《生物化学》考研复习重点大题

中国农业大学研究生入学考试复习资料生物化学重点大题1 简述 Chargaff 定律的重要内容。答案：(1）不同物种生物的 DNA 碱基构成不同，而同毕生物不同组织、器官的 DNA 碱基构成相似。(2）在一种生物个体中，DNA 的碱基构成并不随年龄、营养状况和环境变化而变化。(3）几乎所有生物的 DNA 中，嘌呤碱基的总分子数等于嘧啶碱基的总分子数，腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)的分子数量相等，鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)的分子数量相等，即 AG=T C。 这些重要的结论统称为 Chargaff 定律或碱基当量定律。2 简述 DNA 右手双螺旋构造模型的重要内容。答案：DNA 右手双螺旋构造模型的重要特点如下：(1）DNA 双螺旋由两条反向平行的多核苷酸链构成，一条链的走向为 53，另一条链的走向为35;两条链绕同一中心轴一圈一圈上升，呈右手双螺旋。(2）由脱氧核糖和磷酸构成的骨架位于螺旋外侧，而碱基位于螺旋内侧。(3）两条链间 A 与 T 或 C 与 G 配对形成碱基对平面，碱基对平面与螺旋的虚拟中心轴垂直。(4）双螺旋每旋转一圈上升的垂直高度为 3.4nm(即 34），需要 10 个碱基对，螺旋直径是 2.0nm。(5）双螺旋表面有两条深浅不同的凹沟，分别称为大沟和小沟。3 简述 DNA 的三级构造。答案：在原核生物中，共价闭合的环状双螺旋 DNA 分子，可再次旋转形成超螺旋，并且天然 DNA 中多 为负超螺旋。真核生物线粒体、叶绿体 DNA 也是环形分子，能形成超螺旋构造。真核细胞核内染色体是 DNA 高档构造的重要体现形式，由组蛋白 H2A、H2B、H3、H4 各两分子形成组蛋白八聚体，DNA 双螺旋 缠绕其上构成核小体，核小体再经多步旋转折叠形成棒状染色体，存在于细胞核中。4 简述 tRNA 的二级构造与功能的关系。答案：已知的 tRNA 都呈现三叶草形的二级构造，基本特性如下：(1）氨基酸臂，由 7bp 构成，3末端有-CCA-OH 构造，与氨基酸在此缩合成氨基酰-tRNA，起到转运氨基酸的作用;(2）二氢尿嘧啶环(DHU、I 环或 D 环），由 812 个核苷酸构成，以具有 5，6-二氢尿嘧啶为特性;(3）反密码环，其环中部的三个碱基可与 mRNA 的三联体密码子互补配对，在蛋白质合成过程中可把对的的氨基酸引入合成位点;(4)额外环，也叫可变环，一般由 321 个核苷酸构成;(5)TC 环，由 7 个核苷酸构成环，和 tRNA 与核糖体的结 合有关。5 简述真核生物 mRNA 3端 polyA 尾巴的作用。答案：真核生物 mRNA 的 3端有一段多聚腺苷酸(即 polyA)尾巴，长约 20300 个腺苷酸。该尾巴与 mRNA 由细胞核向细胞质的移动有关，也与 mRNA 的半衰期有关;研究发现，polyA 的长短与 mRNA 寿命 呈正有关，刚合成的 mRNA 寿命较长，“老”的 mRNA 寿命较短。6简述分子杂交的概念及应用。答案：把不同来源的 DNA(RNA）链放在同一溶液中进行热变性解决，退火时，它们之间某些序列互补的区域可以通过氢键重新形成局部的 DNA-DNA 或 DNA-RNA 双链，这一过程称为分子杂交，生成的双链称 杂合双链。DNA 与 DNA 的杂交叫做 Southern 杂交，DNA 与 RNA 杂交叫做 Northern 杂交。核酸杂交已被广泛应用于遗传病的产前诊断、致癌病原体的检测、癌基因的检测和诊断、亲子鉴定和动植物检疫等方面。7DNA 热变性有何特点？答案：将 DNA 溶液加热到 70100几分钟后，双螺旋构造即发生破坏，氢键断裂，两条链彼此分开， 形成无规则线团状，此过程为 DNA 的热变性。有如下特点：变性温度范畴很窄;260nm 处的紫外吸取增 加;粘度下降;生物活性丧失;比旋度下降;酸碱滴定曲线变化。8. 试述下列因素如何影响 DNA 的复性过程：(1）阳离子的存在;(2）低于 Tm 的温度;(3）高浓度的 DNA链。答案：(1）阳离子可中和 DNA 分子中磷酸基团的负电荷，削弱 DNA 链间的静电作用，增进 DNA 的复性;(2） 低于 Tm 的温度可以增进 DNA 复性;(3）DNA 链浓度增高可以加快互补链随机碰撞的速度和机会，从而促 进 DNA 复性。