第一章 蛋白质化学
知 识 要 点
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(一)氨基酸的结构
蛋白质是重要的生物大分子,其组成单位是氨基酸。组成蛋白质的氨基酸有20种,均为α-氨基酸。每个氨基酸的α-碳上连接一个羧基,一个氨基,一个氢原子和一个侧链R基团。20种氨基酸结构的差别就在于它们的R基团结构的不同。
根据20种氨基酸侧链R基团的极性,可将其分为四大类:非极性R基氨基酸(8种);不带电荷的极性R基氨基酸(7种);带负电荷的R基氨基酸(2种);带正电荷的R基氨基酸(3种)。
(二)氨基酸的性质
氨基酸是两性电解质。由于氨基酸含有酸性的羧基和碱性的氨基,所以既是酸又是碱,是两性电解质。有些氨基酸的侧链还含有可解离的基团,其带电状况取决于它们的pK值。由于不同氨基酸所带的可解离基团不同,所以等电点不同。
除甘氨酸外,其它都有不对称碳原子,所以具有D-型和L-型2种构型,具有旋光性,天然蛋白质中存在的氨基酸都是L-型的。酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸具有紫外吸收特性,在280nm处有最大吸收值,大多数蛋白质都具有这些氨基酸,所以蛋白质在280nm处也有特征吸收,这是紫外吸收法定量测定蛋白质的基础。
氨基酸的α-羧基和α-氨基具有化学反应性,另外,许多氨基酸的侧链还含有羟基、氨基、羧基等可解离基团,也具有化学反应性。较重要的化学反应有:(1)茚三酮反应,除脯氨酸外,所有的α-氨基酸都能与茚三酮发生颜色反应,生成蓝紫色化合物,脯氨酸与茚三酮生成黄色化合物。(2)Sanger反应,α-NH2与2,4-二硝基氟苯作用产生相应的DNB-氨基酸。(3)Edman反应,α-NH2与苯异硫氰酸酯作用产生相应的氨基酸的苯氨基硫甲酰衍生物(PIT-氨基酸)。Sanger反应和Edmen反应均可用于蛋白质多肽链N端氨基酸的测定。
氨基酸通过肽键相互连接而成的化合物称为肽,由2个氨基酸组成的肽称为二肽,由3个氨基酸组成的肽称为三肽,少于10个氨基酸肽称为寡肽,由10个以上氨基酸组成的肽称为多肽。
(三)蛋白质的结构
蛋白质是具有特定构象的大分子,为研究方便,将蛋白质结构分为四个结构水平,包括一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。一般将二级结构、三级结构和四级结构称为三维构象或高级结构。
一级结构指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序。肽键是蛋白质中氨基酸之间的主要连接方式,即由一个氨基酸的α-氨基和另一个氨基酸的α-之间脱去一分子水相互连接。肽键具有部分双键的性质,所以整个肽单位是一个刚性的平面结构。在多肽链的含有游离氨基的一端称为肽链的氨基端或N端,而另一端含有一个游离羧基的一端称为肽链的羧基端或C端。
蛋白质的二级结构是指多肽链骨架盘绕折叠所形成的有规律性的结构。最基本的二级结构类型有α-螺旋结构和β-折叠结构,此外还有β-转角和自由回转。右手α-螺旋结构是在纤维蛋白和球蛋白中发现的最常见的二级结构,每圈螺旋含有3.6个氨基酸残基,螺距为0.54nm,螺旋中的每个肽键均参与氢键的形成以维持螺旋的稳定。β-折叠结构也是一种常见的二级结构,在此结构中,多肽链以较伸展的曲折形式存在,肽链(或肽段)的排列可以有平行和反平行两种方式。氨基酸之间的轴心距为0.35nm,相邻肽链之间借助氢键彼此连成片层结构。
结构域是介于二级结构和三级结构之间的一种结构层次,是指蛋白质亚基结构中明显分开的紧密球状结构区域。
超二级结构是指蛋白质分子 中的多肽链在三维折叠中形成有规则的三级结构聚集体。
蛋白质的三级结构是整个多肽链的三维构象,它是在二级结构的基础上,多肽链进一步折叠卷曲形成复杂的球状分子结构。具有三级结构的蛋白质一般都是球蛋白,这类蛋白质的多肽链在三维空间中沿多个方向进行盘绕折叠,形成十分紧密的近似球形的结构,分子内部的空间只能容纳少数水分子,几乎所有的极性R基都分布在分子外表面,形成亲水的分子外壳,而非极性的基团则被埋在分子内部,不与水接触。蛋白质分子中侧链R基团的相互作用对稳定球状蛋白质的三级结构起着重要作用。
蛋白质的四级结构指数条具有独立的三级结构的多肽链通过非共价键相互连接而成的聚合体结构。在具有四级结构的蛋白质中,每一条具有三级结构的皑链称为亚基或亚单位,缺少一个亚基或亚基单独存在都不具有活性。四级结构涉及亚基在整个分子中的空间排布以及亚基之间的相互关系。
维持蛋白质空间结构的作用力主要是氢键、离子键、疏水作用力和范德华力等非共价键,又称次级键。此外,在某些蛋白质中还有二硫键,二硫键在维持蛋白质构象方面也起着重要作用。
蛋白质的空间结构取决于它的一级结构,多肽离岸主链上的氨基酸排列顺序包含了形成复杂的三维结构(即正确的空间结构)所需要的全部信息。
(四)蛋白质结构与功能的关系
不同的蛋白质,由于结构不同而具有不同的生物学功能。蛋白质的生物学功能是蛋白质分子的天然构象所具有的性质,功能与结构密切相关。
1.一级结构与功能的关系
蛋白质的一级结构与蛋白质功能有相适应性和统一性,可从以下几个方面说明:
(1)一级结构的变异与分子病
蛋白质中的氨基酸序列与生物功能密切相关,一级结构的变化往往导致蛋白质生物功能的变化。如镰刀型细胞贫血症,其病因是血红蛋白基因中的一个核苷酸的突变导致该蛋白分子中β-链第6位谷氨酸被缬氨酸取代。这个一级结构上的细微差别使患者的血红蛋白分子容易发生凝聚,导致红细胞变成镰刀状,容易破裂引起贫血,即血红蛋白的功能发生了变化。
(2)一级结构与生物进化
研究发现,同源蛋白质中有许多位置的氨基酸是相同的,而其它氨基酸差异较大。如比较不同生物的细胞色素C的一级结构,发现与人类亲缘关系接近,其氨基酸组成的差异越小,亲缘关系越远差异越大。
(3)蛋白质的激活作用
在生物体内,有些蛋白质常以前体的形式合成,只有按一 定方式裂解除去部分肽链之后才具有生物活性,如酶原的激活。
2.蛋白质空间结构与功能的关系
蛋白质的空间结构与功能之间有密切相关性,其特定的空间结构是行使生物功能的基础。以下两方面均可说明这种相关性。
(1).核糖核酸酶的变性与复性及其功能的丧失与恢复
核糖核酸酶是由124个氨基酸组成的一条多肽链,含有四对二硫键,空间构象为球状分子。将天然核糖核酸酶在8mol/L脲中用β-巯基乙醇处理,则分子内的四对二硫键断裂,分子变成一条松散的肽链,此时酶活性完全丧失。但用透析法除去β-巯基乙醇和脲后,此酶经氧化又自发地折叠成原有的天然构象,同时酶活性又恢复。
(2)血红蛋白的变构现象
血红蛋白是一个四聚体蛋白质,具有氧合功能,可在血液中运输氧。研究发现,脱氧血红蛋白与氧的亲和力很低,不易与氧结合。一旦血红蛋白分子中的一个亚基与O2结合,就会引起该亚基构象发生改变,并引起其它三个亚基的构象相继发生变化,使它们易于和氧结合,说明变化后的构象最适合与氧结合。
从以上例子可以看出,只有当蛋白质以特定的适当空间构象存在时才具有生物活性。
(五)蛋白质的重要性质
蛋白质是两性电解质,它的酸碱性质取决于肽链上的可解离的R基团。不同蛋白质所含有的氨基酸的种类、数目不同,所以具有不同的等电点。当蛋白质所处环境的pH大于pI时,蛋白质分子带负电荷,pH小于pI时,蛋白质带正电荷,pH等于pI时,蛋白质所带净电荷为零,此时溶解度最小。
蛋白质分子表面带有许多亲水基团,使蛋白质成为亲水的胶体溶液。蛋白质颗粒周围的水化膜(水化层)以及非等电状态时蛋白质颗粒所带的同性电荷的互相排斥是使蛋白质胶体系统稳定的主要因素。当这些稳定因素被破坏时,蛋白质会产生沉淀。高浓度中性盐可使蛋白质分子脱水并中和其所带电荷,从而降低蛋白质的溶解度并沉淀析出,即盐析。但这种作用并不引起蛋白质的变性。这个性质可用于蛋白质的分离。
蛋白质受到某些物理或化学因素作用时,引起生物活性的丧失,溶解度的降低以及其它性质的改变,这种现象称为蛋白质的变性作用。变性作用的实质是由于维持蛋白质高级结构的次级键遭到破坏而造成天然构象的解体,但未涉及共价键的断裂。有些变性是可逆的,有些变性是不可逆的。当变性条件不剧烈时,变性是可逆的,除去变性因素后,变性蛋白又可从新回复到原有的天然构象,恢复或部分恢复其原有的生物活性,这种现象称为蛋白质的复性。
(六)测定蛋白质分子量的方法
1.凝胶过滤法
凝胶过滤法分离蛋白质的原理是根据蛋白质分子量的大小。由于不同排阻范围的葡聚糖凝胶有一特定的蛋白质分子量范围,在此范围内,分子量的对数和洗脱体积之间成线性关系。因此,用几种已知分子量的蛋白质为标准,进行凝胶层析,以每种蛋白质的洗脱体积对它们的分子量的对数作图,绘制出标准洗脱曲线。未知蛋白质在同样的条件下进行凝胶层析,根据其所用的洗脱体积,从标准洗脱曲线上可求出此未知蛋白质对应的分子量。
2.SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法
蛋白质在普通聚丙烯酰胺凝胶中的电泳速度取决于蛋白质分子的大小、分子形状和所带电荷的多少。SDS(十二烷基磺酸钠)是一种去污剂,可使蛋白质变性并解离成亚基。当蛋白质样品中加入SDS后,SDS与蛋白质分子结合,使蛋白质分子带上大量的强负电荷,并且使蛋白质分子的形状都变成短棒状,从而消除了蛋白质分子之间原有的带电荷量和分子形状的差异。这样电泳的速度只取决于蛋白质分子量的大小,蛋白质分子在电泳中的相对迁移率和分子质量的对数成直线关系。以标准蛋白质分子质量的对数和其相对迁移率作图,得到标准曲线,根据所测样品的相对迁移率,从标准曲线上便可查出其分子质量。
3.沉降法(超速离心法)
沉降系数(S)是指单位离心场强度溶质的沉降速度。S也常用于近似地描述生物大分子的大小。蛋白质溶液经高速离心分离时,由于比重关系,蛋白质分子趋于下沉,沉降速度与蛋白质颗粒大小成正比,应用光学方法观察离心过程中蛋白质颗粒的沉降行为,可判断出蛋白质的沉降速度。根据沉降速度可求出沉降系数,将S带入公式,即可计算出蛋白质的分子质量。
一:填空题
1.氨基酸的结构通式为________________。
2.组成蛋白质分子的碱性氨基酸有________________、________________和________________。酸性氨基酸有________________和________________。
3.在下列空格中填入合适的氨基酸名称。<br>(1)________________是带芳香族侧链的极性氨基酸。<br>(2)________________和________________是带芳香族侧链的非极性氨基酸。<br>(3)________________是含硫的极性氨基酸。<br>(4)________________或________________是相对分子质量小且不含硫的氨基酸,在一个肽链折叠的蛋白质中它能形成内部氢键。<br>(5)在一些酶的活性中心中起作用并含羟基的极性较小的氨基酸是________________。
4.Henderson-Hasselbalch方程为________________。
5.氨基酸的等电点(pI)是指________________。
6.氨基酸在等电点时,主要以________________离子形式存在,在pH>pI的溶液 中,大部分以________________离子形式存在,在pH<pI的溶液中,大部分以________________离子形式存在。
7.在生理条件下(pH7.0左右),蛋白质分子中的________________侧链和________________侧链几乎完全带正电荷,但是________________侧链则带部分正电荷。
8.脯氨酸和羟脯氨酸与茚三酮反应产生________________色的物质,而其它氨基酸与茚三酮反应产生________________色的物质。
9.范斯莱克(VanSlyke)法测定氨基氮主要利用________________与________________作用生成________________。
10.实验室常用的甲醛滴定是利用氨基酸的氨基与中性甲醛反应,然后用碱(NaOH)来滴定________________上放出的________________。
11.通常可用紫外分光光度法测定蛋白质的含量,这是因为蛋白质分子中的________________、________________和________________三种氨基酸的共轭双键有紫外吸收能力。
12.寡肽通常是指由________________个到________________个氨基酸组成的肽。
13.肽链的形式有________________、________________、和________________三种,其中以________________最常见。
14.在一些天然肽中含有________________、________________、和________________等特殊结构。这些结构在蛋白质中是不存在的。很可能这些结构上的变化可使这些肽免受蛋白水解酶的作用。
15.1953年________________第一次用化学方法合成了具有生物活性的多肽--催产素,因而获得诺贝尔奖。
16.我国于________________年由________________、________________和________________等单位在世界上首次合成了具有生物活性的蛋白质--牛胰岛素。
17.人工合肽时常用的氨基保护基有(1)________________(2)________________(3)________________(4)________________。
18.人工合肽时常用的活化羧基的方法有(1)________________(2)________________(3)________________。保护羧基的方法有(1)________________ (2)________________。
19.人工合肽时常用的缩合剂有________________。
20.1962年________________提出了固相合肽的方法,因而获得1984年诺贝尔化学奖。
21.近年来的研究指出,肽也有构象。如脑啡肽是一个五肽,它有________________构象。但肽的构象易变,稳定性远不如蛋白质。
22.在糖蛋白中,糖可与蛋白质的________________、________________、________________或________________残基以O-糖苷键相连,或与________________残基以N-糖苷键相连。
23.用________________酶、________________酶、________________酶裂解蛋白质分子时,它们的专一性不如胰蛋白酶和溴化氰强。
24.一般来说,用嗜热菌蛋白酶水解蛋白质所得到的片段,要比用胰蛋白酶所得的片段________________。
25.常用的拆开蛋白质分子中二硫键的方法有(1)________________法,常用的试剂为________________。(2)________________法,常用的试剂为________________或________________。
26.蛋白质之所以出现各种内容丰富的构象是因为________________键和________________键能有不同程度的转动。
27.在蛋白质分子中相邻氨基酸残基的β-碳原子如具有侧链会使α-螺旋不稳定。因此当________________、________________和________________三种氨基酸相邻时,会破坏α-螺旋。
28.在α-螺旋中C=O和N-H基之间形成的氢键最稳定,因为这三个原子以________________排列。
29.Pauling等人提出的蛋白质α-螺旋模型,每圈螺旋包含________________个氨基酸残 基,高度为________________。每个氨基酸残基沿轴上升________________,并沿轴旋转________________度。
30.胶原蛋白是由________________股肽链组成的超螺旋结构,并含有稀有的________________与________________残基。
31.蛋白质的最低自由能构象,常常通过________________残基之间形成的共价键而稳定。
32.当蛋白质的非极性侧链避开水相时,疏水作用导致自由能________________。
33.当疏水侧链折叠到蛋白质分子内部时,环境中水的熵________________。
34.一般来说,球状蛋白质的________________性氨基酸侧链位于分子内部,________________性氨基酸侧链位于分子表面。
35.两条相当伸展的肽链(或同一条肽链的两个伸展的片段)之间形成氢键的结构单元称为________________。
36.维持蛋白质构象的化学键有________________、________________、________________、________________、________________和________________。
37.最早提出蛋白质变性理论的是________________。
38.血红蛋白(Hb)与氧结合的过程呈现________________效应,是通过Hb的________________现象实现的。
39.当溶液中盐离子强度低时,可增加蛋白质的溶解度,这种现象称________________。当溶液中盐离子强度高时,可使蛋白质沉淀,这种现象称________________。
40.DEAE-纤维素是一种________________交换剂,CM-纤维素是一种________________交换剂。
41.一个带负电荷的蛋白质可牢固地结合到阴离子交换剂上,因此需要一种比原来缓冲液pH________________和离子强度________________的缓冲液,才能将此蛋白质洗脱下来。
42.胰岛素原转变为胰岛素的过程是在________________(细胞器)进行。分泌颗粒中的胰岛素是通过________________离子与________________氨酸残基侧链上的氮原子配位,形成________________聚体。
43.测定蛋白质浓度的方法主要有________________、________________、________________和________________。
44.肌球蛋白本身具有________________酶的活性,所以当ATP释放能量时,就引起肌肉收缩。
45.酶蛋白的荧光主要来自________________氨酸与________________氨酸。
46.凝集素能专一地识别细胞表面的________________并与之结合,从而使细胞与细胞相互凝集。
47.蛋白质的生理价值可用下式表示:________________×100。
48.R.YaloW的主要贡献是建立了________________。
49.抗体就是________________球蛋白。
50.用________________试剂可区分丙氨酸和色氨酸。
51.利用蛋白质不能通过半透膜的特性,使它和其他小分子物质分开的方法有________________和________________。
52.利用分配层析的原理进行氨基酸分析,常用的方法有________________、________________、________________和________________等。
53.实验室中常用的测定相对分子质量的方法有________________、________________和________________等。
54.羧肽酶B专一地从蛋白质的C端切下________________氨基酸。
55.糖蛋白的糖基大多结合在蛋白质的________________残基、________________残基与________________残基上。
56.________________不是α-氨基酸,它经常改变肽链折叠的方式。
57.维持蛋白质构象的次级键主要有________________、________________、________________和________________。
58.羧肽酶A不能水解C端是________________残基、________________残基和________________残基的肽键。
59.常用的肽链N端分析的方法有________________法、________________法、________________法和________________法。C端分析的方法有________________法和________________法等。
60.多聚L-谷氨酸的比旋光度随pH改变是因为________________,而L-谷氨酸的比旋光度随pH改变则是由于________________。
61.胰岛素是胰岛β-细胞分泌的,它是由前胰岛素原经专一性蛋白水解,失去N端的________________成为________________。再经类胰蛋白酶和类羧肽酶的作用失去________________肽,形成具有生物活性的胰岛素。
62.影响血红蛋白与氧结合的因素有________________、________________、________________和________________等。
63.蛋白质的超二级结构是指________________,其基本组合形式为________________、________________、________________、________________、________________和________________等。
64.蛋白质的二级结构有________________、________________、________________、________________和________________等几种基本类型。
65.凝集素是一类能与________________相互作用的蛋白质。
66.许多钙结合蛋白都存在有________________图象,即它们的钙结合位点都由一个________________的结构单位构成。
67.确定蛋白质中二硫键的位置,一般先采用________________,然后用________________技术分离水解后的混合肽段。
二:是非题
1.[ ]天然氨基酸都具有一个不对称α-碳原子。
2.[ ]亮氨酸的疏水性比丙氨酸强。
3.[ ]蛋白质分子中所有的氨基酸(除甘氨酸外)都是左旋的。
4.[ ]自然界的蛋白质和多肽类物质均由L-型氨基酸组成。
5.[ ]只有在很高或很低pH时,氨基酸才主要以非离子化形式存在。
6.[ ]当溶液的pH大于某一可解离基团的pKa值时,该基团有一半以上被解离。
7.[ ]一个化合物如能和茚三酮反应生成紫色,说明这化合物是氨基酸、肽或蛋白质。
8.[ ]一个蛋白质样品经酸水解后,能用氨基酸自动分析仪准确测定它的所有氨基酸。
9.[ ]用纸电泳法分离氨基酸主要是根据氨基酸的极性不同。
10.[ ]组氨酸是人体的一种半必需氨基酸。
11.[ ]CNBr能裂解Gly-Met-Pro三肽。
12.[ ]用化学修饰法能使一个肽只在精氨酸和半胱氨酸残基处被胰蛋白酶水解。
13.[ ]Lys-Lys-Lys三肽的pI必定大于个别Lys的pKa值。
14.[ ]从理论上说,可用Edman降解法测定任何非封闭多肽的全部氨基酸顺序。
15.[ ]从某些微生物中分离得到的多肽抗菌素往往为环状肽链,并含有D-型氨基酸。
16.[ ]双缩脲反应是肽和蛋白质特有的反应,所以二肽也有双缩脲反应。
17.[ ]热力学上最稳定的蛋白质构象自由能最低。
18.[ ]测定焦谷-组-脯酰胺三肽的游离氨基与羧基时呈阴性。
19.[ ]可用8mol/L尿素拆开蛋白质分子中的二硫键。
20.[ ]如果多肽链C-末端的第二个氨基酸不是脯氨酸,则羧肽酶A或B中至少有一种
能切下 C-末端氨基酸。
21.[ ]在一次实验中,蛋白质顺序仪可测定肽链长度为200个氨基酸残基的氨基酸顺序。
22.[ ]脯氨酸不能参与α-螺旋,它使α-螺旋弯曲(bend),在肌红蛋白和血红蛋白的多
肽链中,每一个弯曲处并不一定有脯氨酸,但是每个脯氨酸却产生一个弯曲。
23.[ ]水溶液中蛋白质分子表面的氢原子相互形成氢键。
24.[ ]胰岛素的生物合成途径是先分别合成A、B两条链,然后通过S-S键相连。
25.[ ]维持蛋白质三级结构最重要的作用力是氢键。
26.[ ]疏水蛋白质的折叠伴随着多肽链熵的增加。
27.[ ]大多数蛋白质的主要带电基团是由它N-末端的氨基和C-末端的羧基组成。
28.[ ]蛋白质的氨基酸顺序(一级结构)在很大程度上决定它的构象(三维结构)。
29.[ ]羧肽酶A的分子外部主要是α-螺旋构象,分子内部主要是β-折叠的构象。
30.[ ]蛋白质的亚基(或称亚单位)和肽链是同义的。
31.[ ]在水溶液中,蛋白质溶解度最小时的pH值通常就是它的等电点。
32.[ ]变性蛋白质溶解度降低是因为蛋白质分子的电荷被中和以及除去了蛋白质外面
的水化层所引起的。
33.[ ]血红蛋白的α-链、β-链和肌红蛋白的肽链在三级结构上很相似,所以它们都有
结合氧的能力。血红蛋白与氧的亲和力较肌红蛋白更 强。
34.[ ]血红蛋白与肌红蛋白均为氧载体,前者是一个典型的别构(或变构)蛋白,因而与氧结合过程中呈现协同效应,而后者却不是。
35.[ ]生活在空气稀薄的高山地区的人和生活在平地上的人比较,高山地区的人血液中
2, 3-二磷酸甘油酸(2,3-DPG)的浓度较低。
36.[ ]测定别构酶的相对分子质量可以用十二烷基硫酸钠(SDS)-聚丙烯酰胺凝胶电泳。
37.[ ]胰岛素原(Proinsulin)是信使核糖核酸(mRNA)翻译后的原始产物。
38.[ ]蛋白质所含的天冬酰胺及谷氨酰胺两种残基是生物合成时直接从模板中译读而来。
39.[ ]球蛋白与球状蛋白质是不同的。
40.[ ]等电点不是蛋白质的特征参数。
41.[ ]免疫球蛋白是一种糖蛋白,它由两条重链和两条轻链组成。
42.[ ]蛋白质的SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳和圆盘电泳是两种完全不同的技术。
43.[ ]在多肽分子中只存在一种共价键即肽键。
44.[ ]人绒毛膜促性腺激素(HCG)是一种糖蛋白。
45.[ ]血红蛋白和肌红蛋白的功能都是运输氧。
46.[ ]逆流分溶和纸层析这两个分离氨基酸的方法是基于同一原理。
47.[ ]溶液的pH可以影响氨基酸的等电点。
48.[ ]在生理条件下,氧和二氧化碳均与血红蛋白血红素中的二价铁结合。
49.[ ]如用阳离子交换树脂分离D、K和M三种氨基酸,用pH7.0的缓冲溶液洗脱时,
先下来的氨基酸为D。
50.[ ]到目前为止,自然界发现的氨基酸为20种左右。
51.[ ]蛋白质分子的亚基与结构域是同义词。
52.[ ]转铁蛋白是一种糖蛋白。
53.[ ]一种非常稳定的相对分子质量小的蛋白质的化学结构中,经常含有较多的二硫键。
54.[ ]某蛋白质在pH6时向阳极移动,则其等电点小于6。
55.[ ]多数寡聚蛋白质分子其亚基的排列是对称的,对称性是四级结构蛋白质分子的最
重要的性质之一。
56.[ ]疏水作用是使蛋白质空间结构稳定的一种非常重要的次级键。
57.[ ]在蛋白质和多肽分子中,连接氨基酸残基的共价键除肽键外,还有二硫键。
三:单选题
1.[ ]下列氨基酸中,哪个含有吲哚环?
A.甲硫氨酸
B.苏氨酸
C.色氨酸
D.缬氨酸
E.组氨酸
2.[ ]下列有关氨基酸的叙述,哪个是错误的?
A.酪氨酸和苯丙氨酸都含有苯环
B.酪氨酸和丝氨酸都含羟基
C.亮氨酸和缬氨酸都是分支氨基酸
D.脯氨酸和酪氨酸都是非极性氨基酸
E.组氨酸、色氨酸和脯氨酸都是杂环氨基酸
3.[ ]下列氨基酸溶液除哪个外都能使偏振光发生旋转?
A.丙氨酸
B.甘氨酸
C.亮氨酸
D.丝氨酸
E.缬氨酸
4.[ ]下列哪一类氨基酸完全是非必需氨基酸?
A.碱性氨基酸
B.含硫氨基酸
C.分支氨基酸
D.芳香族氨基酸
E.以上四种答案都不对
5.[ ]一个谷氨酸溶液,用5m1 1mo1/LNa0H来滴定,溶液的pH从1.0上升到7.0,下列数值中哪一个接近于该溶液中所含谷氨酸的毫摩尔数?
