图所示;

29.举例说明抗体酶、杂化酶和酶模型的设计原理。 提示:

抗体酶的设计原理就是构建一个对某种过渡态具有最佳缔合状态的抗体。

杂化酶是用化学力法将一个催化活性基团(带有双向可反应基团)引进抗原类似物中，使催 化活性基团与和抗体结合部位附近氮基酸残基共价结合，然后将抗原类似物从抗体的结合部 位除去。

酶模型通常含有酶具有的主要活性基团以及与解的活性中心相似的空间结构。 30.酶在有机溶剂中保持活性的基本条件是什么?有机溶剂中酶促反应有何特点? 提示:

(1)基木条件:首先。必须含有必需的结合水以保持酶的催化活性;此外，有机溶剂的极性 相对较弱。

(2)特点:底物特异性、立体选择性、区域选择性、键选择性、热稳定性等。 31.设计用酶法将外消旋醇转变成手性醇。 提示: (1) 在有机溶剂介质中，以外消旋醇和脂肪酸为原料，用猪肝酯酶(PLE) 催化酯化反 应，得到光学纯度的R-或S-酯。(2) 有机溶剂萃取上述获得的光学纯酯，在水溶液中应用酶催化水解酯的反应，得到手性醇。

32.应用水解酶催化酯键合成的基本条件是什么?

提示:水解酶催化酯键合成首先要处于有机溶剂中，但需要保存酶的结合水以保持酶的活 性。其次，酶要有活性，要有合适的温度、pH等。 33.举例说明某种酶在环境保护中的应用前景。

提示:以多酚氧化酶为例，多酚氧化酶可以直接利用空气巾的氧作为氧化剂，将含酚废水中 的酚氧化成邻醌类化合物。邻醌类化合物在水相中能够自身发生聚合反应生成不溶性物质黑 色素，或者与其他的芳香胺等作用形成聚合反应沉淀。由于多酚氧化酶容易制备，成本比较 低，所以具有广泛应用前景.例如，属于多酚氧化酶中的漆酶对酚类或芳胺类氧化起催化作用，从而使其在含酚废水的处理、环境中酚类母物的降解、饮料加工、食用和药用菌生产、饲料工业及医药卫生等各个领域有着广泛应用。 34.试设计将面包酵母制成固定化酶。

提示:酶固定化的方法主要有四种，分别是吸附法、共价法、交联法和包理法。对于面包酵 母，选择包埋法比较合适，常用的载体有纤维索和海漢胶，本例子采用海藻胶为载体。主要 过程如下:

(1) 活化酵母细胞

活化是让:休眠状态的微生物重新恢复正常的生活状态，酵母细胞需要的活化时间--般为小时。

(2) 配制 mol/L的CaCL2

其作用是使海藻酸钠胶体发生聚沉，形成凝胶珠。. (3)配制海藻酸钠的溶液

加热使海藻酸的溶化，注意要小火或者间断加热，不可温度过高。 (4) 海藻酸钠溶液与酵母细胞混合

将冷却的海藻酸钠溶液冷却至室温，加入活化了的酵母细胞，充分搅拌，转移至注射器。 (5) 固定化酵母细胞

以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴到配置好的CaCl2溶液，形成凝胶珠，凝胶珠 在CaCl2中浸泡30分钟即可。 第五章核酸

1、比较DNA和RNA在化学组成、分子结构和生物功能.上的特点。

2、为什么pH变化对DNA、RNA结构和性质有很大的影响?

提示:核酸是两性物质，既有酸性基团(磷酸基)也有碱性基团(碱基)。因此PH的改变对 DNA和RNA的结构和性质都会产生很大的影响。首先，DNA和部分RNA中存在互补的碱基对，碱基对之间通过氢键连接。由于pH的改变会导致碱基结构的改变，引起氢键的形成发生改变，从而对核酸二级结构产生影响。 此外，pH对DNA和RNA 的稳定性、电性、溶解性等也有不同程度的影响。

3、写出鸟嘌呤的烯醇式结构。是否可以写出腺嘌呤的烯醇式结构?

4、试写出腺嘌呤核苷酸的两性解离式，并以此为依据，推算它的等电点。 提示: pI=+/2=

5、请从结构出发，解释为什么腺嘌呤N-1的碱性强于鸟嘌呤N-7的碱性。 提示:从结构F.，可以看出在腺嘌呤C-6 1:有一个侧链氨基，C-6 和N-1形成双键，这样侧链氨基N上:的孤对电子通过与C=N键共轭，使得N-1的电子密度增大，内而碱性更強。对比鸟嘌呤，C-8上并没有连接着侧链基团，因而与腺嘌呤相比，电子密度要小一些，对于质子的吸引能力也要小，故碱性要弱。

