生物化学试卷(A)答案

华中科技大学生命学院2007-2008学年度第一学期考试试卷《生物化学》考试试题A卷答案闭卷考试时间：150分钟专业班级姓名学号分数一名词解释（20分）1.基本氨基酸构成蛋白质的20种-氨基酸。包括Gly、Ser、Thr、Cys、Gln、Tyr、Asn、Lys、Arg、His、Glu、Asp，Ile、Leu、Val、Trp、Phe、Met、Ala、Pro。2.蛋白质的等电点在某一pH下蛋白质的净电荷为零。在电场中不泳动，该pH即称为该蛋白质的等电pH(pI)。不同的蛋白质由于带有可电离R基团的氨基酸残基含量各异，有不同的等电点pI。由于蛋白质能同某些阴离子或阳离子结合，所以它们的等电点将随着介质的离子组成而有所变动．3.结构域指蛋白质构象中折叠相对比较紧密的区域，结构域之间在空间结构上相对独立，每个结构域均具备小的球蛋白的性质。结构域作为蛋白质的折叠单位、结构单位、功能单位和遗传单位。结构域的类型有全平行螺旋式，平行或混合型折叠片式，反平行折叠片式，富含金属或二硫键式等。4.别构酶服从别构调节的酶。例如天冬氨酸转氨甲酰酶（ATCase）。别构酶多为寡聚蛋白，有一个或多个别构部位，可以结合别构调节物，并通过异促协同，改变酶与底物的结合。别构酶具有与简单的非调节酶不同的理化性质和动力学行为。5.维生素PP和NAD+维生素PP包括烟酸和烟酰胺，属于水溶性维生素。缺乏时可引起癞皮病，但是由于分布广泛，一般不会发生缺乏症。NAD+，即烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，是维生素PP的辅酶形式。NAD+作为许多脱氢酶的辅酶，参与氧化还原，在这些反应中，以NAD+NADH形式传递电子。6.DNA变性指在某些理化因素作用下，DNA两条链间的氢键断裂，两链分开的过程。高温、酸碱、有机溶剂、射线、脲、胍、甲酰胺均可引起DNA变性。变性后DNA的理化性质发生变化，2例如A260增高；粘度下降；比旋度下降；浮力密度升高等。7.第二信使指细胞响应细胞信号而产生的细胞内信号分子。第二信使作为细胞响应过程的中间产物，具有微量，在响应前后其浓度水平有急剧变化，半寿期一般很短等基本特征，能通过信号传递和放大，引起细胞强烈响应。典型的第二信使有cAMP、cGMP、三磷酸肌醇、二酰基甘油等。8.糖肽键指糖肽或糖蛋白中寡糖链的还原端残基与多肽链的氨基酸残基之间形成的共价连接。糖肽键主要有2种类型：O糖肽键和N-糖肽键。9.膜脂指构成生物膜的脂双层的脂类，主要是磷脂，其次是固醇和糖脂。这些膜脂在结构上的共同特点是具有亲水部分（极性头）和亲脂部分（非极性尾）。膜脂在水介质中取向排列，亲水部分排列在脂双层表面，亲脂部分排列在脂双层内部。10.天然脂肪酸指构成动植物和微生物脂类的脂肪酸。天然脂肪酸①多为偶数，链长4-36C，多为12-24C；②单不饱和脂肪酸的双键位置一般在C9-C10之间。多不饱和脂肪酸的双键位置在C9与末端甲基之间，双键之间往往以亚甲基隔开。③双键基本上是顺式构型。二简答题（50分）1．作出BPG浓度对血红蛋白氧合曲线影响示意图，并结合氧合曲线说明BPG怎样使正常人适应高山的缺氧环境？（10分）解答：当正常人在短时间内由低海拔到高海拔，即氧分压降低，诱导红细胞中BPG浓度在几小时后上升，BPG是有效的别构抑制剂，使血红蛋白对氧的亲和力下降，有利于向低氧分压的组织释放氧（供氧）。BPG浓度的升高主要是保证组织的供氧，不影响肺结合氧。32．丝氨酸蛋白酶类是如何获得高效催化和相应的专一性的？