A.1.5
B.3.0
C.6.0
D.12.0
E.18.0
6.[ ]在pH10.0时,下列所示谷氨酸结构中哪一种占优势?
A.
B.
C.
D.
E.
7.[ ]图3-1为一个常见生化物质的滴定曲线,下列关于这图的叙述中除哪个外都是正确的?<br>
A.这化合物有两个可解离基团
B.这化合物是一个简单的氨基酸
C.这化合物在pH5到7之间显示最大缓冲能力
D.A代表羧基的解离范围
E.A点和B点分别代表一个酸性基团和一个碱性基团的pKs
8.[ ]下列蛋白质组分中,哪一种在280nm具有最大的光吸收?
A.色氨酸的吲哚环
B.酪氨酸的酚环
C.苯丙氨酸的苯环
D.半胱氨酸的硫原子
E.肽键
9.[ ]下列哪种氨基酸有米伦氏(Millon)反应?
A.色氨酸
B.酪氨酸
C.苯丙氨酸
D.组氨酸
E.精氨酸
10.[ ]下列氨基酸中除哪种外都是哺乳动物的必需氨基酸?
A.苯丙氨酸
B.赖氨酸
C.酪氨酸
D.亮氨酸
E.甲硫氨酸
11.[ ]下列哪一种氨基酸侧链基团的Pka值最接近于生理pH?
A.半胱氨酸
B.谷氨酸
C.谷氨酰胺
D.组氨酸
E.赖氨酸
12.[ ]肽键在下列哪个波长具有最大光吸收?
A.215nm
B.260nm
C.280nm
D.340nm
E.以上都不是
13.[ ]有一多肽经酸水解后产生等摩尔的Lys,Gly和A1a.如用胰蛋白酶水解该肽,仅发现有游离的Gly和一种二肽。下列多肽的一级结构中,哪一个符合该肽的结构?
A.Gly-Lys-Ala-Lys-Gly-Ala
B.Ala-Lys-Gly
C.Lys-Gly-Ala
D.Gly-Lys-Ala
E.Ala-Gly-Lys
14.[ ]下列关于多肽Glu-His-Arg-Val-Lys-Asp的叙述,哪个是错的?
A.在pH12时,在电场中向阳极移动
B.在pH3时,在电场中向阴极移动
C.在pH5时,在电场中向阴极移动
D.在pH11时,在电场中向阴极移动
E.该多肽的等电点大约在pH8
15.[ ]测定小肽氨基酸顺序的最好方法是
A.2,4-二硝基氟苯法(FDNB法)
B.二甲氨基萘磺酰氯法(DNS-Cl法)
C.氨肽酶法
D.苯异硫氰酸法(PITC法)
E.羧肽酶法
16.[ ]用下列方法测定蛋白质含量,哪一种方法需要完整的肽键?
A.双缩脲反应
B.克氏定氮
C.紫外吸收
D.茚三酮反应
E.奈氏试剂
17.[ ]下列哪组反应是错误的?
A.葡萄糖-莫利希(Molisch反应)
B.胆固醇-李-伯(Libermann-Burchard)反应
C.色氨酸-坂口(Sakaguchi)反应
D.氨基酸-茚三酮反应
E.多肽-双缩脲反应
18.[ ]Sanger试剂是
A.苯异硫氰酸(异硫氰酸苯酯)
B.2,4-二硝基氟苯
C.丹磺酰氯
D.对氯汞苯甲酸
E.β-巯基乙醇
19.[ ]典型的α-螺旋是
A.
B.
C.
D.
E.
20.[ ]下列有关α-螺旋的叙述哪个是错误的?
A.分子内的氢键使α-螺旋稳定减弱R基团间不利的相互作用使α-螺旋稳定
B.减弱R基团间不利的相互作用使α-螺旋稳定
C.疏水作用使α-螺旋稳定
D.在某些蛋白质中,α-螺旋是二级结构中的一种类型
E.脯氨酸和甘氨酸残基使α-螺旋中断
21.[ ]每分子血红蛋白所含铁离子数为
A.1
B.2
C.3
D.4
E.6
22.[ ]每分子血红蛋白可结合氧的分子数为
A.1
B.2
C.3
D.4
E.6
23.[ ]血红蛋白的辅基是
A.血红素A
B.铁原卟啉VI
C.铁原卟啉Ⅸ
D.铁原卟啉X
E.吡啶核苷酸
24.[ ]生理状态下,血红蛋白与氧可逆结合的铁离子处于
A.还原性的二价状态
B.氧化性的三价状态
C.与氧结合时是三价,去氧后成二价。
D.与氧结合时是二价,去氧后成三价
E.以上说法都不对
25.[ ]血红蛋白的氧合曲线呈
A.双曲线
B.抛物线
C.S形曲线
D.直线
E.钟罩形
26.[ ]血红蛋白的氧合曲线向右移动是由于
A.分压的减少
B.分压的减少
C.分压的增加
D.分压的增加
E.pH的增加
27.[ ]前胰岛素原中信号肽的主要特征是富含哪些氨基酸残基?
A.碱性
B.酸性
C.羟基
D.疏水性
E.亲水性
28.[ ]为了充分还原核糖核酸酶,除了应用β-巯基乙醇外,还需
A.过甲酸
B.尿素
C.调pH到碱性
D.调pH到酸性
E.加热到50℃
29.[ ]免疫球蛋白是一种
A.糖蛋白
B.脂蛋白
C.铁蛋白
D.铜蛋白
E.核蛋白
30.[ ]下列有关肌球蛋白的叙述哪个是正确的?
A.它是一种需要锌离子的酶
B.它是一个球形的对称分子
C.它是一种cAMP的磷酸二酯酶
D.它是一种与肌动蛋白结合的蛋白质
E.它的α-螺旋含量较低
31.[ ]下列氨基酸中哪一个是在前体分子合成后才出现于多肽链中?
A.脯氨酸
B.赖氨酸
C.羟脯氨酸
D.谷氨酰胺
E.丝氨酸
32.[ ]蛋白质的糖基化是翻译后的调控之一,糖基往往与肽链中哪一个氨基酸残基的侧链结合?
A.谷氨酸
B.赖氨酸
C.酪氨酸
D.丝氨酸
E.甘氨酸
33.[ ]煤气中毒主要是因为煤气中的一氧化碳
A.抑制了巯基酶的活性,使巯基酶失活。
B.抑制了胆碱酯酶的活性,使乙酰胆碱堆积,引起神经中毒的症状。
C.和血红蛋白结合后,血红蛋白失去了运输氧的功能,使患者因缺氧而死。
D.抑制了体内所有酶的活性,使代谢反应不能正常进行。
E.以上说法都不对
34.[ ]分离纯化下述活性肽:焦谷-组-色-丝-酪-甘-亮-精-脯-甘酰胺的有效方法之一为
A.羧甲基(CM-)纤维素层析
B.二乙氨基乙基(DEAE-)纤维素层析
C.葡聚糖G-100凝胶过滤
D.酸性酒精沉淀
E.硫酸铵沉淀
35.[ ]SDS凝胶电泳测定蛋白质的相对分子质量是根据各种蛋白质
A.在一定pH条件下所带净电荷的不同
B.分子大小不同
C.分子极性不同
D.溶解度不同
E.以上说法都不对
36.[ ]下列哪种方法可得到蛋白质的“指纹”图谱?
A.酸水解,然后凝胶过滤
B.彻底碱水解并用离子交换层析测定氨基酸的组成
C.用氨肽酶降解并测定被释放的氨基酸的组成
D.用胰蛋白酶降解,然后进行纸层析和纸电泳
E.用2,4-二硝基氟苯处理蛋白质
37.[ ]血红蛋白别构作用的本质是其中的铁离子
A.价态发生变化
B.自旋状态发生变化
C.与卟啉环氮原子连接的键长发生变化
D.以上说法都对
E.以上说法都不对
38.[ ]蛋白质一级结构与功能关系的特点是
A.相同氨基酸组成的蛋白质,功能一定相同。
B.一级结构相近的蛋白质,其功能类似性越大。
C.一级结构中任何氨基酸的改变,其生物活性即消失。不同生物来源的同种蛋白质,其一级结构相同
D.不同生物来源的同种蛋白质,其一级结构相同。
E.以上都不对。
39.[ ]在生理pH条件下。具有缓冲作用的氨基酸残基是
A.Tyr
B.Trp
C.His
D.Lys
E.Gly
40.[ ]下列氨基酸分子中含有两个不对称碳原子的氨基酸是
A.Pro
B.Tyr
C.Ser
D.Arg
E.Thr
41.[ ]维持蛋白质三级结构主要靠
A.氢键
B.离子键
C.疏水作用
D.范德华力
E.二硫键
42.[ ]蛋白质用硫酸铵沉淀后,可选用透析法除去硫酸铵。硫酸铵是否从透析袋中除净,你选用下列哪一种试剂检查?
A.茚三酮试剂
B.奈氏试剂
C.双缩脲试剂
D.Folin-酚试剂
E.斐林试剂
43.[ ]将抗体固定在层析柱的载体,使抗原从流经此柱的蛋白质样品中分离出来,这技术属于
A.吸附层析
B.离子交换层析
C.分配层析
D.亲和层析
E.凝胶过滤
44.[ ]在中性条件下,Hbs与HbA相比,Hbs的净电荷是
A.增加+2
B.增加+1
C.不变
D.减少+2
E.减少+1
45.[ ]一个蛋白质的相对分子质量为70000,由两条α-螺旋肽链构成,其分子长度为
A.50nm
B.100nm
C.47.7nm
D.95.4nm
E.36.5nm
46.[ ]若用电泳分离Gly-Lys、Asp-Val和Ala-His三种二肽,在下列哪个pH条件下电泳最为合适?
A.pH2以下
B.pH2~4
C.pH7~9
D.pH10~12
E.pH12以上
47.[ ]进行疏水吸附层析时,以下哪种条件比较合理
A.在有机溶剂存在时上柱,低盐溶液洗脱
B.在有机溶剂存在时上柱,高盐溶液洗脱
C.低盐条件下上柱,高盐溶液洗脱
D.高盐溶液上柱,按低盐,水和有机溶剂顺序洗脱。
E.低盐缓冲液上柱,低盐洗脱
48.[ ]对一个富含His残基的蛋白质,在使用离子交换层析时应优先考虑
A.严格控制蛋白质上样液的浓度
B.严格控制盐浓度
C.严格控制NaCl梯度
D.严格控制洗脱液的pH
E.严格控制洗脱液的体积
49.[ ]下列有关β-折叠的叙述哪个是错误的?
A.球状蛋白质中无β-折叠的结构
B.β-折叠靠链间氢键而稳定
C.它的氢键是肽链的C=O与N-H间形成的
D.α-角蛋白可以通过加热处理而转变成β-折叠的结构
E.β-折叠有平行的β-折叠和反平行的β-折叠。
50.[ ]人工合肽时,采用下列哪种方法可以活化氨基?
A.加入三乙胺
B.甲酰化
C.乙酰化
D.烷基化
E.酸化
51.[ ]为了测定蛋白质中的二硫键位置,常采用对角线电泳法,问点样时样品应点在滤纸的下列哪个位置?
A.右上角
B.左上角
C.右下角
D.左下角
E.中央
四:多选题
1.[ ]下列氨基酸中,哪些是蛋白质的组分?
(1).
(2).
(3).
(4).
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
2.[ ]下列氨基酸中哪些具有分支的碳氢侧链?
(1).缬氨酸
(2).组氨酸
(3).异亮氨酸
(4).色氨酸
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
3.[ ]在生理pH情况下,下列氨基酸中的哪些带负电荷?
(1).半胱氨酸
(2).天冬氨酸
(3).赖氨酸
(4).谷氨酸
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
4.[ ]下列关于蛋白质中L-氨基酸之间形成的肽键的叙述,哪些是正确的?
(1).具有部分双键的性质
(2).比通常的C-N单键短
(3).通常有一个反式构型
(4).能自由旋转
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
5.[ ]下列关于谷胱甘肽结构的叙述哪些是正确的?
(1).有一个α-氨基
(2).有一个与通常肽键不同的γ-肽键
(3).有一个易氧化的侧链基团
(4).由谷氨酸、胱氨酸和甘氨酸组成的三肽
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
6.[ ]下列有关Phe-Leu-Ala-Val-Phe-Leu-Lys的叙述哪些是正确的?
(1).是一个六肽
(2).是一个碱性多肽
(3).对脂质表面无亲和力
(4).等电点大于8
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
7.[ ]下列哪些是结合蛋白质?
(1).粘蛋白
(2).细胞色素C
(3).血红蛋白
(4).清蛋白
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
8.[ ]下列哪些蛋白质具有四级结构?
(1).血红蛋白
(2).烟草斑纹病毒外壳蛋白
(3).乳酸脱氢酶
(4).肌红蛋白
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
9.[ ]下列关于蛋白质结构的叙述哪些是正确的?
(1).二硫键对稳定蛋白质的构象起重要作用
(2).当蛋白质放入水中时,带电荷的氨基酸侧链趋向于排列在分子的外面
(3).蛋白质的一级结构决定高级结构
(4).氨塞酸的疏水侧链很少埋在蛋白质分子的内部
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
10.[ ]含有卟啉环的蛋白质是
(1).血红蛋白
(2).肌红蛋白
(3).细胞色素
(4).过氧化氢酶
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
11.[ ]下列蛋白质中哪些含有铁离子?
(1).细胞色素C
(2).血红蛋白
(3).肌红蛋白
(4).过氧化物酶
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
12.[ ]下列有关肌红蛋白的叙述,哪些是正确的?
(1).肌红蛋白是由一条多肽链和一个血红素连接而成的紧密球状结构
(2).多肽链含有高比例的α-螺旋构象
(3).血红素位于二个组氨酸残基之间
(4).大部分非极性基团位于此球状结构的外部
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
13.[ ]下列图示中的哪些是氢键?
(1).
(2).
(3).
(4).
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
14.[ ]蛋白质变性是由于
(1).氢键破坏
(2).肽键断裂
(3).亚基解聚
(4).破坏水化层和中和电荷
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
15.[ ]镰刀形红细胞贫血病患者血红蛋白β-链上第六位的谷氨酸被缬氨酸取代后,将产生哪些变化?
(1).在pH7.0电泳时,增加了异常血红蛋白向阳极移动的速度
(2).导致异常脱氧血红蛋白的聚合作用
(3).增加了异常血红蛋白的溶解度
(4).一级结构发生改变
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
16.[ ]下列有关血红蛋白运输氧的叙述哪些是正确的?
(1).四个血红素基各自独立地与氧结合,彼此之间并无联系
(2).以血红蛋白结合氧的百分数对氧分压作图,曲线呈S形
(3).氧与血红蛋白的结合能力比一氧化碳强
(4).氧与血红蛋白的结合并不引起血红素中铁离子价数的变化
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
17.[ ]下述原因中哪些会导致血红蛋白与氧亲和力的下降?
(1).提高红细胞内2,3-二磷酸甘油酸的水平
(2).酸中毒
(3).提高的水平
(4).一分子氧和脱氧血红蛋白分子四个结合位中的一个结合
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
18.[ ]下列关于γ-免疫球蛋白的叙述哪些是正确的?
(1).每一个免疫球蛋白作为抗体分子含有两个与抗原结合的部位
(2).多发性骨髓瘤患者排泄的尿中含有不完整的免疫球蛋白(本琼氏蛋白)
(3).免疫球蛋白重链和轻链的C-末端氨基酸顺序是恒定的,而N-末端的氨基酸顺序是可变的
(4).使免疫球蛋白肽链连接的唯一化学键具有非共价键的性质
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
19.[ ]图3-2所示的是免疫球蛋白被木瓜蛋白酶水解后形成的两个A片段和一个B片段,就A片段而言,下列哪些叙述是正确的?
(1).含有抗体结合部位
(2).是本琼氏(Bence-Jones)蛋白
(3).含有高变区顺序
(4).是重链
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
20.[ ]下列方法中的哪些可使IgG的重链与轻链分开?
(1).乙醇胺
(2).胃蛋白酶
(3).木瓜蛋白酶
(4).巯基乙醇
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
21.[ ]打开蛋白质分子中的二硫键
(1).可用8mol/L尿素处理
(2).用HCOOOH处理
(3).用水解的方法
(4).用处理
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
22.[ ]蛋白质的别构效应
(1).是蛋白质分子普遍存在的现象
(2).总是和蛋白质的四级结构紧密联系的
(3).和蛋白质的四级结构关系不大
(4).有时与蛋白质的四级结构有关,有时无关。
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
23.[ ]实验室合成多肽除了化学合成外,还可以利用酶催化进行酶促合成。目前酶促合成所用的酶类是
(1).氨基转移酶
(2).羧基转移酶
(3).蛋白激酶
(4).蛋白水解酶
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
24.[ ]下列有关相对分子质量测定的各项,哪些是正确的?
(1).用超离心法测相对分子质量过程中,沉降系数大一倍,相对分子质量也大一倍
(2).多糖类一般没有固定的相对分子质量
(3).从蛋白质的氨基酸组成无法推测蛋白质的相对分子质量
(4).SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测得的是亚基的相对分子质量
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
五:问答题
1.某氨基酸溶于pH7的水中,所得氨基酸溶液的pH为6,问此氨基酸的pI是大于6、等于6还是小于6?
2.某氨基酸溶于pH7的水中,所得氨基酸溶液的pH为8,问此氨基酸的pI是大于8、等于8还是小于8?
3.根据氨基酸的pK值,指出G1y、Asp、Lys和His在(1)pH1.0(2)pH2.1(3)pH4.0(4)pH10时可能带的静电荷(用-、0或+表示)。
4.(1)一个A1a、Ser、Phe、Leu、Arg、Asp和His的混合液在pH3.9时进行纸电泳,指出哪些氨基酸向阳极移动?哪些氨基酸向阴极移动?<br>(2)带相同电荷的氨基酸如G1y和Leu在纸电泳时常常稍能分开,解释其原因。<br>(3)假如有一个A1a、Val、Glu、Lys和Thr的混合液,在pH6.0进行电泳,然后用茚三酮显色。画出电泳后氨基酸的分布图。分别标明向阳极或阴极移动、停留在原点和分不开的氨基酸。
5.以正丁醇:乙酸:水体系为溶剂(pH4.5),对下列氨基酸进行纸层析分离,指出下列各组中氨基酸的相对移动速度。(1)Ile、Lys(2)Phe、Ser(3)Ala、Val、Leu(4)Pro、 Va1(5)G1u、Asp(6)Tyr、A1a、Ser、His
6.用阳离子交换树脂分离下列氨基酸对,用pH7.0的缓冲液洗脱时那种氨基酸先被洗脱下来?(l)Asp和Lys(2)Arg和Met(3)Glu和Va1(4)Gly和Leu(5)Ser和A1a
7.Lys、Arg、Asp、Glu、Tyr和A1a的混合液在高pH时,加到阴离子交换树脂上,用连续递减的pH溶液洗脱时,预测这些氨基酸的洗脱顺序。
8.有一个五肽,它的一级结构式是DRVYH。(1)正确命名此肽。(2)请在下列结构式中按该肽的一级结构顺序填上氨基酸残基的侧链结构。
9.比较下列各题两个多肽之间溶解度的大小<br>(l)和[,在pH7.0时<br>(2)和,在pH7.0时<br>(3)和,在pH9.0时<br>(4)和,在pH3.0时
10.以正丁醇:乙酸:水体系为溶剂(pH4.5),对下列肽或氨基酸对进行纸层析分离,指出各肽或氨基酸对的相对移动速度(用大于、小于或相近表示)。(1)Lys-Lys;Lys(2) Leu-Leu-Leu;Leu(3)Trp-Ile-Phe;Arg-Ile-Phe(4)Cys-Cys-Ser;A1a-A1a-Ser
11.分析下列肽段在pH1.9,pH3.0,pH6.5和pH10.0下进行纸电泳时的移动方向(分别用下列符号表示:不动[O],移向阴极[C],移向阳极 [A])。(l)Lys-Gly-A1a-G1y(2)Lys-Gly-A1a-G1u(3)His-Gly-Ala-Glu(4)G1u-G1y-Ala-Glu(5)Gln-G1y-Ala-Lys
12.如果上题中五个肽的混合物,在Dowex-1(一种阴离子交换树脂)的离子交换柱上以pH从10到1.0连续变化的缓冲系统作洗脱,试分析每种肽洗脱的相对次序。
13.分别指出下列酶能否水解与其对应排列的肽,如能,则指出其水解部位。<br> 肽 酶<br>(1)Phe-Arg-Pro 胰蛋白酶<br>(2)Phe-Met-Leu 羧肽酶B<br>(3)Ala-Gly-Phe 胰凝乳蛋白酶<br>(4)Pro-Arg-Met 胰蛋白酶
14.当一种四肽与FDNB反应后,用6mol/LHCl水解得DNP-Va1及三种其它氨基酸。当这种四肽用胰蛋白酶水解时形成二种碎片。其中一种碎片用还原后再进行水解,水解液中发现有氨基乙醇和一种与重氮苯磺酸反应生成棕红色的氨基酸。试问在原来的四肽中可能存在哪几种氨基酸,它们的顺序怎样?
15.某一肽经酸水解组成分析为5种氨基酸,该肽的N-末端非常容易环化。经溴化氰处理后得一游离碱性氨基酸,Pauly反应阳性。若用胰蛋白酶作用则得两个肽段:其一为坂口反应阳性,另一个在280nm有强的光吸收,并呈Millon氏阳性反应。求此肽的氨基酸排列顺序,并指出它的等电点应该是大于、等于或小于7?
16.假定有1mmol的五肽,酸水解生成2mmol谷氨酸,1mmol赖氨酸,没有能够定量回收其它氨基酸。将原来的五肽用胰蛋白酶水解成两个肽段,在pH7.0进行电泳,一个肽段移向阳极,另一个则移向阴极。用FDNB处理胰蛋白酶水解的一个肽段,再用酸水解,生成DNP-谷氨酸。用胰凝乳蛋白酶处理原来五肽生成两个肽段及游离谷氨酸。试从上述实验结果写出该五肽的氨基酸顺序。
17.用酸水解一种六肽,定量回收得到甘氨酸及另一种氨基酸。用胰蛋白酶处理该肽生成的产物,在不同的层析和电泳系统中均只有一个单一的斑点,但是迁移率与未经处理的六肽不同。用胰凝乳蛋白酶水解原来的六肽,生成的产物中有一游离氨基酸并具有紫外吸收,试从上述实验结果排出该六肽的氨基酸顺序。
18.某一多肽抗菌素(l)彻底酸水解并随后谁行氨基酸分析知含有等摩尔的Leu、Orn、Phe、Pro和Va1;<br>(2)此肽的相对分子质量大约为1200;<br>(3)当用羧肽酶处理该肽时,该肽不被水解;<br>(4)该肽用2,4-二硝基氟苯处理,随后完全水解并进行层析仅仅得到游离氨基酸和DNP-δ-Orn:<br><br>(5)该肽部分水解,随后层析分离并进行顺序分析得下列二肽和三肽:Leu-Phe,Phe-Pro,Phe-Pro-Val,Va1-Orn-Leu,Orn-Leu, Val-Orn,Pro-Val-Orn。根据以上实验结果推出该肽的氨基酸顺序,并说明其理由。
19.根据以下实验结果推断一多肽链的氨基酸顺序。<br>(1)酸水解和氨基酸组成为,Arg,,Met,Phe,。<br>(2)羧肽酶A水解得一氨基酸为A1a。<br>(3)胰蛋白酶水解得四个肽段,其氨基酸组成如下:①Ala,Arg②Lys,Phe,Ser③ Lys④A1a,Met,Ser。<br>(4)溴化氰水解得两个肽段,其氨基酸组成如下:①A1a, Arg,,Met,Phe,Ser②A1a,Ser。<br>(5)嗜热菌蛋白酶水解得两个肽段,其氨基酸组成如下:①A1a,Arg,Ser②Ala,,Met,Phe,Ser。
20.根据以下实验结果排出该肽的氨基酸顺序。<br>(1)氨乙基化后用胰蛋白酶水解得以下肽段,其氨基酸组成分别如下:①Ala,Arg,Gly,Met,Phe②2(AECys)(AE代表氨乙基)③A1a, AECys,Phe④Asp,Lys,Tyr。<br>(2)溴化氰裂解得一肽段,其氨基酸组成如下:,Asp,Arg,,G1y,Lys, Met,,Tyr。<br>(3)胰凝乳蛋白酶水解得三个肽段,其氨基酸组成分别如下:①Ala,Gly,Lys,Met,Phe②Asp,Cys,Tyr③A1a,Arg,,Phe。<br>(4)溴化氰加胰蛋白酶处理后得三个肽段,其氨基酸组成分别如下:①Gly,Met② Ala,Asp,,Lys,Phe,Tyr③A1a,Arg,Phe。
21.一个多肽还原后生成两条肽链,序列如下:<br>链1:Ala-Cys-Phe-Pro-Lys-Arg-Trp-Cys-Arg-Arg-Val-Cys<br>链2:Cys-Tyr-Cys-Phe-Cys用嗜热菌蛋白酶水解二硫键完整的天然肽,得到下列肽段:(1)Ala,,Val(2)Arg,Lys,Phe,Pro(3),,Trp,Tyr(4),Phe试定出此天然肽中二硫键的位置。
22.用下列哪种试剂最适合完成以下工作:溴化氰、尿素、β-巯基乙醇、胰蛋白酶、过甲酸、丹磺酰氯(DNS-Cl)、6mol/L盐酸、茚三酮、苯异硫氰酸(异硫氰酸苯酯)、胰凝乳蛋白酶。<br>(1)测定一段小肽的氨基酸排列顺序<br>(2)鉴定小于克肽的N-端氨基酸<br>(3)使没有二硫键的蛋白质可逆变性。如有二硫键,应加何种试剂?<br>(4)水解由芳香族氨基酸羧基形成的肽键<br>(5)水解由甲硫氨酸羧基形成的肽键<br>(6)水解由碱性氨基酸羧基形成的肽键
23.有一球状蛋白质,在pH7的水溶液中能折叠成一定的空间结构。通常非极性氨基酸侧链位于分子内部形成疏水核,极性氨基酸侧链位于分子外部形成亲水面。<br>问(1)Val、Pro、Phe、Asp、Lys、Ile和His中哪些氨基酸侧链位于分子内部?哪些氨基酸侧链位于分子外部?<br>(2)为什么球状蛋白质分子内部和外部都可发现Gly和A1a?<br>(3)虽然Ser、Thr、Asn和Gln是极性的,为什么它们位于球状蛋白质的分子内部?<br>(4)在球状蛋白质分子的内部还是外部能找到Cys(半胱氨酸),为什么?
