所以表面积与体积的比率减少，因此亲水残基与疏水残基的比率也就减少。15.血红蛋白 亚基和 亚基的空间结构均与肌红蛋白相似，但肌红蛋白中的不少亲水残基在血红蛋白中被疏水残基取代了，这种现象能说明什么问题。答 肌红蛋白以单体的形式存在，血

14、红蛋白以四聚体的形式存在，血红蛋白分子中有更多的亲水残基，说明疏水作用对于亚基之间的结合有重要意义。16.简述蛋白质溶液的稳定因素，和实验室沉淀蛋白质的常用方法。答 维持蛋白质溶液稳定的因素有两个：（1）水化膜：蛋白质颗粒表面大多为亲水基团，可吸引水分子，使颗粒表面形成一层水化膜，从而阻断蛋白质颗粒的相互聚集，防止溶液中蛋白质的沉淀析出。（2）同种电荷：在pHpI的溶液中，蛋白质带有同种电荷。若pHpI，蛋白质带负电荷；若pH<pI，蛋白质带正电荷。同种电荷相互排斥，阻止蛋白质颗粒相互聚集而发生沉淀。沉淀蛋白质的方法，常用的有：（1）盐析法，在蛋白质溶液加入大量的硫酸铵、硫酸钠或氯化钠等

15、中性盐，去除蛋白质的水化膜，中和蛋白质表面的电荷，使蛋白质颗粒相互聚集，发生沉淀。用不同浓度的盐可以沉淀不同的蛋白质，称分段盐析。盐析是对蛋白质进行粗分离的常用方法。（2）有机溶剂沉淀法：使用丙酮沉淀时，必须在04低温下进行，丙酮用量一般10倍于蛋白质溶液的体积，蛋白质被丙酮沉淀时，应立即分离，否则蛋白质会变性。除了丙酮以外，也可用乙醇沉淀。此外，还可用加重金属盐，加某些有机酸，加热等方法将样品中的蛋白质变性沉淀。17.（1）除共价键外，维持蛋白质结构的主要非共价键有哪几种？（2）有人说蛋白质组学比基因组学研究更具挑战性，请从蛋白质分子和DNA分子的复杂性和研究难度来说明这一观点。答（1）除共

16、价键外，维持蛋白质结构的主要非共价键有：范德华力（范德华相互作用）、疏水作用、盐键、氢键。（2）DNA是由4种元件构成的大分子，蛋白质是由20多种元件构成的大分子，显然，蛋白质的分子结构更具复杂性，DNA的双螺旋结构有一定的刚性，其空间结构相对简单，蛋白质作为单链分子，可以形成各种复杂的空间结构，由于结构的复杂性，蛋白质的功能广泛而复杂，且结构和功能受到复杂的调控，DNA的功能则相对简单。综合而论，蛋白的研究更具复杂性和挑战性。18.简要叙述蛋白质形成寡聚体的生物学意义。答（1）能提高蛋白质的稳定性。亚基结合可以减少蛋白质的表面积/体积比，使蛋白质的稳定性增高。（2）提高遗传物质的经济性和有效

17、性。编码一个能装配成同聚体的单位所需的基因长度比编码一个与同聚体相同相对分子质量的超长肽链所需的基因长度要小得多（如烟草花叶病毒的外壳有2130多个亚基）。（3）形成功能部位。不少寡聚蛋白的单体相互聚集可以形成新的功能部位。（4）形成协同效应。寡聚蛋白与配体相互作用时，有可能形成类似血红蛋白或别构酶那样的协同效应，使其功能更加完善。有些寡聚蛋白的不同亚基可以执行不同的功能，如一些酶的亚基可分为催化亚基和调节亚基。19.胎儿血红蛋白（Hb F）在相当于成年人血红蛋白（Hb A） 链143残基位置含有Ser,而成年人 链的这个位置是具阳离子的His残基。残基143面向 亚基之间的中央空隙。（1）为

18、什么2，3二磷酸甘油酸（2，3BPG）同脱氧Hb A的结合比同脱氧Hb F更牢固？（2）Hb F对2，3BPG低亲和力如何影响到Hb F对氧的亲和力？这种差别对于氧从母体血液向胎儿血液的运输有何意义。答（1）由于2，3-BPG是同脱氧Hb -A中心空隙带正电荷的侧链结合，而脱氧Hb -F缺少带正电荷的侧链（ 链143位的His残基），因此2，3-BPG是同脱氧Hb -A的结合比同脱氧Hb F的结合更紧。（2）2，3-BPG稳定血红蛋白的脱氧形式，降低血红蛋白的氧饱和度。由于Hb F同 2，3-BPG亲和力比Hb -A低，HbF受血液中2，3-BPG影响小，因此Hb -F在任何氧分压下对氧的亲和