9对一双链 DNA 而言，若一条链中(A G)/(T C)= 0.8，则： (1）互补链中(AG)/(TC)= ？(2）在整个 DNA 分子中(AG)/(TC)= ？(3）若一条链中(AT)/(GC)= 0.8，则互补链中(AT)/(GC)= ？(4）在整个 DNA 分子中(AT)/(GC)= ？ 答案：(1）互补链中(AG)/(TC)= 1/0.8 =1.25(2）在整个 DNA 分子中，由于 A = T， G = C，因此，AG = TC，(AG)/(TC)= 1 (3）互补链中(AT)/(GC)= 0.8(4）整个 DNA 分子中(AT)/(GC)= 0.810.在 pH7.0，0.165mol/L NaCl 条件下，测得某一组织 DNA 样品的 Tm 为 89.3，求出四种碱基百分构成。 答案：大片段 DNA 的 Tm 计算公式为: (GC)% =(Tm-69.3）2.44%，不不小于 20bp 的寡核苷酸的 Tm 的计算公式为: Tm=4(GC)2(AT)。(G C)% = (Tm 69.3) 2.44 %= (89.3-69.3) 2.44 %=48.8%，那么 G%= C%= 24.4% (A T)% = 1-48.8% =51.2%，A %= T% = 25.6%11. 为什么说蛋白质是生命活动所依赖的重要物质基本？ 答案：1. 论述蛋白质的催化、代谢调节、物质运送、信息传递、运动、防御与攻打、营养与贮存、保护与支持等生物学功能。综上所述，蛋白质几乎参与生命活动的每一种过程，在错综复杂的生命活动过程中 发挥着极其重要的作用，是生命活动所依赖的重要物质基本。没有蛋白质，就没有生命。12谷胱甘肽分子在构造上有何特点？有何生理功能？ 答案：谷胱甘肽(GSH）是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸构成的三肽。GSH 的第一种肽键与一般肽键不同，是由谷氨酸以 -羧基而不是 -羧基与半胱氨酸的 -氨基形成肽键。GSH 分子中半胱氨酸的巯基是该化合物的 重要功能基团。GSH 的巯基具有还原性，可作为体内重要的还原剂保护体内蛋白质或酶分子中巯基免遭氧化，使蛋白质或酶处在活性状态。此外，GSH 的巯基尚有嗜核特性，能与外源的嗜电子毒物如致癌剂或药物等结合，从而阻断这些化合物与机体 DNA、RNA 或蛋白质结合，以保护机体免遭毒物损害。13. 简述蛋白质变性与沉淀的关系。 答案：蛋白质沉淀和变性的概念是不同的。沉淀是指在某些因素的影响下，蛋白质从溶液中析出的现象;而变 性是指在变性因素的作用下蛋白质的空间构造被破坏，生物活性丧失，理化性质发生变化。变性的蛋白质溶解度明显减少，易结絮、凝固而沉淀;但是沉淀的蛋白质却不一定变性，如加热引起的蛋白质沉淀是 由于蛋白质热变性所致，而硫酸铵盐析所得蛋白质沉淀一般不会变性。14. 概述蛋白质一级构造测定的一般程序。 答案：蛋白质一级构造测定的一般程序为：测定蛋白质(规定纯度必须达到 97%以上）的相对分子质量和它 的氨基酸构成，推测所含氨基酸的大体数目。测定多肽链 N-末端和 C-末端的氨基酸，从而拟定蛋白质 分子中多肽链的数目。然后通过对二硫键的测定，查明蛋白质分子中二硫键的有无及数目。如果蛋白质分子中多肽链之间具有二硫键，则必须拆开二硫键，并对不同的多肽链进行分离提纯。用裂解点不同 的两种裂解措施(如胰蛋白酶裂解法和溴化氰裂解法)分别将很长的多肽链裂解成两套较短的肽段。分离提纯所产生的肽段，用蛋白质序列仪分别测定它们的氨基酸序列。应用肽段序列重叠法拟定多种肽 段在多肽链中的排列顺序，即拟定多肽链中氨基酸排列顺序。如果有二硫键，需要拟定其在多肽链中 的位置。15. 试论蛋白质一级构造与空间构造的关系。 答案：以 RNA 酶变性与复性实验、有活性牛胰岛素的人工合成为例证明蛋白质一级构造决定其空间构造。Anfinsen 发现蛋白质二硫键异构酶(PDI）能加速蛋白质对的二硫键的形成;如 RNA 酶复性的过程是十分 缓慢的，有时需要几种小时，而 PDI 在体外能协助变性后的 RNA 酶在 2min 内复性。分子伴侣在细胞内可以协助新生肽链对的组装成为成熟的蛋白质。由此可见，蛋白质空间构造的形成既决定于其一级构造，也与分子伴侣、蛋白质二硫键异构酶等助折叠蛋白的助折叠作用密不可分。16. 概述凝胶过滤法测蛋白质相对分子质量的原理。 答案：层析过程中，混合样品通过凝胶层析柱时，各个组分是按分子量从大到小的顺序依次被洗脱出来的;并且蛋白质相对分子质量的对数和洗脱体积之间呈线性关系。