24.血红蛋白(Hb)是由两个α亚基和两个β-亚基组成的四聚体,它的α-和β-亚基的结构很类似于肌红蛋白(Mb)。但是Mb中许多亲水残基在Hb中却被疏水残基取代。<br>问(1)这种现象怎样与疏水残基折叠到分子内部的原则相-致?<br>(2)在维持Hb四级结构的作用力方面,你能得出什么结论?
25.一系列球状的单体蛋白质,相对分子质量从10000到100000,随着相对分子质量的增加,亲水残基与疏水残基的比率将会发生什么变化?
26.人血浆中有三种相对分子质量相近的蛋白质,已用物理方法知道了它们的天然状态。一种是单体,分子呈雪茄形;另-种也是单体,分子接近球状;还有-种是由相同亚基组成的四聚体中的一个亚基。它们的氨基酸组成如表3-1所示。你能根据氨基酸组成推断哪种氨基酸组成对应于哪种形状的蛋白质吗?为什么?<br><br>
27.有三种未知的蛋白质A、B、C。一种蛋白质主要是α-螺旋构象。另一种主要是β-折叠构象。还有一种是三股螺旋的胶原蛋白。用氨基酸分析仪测定了每种蛋白质的氨基酸组成。结果如表3-2所示,你能指出哪种蛋白质相应于哪种构象吗?为什么?
28.从热力学上考虑,一个多肽的片段在什么情况下容易形成α-螺旋,是完全暴露在水的环境中还是完全埋藏在蛋白质的非极性内部?为什么?
29.螺旋的稳定性不仅取决于肽链内部的氢键,而且还与氨基酸侧链的性质有关。室温下,在溶液中下列多聚氨基酸哪些能形成α-螺 旋?哪些能形成其它有规则的结构?哪些能形成无规则的结构?并说明其理由。<br>(1)多聚亮氨酸pH=7,<br>(2)多聚异亮氨酸pH=7.0<br>(3)多聚精氨酸pH=7.0<br>(4)多聚精氨酸pH=13.0<br>(5)多聚谷氨酸pH=1.5<br>(6)多聚苏氨酸pH=7.0<br>(7)多聚羟脯氨酸pH=7.0
30.假定蛋白质是在pH7.0低离子强度的溶液中,下述蛋白质的哪些氨基酸残基能形成 (1)螺旋(2)折叠(3)无规则卷曲(4)二硫键
31.不同pH时测定二种多聚氨基酸的旋光度,结果如图3-3所示。(1)解释旋光度急剧变化的原因。(2)旋光度和二级结构有什么关系?<br>
32.假设某蛋白质含有羧基和氨基各10个,的平均值为2.5。的平均值为8.5。假设10个羧基和10个氨基都能生成盐键,用图表示pH和盐键的关系。
33.假设某蛋白质含有10个羧基,平均pK为3.5。2个咪唑基,平均pK为6.0和14个一,平均pK为10.0。从pH1开始用NaOH滴定,试问达到等电点时应有多少个被滴定掉?画出蛋白质的滴定曲线,并标明等电点的位置。
34.图3-4是由末端没有封闭的一条多肽链组成的蛋白质滴定曲线<br>(1)列出该蛋白质中所有可能的滴定基团和相应的pKa值。<br>(2)估计该蛋白质分子中每一种可滴定的基团有多少?(假设每分子蛋白质中有36个可滴定的基团,而所有的半胱氨酸残基均包含在二硫键中)。<br>(3)估计这个蛋白质的相对分子质量,并简述理由。<br>
35.有A、B、C三种不同蛋白质,在pH7进行电泳,结果如图3-5所示。<br><br>若在pH7用中性盐先沉淀这三种蛋白质,哪种蛋白质首先沉淀?哪种次之?哪种最后?
36.一些异常血红蛋白(HbD、HbJ、HbN、HbC)利正常血红蛋白(HbA)仅仅是一个氨基酸的差异。<br>将上述四种异常血红蛋白与正常血红蛋白在pH8.6条件下进行电泳,电泳迁移率如下:<br>问:a带、b带、c带和d带分别代表哪种异常血红蛋白?
37.正常人血红蛋白(HbA)的β-链经胰蛋白酶水解可得一肽段为:Va1-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys镰刀状贫血病血红蛋白(HbS)的β-链经胰蛋白酶水解可得一肽段为: Va1-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys试讨论:<br>(1)在pH5.0和8.0时,这两个八肽的电泳行为。<br>(2)若正常的八肽被一个六肽取代,N端的5个氨基酸不变,在pH8.0时,此六肽在电场中不移动,问C端是什么氨基酸才会有这种电泳行 为。各解离基团的pK值如下:末端7.0,末端C00H3.4,咪唑基6.0,γ-COOH4.0,ε-10.8。
38.在体外,用下列方法处理,对血红蛋白与氧的亲和力有什么影响?<br>(1)pH从7.0增加到7.4<br>(2)分压从10托增加到40托<br>(3)分压从60托下降到20托<br>(4)2,3-二磷酸甘油酸的浓度从8×下降到2×<br>(5)解聚成单个亚基
39.在下面指出的pH值,下述蛋白质在电场中将向哪个方向移动?即向阳极(A)、阴极或不动(O)<br>(1)卵清蛋白,在pH5.0<br>(2)β-乳球蛋白,在pH5.0和7.0<br>(3)胰凝乳蛋白酶原,在pH5.0,9.5和11。
40.下列蛋白质的混合物在什么pH时电泳,分离最为有效?<br>(1)血清清蛋白和血红蛋白<br>(2)肌红蛋白和胰凝乳蛋白酶原<br>(3)卵清蛋白、血清清蛋白和脲酶
41.指出下列蛋白质在分离范围为5000~400000的凝胶过滤柱上洗脱下来的先后顺序。肌红蛋白、过氧化氢酶、细胞色素C、肌球蛋白、胰凝乳蛋白酶原和血清清蛋白。
42.若细胞色素C,β-乳球蛋白,一种未知蛋白质和血红蛋白用凝胶过滤分离时,其洗脱液体积分别为118、58、37与24m1,试问未知蛋白质的相对分子质量。(假定所有蛋白质都是球形的,相对分子质量都在凝胶过滤的分级分离范围内。)
43.用增加盐离子强度的方法,从指定的离子交换柱上洗脱下列蛋白质,指出它们被洗脱下来的先后顺序,并说明其理由<br>(1)细胞色素C,溶菌酶,卵清蛋白,肌红蛋白(阴离子交换柱)<br>(2)细胞色素C,胃蛋白酶,脲酶,血红蛋白(阳离子交换柱)
44.扼要解释为什么大多数球状蛋白质在溶液中具有下列性质。<br>(1)在低pH时沉淀。<br>(2)当离子强度从零逐渐增加时,其溶解度开始增加,然后下降,最后出现沉淀。<br>(3)在一定的离子强度下,达到等电点pH值时,表现出最小的溶解度。<br>(4)加热时沉淀。<br>(5)加入一种可和水混溶的非极性溶剂减小其介质的介电常数,而导致溶解度的减小。<br>(6)如果加入一种非极性强的溶剂,使介电常数大大地下降会导致变性。
45.凝胶过滤和聚丙烯酰胺凝胶电泳这两种分离蛋白质的方法均建筑在分子大小的基础上,而且两种方法均采用交链的多聚物作为支持介质,为什么在凝胶过滤时,相对分子质量小的蛋白质有较长的保留时间,而在SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳时,它又“跑”得最快?
46.在一抽提液中含有三种蛋白质,其性质如下:<br><br>试设计一个方案来分离纯化这三种蛋白质。
47.有一蛋白质,在某组织内含量较低,很难分离纯化,现已知其相对分子质量,并已有该蛋白质的抗体,问哪些实验方法可以初步证实组织内的确含有该蛋白质?
六:计算题
1.计算下列溶液的pH值:(1)0.1mo1/L Gly与0.05mo1/L Na0H的等体积混合液。<br>(2)0.1mo1/L G1y与0.05mo1/L HC1的等体积混合液。
2.(1)欲配制100m1pH2.4,0.3mo1/L甘氨酸-HC1缓冲液,需多少质量的甘氨酸(相对分子质量 75.07。)和多少体积的1mol/L HCl?<br>(2)欲配制100ml pH9.3,0.3mo1/L甘氨酸-Na0H缓冲液,需多少质量的甘氨酸和多少体积的 1mol/L NaOH?
3.制备1立升pH3.2 0.1mo1/L甘氨酸缓冲溶液,需0.1mo1/L甘氨酸盐酸盐()和0.1 mo1/L甘氨酸()各多少?
4.应该加多少克Na0H到500mL已经完全质子化的0.01mol/L组氨酸溶液中,才能配成 pH7.0的缓冲液?(咪唑基pK=6.0,NaOH相对分子质量为40)
5.(1)赖氨酸ε-氨基的pKa为10.5,在pH9.5的赖氨酸稀溶液中,ε-氨基中有多少被质子化?(以百分数表示)<br>(2)谷氨酸γ-羧基的pka为4.3,在pH5.0的谷氨酸稀溶液中,γ-羧基中有多少去质子化?(以百分数表示)
6.根据氨基酸的pK值,计算A1a,Glu和Lys的pI。
7.从袋鼠尾巴的胶原蛋白中分离得到一些脯氨酸的γ-位的氢被某些基团取代的化合 物,它们的结构式和各解离基团的pka值如下,计算每种氨基酸的pI。<br>(1)<br>(2)<br>(3)
8.0.1mo1/L的谷氨酸溶液处于它的等电点<br>(1)计算主要等电形式的的谷氨酸的近似浓度<br>(2)计算完全质于化形式的谷氨酸的近似浓度<br>(3)在溶液中甚至浓度小到几乎没有的,共有多少种形式?
9.将丙氨酸溶液400m1调到pH8.0,然后向该溶液中加入过量的甲醛。当所得溶液用碱反滴定至pH8.0时,消耗0.2mol/LNaOH溶液250m1。问起始溶液中丙氨酸的含量为多少 克?
10.一种仅含L-异亮氨酸和L-苯丙氨酸的溶液,在25cm长的旋光管中,25℃测得旋光度为-1.97°。当取此溶液100ml,调pH至8.0,并且用过量的甲醛处理后,需要用0.5mol/L Na0H 66.8m1方能滴回到pH8.0。问原溶液中异亮氨酸和苯丙氨酸的摩尔浓度各为多少?
11.计算下列肽的等电点<br>(1)天冬氨酰甘氨酸(末端C00H pK=2.10,末端 pK=9.07,β-COOH pK=4.53)<br>(2)谷胱甘肽(G1u末端C00H pK=2.12,G1y α-C00H pK=3.53,末端 pK=8.66,SH pK=9.62)<br>(3)丙氨酰丙氨酰赖氨酰丙氨酸(末端C00H pK=3.58,末端 pK=8.01,ε- pK=10.58)
12.计算pH7.0时,下列十肽所带的净电荷。<br>A1a-Met-Phe-G1u-Tyr-Va1-Leu-Trp-G1y-I1e
13.计算一个大肠杆菌细胞(含个蛋白质分子)中所含的多肽链长度(以nm为单位)。假设每个蛋白质分子平均相对分子质量为40000,并且假设所有的分子都处于α-螺旋构象。
14.某一蛋白质的多肽链在一些区段为α-螺旋构象,在另一些区段为β-构象。该蛋白质的相对分子质量为240000,多肽链外形的长度为 5.06×cm。试计算α-螺旋体占分子的百分之多少?
15.氨基酸残基的平均相对分子质量为120,可溶性蛋白质的平均密度为1.33g/。<br>计算(1)可溶性蛋白质的平均比容。<br>(2)含有270个氨基酸的蛋白质,其单个分子的质量。<br>(3)这种蛋白质的单个分子所占有的体积。<br>(4)这种蛋白质的一个分子能否放在10nm厚的细胞膜内?假设该分子为球形。
16.已知牛血清白蛋白含色氨酸0.58%(按重量计),色氨酸相对分子质量为204。<br>(1)计算最低相对分子质量<br>(2)用凝胶过滤测得牛血清白蛋白相对分子质量大约为7万,问牛血清白蛋白分子中含几个色氨酸残基?
17.测得一种蛋白质含0.426%铁,计算其最低相对分子质量。一种纯酶按质量算含亮氨酸1.65%和异亮氨酸2.48%,试计算其最低相对分子质量。
18.如果某一纯蛋白质溶液,浓度为1%,在等电点pH时,于0℃测得渗透压为46mm水柱,计算该蛋白质的相对分子质量(假定蛋白质溶液是理想溶液)。
19.大肠杆菌长2μm,直径1μm.当它们生长在有乳糖的培养基上,就能合成β-半乳糖苷酶(450000)。大肠杆菌细胞的平均密度为1.2 g/m1,总质量的14%是可溶性蛋白质,可溶性蛋白质的1%是β-半乳糖苷酶。计算生长在乳糖培养基上的一个大肠杆菌细胞中β-半乳糖苷酶分子的数目。
第二章 核酸化学
知 识 要 点
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核酸分两大类:DNA和RNA。所有生物细胞都含有这两类核酸。但病毒不同,DNA病毒只含有DNA,RNA病毒只含RNA。
核酸的基本结构单位是核苷酸。核苷酸由一个含氮碱基(嘌呤或嘧啶),一个戊糖(核糖或脱氧核糖)和一个或几个磷酸组成。核酸是一种多聚核苷酸,核苷酸靠磷酸二酯键彼此连接在一起。核酸中还有少量的稀有碱基。RNA中的核苷酸残基含有核糖,其嘧啶碱基一般是尿嘧啶和胞嘧啶,而DNA中其核苷酸含有2′-脱氧核糖,其嘧啶碱基一般是胸腺嘧啶和胞嘧啶。在RNA和DNA中所含的嘌呤基本上都是鸟嘌呤和腺嘌呤。核苷酸在细胞内有许多重要功能:它们用于合成核酸以携带遗传信息;它们还是细胞中主要的化学能载体;是许多种酶的辅因子的结构成分,而且有些(如cAMP、cGMP)还是细胞的第二信使。
DNA的空间结构模型是在1953年由Watson和Crick两个人提出的。建立DNA空间结构模型的依据主要有两方面:一是由Chargaff发现的DNA中碱基的等价性,提示A=T、G≡C间碱基互补的可能性;二是DNA纤维的X-射线衍射分析资料,提示了双螺旋结构的可能性。DNA是由两条反向直线型多核苷酸组成的双螺旋分子。单链多核苷酸中两个核苷酸之间的唯一连键是3′,5′-磷酸二酯键。按Watson-Crick模型,DNA的结构特点有:两条反相平行的多核苷酸链围绕同一中心轴互绕;碱基位于结构的内侧,而亲水的糖磷酸主链位于螺旋的外侧,通过磷酸二酯键相连,形成核酸的骨架;碱基平面与轴垂直,糖环平面则与轴平行。两条链皆为右手螺旋;双螺旋的直径为2nm,碱基堆积距离为0.34nm,两核酸之间的夹角是36°,每对螺旋由10对碱基组成;碱基按A=T,G≡C配对互补,彼此以氢键相连系。维持DNA结构稳定的力量主要是碱基堆积力;双螺旋结构表面有两条螺形凹沟,一大一小。
DNA能够以几种不同的结构形式存在。从B型DNA转变而来的两种结构A型和Z型结构巳在结晶研究中得到证实。在顺序相同的情况下A型螺旋较B型更短,具有稍大的直径。DNA中的一些特殊顺序能引起DNA弯曲。带有同一条链自身互补的颠倒重复能形成发卡或十字架结构,以镜影排列的多嘧啶序列可以通过分子内折叠形成三股螺旋,被称为H -DNA的三链螺旋结构。由于它存在于基因调控区,因而有重要的生物学意义。
不同类型的RNA分子可自身回折形成发卡、局部双螺旋区,形成二级结构,并折叠产生三级结构,RNA与蛋白质复合物则是四级结构。tRNA的二级结构为三叶草形,三级结构为倒L形。mRNA则是把遗传信息从DNA转移到核糖体以进行蛋白质合成的载体。
核酸的糖苷键和磷酸二酯键可被酸、碱和酶水解,产生碱基、核苷、核苷酸和寡核苷酸。酸水解时,糖苷键比磷酸酯键易于水解;嘌呤碱的糖苷键比嘧啶碱的糖苷键易于水解;嘌呤碱与脱氧核糖的糖苷键最不稳定。RNA易被稀碱水解,产生2’-和3’-核苷酸,DNA对碱比较稳定。细胞内有各种核酸酶可以分解核酸。其中限制性内切酶是基因工程的重要工具酶。
核酸的碱基和磷酸基均能解离,因此核酸具有酸碱性。碱基杂环中的氮具有结合和释放质子的能力。核苷和核苷酸的碱基与游离碱基的解离性质相近,它们是兼性离子。
核酸的碱基具有共轭双键,因而有紫外吸收的性质。各种碱基、核苷和核苷酸的吸收光谱略有区别。核酸的紫外吸收峰在260nm附近,可用于测定核酸。根据260nm与280nm的吸收光度(A260)可判断核酸纯度。
变性作用是指核酸双螺旋结构被破坏,双链解开,但共价键并未断裂。引起变性的因素很多,升高温度、过酸、过碱、纯水以及加入变性剂等都能造成核酸变性。核酸变性时,物理化学性质将发生改变,表现出增色效应。热变性一半时的温度称为熔点或变性温度,以Tm来表示。DNA的G+C含量影响Tm值。由于G≡C比A=T碱基对更稳定,因此富含G≡C的DNA比富含A=T的DNA具有更高的熔解温度。根据经验公式xG+C =(Tm - 69.3)× 2.44可以由DNA的Tm值计算G+C含量,或由G+C含量计算Tm值。
变性DNA在适当条件下可以复性,物化性质得到恢复,具有减色效应。用不同来源的DNA进行退火,可得到杂交分子。也可以由DNA链与互补RNA链得到杂交分子。杂交的程度依赖于序列同源性。分子杂交是用于研究和分离特殊基因和RNA的重要分子生物学技术。
染色体中的DNA分子是细胞内最大的大分子。许多较小的DNA分子,如病毒DNA、质粒DNA、线粒体DNA和叶绿体[]NA也存在于细胞中。许多DNA分子,特别是细菌的染色体DNA和线粒体、叶绿体DNA是环形的。病毒和染色体DNA有一个共同的特点,就是它们比包装它们的病毒颗粒和细胞器要长得多,真核细胞所含的DNA要比细菌细胞多得多。
真核细胞染色质组织的基本单位是核小体,它由DNA和8个组蛋白分子构成的蛋白质核心颗粒组成。其中H2A,H2B,H3,H4各占两个分子,有一段DNA(约146bp)围绕着组蛋白核心形成左手性的线圈型超螺旋。细菌染色体也被高度折叠,压缩成拟核结构,但它们比真核细胞染色体更富动态和不规则,这反映了原核生物细胞周期短和极活跃的细胞代谢。
一:填空题
1.核酸的基本结构单位是________________。
2.二十世纪五十年代,Chargaff等人发现各种生物体DNA碱基组成有________________的特异性,而没有________________的特异性。
3.DNA双螺旋中只存在________________种不同碱基对。T总是与________________配对,C总是与________________配对。
4.核酸的主要组成是________________,________________和________________。
5.两类核酸在细胞中的分布不同,DNA主要位于________________中,RNA主要位于________________中。
6.核酸分子中的糖苷键均为________________型糖苷键。糖环与碱基之间的连键为________________键。核苷与核苷之间通过________________键连接形成多聚体。
7.嘌呤核苷有顺式,反式二种可能,但天然核苷多为________________。
8.X-ray衍射证明,核苷中________________与________________平面相互垂直。
9.核酸在260nm附近有强吸收,这是由于________________。
10.给动物食用标记的________________,可使DNA带有放射性,而RNA不带放射性。
11.双链DNA中若________________含量多,则Tm值高。
12.双链DNA热变性后,或在pH2以下,或pH12以上时,其________________,同样条件下,单链DNA的________________。
13.DNA样品的均一性愈高,其熔解过程的温度范围愈________________。
14.DNA所处介质的离子强度越低,其熔解过程的温度范围越________________,熔解温度越________________,所以DNA应保存在较________________浓度的盐溶液中,通常为________________mol/L的NaCl溶液。
15.DNA分子中存在三类核苷酸序列,高度重复序列、中度重复序列和单一序列。tRNA,rRNA以及组蛋白等由________________编码,而大多数蛋白质由________________编码。
16.硝酸纤维素膜可结合________________链核酸。将RNA变性后转移到硝酸纤维素膜上再进行杂交,称________________印迹法。
17.变性DNA的复性与许多因素有关,包括________________,________________,________________,________________,________________等。
18.DNA复性过程符合二级反应动力学,其值与DNA的复杂程度成________________比。
19.双链DNA螺距为3.4nm,每匝螺旋的碱基数为10,这是________________型DNA的结构。
20.RNA分子的双螺旋区以及RNA-DNA杂交双链具有与________________型DNA相似的结构,外型较为________________。
21.A.Rich在研究d(CGCGCG)寡聚体的结构时发现它为________________螺旋,称为________________形DNA,外型较为________________。
22.常用二苯胺法测定________________含量,用苔黑酚法测________________含量。
23.,FAD和CoA都是________________的衍生物。
24.维持DNA双螺旋结构稳定的主要因素是________________,其次,大量存在于DNA分子中的弱作用力如________________,________________和________________也起一定作用。
25.tRNA的三级结构为________________形,其一端为________________,另一端为________________。
26.测定DNA一级结构的方法主要有Sanger提出的________________法和Maxam,Gilbert提出的________________法。
27.DNA测序的解决得益于两种新技术的帮助:________________和________________。
28.引起核酸变性的因素很多,如:________________,________________和________________等。
29.一个tRNA的反密码子为IGC,它可识别的密码子是________________,________________和________________。
30.A5′pppp5′A经蛇毒磷酸二酯酶部分水解可产生________________和________________。
31.核苷酸被________________酶水解为核苷和无机磷酸,核苷被________________酶水解为碱基和R-1-P。
32.ATP水解生成ADP与无机磷酸时的标准自由能变化是(Δ)________________。
33.T.Cech和S.Altman因发现________________而荣获1989年诺贝尔化学奖。
34.Oligo(dT)-纤维素可以用来分离纯化真核生物的________________。
二:是非题
1.[ ]脱氧核糖核苷中的糖环3′位没有羟基。
2.[ ]若双链DNA中的一条链碱基顺序为:pCpTpGpGpApC,则另一条链的碱基顺序为:pGpApCpCpTpG。
3.[ ]若种属A的DNA Tm值低于种属B,则种属A的DNA比种属B含有更多的A-T碱基对。
4.[ ]原核生物和真核生物的染色体均为DNA与组蛋白的复合体。
5.[ ]核酸的紫外吸收与溶液的pH值无关。
6.[ ]生物体内存在的游离核苷酸多为5′-核苷酸。
7.[ ]用碱水解核酸,可以得到2′与3′-核苷酸的混合物。
8.[ ]Z型DNA与B型DNA可以相互转变。
9.[ ]生物体内,天然存在的DNA分子多为负超螺旋。
10.[ ]真核细胞染色体DNA结构特点之一是具有重复序列,高度重复序列一般位于着丝点附近,通常不转录。
11.[ ]mRNA是细胞内种类最多、含量最丰富的RNA。
12.[ ]tRNA的二级结构中的额外环是tRNA分类的重要指标。
13.[ ]真核生物成熟mRNA的两端均带有游离的3′-OH。
14.[ ]目前为止发现的修饰核苷酸大多存在于tRNA中。
15.[ ]对于提纯的DNA样品,测得<1.8,则说明样品中含有RNA。
16.[ ]核酸变性或降解时,出现减色效应。
17.[ ]DNA样品A与B分别与样品C进行杂交实验,得到的杂交双链结构如下图:<br><br>那么说明样品A与C的同源性比样品B与C的同源性高。
18.[ ]在所有病毒中,迄今为止还没有发现既含有RNA又含有DNA的病毒。
19.[ ]基因表达的最终产物都是蛋白质。
20.[ ]两个核酸样品A和B,如果A的>B的,那么A的纯度>B的纯度。
21.[ ]核糖核酸酶和脱氧核糖核酸酶分别作用于RNA和DNA中的磷酸二酯键,均属于特异性的磷酸二酯酶。
22.[ ]核糖体不仅存在于细胞质中,也存在于线粒体和叶绿体中。
23.[ ]具有对底物分子切割功能的都是蛋白质。
24.[ ]毫无例外,从结构基因中的DNA序列可以推出相应的蛋白质序列。
三:单选题
1.[ ]胰核糖核酸酶水解RNA,产物是:
A.3'-嘧啶核苷酸
B.5’-嘧啶核苷酸
C.3'-嘧啶核苷酸和以3'-嘧啶核苷酸结尾的寡聚核苷酸
D.5'-嘧啶核苷酸和以5'-嘧啶核苷酸结尾的寡聚核苷酸
E.3'-嘧啶核苷酸和5'-嘧啶核苷酸
2.[ ]<br>上图中,哪一点代表双链DNA的Tm值?
A.A
B.B
C.C
D.D
E.都不对
3.[ ]下列突变中,哪一种致死性最大?
