生化思考题答案生科

第一章核酸的结构和功能1、有一噬菌体的突变株其DNA长度为15m，而野生型的DNA长度为17m，问该突变株的DNA中有多少个碱基对缺失？ 答案：17-15=2m =2000nm 2000/0.34=5882.42、把下列说法转化成公式，并判断正误！1. 嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，各占全部碱基总数的50%。2. 在双链DNA分子中，两个互补配对的碱基之和的比值与该DNA分子中每一单链中这一比值相等；且等于其转录形成的mRNA中这一比值。 3. DNA分子一条链中，两个不互补配对的碱基之和的比值等于另一互补链中这一比值的倒数。解析1.A+G=T+C,(A+G)/(A+G+T+C)=(T+C)/ (A+G+T+C)=50%，错;未说明是单双链2.3、变性、复性与增色、减色之间的关系？原因？！影响DNA双螺旋结构稳定性因素与变性、复性及Tm值之间的关系？！解析：1.核酸变性产生增色效应，复性产生减色效应。原因：变性过程中，核酸双螺旋结构中碱基之间的氢键断裂，其内部暴露碱基增多，260nm紫外线吸收值升高，故产生增色效应；而复性对应单链重新缔合的过程，暴露碱基数目减少，紫外线吸收降低，故产生减色效应。2.影响DNA双螺旋结构稳定性的因素有：互补碱基对间的氢键、碱基堆集力、带负电荷的磷酸基团的静电斥力、碱基分子内能。氢键越多、碱基堆集力越强，分子的稳定性越高，变性越难，复性越易，Tm值越高；带负电荷的磷酸基团的静电斥力越强、碱基分子内能越高，分子稳定性越低，变性越容易，复性越难，Tm值越低。4、有两个DNA样品，分别来自两种未确认的细菌。这两个DNA样品中腺嘌呤碱基（A）含量分别占它们DNA总碱基的32%和17%。其中哪一种DNA是取自温泉（64）环境下的细菌，哪一种是取自嗜热菌？为了防止DNA变性或保持其双螺旋结构，DNA应保存在蒸馏水中！对吗？原因？解析：1.占DNA总碱基的32%的细菌取自温泉。因为G-C间有三个氢键，而A-T间仅有两个氢键，A含量高，对应G-C含量低，则该DNA稳定性相对较差，不宜在高温条件下生存；2.不对，因为由脱氧核糖和磷酸间隔形成的亲水骨架在双螺旋的外侧，易与水结合，从而使氢键断裂。5、分子杂交的原理是什么？什么是Southern、 Northern杂交？解析：原理：碱基互补配对原则；Southern杂交：用DNA探针检测未知的DNA分子；Northern杂交：用DNA探针检测RNA的杂交。第二章 蛋白质1、利益熏心者在奶粉中添加三聚氰胺以增加蛋白质含量的依据是什么？答：蛋白质样品中蛋白质的含量是根据测定样品中氮元素的含量来推断的。三聚氰胺中含氮量为66%。故利益熏心者在奶粉中添加三聚氰胺以增加蛋白质含量。2、三种氨基酸的等电点为： 5.97，3.22，7.59。在pH=7.6时，它们在电场中的迁移方向为？答：当ph=7.6时，等电点为5.79，3.22, 7.59的氨基酸带负电荷，在电泳时它们向正极移动。3、Asp的pK1(-COOH)=1.88、pK2(R基团)=3.65、pK3(NH3+)=9.60，该氨基酸的pI值为 2.765 ；在pH值为6时向电场的 正极 移动。答：ASP为酸性氨基酸，PI=1/2(PK1+PKR)=1/2(1.88+3.65)=2.765在PH值为6时向电场的正极移动。4、羊毛衫等羊毛制品在热水中洗涤会变长，干燥后又收缩；而丝制品进行同样处理后不收缩，这是什么原因？答：羊毛衫等羊毛制品的本质是蛋白质。在加热条件下蛋白质变性，蛋白质的变性作用不过于剧烈是一个可逆过程，干燥后使蛋白质复性。而丝织品的本质是纤维加热破坏了分子结构干燥后不会收缩。5、有一个蛋白分子在pH7的水溶液中可以折叠成球状，通常是带极性侧链的氨基酸位于分子外部，带非极性侧链的氨基酸位于分子内部。请解析：（1）在Val、Pro、Phe、Asp、Lys、Ile、His中，哪些位于内部？哪些位于分子外部？答：Val、Pro、Phe、Ile、位于内部。Asp、Lys、His位于分子外部。（2）为什么在球状蛋白内部和外部都发现Gly和Ala？因Gly和Ala的侧链都比较小，疏水性和极性都小；Gly只有一个H与-碳原子相连，Ala只有CH3与-碳原子相连，故它们即可出现在分子内部，也可出现在分子外部。（3）Ser、Thr、Asn、Gln都是极性氨基酸，为什么会在内部发现？Ser、Thr、As。