因此，将几种已知相对分子质量(应不不小于所用葡 聚糖凝胶的排阻极限）的原则蛋白质混合溶液上柱洗脱，记录多种原则蛋白质的洗脱体积;然后，以每种蛋白质相对分子质量的对数为纵坐标，以相相应的洗脱体积为横坐标，绘制原则曲线;再将待测蛋白质溶 液在上述相似的层析条件下上柱洗脱，记录其洗脱体积，通过查原则曲线就可求得待测蛋白质的相对分子质量。17. 概述 SDS-PAGE 法测蛋白质相对分子质量的原理。 答案：(1）聚丙烯酰胺凝胶是一种凝胶介质，蛋白质在其中的电泳速度决定于蛋白质分子的大小、形状和所带电荷数量。(2）十二烷基硫酸钠(SDS）可与蛋白质大量结合，结合带来两个后果：由于 SDS 是阴离子，故使不同的亚基或单体蛋白质都带上大量的负电荷，掩盖了它们自身所带电荷的差别;使它们的形状都变成杆状。这样，它们的电泳速度只决定于其相对分子质量的大小。(3）蛋白质分子在 SDS-PAGE 凝胶中的移动距离与批示剂移动距离的比值称相对迁移率，相对迁移率与蛋白质相对分子质量的对数呈线性关系。因此，将具有几种已知相对分子质量的原则蛋白质混合溶液以及待测蛋白溶液分别点在不同的点样 孔中，进行 SDS-PAGE;然后以原则蛋白质相对分子质量的对数为纵坐标，以相相应的相对迁移率为横坐标，绘制原则曲线;再根据待测蛋白的相对迁移率，即可计算出待测蛋白的相对分子质量。18简述蛋白质的抽提原理和措施。 答案：抽提是指运用某种溶剂使目的蛋白和其她杂质尽量分开的一种分离措施。其原理：不同蛋白质在某种溶剂中的溶解度不同，因此可以通过选择溶剂，使得目的蛋白溶解度大，而其她杂蛋白溶解度小，然后 通过离心，可以清除大多数杂蛋白。措施：溶剂的选择是抽提的核心，由于大多数蛋白质可溶于水、稀 盐、稀碱或稀酸，因此可以选择水、稀盐、稀碱或稀酸为抽提溶剂;对于和脂类结合比较牢固或分子中非 极性侧链较多的蛋白质分子可以选用有机溶剂进行抽提。19. 根 据 蛋 白 质 一 级 氨 基 酸 序 列 可 以 预 测 蛋 白 质 的 空 间 结 构 。 假 设 有 下 列 氨 基 酸 序 列 ：Ile-Ala-His-Thr-Tyr-Gly-Pro-Glu-Ala-Ala-Met-Cys-Lys-Try-Glu-Ala-Gln-Pro-Asp-Gly-Met-Glu-Cys-Ala-Phe-His-Arg (1）预测在该序列的哪一部位也许会出卷曲或 -转角。(2）何处也许形成链内二硫键？(3）假设该序列只是大的球蛋白的一部分，试分析在 Asp、Try、Gln、Val、Lys、Thr、Leu 中，哪些也许 分布在该蛋白的外表面，哪些分布在内部？答案：(1）也许在 7 位和 18 位氨基酸打弯，由于脯氨酸常出目前打弯处。(2）12 位和 23 位的半胱氨酸可形成二硫键。(3）分布在外表面的为极性带电荷的残基：Asp、Gln 和 Lys;分布在内部的是非极性的氨基酸残基：Try、Leu 和 Val;Thr 尽管有极性，但疏水性也很强，因此，它出目前外表面和内部的也许性均有。20. 简述克制剂对酶活性的克制作用与酶变性的不同点。答案：(1）克制剂对酶有一定的选择性，一种克制剂只能引起某一类或某几类酶的克制;而使酶变性失活 的因素，如强酸、强碱等，对酶没有选择性;(2）克制剂虽然可使酶失活，但它并不明显变化酶的构造，不引起酶蛋白变性，清除克制剂后，酶又可恢复活性。而变性因素常破坏酶分子的非共价键，部分或全 部地变化酶的空间构造，从而导致酶活性的减少或丧失。21. 在诸多酶的活性中心均有 His 残基参与，请解释？答案：酶蛋白分子中组氨酸的侧链咪唑基 pK 值为 6.07.0，在生理条件下，一半解离，一半不解离，因 此既可以作为质子供体(不解离部分），又可以作为质子受体(解离部分），既是酸，又是碱，可以作为广义酸碱共同催化反映，因此常参与构成酶的活性中心。22. 以糖原磷酸化酶激活为例，阐明级联系统是如何实现反映信号放大的？答案：(1）级联系统：在连锁代谢反映中一种酶被激活后，持续地发生其他酶被激活，导致原始调节信 号的逐级放大，这样的连锁代谢反映系统称为级联系统。糖原磷酸化酶的激活过程就是一种例子。(2）放大过程：激素(如肾上腺素）使腺苷酸环化酶活化，催化 ATP 和生成 cAMP;cAMP 使蛋白激酶活化，使无活力的磷酸化酶 b 激酶转变成有活力的磷酸化酶 b 激酶;磷酸化酶 b 激酶使磷酸化酶 b 转变成激活态磷酸化酶 a;磷酸化酶 a 使糖原分解为磷酸葡萄糖。