A.胞嘧啶取代腺嘌呤
B.腺嘌呤取代鸟嘌呤
C.插入三个核苷酸
D.插入一个核苷酸
E.丢失三个核苷酸
4.[ ]双链DNA热变性后
A.粘度下降
B.沉降系数下降
C.浮力密度下降
D.紫外吸收下降
E.都不对
5.[ ]吖啶染料可以引起下列哪种突变?
A.转换
B.颠换
C.移码突变
D.嘧啶二聚体
E.GC与AT的专一性转换
6.[ ]下列复合物中除哪个外,均是核酸与蛋白质组成的复合物
A.核糖体
B.病毒
C.端粒酶
D.RNaseP
E.核酶(ribozyme)
7.[ ]爱滋病病毒HIV是一种什么病毒
A.双链DNA病毒
B.单链DNA病毒
C.双链RNA病毒
D.单链RNA病毒
E.不清楚
8.[ ]胸腺嘧啶除了作为DNA的主要组分外,还经常出现在下列哪种RNA分子中
A.mRNA
B.tRNA
C.rRNA
D.hnRNA
E.snRNA
9.[ ]RNA经NaOH水解,其产物是:
A.5'-核苷酸
B.2'-核苷酸
C.3'-核苷酸
D.2'-核苷酸和3'-核苷酸的混合物
E.2'-核苷酸、3'-核苷酸和5'-核苷酸的混合物
10.[ ]反密码子UGA所识别的密码子是:
A.ACU
B.ACT
C.UCA
D.TCA
E.都不对
11.[ ]对DNA片段作物理图谱分析,需要用:
A.核酸外切酶
B.DNaseI
C.DNA连接酶
D.DNA聚合酶I
E.限制性内切酶
12.[ ]亚硝酸引起基因突变的机制是
A.还原作用
B.氧化作用
C.氧化脱氨作用
D.解链作用
E.染色体重排
13.[ ]反密码子GΨA,所识别的密码子是
A.CAU
B.UGC
C.CGU
D.UAC
E.都不对
14.[ ]下列DNA序列中,哪一种复杂度最高?
A.
B.
C.
D.
E.
四:问答题
1.寡聚核苷酸链UpApApGpCpCpCpApUpGpUpGpCpApUpGpAp<br>(1)用水解,(2)用RNaseA水解,(3)用牛脾磷酸二酯酶水解,<br>试分别写出相应的水解产物。
2.(1)噬菌体DNA,其双螺旋链的相对分子质量为.计算DNA链的长度(设核苷酸对的平均相对分子质量为650)。<br>(2)相对分子质量为的病毒DNA分子,每微米的质量是多少?<br>(3)编码88个核苷酸的tRNA的基因有多长?<br>(4)编码细胞色素C(104个氨基酸)的基因有多长?(不考虑起始和终止序列)<br>(5)编码相对分子质量为9.6万的蛋白质的mRNA,相对分子质量为多少?(设每个氨基酸的平均相对分子质量为120)<br>(6)λ噬菌体DNA长17μm,一突变体DNA长15μm,问该突变体缺失了多少碱基对?
3.对一双链DNA而言,若一条链中(A+G)/(T+C)=0.7,则<br>(1)互补链中(A+G)/(T+C)=?,<br>(2)在整个DNA分子中(A+G)/(T+C)=?<br>若一条链中(A+T)/(G+C)=0.7,则<br>(3)互补链中(A+T)/(G+C)=?,<br>(4)在整个DNA分子中(A+T)/(G+C)=?
4.试述三种主要的RNA的生物功能(与蛋白质生物合成的关系)。
5.Hershey-Chase所做的噬菌体转染实验中,为什么只标记在DNA分子中,而只标记在蛋白质的外壳上?如果用标记的噬菌体去感染细菌,那么在子代病毒中是否会出现带标记的病毒?如果是用标记的噬菌体重复实验,那么在子代病毒中是否可以找到带标记的病毒?
6.某双链DNA样品,含28.9摩尔百分比的腺嘌呤,那么T,G,C的摩尔百分比分别为多少?
7.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
8.如何让一个超螺旋的环状病毒DNA分子采取其松弛态?线形双链DNA能否形成超螺旋?
9.用稀酸或高盐溶液处理染色质,可以使组蛋白与DNA解离,请解释。
10.线粒体电子转移链中的一种重要蛋白质:酵母细胞色素氧化酶由7个亚基组成,但是只有其中的4种亚基的氨基酸顺序由酵母核内DNA编 码,那么其余三种亚基的氨基酸顺序所需的信息来自何处?
11.胰脱氧核糖核酸酶(DNaseI)可以随机地水解溶液中的DNA的磷酸二酯键,但是DNaseI作用于染色体DNA只能使之有限水解,产生的DNA片段长度均为200bp的倍数。请解释。
12.用EcoRI处理Simian病毒40()的DNA,只产生一种双链DNA片段,有关这种的DNA结构可以得出什么推论。
13.一条DNA编码链的序列为写出:<br>(1)由此转录得到的mRNA序列<br>(2)由此mRNA翻译得到的多肽序列<br>(3)如果缺失横线标明的T后,编码的多肽序列<br>(4)如果横线标明的C突变为G后,编码的多肽序列。
第三章 糖化学
知 识 要 点
掌握单糖、双糖及多糖的结构特点,了解糖的功能。
一:填空题
1.糖类是具有________________结构的一大类化合物。根据其分子大小可分为________________、________________和________________三大类。
2.判断一个糖的D-型和L-型是以________________碳原子上羟基的位置作依据。
3.糖类物质的主要生物学作用为(1)________________(2)________________(3)________________。
4.糖苷是指糖的________________和醇、酚等化合物失水而形成的缩醛(或缩酮)等形式的化合物。
5.蔗糖是由一分子________________和一分子________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。
6.麦芽糖是由两分子________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。
7.乳糖是由一分子________________和一分子________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。
8.糖原和支链淀粉结构上很相似,都由许多________________组成,它们之间通过________________和________________两种糖苷键相连。两者在结构上的主要差别在于糖原分子比支链淀粉________________、________________和________________。
9.纤维素是由________________组成,它们之间通过________________糖苷键相连。
10.多糖的构象大致可分为________________、________________、________________和________________四种类型,决定其构象的主要因素是________________。
11.直链淀粉的构象为________________,纤维素的构象为________________。
12.人血液中含量最丰富的糖是________________,肝脏中含量最丰富的糖是 ________________,肌肉中含量最丰富的糖是________________。
13.糖胺聚糖是一类含________________和________________的杂多糖,其代表性化合物有________________、________________和________________等。
14.肽聚糖的基本结构是以________________与________________组成的多糖链为骨干,并与________________肽连接而成的杂多糖。
15.常用定量测定还原糖的试剂为________________试剂和________________试剂。
16.蛋白聚糖是由________________和________________共价结合形成的复合物。
17.自然界较重要的乙酰氨基糖有________________、________________和________________。
18.鉴别糖的普通方法为________________试验。
19.脂多糖一般由_______________、_______________和_______________三部分组成。
20.糖肽的主要连接键有________________和________________。
21.直链淀粉遇碘呈________________色,支链淀粉遇碘呈________________色,糖原遇碘呈________________色。
二:是非题
1.[ ]D-葡萄糖的对映体为L-葡萄糖,后者存在于自然界。
2.[ ]人体不仅能利用D-葡萄糖而且能利用L-葡萄糖。
3.[ ]同一种单糖的α-型和β-型是对映体。
4.[ ]糖的变旋现象是由于糖在溶液中起了化学作用。
5.[ ]糖的变旋现象是指糖溶液放置后,旋光方向从右旋变成左旋或从左旋变成右旋。
6.[ ]由于酮类无还原性,所以酮糖亦无还原性。
7.[ ]果糖是左旋的,因此它属于L-构型。
8.[ ]D-葡萄糖,D-甘露糖和D-果糖生成同一种糖脎。
9.[ ]葡萄糖分子中有醛基,它和一般的醛类一样,能和希夫(Schiff)试剂反应。
10.[ ]糖原、淀粉和纤维素分子中都有一个还原端,所以它们都有还原性。
11.[ ]糖链的合成无模板,糖基的顺序由基因编码的转移酶决定。
12.[ ]从热力学上讲,葡萄糖的船式构象比椅式构象更稳定。
13.[ ]肽聚糖分子中不仅有L-型氨基酸,而且还有D-型氨基酸。
14.[ ]一切有旋光性的糖都有变旋现象。
15.[ ]醛式葡萄糖变成环状后无还原性。
16.[ ]多糖是相对分子质量不均一的生物高分子。
17.[ ]α-淀粉酶和β-淀粉酶的区别在于α-淀粉酶水解α-1,4糖苷键,β-淀粉酶水解
β-1,4糖苷键。
18.[ ]α-D-葡萄糖和α-D-半乳糖结构很相似,它们是差向异构体。
19.[ ]D-葡萄糖和D-半乳糖生成同一种糖脎。
20.[ ]磷壁酸是一种细菌多糖,属于杂多糖。
21.[ ]脂多糖、糖脂、糖蛋白和蛋白聚糖都是复合糖。
三:单选题
1.[ ]环状结构的己醛糖其立体异构体的数目为
A.4
B.3
C.18
D.32
E.64
2.[ ]下列哪种糖无还原性?
A.麦芽糖
B.蔗糖
C.阿拉伯糖
D.木糖
E.果糖
3.[ ]下列有关葡萄糖的叙述,哪个是错的?
A.显示还原性
B.在强酸中脱水形成5-羟甲基糠醛
C.莫利希(Molisch)试验阴性
D.与苯肼反应生成脎
E.新配制的葡萄糖水溶液其比旋光度随时间而改变
4.[ ]葡萄糖和甘露糖是
A.异头体
B.差向异构体
C.对映体
D.顺反异构体
E.非对映异构体但不是差向异构体
5.[ ]右图的结构式代表哪种糖?
A.α-D-吡喃葡萄糖
B.β-D-吡喃葡萄糖
C.α-D-呋喃葡萄糖
D.β-L-呋喃葡萄糖
E.α-D-呋喃葡萄糖
6.[ ]下列哪种糖不能生成糖脎?
A.葡萄糖
B.果糖
C.蔗糖
D.乳糖
E.麦芽糖
7.[ ]下图所示的结构式代表哪种糖胺聚糖?<br>
A.几丁质(壳多糖)
B.硫酸软骨素
C.肝素
D.透明质酸
E.硫酸角质素
8.[ ]下列物质中哪种不是糖胺聚糖?
A.果胶
B.硫酸软骨素
C.透明质酸
D.肝素
E.硫酸粘液素
9.[ ]糖胺聚糖中不含硫的是
A.透明质酸
B.硫酸软骨素
C.硫酸皮肤素
D.硫酸角质素
E.肝素
10.[ ]下图的结构式代表哪种糖?<br>
A.α-D-葡萄糖
B.β-D-葡萄糖
C.α-D-半乳糖
D.β-D-半乳糖
E.α-D-果糖
四:多选题
1.[ ]下列单糖中哪些是酮糖?
(1).核糖
(2).核酮糖
(3).葡萄糖
(4).果糖
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
2.[ ]下列的单糖分类中,哪些是正确的?
(1).甘油醛——三碳糖
(2).赤癣糖——四碳糖
(3).核糖——五碳糖
(4).果糖——六碳糖
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
3.[ ]下列哪些糖没有变旋现象?
(1).果糖
(2).蔗糖
(3).甘露糖
(4).淀粉
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
4.[ ]下列四种情况中,哪些尿能和班乃德(Benedict)试剂呈阳性反应?
(1).血中过高浓度的半乳糖溢入尿中(半乳糖血症)
(2).正常膳食的人由于饮过量的含戊醛糖的混合酒造成尿中出现戊糖(戊糖尿)
(3).尿中有过量的果糖(果糖尿)
(4).实验室的技术员错把蔗糖加到尿的样液中
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
5.[ ]α-淀粉酶水解支链淀粉的结果是
(1).完全水解成葡萄糖和麦芽糖
(2).主要产物为糊精
(3).使α-1,6糖苷键水解
(4).在淀粉-1,6-葡萄糖苷酶存在时,完全水解成葡萄糖和麦芽糖
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
6.[ ]下列化合物中的哪些含有糖基?
(1).ATP
(2).NAD
(3).RNA
(4).乙酰CoA
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
7.[ ]有关糖原结构的下列叙述哪些是正确的?
(1).有α-1,4糖苷键
(2).有α-1,6糖苷键
(3).糖原由α-D-葡萄糖组成
(4).糖原是没有分支的分子
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
8.[ ]下列有关多糖的叙述哪些是正确的?
(1).它们是生物的主要能源
(2).它们以线状或分支形式存在
(3).它们是细菌细胞壁的重要结构单元
(4).它们是信息分子
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
9.[ ]肝素分子中主要含有下列哪些组分?
(1).D-葡糖胺
(2).D-乙酰半乳糖胺
(3).L-艾杜糖醛酸
(4).D-葡糖醛酸
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
五:问答题
1.写出D-果糖的链状结构式,然后从链状写成费歇尔(Fischer)式和哈沃氏(Haworth)式(要求写2-5氧桥)。
2.<br>上述化合物中(1)哪个是半缩酮形式的酮糖?(2)哪个是吡喃戊糖?(3)哪个是糖苷?(4)哪个是α-D-醛糖?
3.右图是龙胆二糖的结构式<br><br>试问(1)它由哪两个单糖组成?(2)单糖基之间通过什么键相连?(3)此龙胆二糖是 α-型还是β-型?
4.海藻糖是一种非还原性二糖,没有变旋现象,不能生成脎,也不能用溴水氧化成糖酸,用酸水解只生成D-葡萄糖,可以用α-葡萄糖苷酶水 解,但不能用β-葡萄糖苷酶水解,甲基化后水解生成两分子2,3,4,6-四-0-甲基-D-葡萄糖,试推测海藻糖的结构。
5.从牛奶中分离出某种三糖,由β-半乳糖苷酶完全水解为半乳糖和葡萄糖,它们之比为2:1。将原有的三糖先用还原,再使其完全甲基 化,酸水解,然后再用还原,然后用醋酸酐乙酸化,得到三种产物:<br>(1)2,3,4,6-四-O-甲基-1,5-二乙酰基-半乳糖醇。<br>(2)2,3,4-三-0-甲基-1,5,6-三乙酰基-半乳糖醇。<br>(3)1,2,3,5,6-五-0-甲基-4-乙酰基-山梨醇。根据上述结果,请写出此三糖的结构式。
6.五只试剂瓶中分别装的是核糖、葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉溶液,但不知哪只瓶中装的是哪种糖液,可用什么最简便的化学方法鉴别?
7.给出下列化合物的名称,并指出反应类型(如磷酸化、还原或其它反应)。<br><br><br>
六:计算题
1.大肠杆菌糖原的样品25mg,用2ml 1mol/L水解。水解液中和后,再稀释到10ml。最终溶液的葡萄糖含量为2.35mg/ml。分离出的糖原纯度是多少?
2.已知α-D-半乳糖的为 +150.7°,β-D-半乳糖的为+52.8°。现有一个D-半乳糖溶液,平衡时的为+80.2°,求此溶液中 α-和β-D-半乳糖的百分含量。
3.将80ml新配制的10%α-D-葡萄糖溶液与20m1新配制的10%β-D-葡萄糖溶液混合,试计算:<br>(1)此混合液最初的比旋光度(α-D-葡萄糖=+112.2°,β-D-葡萄糖= +18.7°)。<br>(2)经过若干小时达到平衡后的比旋光度。<br>(3)将等浓度的50m1甲基α-D-葡萄糖苷和50ml甲基-β-D-葡萄糖苷混合,此混合液最初的比旋光度和经过若干小时后的比旋光度各为多 少?(α-D-吡喃葡萄糖苷= +158.9°,β-D-吡喃葡萄糖苷=-34.2°)。
4.将30g由D-甘露糖和D-葡萄糖组成的多糖完全水解,水解液稀释到100m1,在10cm旋光管中测得稀释液的旋光度为+9.07°。计算多糖中D-甘露糖/D-葡萄糖的比值(α/β-D-葡萄糖的比旋光度为+52.7°,α/β-D-甘露糖的比旋光度为+14.5°)。
5.有一个10.0g的糖原样品,经过甲基化和水解后能产生6mmo1的2,3-二-O-甲基葡萄糖。求:<br>(1)出现在1一6分支点上的葡萄糖残基的百分数。<br>(2)每个支链上葡萄糖残基的平均数。<br>(3)产生了多少毫摩尔的2,3,6-三-O-甲基葡萄糖?<br>(4)如果此糖原的相对分子质量是2×,,它所含葡萄糖残基数是多少?
第四章 脂类化学和生物膜
知 识 要 点
生物膜的组成和结构
一、生物膜的组成和性质:膜脂、膜蛋白和糖类
二、生物膜的分子结构:生物膜中分子间的作用力、生物膜结构的几个主要特征、生物
膜的分子结构模流体镶嵌模型及其发展
三、生物膜的功能
四、生物膜研究进展
一:填空题
1.脂质体是________________。
2.基础代谢为7530千焦耳的人体,若以脂肪为全部膳食,每天需要________________克脂肪。
3.磷脂酰胆碱(卵磷脂)分子中________________为亲水端,________________为疏水端。
4.磷脂酰胆碱(卵磷脂)是由________________、________________、________________和________________组成。
5.脑苷脂是由________________、________________和________________组成。
6.神经节苷脂是由________________、________________、________________和________________组成。
7.低密度脂蛋白的主要生理功能是________________。
8.乳糜微粒的主要生理功能是________________。
9.生物膜内的蛋白质________________氨基酸朝向分子外侧,而________________氨基酸朝向分子内侧。
10.脂类是由________________和________________等所组成的酯类及其衍生物。
11.脂类化合物具有以下三个特征(1)________________;(2)________________;(3)________________。
12.固醇类化合物的核心结构是________________。
13.生物膜主要由________________和________________组成。
14.生物膜的厚度大约为________________。
15.膜脂一般包括________________、________________、和________________,其中以________________为主。
16.膜蛋白按其与脂双层相互作用的不同可分为________________与________________两类。
17.生物膜的流动性主要是由________________、________________和(或)________________所决定的,并且受温度的影响。
18.细胞膜的脂双层对________________的通透性极低。
二:是非题
1.[ ]自然界中常见的不饱和脂酸多具有反式结构。
2.[ ]磷脂是中性脂。
3.[ ]磷脂一般不溶于丙酮,根据这个特点可将磷脂和其它脂类化合物分开。
4.[ ]不同种属来源的细胞可以互相融合,说明所有细胞膜都由相同的组分组成。
5.[ ]原核细胞的细胞膜不含胆固醇,而真核细胞的细胞膜含有胆固醇。
6.[ ]质膜上糖蛋白的糖基都位于膜的外侧。
7.[ ]细胞膜类似于球蛋白,有亲水的表面和疏水的内部。
8.[ ]细胞膜的内在蛋白通常比外周蛋白疏水性强。
9.[ ]缩短磷脂分子中脂酸的碳氢链可增加细胞膜的流动性。
10.[ ]某细菌生长的最适温度是25℃,若把此细菌从25℃移到37℃的环境中,细菌细胞
膜的流动性将增加。
11.[ ]细胞膜的两个表面(外表面、内表面)有不同的蛋白质和不同的酶。
12.[ ]所有细胞膜的主动转运,其能量来源是高能磷酸键的水解。
13.[ ]植物油的必需脂酸含量丰富,所以植物油比动物油营养价值高。
14.[ ]天然存在的磷脂是L-构型。
15.[ ]天然固醇中醇羟基在3位,其C3处的醇羟基都是α-型。
16.[ ]细胞膜上霍乱毒素的受体含有神经节苷脂。
17.[ ]植物油和动物脂都是脂肪。
18.[ ]脂肪的皂化价高表示含低相对分子质量的脂酸少。
19.[ ]胆固醇为环状一元醇,不能皂化。
20.[ ]脂肪和胆固醇都属脂类化合物,它们的分子中都含有脂肪酸。
21.[ ]磷脂和糖脂都属于两亲化合物(amphipathic compound)。
22.[ ]磷脂和糖脂是构成生物膜脂双层结构的基本物质。
23.[ ]胆固醇分子中无双键,属于饱和固醇。
24.[ ]生物膜的脂双层基本结构在生物进化过程中一代一代传下去,但这与遗传信息无关。
25.[ ]生物膜上的脂质主要是磷脂。
26.[ ]生物膜中的糖都与脂或蛋白质共价连接。
27.[ ]神经酰胺也是一种第二信使。
三:单选题
1.[ ]下列有关甘油三酯的叙述,哪一个不正确?
A.甘油三酯是由一分子甘油与三分子脂酸所组成的酯
B.任何一个甘油三酯分子总是包含三个相同的脂酰基
C.在室温下,甘油三酯可以是固体,也可以是液体
D.甘油三酯可以制造肥皂
E.甘油三酯在氯仿中是可溶的
2.[ ]从某天然脂肪水解所得的脂酸,其最可能的结构是
A.
B.
C.
D.
E.
3.[ ]脂肪的碱水解称为
A.酯化
B.还原
C.皂化
D.氧化
E.水解
4.[ ]下列化合物中的哪个不属脂类化合物?
A.甘油三硬脂酸酯
B.甘油三丁酸酯
C.胆固醇硬脂酸酯
D.羊毛蜡
E.石蜡
5.[ ]下列哪个是脂酸?
A.顺丁烯二酸
B.亚麻酸
C.苹果酸
D.琥珀酸
E.柠檬酸
6.[ ]下列哪种叙述是正确的?
A.所有的磷脂分子中都含有甘油基
B.脂肪和胆固醇分子中都含有脂酰基
C.中性脂肪水解后变成脂酸和甘油
D.胆固醇酯水解后变成胆固醇和氨基糖
E.碳链越长,脂酸越易溶解于水
7.[ ]下列脂类化合物中哪个含有胆碱基?
A.磷脂酸
B.神经节苷脂
C.胆固醇
D.葡萄糖脑苷脂
E.神经鞘磷脂
8.[ ]下列化合物中除哪个外都是神经节苷脂的组分?
A.甘油
B.唾液酸
C.己糖
D.鞘氨醇
E.长链脂酸
9.[ ]神经节苷脂是一种
A.脂蛋白
B.糖蛋白
C.糖脂
D.脂多糖
E.磷脂
10.[ ]胆固醇是
A.酸性固醇
B.17-酮类固醇
C.所有类固醇激素的前体
D.17-羟皮质类固醇
E.苯的衍生物
11.[ ]以克计算,脂肪中的脂酸完全氧化所产生的能量比糖多.糖和脂肪完全氧化时最接近的能量比为
A.1:2
B.1:3
C.1:4
D.2:3
E.3:4
12.[ ]乳糜微粒、中间密度脂蛋白(IDL)、低密度脂蛋白(LDL)和极低密度脂蛋白(VLDL)都是血清脂蛋白,这些颗粒若按密度从低到高排列,正确的次序应为
A.LDL,IDL,VLDL,乳糜微粒
B.乳糜微粒,VLDL,IDL,LDL
C.VLDL,IDL,LDL,乳糜微粒
D.乳糜微粒,VLDL,LDL,IDL
E.LDL,VLDL,IDL,乳糜微粒
13.[ ]生物膜的基本结构是
A.磷脂双层两侧各有蛋白质附着
B.磷脂形成片层结构,蛋白质位于各个片层之间
C.蛋白质为骨架,二层磷脂分别附着于蛋白质的两侧
D.磷脂双层为骨架,蛋白质附着于表面或插入磷脂双层中
E.由磷脂构成的微团
14.[ ]质膜的标志酶是
A.琥珀酸脱氢酶
B.触酶
C.葡萄糖-6-磷酸酶
D.5′-核苷酸酶
E.酸性磷酸酶
15.[ ]一些抗菌素可作为离子载体,这意味着它们
A.直接干扰细菌细胞壁的合成
B.对细胞膜有一个类似于去垢剂的作用
C.增加了细胞膜对特殊离子的通透性
D.抑制转录和翻译
E.仅仅抑制翻译
16.[ ]图2-1脂-水相互作用中,哪个最稳定?<br>
A.图A
B.图B
C.图C
D.图D
E.图E
17.[ ]下列组成(按重量计)中的哪个最像典型的哺乳动物的质膜?
A.脂类35%,蛋白质45%,糖类5%,RNA10%
B.脂类35%,蛋白质55%,糖类5%,RNA0%
C.脂类20%,蛋白质75%,糖类0%,RNA0%
D.脂类60%,蛋白质30%,糖类0%,RNA5%
E.脂类35%,蛋白质40%,糖类20%,RNA0%
18.[ ]在正常人血清总胆固醇中,酯型胆固醇应占多少?
A.10%
B.30%
C.50%
D.70%
E.90%
19.[ ]钠泵的作用是什么?
A.输入细胞和将由细胞内输出
B.将输出细胞
C.将输出细胞
D.将输入细胞和将Na+由细胞内输出
E.以上说法都不对
20.[ ]卵磷脂含有的成分为
A.酸,甘油,磷酸,乙醇胺
B.脂酸,磷酸,胆碱,甘油
C.磷酸,脂酸,丝氨酸,甘油
D.脂酸,磷酸,胆碱
E.脂酸,磷酸,甘油
21.[ ]下列哪个是饱和脂酸?
A.油酸
B.亚油酸
C.花生四烯酸
D.棕榈酸
E.亚麻酸
22.[ ]磷脂酰丝氨酸在pH7时所带净电荷为
A.-1
B.-2
C.+1
D.+2
E.0
23.[ ]脂双层是许多物质的通透屏障,能自由通透的极性物质是
A.相对分子质量在50以下
B.相对分子质量在100以下
C.所有的极性物质
D.水
E.葡萄糖-6-磷酸
24.[ ]生物膜主要成分是脂与蛋白质,它们主要通过什么键相连?