19、力都比Hb- A大，（3）亲和力的这种差别允许氧从母亲血向胎儿有效转移。20.蛋白质变性后，其性质有哪些变化？答 蛋白质变性后，氢键等次级键被破坏，蛋白质分子就从原来有秩序卷曲的紧密结构变为无秩序的松散伸展状结构。即二、三级以上的高级结构发发生改变或破坏，但一级结构没有破坏。变性后，蛋白质的溶解度降低，是由于高级结构受到破坏，使分子表面结构发生变化，亲水基团相对减少，容易引起分子间相互碰撞发生聚集沉淀，蛋白质的生物学功能丧失，由于一些化学键的外露，使蛋白质的分解更加容易。21.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值时沉淀。（2）当离子强度从零逐渐增加时，其溶解度开始增加，

20、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，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（1）在低pH值时，羧基质子化，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，蛋白质分子内部疏水基团因此而向外暴露，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，从而使蛋白质沉

21、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）非极性溶剂减小了表面极性基团的溶剂化作用，使蛋白质分子与水之间的氢键减少，促使蛋白质分子之间形成氢键，蛋白质的溶解度因此而降低。（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，促使蛋白质肽链的展开而导致变性。22.凝胶过滤和SDSPAGE 均是利用凝胶，按照分子大小分离蛋白质的，为什么凝胶过滤时，蛋白质分子越小，洗脱速度越慢，而在SDSPAGE中，蛋白质分子越小，迁移速度越快？答 凝胶过滤时，凝胶颗粒排阻Mr较大的蛋白质，仅

22、允许Mr较小的蛋白质进入颗粒内部，所以Mr较大的蛋白质只能在凝胶颗粒之间的空隙中通过，可以用较小体积的洗脱液从层析柱中洗脱出来。而Mr小的蛋白质必须用较大体积的洗脱液才能从层析柱中洗脱出来。SDS- PAGE分离蛋白质时，所有的蛋白质均要从凝胶的网孔中穿过，蛋白质的相对分子质量越小，受到的阻力也越小，移动速度就越快。23.一种蛋白质的混合物在pH6的DEAE纤维素柱中被分离，用pH6稀盐缓冲液可以洗脱C，用pH6的高盐缓冲液，B和A依次被洗脱，用凝胶过滤测定得A的Mr 是240000，B的Mr是120000，C的Mr是60000。但SDSPAGE只发现一条带。请分析实验结果。答 DEAE-纤维

23、素柱层析的结果说明，在pH6的条件下，A带有较多的负电荷，B次之，C带负电荷最少。凝胶过滤法测出A的Mr是C的4倍，B的Mr是C的2倍，但SDS-PAGE只发现一条带。由于SDS-PAGE测定的亚基的Mr，凝胶过滤法可以测定寡聚体的Mr，可以推断C是单体，B是以C为亚基的二聚体，A是以C 为亚基的4聚体，由于C在pH6时带负电荷，随着亚基数的增加，带负电荷的量也会增加，这与DEAE-纤维素层析的结果也是一致的。24.简述酶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

24、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，容易失活，活力受条件的调节控制，全酶的活力与辅助因子有关。25.Vmax与米氏常数可以通过作图法求得，试比较vS图，双倒数图，v-v/S作图，S/vS作图及直接线性作图法求Vmax和Km的优缺点？答（1）v-S图是直角双曲线，可以通过其渐近线求Vmax，v=1/2Vmax时对应的S为Km；优点是比较直观，缺点是实际上测定时不容易达到Vmax，所以测不准。（2）1/v-1/S图是一条直线，它与纵轴的截距为1/Vmax，与横轴的截距为1/Km，优点是使用方便，Vmax和Km都较容易求，缺点是实验得到的点一般集中在直线的左端，作图时测定值稍

25、有偏差，直线斜率就会有较大的偏差，Km就测不准。（3）v-v/S图也是一条直线，它与纵轴的截距为Vmax，与横轴的截距为Vmax/Km，斜率为Km，优点是求Km比较方便，缺点是作图前计算较繁。（4）S/v-S图也是一条直线，它与纵轴的截距为Km/Vmax，与横轴的截距为Km，优缺点与v-v/S图相似。（5）直接线性作图法是一组交于一点的直线，交点的横坐标为Km，纵坐标为Vmax，是求Vmax和Km的最好的一种方法，不需计算，作图方便，缺点是实验测定值往往不会全部相交于一点，会给数据取舍造成一定的困难。27.在很多酶的活性中心均有His残基参与，为什么？答 酶蛋白分子中组氨酸的侧链咪唑基pK值为