6、为什么ATP是高能化合物?总结ATP的生物学功能

提示: (1) ATP的最明显的特征是含有两个焦磷酸键。由于静电排斥作用、竞争共振作用等因素的影响，使得其具有高的水解能。

(2) ATP的生物学功能: ATP是生物体内最車要的能量转换中间体。在生物体中，ATP水解成ADP，并释放出大量的白由能，作为推动生物体内各种需能反应的能量来源。此外，ATP也是一种良好的磷酰化剂。磷酰化反应的底物分子可以是普通的有机分子，也可是酶。磷酰化后的底物分子具有较高的能量(即为活化分子)，是许多生物化学反应的激活步骤。 7、写出pH=时下列各值的计算过程。

(1) ATP的电荷数为; (2) ADP的电荷数为; (3) 磷酸的电荷数为。已知: pKs,ATP: ,,,; ADP: ,,; Pi: ,, 。

8、分析cAMP和cGMP中的环状磷酸酯键是高能键的原因。 提示:在cAMP和cGMP巾，磷酸基P上的一个羟基和呋喃环上的-一个羟基脱去一分子水形成六元环。因为环状磷酸酯与五元糖环属于反式稠合，具有较大的张力，导致环状磷酸酯的不稳定性，此外磷酸脂键的邻近碳上存在较强的吸电子基团(即-OH基)，从而削弱了磷酸酯键。这两方面的原因导致cAMP和cGMP中的环状磷酸酯键是高能键，容易水解断裂并释放出较大的能量。

9、DNA双螺旋结构的基本要点是什么? DNA双螺旋结构有什么重要的生物学 意义?

提示: (1) 基本要点:略

(2)生物学意义:双螺旋DNA是储存遗传信息的分子，两条链严格的互补关系决定了共作 为遗传物质的重要生物学功能。DNA通过半保留复制，得以将遗传信息传递下去，并通过转录和翻译表达生命活动所需的信息。

10、下面哪个碱基对不是核酸中常见的。(1) A-T(2)C-G(3)U-T(4)A-U 提示: (3) U-T

11、碱基对是通过哪种键力形成的?通过图示标出核酸中五种碱基的各个功能基 是作为氢键的受体，还是供体，或者是二者兼备。

提示:碱基对是通过氢健形成的。以核酸中五种碱基生理条件下存在的主要形式为例，它们形成氢键的情况如下图所示:

12、RNA有哪些类型，比较其结构和功能。

提示:类型: mRNA、tRNA和rRNA; hnRNA、snRNA、miRNA、 iRNA等，其中以mRNA、 tRNA和rRNA为主。

柑同点:都是通过3'，5'-磷酸二酯键连接而成的单链多聚核糖核酸。 不同点:mRNA:携带从DNA编码链得到的遗传信息，在核糖休中，作为模板指导蛋白质的合成。由编码区、、上游的5'非编码区和下游的3'非编码区组成。约占细胞RNA总量的3%~5%。真核生物mRNA的5'端带有7-甲基鸟符-5'-三磷酸的帽子结构和3'端含多腺苷酸的尾巴。 tRNA:通过单链白身回折成三叶草形状，它由3个环，即D环、反密码环和TYC环，四 个茎，即D茎、反密码茎、TYC茎和氨基酸接受茎，以及位于反密码茎与TYC茎之间的可变臂构成。三级结构足“L”状。在蛋白质生物合成中此翻译氨基酸信息，并将相应的氨基酸转运到核糖体的作用。

rRNA: rRNA的分 子量较人，结构相当复杂，月前虽已测出不少rRNA分子的一级结构，但对其_级、三级结构及其功能的研究还需进一步的深入。rRNA与核糖体蛋白结合成核糖体，与蛋白质生物合成有关。

13、比较DNA和RNA的水解反应难易程度，并说明这种水解稳定性差异的生理意义。 提示: (1) RNA比DNA更易发生水解反应。

(2) DNA和RNA水解稳定性上的明显差异具有重要的生物学意义。DNA作为遗传信息和携带者，在遗传信息的储存和传递中处于中心地位，要求其结构有高度的稳定性;而RNA在大多数情况下是作为DNA的信使，完成任务后即行分解，所以RNA具有容易被水解的性质。 14、已知pH=,鸟嘌呤在260 nmm处的摩尔吸光系数为7200 L/mol/cm，经紫外分光光度计测得鸟嘌玲溶液的吸光度A=,计算鸟嘌呤的浓度(比色池内径为lcm)。 提示: C=A/El= mol/L.

15、有一核酸的两个制剂A和B，A的OD260/OD280=2， B的OD260/0D280= 1,请问哪种核酸制剂的纯度高?纯度低的制剂中的主要杂质是何种物质?

提示:纯的DNA制剂0D260/OD280应该为， 而纯的RNA核酸制剂0D260/0D280应该为~，所以A的纯度较高，制剂B的纯度低，可能有蛋白质、酚等污染。

16、海胆的DNA分子中含有大约32%的A，推测另外三个碱基的百分含量，为什么? 提示; T%= 32%，C%= G%= 18%

17、一个双螺旋DNA分子中有一条链的A占35%，G占23%，请推测:(1)该链中T+C的含量是多少?