A.共价键
B.二硫键
C.氢键
D.离子键
E.疏水作用
25.[ ]要将膜蛋白分子完整地从膜上溶解下来,可以用
A.蛋白水解酶
B.透明质酸酶
C.去垢剂
D.糖苷水解酶
E.脂肪酶
26.[ ]细胞膜的主动转运
A.不消耗能量
B.需要ATP
C.消耗能量(不单指ATP)
D.需要GTP
E.物质可以克服浓度差转运
27.[ ]生物膜在一般条件下都是呈现脂双层结构,但在某些生理条件下可能出现非脂双层结构,目前检测非脂双层结构的方法有
A.顺磁共振
B.核磁共振
C.分光光度法
D.荧光法
E.以上方法都可以
四:多选题
1.[ ]下列有关脂类化合物的叙述中,哪些是正确的?
(1).它们是细胞内的能源
(2).它们在水中的溶解度极低
(3).它们是膜的结构组分
(4).它们仅仅由碳、氢和氧组成
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
2.[ ]下列物质中哪些是由十八个碳原子组成的不饱和脂酸?
(1).油酸
(2).亚油酸
(3).亚麻酸
(4).花生四烯酸
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
3.[ ]对哺乳动物而言,下列哪些化合物是必需脂酸?
(1).油酸
(2).亚油酸
(3).软脂酸
(4).亚麻酸
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
4.[ ]甘油三酯和卵磷脂分子中共有的基团是
(1).磷酰基
(2).脂酰基
(3).胆碱基
(4).甘油基
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
5.[ ]卵磷脂和脑磷脂分子中共有的基团是
(1).甘油基
(2).脂酰基
(3).磷酰基
(4).胆碱基
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
6.[ ]神经鞘磷脂和脑苷脂分子中共有的基团是
(1).甘油基
(2).脂酰基
(3).磷酰基
(4).鞘氨醇
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
7.[ ]下列有关胆固醇的叙述,哪些是正确的?
(1).是醇的一种
(2).李-伯(Liebermann-Burchard)二氏反应是其呈色反应中的一种
(3).不易溶解于水
(4).分子中含有羧基,是酸的一种
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
8.[ ]饭后血中哪些物质的浓度会明显升高?
(1).游离脂酸
(2).中性脂肪
(3).胆固醇
(4).葡萄糖
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
9.[ ]所有脂蛋白均含有
(1).胆固醇
(2).磷脂
(3).甘油三酯
(4).载脂蛋白
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
五:问答题
1.写出下列简写符号的脂酸结构式:(1)16:0(2)14:3(7,10,13)
2.猪油的皂化价是193~203,碘价是54~70;椰子油的皂化价是246~265,碘价是8~10。这些数值说明猪油和椰子油的分子结构有什么差异?
3.1-软脂酰-2-硬脂酰-3-月桂酰甘油与磷脂酸的混合物在苯中与等体积的水震荡,让两相分开后,问哪种脂类在水相中的浓度高?为什么?
4.一个含有(l)心磷脂(2)磷脂酰甘油(3)磷脂酰乙醇胺(4)磷脂酰丝氨酸(5)O-赖氨酰磷脂酰甘油的脂类混合物在pH7.0时进行电泳。指出这些化合物的移动方向(向阳极,向阴极或停在原处)。
5.1mol某种磷脂完全水解可得油酸、软脂酸、磷酸、甘油和胆碱各lmol<br>(1)写出这种磷脂最可能的结构式。<br>(2)是甘油醇磷脂还是神经醇磷脂。<br>(3)是卵磷脂还是脑磷脂。
6.人红细胞(RBC)膜的主要糖蛋白是血型糖蛋白,这血型糖蛋白有下列性质:<br>①它的相对分子质量是50000(60%糖,40%蛋白质)<br>②它是一个内在蛋白<br>③用CNBr处理得五个片段,其中三个片段含有糖基如图2-2所示:<br><br>④血型糖蛋白的糖中25%是唾液酸,唾液酸苷酶可把这些唾液酸水解掉<br>⑤乳酸过氧化物酶能够将碘标记到暴露的酪氨酸残基上.用乳酸过氧化物酶来处理完整的RBC,然后用CNBr裂解,裂解片段1,2,3被标记上,用乳酸过氧化物酶来处理破裂的RBC,CNBr裂解片段1,2,3和5被标记上。<br>问(1)为什么仅仅用乳酸过氧化物酶处理破裂的RBC时,CB-5片段才被碘标记上?<br>(2)为什么用乳酸过氧化物酶处理完整和破裂的RBC时,CB-4片段都未能被碘标记上?(假设它有酪氨酸残基)<br>(3)关于CB-4片段的氨基酸组成,你能预言些什么?<br>(4)画出RBC膜上血型糖蛋白的定位图。
7.试述生物膜的两侧不对称性。
六:计算题
1.已知一软脂酰二硬脂酰甘油的相对分子质量为862,计算其皂化价。
2.已知250mg纯橄榄油样品,完全皂化需要47.5mg的K0H。计算橄榄油中甘油三酯的平均相对分子质量。
3.测得某甘油三酯的皂化价为200,碘价为60。求(1)甘油三酯的平均相对分子质量<br>(2)甘油三酯分子中平均有多少个双键?(KOH的相对分子质量为56,碘的相对原子质量为126.9).
4.已知680mg纯橄榄油吸收578mg碘。<br>求(1)橄榄油中每分子甘油三酯平均有多少个双键?<br>(2)该油的碘价是多少(橄榄油中甘油三酯的相对分子质量为884)?
5.奶油1.8g,加K0H酒精液25m1皂化,皂化后用0.5mol/LHCl滴定剩余的碱,用去HCl(0.5mol/L)9.0m1。另作一空白试验,空白用去0.5mol/L HC123.5m1,算出奶油的皂化价,再算出它的平均相对分子质量。
6.从鳄梨中提取出一种甘油三酯的样品5g,需要0.5mol/L KOH 36.0m1才能完全水解并将其脂酸转变为肥皂。试计算样品中脂酸的平均链 长。
7.一分子三硬脂酰甘油、三油酰甘油和三亚油酰甘油相对分子质量分别为891、885和879,它们的碘价分别为多少?
8.大多数动物细胞膜按重量计含60%的蛋白质和40%的磷脂(1)假定蛋白质的密度为1.33g/,而磷脂密度为0.92g/,试计算膜的平均密度。<br>(2)若将一个膜物质的样品放在密度为1.05g/的NaC1溶液中离心,它将下沉还是上浮?
第五章 酶化学
知 识 要 点
?
在生物体的活细胞中每分每秒都进行着成千上万的大量生物化学反应,而这些反应却能有条不紊地进行且速度非常快,使细胞能同时进行各种降解代谢及合成代谢,以满足生命活动的需要。生物细胞之所以能在常温常压下以极高的速度和很大的专一性进行化学反应,这是由于生物细胞中存在着生物催化剂——酶。酶是生物体活细胞产生的具有特殊催化能力的蛋白质。
酶作为一种生物催化剂不同于一般的催化剂,它具有条件温和、催化效率高、高度专一性和酶活可调控性等催化特点。酶可分为氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂解酶类、异构酶类和合成酶类六大类。酶的专一性可分为相对专一性、绝对专一性和立体异构专一性,其中相对专一性又分为基团专一性和键专一性,立体异构专一性又分为旋光异构专一性、几何异构专一性和潜手性专一性。
影响酶促反应速度的因素有底物浓度(S)、酶液浓度(E)、反应温度(T)、反应pH值、激活剂(A)和抑制剂(I)等。其中底物浓度与酶反应速度之间有一个重要的关系为米氏方程,米氏常数(Km)是酶的特征性常数,它的物理意义是当酶反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度。竞争性抑制作用、非竞争性抑制作用和反竞争性抑制作用分别对Km值与Vmax的影响是各不相同的。
酶的活性中心有两个功能部位,即结合部位和催化部位。酶的催化机理包括过渡态学说、邻近和定向效应、锁钥学说、诱导楔合学说、酸碱催化和共价催化等,每个学说都有其各自的理论依据,其中过渡态学说或中间产物学说为大家所公认,诱导楔合学说也为对酶的研究做了大量贡献。
胰凝乳蛋白酶是胰脏中合成的一种蛋白水解酶,其活性中心由Asp102、His57及Ser195构成一个电荷转接系统,即电荷中继网。其催化机理包括两个阶段,第一阶段为水解反应的酰化阶段,第二阶段为水解反应的脱酰阶段。
同工酶和变构酶是两种重要的酶。同工酶是指有机体内能催化相同的化学反应,但其酶蛋白本身的理化性质及生物学功能不完全相同的一组酶;变构酶是利用构象的改变来调节其催化活性的酶,是一个关键酶,催化限速步骤。
酶技术是近年来发展起来的,现在的基因工程、遗传工程、细胞工程、酶工程、生化工程和生物工程等领域都有酶技术的参与。
维生素是生物生长和生命活动中所必需的微量有机物,在天然食物中含量极少,人体自身不能合成,必须从食物中摄取。这些维生素既不是构成各种组织的主要原料,也不是体内能量的来源,它们的生理功能主要是在物质代谢过程中起着非常重要的作用,因代谢过程离不开酶,而结合蛋白酶中的辅酶和辅基绝大多数都含有维生素成份。机体缺乏某种维生素时,代谢受阻,表现出维生素缺乏症,而植物体内能合成维生素。
一:填空题
1.全酶由________________和________________组成,在催化反应时,二者所起的作用不同,其中________________决定酶的专一性和高效率,________________起传递电子、原子或化学基团的作用。
2.辅助因子包括________________,________________和________________等。其中________________与酶蛋白结合紧密,需要________________除去,________________与酶蛋白结合疏松,可用________________除去。
3.酶是由________________产生的,具有催化能力的________________。
4.酶活力的调节包括酶________________的调节和酶________________的调节。
5.T.R.Cech和S.Altman因各自发现了________________而共同获得1989年的诺贝尔奖(化学奖)。
6.1986年,R.A.Lerner和P.G.Schultz等人发现了具有催化活性的________________,称________________。
7.根据国际系统分类法,所有的酶按所催化的化学反应的性质可以分为六大类________________,________________,________________,________________,________________和________________。
8.按国际酶学委员会的规定,每一种酶都有一个唯一的编号。醇脱氢酶的编号是EC1.1.1.1,EC代表________________,4个数字分别代表________________,________________,________________和________________。
9.根据酶的专一性程度不同,酶的专一性可以分为________________专一性、________________专一性和________________专一性。
10.关于酶作用专一性提出的假说有________________,________________和________________等几种。
11.酶的活性中心包括________________和________________两个功能部位,其中________________直接与底物结合,决定酶的专一性,________________是发生化学变化的部位,决定催化反应的性质。
12.酶活力是指________________,一般用________________表示。
13.通常讨论酶促反应的反应速度时,指的是反应的________________速度,即________________时测得的反应速度。
14.常用的化学修饰剂DFP可以修饰________________残基,TPCK常用于修饰________________残基。
15.酶反应的温度系数一般为________________。
16.调节酶包括________________和________________等。
17.解释别构酶作用机理的假说有________________模型和________________模型两种。
18.固定化酶的优点包括________________,________________,________________等。
19.固定化酶的理化性质会发生改变,如Km________________,Vmax________________等。
20.同工酶是指________________,如________________。
21.pH影响酶活力的原因可能有以下几方面:(1)影响________________,(2)影响________________,(3)影响________________。
22.温度对酶活力影响有以下两方面:一方面________________,另一方面 ________________。
23.脲酶只作用于尿素,而不作用于其他任何底物,因此它具有________________专一性;甘油激酶可以催化甘油磷酸化,仅生成甘油-1-磷酸一种底物,因此它具有________________专一性。
24.酶促动力学的双倒数作图(Lineweaver-Burk作图法),得到的直线在横轴上的截距为________________,纵轴上的截距为________________。
25.磺胺类药物可以抑制________________酶,从而抑制细菌生长繁殖。
26.谷氨酰胺合成酶的活性可以被________________共价修饰调节;糖原合成酶、糖原磷酸化酶等则可以被________________共价修饰调节。
27.判断一个纯化酶的方法优劣的主要依据是酶的________________和________________。
二:是非题
1.[ ]酶可以促成化学反应向正反应方向转移。
2.[ ]对于可逆反应而言,酶既可以改变正反应速度,也可以改变逆反应速度。
3.[ ]酶的化学本质是蛋白质。
4.[ ]酶活性中心一般由在一级结构中相邻的若干氨基酸残基组成。
5.[ ]酶只能改变化学反应的活化能而不能改变化学反应的平衡常数。
6.[ ]酶活力的测定实际上就是酶的定量测定。
7.[ ]酶反应速度一般用单位时间内底物的减少量来表示。
8.[ ]从鼠脑分离的己糖激酶可以作用于葡萄糖(Km=mol/L)或果糖
(Km=mol/L)。则己糖激酶对果糖的亲和力更高。
9.[ ]Km是酶的特征常数,只与酶的性质有关,与酶浓度无关。
10.[ ]Km是酶的特征常数,在任何条件下,Km是常数。
11.[ ]Km是酶的特征常数,只与酶的性质有关,与酶的底物无关。
12.[ ]一种酶有几种底物就有几种Km值。
13.[ ]当[S]>> Km时,v 趋向于Vmax,此时只有通过增加[E]来增加v。
14.[ ]酶的最适pH是一个常数,每一种酶只有一个确定的最适pH。
15.[ ]酶的pH ~ 酶活性曲线均为钟罩形。
16.[ ]酶的最适温度与酶的作用时间有关,作用时间长,则最适温度高,作用时间短,
则最适温度低。
17.[ ]酶反应的温度系数高于一般反应的温度系数。
18.[ ]金属离子作为酶的激活剂,有的可以相互取代,有的可以相互拮抗。
19.[ ]增加不可逆抑制剂的浓度,可以实现酶活性的完全抑制。
20.[ ]正协同效应使酶促反应速度增加。
21.[ ]正协同效应使酶与底物亲和力增加。
22.[ ]正协同效应使酶促反应速度对底物浓度变化越来越敏感。
23.[ ]竞争性可逆抑制剂一定与酶的底物结合在酶的同一部位。
24.[ ]由1克粗酶制剂经纯化后得到10mg电泳纯的酶制剂,那么酶的比活较原来提高了100 倍。
25.[ ]酶反应的最适pH只取决于酶蛋白本身的结构。
26.[ ]负协同性不能用MWC(齐变模型)理论来解释。
三:单选题
1.[ ]利用恒态法推导米氏方程时,引入了除哪个外的三个假设?
A.在反应的初速度阶段,E+P→ES可以忽略
B.假设[S]>>[E],则[S]-[ES]≈[S]
C.假设E+S→ES反应处于平衡状态
D.反应处于动态平衡时,即ES的生成速度与分解速度相等
2.[ ]用动力学的方法可以区分可逆、不可逆抑制作用,在一反应系统中,加入过量S和一定量的I,然后改变[E],测v,得v~[E]曲线,则哪一条曲线代表加入了一定量的可逆抑制剂?<br>
A.1
B.2
C.3
D.不可确定
3.[ ]在一反应体系中,[S]过量,加入一定量的I,测v~[E]曲线,改变[I],得一系列平行曲线,则加入的I是:
A.竞争性可逆抑制剂
B.非竞争性可逆抑制剂
C.反竞争性可逆抑制剂
D.不可逆抑制剂
E.无法确定
4.[ ]竞争性可逆抑制剂抑制程度与下列哪种因素无关?
A.作用时间
B.抑制剂浓度
C.底物浓度
D.酶与抑制剂的亲和力的大小
E.酶与底物的亲和力的大小
5.[ ]下图中I代表了:<br>
A.竞争性可逆抑制剂
B.非竞争性可逆抑制剂
C.反竞争性可逆抑制剂
D.不可逆抑制剂
E.无法确定
6.[ ]哪一种情况可用增加[S]的方法减轻抑制程度?
A.不可逆抑制作用
B.竞争性可逆抑制作用
C.非竞争性可逆抑制作用
D.反竞争性可逆抑制作用
E.无法确定
7.[ ]酶的竞争性可逆抑制剂可以使:
A.Vmax减小,Km减小
B.Vmax增加,Km增加
C.Vmax不变,Km增加
D.Vmax不变,Km减小
E.Vmax减小,Km增加
8.[ ]下列常见抑制剂中,除哪个外都是不可逆抑制剂?
A.有机磷化合物
B.有机汞化合物
C.有机砷化合物
D.氰化物
E.磺胺类药物
9.[ ]溶菌酶在催化反应时,下列因素中除哪个外,均与酶的高效率有关?
A.底物形变
B.广义酸碱共同催化
C.邻近效应与轨道定向
D.共价催化
E.无法确定
10.[ ]下图中哪条曲线是负协同效应别构酶的v~[S]曲线?<br>
A.1
B.2
C.3
D.无法确定
11.[ ]假定Rs=(酶与底物结合达90%饱和度时的底物浓度)/(酶与底物结合达10%饱和度时的底物浓度),则正协同效应的别构酶:
A.Rs>81
B.Rs=81
C.Rs<81
D.Rs≥81
E.Rs≤81
12.[ ]以Hill系数判断,则具负协同效应的别构酶:
A.n>1
B.n=1
C.n<1
D.n≥1
E.n≤1
13.[ ]丙二酸对琥珀酸脱氢酶的影响属于:
A.反馈抑制
B.底物抑制
C.竞争性可逆抑制
D.非竞争性可逆抑制
E.反竞争性可逆抑制
14.[ ]酶的活化和去活化循环中,酶的磷酸化和去磷酸化位点通常在酶的哪一种氨基酸残基上?
A.天冬氨酸
B.脯氨酸
C.赖氨酸
D.丝氨酸
E.甘氨酸
15.[ ]测定酶活性时,通常以底物浓度变化小于多少时测得的速度为反应的初速度?
A.0.1%
B.0.5%
C.1%
D.2%
E.5%
16.[ ]在生理条件下,下列哪种基团既可以作为的受体,也可以作为的供体?
A.His的咪唑基
B.Lys的ε氨基
C.Arg的胍基
D.Cys的巯基
E.Trp的吲哚基
17.[ ]对于下列哪种抑制作用,抑制程度为50%时,[I]=Ki?
A.不可逆抑制作用
B.竞争性可逆抑制作用
C.非竞争性可逆抑制作用
D.反竞争性可逆抑制作用
E.无法确定
18.[ ]在一酶反应体系中,若有抑制剂I存在时,最大反应速度为,没有抑制剂I存在时,最大反应速度为,若,则I为:
A.竞争性可逆抑制剂
B.非竞争性可逆抑制剂
C.反竞争性可逆抑制剂
D.不可逆抑制剂
E.无法确定
四:问答题
1.简述酶作为生物催化剂与一般化学催化剂的共性及其个性。
2.简述Cech及Altman是如何发现具有催化活性的RNA的。
3.写出催化下列反应的酶的分类名称(类型)<br>
4.试指出下列每种酶具有哪种类型的专一性。<br>(1)脲酶(只催化尿素的水解,但不能作用于)<br>(2)β-D-葡萄糖苷酶(只作用β-D-葡萄糖形成的各种糖苷,但不能作用于其他的糖 苷,例如果糖苷)<br>(3)酯酶(作用于的水解反应)<br>(4)L-AA氧化酶(只作用于L-AA,而不能作用于D-AA)<br>(5)反丁烯二酸水合酶[只作用于反丁烯二酸(延胡索酸),而不能作用于顺丁烯二酸 (马来酸)]<br>(6)甘油激酶(催化甘油磷酸化,生成甘油-1-磷酸)
5.甘油醛-3-磷酸脱氢酶,相对分子质量4万,由4个相同亚基组成,每个亚基上有一个活性位点,在最适条件下,5μg纯酶制品每分钟可以催化2.8μmol甘油醛-3-磷酸转化为甘油酸-3-磷酸。请计算酶的比活力和单个活性位点的转换数。
6.称取25mg蛋白酶配成25ml溶液,取2ml溶液测得含蛋白氮0.2mg,另取0.1ml溶液测酶活力,结果每小时可以水解酪蛋白产生1500ug酪氨酸,假定1个酶活力单位定义为每分钟产生1ug酪氨酸的酶量,请计算:(1)酶溶液的蛋白浓度及比活(2)每克酶制剂的总蛋白含量及总活力。
7.Decamethonium[]是一种用于肌肉松弛的药物,是乙酰胆碱酯酶的抑制剂,这种抑制作用可以通过增加乙酰胆碱的浓度来逆转或解除。请问这种药物是否与酶共价结合?属于哪种类型的抑制剂?并解释为什么可以通过增加乙酰胆碱的浓度来解除抑制。
8.乙酰胆碱酯酶也可以被DFP失活,因为DFP可以与酶的Ser残基共价结合,但是decamethonium可以对酶起保护作用。在一定量的酶和DFP存在时,decamethonium可以使酶失活的速度降低,请解释。
9.试比较Km与Ks的定义及其相互关系。
10.Vmax和米氏常数可以通过作图法求得,试比较v~[S]图,双倒数图,v~v/[S]作图,[S]/v~[S]作图及直接线性作图法求Vmax和Km的优缺点。
11.指出下列反应式分别代表了哪种机制的双底物双产物反应。
12.(1)为什么某些肠道寄生虫如蛔虫在体内不会被消化道内的胃蛋白酶,胰蛋白酶消化?<br>(2)为什么蚕豆必需煮熟后食用,否则容易引起不适?
13.α-糜蛋白酶(24000)可以水解苯甲酰-L-酪氨酸乙酯。比活为45.0μmol/min/mg 酶。已知α-糜蛋白酶只有一个活性位点。求转换数。
14.α-胰凝乳蛋白酶可以催化N-乙酰-L-Phe-p-硝基苯酯的水解,在不同的底物浓度下测反应初速度得到一组实验数据,见下表。求Km和Vmax。<br>
15.使用下表数据,作图判断抑制剂类型(竞争性还是非竞争性可逆抑制剂)。<br>
16.甘油醛-3-磷酸脱氢酶(150000)的活性位点有一个Cys残基,假定为使5ml1.2mg/ml的酶溶液完全失活,需要mg碘乙酰胺 (185),计算酶的催化亚基的数目。
17.对活细胞的实验测定表明,酶的底物浓度通常就在这种底物的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?
18.有时别构酶的活性可以被低浓度的竞争性抑制剂激活,请解释。
19.(1)对于一个遵循米氏动力学的酶而言,当[S]=Km时,若v=35μmol/min,Vmax是多少μmol/min?<br>(2)当[S]=mol/L,v=40μmol/min,这个酶的Km是多少?<br>(3)若I表示竞争性抑制剂,=M,当[S]=mol/L和[I]=mol/L时,v是多少?<br>(4)若是非竞争性抑制剂,在、[S]和[I]条件与(3)中相同时,v是多少?<br>(5)大致绘出此酶v-[S]关系的曲线图形a.没有抑制剂存在时;b.有竞争性抑制剂存在时如(3);c.有非竞争性抑制剂存在时如(4)
20.在不同底物浓度的反应体系中,分别测有无抑制剂存在时的v,数据如下:<br><br>求有无抑制剂存在时的Vmax和Km(Km’),并判断这种抑制剂是什么类型的抑制剂。
21.在一组10ml的反应体系中,加入不同浓度的底物。分别测反应初速度,得数据如下:<br><br>不作图计算:(1)V和Km。<br>(2)计算[S]=mol/L和[S]=mol/L时的v。<br>(3)计算[S]=mol/L或[S]=mol/L时最初5分钟内的产物总量。<br>(4)假如每一个反应体系中酶浓度增加至4倍时,Km,Vmax是多少?当[S]=mol/L时,v是多少?
22.在很多酶的活性中心均有His残基参与,请解释。
第六章 维生素与辅酶
知 识 要 点
一、维生素的概念、分类
二、几种重要辅酶(辅基)的结构与功能: NAD和NADP、FMN和FAD、焦磷酸硫胺素、磷酸吡哆醛、辅酶A、生物素、四氢叶酸、5‘-脱氧腺苷钴胺素、维生素C、硫辛酸
三、本章重点:酶的作用机理;影响酶促反应速度的因素。较系统地掌握酶的一般知识,为学习物质代谢奠定基础。
一:填空题
1.维生素是维持生物体正常生长所必需的一类________________有机物质。主要作用是作为________________的组分参与体内代谢。
2.根据维生素的________________性质,可将维生素分为两类,即________________和________________。
3.维生素A的活性形式是________________,可与视蛋白组成________________,后者是维持________________视觉所必需的。
4.维生素D在体内的最高活性形式是________________,它是由维生素分别在________________和________________二次________________而来的。
5.维生素D在体内的主要作用是调节________________代谢,与________________生长有关。
6.维生素K的主要作用是作为________________的辅酶,促进肝脏凝血酶原中Glu残基的________________,生成________________,修饰后的凝血酶原与________________结合,才能被激活转化为凝血酶。
7.维生素由________________环与________________环通过________________相连,主要功能是以________________形式,作为________________和________________的辅酶,转移二碳单位。
8.维生素的化学结构可以分为二部分,即________________和________________,其中________________原子上可以加氢,因此有氧化型和还原型之分。
9.维生素由________________与________________通过________________相连而成,可以与________________,________________和________________共同组成辅酶________________,作为各种________________反应的辅酶,传递________________。
10.维生素是________________衍生物,有________________,________________两种形式,其辅酶形式是________________与________________,作为________________酶的辅酶,起递________________作用。
11.维生素是________________衍生物,也称吡哆素,有______________, ______________,_____________三种形式,可以以______________、______________的形式作为氨基酸________________、________________、________________的辅酶。
12.生物素可看成由________________,________________,________________三部分组成,是________________的辅酶,在________________的固定中起重要是作用。
13.维生素由喋呤衍生物、________________、________________三部分组成,可以以________________的形式,作为________________的载体。
14.维生素是唯一含________________的维生素,由________________,________________和氨基丙酸三部分组成,有多种辅酶形式。其中________________是变位酶的辅酶,________________是转甲基酶的辅酶。
15.维生素C是________________酶的辅酶,另外还具有________________作用等。
二:是非题
1.[ ]四种脂溶性维生素都是异戊二烯衍生物,属于类脂。
2.[ ]所有B族维生素都是杂环化合物。
3.[ ]B族维生素都可以作为辅酶的组分参与代谢。
4.[ ]脂溶性维生素都不能作为辅酶参与代谢。
5.[ ]除了动物外,其他生物包括植物,微生物的生长也有需要维生素的现象。
6.[ ]植物的某些器官可以自行合成某些维生素,并供给植物整体生长所需。
7.[ ]维生素E不容易被氧化,因此可做抗氧化剂。
8.[ ]B族维生素具有相似的结构和生理功能。
9.[ ]经常做日光浴有助于预防佝偻病和骨软化症的出现。
10.[ ]还原型核黄素溶液有黄绿色荧光,氧化后即消失。
11.[ ]维生素缺失症可以通过口服维生素加以治疗。
12.[ ]L-抗坏血酸有活性,D-抗坏血酸没有活性。
13.[ ]有些动物可以在体内合成维生素C。
三:单选题
1.[ ]下列辅酶中的哪个不是来自于维生素?
