第一章 绪论
略
第二章 核酸的结构与功能
一、名词解释
1．核苷：是核糖或脱氧核糖与嘌呤或嘧啶碱生成的糖苷。 2．核苷酸：核苷中的戊糖羟基被磷酸酯化，形成核苷酸。
3．核酸：多个核苷酸彼此通过3′,5′-磷酸二酯键连接所形成的多聚核苷酸，称为核酸。 4．核酸的一级结构：指DNA分子中核苷酸的排列顺序及连接方式。 5．核酸的二级结构：即DNA的双螺旋结构模型。
6．环化核苷酸：即cAMP和cGMP。在细胞的代谢调节中作为激素的第二信使，控制细胞的生长、分化和细胞对激素的效应。
7．增色效应：DNA变性后，在260nm处的紫外吸收显著增高的现象，称增色效应（高色效应）。
8．减色效应：DNA复性后，在260nm处的紫外吸收显著降低的现象，称为减色效应。 9．核酸变性：指核酸双螺旋的氢键断裂变成单链的过程，并不涉及共价键的断裂。 10．熔解温度：50% 的双链DNA发生变性时的温度称为熔解温度（Tm）或解链温度。 11．退火：变性DNA在缓慢冷却时，可以复性，此过程称为退火。 12．核酸复性：变性DNA在适当条件下，又可使两条彼此分开的链重新缔合成为双螺旋结构，这个过程称复性。 13．分子杂交：形成杂交分子的过程称为分子杂交。当两条来源不同的DNA（或RNA链或DNA链与RNA链之间）存在互补顺序时，在一定条件下可以发生互补配对形成双螺旋分子，这种分子称为杂交分子。
14. 核酸降解：多核苷酸链上共价键（3′,5′-磷酸二酯键）的断裂称为核酸的降解。 15．碱基配对：DNA双螺旋内部的碱基按腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）结合，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）结合，这种配对关系，称为碱基配对。 16．稀有碱基：是指A、G、C、U之外的其他碱基。
17．超螺旋：以DNA双螺旋为骨架，围绕同一中心轴形成的螺旋结构，是在DNA双螺旋基础上的进一步螺旋化。
二、填空 1．260． 7．核苷酸。 2．下降，增大。 8．反密码子。 3．核糖，脱氧核糖。 9．核苷酸，3′，5′-磷酸二酯键，磷酸，4．嘌呤碱，嘧啶碱，260nm。 核苷，戊糖，碱基。 5．大，高。 10．脱氧核糖核酸（DNA），核糖核酸6．戊糖/核糖。 （RNA），脱氧核糖，A、G、C、T；核糖，
A、G、C、U。
11．3.4, 10, 0.34, 2, 内，平行，90°。 12．DNA均一性，G-C含量，介质离子强度。 13．氢键，碱基堆积力，离子键（盐键）。 14．反向平行，互补配对，A，T，二（两，2），G，C，三（3）。 15．mRNA, rRNA, tRNA，rRNA, tRNA，mRNA。 16．嘌呤嘧啶，共轭双键，260。
三、选择题 1．D． 2．C． 3．C． 4．C． 5．A． 6．D． 7．D． 8．A． 9．C． 10．A． 11．B． 12．B．
四、判断题 1．错。 2．对。 3．错。 4．对。 5．错。 6．对。 7．错。 8．对。 9．对。 10．错。 11．错。 12．对。 13．错。 14．对。 15．对。 16．错。 17．对。 18．对。 19．对。 20．错。 21．错。 22．错。 23．错。 24．错。
13．A． 14．D． 15．C． 16．D． 17．D． 18．D． 19．C． 20．C． 21．B． 22．A． 23．C． 24．D． 25．错。 26．错。 27．错。 28．对。 29．对。 30．对。 31．错。 32．错 33．错。 34．对。 35．错。 25．A． 26．B． 27．C． 28．A． 29．B． 30．D． 31．D． 32．C． 33．D． 34．B． 35．B．
五、简答题
1. DNA热变性有何特点？Tm值表示什么？
答：当将DNA的稀盐溶液加热到80～100℃时，双螺旋结构即发生解体，两条链分开，形成无规则线团。260nm区紫外吸光度值升高，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。
通常把加热变性使DNA的双螺旋结构失去一半时的温度称为该DNA的熔点或熔解温度，用Tm表示。
2．简述DNA双螺旋模型的结构特点，利用这些模型可以解释生物体的哪些活动？ 答：DNA双螺旋模型的结构特点：
⑴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； ⑵嘌呤与嘧啶碱位与双螺旋的内侧。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，糖环的平面则与纵轴平行。多核苷酸链的方向取决于核苷酸间磷酸二酯键的走向，习惯上以C′3→C′5为正向。两条链配对偏向一侧，形成一条大沟和一条小沟。
⑶双螺旋的平均直径为2nm，两个相邻的碱基对之间相距的高度，即碱基堆积距离为0.34nm，两个核苷酸之间的夹角为36°。因此，沿中心轴每旋转一周有10个核苷酸。每一转的高度（即螺距）为3.4nm。
⑷两条核苷酸链依靠彼此碱基之间的氢键相连系而结合在一起。A与T配对，形成两个氢键，G与C配对，形成三个氢键。
⑸碱基在一条链上的排列顺序不受任何限制。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。
解释生物体DNA的半保留复制。生物体是如何将遗传信息平均分配到子代细胞中去的。
3．在pH7.0，0.165mmol/LnaCl条件下，测得某一DNA样品的Tm为89.3℃，求四种碱基的百分组成。
答：根据公式XG+C=(Tm-69.3)×2.44
G+C 的含量为=(89.3-69.3)×2.44=20×2.44=48.8 A+T的含量为100-48.8=51.2 G的含量为48.8/2=24.4% C的含量为48.8/2=24.4% A的含量为51.2/2=25.6% T 的含量为51.2/2=25.6%
4．有一噬菌体DNA长17μm，问它含有多少对碱基？螺旋数是多少？ 答：17μm=17000nm
每对碱基间距为0.34nm
故碱基对数为17000/0.34=50000bp 每10对碱基一个螺旋
故螺旋数为50000/10=5000个。
5．简述tRNA二级结构的组成特点及其每一部分的功能。
答：tRNA的二级结构都呈三叶草形。由氨基酸臂、二氢尿嘧啶环、反密码环、额外环和TψC环等五个部分组成。
⑴ 氨基酸臂 由7对碱基组成，富含鸟嘌呤，末端为CCA，接受活化的氨基酸。
⑵ 二氢尿嘧啶环 由8-12个核苷酸组成，具有两个二氢尿嘧啶。通过由3-4对碱基组成的双螺旋区（也称二氢尿嘧啶臂）与tRNA分子的其余部分相连。
⑶ 反密码环 由7个核苷酸组成。环中部为反密码子，由3个碱基组成。次黄嘌呤 核苷酸（也称肌苷酸，缩写成I）常出现于反密码子中。反密码环通过由5对碱基组成的双螺旋区（反密码臂）与tRNA的其余部分相连。反密码子可识别信使RNA的密码子。
⑷ 额外环 由3-8个核苷酸组成。不同的tRNA具有不同大小的额外环，所以是tRNA分类的重要指标。
⑸ 假尿嘧啶-胸腺嘧啶核糖核苷环（TψC环）由7个核苷酸组成，通过由5对碱基组成的双螺旋区（TψC臂）与tRNA其余部分相连。除个别例外，几乎所有tRNA 在此环中都含有TψC环。
6．如何区分分子量相同的一个单链DNA分子和一个单链RNA分子。 答：（1）用专一性的DNA酶和RNA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，进行单核苷酸分析（层析法或电泳法），含有U的是RNA，含有T的是DNA。
7
7．有一个DNA双螺旋分子，其分子量为3×10Da，求：①DNA分子的长度，②DNA分子的螺旋数。（脱氧核苷酸残基对的平均分子量为618Da.
7
答：其碱基对数为3×10Da/618Da=4.85×104个
每个碱基对的间距为0.34nm，故长度为4.85×104×0.34=1.65×104nm=16.5μm 每10对碱基一个螺旋，故螺旋数为4.85×104÷10=4.85×103个
8．RNA有哪些主要类型？比较其结构和功能。 答：RNA在蛋白质生物合成中起重要作用。动物、植物和微生物细胞内都含有三种主要的RNA：
（1）核糖体RNA（ribosomel RNA，缩写成rRNA）rRNA含量大，占细胞RNA总量的80％左右，是构成核糖体的骨架。核糖体含有大约40％的蛋白质和60％的RNA，由两个大小不同的亚基组成，是蛋白质生物合成的场所。大肠杆菌核糖体中有三类rRNA：5SrRNA，16SrRNA，23SrRNA。动物细胞核糖体rRNA有四类：5SrRNA，5.8SrRNA，18SrRNA，28SrRNA。
（2）转运RNA（transfer RNA，缩写成tRNA）tRNA约占细胞RNA的15％。tRNA的相对分子质量较小，在25 000左右，由70～90个核苷酸组成。碱基组成中有较多的稀有碱基；3′-末端都为?CCAOH，用来接受活化的氨基酸，5′末端大多为PG?，也有PC?的；tRNA的二级结构都呈三叶草形，由氨基酸臂、二氢尿嘧啶环、反密码环、额外环和Tψ环等五个部分组成。tRNA三级结构的形状像一个倒写的字母LtRNA在蛋白质的生物合成中具有转运氨基酸的作用。tRNA有许多种，每一种tRNA专门转运一种特定的氨基酸。tRNA除转运氨基酸外，在蛋白质生物合成的起始、DNA的反转录合成及其他代谢调节中都有重要作用。
（3）信使RNA（messenger RNA，缩写成 mRNA）mRNA约占细胞RNA含量的5％。mRNA生物学功能是转录DNA上的遗传信息并指导蛋白质的合成。每一种多肽都有一种特定的mRNA负责编码，因此mRNA的种类很多。极大多数真核细胞mRNA在3′-末端有一段长约200个核苷酸的polyA。原核生物的mRNA一般无3′-polyA，但某些病毒mRNA也有3′-polyA。polyA可能有多方面功能：与mRNA从细胞核到细胞质的转移有关；与mRNA的半寿期有关；新合成的mRNA，polyA链较长，而衰老的mRNA，polyA链缩短。真核细胞mRNA5′-末端还有一个5′-帽子。5′-末端的鸟嘌呤N7被甲基化。鸟嘌呤核苷酸经焦磷酸与相邻的一个核苷酸相连，形成5′,5′-磷酸二酯键。这种结构有抗5′-核酸外切酶降解的作用。目前认
为5′-帽子可能与蛋白质合成的正确起始作用有关，它可能协助核糖体与mRNA相结合，使翻译作用在AUG起始密码子处开始。某些真核细胞病毒也有5′-帽子结构。
（4） 前体RNA，为细胞质RNA的前身物，存在于核内。或不均一核RNA。如mRNA的前体即核内不均一RNA（也叫不均一核RNA，hnRNA）。其加工后的产物会出细胞核入细胞质。
（5）小分子RNA，其分子大小在4S—8S不等，由80—160个核苷酸组成。有的小分子RNA在RNA的加工成熟过程中起作用。有的与染色质结合，可能对基因活性起调节作用，这些小分子RNA又称为染色质RNA（chRNA）。小分子RNA始终存在于核内。
9．核酸有何紫外吸收特点？在实验室如何利用这一特点研究核酸？
答：嘌呤碱与嘧啶碱具有共轭双键，使碱基、核苷、核苷酸和核酸在240～290nm的紫外波段有一强烈的吸收峰，最大吸收值在260nm附近。不同核苷酸有不同的吸收特性。所以可以用紫外分光光度计加以定量及定性测定。紫外吸收是实验室中最常用的定量测定DNA或RNA的方法。对待测核酸样品的纯度也可用紫外分光光度法进行鉴定。读出260nm与280nm的吸光度值，从A260/A280的比值即可判断样品的纯度。纯DNA大于1.8，纯的RNA达到2.0。对于纯的样品，只要读出260nm的A值即可算出含量。根据增色效应或减色效应判断DNA制剂是否发生变性或降解。
10．简述DNA和RNA二级结构的异同。
答：相同点都含有双螺旋结构，互补配对部分反向平行。碱基配对为A与T（U），G与C
不同点：DNA的二级结构是两条链互补配对。双螺旋结构特点。
RNA均由一条链构成，局部有双螺旋，tRNA的二级结构是三叶草形。三叶草形结构特点。
11．某双链DNA样品，含28.9摩尔百分比的腺嘌呤，那么T、G、C摩尔百分比分别
为多少?