n、Gln都是极性氨基酸，但它们在pH7.0时含有不带电荷的极性侧链，参与分子内部的氢键形成，从而减少了它们的极性。（4）在球状蛋白的分子内部和外部都能找到Cys，为什么？在球状蛋白内部可见Cys，因其常常参与链内和链间的二硫键的形成，使其极性减少。6、肌红蛋白也可以与氧可逆结合，所以从理论上讲，肌红蛋白可以替代血红蛋白运输氧的功能。答:不可以. 肌红蛋白是肌肉中储存和供氧，在低氧分压下仍能结合大量氧，这样可以保证在肌肉运动时持续供氧。血红蛋白的功能是在血液中运输氧，主要是通过长距离将氧从肺部运到组织。这就要求在低氧分压时（组织中）与氧的亲和性低，从而利于氧的及时释放，满足组织代谢需要；在氧分压高时（肺部），血红蛋白对氧的亲和力高有利于他在肺部高效地结合氧。所以肌红蛋白不可以替代血红蛋白运输氧的功能。7、已知血红蛋白含铁0.34%，血红蛋白的最小相对分子量是多少？实验表明，血红蛋白的相对分子量为64500，实际上一个血红蛋白含几个铁原子？ 答：M铁=55.85，则最小相对分子质量M血红蛋白=55.85/0.34%=16426铁原子个数=64500/1642648、已知蛋白X等电点为7，设计实验利用阴离子交换树脂纯化。答案：建立阴离子交换柱，比如Q-Sepharose。用pH8.5的缓冲液平衡柱子，同时蛋白X溶解于pH8.5的缓冲液中，在此pH值下蛋白X带有负电，将含有蛋白X的混合液上样，然后用起始液冲洗，蛋白X会与此柱结合，然后盐梯度洗脱。9、某种蛋白质当用凝胶过滤法测定其分子量为90kD，而用SDS-PAGE测定其分子量为60kD，无论是否有巯基乙醇存在都如此。为什么会有二种不同的结果？你认为哪种方法更准确解析：凝胶过滤法针对球状分子，题目中蛋白质肯能不是球状蛋白，在用凝胶过滤法测定时，有部分子未被洗脱下来，洗脱体积减少，则根据标准曲线查出的相对分子质量就较高。10、从下面的信息确定某一蛋白质亚基组成： 1). 用凝胶过滤法，测定其分子量为200kD， 2). 用SDS-PAGE，测定其分子量为100kD， 3). 在巯基乙醇存在下，用SDS-PAGE分析，获得的分子量 为60kD和40kD.答：蛋白质含有四个亚基。由（1）、（2）知蛋白有两条分子量为100KD的多肽链组成，由（3）知一条分子量为100KD的多肽链由分子量为60KD和40KD的多肽链组成，由以上可知该蛋白由四个亚基组成。11、某蛋白质的某一区段含有29个氨基酸残基，这些残基之间均可形成如下图所示的氢键。(1) 该区段具有 -螺旋 的二级结构，它的长度为 0.60 纳米。(2) 已知该区段在在整个蛋白质分子的外部/内部，则这一区段很可能含有较多的 极性/非极性 氨基酸。 12、a-螺旋结构要点？体内环境下，寡聚(Leu,Ala,Asp,Glu,lys,Pro)对螺旋稳定性的影响与原因？解析：a-螺旋结构要点:1. 多个肽键平面通过碳原子旋转，相互之间紧密盘曲成稳固的螺旋，2. 多肽链主链围绕其中心轴盘绕而成的一种螺旋管状结构，螺旋结构每螺旋上升一圈需要3.6个氨基酸残基，垂直上升0.54nm，3. 螺旋结构中每个氨基酸残基上的氨基氢与其后第四个氨基酸残基的羰基氧形成氢键，其氢键的走向与螺旋轴平行，4. 肽链中氨基酸侧链R，分布在螺旋外侧，其形状、大小及电荷影响螺旋的形成；13、 在生理条件下，多聚赖氨酸呈随机卷曲的构象，在什么样的条件下，它可以形成-helix？第三章 酶1、酶的化学组成有何特点？什么是全酶？酶的辅助因子有哪些？答：酶是蛋白质或RNA.全酶：由酶蛋白和辅助因子构成的复合物。辅助因子：金属离子、辅酶、辅基。2、什么是酶的活性中心？酶的活性中心有何特点？答：活性中心：指酶分子中直接和底物结合，并和酶催化作用直接有关的部位。特点：是酶分子的一小部分。对单纯酶，是由一些氨基酸残基的侧链基团组成；对结合酶，除了氨基酸残基的侧链基团，辅酶或辅基也是活性部位的组成成分。构成活性部位的基团形成具有一定空间结构的区域。这个区域位于酶分子的表面含有极性残基的疏水裂缝或凹槽内。3、请简要说明酶的催化机制（专一性与高效两个方面）？答：酶的本质是降低反应的活化能。（1） 专一性：锁钥学说认为酶的作用专一性是由底物分子结构与酶活性部位空间结构的互补性决定的，两者的关系就像是锁和钥匙的关系一样。 诱导契合假说提出酶活性部位的结构在和底物结合之前不一定是准确互补的，但当其与底物结合时，可受底物结构诱导发生适应性变化，形成酶底复合物。 三点附着学说提出底物与酶分子活性部位两间之间，至少有三个基团在空间上具有互补对应关系，只有满足这种条件的底物才能被酶催化。