生物化学问答题

第二章蛋白质化学1、举例说明蛋白质的一级结构、空间结构与功能的关系。答：一级结构是空间结构和功能的基础。一级结构相似其功能也相似，例如不同哺乳动物的胰岛素一级结构相似，仅有个别氨基酸差异，故它们都具有胰岛素的生物学功能；一级结构不同，其功能也不同；一级结构发生改变，则蛋白质功能也发生改变，例如血红蛋白由两条α链和两条β链组成，正常人β链的第六位谷氨酸换成了缬氨酸，就导致分子病--镰刀状红细胞贫血的发生，患者红细胞带氧能力下降，易出血。空间结构与功能的关系也很密切，空间结构改变，其理化性质与生物学活性也改变。如核糖核酸酶变性或复性时，随之空间结构破坏或恢复，生理功能也丧失或恢复。变构效应也说明空间结构改变，功能改变。2、什么是多肽链的N末端和C末端？如何测定N末端？答：c端是羧基端，n端是氨基端。测定N末端可用2,4-二硝基氟苯法、丹磺酰氯法和Edman降解法。3、维持蛋白质溶液稳定的因素是什么？实验中常用来沉淀蛋白质的方法有哪些？答：1）蛋白质的水化作用（水膜或水化层）2）蛋白质颗粒在非等电点时带有相同电荷沉淀蛋白质的主要方法有:1、加高浓度中性盐（盐析）2、重金属盐沉淀蛋白质3、生物碱试剂和某些酸类沉淀蛋白质4、有机溶剂沉淀蛋白质5、加热凝固4、什么是蛋白质的变性作用和复性作用？蛋白质变性后哪些性质会发生改变？答：蛋白质的变性作用是指在某些因素的影响下，蛋白质分子的空间构象被破坏，并导致其性质和生物活性改变的现象。除去变性因素，某些蛋白质变性后在适当条件下可恢复其原来的三维结构和生物活性，这个过程称为蛋白质的复性。变性发生的改变：①生物活性丧失②理化性质改变，包括：溶解度降低，结晶能力丧失，光学性质改变③生物化学性质改变，分子结构伸展松散，易被蛋白酶分解5、试比较蛋白质的一、二、三、四级结构及维持其稳定的化学键。答：（1）多肽链中氨基酸的数目、排列顺序和连接方式称为蛋白质的一级结构，维系蛋白质一级结构中的主要化学键是肽键，有些蛋白质还包含二硫键。（2）蛋白质的二级结构是指蛋白质分子中某一段肽键的局部空间结构，也就是该肽链主链骨架原子的相对空间位置，并不涉及氨基酸残基侧链的构象。蛋白质二级结构包括α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲。维持蛋白质二级结构的化学键是氢键。（3）蛋白质的三级结构是整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，即整条肽链所有原子在三维空间的排列位置。蛋白质三级结构的形成和稳定主要靠次级键——疏水作用、离子键、氢键和范德华力等。（4）由数条具独立的三级结构的多肽链彼此通过非共价键相互作用而成的聚合体结构就是蛋白质的四级结构。每一个具有独立三级结构的多肽链称为蛋白质的亚基。维系四级结构的作用力主要是疏水作用，氢键和离子键也参与维持四级结构。6、何谓蛋白质的变性与沉淀？二者在本质上有何区别？答：l）蛋白质的变性作用：蛋白质因受某些物理的或化学的因素的影响，分子的空间构象破坏，从而导致其理化性质，生物学活性改变的现象称为蛋白质的变性作用。强酸，强碱，剧烈搅拌，重金属盐类，有机溶剂，脉，肌类，超声波等都可使蛋白质变性。2）蛋白质的沉淀作用：由于水化层和双电层的存在，蛋白质溶液是一种稳定的胶体溶液。如果向蛋白质溶液中加入某种电解质，以破坏其颗粒表面的双电层或调节溶液的pH，使其达到等电点，蛋白质颗粒因失去电荷变得不稳定而将沉淀析出。这种由于受到某些因素的影响，蛋白质从溶液中析出的作用称为蛋白质的沉淀作用。区别：如重金属盐类、有机溶剂、生物碱试剂等都可使蛋白质发生沉淀，且不能用透析等方法除去沉淀剂而使蛋白质重新溶解于原来的溶剂中，这种沉淀作用称为不可逆的沉淀作用。如果向蛋白质溶液中加入大量的盐类，如硫酸铰，蛋白质的溶解度逐渐下降，以致从溶液中沉淀出来，若用透析等方法除去使蛋白质沉淀的因素后，可使蛋白质恢复原来的溶解状态。此种沉淀作用称为可逆的沉淀作用。沉淀的蛋白质不一定变性失活，但变性后的蛋白质一般失去活性。第三章酶化学1、什么是酶？酶促反应有何特点？