（10分）解答：（1）高效催化机制：丝氨酸蛋白酶都含有一个在酶催化中起关键作用的丝氨酸；大多数丝氨酸蛋白酶的活性部位都有Ser，His和Asp，它们总是簇聚在一起，形成催化三联体或电荷中继网；反应中所有丝氨酸蛋白酶都与底物形成四面体过渡态和酰化酶，大大降低反应活化能。（2）专一性：不同的丝氨酸蛋白酶的专一性不同，即作用肽键的位点不同。这种不同是由于在活性部位的Ser附近总是有一个“口袋”。不同的丝氨酸蛋白酶的“口袋”的形状和电荷不同。例如胰凝乳蛋白酶的口袋比较宽和深，侧面有疏水残基，以便容纳苯丙氨酸一类疏水的芳香侧链。而胰蛋白酶的口袋比较窄和深，底面有负电荷残基，以便容纳带正电荷的侧链。3．试比较两类核酸的化学组成、分子结构、分布及生物学作用。（10分）解答：⑴DNA与RNA化学组成的比较碱基戊糖磷酸DNAA、G、C、Tβ-D-2’脱氧核糖磷酸RNAA、G、C、Uβ-D-核糖磷酸⑵分子结构：一级结构：两者的概念相同，但基本组成单位不同。二级结构：DNA为双螺旋结构；RNA一般为单链分子，可形成局部双螺旋，呈茎–环结构，如tRNA的三叶草结构。三级结构：原核生物DNA为超螺旋，真核生物DNA与蛋白质组装成染色体；RNA的三级结构是其二级结构进一步卷曲折叠，如tRNA的倒L型。⑶分布：DNA存在于细胞核和线粒体；RNA存在于细胞质和细胞核内。⑷生物学作用：DNA是绝大多数生物遗传信息的贮存和传递者，与生物的繁殖、遗传及变异等有密切关系；RNA参与蛋白质生物合成过程，也可作为某些生物遗传信息的贮存和传递者。RNA参与蛋白质生物合成过程，也可作为某些生物遗传信息的贮存和传递者。4．比较胰岛素和肾上腺素在化学本质、来源、作用方式、影响血糖和作用机制方面的异同。（10分）解答：4（1）化学本质：都是含氮激素；胰岛素—蛋白质，肾上腺素—氨基酸衍生物（2）来源：都来自内分泌细胞；胰岛素—胰岛细胞，肾上腺素—肾上腺髓质细胞（3）作用方式：内分泌，即通过血液循环到达靶组织。（4）影响血糖：胰岛素—促进细胞摄取葡萄糖和利用葡萄糖，降低血糖，肾上腺素—促进糖原分解为葡萄糖，提高血糖。（5）作用机制：都是跨膜信号传递。胰岛素—与胰岛素受体结合，激活细胞酪氨酸激酶信号传递途径。肾上腺素—与肾上腺素受体结合，激活细胞G蛋白-环腺苷酸信号传递途径。5．已知（1）动物细胞间质富含糖胺聚糖或蛋白聚糖；（2）植物细胞壁富含纤维素、果胶质和半纤维素；请说明这些结构多糖各自的结构特点，针对所举结构特点，指出该结构可能导致该多糖具有什么性质或什么功能。解答：（1）糖胺聚糖的结构特点：①长链，不分支；②存在大量的羧基和硫酸酯基团。因此糖胺聚糖对钾、钠、镁、钙等阳离子有较大亲和力，增加了基质的渗透压；在生理pH环境中，大量的酸性基团所携带的负电荷间的斥力使分子长链伸展，分子间分散，分子占据的空间增加，水分子充分结合进来，使糖胺聚糖溶液具有高黏弹性和抗震抗压的能力。糖胺聚糖的这些特性有利于润滑和保护细胞。（2）纤维素是植物最重要的结构多糖，1→4糖苷键使纤维素分子比较伸展，有利于分子间的全面氢键缔合，产生不溶于水和抗侧向压力（膨压）的结构。相邻的纤维素分子间依靠分子间氢键聚合成片成束，称为微纤维，微纤维具有极高的机械强度。果胶质包括两种酸性多糖和三种中性多糖，大量的负电荷有利于结合离子和水，因此果胶主要作为基质多糖。半纤维素含有大量侧链，这种结构和果胶质结合，可能有利于加固基质。三计算题（15分）1.若将pH为5.20.1mol/L的的谷氨酸溶液调到pH6.2，应加入多少NaOH?已知天冬氨酸的羧基的pKa=2.2，-羧基的pKa=3.2，氨基的pKa=9.7。(5分)解答pH5.2时，可以认为羧基解离完全，主要是羧基解离。