答：T为28.9%, G为21.1%, C为21.1%。
12．Hershey-Chase所做的噬菌体转染试验中，为什么32P只标记在DNA分子中，而35S
只标记在蛋白质外壳上？如果用35S标记的噬菌体去感染细菌，那么在子代病毒中是否会出现带35S标记的病毒？如果用32P标记的噬菌体重复试验，那么在子代病毒中是否可找到带32P标记的病毒？为什么？
答：DNA里含有P元素，而蛋白没有，蛋白质有S元素而DNA没有。S标记噬菌体的蛋白外壳上，遗传物质是DNA，子代不会出现S标记的病毒。P标记噬菌体的DNA，DNA经半保留复制，可以将遗传物质传递到子代的DNA中，可以找到子代P标记的病毒。
13．下列两个DNA分子，哪一个分子的Tm值较小？为什么？ （1）AGTTG CGACC ATGAT 7/15 TCAACGCTGGTACTA
(2) ATTGG CCCCG AATAT CTG 9 / 18 50%
TAACCGGGGCTTATAGAC
答：DNA分子的Tm值与其G+C的含量有一定关系，G+C含量越高，其Tm值越大，反之越小。比较第一个和第二个分子的G+C的百分含量
第一个为7÷15×100/%=46.7% 第二个为9÷18×100/%=50% 故第一个分子的Tm值较小
也根据公式（G＋C）的百分含量=（Tm-69.3）×2.44 可得Tm=（G＋C）的百分含量÷2.44+69.3
则第一个分子的Tm值为（7÷15×100）÷2.44＋69.3=88.4 第二个分子的Tm值为（9÷18×100）÷2.44＋69.3=89.8 故第一个分子的Tm值较小。
第三章 蛋白质化学
一、名词解释
1．氨基酸的等电点（pI）：氨基酸所带净电荷为零时溶液的pH。
2. 肽键：也称酰胺键，是由一个分子氨基酸的α羧基与另一个氨基酸的α氨基缩合脱水而
成的化学键。
3．肽单位：肽键与相邻的α两个碳原子所组成的基团，称为肽单位。
4. 肽键平面：由于肽键具有部分双键的性质，因此不能自由旋转，CO-NH及与之相连的两
个α碳原子都处在同一个平面内，这个刚性平面称为肽平面或酰胺平面。
5. 肽：由一个分子氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基缩合脱水而成的化合物。 6. 多肽：十个氨基酸以上组成的肽，称为多肽或多肽链。
7. 蛋白质的一级结构：多肽链主链中氨基酸的排列顺序。维持其结构稳定的化学键主要为
肽键和二硫键。
8.蛋白质的二级结构：指多肽链主链本身通过氢键沿一定方向盘绕、折叠而形成的构象。基
本结构单元有：α－螺旋、β－折叠、β－转角和无规则卷曲。维持其结构稳定的是主链形成的氢键。
9.超二级结构：指多肽链上若干相邻的构象单元（如α－螺旋、β－折叠、β－转角等）彼
此作用，进一步组合成有规则的结构组合体，如α螺旋－β转角－α螺旋，β片层－α螺旋－β片层等。
10.结构域：是存在于球状蛋白质分子中的两个或多个相对独立的、在空间上能辨认的三维
实体，每个由二级结构组合而成，充当三级结构的构件，其间由单肽链连接。
11.α-螺旋：Pauling于1951年提出蛋白质的一种二级构象。大多为右手螺旋，主要靠氢
键维系，氢键的方向与长轴（主轴）基本平行，每3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈，螺距为0.54nm，氨基酸残基之间的距离为0.15nm，氨基酸亲水侧链伸向螺旋外侧。
12.蛋白质三级结构：是多肽在二级结构的基础上通过侧链基团的相互作用进一步卷曲折叠
借助次级键维系使各构象单元相互配置而形成的特定构象。维持蛋白质三级结构的主要作用力是疏水作用力。
13.蛋白质四级结构：由两条或两条以上具有三级结构的多肽链聚合而成特定构象的蛋白质
分子。每一条多肽链称为一个亚基，亚基单独存在时不具有生物学活性。
14.桑格反应（Sanger反应）在弱碱性溶液中，氨基酸的α氨基易与2，4-二硝基氟苯（DNFB
或FDNB）反应，生成黄色的二硝基苯氨基酸（DNP-AA），此反应最初被Sanger用于测定肽链N-末端氨基酸，又被称为Sanger反应。
15.盐析：高浓度的中性盐使蛋白质的溶解度降低，沉淀析出的现象称为盐析。 16.盐溶：低浓度的中性盐使蛋白质的溶解度增大称为盐溶。 17.蛋白质等电点：蛋白质所带净电荷为零时溶液的pH。
18. 蛋白质的变性：在外界因素的作用下，蛋白质原有的高度规律性的空间结构遭到破坏，
一级结构不变，蛋白质的生物活性丧失的现象。
19.蛋白质的复性：高级结构松散了的变性蛋白质在除去变性因素后，可缓慢自发折叠形成
原来的构象，恢复原有的理化性质和生物学活性的现象。
二、填空
1．精氨酸（Arg）、组氨酸（His）、赖氨酸（Lys）；天冬氨酸（Asp）、谷氨酸（Glu）。 2．半胱氨酸（Cys）。 3．凯氏定氮法、福林-酚试剂法、双缩脲法、紫外分光光度法、考马斯亮蓝法等。 4．别构、变构。 5．L，（参考教材） 6．半胱氨酸（Cys），半胱氨酸（Cys），二硫键（-S-S-）。 7．兼性，小。 8．负。
9．α-羧基，α-氨基。 10．肽键，二硫键。
11．α-螺旋，β-折叠、β-转角，无规则
三、选择题
1．B． 15．A． 2．C． 16．A． 3．C． 17．C． 4．B． 18．A． 5．D。 19．B． 6．B． 20．A． 7．B． 21．C． 8．B． 22．D． 9．D． 23．A． 10．B． 24．C． 11．C． 25．C． 12．C．
26．B． 13．D（Hpr 羟脯氨酸） 27．A． 14．B．
28．C．
四、判断题
1．错。 12．错。 2．对。 13．错。 3．错。 14．对。 4．错。 15．错。 5．错。 16．错。 6．错。 17．错。 7．对。 18．对。 8．对。 19．对。 9．对。 20．错。 10．错。 21．对。 11．对。
22．对。
卷曲。
12．3.6，0.54, 右。 13．氢。 14．亚基。
15．氢键、盐键、范德华力、疏水作用。 16．生物活性。 17．低（小）。 18．简单， 结合。 19．增大（升高），盐溶，降低（减小），盐析。
20．黄，蓝紫。 21．色氨酸（Trp），酪氨酸（Tyr），苯丙氨酸（Phe）。
29．A． 30．A． 31．A． 32．B． 33．D． 34．D． 35．A． 36．D． 37．A． 38．C． 39．B． 40．B．
23．错。 24．错。 25．错。 26．错。 27．对。 28．错。 29．错。 31．错。 32．错。 33．对。 34．对。
五、简答题
1．何谓蛋白质变性，变性涉及蛋白质的哪些变化？哪些因素容易导致变性？
答：在外界因素的作用下，蛋白质原有的高度规律性的空间结构遭到破坏，一级结构不变，蛋白质的生物活性丧失的现象。称为蛋白质的变性。
变化有：
（1）生物活性丧失，蛋白质的生物活性是指蛋白质表现其生物学功能的能力，如酶的生物催化作用、蛋白质激素的代谢调节功能、抗原与抗体的反应能力、蛋白质毒素的致毒作用、血红蛋白运输氧和二氧化碳的能力等。
（2）某些理化性质的改变有溶解度降低，易形成沉淀析出，结晶能力丧失，肽链松散。 因素有：物理因素有高温、紫外线、X-射线、超声波、剧烈震荡等；
化学因素有强酸、强碱、尿素、去污剂、重金属、三氯醋酸、浓酒精等。
2．蛋白质的二级结构的基本构象单位α-螺旋有何特征？
答：大多为右手螺旋，主要靠氢键维系，氢键的方向与长轴（主轴）基本平行，每3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈，螺距为0.54nm，氨基酸残基之间的距离为0.15nm，氨基酸亲水侧链伸向螺旋外侧。
3．根据氨基酸的PK值，试分别计算甘氨酸、丝氨酸、谷氨酸和赖氨酸的等电点 甘氨酸pk1=2.34、pk2=9.60 丝氨酸pk1=2.21、pk2=9.15
谷氨酸pk1=2.19、pk2=4.25、pk3=9.67 赖氨酸pk1=2.18、pk2=8.95、pk3=10.53
答：甘氨酸的等电点= (pk1+pk2)/2=(2.34+9.60)/2=5.97
丝氨酸的等电点= (pk1+pk2)/2=(2.21+9.15)/2=5.68 谷氨酸的等电点= (pk1+pk2)/2=(2.19+4.25)/2=3.22 赖氨酸的等电点= (pk2+pk3)/2=(8.95+10.53)/2=9.74
说明：对于只有两个PK值的只需将两个PK值加起来除以2即可。而对于有三个PK值的情况，取PK值最近的两个数值加起来除以2即可。
4．计算含有78个氨基酸的α-螺旋的长度？
答：由于α-螺旋中每3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈，螺距为0.54nm，所以78个氨基酸的长度为(78÷3.6)×0.54=11.7nm。
5．蛋白质的结构有何特征？蛋白质的结构与性质之间有何关系？
答：每一种蛋白质至少都有一种构象在生理条件下是稳定的，并具有生物活性，这种构象称为蛋白质的天然构象。蛋白质的结构一般被分为4个组织层次（折叠层次），一级、二级、三级和四级结构。细分时可在二、三级之间增加超二级结构和结构域两个层次。
一级结构是指肽链中氨基酸的排列顺序。维持一级结构的主要作用力为肽键和二硫键。 二级结构是指多肽链主链本身通过氢键沿一定方向盘绕、折叠而形成的构象。基本结构单元包括：α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲。维持其结构稳定的主要作用力是主链形成的氢键。
超二级结构是指在一级序列上相邻的二级结构在三维折叠中彼此靠近并相互作用形成的组合体。有三种基本形式：αα、βαβ、ββ。
结构域是在二级结构和超二级结构的基础上形成并相对独立的三级结构局部折叠区。结
构域常常也是功能域。
三级结构是多肽链在二级结构的基础上通过侧链基团的相互作用进一步卷曲折叠借助次级键维系使各构象单元相互配置而形成的特定构象。维持三级结构的主要作用力是疏水作用力。
四级结构是由两条或两条以上具有三级结构的多肽链聚合而成特定构象的蛋白质分子。每一条多肽链为一个亚基。亚基单独存在时不具生物学活性。
蛋白质复杂的组成和结构是其多种生物功能的基础，蛋白质一级结构决定高级结构，高级结构又决定生物功能。
7．任举一个例子来说明蛋白质的三级结构决定于氨基酸的顺序。
答：蛋白质的三维结构与其氨基酸序列有关。多肽链的二级结构决定于短程序列，三维结构主要决定于长程序列。蛋白质的氨基酸序列规定它的三维结构这一结论最直接和最有力的证据来自某些蛋白质的可逆变性实验。首先是20世纪60年代进行的牛胰核糖核酸酶（RNA酶）复性的经典实验。当天然的RNA酶在尿素或盐酸胍存在下用β-巯基乙醇处理后，分子内的4个二硫键则被断裂，紧密的球状结构伸展成松散的无规则卷曲构象，然而当用透析方法将尿素（或盐酸胍）和巯基乙醇除去后，RNA酶活性又可恢复，最后达到原来活性的95%～100%。并发现如果不事先加入尿素或盐酸胍使酶变性，则RNA酶很难在37℃和pH7的条件下被β-巯基乙醇还原。（生物化学，王镜岩，第三版，P234）
8．蛋白质化学研究中常用的试剂有下列一些：CNBr，尿素，巯基乙醇，Trypsin，过甲酸，
DNS-Cl，6M HCl，茚三酮，PITC和胰凝乳蛋白酶等，为完成下列各项试验，请回答每一项的最适试剂是什么？
a) 一个小肽的氨基酸顺序的测定（6M HCl、PITC） b) 多肽链的氨基末端的确定（DNS-Cl）
c) 一个没有二硫键的蛋白质的可逆变性（尿素）
d) 芳香族氨基酸残基的羧基一侧的肽键的水解（胰凝乳蛋白酶） e) 甲硫氨酸的羧基一侧肽键的裂解（CNBr） f) 通过氧化途径将二硫键打开（过甲酸）
9．假设下面是来自几种不同生物的丙酮酸羧化酶的191-206位的一段氨基酸序列: 生物种1:
Leu191-Gly192-Arg193-Ile194-Ala195-Gly196-Val197-Glu198-Leu199-Phe200-Ala201-Cys202-Lys203-Met204-Asn205-THr206 生物种2:
Met191-Gly192-Arg193-Ile194-Val195-Ile196-Val197-Glu198-Trp199-Phe200-Ala201-Cys202-Lys203- Gly204-Phe205-THr206 生物种3:
Val191-Ser192-Arg193-Ile194-Met195-Thr196-Leu197-Glu198-Leu199-Phe200-Ser201-Cys202-His203-Gln204-Met205-THr206 生物种4:
Val191-Ser192-Arg193-Val194-Met195-Thr196-Leu197-Glu198-Leu199-Leu200-Ser201-Cys202-Arg203-Gln204-Asn205-THr206 请回答以下问题:
⑴ 如果仅从丙酮酸羧化酶的该段序列来考虑这四种生物的亲缘关系,请问这四种生
物的亲缘关系如何?并说明理由.