答：酶是由活细胞产生的，能在体内和体外起同样催化作用的一类具有活性中心和特殊构象的生物大分子。除少数具有催化功能的RNA外绝大多数的酶都是蛋白质。特点：高效性、特异性、可调节性、不稳定性2、什么是酶的活性中心？酶的活性中心分为哪两部位？各有何功能？答：酶分子中直接与底物结合，并催化底物生成产物的部位叫酶的活性中心。酶的活性中心包括结合部位和催化部位两个功能部位。其中结合部位直接与底物结合,催化部位是发生化学变化的部位,决定催化反应的性质。3、Km的涵义及意义、米氏方程式。简述米氏方程的物理意义。答：Km值系反应速米氏常数的意义：Km值是酶的特征性常数，每一种酶都有它的Km值。Km值只与酶的结构，酶的底物有关，不Km值可以表示酶与底物的亲和力。Km愈小，则酶与底物的亲和力愈大。米氏方程式：米氏方程的物理意义：描述了一个酶促反应的初速度、最大反应速度Vmax和底物浓度之间的关系。4、试述变构酶（别构酶）的结构特征及其在代谢调节中的作用。答：当某些化合物与酶分子中的别构部位可逆地结合后，酶分子的构象发生改变，使酶活性部位对底物的结合与催化作用受到影响，从而调节酶促反应速度及代谢过程，这种效应称为别构效应。具有别构效应的酶称为别构酶。别构酶有多个活性中心，其效应物作用为同促效应的正协同效应时，当底物分子与其某一活性部位结合时可促使其它的活性部位与底物分子结合，促使酶促反应速率增加；当其为负协同效应时底物分子与活性部位结合后，导致其它活性部位与底物结合更难。异促效应中，酶的活性部位与调节部位不同，分别在两个亚基上，没有结合负效应物时，酶对底物亲和力很高；结合负效应物后酶对底物的亲和力减小。第四章核苷酸和核酸1、DNA变性后的理化性质有何改变？核酸分子杂交的原理是什么？答：DNA变性后，由于维持DNA二级结构的氢键断裂和堆积碱基之间疏水作用的破坏，由双链变为单链，导致：①溶液粘度降低：双链结构分子量大且相互缠绕，流体阻力大，断裂成单链后阻力小，粘度变小。②溶液旋光性发生改变：变性后整个DNA分子的对称性及分子局部的构性改变，使DNA溶液的旋光性发生变化。③紫外吸收作用增强，即发生增色效应。由于双螺旋结构的破坏导致碱基的充分暴露，表现为OD260光吸收增大核酸分子杂交的原理：互补的DNA单链能够在一定条件下结合成双链，即能够进行杂交。这种结合是特异的，即严格按照碱基互补的原则进行，它不仅能在DNA和DNA之间进行，也能在DNA和RNA之间进行。因此，当用一段已知基因的核酸序列作出探针，与变性后的单链基因组DNA接触时，如果两者的碱基完全配对，它们即互补地结合成双链，从而表明被测基因组DNA中含有已知的基因序列。1、影响DNA的Tm值大小的因素有哪些？答：①外部因素：pH、盐离子强度。②内部因素：DNA的碱基比例、DNA的均一性2、比较DNA和RNA结构与功能在化学组成、分子结构、细胞内分布和生理功能上的主要区别是什么？答：化学组成：DNA主要含有脱氧核糖核苷酸，磷酸基团，以及碱基；RNA含有核糖核苷酸，磷酸基团，碱基。要注意的就是其中胸腺嘧啶只存在于DNA中，尿嘧啶只存在于RNA中，其他碱基是它们所共有的。分子结构：DNA是双螺旋结构，两条链碱基互补；RNA是单链结构。细胞内分布：DNA主要分布于细胞核，RNA分布于细胞核和细胞质内。生物功能：DNA是生物体内的主要遗传物质，承载者生物体的主要遗传信息。RNA主要分三类，即tRNA（转运RNA）,rRNA（核糖体RNA）,mRNA（信使RNA）。mRNA是合成蛋白质的模板，内容按照细胞核中的DNA所转录；tRNA是mRNA上碱基序列（即遗传密码子）的识别者和氨基酸的转运者；rRNA是组成核糖体的组分，是蛋白质合成的工作场所。4、双链DNA（5′）ATGCCCGTATGCATTC（3′）的互补链顺序？答：（3’）TACGGGCATACGTAAG(5’)5、有两个分离自未知细菌的DNA样品，它们各含32％和17％的腺嘌呤碱基。你估计这两种细菌DNA各自所含的腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶的比例是多少？如果这两种细菌中的一种是来自温泉，哪一种菌应该是温泉菌，为什么？