生物化学复习题 (1)

1.1994年O.T.Avery等通过什么实验证明DNA是遗传物质的？答：肺炎球菌转化实验证明DNA是遗传物质。2.核酸分为哪些类？它们的分布和功能是什么？答：（1）核酸分为两大类，即：核糖核酸（RNA）、脱氧核糖核酸（DNA）（2）核酸的分布：DNA的分布：真核生物，98%在核染色体中，核外的线粒体中存在mDNA，叶绿体中存在ctDNA。原核生物，存在于拟核和核外的质粒中。病毒：DNA病毒RNA的分布：分布于细胞质中。有mRNA、rRNA、tRNA（3）功能：的DNA是主要遗传物质RNA主要参与蛋白质的生物合成。tRNA：转运氨基酸TrRNA：核糖体的骨架mRNA：合成蛋白质的模板RNA的功能多样性。参与基因表达的调控；催化作用；遗传信息的加工；病毒RNA是遗传信息的载体。3.说明Watson－Crick建立的DNA双螺旋结构的特点。答：（1）DNA分子有两条反向平行的多核苷酸链相互盘绕形成双螺旋结构。两条链围绕同一个“中心轴”形成右手螺旋，双螺旋的直径为2nm。（2）由脱氧核糖和磷酸间隔相连而形成的亲水骨架在双螺旋的外侧，而疏水的碱基对则在双螺旋的内部，碱基平面与中心轴垂直，螺旋旋转一周约为10个碱基对（bp），螺距为3.4nm，这样相邻碱基平面间隔为0.34nm，并有一个36º的夹角，糖环平面则于中心轴平行。（3）两条DNA链借助彼此碱基之间形成的氢键而结合在一起。根据碱基结构的特征，只能形成嘌呤与嘧啶配对。既A与T配对，G与C配对，A－T间有2个氢键，G－C间有3个氢键。（4）在DNA双螺旋结构中，两条链配对偏向一侧，形成一条大沟和一条小沟。这两条沟特别是大沟对蛋白质识别DNA双螺旋结构上的特定信息非常重要，只有沟内蛋白质才能识别到不同碱基顺序。4.什么是增色效应和减色效应？说明其原因。答：（1）增色效应：DNA变性后，由于双螺旋解体，碱基堆积已不存在，藏于螺旋内部的碱基暴露出来，对260nm紫外吸收值升高，此现象称为增色效应。原因：DNA变性后，由于双螺旋解体，碱基堆积已不存在，藏于螺旋内部的碱基暴露出来。（2）减色效应：DNA复性后，其溶液的A260值减小，最多可减小至变性前的A260值，这现象称减色效应。原因：由于有规律的双螺旋结构中碱基紧密地堆积在一起造成的。5.何为酶的活性中心？活性中心包括哪些部分？答：（1）概念：酶分子中直接与底物结合，并催化底物发生化学反应的部位，称为酶的活性中心。（2）①结合部位：决定酶的专一性。②催化部位：决定酶促反应的类型。③其它必需基团：活性中心以外、维持酶的空间构象必需的基团。6.酶的分类。答：(1)氧化-还原酶：主要包括脱氢酶和氧化酶。(2)转移酶：转移酶催化分子间基团转移反应。(3)水解酶：水解酶催化底物的加水分解反应。(4)裂合酶：催化C-C,C-O,C-N断裂，形成双键的反应。(5)异构酶：异构酶催化各种同分异构体的相互转化，即底物分子内基团或原子的重排过程。(6)合成酶：又称为连接酶，能够催化C-C、C-O、C-N以及C-S键的形成反应。这类反应必须与ATP分解反应相互偶联。7.什么叫酶原激活？酶原激活的实质是什么？答：（1）概念：酶原激活：酶原在一定条件下被打断一个或几个特殊的肽键，从而使酶构象发生一定的变化形成具有活性的三维结构过程称为“酶原激活”。（2）实质：酶原激活实际上是酶活性部位形成和暴露的过程。8.简述酶催化具有高效性的几种机制。答：（1）邻近效应与定向效应。“使分子间的反应近似于分子内的反应”（2）张力效应和底物形变（3）酸碱催化。酶活性部位上的某些基团可以作为良好的质子供体或受体对底物进行酸碱催化。（4）共价催化。酶活性中心含有可以处的极性基团，在催化底物发生反应的过程中，首先以共价键与底物结合，生成一个活性很高的共价型的中间产物，反应所需的活化能大大降低，反应速度明显加快。（5）酶活性中心是低介电环境。使底物分子的敏感键和酶的催化基团之间形成很大的反应力，有助于加速反应的进行。9.分别说明磺胺类药物及有机磷农药的抑菌和杀虫原理。（可能不考）答：（1）磺胺类药物。叶酸是四氢叶酸（FH4）的前身，FH4是合成核苷酸的必须的辅酶。细菌不能利用环境中的叶酸，只能利用对氨基苯甲酸合成FH4。