答：物种1与物种2的关系近 16个氨酸酸有10个一样
物种3与物种4的关系近 16个氨基酸有12个一样
物种1 物种2 物种3 物种4
⑵ 如果已知该酶的其他序列对酶的活性影响很小,请问该酶的这段氨基酸序列种的哪
些氨基酸对保持该酶的活性可能是必不可少的?并做出解释.
答： Arg193、Glu198、Cys202、THr206这些氨基酸对保持该酶的活性可能是必不可少的。因为这四种氨基酸在这四个物种里保守性最强。出现率达100%（4/4）。 如果还有氨基酸对该酶的活性必不可少的话，应该是Arg193、Glu198、Cys202，Thr206，因为这四种氨基酸在四个物种里的为不变残基。
10.大肠杆菌含有2000种以上的蛋白质，为了分离她所表达的一个外源基因的产物并保持它
的活性，常有很多困难。但为了达到某种目的，请根据下列要求写出具体的方法。 ⑴ 利用溶解度差别进行分离。盐析
⑵ 利用蛋白质的分子大小进行分离。凝胶层析 ⑶ 根据不同电荷进行分离。离子交换层析
⑷ 对已制备的该产物的抗体进行分离。亲和层析 ⑸ 产物的浓缩。透析，冷冻干燥
⑹ 产物纯度的鉴定。电泳，N末端测定
第四章 酶
第五章 脂类与生物膜
一、名词解释
1.脂类:也称脂质，是一类不溶于水而易溶于非极性有机溶剂的生物有机分子。其化学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。
2.脂肪酸: 是指一端含有一个羧基的长的脂肪族碳氢链的有机物。
3.必需脂肪酸:哺乳动物本身必须但不能合成的，必须从食物中获得的脂肪酸。 4.皂化值:完全皂化1g油脂所需氢氧化钾的毫克数。
5.碘值：100g脂肪所能加成碘的克数。是脂肪不饱和程度的一种度量。 6.酸价:是指中和1g油脂中的游离脂肪酸所需消耗氢氧化钾的毫克数。
7.生物膜: 生物膜是构成细胞所有膜的总称，包括围在细胞质外围的质膜和细胞器的内膜系统。
8.外周蛋白: 分布于膜的外表，与膜结合松散，很容易通过温度的改变或破坏静电或破坏氢键作用释放出来，是水溶性的蛋白质。
9.内嵌蛋白: 与膜结合紧密，不溶于水，分布在脂双层的分子中的蛋白质，有的贯穿全膜，由膜上释放时要用特别试剂。
二、选择题
1. ABC（多选） 2.BCD（多选） 3. C 4. C． 5. C． 6.C 7.B 8.C. 9.A. 10.B. 11.B. 12.D. 13.B. 14.A. 15.D.
三、填空题
1.甘油，脂肪酸 。 2. 异戊二烯。 3.环戊烷多氢菲 。 4.磷脂。 5.脂蛋白，糖脂。 6.磷脂，糖脂，固醇类化合物。 7.不饱和，增大，降低。
8. 变宽，流动。9. 膜蛋白，外周蛋白，嵌入蛋白。10. B,E,G ； A,C,D,F； A。 11.流动，不对称 12.顺浓度，高浓度，低浓度，简单扩散，易化扩散。 13.逆浓度，放能反应。
四、判断题
1. × 2.√ 3. √ 4. × 5. √ 6. √7. √ 8. √ 9.√ 10.√ 11. ×12. √13. ×14. √15. √
五、问答题
1.脂类物质有哪些共性？脂类包括哪些物质？它们在生物体内有哪些生理功能？
答：是一类不溶于水而易溶于非极性有机溶剂的生物有机分子。其化学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。
脂类包括脂肪、类脂和固醇类。
脂类的功能：储存能量，构成生物膜，代谢燃料，特殊生理活性，与信息识别、种特异性、组织免疫、细胞信号转导等功能有关。
2.生物膜的主要化学成分是什么？简述这些成分的主要作用。
答：生物膜的主要化学成分是膜脂，膜蛋白，膜糖，还有微量的核酸、金属离子、水。
（1）膜脂：主要是磷脂、糖脂和固醇，都属于两性分子，磷脂分散于水中时，非极性的尾部聚集在一起，亲水的头部暴露在水中，形成具有双分子层结构的脂质体。
（2）膜蛋白：分为两类，外周蛋白和内嵌蛋白。外周蛋白分布于膜的外表，与膜结合松散，很容易通过温度的改变或破坏静电或破坏氢键作用释放出来，是水溶性的；内嵌蛋白与膜结合紧密，不溶于水，分布在脂双层的分子中，有的贯穿全膜，由膜上释放时要用特别的试剂。膜蛋白执行着生物膜的主要功能。不同生物膜所具有的不同生物学功能主要是由于所含膜蛋白的种类和数量的不同。
（3）膜糖：常与膜蛋白或膜脂形成糖蛋白和糖脂，分布在膜表面，对保持生物膜的不对称性及胞间信息传递、相互识别有重要意义。
3.简述生物膜“流动镶嵌”模型要点。 答：生物膜的流动镶嵌模型结构要点：
（1）膜结构的连续主体是脂质双分子层。
（2）脂质双分子层具有流动性。膜脂的流动性：旋转、摆动、侧向扩散、翻转、异构化等。膜蛋白的流动性：侧向扩散和旋转扩散。膜流动的程度依赖于脂的组成及温度，脂的组成决定膜的相变温度，环境温度决定膜的相态。
（3）膜蛋白的种类与多寡决定了膜的功能。
（4）膜的不对称性。许多膜蛋白在双分子层上有一定的取向，很少发生翻转的情况。
蛋白质分布的不对称往往还与膜上的各种通道相关。糖蛋白分布的不对称反映了功能的不对称。
4.解释植物膜脂中不饱和脂肪酸含量与植物耐寒或抗热的关系。
答：膜脂上的脂肪酸有饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸之分，不饱和脂肪酸分子有双键，其顺式和反式的互变使不饱和脂肪酸易于弯曲或转动，从而使得膜结构比较松散而不僵硬。
膜脂上的不饱和脂肪酸与植物的抗逆性有很大关系，通常耐寒性强的植物，其膜脂中不饱和脂肪酸含量较高，而且不饱和程度(双键数目)也较高，有利于保持膜在低温时的流动性；而抗热性强的植物，其饱和脂肪酸的含量较高，有利于保持膜在高温时的稳定性。
第六章 代谢调节
第七章 糖类分解代谢&第九章 糖的生物合成
一、名词解释
1．糖酵解（glycolytic pathway）：在细胞质内，糖在不需要氧的条件下，经磷酸化和裂解，逐步分解为丙酮酸并生成ATP的过程。 2．糖的有氧氧化（aerobic oxidation）：葡萄糖→丙酮酸→乙酰CoA→TCA循环（CO2，ATP）→电子传递链（H2O，ATP）。 3．糖异生（gluconeogensis）：指由非糖的有机物转变成葡萄糖的过程。 4．磷酸戊糖途径（pentose phosphate pathway）：细胞质中，由6-P-G直接氧化脱羧，生成二氧化碳、NADPH和5-磷酸核酮糖，并进行单糖磷酸酯相互转变再生6-P-G的过程。 5．底物水平磷酸化（substrate phosphorlation）：在底物氧化过程中，形成了某些高能中间代谢物，再通过酶促磷酸基团转移反应，直接偶联ATP的形成，称为底物水平磷酸化。
6．三羧酸循环：在有氧的情况下，丙酮酸经氧化脱羧形成乙酰CoA，与草酰乙酸缩合成柠檬酸，在线粒体内逐步氧化降解为二氧化碳、NADH和FADH2，并再生成草酰乙酸的循环反应。称为三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle), 简称TCA循环，亦称为柠檬酸循环。由于它是由H.A.Krebs（德国）正式提出的，所以又称Krebs循环。在线粒体基质中进行。
二、填空
1．细胞质，线粒体，胞质（液），线粒体内6-二磷酸果糖，磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮膜。 酸。 2．2，30或32。 17．丙酮酸羧化。 3．己糖激酶，磷酸果糖激酶，丙酮酸激酶。 18．CO2，H2O，ATP。 4．糖原磷酸化酶，糖原磷酸化酶a。 19．α-1，4-糖苷键，α-1，6-糖苷键，β-1，5．ATP，柠檬酸。 4-糖苷键。 6．1，6-二磷酸果糖，醛缩酶，3-磷酸甘油20．6-P-G。 醛，磷酸二羟丙酮。
7．3-磷酸甘油醛脱氢酶，NAD+。 8．磷酸甘油酸激酶，丙酮酸激酶。 9．磷酸果糖激酶。
10．3-P-甘油穿梭，苹果酸穿梭，FADH2，NADH。
11．丙酮酸脱氢酶，二氢硫辛酸脱氢酶，硫辛酸乙酰基转移酶，6。
12．异柠檬酸脱氢酶，α-酮戊二酸脱氢酶系，琥珀酸脱氢酶，苹果酸脱氢酶，NAD+，FAD，琥珀酰硫激酶，GTP。
13．丙酮酸脱氢酶系，柠檬酸合成酶，异柠檬酸脱氢酶，α-酮戊二酸脱氢酶系。 14．1，1，4．
15．氧化脱羧，非氧化分子重排，NADP+，6-磷酸葡萄糖脱氢酶。 16．葡萄糖→6-磷酸葡萄糖，6-磷酸果糖→1，
三、选择题 1．C． 2．C． 3．C． 4．A． 5．A． 6．A． 7．A． 8．B． 9．B． 10．A． 11．C、E． 12．E． 13．E． 14．D． 15．B． 16．A． 17．E． 18．B． 19．B． 20．B． 21．A． 22．B． 23．B． 24．E． 25．B． 26．D． 27．D． 28．D． 29．B． 30．C．
四、是非题
1．错2．错。3．错。4．对5．对。6．对。7．对。8．对。 9．对。10．错。11．错12．对。 13．对。14．错15．对16．错。 17．对。18．错。19．对20．错。 21．对
五、简答题
1. 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：三羧酸循环是三大物质代谢的最终代谢通路。糖、脂肪、氨基酸在体内进行生物氧化都
将产生乙酰CoA，然后进入三羧酸循环进行降解。三羧酸循环中只有一个底物水平磷酸化反应生成高能磷酸键。循环本身并不是释放能量、生成ATP的主要环节。其作用在于
通过4次脱氢，为氧化磷酸化反应生成ATP提供还原当量。
三羧酸循环又是三大物质代谢联系的枢纽。糖转变脂肪是最重要的例子。在能量供应充足的条件下，从食物摄取的糖相当一部分转变成脂肪储存。葡萄糖分解成丙酮酸后进入线粒体内氧化脱羧生成乙酰CoA，乙酰CoA必须再转移到胞液以合成脂肪酸。由于它不能通过线粒体膜，于是乙酰CoA先与草酰乙酸缩合成柠檬酸，再通过载体转运至胞质，在柠檬酸裂解酶作用下裂解成乙酰CoA及草酰乙酸。然后乙酰CoA可以合成脂肪酸。许多氨基酸的碳架是三羧酸循环的中间产物，通过草酰乙酸经糖异生转变为葡萄糖。反之，由葡萄糖提供的丙酮酸转变成的草酰乙酸及三羧酸循环中的气体而羧酸则可用于合成一些非必需氨基酸。此外琥珀酰CoA又是合成胆固醇的原料。因而，三羧酸循环是糖、脂和蛋白质三大物质代谢的共同通路。
2．为什么说6-磷酸葡萄糖是各个糖代谢途径的交叉点？
答：糖酵解途径，首先生成6-磷酸葡萄糖，然后继续分解代谢。
磷酸戊糖途径，是以6-磷酸葡萄糖为起点。