26、6.07.0，在生理条件下，一部分解离，可以作为质子供体，一部分不解离，可以作为质子受体，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。28.试比较酶的竞争性抑制作用与非竞争性抑制作用的异同。答 竞争性抑制是指抑制剂I和底物S对游离酶E的结合有竞争作用，互相排斥，已结合底物的ES复合体，不能再结合I；同样已结合抑制剂的EI复合体，不能再结合S。多数竞争性抑制在化学结构上与底物S相似，能与底物S竞争与酶分子活性中心的结合，因此，抑制作用大小取决于抑制剂与底物的浓度比，加大底物浓度，可使抑制作用减弱甚至消除。竞争性抑制作用的双倒数曲线与无抑制剂的曲线相交于纵坐标I/Vm

27、ax处，但横坐标的截距，因竞争性抑制存在而变小，说明该抑制作用，并不影响酶促反应的最大速度Vmax，而使Km值变大。非竞争性抑制是指抑制剂I和底物S与酶E的结合互不影响，抑制剂I可以和酶E结合生成EI，也可以和ES复合物结合生成ESI。底物S和酶E结合成ES后，仍可与I结合生成ESI，但一旦形成ESI复合物，再不能释放酶E和形成产物P。其特点是：I和S在结构上一般无相似之处，I常与酶分子活性部位以外的化学基团结合，这种结合并不影响底物和酶的结合，增加底物浓度并不能减少I对酶的抑制程度。非竞争性抑制剂的双倒数曲线与无抑制剂的曲线相交于横坐标 1/Km处，但纵坐标的截距，因竞争性抑制存在变大，说明

28、该抑制作用，不影响酶促反应的Km值，而使Vmax值变小。29.阐述酶活性部位的概念。可使用哪些主要方法研究酶的活性中心？答 酶的活性中心往往是若干个在一级结构上相距很远，但在空间结构上彼此靠近的氨基酸残基集中在一起形成具有一定空间结构的区域，该区域与底物相结合并将底物转化为产物，对于结合酶来说，辅酶或辅基往往是活性中心的组成成分。酶的活力中心通常包括两部分：与底物结合的部位称为结合中心，决定酶的专一性；促进底物发生化学变化的部位称为催化中心，它决定酶所催化反应的性质以及催化的效率。有些酶的结合中心与催化中心是同一部分。对ES和EI的X-射线晶体分析、NMR分析、对特定基团的化学修饰、使用特异性

29、的抑制剂和对酶作用的动力学研究等方法可用于研究酶的活性中心。30.影响酶反应效率的因素有哪些?它们是如何起作用的?答 影响酶催化效率的有关因素包括：（1）底物和酶的邻近效应与定向效应，邻近效应是指酶与底物结合形成中间复合物后，使底物和底物（如双分子反应）之间，酶的催化基团与底物之间结合于同一分子而使有效浓度得以极大的升高，从而使反应速率大大增加的一种效应；定向效应是指反应物的反应基团之间和酶的催化基团与底物的反应基团之间的正确取位产生的效应。（2）底物的形变和诱导契合（张力作用），当酶遇到其专一性底物时，酶中某些基团或离子可以使底物分子内敏感键中的某些基团的电子云密度增高或降低，产生“电子张力

30、”，使敏感键的一端更加敏感，底物分子发生形变，底物比较接近它的过渡态，降低了反应活化能，使反应易于发生。（3）酸碱催化，酸碱催化是通过瞬时的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。（4）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接受电子并作用于底物的缺电子中心或负电中心，迅速形成不稳定的共价中间复合物，降低反应活化能，使反应加速。（5）微环境的作用：酶的活性部位形成的微环境通常是疏水的，由于介电常数较低，可以加强有关基团之间的静电相互作用，加快酶促反映的速度。在同一个酶促反应中，通常会有上述的3个左右的因素同时起作用，称作多元催化。31.辅基和

31、辅酶在催化反应中起什么作用？它们有何不同？答 辅酶和辅基的主要作用是在反应中传递电子、质子或一些基团，辅酶与酶蛋白结合较松，可以用透析或超滤方法除去；辅基与酶蛋白结合紧密，不能用透析或超滤方法除去，辅酶和辅基的差别仅仅是它们与酶蛋白结合的牢固程度不同，无严格的界限。32.哪些因素影响酶的活性？酶宜如何保存？答 底物浓度、酶含量、温度、pH、产物等均影响酶的活性，此外称为激活剂或抑制剂的某些无机或有机化学物质也会强烈影响酶的活性。天然酶在其自然环境中（细胞或组织中）是受到细胞调控的。细胞对酶的活性的控制主要是通过代谢反馈、可逆的共价修饰、细胞区室化（不同的区室pH、底物浓度等不同，可以避免产物的