A.CoA
B.CoQ
C.PLP
D.
E.FMN
2.[ ]肠道细菌可以合成下列哪种维生素?
A.维生素A
B.维生素C
C.维生素D
D.维生素E
E.维生素K
3.[ ]下列叙述哪一种是正确的?
A.所有的辅酶都包含维生素组分
B.所有的维生素都可以作为辅酶或辅酶的组分
C.所有的B族维生素都可以作为辅酶或辅酶的组分
D.只有B族维生素可以作为辅酶或辅酶的组分
E.只有一部分B族维生素可以作为辅酶或辅酶的组分
4.[ ]下列化合物中除哪个外都是环戊烷多氢菲的衍生物。
A.维生素D
B.胆汁酸
C.促肾上腺皮质激素
D.肾上腺皮质激素
E.强心苷
5.[ ]下列化合物中,除哪个外都是异戊二烯的衍生物。
A.视黄醇
B.生育酚
C.鲨烯
D.核黄醇
E.叶绿醇
6.[ ]多食糖类需补充
A.维生素
B.维生素
C.维生素
D.维生素
E.维生素
7.[ ]多食肉类,需补充
A.维生素
B.维生素
C.维生素
D.维生素
E.维生素
8.[ ]以玉米为主食,容易导致下列哪种维生素的缺乏。
A.维生素
B.维生素
C.维生素
D.维生素
E.维生素
9.[ ]常服用雷米封(抗结核药物)需补充:
A.维生素
B.维生素
C.维生素
D.维生素
E.维生素和维生素
10.[ ]下列化合物中除哪个外,常作为能量合剂使用。
A.CoA
B.ATP
C.胰岛素
D.生物素
11.[ ]下列化合物中哪个不含环状结构?
A.叶酸
B.泛酸
C.烟酸
D.生物素
E.核黄素
12.[ ]下列化合物中哪个不含腺苷酸组分?
A.CoA
B.FMN
C.FAD
D.
E.
13.[ ]需要维生素作为辅酶的氨基酸反应有:
A.成盐、成酯和转氨
B.成酰氯反应
C.烷基化反应
D.成酯、转氨和脱羧
E.转氨、脱羧和消旋
14.[ ]下列情况中,除哪个外均可造成维生素K的缺乏症。
A.新生儿
B.长期口服抗生素
C.饮食中完全缺少绿色蔬菜
D.素食者
四:问答题
1.请指出与下列生理功能相对应的脂溶性维生素。(1)调节钙磷代谢,维持正常血钙、血磷浓度。(2)促进肝脏合成凝血酶原,促进凝血。(3)维持上皮组织正常功能,与暗视觉有关。(4)抗氧化剂,与动物体生殖功能有关。
2.指出下列症状分别是由于哪种(些)维生素缺乏引起的?(1)脚气病(2)坏血病(3)佝偻病(4)干眼病(5)蟾皮病(6)软骨病(7)新生儿出血(8)巨红细胞贫血
3.指出下列物质分别是哪种维生素的前体?(1)β-胡萝卜素(2)麦角固醇(3)7-脱氢胆钙化醇(4)色氨酸
4.将下列化学名称与B族维生素及其辅酶形式相匹配:<br>(A)泛酸(B)烟酸叶酸(D)硫胺素(E)核黄素(F)吡哆素(G)生物素<br><br>(I)FMN(Ⅱ)FAD(V)CoA(VI)PLP(Ⅶ)PMP(Ⅸ)TPP
5.指出下列各种情况下,应补充哪种(些)维生素。(1)多食糖类化合物(2)多食肉类化合物(3)以玉米为主食(4)长期口服抗生素(5)长期服用雷米封的肺结核病人(6)嗜食生鸡蛋清的人
第七章 激素
知 识 要 点
掌握各种激素的来源与生理功能,了解各类激素的结构特点。
一:填空题
1.激素的一种更广泛的定义是指________________,根据溶解性质,激素可分为________________和________________两类。所有的固醇类激素都是由________________合成来的。
2.对于高等动物来说,分泌激素的细胞被称为________________,受激素作用的细胞被称为________________。根据这两种细胞之间的距离,动物激素可分为________________、________________和________________三类。
3.生长因子是指________________。
4.激素作用具有的特异性与________________有关。
5.胰岛素的受体具有________________酶的活性,心房肽的受体具有________________酶的活性,转移生长因子-β(TGF-β)的受体具有________________酶的活性。
6.G蛋白是指________________,主要包括________________、________________、________________、________________、________________和________________等几种。它们都是由________________、________________、________________等三种亚基组成,其中________________亚基具有________________酶的活性。
7.已发现的第二信使有________________、________________、________________、________________、________________、________________和________________等几种。
8.水溶性激素的受体通常在________________上,而脂溶性激素的受体通常在________________。
9.水溶性激素的作用通常最后激活了一些特殊的蛋白质激酶,已发现的蛋白质激酶主要包括________________、________________、________________、________________、________________和________________等几种。根据激酶所催化的磷酸根的受体是哪一种氨基酸,蛋白质激酶可分为________________和________________两类。
10.能够作为脂溶性激素发挥作用的两种维生素是________________和________________。
11.与G蛋白偶联的受体通常具有________________结构。
12.阿司匹林具有消炎的功能是因为它在体内能够抑制________________酶的活性,从而阻断________________的合成。
13.硝化甘油能够治疗缺血性心脏病是因为它在体内能够转变成________________,该物质能够激活酶________________的活性。
14.咖啡和茶能够延长肾上腺素的作用时间是因为________________。
15.G蛋白通过________________抛锚在细胞膜的内侧,而Ras蛋白则通过________________抛锚在细胞膜上。
16.脂溶性激素的受体至少具有________________和________________两个功能部位。
17.钙调蛋白作为一种钙传感器蛋白,在分子结构上含有一种特殊的基序(motif),即是________________,而脂溶性激素的受体含有另外一种基序,即是________________。
18.光子在视杆细胞或视锥细胞上的受体为________________,它的辅基是 ________________,其效应器是________________。
19.佛波酯作为________________类似物,能够在细胞内直接持续激活________________酶而导致细胞的癌变。
20.许多下丘脑分泌的小肽类激素在N端具有________________修饰,在C端具有________________修饰,以提高其稳定性。
21.不能使用Edman降解的方法直接测定促性腺激素释放因子的N端氨基酸是因为________________。
22.激素的脱敏作用是指________________,水溶性激素出现脱敏的主要原因是________________和________________。
23.能够促进血糖浓度升高的激素有_____________、_____________和 _____________。
24.已发现植物激素主要有________________、________________、________________、________________、________________、________________和________________。
25.脂溶性激素的细胞质受体在无配体时通常与________________结合在一起。
26.GTP的类似物GTP(γ)NH或GTP(γ)能够延长肾上腺素的作用时间是因为________________。
27.可用来治疗躁狂症是因为________________。
28.根据激素受体的结构与功能,激素的细胞膜受体可分为________________、________________、________________和________________等几类。
29.多数细胞膜受体是________________蛋白,因此在对它们进行定性是需要使用去垢剂来增溶。
30.分离胰岛素或肾上腺素受体最有用的方法是________________。
31.NOS(一氧化氮合成酶)的辅酶/辅基包括________________、________________、________________、________________、和________________。
32.视网膜母细胞瘤是因为________________基因缺失造成的,此基因被称为________________。
33.________________称为人类基因组的“保护神”。
34.激素与其受体结合有________________、________________、________________、________________和________________等特征。
35.百日咳毒素的A亚基在细胞内可催化________________蛋白的ADP-核糖基化修饰。
二:是非题
1.[ ]水溶性激素的受体一定在细胞膜上,而脂溶性激素的受体则一定在细胞内。
2.[ ]胰高血糖素既可以促进肝糖原的分解,又能促进肌糖原的分解。
3.[ ]肾上腺素既可以产生“快反应”,又可以产生“慢反应”。
4.[ ]霍乱毒素和百日咳毒素都可以导致各自的靶细胞内的cAMP浓度的提高。
5.[ ]胰高血糖素的受体是一种糖蛋白。
6.[ ]GRIF既是一种内分泌激素,又是一种旁分泌激素。
7.[ ]脑细胞中也有胰岛素和胆囊收缩素以及其它一些肠道激素。
8.[ ]原核生物和真核生物都可以使用cAMP作为一种信息分子。
9.[ ]所有的激素都可以使用RIA(放射免疫测定法)进行定量。
10.[ ]甲状腺素是由酪氨酸直接转变而来。
11.[ ]从某种意义上说,心脏也是一种内分泌腺。
12.[ ]肾上腺素既可以使用cAMP作为“第二信使”,也可以使用DG和作为“第
二信使”。
13.[ ]TRF(促甲状腺激素释放因子)是一种三肽,它是直接由三个氨基酸缩合而成。
14.[ ]饮茶能够抑制脂肪的动员。
15.[ ]生长因子的受体都具有酪氨酸蛋白激酶的活性。
16.[ ]脂溶性激素的受体实际上是一种反式作用因子。
17.[ ]促黑激素和褪黑激素的本质都是多肽。
18.[ ]胰岛素是第一个被发现具有激素活性的蛋白质。
19.[ ]可以使用HCG的α亚基的单克隆抗体检测血液中HCG的含量。
20.[ ]按照目前的标准,生长因子、神经递质和细胞因子都属于激素。
21.[ ]催产素分子上的二硫键是其生物活性必需的。
22.[ ]生长激素具有弱的催乳素的功能。
23.[ ]催产素和加压素都是由脑垂体后叶细胞合成和分泌。
24.[ ]具有锌指结构的蛋白质都能够与DNA结合。
25.[ ]ACTH具有促黑激素的活性。
26.[ ]G蛋白一定是通过其α亚基发挥作用的。
27.[ ]Gs蛋白和Gt蛋白可相互交换β亚基和γ亚基而不会影响各自的功能。
28.[ ]表皮生长因子的作用不需要G蛋白。
29.[ ]胰岛素是一种蛋白质,而胰高血糖素则是一种多肽。
30.[ ]从进化的角度来看,细胞癌基因来源于病毒癌基因。
31.[ ]光子作用于视杆细胞或视锥细胞可导致其细胞膜电位去极化。
32.[ ]的信使作用必须通过钙调蛋白来完成。
三:单选题
1.[ ]心房肽(ANF)的第二信使为
A.cAMP
B.cGMP
C.cCMP
D.神经酰胺
E.DG、和
2.[ ]促性腺激素释放激素(GnRH)的第二信使为
A.cAMP
B.cGMP
C.cCMP
D.神经酰胺
E.DG、和
3.[ ]NO作为一种信息分子,它在体内是由哪一种氨基酸转变而来?
A.Lys
B.Arg
C.Gln
D.Asn
E.His
4.[ ]乙烯作为一种植物激素,它是由哪一种氨基酸转变而来?
A.Cys
B.Leu
C.Met
D.Gly
E.Pro
5.[ ]第一个被发现的激素是
A.胰岛素
B.胰高血糖素
C.肠促胰液肽
D.肾上腺素
E.甲状腺素
6.[ ]生长激素的作用由直接作用和间接作用之别,其中间接作用是通过一种生长因子来实现的,这种生长因子是
A.EGF
B.PDGF
C.IGF-1
D.IGF-2
E.FGF
7.[ ]以下激素除了哪一种例外,都是糖蛋白?
A.FSH
B.LH
C.HCG
D.TSH
E.LPH
8.[ ]以下哪一对激素具有相同的第二信使?
A.胰岛素和胰高血糖素
B.肾上腺素和甲状腺素
C.TSH和LH
D.ACTH和GnRH
E.ANF和加压素
9.[ ]GRIF不会抑制下列哪一种激素的分泌?
A.胰岛素
B.胰高血糖素
C.生长激素
D.催乳素
E.TSH
10.[ ]在一家精神病院,有一位病人闯进药房,大量口服了某一种激素。试问医生会担心他服用哪一种激素?
A.胰岛素
B.胰高血糖素
C.生长激素
D.甲状旁腺素
E.甲状腺素
11.[ ]下列哪一种激素是通过序列酶促反应合成的?
A.胰岛素
B.加压素
C.TRH
D.肾上腺素
E.生长激素
12.[ ]某一家族的与G蛋白偶联的腺苷酸环化酶的基因有缺陷,试问下面哪一种激素的功能将会受到影响?
A.甲状腺素
B.皮质醇
C.胰岛素
D.肾上腺素
E.ANF
13.[ ]假如你正在培养一种特殊的细胞系已有一个月的时间,以研究受体的结构与功能,但你的实验室的一名技师不小心使用胰蛋白酶处理了你在培养的细胞。试问他的疏忽将不会影响到你对哪一种激素的研究?
A.胰岛素
B.甲状旁腺素
C.甲状腺素
D.胰高血糖素
高血糖素
E.EGF
14.[ ]不同的细胞对同一种第二信使产生不同的反应是因为不同的细胞具有
A.不同的受体
B.不同的酶组成
C.不同水平的磷酸二酯酶
D.不同的G蛋白
E.不同的膜脂
15.[ ]肾上腺素通过其受体发挥作用可产生几种第二信使?
A.2种,都是直接产生
B.3种,其中2种直接产生,1种间接产生
C.3种,都是直接产生
D.2种,其中1种直接产生,1种间接产生
E.1种
16.[ ]能够显示低血糖水平的激素是
A.胰高血糖素
B.胰岛素
C.肾上腺素
D.甲状腺素
E.孕酮
17.[ ]激活1分子PKA需要几分子cAMP?
A.1分子
B.2分子
C.3分子
D.4分子
E.5分子
18.[ ]激活1分子钙调蛋白需要几个?
A.1个
B.2个
C.3个
D.4个
E.5个
19.[ ]美国的三位药理学家因什么发现而荣获1998年的诺贝尔医学、生理学奖?
A.钙调蛋白
B.蛋白质的可逆磷酸化
C.G蛋白
D.NO作为信息分子
E.第二信使
20.[ ]Sis病毒癌基因的产物是
A.生长因子的类似物
B.生长因子受体的类似物
C.G蛋白的类似物
D.转录因子的类似物
E.DNA聚合酶的类似物
21.[ ]雌二醇生物合成的直接前体分子是
A.雌酮
B.孕酮
C.胆固醇
D.睾酮
E.雌三醇
22.[ ]新霉素(Neomycin)可直接干扰对磷脂酰肌醇特异的磷脂酶C的功能,从而最有可能干扰哪一种跨膜的细胞信号传导系统?
A.腺苷酸环化酶
B.鸟苷酸环化酶
C.受体酪氨酸激酶
D.PKA
E.PKC
23.[ ]RIA(放射免疫测定法)的原理是
A.放射性标记的配体和非标记的配体与高度特异性的膜受体之间竞争性的结合
B.两种不同的放射性标记的配体与同一种高度特异性抗体之间的竞争性结合
C.放射性标记的配体和非标记的配体与高度特异性的抗体之间竞争性的结合
D.放射性标记的配体能诱发实验动物产生免疫反应
E.放射性标记的配体能够在体外刺激抗体的产生
24.[ ]表现正反馈性质的激素是
A.雌激素
B.雄激素
C.孕酮
D.促黄体激素
E.卵泡刺激素
25.[ ]肌醇-1,3,5-三磷酸启动钙离子从哪里释放出来?
A.线粒体
B.溶酶体
C.内质网
D.细胞外
E.钙离子和钙调蛋白复合物
26.[ ]胰岛素能够提高葡萄糖的运输,这主要原因是它
A.刺激葡萄糖的磷酸化
B.刺激葡萄糖的去磷酸化
C.细胞膜上载体数目增加
D.载体对葡萄糖的亲和性
E.降低细胞膜上钠钾泵的活性
27.[ ]醛固酮的主要生理作用是
A.糖代谢
B.脂代谢
C.水盐代谢
D.氨基酸代谢
E.核酸代谢
28.[ ]甲状腺素是哪一种氨基酸的衍生物?
A.Thr
B.Trp
C.Tyr
D.Phe
E.Pro
29.[ ]在饥饿状态下,下列物质除哪一个以外会在血液或组织中的含量升高?
A.糖原
B.胰高血糖素
C.酮体
D.肾上腺素
E.去甲肾上腺素
30.[ ]下列哪一种物质能够抑制糖皮质激素的生理作用?
A.利福霉素
B.AC的抑制剂
C.GC的抑制剂
D.嘌呤霉素
E.霍乱毒素
31.[ ]喝一杯浓茶或一杯浓咖啡会产生什么影响?
A.干扰前列腺素的合成
B.减弱胰高血糖素的作用
C.增强肾上腺素的作用
D.减轻腹泻症状
E.抑制脂肪动员
32.[ ]胃泌素和胆囊收缩素之间的结构相似性反映在
A.N端
B.C端
C.整个部分
D.中央区
E.根本没有相似性
四:问答题
1.什么是第二信使学说?如果你在研究某种激素的作用机理的时候,你得到一种小分子物质,你如何证明它是一种新的第二信使?
2.试用激素分泌的反馈机制解释缺碘是怎样导致患者得地方性甲状腺肿大的?
3.试提出一种机制解释脂溶性激素也能提高靶细胞的cAMP的浓度。
4.Melitin是发现在蜂毒中的一种磷脂酶的激活剂,试解释当人被蜜蜂叮过以后,如何导致被叮咬的地方出现炎症反应的。
5.列举多肽激素以非活性前体的形式被合成的好处。
6.G蛋白作为许多激素受体和效应器之间的中间接受体在细胞信息传导中发挥着极其重要的作用,试设计一个实验确定植物细胞中也含有这种蛋白质或类似的蛋白质。
7.试设计一个实验分离纯化前列腺素的受体。
8.请解释下列现象:(1)甲状腺切除的小鼠在不提供食物以后能生存约20天的时间,而正常的小鼠只能生存约7天的时间。<br>(2)Cushing综合症是因为肾上腺皮质激素分泌过造成,某些脑垂体瘤可引起这种疾病。<br>(3)性器官肿瘤的生长可通过切除性腺或肾上腺而得以减慢或逆转。
9.一种茶碱的类似物Aminophyline经常被用来与肾上腺素一起治疗急性哮喘,试提出其中的生化机理。
10.霍乱毒素是霍乱弧菌分泌的一种外毒素,它可导致人腹泻而使得人丢失大量的水分和,严重可致死。试解释其中的生化基础并提出一种治疗霍乱的法。
11.与其它下丘脑组织分泌的激素不同的是,GRF(生长激素释放因子)最初是在一名支端肥大症患者体内的胰腺组织中发现的。该患者的胰腺已发生了癌变,<br>试问:(1)GRF与支端肥大症的发生有什么关系?<br>(2)正常的个体的胰腺组织并不合成和分泌GRF,为什么癌变的胰腺组织会合成并分泌GRF?<br>(3)怎样证明下丘脑组织也分泌GRF?
12.马拉松运动员在赛跑之前需要最大限度地进行碳水化合物的贮存,以维持在长时间比赛中对能量的需求。教练通常要求运动员在比赛之前摄入大量的糖。为什么摄入淀粉比直接摄入简单的糖更合理?
13.可采用外科手术切除妇女卵巢来治疗乳腺癌,试解释这种治疗方法的生化基础。另一种治疗方法是给患者服用雌激素,其机理又如何?
14.原则上说来肾上腺素的生理效应可以通过将cAMP加入到靶细胞来模拟。但实际上, cAMP加入到完整的靶细胞后,仅仅能诱发很小的生理效应。然而当加入cAMP的衍生物双丁酰cAMP时,其生理效应十分明显,为什么?
15.和与G蛋白偶联的受体相比,通过固醇类激素受体或与离子通道偶联的受体作用的信号传导系统要简单,其下游的成分也少。试问这样的系统也会产生放大效应吗?
16.G蛋白的活化是因为细胞质中的GTP取代了原来与它结合的GDP引起的,你如何证明它不是因为GDP被激酶作用而直接接受了ATP的γ-磷酸根而形成的?
17.为什么细胞使用(细胞内的浓度是mol/L)而不是使用(细胞内的浓度为mol/L)作为第二信使?
18.细胞内有X和Y两种物质,它们在细胞内被合成的速率都是1000分子/每秒/每个细胞;但两者的降解的速度并不相同:X分子降解的比较慢,每一个分子平均只能存活100秒,而Y分子降解的速度为X的10倍。<br>(1)计算细胞内X和Y两种分子的数目。<br>(2)如果X和Y合成的速率突然增加到10000分子/每秒/每个细胞(降解速度不变),那么在一秒钟后,一个细胞有多少X和Y分子?<br>(3)你认为哪一个分子更适合被用于快速的信号传递?
第八章 代谢总论与生物氧化
知 识 要 点
生物氧化的实质是脱氢、失电子或与氧结合,消耗氧生成CO2和H2O,与体外有机物的化学氧化(如燃烧)相同,释放总能量都相同。生物氧化的特点是:作用条件温和,通常在常温、常压、近中性pH及有水环境下进行;有酶、辅酶、电子传递体参与,在氧化还原过程中逐步放能;放出能量大多转换为ATP分子中活跃化学能,供生物体利用。体外燃烧则是在高温、干燥条件下进行的剧烈游离基反应,能量爆发释放,并且释放的能量转为光、热散失于环境中。
(一)氧化还原电势和自由能变化
1.自由能
生物氧化过程中发生的生化反应的能量变化与一般化学反应一样可用热力学上的自由能变化来描述。自由能(free energy)是指一个体系的总能量中,在恒温恒压条件下能够做功的那一部分能量,又称为Gibbs自由能,用符号G表示。物质中的自由能(G)含量是不易测定的,但化学反应的自由能变化(ΔG)是可以测定的。ΔG很有用,它表示从某反应可以得到多少有用功,也是衡量化学反应的自发性的标准。例如,物质A转变为物质B的反应:
ΔG=GB—GA
当ΔG为负值时,是放能反应,可以产生有用功,反应可自发进行;若ΔG为正值时,是吸能反应,为非自发反应,必须供给能量反应才可进行,其逆反应是自发的。
如果ΔG=0时,表明反应体系处于动态平衡状态。此时,平衡常数为Keq,由已知的Keq可求得ΔG°:
ΔG°=-RTlnKeq
?