23 对活细胞的实验测定表白，酶的底物浓度一般就在这种底物的 Km 值附近，请解释其生理意义？为 什么底物浓度不是大大高于 Km 或大大低于 Km 呢？答案：据 V-S的米氏曲线可知，当底物浓度大大低于 Km 值时，酶不能被底物饱和，从酶的运用角度而言，很不经济;当底物浓度大大高于 Km 值时，酶趋于被饱和，随底物浓度变化，反映速度变化不大，不 利于反映速度的调节;当底物浓度在 Km 值附近时，反映速度对底物浓度的变化较为敏感，有助于反映速 度的调节。24举例阐明竞争性克制的特点及实际意义。有时别构酶的活性可以被低浓度的竞争性克制剂激活，请 解释？答案：竞争性克制剂的特点：(1）克制剂以非共价键与酶结合，用超滤、透析等物理措施可以解除克制;(2） 克制剂的构造与底物构造相似，可与底物竞争酶的活性中心;(3）克制剂使反映速度减少，Km 值增大，但对 Vmax 并无影响，(4）增长底物浓度可减少或解除对酶的克制作用。竞争性克制作用的原理可用来阐明某些药物的作用原理和指引新药合成。例如某些细菌以对氨基苯甲酸、二氢喋呤啶及谷氨酸为原料合成二氢叶酸，并进一步生成四氢叶酸，四氢叶酸是细菌核酸合成的辅 酶。磺胺药物与对氨基苯甲酸构造相似，是细菌二氢叶酸合成酶的竞争性克制剂。它通过减少菌体内四 氢叶酸的合成能力，阻碍核酸的生物合成，克制细菌的繁殖，达到抑菌的作用。25. 在一种符合米氏方程的酶促反映体系中，已知：无克制剂时，双倒数图中横轴的截距是-2L/mmol，纵轴的截距是 2min.L/mmol，当加入可逆克制剂后，横轴的截距没有变，而纵轴的截距是 3min.L/mmol。 问：(1）上述双倒数示意图怎么表达？(2）无克制剂时，反映最大速度和米氏常数各是多少？ (3）有克制剂时，反映最大速度和米氏常数又分别是多少？(4) 该克制剂是何种类型的？答案：(略）26简述 G 蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导的基本过程。激素是第一信使，与靶细胞膜上的受体结合，使 G 蛋白活化，进而激活膜上的腺苷酸环化酶(AC）系统。AC 催化 ATP 转变为 cAMP。cAMP 作为第二信使可激活蛋白激酶 A(PKA），继而激活磷酸化酶并催化细胞 内磷酸化反映，引起靶细胞特定的生理效应：腺细胞分泌、肌细胞收缩与舒张、神经细胞膜电位变化、细胞通透性变化、细胞分裂与分化以及多种酶促反映等。(该题也可问：简述依赖于 cAMP 的蛋白激酶 A 的激活机制） 答案：(略）27简述酶耦联受体介导的跨膜信号转导的基本过程。答案：(1）具有酪氨酸激酶的受体：该受体简朴，只有一种横跨细胞膜的 螺旋，有两种类型，受体 具有酪氨酸激酶的构造域，即受体与酪氨酸激酶是同一种蛋白质分子;当与相应的化学信号结合时，直接 激活自身的酪氨酸激酶构造域，导致受体自身或细胞内靶蛋白的磷酸化。受体自身没有酶的活性，但当它被配体激活时立即与酪氨酸激酶结合，并使之激活，通过对自身和底物蛋白的磷酸化作用，把信号 传入细胞内 。(2）具有鸟苷酸环化酶的受体:该受体也只有一种跨细胞膜的 螺旋，其膜内侧有鸟苷酸环化酶，当配体与它结合后，即将鸟苷酸环化酶激活，催化细胞内 GTP 生成 cGMP，cGMP 又可激活蛋白激酶 G(PKG），PKG 促使底物蛋白质磷酸化，产生效应。上述几种跨膜信号转导过程并不是截然分开的，互相之间存在着错综复杂的联系，形成所谓的信号网 络。28. 1 分子乙酰 CoA 彻底氧化生成 CO2 和 H2O，可提供几分子 ATP？为什么？答案：可提供 10 分子 ATP。具体状况如下：(1) 在异柠檬酸脱氢酶作用下，异柠檬酸脱下两个氢生成 -酮戊二酸和 NADHH;(2）在 -酮戊二酸脱氢酶系作用下，-酮戊二酸脱氢生成琥珀酰 CoA 和 NADHH;(3）在琥珀酰 CoA 合成酶作用下，琥珀酰 CoA 水解生成琥珀酸，产生 1 分子 GTP;(4）在琥珀酸脱 氢酶作用下，琥珀酸脱氢生成延胡索酸和 FADH2;(5）在苹果酸脱氢酶催化下，苹果酸脱氢生成草酰乙酸 和 NADHH。1 分子 NADH 进入 NADH 呼吸链氧化可提供 2.5 分子 ATP，而 1 分子 FADH2 进入 FADH2 呼吸链氧化可提供 1.5 分子 ATP，因此 1 分子乙酰 CoA 彻底氧化生成 CO2 和 H2O，可提供 10 分子 ATP(32.51.51）。29. 