答：DNA1中，因含有32%的A,所以应含有32％的T；而G=C=(1-64％）／2=18%；DNA2中，因含有17%的A，所以应含有17％的T；而G=C=（1-34％）／2=33%。所以，DNA1中的G-C含量比DNA2的小，推知其Tm值小于DNA2的，因此，DNA2应是温泉菌。6、维生素的概念及其重要性答:维生素是维持生物机体正常生命活动所必需的一类微量(mg、μg/Day)有机小分子物质。重要性：维生素既不是构成组织的原料，也不是供能物质，但却是生物生长发育和进行新陈代谢不可缺少的一类物质，因为它是酶的辅酶的组成成分，尤其是B族维生素。7、TPP、NAD+、NADP+、FMN、FAD、CoA、FH4中各含有哪种维生素？并写出以上各种辅酶或辅基的中文名称及其主要生化功能。答：项目所含维生素中文名称主要生化功能TPP维生素b1焦磷酸硫胺素参与a-酮酸的氧化脱羧作用NAD+烟酸（维生素PP）烟酰胺腺嘌呤二核苷酸参与氧化还原反应，是重要的递氢体NADP+烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸FMN维生素B2黄素单核苷酸参与氧化还原反应，与糖、脂和氨基酸的代谢密切相关FAD黄素腺嘌呤二核苷酸CoA泛酸（维生素B3）辅酶A是酰基转移酶的辅酶，在糖类和代脂类谢中起转移酰基的作用FH4叶酸四氢叶酸充当一碳单位转移酶系统中的辅酶第十章糖代谢1、试列表比较葡萄糖的有氧氧化、无氧酵解、磷酸戊糖途径。（反应条件、部位、关键酶、产物、能量生成及生理意义）项目有氧氧化无氧酵解磷酸戊糖途径反应条件有氧情况供氧不足反应部位线粒体胞液胞浆关键酶丙酮酸脱氢酶系、柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶己糖激酶（葡萄糖激酶）、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶G6P脱氢酶产物CO2和H2O乳酸磷酸戊糖、NADPH能量生成（一分子葡萄糖）30或32两分子ATP无2、在百米短跑时，肌肉收缩产生大量的乳酸，试述乳酸的主要代谢去向.答：（1）大量乳酸透过肌细胞膜进入血液，在肝脏经糖异生合成糖；（2）大量乳酸透过肌细胞膜进入血液，在心肌中经LDH1催化生成丙酮酸后氧化供能；（3）大量乳酸透过肌细胞膜进入血液，在肾脏中异生为糖或经尿排出；（4）一部分乳酸在肌肉内脱氢生成丙酮酸而进入有氧氧化。第十一章生物氧化1、试述ATP的结构特征并说明ATP在生物能量转换中的作用。答：ATP的结构是腺苷的三磷酸酯，其中远离腺苷基团的两个磷酸基团具有较高的能量，两个磷酸基团之间（P和P之间用“~“表示）的化学键是高能磷酸键。ATP在能量转换中扮演了极其重要的角色。当需能时，ATP可以立即水解，为各种吸能反应直接提供自由能。同时，ATP又可以从放能反应中获得再生。在活细胞的能量循环过程中起携带能量的作用，形成ATP循环，成为细胞能量流通的货币。5、试述电子传递链的组成及排列顺序，各电子传递体的排列顺序是如何确定的？答：组成：NADH-CoQ还原酶，琥珀酸脱氢酶，细胞色素bc1复合物，细胞色素c氧化酶；排列顺序：NADH脱氢酶，泛醌，细胞色素b，细胞色素c1,细胞色素c，细胞色素a，细胞色素a3;确定：由各种电子传递体标准氧化还原电位来决定。8、试述电子传递抑制剂，氧化磷酸化抑制剂和解偶联剂的作用机制和它们之间的相同点和不同点。答：相同点：导致电子传递和ATP合成阻断不同点：电子传递抑制剂：抑制呼吸链中的一些酶类，以至使呼吸链中断氧化磷酸化抑制剂：通过抑制ATP合酶，ATP合成停止，电子传递链也被阻断。解偶联剂作用：将电子传递与磷酸化作用分离，使电子传递失去控制，氧消耗增加，ATP合成停止，产生的能量以热的形式释放。9、酵解产生的NADH是如何进入线粒体氧化的？答：酵解过程中产生的NADH不能自由通过线粒体膜，需要通过特殊的传递方式。细胞有两种传递机制：磷酸甘油穿梭系统和苹果酸-天冬氨酸穿梭系统，保障了胞质产生的NADH能顺利进入线粒体氧化。10、氧化磷