(2)互补链中A+G和T+C的含量又是多少? 提示: (1) (T+C)%= [1-(A+G)]%= 42%

(2)互补链中; (A+G)%= 42%, (T+C)%= 58%

19、阐明DNA复制的基本原理及其意义。查阅文献资料，了解证明DNA复制是半保留复制的实验设计原理。

提示: (1) DNA复制的基本原埋:略

(2)意义: DNA复制是保持生物种群遗传性状稳定性的基本分子机制，也是DNA生物合成的基本形式，是DNA最重要的生物功能之一。

(3)证明DNA复制是半保留复制的实验设计原理:先将大肠杆菌细胞培养在用I'NH4CI作为唯一氮源的培 养液里养很长时间(14 代)，使得细胞内所有的氮原子都以I'N的形式存在(包括DNA分了里的氮原了)。这时再加入大大过量的INH4Cl和各种I'N的核苷酸分了，细

菌从此开始摄入I4N，因此所有既存的“老”DNA分子部分都应该是15N标记的，而新生的DNA则应该是术标记的。接下米让细胞们继续生长，而在不同时间提取出DNA分子，利用CsCl密度梯度离心分离，若为半保留复制，则当细胞分裂了一次的时候应该只有一个DNA带，而经历过大约两次复制后的DNA样品在离心管中应显示出强度相同的两条黑带，-条的密度和第一代时的一样，另一条则等同于完仝是IN的DNA。

20、根据化学降解法得到的放射性自显影图谱，读出被测定DNA的碱基序列。 提示:根据电泳自显影图谱，5'端 无法确立，读得碱基序列为: 5'-? GGCATAC-3' 21、写出应用Sanger法测定DNA(5'-GCATTGCA-3')的主要过程。

22、DMT是常用的核糖羟基保护基。说明DMT作为保护基的特点。

提示:反应按SN1机制进行，并且由于空问位阻比较人，常用来保护伯羟基，选择性好，产率高。

23、y一酮酰基(RCOCH2CH2CO- - -) 也是-种常用的核糖羟基保护基，其特点是能够在中性条件下被水合肼除去。为什么?

提示:因为水合肼具有很强的亲核性，能通过肼解得到y一酮酰肼，酰肼基可进一步通过与羰基发生加成-缩合反应，生成稳定的环状业胺类化合物。

24、阐明DNA重组和PCR技术的基本要点。提示: (1) DNA重组技术的基本要点: ①获得月的基因;②与克隆载体连接，形成新的重组DNA分子;⑧用重组DNA分子转化受体细胞，并能在受体细胞中复制和遗传;④对转化子筛选和鉴定;⑤含重组DNA的活宿主细胞的繁殖，护增和表达。

2) PCR技术的基本要点;

①DNA变性(90C-96*C): 双链DNA模板在热作用下，氢键断裂，形成单链DNA。②退火(复性) (40~C-65C):系统温度降低，引物与DNA模板结合，形成局部双链。⑧延伸(68\在Taq酶(在72C左右最住的活性)的作用下，以dNTP为原料，从引物的5’端-3‘端延伸，合成与模板互补的DNA链。

25、mRNA的密码子与tRNA的反密码子是如何配对的?它在蛋白质合成中起什么作用? 提示: (1) mRNA中密码了是由组成它的四种碱基(A，G, c和U)以特定顾序排列成三个一组的代表遗传信息的三联休，而tRNA结构中，在其下端的反密码臂的凸环部分，含有特殊序列的:联体， 称为反密码子。通过碱基互补配对原理，既A与U配对，C与G配对，形成氢建，进行特异性识别。

(2) mRNA每三个碱基代表一个氨基酸信息，这种代表遗传信息的联体称为密码子。即每三个碱基代表一个氨基酸信息。每个密码了分别定义一个氨基酸，并且存在多个密码了定义同一个氨基酸的情况。因此mRNA分子的碱基序列即表示了所合成蛋白质的氨基酸序列。 26、假定以mRNA上的片段为模板(从左读起)合成多肽。此合成多肽的氨基酸序列如何? a. GGUCAGUCGCUCCUGAUU b. AUGGACGAAUAGUGA

提示: a. 甘氨酸-谷氨既胺丝氨酸-亮氨酸亮氮酸-异亮氨峻; b.甲硫氨酸(起始子)门冬氨酸-谷氨酸;

27、写出DNA单链5'-TCGTCGACGATGACATCGGCTACTCGA-3' a.复制后得到的另一条单链碱基序列; b.第一条单链转录成的mRNA的碱基序列; c.以此mRNA为模板合成的多肽氨基酸序列。 提示: a. 3'-AGCAGCTGCTACTGTAGCCGATGAGCT- 5' '-UCGAGUAGCCGAUGUCAUCGUCGACGA- -3'