何谓三羧酸循环?它有何生理意义?答案：在线粒体中，乙酰 CoA 和草酰乙酸缩合生成柠檬酸，通过一系列酶促反映重新生成草酰乙酸，而 将乙酰 CoA 彻底氧化生成 H2O 和 CO2，并释放能量。这个循环反映称为三羧酸循环，又称柠檬酸循环或 Krebs 循环。生理学意义：(1）糖的有氧分解是产生动物生理活动所需能量的重要来源;(2）三羧酸循环是糖、脂肪、蛋白质在体内彻底氧化的共同代谢途径;(3）三羧酸循环是糖、脂肪、蛋白质及其她有机物质代谢的联系 枢纽。30. 为什么说三羧酸循环是糖类、脂类和蛋白质分解的共同通路？答案：(1）葡萄糖经甘油醛-3-磷酸、丙酮酸等物质生成乙酰 CoA， 而乙酰 CoA 必须进入三羧酸循环才干 被彻底氧化分解。(2）脂肪分解产生的甘油和脂肪酸，甘油可以经磷酸二羟丙酮进入糖有氧氧化途径，最后的氧化分解也需要进入三羧酶循环途径;而脂肪酸经 -氧化途径产生乙酰 CoA，乙酰 CoA 可进入三羧 酸循环氧化。(3）蛋白质分解产生氨基酸，氨基酸脱去氨基后产生的碳骨架可进入三羧酸循环，同步，三羧酸循环的中间产物可作为氨基酸的碳骨架，接受 NH3 重新生成氨基酸。因此，三羧酸循环是三大物 质共同通路。31. 磷酸戊糖途径的重要生理意义是什么？答案：(1）中间产物核糖-5-磷酸是动物体内合成多种物质的重要原料;(2）产生的 NADPH(还原力）参与多种代谢反映;(3）磷酸戊糖途径与糖的有氧分解及糖的无氧分解互相联系;(4）通过转酮基和转醛基反映， 使丙糖、丁糖、戊糖、己糖、庚糖互相转化。32. 简述葡萄糖激酶和己糖激酶的差别。答案：己糖激酶和葡萄糖激酶的重要差别在于：葡萄糖激酶只存在于肝脏中，而己糖激酶在肝脏和肌肉中都存在;己糖激酶的 Km 值为 0.1mmol/L，葡萄糖激酶的 Km 值为 10mmol/L;己糖激酶受产物葡萄 糖-6-磷酸的反馈克制，葡萄糖激酶不受产物葡萄糖-6-磷酸的反馈克制。 因此，当血液中葡萄糖浓度低时，己糖激酶起重要作用;当血液中葡萄糖浓度高时，葡萄糖激酶起重要作 用，成果肝脏糖原浓度高于肌肉糖原浓度。33试述丙酮酸氧化脱羧反映受哪些因素调控?答案：(1）变构调控：丙酮酸氧化脱羧作用的两个产物乙酰 CoA 和 NADH 都克制丙酮酸脱氢酶复合体，乙酰 CoA 克制二氢硫辛酰胺乙酰转移酶(E2），NADH 克制二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3）组分。(2）化学修饰调控：丙酮酸脱氢酶磷酸化后，酶活性受到克制，去磷酸化后活性恢复。 (3）丙酮酸脱氢酶(E1）组分受 GTP 克制，为 AMP 所活化。34. 呼吸链是由哪些成分构成的？各有何作用？答案： 重要有五大类：NAD，在呼吸链中传递氢，传递氢和电子;FMN 和 FAD，传递氢;铁硫蛋白，传递电子;CoQ，传递氢;细胞色素体系，是一类以铁卟啉为辅基的结合蛋白，传递电子，电子在 细胞色素中的传递顺序为 bc1caa3。35. 为什么说在呼吸链中，辅酶 Q 是一种特殊灵活的载体?答案：辅酶 Q 是呼吸链中唯一的非蛋白质组分，其构造中具有由数目不同的类异戊二烯构成的侧链，所以它是非极性分子，可以在线粒体内膜的疏水相中迅速扩散，也有的 CoQ 结合于内膜上。此外，它也是呼吸链中惟一不与蛋白质紧密结合的传递体，因此，可以在黄素蛋白和细胞色素类之间作为一种特殊灵 活的载体而起作用。36. 铁硫蛋白和细胞色素是如何传递电子的? 答案：铁硫蛋白和细胞色素传递电子的方式是相似的，都是通过铁的价变，即 Fe2和 Fe3的互变来进 行电子的传递。这两类蛋白质的差别在于细胞色素中的铁是血红素铁，铁与血红素分子紧密结合;而铁硫 蛋白中的铁是非血红素铁，与蛋白质中半胱氨酸的硫和无机硫原子结合在一起，形成一种铁硫中心。37. 试述体内能量的生成方式以及水的生成。答案：ATP 的生成有两种方式，分别为底物水平磷酸化作用和氧化磷酸化作用(两者概念略），后者是主 要的。体内水的生成方式重要是代谢物脱氢经呼吸链传递与激活的氧化合;除此以外，非线粒体氧化体系中的氧化酶、过氧化氢酶等催化的反映也能生成水。38. 论述一对电子从 NADH 传递至氧是如何生成 2.5 个 ATP 的？答案：每对电子通过呼吸链传递复合体 I 、复合体和复合体时，分别有 4 个 H、4 个 H和 2 个 H从基质泵出，导致线粒体内膜两侧形成跨膜的质子梯度。当这些质子通过 ATP 合酶返回基质时，可以 促使 ATP 合成。