32、积累）和酶原激活等控制。制备酶制剂时，要尽量避免高温、极端pH、抑制剂等的影响，酶制剂应尽可能制成固体，并在低温下保存。无法制成固体的酶，可在液态低温保存，但要注意某些液态酶在冰冻时会失去活性。33.某酶的化学修饰实验表明，Glu和Lys残基是这个酶活性所必需的两个残基。根据pH对酶活性影响研究揭示，该酶的最大催化活性的pH近中性。请你说明这个酶的活性部位的Glu和Lys残基在酶促反应中的作用，并予以解释。答 谷氨酸的?-羧基的pKa值约为4.0，在近中性条件下，该基团去质子化，在酶促反应中起着碱催化剂的作用。赖氨酸的?-氨基的pKa值约为10.0，在近中性条件下，它被质子化，在酶促反应中起着

33、酸催化剂的作用。34.某物质能可逆抑制琥珀酸脱氢酶的活性，但不知道该抑制剂属何种抑制剂。你将如何证实该物质是什么类型抑制剂。答（1）测定不同底物浓度下的酶促反应速度；（2）分别在几种不同抑制剂浓度存在下测定底物浓度对酶促反应速度的影响；（3）在测定相应反应速度后，以1/v对1/S作图（双倒数图）；（4）从坐标图上量取1/Km和1/Vmax的距离，即可求出Km和Vmax；（5）比较无抑制剂和有抑制剂存在下的Km和Vmax。在抑制剂存在下，如果Km增大，Vmax不变，表明该抑制剂是竞争性抑制剂；如果Km不变，Vmax降低，表明该抑制剂是非竞争性抑制剂；如果Km和Vmax都降低且Vmax/Km保持不

34、变，表明该抑制剂是反竞争性抑制剂。35.胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶同属丝氨酸蛋白酶类，具有相同的电荷转接系统，当胰蛋白酶102位的Asp突变为Ala时将对该酶（1）与底物的结合和（2）对底物的催化有什么影响？答（1）对底物的结合无显著影响；（2）对底物的催化活性丧失。36.当抑制剂能选择性地和不可逆地与酶的活性部位的残基结合，从而能帮助鉴别酶时，这类抑制剂就可以称为亲和标记试剂。已知TPCK是胰凝乳蛋白酶的亲和标记试剂，它通过使蛋白质His烷基化而使其失活。（1）为胰蛋白酶设计一个类似TPCK的亲和标记试剂还可以用于什么蛋白质？答 首先分析TPCK作为胰凝乳蛋白酶的亲和标记试剂具有什么特征结构。一

35、般来说，亲和标记试剂有两个特点：亲和标记试剂与底物非常类似，但缺乏可以被酶作用的位点，因而能选择性地与酶的活性部位结合，却不被酶作用，TPCK的结构中这一部分是其对甲苯磺酰苯丙氨甲基酮部分；亲和标记试剂有活泼的化学基团，可以与靶酶的活性部位中的某个残基反应，形成稳定的共价键。TPCK的反应基团是CH2-Cl。其次分析胰蛋白酶与胰凝乳蛋白酶有什么相似之处。已知胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶均催化肽键的裂解反应，其结构和作用机制很相似，它们的活性部位都位于酶分子表面凹陷的口袋中，都有由His、Asp和Ser形成的催化三联体，只是专一性明显不同。胰凝乳蛋白酶的口袋被疏水氨基酸环绕，大到足以容纳一个芳香残基，

36、因此该酶选择裂解芳香氨基酸如Phe和Tyr的羧基侧肽键。而胰蛋白酶口袋的底部有一个带负电荷的Asp-189，有利于结合带正电荷Arg和Lys残基。根据上述分析可知：（1）为胰蛋白酶设计一个类似TPCK的亲和标记试剂，可以将TPCK的反应基团CH2Cl和类似肽键结构NHCHCO保留，其余部分更换为带正电荷的Arg或Lys的R基团或其类似物；（2）检验该抑制剂的专一性实际上就是分析其与酶的竞争结合能力，可以设计动力学实验，即分析在没有抑制剂时和有不同浓度抑制剂存在时反应速度随底物浓度的变化；（3）由于弹性蛋白与上述两种酶空间结构和催化机理相似，推测该亲和标记试剂有可能使弹性蛋白酶失活。37. 酶的