因此，（1）pH5.2时的[A-]/[A+-]=105.2-3.2=102,[A-]=0.1102/(1+102)=0.099（mol/L）;（2）pH6.2时的[A-]/[A+-]=106.2-3.2=103,[A-]=0.1103/(1+103)=0.0999（mol/L）;（3）溶液中的[A-]要由开始的0.099mol/L变成0.0999mol/L.需要加入的NaOH=0.0999-0.099=0.0009（mol/L），5即向1升溶液中加入0.9mmolNaOH。2.某酶的相对分子质量为10000。纯酶的Ｖmax为200U／mg酶。一个活力单位规定为：在标准测定条件下，37℃，10min内水解10μmol底物所需要的酶量。问该酶的转换数kcat是多少？（5分）解答：（1）1mg酶在1s内水解底物的数量=20010(1060)=10/3（μmol/mg·s）（2）1mg酶含有的酶分子数=100010000=0.1（μmol/mg）（3）kcat=10/30.1=33/s,即33s-13.已知某单底物酶符合米氏动力学，底物浓度为90mmol/L时，催化的反应速度达到最大速度的90%，求该酶的Km。（5分）解答：v=Vmax[S]/（Km+[S]）；v/Vmax=[S]/（Km+[S]）=0.9[S]=0.9Km+0.9[S]）[S]=9Km=90mmol/LKm=10mmol/L四分析题（15分）1．用下列实验数据推导某寡肽的一级结构并简述判断的理由。（10分）1)完全酸水解后产生的氨基酸组成为：Ala、Arg、2Ser、Lys、Phe、Met、Pro；2)用DNFB处理并水解得到DNP-Ala；3)羧肽酶A和B对此肽不起作用;4)用CNBr处理获得2个片段,1个片段含有Pro、Trp、Ser；5)用糜蛋白酶作用产生3个片段，1个含有Pro、Ser；另一个含有Met、Trp；最后1个含有Phe、Lys、Ser、Ala、Arg；6)用胰蛋白酶处理产生3个片段，1个含有Ala、Arg；另一个含有Lys、Ser；最后1个含有Phe、Trp、Met、Ser、Pro。解答：（1）得：该肽的氨基酸组成。（2）得：N末端为Ala，（3）得：C末端为Pro。（4）得：C端第4位为Met，出现Trp，所以该肽为9肽。比较多出的Trp显然是在（1）中被酸破坏了，故（1）没有测到。6（5）得：C端第3位为Trp，C端第2位为Ser，C端第五位为Phe。（6）得：N端第2位为Arg，第3位为Ser，第4位为Lys（因胰蛋白酶切割位点为Arg或Lys）序列为(NH2)-Ala-Arg-Ser-Lys-Phe-Met-Trp-Ser-Pro-(COOH)2.用双脱氧终止法测定某DNA序列，#1.dATP,dCTP,dGTP,dTTP,andddATP#2.dATP,dCTP,dGTP,dTTP,andddCTP#3.dATP,dCTP,dGTP,dTTP,andddGTP#4.dATP,dCTP,dGTP,dTTP,andddTTP现获得4管反应产物的凝胶电泳图谱，从左至右依次为#1，#2，#3，#4，如右图所示。请写出该DNA序列（5分）解答从图上阅读的链为新合成链，与模板链互补。即：5’CCCGTAGTAGTCGTGCCCGCTACCGCTAGGACCCAGAAAGCCA3’因此该DNA为5’CCCGTAGTAGTCGTGCCCGCTACCGCTAGGACCCAGAAAGCCA3’3’GGGCATCATCAGCACGGGCGATGGCGATCCTGGGTCTTTCGGT5’电泳方向12347