糖的异生，最终也是生成6-磷酸葡萄糖转变为葡萄糖。
光合作用合成葡萄糖时，首先合成6-磷酸葡萄糖，然后再转化为葡萄糖。
3．糖代谢与脂肪代谢是通过那些反应联系起来的？
答：糖转变为脂类的大致步骤为：糖先将酵解过程，生成磷酸二羟丙酮及丙酮酸。磷酸二羟丙酮可还原为甘油。丙酮酸经氧化脱羧后转变为乙酰辅酶A，然后再缩合成脂肪酸。脂类分解产生的甘油可以经过磷酸化生成α-磷酸甘油，再转变为磷酸二羟丙酮。后者沿酵解过程逆行即可生成糖。脂肪酸通过β-氧化，生成乙酰辅酶A。在植物或微生物体内，乙酰辅酶A可缩合成三羧酸循环中的有机酸，如经乙醛酸循环生成琥珀酸，琥珀酸再参加三羧酸循环，转变成草酰乙酸。由草酰乙酸脱羧生成丙酮酸，丙酮酸即可转变成糖。脂肪酸在动物体内也可以转变成糖。
4. 已知有一系列酶反应，这些反应将导致从丙酮酸到α-酮戊二酸的净合成。该过程并没有净消耗三羧酸循环的代谢物。请写出这些酶反应顺序。 答：
丙酮酸
丙酮酸脱氢酶系
丙酮酸
CO2
丙酮酸羧化酶
乙酰CoA
柠檬酸合成酶 草酰乙酸
柠檬酸
顺乌头酸酶
异柠檬酸
异柠檬酸脱氢酶
α-酮戊二酸
5. 丙酮酸羧化酶催化丙酮酸转变为草酰乙酸。但是，只有在乙酰CoA存在时，它才表现出较高的活性。乙酰CoA的这种活化作用，其生理意义何在？
答：丙酮酸羧化酶是变构酶，受乙酰CoA的变构调节，在缺乏乙酰CoA时没有活性，细胞中的ATP/ADP的比值升高促进羧化作用。草酰乙酸既是糖异生的中间产物，又是三羧酸循环的中间产物。高含量的乙酰CoA使草酰乙酸大量生成。若ATP含量高则三羧酸循环速度降低，糖异生作用加强。丙酮酸羧化酶必须有乙酰CoA存在才有活性，而乙酰CoA对丙酮酸脱氢酶却有反馈抑制作用。例如饥饿时大量脂酰CoA在线粒体内β-氧化，生成大量的乙酰CoA。这一方面抑制丙酮酸脱氢酶，阻止丙酮酸继续氧化，一方面又激活丙酮酸羧化酶，使其转变为草酰乙酸，从而加速糖异生。
6. 植物体内的单糖可以通过哪些生化过程被分解，它们分别在细胞的什么部位进行？各有何特点？
答：糖酵解；胞液，无需氧的参与，一分子葡萄糖分解为两分子丙酮酸，净生成2分子ATP，2分子NADH。是有氧氧化的准备阶段。有氧时进入三羧酸循环，无氧时可转化为乙醇，乳酸，乙酸等物质。分解不彻底。限速酶为三个。
有氧氧化（葡萄糖→丙酮酸→乙酰CoA，三羧酸循环，→CO2+H2O）；胞液，线粒体，彻底氧化为二氧化碳和水，产生30/32个ATP。三羧酸循环为三大物质代谢的联系枢纽。限速酶有三个。
磷酸戊糖途径等，胞质。 PPP途径的特点
① G的分解代谢不需要通过EMP、有氧氧化阶段即可完成。
+
② 参加反应的脱氢酶的辅酶都是NADP。 ③有磷酸戊糖的生成。
7. 与糖的EMP、TCA环有氧氧化主路相比，PPP途径有何特点和生理意义？ 答：PPP途径的特点
① G的分解代谢不需要通过EMP、有氧氧化阶段即可完成。
+
② 参加反应的脱氢酶的辅酶都是NADP。 ③有磷酸戊糖的生成。 PPP途径的生理意义
① 产生了大量NADPH，为细胞的各种合成反应提供了主要的还原力。
②产生了许多生理上十分活跃的中间体，为许多化合物的合成提取供原料，产生的磷酸戊糖可参加核酸代谢。
③可与光合作用联系起来，实现单糖的互变。
8. TCA环的中间物一旦参加生物合成，使其浓度降低，因而影响TCA环的进行，生物体是如何解决的？
答：三羧酸循环不仅是产生ATP的途径，它的中间产物也是生物合成的前体（如α-酮戊二
酸→谷氨酸；草酰乙酸→天冬氨酸；琥珀酰CoA→卟啉环），可导致草酰乙酸浓度下降，从而影响三羧酸循环的运转，因此必须不断补充才能维持其正常进行，这种补充称为回补反应。 磷酸烯醇式丙酮酸的羧化；丙酮酸的羧化；Asp和Glu的转氨反应
9. 糖异生与糖酵解途径有哪些差异？试述丙酮酸异生成糖的过程？
答：糖异生途径的大部分反应与糖酵解的逆反应相同，但有两方面不同：
①克服糖酵解的三步不可逆反应；丙酮酸→PEP；1，6-二磷酸果糖→6-磷酸果糖；6-磷酸葡萄糖→葡萄糖。
②糖酵解在细胞液中进行，糖异生则分别在线粒体和细胞液中进行。
丙酮酸 草酰乙酸 PEP 2-磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 1，3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油醛 P-二羟丙酮 1，6-二P果糖 6-P果糖 6-P葡萄糖 葡萄糖。
10.试写出1分子3-磷酸甘油醛经过有氧氧化，彻底氧化生成CO2和H2O的生化历程，指出反应历程中的限速酶及其激活剂和抑制剂，计算整个过程产生的ATP的数目，并指出产能方式。
答： 1、 3-磷酸甘油醛 3-磷酸甘油醛脱氢酶 NADH穿梭 氧化磷酸化 生成1.5或2.5个ATP
2、1，3二磷酸甘油酸 磷酸甘油酸激酶 产生1个 ATP底物水平磷酸化 3、3-磷酸甘油酸 磷酸甘油酸变位酶 4、2-磷酸甘油酸 烯醇化酶
5、磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸激酶 产生1个 ATP底物水平磷酸化
6、丙酮酸 丙酮酸脱氢酶系（限速酶，乙酰CoA、NADH、GTP抑制；AMP活化；Ca2+激活、磷酸化状态无活性，反之有活性） NADH 氧化磷酸化 生成2.5个ATP
7、乙酰CoA 柠檬酸合成酶（限速酶，ATP、NADH是该酶的变构抑制剂、高浓度琥珀酰-CoA抑制）
8、柠檬酸 顺乌头酸酶
9、异柠檬酸 异柠檬酸脱氢酶 NADH 氧化磷酸化 生成2.5个ATP
10、α-酮戊二酸 α-酮戊二酸脱氢酶系 NADH 氧化磷酸化 生成2.5个ATP 11、琥珀酰辅酶A 琥珀酸硫激酶 底物水平磷酸化 1个GTP 12、琥珀酸 琥珀酸脱氢酶 FADH2 氧化磷酸化 生成1.5个ATP 13、延胡索酸 延胡索酸酶
14、苹果酸 苹果酸脱氢酶 NADH 氧化磷酸化 生成2.5个ATP
草酰乙酸
共产生15.5或16个ATP
11.何谓糖酵解？糖异生与糖酵解代谢途径有哪些差异？写出酵解过程的酶促反应方程式。 答：在细胞质内，糖在不需要氧的条件下，经磷酸化和裂解，逐步分解为丙酮酸并生成ATP的过程。
糖异生与糖酵解代谢途径差异如下:
糖异生中：1、丙酮酸→PEP； 丙酮酸羧化酶和 PEP羧化激酶
2、1，6-二磷酸果糖→6-磷酸果糖； 果糖-1、6-二磷酸酶 3、6-磷酸葡萄糖→葡萄糖 6-P葡萄糖酶
酵解过程的酶促反应方程式： 1、葡萄糖+ATP 己糖激酶,Mg2+
2、6-磷酸葡萄糖+ADP 磷酸己糖异构酶 3、6-磷酸果糖 磷酸果糖激酶，Mg2+ 4、1，6-二磷酸果糖+ADP 醛缩酶
5、磷酸二羟丙酮+ 3磷酸甘油醛 磷酸丙酮异构酶
6、3磷酸甘油醛+NAD+Pi 3磷酸甘油醛脱氢酶 7、1，3-二磷酸甘油酸+NADPH 磷酸甘油酸激酶 8、3磷酸甘油酸 磷酸甘油酸变位酶 9、2磷酸甘油酸 烯醇化酶
10、PEP（磷酸烯醇式丙酮酸） 丙酮酸
12. TCA中NADH、FADH2和GTP产生的部位？ 答：TCA中NADH、FADH2和GTP产生的部位如下：
1、异柠檬酸在异柠檬酸脱氢酶作用生成α-酮戊二酸和1分子NADH，氧化磷酸化 生成2.5个ATP
2、α-酮戊二酸在α-酮戊二酸脱氢酶系作用生成琥珀酰辅酶A和1分子 NADH ，氧化磷酸化 生成2.5个ATP
3、琥珀酰辅酶A在琥珀酸硫激酶作用生成琥珀酸和1分子GTP，底物水平磷酸化 1个GTP生成1个ATP 4、琥珀酸在琥珀酸脱氢酶作用生成延胡索酸和1分子FADH2 ，氧化磷酸化 生成1.5个ATP 延胡索酸酶
5、苹果酸在苹果酸脱氢酶作用生成草酰乙酸和1分子 NADH ，氧化磷酸化 生成2.5个ATP 一共生成10个ATP。
13. 写出丙酮酸彻底氧化生成CO2和H2O过程的产能部位及产能方式。 答：丙酮酸彻底氧化生成CO2和H2O过程的产能部位及产能方式：
1、丙酮酸在丙酮酸脱氢酶系作用生成乙酰CoA和1分子NADH， 氧化磷酸化 生成2.5个ATP
2、异柠檬酸在异柠檬酸脱氢酶作用生成α-酮戊二酸和1分子NADH，氧化磷酸化 生成2.5个ATP
3、α-酮戊二酸在α-酮戊二酸脱氢酶系作用生成琥珀酰辅酶A和1分子 NADH ，氧化磷酸化 生成2.5个ATP
4、琥珀酰辅酶A在琥珀酸硫激酶作用生成琥珀酸和1分子GTP，底物水平磷酸化 1个GTP生成1个ATP 5、琥珀酸在琥珀酸脱氢酶作用生成延胡索酸和1分子FADH2 ，氧化磷酸化 生成1.5个ATP 延胡索酸酶
6、苹果酸在苹果酸脱氢酶作用生成草酰乙酸和1分子 NADH ，氧化磷酸化 生成2.5个ATP 一共生成10个ATP。
第八章 生物氧化与氧化磷酸化
二、填空题
1． 氧化分解，二氧化碳 水，能量 2． ATP
3． 递氢体 递电子体
4． NADH→CoQ cytb→cytc1 cytaa3→O 5． 化学偶联，构象偶联，化学渗透 6． 1mol 氧，无机磷的mol数 ATP
7． NADH脱氢酶 琥珀酸脱氢酶 细胞色素C氧化还原酶复合体 细胞色素氧化酶 8． 二氧化碳 水，能量
9． 铁硫蛋白cytb cytc1 cytc cyta cyta3 10． 解偶联剂 11． P-O键（磷酸酐键） 水解 12． NADPH 13． 鱼藤酮 抗霉素A 一氧化碳，叠氮化物，硫化氢，氰化物等 14． 微粒体氧化体系 过氧化物酶体氧化体系 超氧化物歧化酶 15． NADH辅酶I NADPH辅酶II 三、判断题
1．×2√3×4×5×6√7√8×9√10√11√12×13×14√15√16×17×18×19×20× 四、单项选择
1B 2D 3B 4C 5A 6C 7D 8C 9A 10B 11D 12A 13A 14C 15A 16C 17C 18B 19 B 20C
第十章 脂类代谢
一、名词解释
1．脂肪酸的β-氧化：脂肪动员所产生的游离脂肪酸在进行氧化时，每次从主链上断下两个碳原子，形成一分子的乙酰CoA，由于氧化（脱氢）是发生在β位，所以称作β-氧化。 2．乙醛酸循环：一种被修改的柠檬酸循环，在其异柠檬酸和苹果酸之间反应顺序有改变，以及乙酸是用作能量和中间物的一个来源。某些植物和微生物体内有此循环，他需要二分子乙酰辅酶A的参与；并导致一分子琥珀酸的合成。
3．ACP-SH：酰基载体蛋白，在脂肪酸合成过程中可把脂酰基从一个酶反应转移到另一个酶反应。