2.化还原电势
在氧化还原反应中,失去电子的物质称为还原剂,得到电子的物质称为氧化剂。还原剂失去电子的倾向(或氧化剂得到电子的倾向)的大小,则称为氧化还原电势。将任何一对氧化还原物质的氧化还原对连在一起,都有氧化还原电位的产生。如果将氧化还原物质与标准氢电极组成原电池,即可测出氧化还原电势。标准氧还原电势用E°表示。E°值愈大,获得电子的倾向愈大;E°愈小,失去电子的倾向愈大。
3.氧化还原电势与自由能的关系
在一个氧化还原反应中,可从反应物的氧还电势E 0',计算出这个氧化还原反应的自由能变化(ΔG)。ΔG°与氧化还原电势的关系如下:
ΔG°= - nFΔE°
n表示转移的电子数,F为法拉第常数(1法拉第=96485库仑/摩尔)。ΔE°的单位为伏特,ΔG°的单位为焦耳/摩尔。当ΔE°为正值时,ΔG°为负值,是放能反应,反应能自发进行。ΔE°为负值时,ΔG°为正值,是吸能反应,反应不能自发进行。
(二)高能磷酸化合物
生物体内有许多磷酸化合物,其磷酸基团水解时可释放出20.92kJ/mol以上自由能的化合物称为高能磷酸化合物。按键型的特点可分为:
1.磷氧键型:焦磷酸化合物如腺三磷(ATP)是高能磷酸化合物的典型代表。ATP磷酸酐键水解时,释放出30.54kJ/mol能量,它有两个高能磷酸键,在能量转换中极为重要;酰基磷酸化合物如1,3二磷酸甘油酸以及烯醇式磷酸化合物如磷酸烯醇式丙酮酸都属此类。
2.磷键型化合物如磷酸肌酸、磷酸精氨酸。
3.酯键型化合物如乙酰辅酶A。
4.甲硫健型化合物如S-腺苷甲硫氨酸。
此外,脊椎动物中的磷酸肌酸和无脊椎动物中的磷酸精氨酸,是ATP的能量贮存库,作为贮能物质又称为磷酸原。
(三)电子传递链
电子传递链是在生物氧化中,底物脱下的氢(H+ + eˉ),经过一系列传递体传递,最后与氧结合生成H2O的电子传递系统,又称呼吸链。呼吸链上电子传递载体的排列是有一定顺序和方向的,电子传递的方向是从氧还电势较负的化合物流向氧化还原电势较正的化合物,直到氧。氧是氧化还原电势最高的受体,最后氧被还原成水。
电子传递链在原核细胞存在于质膜上,在真核细胞存在于线粒体的内膜上。线粒体内膜上的呼吸链有NADH呼吸链和FADH2呼吸链。
1.构成电子传递链的电子传递体成员分五类:
(1)烟酰胺核苷酸(NAD+) 多种底物脱氢酶以NAD+为辅酶,接受底物上脱下的氢成为还原态的NADH+ +H+,是氢(H+和eˉ)传递体。
(2)黄素蛋白 黄素蛋白以FAD和FMN为辅基,接受NADH+ +H+或底物(如琥珀酸)上的质子和电子,形成FADH2或FMNH2,传递质子和电子。
(3)铁硫蛋白或铁硫中心 也称非血红素蛋白,是单电子传递体,氧化态为Fe3+,还原态为Fe2+。
(4)辅酶Q又称泛醌,是脂溶性化合物。它不仅能接受脱氢酶的氢,还能接受琥珀酸脱氢酶等的氢(H++eˉ)。是处于电子传递链中心地位的载氢体。
(5)细胞色素类是含铁的单电子传递载体。铁原子处于卟啉的中心,构成血红素。它是细胞色素类的辅基。细胞色素类是呼吸链中将电子从辅酶Q传递到氧的专一酶类。线粒体的电子至少含有5种不同的细胞色素(即b、c、c1、a、a3)。通过实验证明,它们在电子传递链上电于传递的顺序是b→c1→c→aa3,细胞色素aa3以复合物形式存在,称为细胞色素氧化酶。是电子传递链中最末端的载体,所以又称末端氧化酶。
2.电子传递抑制剂
能够阻断呼吸链中某一部位电子传递的物质称为电子传递抑制剂。常用的抑制剂有:
(1)鱼藤酮:阻断电子由NADH向CoQ的传递。它是一种极毒的植物物质,常用作杀虫剂。
(2)抗霉素A:能阻断电子从Cytb到Cytc1的传递。
(3)氰化物、硫化氢、叠氮化物、CO能阻断电子由Cytaa3到氧的传递。
由于这三个部位的电子流被阻断,因此,也抑制了磷酸化的进行,即不能形成ATP。
(四)氧化磷酸化作用
氧化磷酸化作用是需氧细胞生命活动的基础,是主要的能量来源。真核细胞是在线粒体内膜上进行。
1.氧化磷酸化作用
高势能电子从NADH或FADH2沿呼吸链传递给氧的过程中,所释放的能量转移给ADP形成ATP,即ATP的形成与电子传递相偶联,称为氧化磷酸化作用,其特点是需要氧分子参与。
氧化磷酸化作用与底物水平磷酸化作用是有区别的:底物水平磷酸化作用是指代谢底物由于脱氢或脱水,造成其分子内部能量重新分布,产生的高能键所携带的能量转移给ADP生成ATP,即ATP的形成直接与一个代谢中间高能磷酸化合物(如磷酸烯醇式丙酮酸、1,3-二磷酸甘油酸等)上的磷酸基团的转移相偶联,其特点是不需要分子氧参加。
2.P/O比和磷酸化部位
磷氧比(P/O)是指一对电子通过呼吸链传递到氧所产生ATP的分子数。由NADH开始氧化脱氢脱电子,电子经过呼吸链传递给氧,生成3分子ATP,则P/O比为3。这3分子ATP是在三个部位上生成的,第一个部位是在NADH和CoQ之间,第二个部位是在Cytb与Cytc1之间;第三个部位是在Cytaa3和氧之间。如果从FADH2开始氧化脱氢脱电子,电子经过呼吸链传递给氧,只能生成2分子ATP,其P/O比为2。
3.氧化磷酸化的解偶联作用
(1)氧化磷酸化的解偶联作用 在完整线粒体内,电子传递与磷酸化是紧密偶联的,当使用某些试剂而导致的电子传递与ATP形成这两个过程分开,只进行电子传递而不能形成ATP的作用,称为解偶联作用。
(2)氧化磷酸化的解偶联剂 能引起解偶联作用的试剂称为解偶联剂,解偶联作用的实质是解偶联剂消除电子传递中所产生的跨膜质子浓度或电位梯度,只有电子传递而不产生ATP。
(3)解偶联剂种类 典型的解偶联剂是化学物质2,4-二硝基苯酚(DNP),DNP具弱酸性,在不同pH环境可结合H+ 或释放H+;并且DNP具脂溶性,能透过磷脂双分子层,使线粒体内膜外侧的H+ 转移到内侧,从而消除H+ 梯度。此外,离子载体如由链霉素产生的抗菌素——缬氨霉素,具脂溶性,能与K+ 离子配位结合,使线粒体膜外的K+ 转运到膜内而消除跨膜电位梯度。另外还有存在于某些生物细胞线粒体内膜上的天然解偶联蛋白,该蛋白构成的质子通道可以让膜外质子经其通道返回膜内而消除跨膜的质子浓度梯度,不能生成ATP而产生热量使体温增加。
解偶联剂与电子传递抑制剂是不同的,解偶联剂只消除内膜两侧质子或电位梯度,不抑制呼吸链的电子传递,甚至加速电子传递,促进呼吸底物和分子氧的消耗,但不形成ATP,只产生热量。
4.氧化磷酸化的作用机理
与电子传递相偶联的氧化磷酸化作用机理虽研究多年,但仍不清楚。曾有三种假说试图解释其机理。这三种假说为:化学偶联假说、构象偶联假说、化学渗透假说。
(1)化学偶联假说 认为电子传递中所释放的自由能以一个高能共价中间物形式暂时存在,随后裂解将其能量转给ADP以形成ATP。但不能从呼吸链中找到高能中间物的实例。
(2)构象偶联假说 认为电子沿呼吸链传递释放的自由能使线粒体内膜蛋白质发生构象变化而形成一种高能形式暂时存在。这种高能形式将能量转给F0F1-ATP酶分子使之发生构象变化,F0F1-ATP酶复原时将能量转给ADP形成ATP。
(3)化学渗透假说 该假说由英国生物化学家Peter Mitchell提出的。他认为电子传递的结果将H+ 从线粒体内膜上的内侧“泵”到内膜的外侧,于是在内膜内外两侧产生了H+ 的浓度梯度。即内膜的外侧与内膜的内侧之间含有一种势能,该势能是H+ 返回内膜内侧的一种动力。H+ 通过F0F1-ATP酶分子上的特殊通道又流回内膜的内侧。当H+ 返回内膜内侧时,释放出自由能的反应和ATP的合成反应相偶联。该假说目前得到较多人的支持。
实验证明氧化磷酸化作用的进行需要完全的线粒体内膜存在。当用超声波处理线粒体时,可将线粒体内膜嵴打成片段:有些片段的嵴膜又重新封闭起来形成泡状体,称为亚线粒体泡(内膜变为翻转朝外)。这些亚线粒体泡仍具有进行氧化磷酸化作用的功能。在囊泡的外面可看到F1球状体。用尿素或胰蛋白酶处理这些囊泡时,内膜上的球体F1脱下,F0留在膜上。这种处理过的囊泡仍具有电子传递链的功能,但失去合成ATP的功能。当将F1球状体再加回到只有F0的囊泡时,氧化磷酸化作用又恢复。这一实验说明线粒体内膜嵴上的酶(F0)起电子传递的作用,而其上的F1是形成ATP的重要成分,F0和F1是一种酶的复合体。
5.能荷
细胞中存在三种腺苷酸即AMP、ADP、ATP,称为腺苷酸库。在细胞中ATP、ADP和AMP在某一时间的相对数量控制着细胞活动。Atkinson提出了能荷的概念。认为能荷是细胞中高能磷酸状态的一种数量上的衡量,能荷大小可以说明生物体中ATP-ADP-AMP系统的能量状态。
能荷=
可看出,能荷的大小决定于ATP和ADP的多少。能荷的从0到1.0,当细胞中都是ATP时,能荷为1.0。此时,可利用的高能磷酸键数量最大。都为ADP时,能荷为0.5,系统中有一半的高能磷酸健。都为AMP时,能荷为0,此时无高能磷酸化合物存在。实验证明能荷高时可抑制ATP的生成,却促进ATP的利用。也就是说,能荷高可促进合成代谢而抑制分解代谢,相反,能荷低则促进分解代谢而抑制合成代谢。
能荷调节是通过ATP、ADP和AMP分子对某些酶分子进行变构调节来实现的。
5、线粒体的穿梭系统
真核生物在细胞质中进行糖酵解时所生成的NADH是不能直接透过线粒体内膜被氧化的,但是NADH+H+上的质子可以通过一个穿梭的间接途径而进入电子传递链。3-磷酸甘油的穿梭过程是最早发现的。其过程是胞质中NADH十H+ 在3-磷酸甘油脱氢酶作用下与磷酸二羟丙酮反应生成3-磷酸甘油。3-磷酸甘油可进入线粒体,在线粒体内膜上的3-磷酸甘油脱氢酶(辅基为FAD)作用下,生成磷酸二羟丙酮和FADH2。磷酸二羟丙酮透出线粒体,继续作为氢的受体,FADH2将氢传递给CoQ进入呼吸链氧化,这样只能产生2分于ATP。
在动物的肝、肾及心脏的线粒体存在另一种穿梭方式,即草酰乙酸-苹果酸穿梭。这种方式在胞液及线粒体内的脱氢酶辅酶都是NAD+,所以胞液中的NADH+H+ 到达线粒体内又生成NADH+H+。从能量产生来看,草酰乙酸-苹果酸穿梭优于α- 磷酸甘油穿梭机制;但α-磷酸甘油穿梭机制比草酰乙酸-苹果酸穿梭速度要快很多。
一:填空题
1.参与生物氧化的酶可分为________________、________________和________________三类。
2.细胞内代谢物上脱下来的氢如果直接与氧气结合则形成________________。
3.细胞内的呼吸链有________________、________________和________________三种,其中________________不产生ATP。
4.真核细胞的呼吸链主要存在于________________,而原核细胞的呼吸链存在于________________。
5.呼吸链上流动的电子载体包括________________、________________和________________等几种。
6.线粒体内膜上能够产生跨膜的质子梯度的复合体是________________、________________和________________。
7.复合体Ⅱ的主要成分是________________。
8.P/O值是指________________,NADH的P/O值是________________,OAA的P/0值是________________,还原性维生素C的P/O值是________________,在DNP存在的情况下,琥珀酸的P/O值是________________。
9.跨膜的质子梯度除了可被用来合成ATP以外,还可以直接用来驱动________________过程。
10.使人中毒的机理是________________。
11.在长期的进化过程中,复合体Ⅳ已具备同时将________________个电子交给1分子氧气的机制。
12.从线粒体内膜上纯化到的合成酶在体外只能水解ATP是因为 ________________。
13.合成酶合成一分子ATP通常需要消耗________________个质子。
14.Thermogenin(生热素)的生理功能是________________。
15.在呼吸链上位于细胞色素的前一个成分是________________,后一个成分是________________。
16.可以使用________________学说很好地解释合成酶的催化机理。
17.除了含有Fe以外,复合体Ⅳ还含有金属原子________________。
18.氧化态的细胞色素上的血红素辅基上的除了和氧气能够配位结合以外,还可以与________________、________________、________________和________________等含有孤对电子的物质配位结合。
19.解释氧化磷酸化机制的学说主要有________________、________________和________________三种,基本正确的学说是其中的________________。
20.R.Q.(呼吸商)值为0.7的人,其能量主要来源于________________。
21.缬氨霉素(Valinomycin)是对________________专一的离子载体,而尼日利亚菌素(Nigericin)则是对________________专一的载体。
22.给小白鼠注射FCCP,会导致小白鼠体温的迅速升高,这是因为________________。
23.化学渗透学说最直接的证据是________________。
24.杀粉碟菌素作为呼吸链上________________类似物,能够阻断呼吸链。
25.SOD即是________________,它的生理功能是________________。
26.生物合成主要由________________提供还原能力。
27.线粒体呼吸链中电位跨度最大的一步是在________________。
28.________________被成为最小的分子马达。
二:是非题
1.[ ]呼吸链上各成分的摩尔比是1/1。
2.[ ]呼吸链上电子流动的方向是从高标准氧化还原电位到低标准氧化还原电位。
3.[ ]细胞色素b和细胞色素c因处于呼吸链的中间,因此它们的血红素辅基不可能与
配位结合。
4.[ ]甘油-α-磷酸脱氢生成的经线粒体内膜上的复合体Ⅱ进入呼吸链。
5.[ ]DNP可解除寡霉素对电子传递的抑制。
6.[ ]NADH脱氢酶是指以为辅酶的脱氢酶的总称。
7.[ ]NADH在340nm处有吸收,没有,利用这个性质可将NADH与区分开来。
8.[ ]琥珀酸脱氢酶的辅基FAD与酶蛋白之间与共价键结合。
9.[ ]在消耗ATP的情况下,电子可从复合体Ⅳ流动到复合体Ⅰ。
10.[ ]细胞色素c是复合体Ⅲ中一种单纯的电子传递体。
11.[ ]Fe-S蛋白是一类特殊的含有金属Fe和无机硫的蛋白质。
12.[ ]线粒体内膜上的复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ中均含有Fe-S蛋白。
13.[ ]呼吸作用和光合作用均能导致线粒体或叶绿体基质的pH值升高。
14.[ ]抗霉素A能阻断异柠檬酸氧化过程中ATP的形成,但不阻断琥珀酸氧化过程中ATP的形成。
15.[ ]生物氧化只有在氧气的存在下才能进行。
16.[ ]NADH和NADPH都可以直接进入呼吸链。
17.[ ]对于ATP水解成ADP的反应,大约等于。
18.[ ]如果线粒体内ADP浓度较低,则加入DNP将减少电子传递的速率。
三:单选题
1.[ ]米酵菌酸能够抑制氧化磷酸化是因为它直接作用
A.复合体Ⅰ
B.复合体Ⅱ
C.复合体Ⅲ
D.复合体Ⅳ
E.ADP/ATP交换体
2.[ ]的活性中心位于
A.α亚基
B.β亚基
C.γ亚基
D.δ亚基
E.ε亚基
3.[ ]下列哪一种物质最不可能通过线粒体内膜?
A.Pi
B.苹果酸
C.柠檬酸
D.丙酮酸
E.NADH
4.[ ]可作为线粒体内膜标志酶的是
A.苹果酸脱氢酶
B.柠檬酸合成酶
C.琥珀酸脱氢酶
D.单胺氧化酶
E.顺乌头酸酶
5.[ ]将离体的线粒体放在无氧的环境中,经过一段时间以后,其内膜上的呼吸链的成分将会完全以还原形式存在,这时如果忽然通入氧气,试问最先被氧化的将是内膜上的哪一种复合体?
A.复合体Ⅰ
B.复合体Ⅱ
C.复合体Ⅲ
D.复合体Ⅳ
E.复合体Ⅴ
6.[ ]如果质子不经过合成酶回到线粒体基质,则会发生
A.氧化
B.还原
C.解偶联
D.紧密偶联
E.主动运输
7.[ ]在离体的完整的线粒体中,在有可氧化的底物的存在下,加入哪一种物质可提高电子传递和氧气摄入量?
A.更多的TCA循环的酶
B.ADP
C.
D.NADH
E.氰化物
8.[ ]下列氧化还原系统中标准氧化还原电位最高的是
A.延胡索酸/琥珀酸
B.
C.细胞色素a()
D.细胞色素b()
E./NADH
9.[ ]下列化合物中,除了哪一种以外都含有高能磷酸键?
A.
B.ADP
C.NADPH
D.FMN
E.磷酸烯醇式丙酮酸
10.[ ]下列反应中哪一步伴随着底物水平的磷酸化反应?
A.葡萄糖→葡萄糖-6-磷酸
B.甘油酸-1,3-二磷酸→甘油酸-3-磷酸
C.柠檬酸→α-酮戊二酸
D.琥珀酸→延胡索酸
E.苹果酸→草酰乙酸
11.[ ]乙酰CoA彻底氧化过程中的P/O值是
A.2.0
B.2.5
C.3.0
D.3.5
E.4.0
12.[ ]肌肉组织中肌肉收缩所需要的大部分能量以哪种形式贮存?
A.ADP
B.磷酸烯醇式丙酮酸
C.ATP
D.cAMP
E.磷酸肌酸
13.[ ]下列化合物中除了哪种以外都含有高能磷酸键?
A.
B.
C.ADP
D.葡萄糖-6-磷酸
E.磷酸烯醇式丙酮酸
14.[ ]下列化合物中哪一个不是呼吸链的成员?
A.CoQ
B.细胞色素c
C.辅酶I
D.FAD
E.肉毒碱
四:问答题
1.将新鲜制备的线粒体与β-羟丁酸,氧化型细胞色素c,ADP,Pi和KCN保温,然后测定β-羟丁酸的氧化速率和ATP形成的速率。<br>(1)写出该系统的电子流动图<br>(2)预期1分子β-羟丁酸该系统中氧化可产生多少分子ATP?<br>(3)能否用NADH代替β-羟丁酸?<br>(4)KCN的功能是什么?<br>(5)写出该系统电子传递的总平衡反应式。<br>(6)计算该系统净的自由能变化值()。<br>(7)如在这个系统中加入鱼藤酮,结果会有什么不同?
2.以前有人曾经考虑过使用解偶联剂如2,4-二硝基苯酚(DNP)作为减肥药,但不久即被放弃使用,为什么?
3.使用亚硝酸盐并结合硫代硫酸钠可用来抢救氰化钾中毒者,为什么?
4.将完全还原的细胞色素C、ADP、无机磷酸和抗霉素A一起加入新鲜制备的完整的线粒体中,然后通入氧气,这时细胞色素c将被氧化,ATP生成,P/O值为1.0。<br>(1)写出该系统的电子流动示意图。<br>(2)为什么要加抗霉素A?<br>(3)这个实验能告诉你氧化磷酸化的偶联部位在哪里?<br>(4)写出平衡的总反应式。<br>(5)计算总反应的。
5.琥珀酸脱氢酶能否使用作为辅基?为什么?
6.由P.Mitchell提出的化学渗透学说的主要内容是什么?有哪些主要的证据支持化学渗透学说?
7.某些植物体内出现对氰化物呈抗性的呼吸形式,试提出一种可能的机制。
8.怎样证明琥珀酸脱氢酶的辅基是与酶蛋白之间与共价键相结合的?如何确定它与哪一个氨基酸残基相连?
9.在测定α-酮戊二酸的P/O值的时候,为什么通常需要在反应系统之中加入一些丙二酸?在这种条件下,预期测定出的P/O值是多少?
10.线粒体内的ATP浓度约为5mmol/L,无机磷酸的浓度约为10mmol/L。如果ADP的浓度比AMP多5倍,计算在能荷为0.85的条件下,ADP和AMP的摩尔浓度。在以上条件下,ATP水解的ΔG′是多少?
11.已知有两种新的代谢抑制剂A和B:将离体的肝线粒体制剂与丙酮酸、氧气、ADP和无机磷酸一起保温,发现加入抑制剂A,电子传递和氧化磷酸化就被抑制;当既加入抑制剂A又加入抑制剂B的时候,电子传递恢复了,但氧化磷酸化仍然不能进行。(1)抑制剂A和B属于电子传递抑制剂,氧化磷酸化抑制剂,还是解偶联剂?(2)给出作用方式与抑制剂A和B类似的抑制剂。
12.有人发现一种新的喜氧细菌,在它的细胞膜上含有5种以前并不知晓的电子传递体,分别以m,n,o,p,q来表示。<br>(1)分离出此传递链,并以NADH作为电子供体,使用不同的呼吸链抑制剂处理,应用分光光度法分析各个成分是以还原形式(+表示)存在,还是以氧化形式存在(-表示),结果见下表:<br><br>根据上面的图表结果,指出各传递体在传递链上的排列次序.电子传递方向和抑制剂的作用部位。<br>(2)如果以琥珀酸作为电子供体,则得到的结果见下表:<br><br>根据上表的结果,进一步指出各传递体在传递链上的排列次序。
13.当X作为唯一的碳源和氢源,Y作为唯一的环境的电子受体时,如仅从能量上考虑,在下列情况下细菌是否能存活?为什么?(假定ΔΕ′=)(1)X是β-羟丁酸,Y是硫元素。(2)X是乙酸,Y是乙醛。(3)X是乙醇,Y是。(4)X是乙醇,Y是硫元素。
14.在一线粒体制剂中,在CoA,氧气,ADP和无机磷酸存在的情况下进行脂肪酸的氧化。<br>(1)每一个二碳单位转变成2分子时,将产生多少分子ATP?<br>(2)如在体系中加入安米妥(Amytal),则又能产生多少ATP?<br>(3)假如加入DNP(2,4-二硝基苯酚),情况又如何?
15.某些细菌能够生存在极高的pH值环境下(pH值约为10),你认为这些细菌能够使用跨膜的质子梯度产生ATP吗?
16.60年代有人作了以下的实验,先将叶绿体悬浮在pH4的酸性环境下,以使其基质和类囊体的pH呈酸性,然后在将叶绿体转移到pH8的碱性环境之中。这种迅速提高基质pH(类囊体的pH暂时维持在4)的做法可导致ATP的合成并使得类囊体和基质的pH的差异消失。<br>(1)试解释ATP为什么能被合成。<br>(2)该实验需要光才能工作吗?<br>(3)如果是先将叶绿体悬浮在pH8的环境下,以使其基质和类囊体的pH呈酸性,然后在将其转移到pH4的酸性环境之中,则会发生什么变化?<br>(4)这个实验是支持化学渗透学说还是否定化学渗透学说?
17.有人声称获得了单个分子的合成酶,并使用机械的方法将其头部转动,在没有质子梯度的情况下合成出ATP。你认为这样的实验结果意味着什么?如将这样的实验结果撰写成论文并投给国际一流的杂志,你认为能发表吗?