37、疏水环境对酶促反应有何意义？37. 答 酶的活性部位多数位于疏水性的裂缝中，化学基团的反应活性和化学反应的速率在非极性介质和水性介质中有明显差别。当底物分子和酶的活性部位相结合，就被埋在疏水环境中，由于介电常数较低，底物分子与催化基团之间的作用力被明显加强，因此，疏水的微环境大大有利于酶的催化作用。38.同工酶形成的机制是什么？同工酶研究有哪些应用？答 按照一个基因编码一个蛋白质的理论，同工酶的产生可能是基因分化的产物，而基因的分化又可能是生物进化过程中为适应愈趋复杂的代谢而引起的一种分子进化。而且，在个体发育过程中，从早期胚胎到胎儿组织，再从新生儿到成年个体，随着组织的分化和发育，各种同工酶

38、也有一个分化或转变的过程。同工酶研究的意义主要有：（1）作为遗传标记，已广泛被遗传学家用于遗传分析的研究；（2）同工酶是研究基因表达的良好指标；（3）同工酶分析法在农业上已开始用于优势杂交组合的预测；（4）同工酶分析可用于临床检验；（5）同工酶可以用于代谢调控的研究；（6）对同工酶的对比研究可以找到一些蛋白质结构和功能之间相互关系的规律。39.一个双螺旋DNA分子中有一条链的成分A=0.30，G=0.24，（1）请推测这一条链上的T，C的情况。（2）互补链的A，G，T和C的情况。答（1）T+C=10.300.24=0.46；（2）T=0.30，C=0.24，A+G=0.46。40.如何看待RN

39、A功能的多样性?答 RNA有五方面的功能:(1)控制蛋白质合成；(2)作用于RNA转录后加工与修饰；(3)参与细胞功能的调节；(4)生物催化与其他细胞持家功能；(5)遗传信息的加工和进化；关键在于RNA既可以作为信息分子又可以作为功能分子发挥作用。41.如果人体有1014个细胞，每个体细胞的DNA含量为6.4×109个碱基对。试计算人体DNA的总长度是多少？是太阳地球之间距离（2.2×109公里）的多少倍？已知双链DNA每1000个核苷酸重1×1018g，求人体的DNA的总质量。答 每个体细胞的DNA的总长度为：6.4×109×0.34nm =

40、 2.176×109 nm= 2.176m，人体内所有体细胞的DNA的总长度为：2.176m×1014 = 2.176×1011km这个长度与太阳地球之间距离（2.2×109公里）相比为：2.176×1011/2.2×109 = 99倍，每个核苷酸重1×10-18g/1000=10-21g，所以，总DNA 6.4×1023×10-21=6.4×102=640g。42.为什么说碱基堆积作用是一种重要的稳定双螺结构的力？答 嘌呤和嘧啶具有疏水性，在细胞中的中性pH条件下难溶于水，在两个碱基上下平行堆

41、积时，碱基之间产生疏水堆积作用。这种堆积作用综合了范德华力和偶极作旋用，降低了碱基和水的接触，所以是一种重要的稳定DNA双螺旋结构的力。43.（a）计算相对分子质量为3 × 107的双股DNA分子的长度；（b）这种DNA一分子占有的体积是多少？（c）这种DNA一分子含多少圈螺旋?答（a）一个互补成对的脱氧核苷酸残基的平均相对分子质量为618，每个核苷酸使双螺旋上升0.34nm,因此该分子长度为：（3×107/618）×0.34=1.65×104 nm =16.5×104cm；(b)该分子可看作长16.5×104cm，直径2 ×

42、; 109cm的圆柱体：3.14×(1× 109) 2×16.5×104 =5.18×1020cm3；(c)48544对核苷酸4854圈螺旋。44.如何区分相对分子质量相同的单链DNA与单链RNA？答（1）用专一性的RNA酶与DNA酶分别对两者进行水解。（2）用碱水解，RNA能够被水解，而DNA不被水解。（3）进行颜色反应，二苯胺试剂可以使DNA变成蓝色； 苔黑酚（地衣酚）试剂能使RNA变成绿色。（4）用酸水解后，进行单核苷酸的分析（层析法或电泳法），含有U 的是RNA，含有T的是DNA。45.什么是DNA变性？DNA变性后理化性有何变化？答

43、DNA双链转化成单链的过程成变性。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：（1）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；（2）天然的线型DNA分子直径与长度之比可达1：10，其水溶液具有很大的黏度。变性后，发生了螺旋线团转变，黏度显著降低；（3）在氯化铯溶液中进行密度梯度离心，变性后的DNA浮力密大大增加；（4）沉降系数S增加；（5）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。（6）DNA分子具旋光性，旋光方向为