4．酮体：是脂肪酸在肝脏不完全氧化分解的中间产物，包括乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮。 5．脂肪动员：储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解呈游离脂肪酸和甘油并释放运输到其他组织氧化的过程称脂肪动员。
6.必需脂肪酸: 哺乳动物本身必须但不能合成的，必须从食物中获得的脂肪酸。 二、填空题
1．脂肪酸合成酶系，乙酰CoA，NADPH，11．CoA。 糖有氧氧化，戊糖磷酸途径（PPP）。 12．乙酰CoA羧化。 2．线粒体，β-氧化，活化，脱氢，加水，13．乙酰CoA，NADPH。 再脱氢，硫解。 14．S-腺苷甲硫氨酸，甲硫氨酸（蛋氨酸）。 3．甘油，磷酸甘油激酶，磷酸二羟丙酮，315．β—酮脂酰CoA转移酶 磷酸甘油脱氢酶。 16．HMG-CoA还原酶（3-羟-3-甲基戊二酰4．丙二酸单酰CoA。 -CoA）。 5．异柠檬酸裂解酶，苹果酸合成酶。 17．向肝外组织运输内源性甘油三酯，将肝6．泛酸，丝氨酸残基。 内合成的胆固醇向肝外组织运输。 7．乙酰乙酸、β-羟丁酸，丙酮。 18．乙醛酸循环体，乙醛酸。 8．2。 19．乙酰CoA。 9．131（108），129（106）。 20．UDPG，CDP-胆碱。 10．肉碱（肉毒碱），柠檬酸。 三、选择题 1．E． 13．C 26．C． 2．C． 14．C． 27．D． 3．D． 15．C． 28．A． 4．C． 16．D． 29．A． 5．C． 17．C． 30．C． 6．C． 18．B． 31．B． 7．D． 19．E 32．D． 8．C． 20．B． 33．C． 9．C． 21．E． 34．D．10．C． 22．D． 11．C． 23．C． 24．C． 12．B 25．D．
四、判断题
1．×2．×3．×4．√5．√
6．√7．×8．√9．×10．×
11．√12．×13．×14．15．√ 16．×17．√18．×19．20．×
五、简答题
1．脂肪酸合成中所需要的碳源和还原剂是什么？它们分别来自哪里？ 答：碳源线粒体内的丙酮酸氧化脱羧（糖）、脂肪酸的β-氧化、氨基酸的氧化。反应中所需的NADPH++H+约有40%来自PPP途径，其余的60%可由EMP中生成的NADH+H+间接转化提供：
NADH+H ++草酰乙酸
苹果酸+NADP+
苹果酸脱氢酶 苹果酸酶
苹果酸+NAD+
丙酮酸+CO2+NADPH+H +
2．哺乳动物的脂肪酸合成速度受细胞内柠檬酸浓度的影响，为什么？ 答：脂肪酸合成所需要的还原力NADPH有60%是由柠檬酸穿梭得到的。因此柠檬酸浓度的高低，直接影响还原力的大小，所以说哺乳动物的脂肪酸合成速度受柠檬酸浓度的影响。 3．脂肪酸的β-氧化有何特点？在此过程中哪些辅酶参加？其最终产物是什么？它的去向如何？
答：脂肪酸首先在线粒体外或胞浆中被活化，形成脂酰CoA，然后经酰基肉毒碱/肉毒碱载体进入线粒体或在其它细胞器中进行氧化。饱和脂肪酸在一系列酶的作用下，羧基端的β位C原子发生氧化，碳链在α位C原子与β位C原子间发生断裂，每次生成一个乙酰COA和较原来少二个碳单位的脂肪酸，这个不断重复进行的脂肪酸氧化过程称为β-氧化. 需要4种酶经历脱氢、水化、再脱氢和硫解。辅酶有辅酶A、NAD、FAD。最终产物为乙酰辅酶A，NADH，FADH2。
乙酰辅酶A的去路有：TCA → CO2+H2O+能量
乙醛酸循环→糖异生→糖 脂肪酸、固醇等合成的原料
在动物肝、肾脏中产生乙酰乙酸、D-?-羟丁酸和丙酮（酮体）。
FADH2和NADH的去路经呼吸链生成ATP和水。
4．为什么说脂肪酸的分解和合成不是相互逆转的过程？
答：比较它们分解与合成的过程可以看出，它们不是相互逆转的过程，比较如下： 比较项目 进行部位 运载系统 酰基载体 二碳单位参加的形式 中间产物β-脂酰基的构型 电子供体/受体 二氧化碳参加与否 脂肪酸从头合成 细胞质 ACP 丙二酸CoA D-型 电子供体NADPH 参加 脂肪酸的β-氧化 线粒体 CoA 乙酰CoA L-型 电子受体FAD、NAD否 + 柠檬酸（转移乙酰CoA） 肉毒碱（转移脂酰CoA）
有无多酶复合体 过程 有（脂肪酸合成酶系） 缩合-还原-脱水-还原 无 活化-脱氢-水化-氧化-硫解
5．计算软脂酸β-氧化后产生的ATP数。 答：在β-氧化过程中，每进行一轮，使1分子FAD还原成FADH2、1分子NAD+还原成NADH+H+，两者经呼吸链可分别生成2（1.5）分子和3(2.5)分子ATP，因此每轮β-氧化作用可生成5(4)分子ATP。β-氧化作用的产物乙酰CoA可通过三羧酸循环而彻底氧化成CO2和水，同时每分子乙酰CoA可生成12(10)分子ATP。软脂酸在β-氧化前先进行活化生成脂酰CoA，消耗两分子高能键。
一分子软脂酸经7次β-氧化生成8分子的乙酰CoA。因而一分子软脂酸彻底氧化可净生成： 7×5(4)＋12(10)×8-2=35(28)＋96(80)-2=129(106)ATP。
6．脂肪酸氧化生成ATP，但是为什么在无ATP的肝匀浆中不能进行脂肪酸氧化？
答：脂肪酸的β-氧化首先要进行活化，需要ATP提供能量，生成脂酰CoA才能继续进行β-氧化。 在无ATP的肝匀浆中不能进行活化，所以不能进行脂肪酸氧化。
7．脂肪酸氧化产生过量的乙酰CoA主要通过乙酰乙酸进行转移，请说明酮体代谢的过程和意义。
答：在动物的肝脏细胞中，乙酰CoA可生成乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮这三种酮体。
酮体的合成途径：两分子乙酰CoA缩合成乙酰乙酰CoA，反应由硫解酶催化。又一分子乙酰CoA与乙酰乙酰CoA缩合，生成β-羟-β-甲基戊二酸单酰CoA（HMG-CoA），反应由HMG-CoA合成酶催化。HMG-CoA分解成乙酰乙酸和乙酰CoA，反应由β-羟丁酸脱氢酶催化；生成乙酰乙酸的一部分科还原成β-羟丁酸，反应由β-羟丁酸脱氢酶催化；也有极少一部分可以脱羧形成丙酮。
酮体的分解：酮体在肝脏中产生后，不能在肝脏中分解，而必须由血液运送到肝外组织中进行分解。酮体的分解，β-羟丁酸经氧化可生成乙酰乙酸，乙酰乙酸经β-酮脂酰CoA转移酶生成乙酰乙酰CoA，后者再在硫解酶催化下生成乙酰CoA。然后进入三羧酸循环。丙酮经氧化可生成丙酮酸，进入糖代谢。
意义：肝脏组织将乙酰CoA转变为酮体，而肝外组织则再将酮体转变为乙酰CoA。肝脏组织正是以酮体的形式将乙酰CoA通过血液运送至外周器官中。骨骼、心脏和肾上腺皮质细胞的能量消耗主要就是来自这些酮体，脑组织在糖饥饿时也能利用酮体作为能源。
8．细胞内只能合成软脂酸，那么多于十六个碳原子的脂肪酸在体内如何产生？
答：多于16个碳原子的脂肪酸是以脂酰CoA作为起点，通过与从头合成相似的步骤，即缩合-还原-脱水-再还原，逐步在羧基端增加二碳单位。延长过程发生在内质网以及动物的线粒体和植物的叶绿体或前质体中。
在动物体中，发生在线粒体的延长过程相当于脂肪酸β-氧化过程的逆转，只是第二次还原反应由还原酶而不是脱氢酶催化，电子载体为NADPH而不是FADH2；内质网上的延长过程与从头合成过程相似，只是脂酰基的载体为CoA而不是ACP。
植物的脂肪酸延长系统有两个，叶绿体或前质体中的只负责将软脂酸转变为硬脂酸，这一过程类似于从头合成途径；碳链的进一步延长则由内质网上的延长系统完成。
9．脂肪酸的合成在胞浆中进行，但脂肪酸合成所需要的原料乙酰CoA和NADPH在线粒体内产生，这两种物质不能直接穿过线粒体内膜，在细胞内如何解决这一问题？
答：通过“柠檬酸穿梭”的方式转移到线粒体外。即线粒内内的乙酰CoA先与草酰乙酸缩合成柠檬酸，通过内膜上的三羧酸载体透过内膜进入胞质溶胶中，然后柠檬酸裂解成乙酰CoA和草酰乙酸，前者即可参与脂肪酸的合成，而草酰乙酸也不能直接透过内膜，它必须转变成苹果酸，苹果酸在苹果酸酶的催化下生成丙酮酸和NADPH，丙酮酸经内膜载体返回线粒体，再羧化为草酰乙酸进行下一个乙酰CoA的转运。从而完成了乙酰CoA和NADPH的一次转运。
10．常吃生鸡蛋的人容易产生轻度酮体症，能说明这是为什么吗？（生鸡蛋中含有抗生物素
因子）
答：因为生鸡蛋中含有抗生物素因子，所以能降低含抗生物素的酶的活性。对于脂肪酸的从
头合成途径中，丙二酸单酰CoA是二碳单位的直接供体，需要由乙酰辅酶A在乙酰辅酶A羧化酶的催化下形成。乙酰辅酶A羧化酶有三个亚基，其中有一个就是生物素羧化酶。因此由于生物素因子的存在，乙酰辅酶A的羧化不能正常进行，多于的乙酰辅酶A则可以合成酮体。另外，乙酰辅酶A由于抗生物素因子的存在，也不能羧化成草酰乙酸，参与糖异生。因此，常吃生鸡蛋的人容易产生轻度酮体症。
11．葡萄糖能变成脂肪吗？脂肪能变成葡萄糖吗？若能，写出简要反应过程，如不能则说明
理由。
答：葡萄糖能变成脂肪
葡萄糖糖酵解中间产物之一磷酸二羟丙酮，可被还原生成磷酸甘油，为合成脂肪的原料之一。 葡萄糖经酵解生成丙酮酸，然后再脱氢脱羧，生成乙酰辅酶A，乙酰辅酶A作为合成脂肪
酸的原料合成脂肪酸。磷酸甘油和脂肪酸可以合成脂肪。 脂肪也能转变成葡萄糖
脂肪经分解产生甘油和脂肪酸
甘油经磷酸化和脱氢转变成磷酸二羟丙酮，进行糖异生生成葡萄糖。
脂肪酸经β-氧化生成乙酰辅酶A，经乙醛酸循环生成琥珀酸，经TCA循环，生成草酰乙酸，
进行糖异生。生成葡萄糖。
12．乙酰CoA 可由哪些物质代谢产生？它又有哪些代谢去路？ 答：可由糖的有氧分解、脂肪和蛋白质的分解代谢产生，
乙酰CoA的去路可异生成糖，合成脂肪，合成氨基酸，生成酮体，完全氧化分解为二
氧化碳和水。
13．用电泳法和超速离心法可将血浆脂蛋白分为哪几类？简述各类脂蛋白的来源和主要功
能。
答：分类及组成特点
①乳糜微粒(chylomicron，CM)：含大量甘油三酯。
②极低密度脂蛋白(very low density lipoprotein，VLDL)：含较多的甘油三酯。 ③低密度脂蛋白low density lipoprotein，LDL：含胆固醇比例最高。
④高密度脂蛋白(high density lipoprotein，HDL)：含有较多的磷脂与胆固醇及大量载脂蛋白。载脂蛋白主要功用为运载脂类并维持脂蛋白结构的稳定，有些载脂蛋白还具有激活脂蛋白代谢酶和识别脂蛋白受体的功能。
脂蛋白的作用
①CM：由小肠黏膜上皮细胞合成，其中所含大量甘油三酯来自食物脂肪的消化、吸收。CM的功用为运输外源性甘油三酯到肝和肝外组织被利用。
②VLDL：主要由肝细胞合成，所含较多的甘油三酯是在肝脏合成。VLDL的功用是向肝外