磺胺类药与对氨基苯甲酸具有类似的化学结构，是二氢叶酸合成酶的竞争抑制剂，抑制FH2的合成，进而减少FH4的合成。（2）有机磷农药。如二异丙基氟磷酸能够与胰凝乳蛋白或乙酰胆碱酶活性中心的丝氨酸残基反应，形成稳定的共价键，因而抑制酶的活性。10.什么是糖酵解，糖酵解与发酵有何不同？简述用砷酸取代磷酸，对有机体的影响。答：（1）糖酵解：在无氧的条件下，葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着ATP生成的一系列反应。糖酵解途径，亦称为EMP途径。发酵：复杂的有机物在微生物作用下分解。（3）砷酸盐可与磷酸根竞争同高能硫酯中间物结合，形成1－砷酸－3－磷酸甘油酸，他很易自发水解成3－磷酸甘油酸而无ATP的形成，因此砷酸使这一步的氧化作用与磷酸化作用解偶联，但不影响糖酵解的继续进行。11.写出葡萄糖彻底氧化途径的反应式、酶及辅因子各阶段生成的ATP数和NADH的数量。答：（1）C6H12O6+2ADP+2Pi+2NAD+→2CH3COCOOH+2ATP+2NADH+2H++2H2O（2）丙酮酸+辅酶A+NAD+→乙酰CoA+CO2+NADH+H+（3）乙酰-CoA＋3NAD+＋FAD＋GDP＋Pi＋2H2O→2CO2＋3NADH＋3H+＋FADH2＋GTP＋CoASH12.写出三羧酸循环的主要步骤，三羧酸循环是如何调控的，又如何维持的，三羧酸循环有何生理意义？说明在无氧气的情况下，TCA不能进行的原因。答：（1）主要步骤：①乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸。乙酰CoA+草酰乙酸→柠檬酸+CoA-SH②柠檬酸异构化生成异柠檬酸。柠檬酸↔异柠檬酸③异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸。异柠檬酸+NAD+→α-酮戊二酸+CO2+NADH+H+④α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰辅酶A。α-酮戊二酸+CoA-SH+NAD+→琥珀酰CoA+CO2+NADH+H+⑤琥珀酰CoA转变为琥珀酸。琥珀酰CoA+GDP+Pi→琥珀酸+GTP+CoA-SH⑥琥珀酸氧化脱氢生成延胡索酸。琥珀酸+FAD→延胡索酸+FADH2⑦延胡索酸水合生成苹果酸。延胡索酸+H2O→苹果酸⑧苹果酸脱氢生成草酰乙酸。苹果酸+NAD+↔草酰乙酸+NADH+H+（2）调控与维持：三羧酸循环的多个反应是可逆的，但由于柠檬酸的合成和α-酮戊二酸的氧化脱羧二部反应不可逆，故整个循环只能单方向进行。三羧酸循环调节的部位主要有三个，即柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶催化的反应。调节的关键因素是.[NADH]/[NAD+]和[ATP]/[ADP]的比值和草酰乙酸、乙酰辅酶A等代谢产物的浓度。柠檬酸合酶是该途径的关键限速酶，NADH/ATP抑制该酶的活性，他们能提高酶对乙酰辅酶A的Km值。草酰乙酸和乙酰辅酶A浓度高时，可激活该酶。此外，ADP能激活异柠檬酸脱氢酶，而琥珀酸辅酶A和NADH抑制它的活性。琥珀酸辅酶A和NADH抑制α-酮戊二酸脱氢酶活性。（3）意义：①糖有氧氧化的基本生理功能是氧化供能。②TCA是体内三大营养物质代谢的总枢纽。③TCA产生的多种中间产物是生物体内许多重要物质合成的原料。④发酵工业利用微生物TCA生产各种代谢产物，如柠檬酸、谷氨酸等，在生产实践中应用潜力巨大。（4）分子氧不直接三羧酸循环中去，但若无氧，NADH和FADH2不能再生NAD+和FAD，从而使三羧酸循环不能进行。因此，三羧酸循环是严格需氧的。13.糖酵解的调节酶。答：酶的名称变构激活剂变构抑制剂已糖激酶Mg2+,Mn2+G-6-P磷酸果糖激酶-1Mg2+,AMP,ADP,F-1,6-2P,F-2,6-2PATP，柠檬酸，长链脂肪酸，H+丙酮酸激酶Mg2+,K+,F-1,6-2PATP、乙酰CoA、丙氨酸14.何谓呼吸链？简述呼吸链的组成及排列顺序的依据和原则。答：（1）呼吸链：即电子传递链，存在于线粒体内膜上的一系列电子载体，按对电子亲和力逐渐升高的顺序组成的电子传递系统。