已知每 3 个 H通过 ATP 合酶可促使 1 分子 ATP 合成，同步，产生的 ATP 从线粒体基质 进入胞质需消耗 1 个 H，因此每形成 1 个 ATP 需 4 个 H，这样一对电子从 NADH 传递至氧共生成 2.5 个 ATP(442)/439. 一对电子从 FADH2 传递至氧可产生多少分子 ATP?为什么?答案：一对电子从 FADH2 传递至氧产生 1.5 个 ATP。由于 FADH2 直接将电子传送给呼吸链传递复合体 II， 不通过呼吸链传递复合体 I，因此当一对电于从 FADH 2 传递至氧时只有 6 个 H由基质泵出，合成 1 分 子 ATP 需 4 个 H，共形成 1.5 个 ATP(42)4。40. 化学渗入学说的要点是什么? 答案：化学渗入学说的要点是：(1）呼吸链中各递氢体和递电子体按特定的顺序排列在线粒体内膜上;(2） 呼吸链中复合体、复合体和复合体都具有质子泵的作用，在传递电子的过程中将 H泵出内膜，因此呼吸链的电子传递系统是一种积极运送质子的体系;(3）质子不能自由通过线粒体内膜，泵出膜外的H不能自由返回膜内侧，使膜内外形成 H浓度的跨膜梯度;(4）线粒体内膜上有 ATP 合酶， 当质子通过 ATP 合酶返回线粒体基质时，释放出自由能，驱动 ADP 和 Pi 合成 ATP。41. 简述 ATP 合成酶的构造特点及功能。答案：ATP 合酶重要有两个功能单位：F1 和 F0。(1）F1 由 5 种亚基构成(33），是一种可溶性的膜周边蛋白，具有催化 ATP 合成的功能;其中， 和 亚基上有 ADP 和 ATP 结合位点; 亚基为催化亚基，单独存在时，不具有 ATP 合酶的作用，但能使 ATP 水 解。(2）F0 是由多亚基构成的不溶于水的跨膜蛋白，具有大量的疏水性氨基酸，在内膜中形成了跨膜的质子 通道，便于质子回流。42. 试述影响氧化磷酸化的因素及其作用机制。答案：(1）呼吸链克制剂：鱼藤酮、杀粉蝶菌素、安密妥与复合体 I 中的铁硫蛋白结合，克制电子传递; 抗霉素 A、二巯基丙醇克制复合体;一氧化碳、氰化物、叠氮化物、硫化氢克制复合体。 (2）解偶联剂：该类典型代表是 2，4-二硝基苯酚。在线粒体内膜外侧 pH 较低，2，4-二硝基苯酚的羟基不能解离，可自由进入线粒体;进入线粒体后，2，4-二硝基苯酚的羟基解离带负电荷。1 分子 2，4-二硝 基苯酚进入线粒体就相称于从内膜外侧带入线粒体内 1 个 H，破杯了内膜两侧的 H梯度，使 ATP 不能合成，而电子传递继续进行，成果使电子传递的氧化和磷酸化两个过程分离。 (3）氧化磷酸化克制剂：寡霉素可制止质子从 F0 质子通道回流，克制磷酸化并间接克制电子在呼吸链上 传递。(4）ADP 的调节作用：ADP 浓度升高，氧化磷酸化速度加快，反之，氧化磷酸化速度减慢。43. 试比较电子传递克制剂、氧化磷酸化克制剂和解偶联剂对生物氧化作用的影响。答案：(1）电子传递克制剂使电子传递链的某一部位阻断，电子不能传递，氧的消耗停止，同步 ATP 的 合成停止。(2）氧化磷酸化克制剂的作用位点在 ATP 合酶，使 ATP 合酶被克制，而不能合成 ATP，成果电子传递也被克制，氧消耗停止。(3）解偶联剂的作用是使电子传递和氧化磷酸化两个过程分离，成果 是电子传递失去控制，氧消耗增长，ATP 却不能合成，产生的能量以热的形式散失，使体温升高。44. 在脂肪酸合成中，乙酰 CoA.羧化酶起什么作用？乙酰 CoA 羧化酶受哪些因素调控？答案：乙酰 CoA 羧化酶的作用是催化乙酰 CoA 和 CO2 合成丙二酸单酰 CoA，为脂肪酸合成提供二碳化合 物。乙酰 CoA 羧化酶是脂肪酸合成反映中的一种限速调节酶，柠檬酸和异柠檬酸可增强该酶的活性，而 长链脂肪酸则克制该酶的活性。此酶经磷酸化后活性丧失，胰高血糖素及肾上腺素等能增进这种磷酸化作用，从而克制脂肪酸的合成;而胰岛素则能增进酶的去磷酸化作用、增强乙酰 CoA 羧化酶的活性。45试比较脂肪酸 -氧化与其生物合成的差别。答案：(1）进行的部位不同，脂肪酸 -氧化在线粒体内进行，脂肪酸的合成在胞液中进行。(2）重要中间代谢物不同，脂肪酸 -氧化的重要中间产物是乙酰 CoA，脂肪酸合成的重要中间产物是丙二酸单酚 CoA 。(3）脂肪酰基的转运载体不同，脂肪酸 -氧化的脂肪酰基转运载体是 CoA，脂肪酸合成的脂肪酰基转运 载体是 ACP 。(4）参与的辅酶不同，参与脂肪酸 -氧化的辅酶是 FAD 和 NAD，参与脂肪酸合成的辅酶是 NADPH。 (5）脂肪酸 -氧化不需要 CO2，而脂肪酸的合成需要 CO2。(6）反映发生时 ADP/ATP 比值不同，脂肪酸 -氧化在 ADP/ATP 比值高时发生，而脂肪酸合成在 ADP/ATP比值低时进行。(7）柠檬酸发挥的作用不同，柠檬酸对脂肪酸 -氧化没有激活作用，但能激活脂肪酸的生物合成。(8）脂酰 CoA 的作用不同，脂酰辅酶 A 对脂肪酸 -氧化没有克制作用，但能克制脂肪酸的生物合成。46. 图示鸟氨酸循环的过程，并简述该途径的生理意义。 答案：图略意义：(1）机体内，氨是有毒化合物，通过该途径合成尿素，尿素是中性无毒物质，从而起到解氨毒的作用，这是哺乳动物最后排出氨的方式;(2）通过该途径也可以清除氨基氮及二氧化碳，可以减少体内 CO2溶于血液所导致的酸性。47简述天冬氨酸在体内转变成葡萄糖的重要代谢途径。答案：(1）天冬氨酸经转氨基作用或联合脱氨基作用形成草酰乙酸;(2）草酰乙酸由磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化形成磷酸烯醇式丙酮酸;(3）然后沿着糖酵解途径的逆反映，依次生成甘油酸-2-磷酸、甘油酸-3- 磷酸、甘油酸-1，3-二磷酸、甘油醛-3-磷酸、磷酸二羟丙酮和果糖-1，6-二磷酸;果糖-1，6-二磷酸在果糖 二磷酸酶的催化下形成果糖-6-磷酸、葡萄糖-6-磷酸;(4）葡萄糖-6-磷酸水解生成葡萄糖，反映由葡萄糖-6-磷酸酶催化。48鸟氨酸循环、三羧酸循环和转氨基作用是如何联系的？ 答案：图略，鸟氨酸循环过程中，天冬氨酸不断被消耗转变为延胡索酸。延胡索酸可以通过三羧酸循环转化为苹果酸， 苹果酸再氧化成草酰乙酸，后者可再与谷氨酸进行转氨基反映，重新生成天冬氨酸。而谷氨酸又可通过其她的多种氨基酸把氨基转移给 -酮戊二酸生成。因此，其她的多种氨基酸的氨基可以通过天冬氨酸的 形式用于合成尿素。天冬氨酸和延胡索酸可使尿素循环、三羧酸循环和转氨基作用联系起来。50简述保证 DNA 复制忠实性的因素及其功能？(1）半保存复制的原则，(2）碱基互补配对的规律，A-T G-C 。(3）DNA 聚合酶 I 的校对作用，(4）引物的切除，51. 简述 DNA 复制时所需的重要酶类及其功能。答案：(1）DNA 聚合酶：催化核苷酸之间生成磷酸二酯键，也具有一定的校正功能;(2)拓扑异构酶：催化DNA 超螺旋解开，使之变为双螺旋;(3）解旋酶：解开 DNA 双链，使之变为单链;(4）单链结合蛋白：和 单链 DNA 结合，使之变为可以作为复制模板的稳定单链;(5）引物酶：以解旋后的单链 DNA 为模板，催化合成一小段带有 3-OH 的 RNA;(6）DNA 连接酶：催化 DNA 双链中的一条单链缺口处游离的 3末端-OH 与 5末端磷酸形成磷酸二酯键，从而把两段相邻的 DNA 链连成完整的链。52真核生物染色体的端粒是如何复制的？答案：(1）端粒 DNA 的 3端和端粒酶所含的 RNA 分子的 3端形成碱基配对;(2）端粒酶运用 RNA 为模 板，将 dNTP 加到端粒 DNA 的 3端，这个逆转录过程始终进行到 RNA 模板的第 35 位;(3）DNA-RNA 杂 交链之间发生相对滑动，新生长的端粒 DNA 链 3端再和 RNA 3端形成新的碱基配对，重新暴露出部 分 RNA 模板序列;(4）继续逆转录过程。该结合聚合转位的过程周而复始，直至在端粒 DNA 的 3端形成了足够长度(提供后随链回旋时所需的长度）的单链突出;(5）该 3突出端可以弯转过来成为后随链合成的起始端，然后由 DNA 聚合酶复制 DNA 5端空缺的 DNA，最后由连接酶连接。53简述转录过程和复制过程的不同点。答案：(1）复制时两条 DNA 链均为模板，转录时一条 DNA 链均为模板;(2）复制时 dNTP 为底物，转录时 NTP 为底物;(3）复制时需要 DNA 聚合酶、连接酶等，转录时仅需要 RNA 聚合酶;(4）复制产物为子产物 代双链 DNA ，转录产物为 mRNA、tRNA 、rRNA;(5）复制时 A=T 、GC 配对，转录时 A=U、GC、T=A 配对;(6）复制时需要一小段 RNA 为引物，转录时不需引物。54简述转录起始阶段的几种反映。答案：起始阶段涉及下面几种反映：RNA 聚合酶全酶的 亚基辨认模板 DNA 的启动子，并与之紧密结 合;局部解开双螺旋，以使模板链可与核糖核苷酸进行碱基配对;RNA 聚合酶催化底物核苷酸脱去焦磷酸形成磷酸二酯键，合成 RNA 链最初的 29 个核苷酸后， 亚基脱离，起始阶段结束。