组织运输内源性甘油三酯。
③LDL：这是VLDL在血浆中转变生成的。VLDL在血液循环过程中，受毛细血管壁上存在的脂蛋白脂肪酶的作用，其中的甘油三酯不断被水解，释出脂肪酸与甘油，于是脂蛋白颗粒变小、密度增加，同时其中的胆固醇比例相应提高，成为LDL。其功用是将肝内合成的胆固醇向肝外组织运输。
④HDL：主要由肝细胞合成。其次，小肠黏膜、上皮细胞也能合成少量。HDL含有较多的磷脂与胆固醇。其主要功用是向肝外组织运输磷脂和将肝外组织的胆固醇逆向转运回肝内。
14．不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸的分解代谢途径有什么差异？
答：不饱和脂肪酸的分解与饱和脂肪酸基本相同。只是某些步骤还需一些异构酶的参与，例如油酸的氧化与相同碳的饱和脂肪酸（硬脂酸）相比，只是以一次双键异构化反应取代了一次脱氢反应，少产生1分子FADH2。
第十一章 蛋白质的酶促降解和氨基酸的分解与转化 & 第
十二章 氨的同化及氨基酸生物合成
一、名词解释
1．氧化脱氨基作用：伴随脱氢的脱氨过程，脱氨后的氨基酸转变成α-酮酸。
2．转氨基作用：指在转氨酶的作用下，一种氨基酸的α-氨基转移到另一种酮酸上生成新的氨基酸，原来的氨基酸则转变为α-酮酸，此过程称转氨基作用。
3．联合脱氨基作用：转氨基作用与氧化脱氨基作用联合进行，从而使氨基酸脱去氨基并氧化为α-酮酸的过程，称为联合脱氨基作用。可在大多数组织细胞中进行，是体内主要的脱氨基的方式。
4．嘌呤核苷酸循环：这是存在于骨骼肌和心肌中的一种特殊的联合脱氨基作用方式。在骨骼肌和心肌中，腺苷酸脱氨酶的活性较高，该酶可催化AMP脱氨基，此反应与转氨基反应相联系，即构成嘌呤核苷酸循环的脱氨基作用。
5．鸟氨酸循环：指氨与二氧化碳通过鸟氨酸、瓜氨酸、精氨酸生成尿素的过程。
二、填空题
1．氧化脱氨，联合脱氨，嘌呤核苷酸循环。 2．转氨基作用。
3．磷酸吡哆醛，磷酸吡哆胺。 4．NAD（P），ATP，GTP。 5．尿素，肝脏。 6．鸟氨酸，瓜氨酸。 7．精氨酸。
8．脱氨基和脱羧基。 9．联合脱氨作用。
10．天冬氨酸和延胡索酸。
三、选择题 1．E 8．C 15．C 2．D 9．B 16．D 3．C 10．D 17．A 4．B 11．A 18．D 5．C 12．C 19．D 6．B 13．B 20．D 7．A 14．B
四、判断题
1．√ 2．√ 3．× 4．× 5．√ 6．√ 7．× 8．√ 9．√ 10．√ 11．√ 12．√
五、问答题
1．能直接生成游离氨基酸脱氨基方式有哪些？各有何特点？ 答：氧化脱氨基作用：?-AA在酶的作用下，氧化生成?-酮酸，同时消耗氧并产生氨的过程。 转氨基作用：指α-AA和酮酸之间氨基的转移作用， α-AA的α-氨基借助转氨酶的催化作用转移到酮酸的酮基上，结果原来的AA生成相应的酮酸，而原来的酮酸则形成相应的氨基酸。不能脱成游离状态的氨。
联合脱氨基作用：AA的α- NH3借助转氨转移到α-酮戊二酸上，生成相应的α-酮酸和谷AA。谷AA在谷AA脱氢酶下脱NH3 ，生成α-酮戊二酸和NH3。嘌呤核苷酸循环的方式进行联合脱氨。脱氨和转氨偶联进行，是生物体内主要脱氨基方式。
非氧化脱氨基作用：还原脱氨基、脱水脱氨基、水解脱氨基、脱硫氢基脱氨基等。 （在微生物中个别AA进行,但不普遍）。
氨基酸的脱酰胺作用：谷氨酰胺酶、天冬酰胺酶，上述两种酶广泛存在于微生物、动物、植物中，有相当高的专一性。
2．氨基酸分解后产生的氨是如何排出体外的？ 答：排氨生物：NH3转变成酰胺（Gln），运到排泄部位后再分解。（原生动物、线虫和鱼类）
以尿酸排出：将NH3转变为溶解度较小的尿酸排出。通过消耗大量能量而保存体内水分。（陆生爬虫及鸟类）
以尿素排出：经尿素循环（肝脏）将NH3转变为尿素而排出。（哺乳动物）
3．氨基酸的碳骨架是如何进行氧化的？
答：AA分解产生5种产物进入TCA循环，进行彻底的氧化分解。
五种产物为：乙酰CoA、 ?-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草酰乙酸
再合成AA
转变成糖和脂肪 转变成酮体
第十三章 核酸的酶促降解与核苷酸代谢
一、名词解释
1．核苷酸的从头合成途径：利用一些简单的物质为原料，经过多步酶促反应，合成核苷酸的途径。
2．核苷酸的补救合成途径：利用已有的碱基或核苷，经过简单的反应过程，合成核苷酸。 3．PRPP：5-磷酸核糖-1-焦磷酸。
4.限制性内切酶：限制性核酸内切酶是指能够识别DNA分子的特定核酸序列，并在识别位点或其周围断开DNA双链的一类核酸酶。 二、填空题
1．二氧化碳、甲酸盐、谷氨酰胺、天冬氨6．核苷酸酶，核苷磷酸化酶。 酸、甘氨酸； 氨甲酰磷酸、天冬氨酸。 7．天冬氨酸，谷氨酰胺，甘氨酸，氨甲酰2．NDP，硫氧还蛋白，硫氧还蛋白还原酶，磷酸，天冬氨酸。 蛋白质B1，蛋白质B2 。 8．UMP。 3．cAMP，cGMP。 9．UTP，dUMP
4．从头合成，补救途径。
5．尿酸。 三、选择题 1．C 5．D 9．D 2．B 6．C 10．A 3．D 7．C 4．C 8．A 四、判断题 1．√ 2．× 3．√ 4．√ 5．× 6．√ 7．× 8．√ 9．√ 10．× 11. √ 12. √
五、简答题
1．简述嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸合成的区别。
答：嘌呤核苷酸的从头合成的起始步骤是谷氨酰胺提供酰胺基取代5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）C-1的焦磷酸基，从而形成5-磷酸核糖胺（PRA）。接着是加甘氨酸，N5，N10-甲炔四氢叶酸提供甲酰基，谷氨酰胺氮原子的转移，然后脱水及环化而成5-氨基咪唑核苷酸（AIR），即先合成嘌呤环中的五元环部分。下一步的反应是AIR的羧基化，天冬氨酸的加合及延胡索酸的去除反应，使天冬氨酸的氨基留下，再次由N10-甲酰四氢叶酸提供甲酰基，最后脱水及环化而成IMP。
IMP是合成AMP和GMP的前体，由IMP转变成AMP和GMP。AMP和GMP是不能直接转换的，但AMP可在腺苷酸脱氨酶催化下脱去氨基，生成IMP，然后再利用IMP合成GMP。 与嘌呤核苷酸的从头合成不同，嘧啶核苷酸是先合成嘧啶环，然后再与磷酸核糖相连，形成嘧啶核苷酸。
胞嘧啶核苷酸的合成是在核苷三磷酸水平上进行的，即由UTP在CTP合成酶的催化下从谷氨酰胺接受氨基而成为CTP。
2．核糖核酸如何转变为脱氧核糖核酸？ 答：NDP 核糖核苷二磷酸还原酶
dNDP（dADP、dGDP、dCDP、dUDP) 激酶
dATP 、dGTP、dCTP、 dUTP
第十四章 核酸的生物合成
一、名词解释
1．中心法则：DNA分子中遗传信息通过复制传递给子代；DNA上的遗传信息通过转录传递给RNA；RNA通过翻译将遗传信息传递给蛋白质；在少数病毒中，遗传信息可通过复制传递给子代；也可以通过反转录传递到DNA；特殊情况下，遗传信息也可以直接由DNA传递到蛋白质。
2．复制：是指以亲代DNA分子的双链为模板，按照碱基配对的原则，合成出与亲代DNA分子相同的两个双链DNA分子的过程。
3．半不连续复制：当DNA复制时，一条链是连续的，另一条链是不连续的，因此称为半不连续复制。/在DNA复制时，领头链是连续合成的,而随后链的合成是不连续的，这种复制方式称为半不连续复制。
4．基因：含有合成一个功能性生物分子（蛋白质或RNA）所需信息的一个特定DNA片段。 5．转录：是以DNA分子中的一条链为模板，按碱基配对原则，合成出一条与模板DNA链互补的RNA分子的过程。
6．冈崎片段：滞后链上较小的DNA片段。
7．顺反子：mRNA上具有翻译功能的核苷酸顺序。
8．翻译：或称转译，是指在mRNA指令下，按照三个核苷酸（碱基三联体密码子）决定一个氨基酸的原则，把mRNA上的遗传信息转换成蛋白质中特定的氨基酸序列的过程。 9．启动子：在基因上，由RNA聚合酶识别、结合并确定转录起始位点的特定序列称为启动子。
10．点突变：一个或几个碱基的置换又称点突变。
11．逆转录/反转录：以RNA为模板合成DNA的过程。 12．终止子：提供转录停止信号的DNA序列称为终止子。
13．移码突变：在mRNA分子上插入或删去一个碱基，会使该点以后的读码发生错误，称为移码，由这种情况引起的突变称为移码突变。
14．半保留复制：亲代DNA分子通过复制合成的两个子代分子中，每个子代分子中有一条链来自亲代DNA分子，另一条则是新合成的。这样的复制方式称为半保留复制。 15．内含子：基因内的插入序列称为内含子。 16．外显子：编码蛋白质的基因序列称为外显子。
17. DNA连接酶：催化形成3′,5′磷酸二酯键，使双链螺旋DNA缺口的两个连接末端连接。
18. 基因工程：又称遗传工程，是在分子水平上利用人工方法对DNA进行重组的技术 19. 断裂基因：真核生物的结构基因，由若干个编码区被非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，因此真核生物基因称为断裂基因。 20. 双向复制：原核生物复制时，总是从一个固定的起始点向两个方向进行，称为双向复制。
二、填空题
1．半保留复制，半不连续复制。 4．聚合酶Ⅰ，聚合酶Ⅲ。 2．DNA复制，逆转录（反转录），修复合5．5′→3′聚合活性，3′→5′外切活性，成。 5′→3′外切活性。 3．DNA，dNTP，RNA。 6．3′,5′磷酸二酯键，NAD。
7．RNA，逆转录酶，DNA。 8．α2ββ′ζ, α2ββ′。
9．DNA，NTP，RNA聚合酶，利福平。 10．5′，RNA。
11．连续，相同，不连续，相反。
12．线粒体DNA，叶绿体DNA，质粒DNA。 1Ⅲ3．利福平，dNTP。
14．复制起点，多个复制起点。 15．5，Ⅲ，Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ。 16．核酸内切酶，核酸外切酶，DNA聚合酶，DNA连接酶。 17．引物，DNA聚合酶Ⅲ，DNA聚合酶Ⅰ，连接酶。
18．RNA聚合酶，3，RNA聚合酶Ⅰ，RNA聚合酶Ⅱ，RNA聚合酶Ⅲ。 19．启动子，编码，终止子。
20．割裂基因，外显子，内含子，外显子，内含子。
三、选择题 1．C 2．D 3．C 4．D 5．C 6．A 7．D 8．A 9．A 10．B 11．C 12．B 13．A 14．C 15．B