（2）高效性的因素：底物与酶的邻近效应与定向效应。张力与变形。酸碱催化。共价催化。酶活性中心是低介电区域微环境影响。4、测定酶活力时为什么要加过量的底物？（底物浓度与酶反应速度的关系，为什么是这种关系）过氧化氢酶的Km为2.510-2 mol/L， 当其过氧化氢浓度为100 mmol/L时，求在此浓度下，该酶被底物所饱和的百分数？答：如果底物浓度过低，随着酶促反应的延长，底物浓度增加加速逆反应的进行，产物对酶的抑制或激活作用以及时间的延长引起酶本身分子失活。底物浓度与酶反应速度的关系：底物浓度较低时，两者呈正比关系，底物浓度较高时，底物浓度增加，反应速度增加不明显，当底物浓度继续增大时，反应速度趋于极限值。原因：底物浓度较低时，只有一部分酶与底物形成中间络合物ES，增加底物更多的ES生成，速度增加，但当底物浓度增大时，反应体系中的酶全部形成ES络合物，再增加底物，速度维持不变。Km=2.5*10-2mol/L,S=100mmol/L,由V=VmaxS/(Km+S)得V=0.8Vmax,则酶被底物所饱和的百分数=(V/Vmax)*100%=80%5、竞争性抑制、非竞争性抑制和反竞争性抑制作用的主要区别是什么？他们在酶促反应中会使Vmax和Km发生什么变化？竞争性抑制：与底物竞争酶的活性中心并与酶的活性中心结合。Km增大，Vmax不变。非竞争性抑制：抑制剂既可以与游离酶结合，也可以与ES复合物结合。Km不变，Vmax变小。反竞争性抑制：抑制剂不能与游离酶结合，可与ES复合物结合阻止产物生成。Km、Vmax均变小6、什么是别构酶？别构酶有什么特点？什么是别构效应？答：别构酶：是指酶分子构象可以受某些化学物质结合的影响，并进一步导致酶活性改变的酶。这是一类处于代谢反应关键部位的调节酶，其活性变化对控制代谢反应速度具有十分重要的作用。特点：1 别构酶由两个及其以上的亚基构成，为寡聚酶。2 具有别构效应。3 别构酶最主要的动力学特点是v一S的关系不符合典型米氏方程,关系曲线不是经典米氏酶的双曲线而是呈现出一种“S”形曲线。4别构酶通常是系列反应系统中催化第一步反应的酶，或催化代谢分支点上的酶.5别构酶一般分子量较大，结构更复杂，往往表现出一些与一般酶不同的性质。别构效应：调节物与酶分子的别构部位结合后，使酶分子的构象改变，进一步导致酶活性发生改变，此效应称为酶的“别构效应”7、酶活力与酶的比活力有何区别？什么是酶的转换数？答：酶活力：是指在一定条件下，酶加速其化学反应速度的能力。酶的比活力：单位质量酶制剂所具有的酶的活力称为酶的比活力。比活力通常用每毫克蛋白质所含的国际酶活力单位数或每千克蛋白质所具有的Katal数。即U/mg 或 Katal/Kg酶的转换数：酶被底物完全饱和时，每单位时间内每一活性中心或每分子酶所能转换的底物分子数。也称为酶的分子活性。8、25 mg蛋白酶溶于25 mL 缓冲液中，取0.1 mL 酶液以酪蛋白为底物测酶活力，测得其活力为每小时产生1500 ug 酪氨酸。另取2 mL 酶液测得蛋白氮含量为0.2 mg。若以每分钟产生1 ug酪氨酸的酶量为1个活力单位计算，求（1）1mL酶液中所含的蛋白质量和酶活力单位。（2）比活力是多少？（3）1 g酶制剂的总蛋白含量及总活力？解：由题意得，1mL缓冲液中蛋白酶为25/25=1mg,1mL酶液测得蛋白氮含量为0.1mg.（1）1mL酶液蛋白氮含量为0.1mg,则蛋白质量m=0.1/16%=0.625mg0.1mL酶液每小时产生1500ug酪氨酸，则1mL酶液每小时产生15000ug酪氨酸,所以酶活力单位=15000/60=250U(2)25mL酶液时酶活力单位=250*250=6250U,则比活力=6250/25=250（3）9、分离纯化某蛋白酶的主要步骤和结果如下。请问后三步的各自比活力和纯化倍数；亲和层析的原理是什么？分离步骤分离液体积/mL总蛋白含量/mg总活力单位/IU1 离心分离1400100001000002 硫酸铵盐析和透析2803000960003 离子交换层析90400800004 亲和层析6345000解：1的比活力=100000/10000=102的比活力=96000/3000=32，纯化倍数=32/10=3.23的比活力=80000/400=200, 纯化倍数=200/10=204的比活力=45000/3=15000, 纯化倍数=15000/10=1500亲和层析的原理：被分离蛋白质与其配体的特异性结合。