44、右旋。由于DNA分子的高度不对称性，因此旋光性很强，其 a =150。当DNA分子变性时，比旋光值就大大下降。46.组成RNA的核苷酸也是以,磷酸二酯键彼此连接起来。尽管RNA分子中的核糖还有2羟基，但为什么不形成,磷酸二酯键？答 2-OH的空间位置与3-OH和 5-OH不在同一平面内。故不形成2，5-磷酸二酯键。47.何谓Tm？影响Tm大小的因素有哪些？在实验中如何计算Tm值？答 DNA的变性从开始解链到完全解链，是在一个相当窄的温度范围内完成的，在这一范围内，紫外线吸收值的增加量达到最大增加量的50%时的温度为DNA的解链温度（溶解温度，melting temperature,Tm）。Tm

45、值大小主要与GC含量有关，GC含量越高，Tm值越大；另外核酸分子越大，Tm值也越大，此外，溶液pH值，离子强度也影响Tm值。在具体的实验中，Tm值计算公式：Tm=69.3+0.41(G+C%),小于20bp的寡核苷酸Tm=4（G+C）+2（A+T）。48.什么是核酸杂交？有何应用价值？答 热变性后的DNA片段在进行复性时，不同来源的变性核酸（DNA或RNA）只要有一定数量的碱基互补（不必全部碱基互补），就可形成杂化的双链结构。此种使不完全互补的单链在复性的条件下结合成双链的技术称为核酸杂交。其应用价值：用被标记的已知碱基序列的单链核酸小分子作为探针，可确定待检测的DNA，RNA分子中是否有与探

46、针同源的碱基序列。用此原理，制作探针，再通过杂交，可用于细菌，病毒，肿瘤和分子病的诊断（基因诊断）。49.超螺旋的生物学意义有哪些?答（1）超螺旋DNA比松弛型DNA更紧密，使DNA分子的体积更小，得以包装在细胞内；（2）超螺旋会影响双螺旋分子的解旋能力,从而影响到DNA与其他分子之间的相互作用；（3）超螺旋有利于DNA的转录、复制及表达调控。50.DNA双螺旋模型的主要特征是，一条链上的碱基与另一条链上的碱基在同一个平面上配对。Watson和Crick提出，腺嘌呤只与胸嘧啶配对，鸟嘌呤只与胞嘧啶配对。出于什么样的结构考虑，使他们确定这样的配对方案?答 DNA分子的Watson-Crick模型

47、是以两条多核苷酸链的糖-磷酸骨架呈有规律的螺旋结构为特征，这种螺旋结构有两个限制：一条链上的碱基必须与另一条互补链的碱基形成氢键。使碱基与糖-磷酸骨架相连接的糖苷键必须保持大约1.1nm的间隔。A与T、G与C的配对符合这种限制。若A与G或G与T配对，其间隔太大，以至不适合这种螺旋(即糖苷健间的间隔大于1.1nm)，产生不稳定的膨胀结构，若T与C配对，其间隔太小，若A与C配对，在空间限制范围内不能形成氢键。只有A与T、G与C互补配对，才能保持其间隔约为1.1 nm，也才能在碱基对之间有效地形成氢键，Watson-Crick螺旋结构才稳定。51.如果降低介质的离于强度会对双螺旋DNA的解链曲线有何

48、影响?如果向介质加入少量的乙醇呢?答 如果降低介质的离子强度，将减少对DNA糖-磷酸骨架的磷酸基负电荷的中和(掩盖)，加大带负电荷磷酸基的彼此排斥，其结果将会降低它的熔点(Tm)。乙醇是非极性的，它的加入会减小稳定双螺旋DNA的疏水作用力，因此也会降低它的熔点。52.为什么相同相对分子质量的线状DNA比共价闭合的环状DNA能结合更多的溴乙锭？如何利用这一点在氯化铯梯度中分离这两种DNA？为什么共价闭环DNA在含溴乙锭的介质中的沉降速度随溴乙锭的浓度增加出现近似U形的变化？答 溴乙锭插入碱基对之间，共价闭合的DNA比线状双链DNA结构紧密，溴乙锭插入的可能性较少。制备溴乙锭氯化铯梯度，环状DNA

49、插入溴乙锭较少，沉降较快，可以将两者分开。DNA-溴乙锭复合物用异戊醇提取，DNA很容易与溴乙锭分开。超螺旋DNA沉降快，开环和线形DNA沉降慢。共价闭环DNA形成负超螺旋，具有较快的沉降速度。少量溴乙锭插入DNA的碱基对之间，减少负超螺旋密度，使沉降速度减慢，但是大量溴乙锭可以引入正超螺旋，使沉降加快。因此随溴乙锭浓度增加，共价闭环DNA的沉降速度出现近似U形变化。53.以B族维生素与辅酶的关系，说明B族维生素在代谢中的重要作用。答 B族维生素是体内许多重要辅酶的组成成分，所以当B族维生素缺乏时，就会影响到结合酶的活性，使体内的许多代谢发生障碍。维生素B1是硫胺素焦磷酸（TPP）的组成成分，