四、判断题 1．√ 2．√ 3．√ 4．√ 5．× 6．× 7．√ 8．√ 9．× 10．√ 11．√ 12．× 13．√ 14．× 15．√ 16．×
16．D 17．C 18．B 19．B 20．D 21．D 22．A 23．D 24．D 25．D 26．C 27．D 28．D 29．C 30．D 17．× 18．√ 19．× 20．× 21．√ 22．× 23．√ 24．√ 25．√ 26．√ 27．√ 28．√ 29．√ 30．√31．C 32．C 33．B 34．C 35．C 36．D 37．D 38．E 39．D 40．C 41．C 42．C 43．C 44．A 45．B
五、简答题
1. 大肠杆菌DNA聚合酶与RNA聚合酶有那些主要的异同点？ 答： 种类 底物 产物 模板 引物 合成方向 校对功能 DNA聚合酶 5种 dNTP 两条或一条DNA链 DNA的两条链 需要 5′→3′ 高 RNA聚合酶 一种 NTP 一条RNA DNA的一条链 不需要 5′→3′ 低
2. 比较真核生物与原核生物的DNA复制的不同点？ 答： DNA聚合酶 复制起点 冈崎片段 复制速度 连续发动复制 端粒结构 原核生物 DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ 多个 快 可以连续发动复制 没有 真核生物 DNA聚合酶α、β、γ、δ、ε 单个 慢 在全部复制完之前起点不再重新开始复制 有 原核生物中1000-2000个核苷酸 100-200个核苷酸 3. 比较DNA的复制与转录的不同点？ 答： 种类 底物 产物 模板 引物 连续性 校对功能 起始位点 复制 5种DNA聚合酶 dNTP 两条或一条DNA链 DNA的两条链 需要 半不连续 高 复制起始位点（Ori或O） 转录 一种RNA聚合酶 NTP 一条RNA DNA的一条链 不需要 连续 低 启动子
4. 简述生物遗传的中心法则的内容
答：DNA分子中遗传信息通过复制传递给子代；DNA上的遗传信息通过转录传递给RNA；RNA通过翻译将遗传信息传递给蛋白质；在少数病毒中，遗传信息可通过复制传递给子代；也可以通过反转录传递到DNA；特殊情况下，遗传信息也可以直接由DNA传递到蛋白质。
5. 简述DNA的半保留复制的过程 答：以原核细胞为例：
⑴ DNA复制的起始（引发体的形成）：Dna A蛋白识别并结合于oriC；接着DnaB、PriA、引物酶（DnaG）等蛋白相继结合，组成复制引发体。其中DnaB具有解螺旋酶活性，PriA可水解ATP推动DNA双螺旋解链；引物酶催化合成最初的RNA引物。拓扑异构酶Ⅱ向DNA中引入负超螺旋，一方面促进DnaA的结合，另一方面可以消除解链产生的扭曲张力。
⑵ DNA链的合成与延伸：在引发的复制叉上，DNA聚合酶Ⅲ各亚基组装成活性很高的DNA聚合酶Ⅲ全酶，然后按照DNA模板链的指令，向RNA引物3′-OH末端依次添加新的dNMP残基，新生的DNA立链按5′→3′的方向不断延伸。与复制叉移动方向一致的是前导链，连续合成，与复制叉移动方向相反的合成为不连续复制。滞后链侧较小的DNA片段称为冈崎片段。
⑶ 终止：复制叉从两边进入复制终止位点后，复制终止，由DNA聚合酶Ⅰ填补空隙。最后由连接酶封口。
6. 试述RNA生物合成的一般步骤及真核生物mRNA的成熟加工过程。 答：
（1）起始位点的识别
（2）转录起始：RNA聚合酶全酶扫描解链区，找到起始点，然后结合第一个核苷三磷酸。加入的第一个核苷三磷酸常是GTP或ATP，很少是CTP，不用UTP。所形成的启动子、全酶和核苷三磷酸复合物称为三元起始复合物，第一个核苷三磷酸一旦掺入到转录起始点， ζ亚基就会被释放脱离核心酶。 （3）RNA链的延伸
DNA分子和酶分子发生构象的变化，核心酶与DNA结合比较松弛，可沿DNA模板移动，并按模板顺序选择下一个核苷酸，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。转录延伸方向从5’ ?3’ （4）转录终止
在DNA分子上（基因末端）提供转录停止信号的DNA序列称为终止子（terminators),它能使RNA聚合酶停止合成RNA并释放出RNA。
真核生物mRNA（半寿期较长）原初转录物很大，在加工过程中形成许多分子大小不等的中间物，它们被称为核内不均一RNA（heterogeneous nuclear RNA,hnRNA)，需要进一步进行加工修饰转化为mRNA。加工包括：
（1）hnRNA被剪接，把内含子（DNA上非编码序列）转录序列剪掉，把外显子（DNA上的编码序列）转录序列拼接上(真核生物一般为不连续基因)。 （2）3’端添加polyA “尾巴”；
（3）5’端连接“帽子”结构（m7G5?ppp5?NmpNp-）； （4）分子内部的核苷酸甲基化修饰。
7. 下面是某基因中的一个片段
5′??ATTCGCAGGCT??3′（负链） 3′??TAAGCGTCCGA??5′（正链） （1）写出转录的方向和模板链。 （2）写出转录产物。
（3）RNA产物的序列与有意义链的序列之间有什么关系？ 答：转录方向与正链方向一致。模板链为负链。 转录产物为3′??UAAGCGUCCGA??5′
序列一致只是将正链中的Ｔ改为Ｕ
8. 何谓基因突变？有那几种类型？生物体是如何进行修复的？
答：DNA分子中的碱基序列发生突然而稳定的改变，从而导致DNA的复制以及后来的转录和翻译随之发生变化，表现出异常的遗传特性，称之为DNA突变。
DNA突变分为自发突变和诱发突变。诱发突变是外界因素引起的，可分为物理因素诱变和化学因素诱变。
根据发生突变的碱基变化可把DNA突变分为以下几种：
⑴．一个或几个碱基被置换 置换：一个或几个碱基的置换又称点突变，同类碱基之间的置换称为转换；异类置换之间的置换称为颠换。
⑵．插入一个或几个碱基 插入：在DNA链中插入一个或几个碱基对，导致从突变位点以后的密码都可能发生错误，称为移码突变。
⑶．一个或多个碱基对缺失 缺失：DNA链丢失一个或几个碱基对。
DNA的损伤修复—— 四种修复途径:光复活、切除修复、复组修复和诱导修复（亦称暗修复）。
光复活：400nm左右的光激活光复活酶，专一分解紫外光照射引起的同一条链上TT（CC CT）二聚体。（包括从单细胞生物到鸟类，而高等哺乳动物无）
切除修复：将DNA分子中的受损伤部分切除，以完整的那条链为模板再重新合成。特异内切酶、DNA聚合酶、 DNA外切酶、DNA连接酶均参与。（发生在DNA复制前） 重组修复 （发生在复制后）：复制时，跳过损伤部位，新链产生缺口由母链弥补，原损伤部位并没有切除但在后代逐渐稀释。
诱导修复：造成DNA损伤或抑制复制的处理均能引起一系列复杂的诱导效应，称为应急反应（SOS response）。此过程诱导产生切除修复和重组修复中的关键蛋白和酶，同时产生无校对功能的DNA聚合酶。
9. 简述真核生物与原核生物的RNA聚合酶的种类和主要功能。 答：原核生物的RNA聚合酶
全酶由5种亚基α2ββ’?ζ 组成，ζ因子与其它部分的结合不是十分紧密，它易于与β’βα2分离，没有ζ、 ?亚基的酶称为核心酶——只催化链的延长，对起始无作用。
五种亚基的功能分别为： α亚基：与启动子结合功能。
β亚基：含催化部位，起催化作用，催化形 成磷酸二酯键。 ?亚基：在全酶中存在，功能不清楚。 β’亚基：与DNA模板结合功能。 ζ亚基：识别起始位点。 真核生物RNA聚合酶
RNA聚合酶Ⅰ具有最强的转录活性，位于核仁中，负责转录编码rRNA（5.8SrRNA、18SrRNA、28SrRNA）基因。
RNA聚合酶Ⅱ位于核质中，负责合成不均一核RNA，即mRNA的前体。
RNA聚合酶Ⅲ仅有较少的酶活力，在核质中存在，负责合成tRNA及5SrRNA
10. 从高等生物基因组中克隆的完整基因为什么在大肠杆菌中不能正确表达？ 答：真核生物的转录比原核生物复杂,其主要差别如下：
真核生物的转录与翻译处在不同的区域。
RNA聚合酶不相同。
启动子不同，虽然真核生物的启动子与原核生物的很相似，但存在着重要的区别。如距起始部位最近的一个保守位点是在-25处，称TATA匣子与原核的-10TATAAAT极为相似。此外在-40和-110之间还有更多德影响启动子的保守位点。
转录后RNA加工修饰不同 优以mRNA最为突出。在原核生物中不能进行正确的加工修饰。不能切除内含子，拼接外显子。（主要原因）
真核生物的翻译过程也和原核不尽相同。表现在核糖体比原核更大更复杂。起始氨基酸不同等。
11. 简述维持DNA复制高度忠实性的机制。
答：维持DNA复制高度忠实性的五个方面: (1)、半保留复制；(2)DNA聚合酶的选择作用；(3)DNA聚合酶的校正作用；(4)RNA引物的合成与切除是提高DNA复制准确性的重要因素；(5)DNA复制后错配碱基的修复系统。
12. 简述参与DNA复制的酶与蛋白质因子，以及它们在复制中的作用。 答：⑴ DNA聚合酶
Ⅰ 原核生物DNA聚合酶：
①DNA聚合酶Ⅰ:单体酶,多肽链内含一个锌原子（其鳌合剂是O-二氮杂菲），多功能酶。它具有5?? 3 ?聚合酶功能（对脱氧核苷酸的选择）； 3’ ? 5’外切酶活性（对双链无作用，校对功能。但在正常聚合条件下，此活性不能作用于生长链）及5’ ? 3’外切酶活性（双链有效，主要是对DNA损伤的修复，以及在DNA复制时RNA引物切除及其空隙的填补）；在DNA链的3 ? 形成焦磷酸解（生理意义不大）；无机焦磷酸盐与dNTP之间的焦磷酸基交换。
② DNA聚合酶Ⅱ：多亚基酶，聚合作用，但聚合活力很低；具有3’ ? 5’
外切酶活性。其它生理功能尚不清楚，可能在修复紫外光引起的DNA损伤中起作用。
③ DNA聚合酶Ⅲ：是原核生物DNA复制的主要聚合酶，该酶由10种亚基组成，其中?、?、?形成全酶的核心酶。具有5’?3’DNA聚合酶活性（ ?亚基，速率高）； 具有3’ ? 5’外切酶（?亚基）的校对功能，提高DNA复制的保真性；还具有5’ ? 3’外切酶活性（单链有效，其意义未知）。
④ DNA聚合酶IV和V：1999年发现，当DNA严重损伤时，诱导产生。
Ⅱ 真核细胞内有五种DNA聚合酶 （与细菌DNA聚合酶的性质基本相同：底物、模
板、引物、方向）
种类 定位 3′-5′外切酶活性 功能 α 细胞核 － 引物合成 β 细胞核 － 修复作用
γ 线粒体 ＋ 线粒体DNA的复制 δ 细胞核 ＋ 核DNA的复制 ε 细胞核 ＋ 修复作用