（2）链的种类：根据呼吸底物上氢的初始受体的不同，线粒体内呼吸链可分为：NADH呼吸链、FADH2呼吸链（3）组成：①黄素蛋白类（FP）。②铁硫蛋白（Fe-S）。③细胞色素类（Cyt）。④辅酶Q（又称泛醌，CoQ）。①复合物I②复合物II③复合物III④复合物IV（4）排列顺序：排列依据和原则：呼吸链中的电子传递有着严格的方向和顺序，即电子从电负性较大的传递体依次通过电正性较大的传递体逐步流向氧分子。这些成员不可缺少，其顺序不可颠倒。15.EMP中产生的NADH是如何进入线粒体氧化的？答：（1）甘油-3-磷酸穿梭（2）苹果酸-天冬氨酸穿梭16.何谓氧化磷酸化，它与底物水平磷酸化有何不同？答：广义上的氧化磷酸化是指利用生物氧化过程中释放的自由能使ADP形成ATP的过程。它包括氧化磷酸化和底物水平磷酸化。氧化磷酸化：电子从NADH或FADH2经电子传递链传递到分子氧形成水，同时偶联ADP磷酸化生成ATP。底物水平磷酸化：在底物的氧化过程中，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。17.何谓糖异生？糖异生和糖酵解均发生在细胞质中，两者是如何调节的？答：（1）定义：由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖（原）异生作用。（2）调节：①高水平的ATP、NADH别构抑制磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶，而别构的激活二磷酸果糖酯酶。②Pi、AMP、ADP别构激活磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶并别构抑制二磷酸果糖酯酶。③ATP/ADP比值高时，EMP途径关闭、糖异生打开；ATP/ADP比值低时，EMP途径打开，糖异生活性降低。柠檬酸起类似的作用。18.结合酶的细胞学定位说明脂肪彻底氧化分解的过程。答：脂肪的消化需要三种脂肪酶的参与，逐步水解三酰甘油的三个酯键，最后生成甘油和脂肪酸。甘油在甘油激酶的催化下，生成甘油-3-磷酸，然后脱氢生成磷酸二羟丙酮。磷酸二羟丙酮为糖酵解途径的中间产物，因此可以继续氧化，经丙酮酸进入TCA循环彻底氧化成CO2和水，又可经糖异生作用合成葡萄糖乃至合成多糖。19.简述油料种子是如何对脂肪进行转化和利用的。答：脂肪酸→乙酰CoA→乙醛酸循环→琥珀酸→糖油料植物的种子中主要储藏物质是脂肪，在种子萌发时乙醛酸体大量出现，由于它含有脂肪分解和乙醛酸循环的整套酶系，因此可以将脂肪分解，并将分解产物乙酰CoA转变为琥珀酸，后者经糖异生转变成糖并以蔗糖的形式运至种苗的其他组织，攻击生长所需的能源和碳源；能当种子萌发后期，贮脂耗尽。20.何谓脂肪酸α－氧化，ω－氧化？脂肪酸α－氧化，ω－氧化对生物体有何意义，有何特异性？答：（1）脂肪酸的α-氧化：氧化作用发生在脂肪酸的α-碳原子上，其产物是CO2和比原来少一个碳原子的脂肪酸。意义：①使植物产生奇数脂肪酸。②降解含甲基的支链脂肪酸，为β-氧化消除障碍或过长脂肪酸的降解起着重要作用。（2）脂肪酸的ω-氧化：脂肪酸ω位的碳原子的氧化，其产物是α，ω-二羧酸。意义：形成α，ω-二羧酸，两端同时进行β-氧化。(3)特性：21.何谓乙醛酸循环？写出乙醛酸循环的主要反应和酶系，说明其意义。答：（1）乙醛酸循环:脂肪酸降解的主要产物乙酰辅酶A或乙酸可通过乙醛酸循环，将2分子乙酰辅酶A合成1分子琥珀酸，通过糖异生转变为糖类物质。（2）酶：柠檬酸合酶、顺乌头酸梅、异柠檬酸裂解酶、苹果酸合酶、苹果酸脱氢酶。（3）意义：GAC是TCA的一条支路，其产物琥珀酸可弥补四碳化合物的不足。植物、微生物通过GAC使脂肪异生为糖。22.酮体的意义。答：（1）1.酮体具水溶性，能透过血脑屏障及毛细血管壁，是输出脂肪能源的一种形式。（2）脑组织不能氧化脂肪酸，能利用酮体。长期饥饿、糖供应不足时，酮体可以代替葡萄糖，成为脑组织的主要能源物质（50～70%）。（3）禁食、应激及糖尿病时，心、肾、骨骼肌摄取酮体代替葡萄糖供能，节省葡萄糖以供脑和