50、TPP是-酮酸氧化脱羧酶的辅酶，当维生素B1缺乏时，使丙酮酸氧化脱羧反应受阻。同时TPP又是转酮醇酶的辅酶，当维生素B1缺乏时，磷酸戊糖代谢障碍，使核酸合成及神经髓鞘中磷酸戊糖代谢受到影响。维生素B2是FMN和FAD的组成成分。FMN和FAD是体内氧化还原酶的辅基，如琥珀酸脱氢酶、黄嘌呤氧化酶及NADH脱氢酶等。FMN和FAD也参与呼吸链电子传递过程，在生物氧化过程中发挥着重要作用。维生素PP是NAD+、NADP+的组成成分。NAD+、NADP+在体内是多种不需氧脱氢酶的辅酶，如乳酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶、-酮戊二酸脱氢酶系等，同时维生素PP也参与呼吸链的电子传递。维生素B6是磷酸吡哆醛和磷酸

51、吡哆胺的组成成分。磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺是氨基酸代谢中的转氨酶和脱羧酶的辅酶，在氨基酸代谢中发挥着重要作用。泛酸在体内组成ACP和CoA。二者构成酰基转移酶的辅酶，广泛参与糖、脂肪、蛋白质的代谢及肝中的生物转化作用。生物素是体内多种羧化酶的辅酶，如丙酮酸羧化酶等。叶酸的活性形式是四氢叶酸，四氢叶酸是体内一碳单位转移酶的辅酶，分子内部N5、N10两个氮原子能携带一碳单位。一碳单位在体内参加多种物质的合成，如嘌呤、胸腺嘧啶核苷酸等。当叶酸缺乏时，DNA的合成必然受到抑制，骨髓红细胞DNA合成减少，细胞分裂速度降低，细胞体积变大，造成巨幼红细胞性贫血。体内的维生素B12参与同型半胱氨酸甲基化生成甲硫

52、氨酸的反应，催化这一反应的甲硫氨酸合成酶的辅酶是维生素B12，它参与甲基的转移。维生素B12缺乏时，甲基转移反应受阻，不利于甲硫氨酸的生成，同时维生素B12还影响四氢叶酸的再生，使组织中游离的四氢叶酸含量减少，不能重新利用它来转运其他的一碳单位，影响嘌呤、嘧啶的合成，最终导致核酸合成障碍，影响细胞分裂，结果产生巨幼红细胞性贫血。54.维生素A缺乏时，为什么会患夜盲症？答 所谓夜盲症是指暗适应能力下降，在暗处视物不清。该症状产生是由于视紫红质再生障碍所致。因视杆细胞中有视紫红质，由11-顺视黄醛与视蛋白分子中赖氨酸侧链结合而成。当视紫红质感光时，11-顺视黄醛异构为全反型视黄醛而与视蛋白分离而失

53、色，从而引发神经冲动，传到大脑产生视觉，此时在暗处看不清物体。全反型视黄醛在视网膜内可直接异构为11-顺视黄醛，但生成量少，故其大部分被眼内视黄醛还原酶还原为视黄醇，经血液运输至肝脏，在异构酶催化下转变成11-顺视黄醇，而后再回到视网膜氧化成11-顺视黄醛合成视紫红质，从而构成视紫红质循环。当维生素A缺乏时，血液中供给的视黄醇量不足，11-顺视黄醛得不到足够的补充，视紫红质的合成量减少，对弱光的敏感度降低，因而暗适应能力下降造成夜盲症。55.为什么缺乏叶酸和维生素B12可引起巨幼红细胞性贫血？答 巨幼红细胞贫血又称恶性贫血，特点是骨髓呈巨幼红细胞增生，胞质和胞核生长成熟不同步，胞核核酸代谢受到

54、影响，成熟不良。此病的产生与叶酸和维生素B12的缺乏有密切关系。单纯因叶酸或维生素B12缺乏所造成的贫血称营养不良性贫血，其机制是合成核苷酸的原料一碳单位缺乏，DNA合成受阻，骨髓幼红细胞DNA合成减少，细胞分裂速度降低，体积增大，而且数目减少。一碳单位来自某些氨基酸的特殊代谢途径。FH4既是一碳单位转移酶的辅酶，又是携带和转移一碳单位的载体。分子内N5、N10两个氮原子能携带一碳单位参与体内多种物质的合成，特别是核酸的合成，一碳单位都是以甲基FH4的形式运输和储存，故甲基FH4的缺乏直接影响一碳单位的生成和利用。FH4的再生是在甲基转移酶的催化下将甲基转移给同型半胱氨酸生成S-腺苷甲硫氨酸，