⑵ DNA连接酶（1967年发现）：若双链DNA中一条链有切口，一端是3’-OH，另一端是5‘-磷酸基，连接酶可催化这两端形成磷酸二酯键，而使切口连接。
⑶ 拓扑异构酶：催化DNA的拓扑连环数发生变化的酶，在DNA重组修复和其他转变方面起重要作用。
⑷ 解螺旋酶 （解链酶）：通过水解ATP将DNA两条链打开。E.coli中的rep蛋白就是解螺旋酶，还有解螺旋酶I、II、III。每解开一对碱基需要水解2个ATP分子。
⑸ 其它蛋白因子：
① 单链结合蛋白(SSB-single-strand binding protein)：稳定已被解开的DNA单链，阻止复性和保护单链不被核酸酶降解。
② 引发前体:它由多种蛋白质dnaA、dnaB、dnaC、蛋白n、蛋白n′、蛋白n″和蛋白i组成。引发前体再与引发酶结合组装成引发体。 蛋白i、蛋白n、蛋白n″、蛋白dnaC与引物预合成有关，与蛋白dnaB与识别复制起始点有关，并具有ATPase活性。 引发酶本质上是一种依赖DNA的RNA聚合酶（DDRP），该酶以DNA为模板，聚合一段RNA短链引物(primer)，以提供自由的3'-OH，使子代DNA链能够开始聚合。 13.何谓基因工程？简述其基本步骤及其应用意义？
答：是指在基因水平上，采用与工程设计十分类似的方法，按照人类的需要进行设计，然后按设计方案创建出具有某种新的性状的生物新品系，并能使之稳定地遗传给后代。 ⑴．从生物体的基因组中分离目的DNA序列（基因）。这通常包括DNA的纯化技术，酶促消化或机械切割，以游离目的DNA序列。 ⑵．建立人工的重组DNA分子（有时称为rDNA），即将目的基因插入一能在宿主细胞中复制的DNA分子，即克隆载体。对细菌细胞来说，合适的克隆载体有质粒和细菌噬菌体。
⑶．将重组DNA分子转到合适的宿主中，如大肠杆菌。当利用质粒时，对一重组的病菌载体来说此过程又称为转化或转染。
⑷．利用细胞培养技术，培养筛选转化的细胞。一个转化的宿主细胞能生长并产生遗传上相同的克隆细胞，每个细胞都携带着转化的目的基因，此技术就是常指的“基因克隆”或“分子克隆”。
14．简述PCR反应的原理和过程。
答：类似于DNA的天然复制过程，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成：①模板DNA的变性：模板DNA经加热至93℃左右一定时间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；②模板DNA与引物的退火(复性)：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合；③引物的延伸：DNA模板--引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA 链互补的半保留复制链重复循环变性--退火--延伸三过程，就可获得更多的“半保留复制链”，而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需2～4分钟， 2～3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。
第十五章 蛋白质的生物合成
一、名词解释
1．密码子：mRNA上三个相邻的碱基编码一种氨基酸，称为碱基三联体密码或密码子。 2．反密码子：tRNA上反密码环上正中的3个核苷酸残基称为反密码子。
3．遗传密码：指DNA（或其转录本mRNA）中碱基序列和蛋白质中氨基酸序列之间的相互关系。
4．简并性：编码同一种氨基酸的密码子称为同义密码子，这种现象称为密码的简并性。 5．变偶性：tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配对时，密码子的第一位、第二位碱基配对是严格的，第三位碱基可以有一定变动，这种现象称为密码的摆动性或变偶性。
6．氨基酸的活化：氨基酸的活化是指各种参加蛋白质合成的AA与携带它的相应的tRNA结合成氨酰- tRNA的过程。
7．分子伴侣：蛋白质的空间结构信息除依赖于氨基酸序列一级结构外，肽链折叠过程中还需要有其他蛋白质分子的参与，这些蛋白质分子即分子伴侣。
8．信号肽：分泌蛋白在N端有一段约13～35个氨基酸的特殊序列称为信号肽，指导分泌蛋白在粗面内质网上被合成、加工，然后经高尔基体被运输到胞外。
9.翻译：或称转译，是指在mRNA指令下，按照三个核苷酸（碱基三联体密码子）决定一个氨基酸的原则，把mRNA上的遗传信息转换成蛋白质中特定的氨基酸序列的过程。
二、填空题 1．羧， 羟。 13．方向性，简并性，通用性，连续性，变2．胞质，氨基酸，tRNA，ATP，氨酰tRNA偶性（摆动性），有起始密码子和终止密码合成酶，氨酰tRNA，AMP。 子。 3．氨基酸，tRNA。 14．A位，P位，结合新掺入氨酰tRNA，结4．内质网，线粒体，叶绿体。 合延伸中肽酰tRNA。 5．4． 15．氨基酸活化，肽链合成起始，肽链的延6．UAA，UAG，UGA，AUG。 长，肽链合成的终止与释放。 7．RF，终止密码子。 16．ATP，羧基。 8．启动子。 17．氨基酸，tRNA。 9．N→C。 18．70S核糖体，起始因子。 10．多核糖体。 19．80S核糖体，其实因子。 11．蛋白质修饰。 20．转肽（肽键形成），移位。 12．甲硫氨酸或甲酰甲硫氨酸。
三、选择题 1．A 8．A 15．C 2．D 9．C 16．D 3．C 10．A 17．A 4．B 11．D 18．A 5．B 12．C 19．B 6．C 13．C 20．D 7．B 14．A 21．A
22．A 23．B
四、判断题
24．A 25．B
1．× 2．× 3．√ 4．× 5．× 6．√ 7．× 8．√ 9．√ 10．× 11．× 12．× 13．√ 14．× 15．√ 16．× 17．× 18．× 19．√
五、简答题
1. 什 么 是 遗 传 密 码 ？ 简 述 其 基 本 特 点 。
答：指DNA（或其转录本mRNA）中碱基序列和蛋白质中氨基酸序列之间的相互关系。 特点：⑴ 密码子的方向性
密码子的阅读方向及它们在mRNA由起始信号到终止信号的排列方向均为
5?-3’，与mRNA链合成时延伸方向相同。
⑵ 密码子的简并性
64-3=61个代表20种氨基酸，仅甲硫氨酸、色氨酸只有一个密码子。一个氨基
酸可以有几个不同的密码子，编码同一个氨基酸的一组密码子称为同义密码子。这种现象称为密码子的简并性。
⑶ 密码子的连续性（读码）（无标点、无重叠）
从正确起点开始至终止信号，密码子的排列是连续的。既不存在间隔（无标点），
也无重叠。在mRNA分子上插入或删去一个碱基，会使该点以后的读码发生错误，称为移码，由这种情况引起的突变称为移码突变。
⑷ 密码子的基本通用性（近于完全通用）
对于高等、低等生物都适用，只有一个例外：真核生物线粒体DNA。（P397）一
些原核生物中利用终止密码翻译AA（UGA-Trp\\硒代半胱氨酸）
⑸ 起始密码子和终止密码子
64种密码子中，AUG为甲硫氨酸的密码子，又是肽链合成的起始密码子，UAA，
UAG，UGA为终止密码子，不编码任何氨基酸，而成为肽链合成的终止部位（无义密码子）。
⑹ 密码子的摆动性（变偶性）
如丙氨酸：GCU，GCC，GCA，GCG，只第三位不同 ，显然密码子的专一性基本取
决于前两位碱基，第三位碱基有较大灵活性。发现tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配
对时，密码子的第一位、第二位碱基配对是严格的，第三位碱基可以有一定变动，这种现象称为密码的摆动性或变偶性（wobble）。I?A、U、C配对。
2. 简 述 原 核 细 胞 蛋 白 质 的 合 成 过 程 。
答：⑴、氨基酸的活化：将各种参加蛋白质合成的AA与携带它的相应的tRNA结合成氨酰- tRNA的过程。
⑵、肽链合成的起始
在肽链合成起始时，首先是核糖体小亚基与mRNA上的核糖体结合位点识别结合，然后，大亚基与小亚基结合，形成完整的核糖体(70S起始复合物)。 ⑶、肽链的延伸
①、进位 新的氨酰- tRNA进入A位。需要消耗GTP， ②、转肽 在肽酰转移酶的作用下P位点上fMet-tRNAf的甲酰甲硫氨酸从相应的
tRNA上解离下来，其-COOH（高能酯键）与刚进入A位的氨酰-tRNA上的-NH2形成肽键。
③、移位 在EF-G（移位酶）的作用下，核糖体沿mRNA5’? 3’方向移动，每
次移动一个密码子的距离，结果使原来在A上的肽酰-tRNA移到了P位点，原来在P位点的无负载的tRNA离开核糖体，同时一个新的密码子进入空的A位， EF-G 催化的移位过程需水解GTP提供能量。肽链合成从N-C。
⑷、肽链合成的终止与释放
当终止密码子出现在A位时，终止因子结合在A位，肽链合成终止。
3. 某DNA的一段链从5′→3 ′方向阅读序列为：
5′-TCGTCGACGATGATCATCGGCTACTCGA-3′，试写出： ⑴ 互补DNA链的序列。
⑵ 假设已知此DNA链从左到右转录，其中哪一条是编码链？请写出相应的mRNA序列。 ⑶ 该mRNA翻译成蛋白质的氨基酸序列。
⑷ 如果从已知的DNA链3′端缺失第二个T，编码所得到的氨基酸序列。 答：互补序列为 3′-AGCAGCTGCTACTAGTAGCCGATGAGCT-5′
题目所列序列为编码链，其mRNA序列为5′-UCGUCGACGAUGAUCAUCGGCUACUCGA-3′，即将编码链中的T换成U。
氨基酸序列：经查阅遗传密码表
5′-UCGUCGACGAUGAUCAUCGGCUACUCGA-3′ SerSerThrMetIleIleGlyTyrSer 缺失第二个T时
5′-UCGUCGACGAUGAUCAUCGGCACUCGA-3′ SerSerThrMetIleIleGlyThrArg
4．什么是变偶假说？
答：一种氨基酸对应两种以上的密码子时经常是一种tRNA要识别几种密码子，为了说明这种tRNA对密码子识别的多样性，克里克（F．H．C．Crick，1966）提出了这种假说。当密码子和反密码子配对的时候，密码子的第三个碱基（3′末端）和反密码子的开始的（5′末端）碱基的配对是松弛的可有摆动（Wo-bble），可以认为除华森-克里克碱基对外，还有几种可能的配对（譬如：U-G）。由此可知，比如具有CUU这种反密码子的tRNA就可以和两个密码子GAA、GAG对应。根据这个假说，以往的由结构决定tRNA对密码子识别多样性的问题就得到了很好的说明。