55. 简述真核生物与原核生物转录的不同点。答案： 真核生物的转录在诸多方面与原核生物不同，具有某些特殊规律，重要涉及：(1）转录单位一般为单基因(单顺反子），而原核生物的转录单位多为多基因(多顺反子）; (2）真核生物的三种成熟的 RNA 分别由三种不同的 RNA 聚合酶催化合成;(3）在转录的起始阶段，RNA 聚合酶必须在特定的转录因子的参与下才干起始转录;(4）组织或时间特异体现的基因转录常与增强子有关，增强子是位于转录起始点上游的远程调控元件， 具有增强转录效率的作用;(5）转录调节方式以正调节为主，调节蛋白的种类是转录因子或调节转录因子活性的蛋白因子。56. 简述操纵子模型，并阐明各组分的功能。答案：操纵子是原核生物基因体现调控的功能单位，由调节基因、启动子、操纵基因和一种或多种功能 有关的构造基因构成。各组分的功能如下：启动子是与 RNA 聚合酶结合并启动转录的特异性 DNA 序列;调节基因位于操纵子的上游，编码阻遏蛋白，阻遏蛋白能与某些小分子诱导物或辅阻遏物结合，从而决定它能否与操纵基 因结合，并进一步调控操纵基因的“开”与“关”;操纵基因在启动子和构造基因之间，是激活阻遏蛋白的结合位点，由它来启动和关闭相应构造基因的转录;构造基因是转录 mRNA 的模板。57. 简述乳糖操纵子的正调控机理。为什么葡萄糖水平对正调控作用有影响？答案：乳糖操纵子的启动子是弱启动子，RNA 聚合酶与之结合的能力很弱。但乳糖操纵子中有降解物基 因激活蛋白(CAP）结合位点。当细胞内 cAMP 浓度较高时，cAMP 与 CAP 结合形成复合物，该复合物结合到启动子上游的 CAP 结合位点，可增进 RNA 聚合酶与启动子结合，使转录得以进行。因此说 CAP 是 一种转录起始的正调节物，对构造基因的转录起正调节作用。由于细胞内 CAP 的正调控作用与 cAMP 水平有关，而 cAMP 水平又与葡萄糖水平密切有关。当有葡萄糖时，葡萄糖分解代谢的降解物能克制腺苷酸环化酶活性，同步活化磷酸二酯酶，因此 cAMP 水平很低; 当葡萄糖缺少时，腺苷酸环化酶活性升高，催化 ATP 生成 cAMP。因此，葡萄糖水平对 CAP 的正调控作 用有影响。58. 简述色氨酸操纵子的反馈阻遏调控机理。答案：(1）当大肠杆菌培养基中没有色氨酸时，大肠杆菌色氨酸操纵子的调节基因编码产生没有活性的阻遏蛋白，它不能与操纵基因结合，构造基因可以转录，并翻译生成合成色氨酸所需要的 5 种酶。(2）当大肠杆菌培养基中有色氨酸时，色氨酸作为辅阻遏物与阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白由无活性的构象变成有活性的构象，辅阻遏物-阻遏蛋白复合物与操纵基因结合，RNA 聚合酶不能移动，构造基因不能转录。 这种以构造基因体现的酶所催化产生的终产物来制止基因转录的作用称为反馈阻遏。59. 某一肽链中有一段含 15 圈 -螺旋的构造，问：(1） 这段肽链的长度为多少毫微米？具有多少个氨基酸残基？(2） 翻译的模板链是何种生物分子？它相应这段 -螺旋片段至少由多少个基本构造单位构成？(3） 在合成这段肽链过程中，若以氨基酸为原料，活化阶段至少消耗多少 ATP？延长阶段至少消耗多少 GTP？答案：(1）肽链长度：150.54=8.1nm氨基酸残基数：153.6=54( 个)(2）模板是 mRNA 分子，相应这段 -螺旋片段的 mRNA 至少具有 162 个核苷酸(543=162）。(3）活化阶段消耗 ATP 数：542=108 延长阶段消耗 GTP 数：542=10860简要真核生物的蛋白质合成特点。答案：真核生物的蛋白质合成与原核生物基本相似，只是过程更加复杂某些，其特点如下：(1）真核生物核糖体更大更复杂，分子量为 80S，小亚基 40S、大亚基 60S。 (2）真核细胞的起始氨基酸也是甲硫氨酸(蛋氨酸），但不需要进行甲酰化。(3）真核细胞的 mRNA 无 SD 序列，但其 5端有“帽子”构造，该构造可增进 mRNA 与核糖体的结合及蛋 白质合成起始复合物的形成。(4)真核细胞 mRNA 是单顺反子，即一种 RNA 只能翻译产生一种蛋白质。(5)真核生物的蛋白质合成与 mRNA 的转录过程不同步进行。(6)真核生物的翻译过程需要更多的蛋白因子参与。有 13 种起始因子、2 种延长因子和 1 种终结因子。