55、甲基转移酶的辅酶是维生素B12，维生素B12可通过促进FH4的再生而参与一碳单位代谢，当维生素B12缺乏时同样也会影响核酸代谢，影响红细胞的分化及成熟，所以叶酸和维生素B12缺乏都会导致巨幼红细胞性贫血。56.简述维生素C的生化作用。答 维生素C的生化作用非常广泛，主要有以下两个方面。（1）参与体内多种羟化反应。促进胶原蛋白的合成，当胶原蛋白合成时，多肽链中的脯氨酸、赖氨酸需羟化生成羟脯氨酸和羟赖氨酸，维生素C是催化反应中羟化酶的辅助因子之一；参与胆固醇的转化，维生素C是7-羟化酶的辅酶，促进胆固醇转变成胆汁酸；参与芳香族氨基酸的代谢，维生素C参与苯丙氨酸羟化成酪氨酸的反应，酪氨酸转变为对羟苯

56、丙酸的羟化、脱羧、移位等步骤及转变为尿黑酸的反应。（2）作为供氢体参与体内氧化还原反应。保护巯基酶的活性及GSH的状态，发挥解毒作用；使红细胞高铁血红蛋白还原为血红蛋白，使其恢复运氧的功能；使三价铁还原为二价铁，促进铁的吸收；保护维生素A、E及B免遭氧化，并促进叶酸转变成四氢叶酸。57.试述G蛋白参与信号传递在细胞代谢调节中的意义。答 G蛋白在激素、神经递质等信息分子作用过程中，起信号传递、调节和放大的作用。由于G蛋白家族结构的相似性（指、-亚基）和多样性（指-亚基），所以它的参与使激素和许多神经递质对机体的调节更复杂、更具多层次，更能适应广泛的细胞功能变化。G蛋白种类很多，它的介入使激素、受

57、体更能适应不同细胞反应和同一细胞反应的多样性，使机体对外界环境变化的应答更灵敏、更准确、更精细。一些毒素如霍乱毒素和百日咳毒素等都是通过G-蛋白的-亚基ADP核糖基化而失去正常调节功能，导致一系列病理反应。58.简述cAMP的生成过程及作用机制。答 胰高血糖素、肾上腺素、促肾上腺皮质激素等与靶细胞膜上的特异性受体结合，形成激素受体复合物而激活受体，通过G蛋白介导，激活腺苷酸环化酶，腺苷酸环化酶催化ATP转化成cAMP和焦磷酸，cAMP在磷酸二酯酶作用下水解为5AMP而丧失作用。cAMP作为激素作用的第二信使对细胞的调节作用是通过激活cAMP依赖性蛋白激酶（蛋白激酶A）来实现的。蛋白激酶A由两个

58、调节亚基和两个催化亚基组成的四聚体别构酶，当四分子cAMP与调节亚基结合后，调节亚基与催化亚基解离，游离的催化亚基催化底物蛋白磷酸化，从而调节细胞的物质代谢和基因表达。活化的蛋白激酶A一方面催化胞质内一些蛋白磷酸化调节某些物质的代谢过程，如使无活性的糖原磷酸化酶激酶b磷酸化，转变成无活性的糖原磷酸化酶激酶，后者催化糖原磷酸化酶b磷酸化成为有活性的糖原磷酸化酶，调节糖原的分解。活化的蛋白激酶A另一方面进入细胞核，可催化反式作用因子cAMP应答元件结合蛋白磷酸化，与DNA上的cAMP应答元件结合，激活受cAMP应答元件调控的基因转录。另外活化的蛋白激酶还可使核内的组蛋白、酸性蛋白及膜蛋白、受体蛋白等磷酸化，从而影响这些蛋白的功能。59.介绍两条Ca+介导的信号传导途径。答Ca2+是体内许多重要激素作用的第二信使，作为第二信使Ca2+可通过不同的途径来调节体内的物质代谢过程。Ca2+磷脂依赖性蛋白激酶途径：乙酰胆碱、去甲肾上腺素、促肾上腺皮质激素等信号分子作用于靶细胞膜上的特异受体，通过G蛋白激活磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C而水解膜组分磷脂酰肌醇4，5-二磷酸而生成DG和IP3。IP3从膜上扩散至胞质，与内质网和肌浆网上的IP3受体结合，促进Ca2+释放使胞质内Ca2+浓度升高。DG在磷脂酰丝氨酸和Ca2+的配合下激活蛋白激酶C，对机体的代谢、基因表达、细胞分化和增殖起作用