第九章 糖代谢
知 识 要 点
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(一)糖酵解途径:
糖酵解途径中,葡萄糖在一系列酶的催化下,经10步反应降解为2分子丙酮酸,同时产生2分子NADH+H+和2分子ATP。
主要步骤为(1)葡萄糖磷酸化形成二磷酸果糖;(2)二磷酸果糖分解成为磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮,二者可以互变;(3)磷酸甘油醛脱去2H及磷酸变成丙酮酸,脱去的2H被NAD+所接受,形成NADH+H+。
(二)丙酮酸的去路:
(1)有氧条件下,丙酮酸进入线粒体氧化脱羧转变为乙酰辅酶A,同时产生1分子NADH+H+。乙酰辅酶A进入三羧酸循环,最后氧化为CO2和H2O。
(2)在厌氧条件下,可生成乳酸和乙醇。同时NAD+得到再生,使酵解过程持续进行。
(三)三羧酸循环:
在线粒体基质中,丙酮酸氧化脱羧生成的乙酰辅酶A,再与草酰乙酸缩合成柠檬酸,进入三羧酸循环。柠檬酸经脱水加水转变成异柠檬酸,异柠檬酸经连续两次脱羧和脱羧生成琥珀酰CoA;琥珀酰CoA发生底物水平磷酸化产生1分子GTP和琥珀酸;琥珀酸再脱氢,加水及再脱氢作用依次变成延胡索酸,苹果酸及循环开始的草酰乙酸。三羧酸循环每循环一次放出2分子CO2,产生3分子NADH+H+,和一分子FADH2。
(四)磷酸戊糖途径:
在胞质中,在磷酸戊糖途径中磷酸葡萄糖经氧化阶段和非氧化阶段被氧化分解为CO2,同时产生NADPH + H+。
其主要过程是G-6-P脱氧生成6-磷酸葡萄糖酸,再脱氢,脱羧生成核酮糖-5-磷酸。6分子核酮糖-5-磷酸经转酮反应和转醛反应生成5分子6-磷酸葡萄糖。中间产物甘油醛-3-磷酸,果糖-6-磷酸与糖酵解相衔接;核糖-5-磷酸是合成核酸的原料,4-磷酸赤藓糖参与芳香族氨基酸的合成;NADPH+H+提供各种合成代谢所需要的还原力。
(五)糖异生作用:
非糖物质如丙酮酸,草酰乙酸和乳酸等在一系列酶的作用下合成糖的过程,称为糖异生作用。糖异生作用不是糖酵解的逆反应,因为要克服糖酵解的三个不可逆反应,且反应过程是在线粒体和细胞液中进行的。2分子乳酸经糖异生转变为1分子葡萄糖需消耗4分子ATP和2分子GTP。
(六)蔗糖和淀粉的生物合成
在蔗糖和多糖合成代谢中糖核苷酸起重要作用,糖核苷酸是单糖与核苷酸通过磷酸酯键结合所形成的化合物。在植物体中主要以UDPG为葡萄糖供体,由蔗糖磷酸合酶催化蔗糖的合成;淀粉的合成以ADPG或UDPG为葡萄糖供体,小分子寡糖引物为葡萄糖受体,淀粉合酶催化直链淀粉合成,Q酶催化分枝淀粉合成。
糖代谢中有很多变构酶可以调节代谢的速度。酵解途径中的调控酶是己糖激酶,6-磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶,其中6-磷酸果糖激酶是关键反应的限速酶;三羧酸反应的调控酶是柠檬酸合酶,柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶,柠檬酸合酶是关键的限速酶。糖异生作用的调控酶有丙酮酸羧激酶,二磷酸果糖磷酸酯酶,磷酸葡萄糖磷酸酯酶。磷酸戊糖途径的调控酶是6-磷酸葡萄糖脱氢酶;它们受可逆共价修饰、变构调控及能荷的调控。
一:填空题
1.体内糖原降解选用________________方式切断α-1,4-糖苷键,选用________________方式切断α-1,6-糖苷键。对应的酶分别是________________和________________。
2.水解淀粉的酶类包括________________和________________。前者主要存在于动物消化道中,后者主要存在于植物中。其中________________可以越过支链作用,催化活力较高。
3.糖类化合物可以单糖形式被小肠粘膜细胞吸收,如D-Glc,D-Gal可以通过________________系统,在消耗能量的前提下主动转运进入肠粘膜细胞。D-Fru则通过________________系统被动转运进入肠粘膜细胞。
4.葡萄糖在无氧条件下氧化、并产生能量的过程称为________________,也叫________________途径。实际上葡萄糖有氧分解的前十步反应也与之相同。
5.________________酶催化的反应是EMP途径中的第一个氧化反应。________________分子中的磷酸基转移给ADP生成ATP,是EMP途径中的第一个产生ATP的反应。
6.EMP途径中第二次底物水平磷酸化是________________酶催化甘油酸-2-磷酸的分子内脱水反应,造成分子内能量重新排布,产生高能磷酸键,后者通过酶的作用将能量传给ADP生成ATP。
7.葡萄糖的无氧分解只能产生________________分子ATP,而有氧分解可以产生________________分子ATP。
8.一分子游离的葡萄糖掺入到糖原中,然后在肝脏中重新转变为游离的葡萄糖,这一过程需要消耗________________分子ATP。
9.丙二酸是琥珀酸脱氢酶的________________抑制剂。
10.丙酮酸脱氢酶系位于________________上,它所催化的丙酮酸氧化脱羧是葡萄糖代谢中第一个产生________________的反应。
11.TCA循环的第一个产物是________________。由________________,________________,和________________所催化的反应是该循环的主要限速反应。
12.TCA循环中有二次脱羧反应,分别是由________________和________________催化。脱去的中的C原子分别来自于草酰乙酸中的________________和________________。
13.将乙酰CoA的二个C原子用同位素标记后,经一轮TCA循环后,这两个同位素C原子的去向是________________,二轮循环后这两个同位素C原子的去向是________________。
14.TCA循环中大多数酶位于________________,只有________________位于线粒体内膜。
15.糖酵解产生的必需依靠________________系统或________________系统才能进入线粒体,分别转变为线粒体中的________________和________________。
16.戊糖磷酸途径是________________代谢的另一条主要途径,广泛存在于动、植、微生物体内,在细胞的________________内进行。
17.通过戊糖磷酸途径可以产生________________,________________和________________这些重要化合物。
18.戊糖磷酸途径中转酮酶的辅助因子是________________,转移的基团是________________,对酮糖供体的要求是________________。
19.乙醛酸循环中不同于TCA循环的两个关键酶是________________和________________。
20.无效循环的主要生理意义在于________________和________________。
21.在外周组织中,葡萄糖转变为乳酸,乳酸经血液循环到肝脏,经糖原异生再变为葡萄糖,这个过程称为________________循环,该循环净效应是________________能量的。
22.光合作用分为________________和________________两个阶段。第一阶段主要在叶绿体的________________部位进行,第二阶段主要在叶绿体的________________部位进行。
23.绿色植物中主要的光敏色素是________________,其它光敏色素有________________等。
24.是强电子________________,是强电子________________。
25.三碳循环固定的第一个产物是________________。四碳循环固定的第一个产物是________________。
26.三碳循环的限速酶是________________,四碳循环的限速酶是________________。
27.糖异生主要在________________中进行,饥饿或酸中毒等病理条件下________________也可以进行糖异生。
28.乳酸脱氢酶在体内有5种同工酶,其中肌肉中的乳酸脱氢酶对________________亲和力特别高,主要催化________________反应。
二:是非题
1.[ ]葡萄糖激酶对葡萄糖的专一性强,亲和力高,主要在肝脏用于糖原合成。
2.[ ]ATP是果糖磷酸激酶(PFK)的别构抑制剂。
3.[ ]肝脏果糖磷酸激酶(PFK)还受到F-2,6-dip的抑制。
4.[ ]L型(肝脏)丙酮酸激酶受磷酸化的共价修饰,在相应的蛋白激酶作用下挂上磷酸基
团后降低活性。
5.[ ]沿糖酵解途径简单逆行,可从丙酮酸等小分子前体物质合成葡萄糖。
6.[ ]丙酮酸脱氢酶系中电子传递方向为硫辛酸→FAD→。
7.[ ]丙酮酸脱氢酶系中的酶1,即丙酮酸脱羧酶受磷酸化激活。
8.[ ]三羧酸循环的所有中间产物中,只有草酰乙酸可以被该循环中的酶完全降解。
9.[ ]三羧酸循环可以产生和,但不能直接产生ATP。
10.[ ]所有来自戊糖磷酸途径的还原能都是在该循环的前三步反应中产生的。
11.[ ]乙醛酸循环作为TCA循环的变体,广泛存在于动、植、微生物体内。
12.[ ]乙醛酸循环和TCA循环中都有琥珀酸的净生成。
13.[ ]暗反应只能在没有光照的条件下进行。
14.[ ]光反应系统I存在于所有能进行光合作用的生物的类囊体膜上和基质中。
15.[ ]光合作用都在叶绿体中进行。
16.[ ]就光合作用总反应而言,生成的葡萄糖分子中的氧原子最终来自于水分子。
17.[ ]非循环式光合磷酸化既可产生ATP,也可产生和NADPH。
18.[ ]大多数的叶绿素蛋白复合体不进行光化学反应,但它们可以将吸收的光能传递给
反应中心叶绿素蛋白复合体。
三:单选题
1.[ ]下列激酶(葡萄糖激酶、己糖激酶、果糖磷酸激酶、丙酮酸激酶)中哪些参与了EMP途径,分别催化途径中三个不可逆反应?
A.葡萄糖激酶、己糖激酶、果糖磷酸激酶
B.葡萄糖激酶、果糖磷酸激酶、丙酮酸激酶
C.葡萄糖激酶、己糖激酶、丙酮酸激酶
D.己糖激酶、果糖磷酸激酶、丙酮酸激酶
E.都不对
2.[ ]下列途径中哪个主要发生在线粒体中?
A.糖酵解途径
B.三羧酸循环
C.戊糖磷酸途径
D.脂肪酸合成(从头合成)
E.三碳循环
3.[ ]1-C被同位素标记的葡萄糖分子经EMP途径降解为丙酮酸后,同位素标记可能出现在丙酮酸的哪一位C原子上?
A.1-C
B.2-C
C.3-C
D.都可能
E.都不会
4.[ ]糖原合成酶D的别构活化剂是
A.ADP
B.ATP
C.AMP
D.葡萄糖-1-磷酸
E.葡萄糖-6-磷酸
5.[ ]糖原中一个糖基转变为2分子乳酸,可净得几分子ATP?
A.1
B.2
C.3
D.4
E.5
6.[ ]丙酮酸脱氢酶系是个复杂的结构,包括多种酶和辅助因子。下列化合物中哪个不是丙酮酸脱氢酶组分?
A.TPP
B.硫辛酸
C.FMN
D.
E.
7.[ ]丙酮酸脱氢酶系受到哪些因素调控?
A.产物抑制、能荷调控、磷酸化共价调节
B.产物抑制、能荷调控、酶的诱导
C.产物抑制、能荷调控、磷酸化共价调节
D.能荷调控、磷酸化共价调节、酶的诱导
E.能荷调控、酶的诱导
8.[ ]下述那种情况可导致丙酮酸脱氢酶系活性升高?
A.ATP/ADP比值升高
B.CH3COCoA/CoA比值升高
C.NADH/比值升高
D.能荷升高
E.能荷下降
9.[ ]用于糖原合成的葡萄糖-1-磷酸首先要经什么化合物的活化?
A.ATP
B.CTP
C.GTP
D.UTP
E.TTP
10.[ ]在肝脏中二分子乳酸转变为一分子葡萄糖,需要消耗几分子ATP?
A.2
B.3
C.4
D.5
E.6
11.[ ]丙酮酸羧化支路中的丙酮酸羧化酶,需下列化合物中除哪个以外的所有辅助因子?
A.生物素
B.
C.乙酰CoA
D.草酰乙酸
E.ATP
12.[ ]巴斯德效应是指:
A.由于从无氧到有氧代谢的转变,通过戊糖磷酸途径降解的葡萄糖量上升
B.由于从无氧到有氧代谢的转变,葡萄糖消耗速度下降
C.由于从无氧到有氧代谢的转变,丙酮酸转变为乳酸的速度上升
D.由于从无氧到有氧代谢的转变,产生ATP的速度上升,葡萄糖消耗速度上升
E.由于从无氧到有氧代谢的转变,产生ATP的速度下降,葡萄糖消耗速度上升
13.[ ]有关叶绿素的描述,除哪个外均是正确的?
A.叶绿素是含有的卟啉衍生物
B.叶绿素不溶于水,而溶于有机溶剂
C.叶绿素游离存在于植物体细胞内
D.叶绿素分子中有单、双键交替形成的共轭系统
E.叶绿素分子是萜类化合物
14.[ ]下列化合物中除哪个外,均可抑制三羧酸循环
A.亚砷酸盐
B.丙二酸
C.氟乙酸
D.乙酰CoA
E.琥珀酰CoA
四:问答题
1.结合激素的作用机制,说明肾上腺素如何通过对有关酶类的活性的复杂调控,实现对血糖浓度的调控。
2.为什么糖原降解选用磷酸解,而不是水解?
3.比较底物水平磷酸化、光合磷酸化与氧化磷酸化三者的异同。
4.多糖(糖原、淀粉、纤维素为例)合成的共性是什么?
5.甘蔗等热带、亚热带植物通常进行4碳循环,固定的效率比3碳植物高得多,为什么?
6.ATP是果糖磷酸激酶的底物,为什么ATP浓度高,反而会抑制果糖磷酸激酶?
7.已知有一系列酶反应,这些反应可使苹果酸转变为4分子的。除了,Pi,ADP, FAD,外,这些反应并不净摄取或产生其它代谢中间产物。请写出这些酶反应顺序。
8.已知有一系列酶反应,这些反应将导致从丙酮酸到α-酮戊二酸的净合成。该过程并没有净消耗三羧酸循环的代谢物。请写出这些酶反应顺序。
9.丙酮酸羧化酶催化丙酮酸转变为草酰乙酸。但是,只有在乙酰CoA存在时,它才表现出较高的活性。乙酰CoA的这种活化作用,其生理意义何在?
10.葡萄糖的第二位碳用标记,在有氧情况下进行彻底降解。问经过几轮三羧酸循环,该同位素碳可作为释放?
第十章 脂代谢
知 识 要 点
(一)脂肪的生物功能:
脂类是指一类在化学组成和结构上有很大差异,但都有一个共同特性,即不溶于水而易溶于乙醚、氯仿等非极性溶剂中的物质。通常脂类可按不同组成分为五类,即单纯脂、复合脂、萜类和类固醇及其衍生物、衍生脂类及结合脂类。
脂类物质具有重要的生物功能。脂肪是生物体的能量提供者。
脂肪也是组成生物体的重要成分,如磷脂是构成生物膜的重要组分,油脂是机体代谢所需燃料的贮存和运输形式。脂类物质也可为动物机体提供溶解于其中的必需脂肪酸和脂溶性维生素。某些萜类及类固醇类物质如维生素A、D、E、K、胆酸及固醇类激素具有营养、代谢及调节功能。有机体表面的脂类物质有防止机械损伤与防止热量散发等保护作用。脂类作为细胞的表面物质,与细胞识别,种特异性和组织免疫等有密切关系。
(二)脂肪的降解
在脂肪酶的作用下,脂肪水解成甘油和脂肪酸。甘油经磷酸化和脱氢反应,转变成磷酸二羟丙酮,纳入糖代谢途径。脂肪酸与ATP和CoA在脂酰CoA合成酶的作用下,生成脂酰CoA。脂酰CoA在线粒体内膜上肉毒碱:脂酰CoA转移酶系统的帮助下进入线粒体衬质,经β-氧化降解成乙酰CoA,在进入三羧酸循环彻底氧化。β-氧化过程包括脱氢、水合、再脱氢和硫解四个步骤,每次β-氧化循环生成FADH2、NADH、乙酰CoA和比原先少两个碳原子的脂酰CoA。此外,某些组织细胞中还存在α-氧化生成α羟脂肪酸或CO2和少一个碳原子的脂肪酸;经ω-氧化生成相应的二羧酸。
萌发的油料种子和某些微生物拥有乙醛酸循环途径。可利用脂肪酸β-氧化生成的乙酰CoA合成苹果酸,为糖异生和其它生物合成提供碳源。乙醛酸循环的两个关键酶是异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶前者催化异柠檬酸裂解成琥珀酸和乙醛酸,后者催化乙醛酸与乙酰CoA生成苹果酸。
(三)脂肪的生物合成
脂肪的生物合成包括三个方面:饱和脂肪酸的从头合成,脂肪酸碳链的延长和不饱和脂肪酸的生成。脂肪酸从头合成的场所是细胞液,需要CO2和柠檬酸的参与,C2供体是糖代谢产生的乙酰CoA。反应有二个酶系参与,分别是乙酰CoA羧化酶系和脂肪酸合成酶系。首先,乙酰CoA在乙酰CoA羧化酶催化下生成,然后在脂肪酸合成酶系的催化下,以ACP作酰基载体,乙酰CoA为C2受体,丙二酸单酰CoA为C2供体,经过缩合、还原、脱水、再还原几个反应步骤,先生成含4个碳原子的丁酰ACP,每次延伸循环消耗一分子丙二酸单酰CoA、两分子NADPH,直至生成软脂酰ACP。产物再活化成软脂酰CoA,参与脂肪合成或在微粒体系统或线粒体系统延长成C18、C20和少量碳链更长的脂肪酸。在真核细胞内,饱和脂肪酸在O2的参与和专一的去饱和酶系统催化下,进一步生成各种不饱和脂肪酸。高等动物不能合成亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸,必须依赖食物供给。
3-磷酸甘油与两分子脂酰CoA在磷酸甘油转酰酶作用下生成磷脂酸,在经磷酸酶催化变成二酰甘油,最后经二酰甘油转酰酶催化生成脂肪。
(四)磷脂的生成
磷脂酸是最简单的磷脂,也是其他甘油磷脂的前体。磷脂酸与CTP反应生成CDP-二酰甘油,在分别与肌醇、丝氨酸、磷酸甘油反应,生成相应的磷脂。磷脂酸水解成二酰甘油,再与CDP-胆碱或CDP-乙醇胺反应,分别生成磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺。
一:填空题
1.脂酸的________________是Knoop于1904年最初提出来的。
2.在所有的细胞中,活化酰基化合物的主要载体是________________。
3.脂酸的β-氧化包括________________、________________、________________和________________四个步骤。
4.含一个以上双键的不饱和脂酸的氧化,可按β-氧化途径进行,但还需另外两种酶即________________和________________。
5.乙酰CoA和生成________________,需要消耗________________高能磷酸键,并需要________________辅酶参加。
6.限制脂酸生物合成速度的反应是在________________阶段。
7.酮体包括________________、________________和________________三种化合物。
8.磷脂酶水解卵磷脂生成________________和________________。
9.通过两分子______________与一分子________________反应可以合成一分子磷脂酸。
10.________________合成中,活性中间物________________在功能上类似于多糖合成中核苷酰磷酸葡萄糖(如UDPG)中间物。
11.在磷脂酰乙醇胺转变成磷脂酰胆碱的过程中,甲基供体是________________,它是________________的衍生物。
12.胆固醇生物合成的原料是________________。
13.脂肪肝是当肝脏的________________不能及时将肝细胞中的脂肪运出,造成脂肪在肝细胞中的堆积所致。
14.动脉粥样硬化可能与________________代谢紊乱有密切关系。
15.丙酰CoA的进一步氧化需要________________和________________作酶的辅助因子。
16.脂酸的合成需要原料________________、________________、________________和________________等。
17.脂酸合成过程中,乙酰CoA来源于________________或________________,NADPH来源于________________途径。
18.在动植物中,脂酸降解主要途径是________________作用,而石油可被某些细菌降解,其起始步骤是________________作用。
二:是非题
1.[ ]动物细胞中,涉及固定的所有羧化反应需要硫胺素焦磷酸(TPP)。
2.[ ]由于FAD必须获得2个氢原子成为还原态,因此它只参与2个电子的转移反应。
3.[ ]脂酸的氧化降解是从分子的羧基端开始的。
4.[ ]仅仅偶数碳原子的脂酸在氧化降解时产生乙酰CoA。
5.[ ]从乙酰CoA合成1分子棕榈酸(软脂酸),必须消耗8分子ATP。
6.[ ]酰基载体蛋白(ACP)是饱和脂酸碳链延长途径中二碳单位的活化供体。
7.[ ]磷脂酸是合成中性脂和磷脂的共同中间物。
8.[ ]磷脂酶能从膜磷脂上有控制地释放必需脂酸,为前列腺素合成提供前体。
9.[ ]如果动物长期饥饿,就要动用体内的脂肪,这时分解酮体的速度大于生成酮体的
速度。
10.[ ]低糖、高脂膳食情况下,血中酮体浓度增加。
11.[ ]血浆胆固醇含量与动脉硬化密切有关,如果能够一方面完全禁食胆固醇,另一方
面完全抑制胆固醇的生物合成,将有助于健康长寿。
三:单选题
1.[ ]为了使长链脂酰基从胞浆转运到线粒体内进行脂酸的β-氧化,所需要的载体为
A.柠檬酸
B.肉碱
C.酰基载体蛋白
D.α-磷酸甘油
E.CoA
2.[ ]下列叙述中的哪个最正确地描述了肉碱的功能?
A.它转运中度链长的脂酸进入肠上皮细胞。
B.它转运中度链长的脂酸通过线粒体内膜。
C.它是维生素A的-个衍生物,并参与了视网膜的暗适应作用。
D.它参与了由转移酶催化的转酰基反应。
E.它是脂酸合成酶促反应中所需的一个辅酶。
3.[ ]下列化合物中除哪个外都能随着脂酸β-氧化的不断进行而产生?
A.
B.乙酰CoA
C.脂酰CoA
D.
E.
4.[ ]在长链脂酸的代谢中,脂酸β-氧化循环的继续与下列哪个酶无关?
A.脂酰CoA脱氢酶
B.β-羟脂酰CoA脱氢酶
C.烯脂酰CoA水化酶
D.β-酮硫解酶
E.硫激酶
5.[ ]下列关于脂酸β-氧化作用的叙述,哪个是正确的?
A.起始于脂酰CoA
B.对细胞来说,没有产生有用的能量
C.被肉碱抑制
D.主要发生在细胞核中
E.通过每次移去三碳单位而缩短脂酸链
6.[ ]下列关于脂酸连续性β-氧化作用的叙述哪个是错误的?
A.脂酸仅需一次活化,消耗ATP分子的两个高能键。
B.除硫激酶外,其余所有的酶都属于线粒体酶。
C.β-氧化包括脱氢、水化、脱氢和硫解等重复步骤。
D.这过程涉及到的还原。
E.氧化中除去的碳原子可进一步利用。
7.[ ]Refsum氏病患者的组织和血液中堆积了高浓度的植烷酸(3,7,11,15-四甲基十六烷酸)。这是由于下列哪个酶促途径被损害?
A.脂酶的α-氧化
B.脂酶的β-氧化
C.脂酸的ω-氧化
D.脂酰肉碱的形成
E.丙酰CoA转变为琥珀酰CoA
8.[ ]脂酸的合成通常称作还原性合成,下列哪个化合物是该途径中的还原剂?
A.
B.FAD
C.
D.NADPH
E.NADH
9.[ ]在高等生物中,下列哪个酶是多酶复合物?
A.乙酰转酰基酶
B.丙二酸单酰转酰基酶
C.β-酮脂酰-ACP-还原酶
D.3-羟脂酰-ACP-脱水酶
E.脂酸合成酶
10.[ ]下列有关脂酸从头生物合成的叙述哪个是正确的?
A.它并不利用乙酰CoA
B.它仅仅能合成少於10个碳原子的脂酸
C.它需要丙二酸单酰CoA作为中间物
D.它主要发生在线性体内
E.它利用作为氧化剂
11.[ ]肝脏脂酸合成酶复合物的纯化制剂和乙酰CoA、标记羧基的丙二酸单酰CoA()、酰基载体蛋白以及NADPH一起保温,分离合成的棕榈酸(软脂 酸)并测定的分布,预期是下列结果中的哪一种?
A.所有奇数碳原子被标记
B.除C-1外,所有的奇数碳原子被标记
C.所有的偶数碳原子被标记
D.除C-l6外,所有的偶数碳原子被标记
E.没有一个碳原子被标记
12.[ ]胞浆中脂酸合成的限速因素是
A.缩合酶
B.水化酶
C.乙酰CoA羧化酶
D.脂酰基转移酶
E.软脂酰脱酰基酶
13.[ ]在脂酸生物合成中,将乙酰基从线拉体内转到胞浆中的化合物是
A.乙酰CoA
B.乙酰肉碱
C.琥珀酸
D.柠檬酸
E.草酰乙酸
14.[ ]在脂肪细胞中,用于酯化脂酸的甘油来源是
A.大部从葡萄糖衍生而来
B.主要从甘油激酶催化甘油的磷酸化作用而来
C.由葡萄糖异生作用产生
D.受胰岛素剌激而抑制
E.以上说法都不对
15.[ ]从甘油和软脂酸生物合成一分子甘油三软脂酸酯,消耗多少个高能磷酸键?
A.1
B.3
C.5
D.7
E.9
16.[ ]肝脏从乙酰CoA合成乙酰乙酸的途径中,乙酰乙酸的直接前体是
A.3-羟基丁酸
B.乙酰乙酰CoA
C.3-羟基丁酰CoA
D.甲羟戊酸
E.3-羟-3-甲基戊二酸单酰CoA
17.[ ]二脂酰甘油+NDP-胆碱NMP+磷脂酰胆碱此反应中,NMP代表什么?
A.AMP
B.CMP
C.GMP
D.TMP
E.UMP
18.[ ]在胆固醇生物合成中,下列哪一步是限速反应及代谢调节点?
A.焦磷酸牻牛儿酯焦磷酸法呢酯
B.鲨烯羊毛固醇
C.羊毛固醇胆固醇
D.3-羟基-3-甲基戊二酸单酰CoA甲羟戊酸
E.上面反应均不是
19.[ ]在哺乳动物中,鲨烯经环化首先形成下列固醇中的哪一个?
A.胆固醇
B.24-脱氢胆固醇
C.羊毛固醇
D.β-谷固醇
E.皮质醇
20.[ ]胆固醇是下列哪种化合物的前体分子?
A.辅酶A
B.泛醌
C.维生素A
D.维生素D
E.维生素E
21.[ ]下列物质中的哪个负责将游离脂酸从脂肪组织输运肌肉组织内进行氧化降解?
A.酰基载体蛋白(ACP)
B.低密度脂蛋白(LDL)
C.高密度脂蛋白(HDL)
D.血浆清蛋白
E.固醇载体蛋白(SCP)
22.[ ]下列脂酸中哪一个是生物合成前列腺素的前体分子?
A.十六烷酸
B.十八烷酸
C.顺-9-十八碳烯酸
D.8,11,14-二十碳三烯酸
E.5,8,11,14-二十碳四烯酸
23.[ ]下列酶中哪一种可被阿斯匹林抑制?
A.脂蛋白脂酶
B.脂肪氧合酶
C.环氧合酶
D.磷脂酶D
E.磷脂酶
24.[ ]合成甘油三酯最强的器官是
A.肝
B.肾
C.脂肪组织
D.脑
E.小肠
25.[ ]甘油醇磷脂合成过程中需哪一种核苷酸参与?
A.ATP
B.CTP
C.TTP
D.UTP
E.GTP
26.[ ]不能产生乙酰CoA的是
A.酮体
B.脂酸
C.胆固醇
D.磷脂
E.葡萄糖
27.[ ]脂酸β-氧化的逆反应可见于
A.胞浆中脂酸的合成
B.胞浆中胆固醇的合成
C.线粒体中脂酸的延长
D.内质网中脂酸的延长
E.不饱和脂酸的合成
28.[ ]缺乏维生素,β-氧化过程中哪一个中间产物合成受到障碍?
A.脂酰CoA
B.β-酮脂酰CoA
C.α,β-烯脂酰CoA
D.L-β-羟脂酰CoA
E.乙酰CoA
29.[ ]合成胆固醇的原料不需要
A.乙酰CoA
B.NADPH
C.ATP
D.
E.
四:多选题
1.[ ]脂酸的β-氧化主要发生在:
(1).胞浆
(2).细胞膜
(3).缺乏ATP时
(4).线粒体
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
2.[ ]下列物质中哪些是丙酸代谢的中间物?
(1).丙酰CoA
(2).D-甲基丙二酸单酰CoA
(3).L-甲基丙二酸单酰CoA
(4).琥珀酰CoA
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
3.[ ]下列哪些机制调节脂肪细胞中的脂解作用?
(1).胰岛素抑制cAMP的产生
(2).甘油磷酸的存在防止了脂酸无效的酯化作用
(3).cAMP活化甘油三酰脂肪酶
(4).对激素敏感的脂蛋白脂肪酶
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
4.[ ]下列关于从乙酰CoA合成脂酸的叙述中,哪些是正确的?
(1).所有的氧化-还原步骤用NADPH作为辅因子
(2).CoA是该途径中唯一含有泛酸巯基乙胺的物质
(3).丙二酸单酰CoA是一个活化中间物
(4).反应在线粒体中进行
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
5.[ ]在动物组织中,从葡萄糖合成脂酸的主要中间物包括
(1).肉碱
(2).丙酮酸
(3).ATP
(4).乙酰CoA
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
6.[ ]下列对酮体的叙述哪些是正确的?
(1).酮体包括乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮
(2).酮体可以排入尿中
(3).酮体可能是饥饿引起的
(4).在未控制的糖尿病患者,酮体的水平很高。
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
7.[ ]下列哪些组织能将酮体氧化成二氧化碳?
(1).红血球
(2).脑
(3).肝
(4).心
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
8.[ ]下列哪个组织能从脂酸合成酮体?
(1).红血球
(2).脑
(3).骨骼肌
(4).肝
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
9.[ ]水解甘油醇磷脂(甘油磷酸酯)的混合物将得到:
(1).胆碱
(2).甘油
(3).磷酸
(4).丝氨酸
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
10.[ ]乳糜微粒是由下列哪些物质组成?
(1).甘油三酯
(2).胆固醇
(3).磷脂
(4).蛋白质
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
11.[ ]在体内通常和胆汁酸结合的化合物是
(1).甘氨酸
(2).葡萄糖醛酸
(3).牛磺酸
(4).脂酸
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
12.[ ]胆固醇生物合成的前体包括
(1).羊毛固醇
(2).甲羟戊酸
(3).鲨烯
(4).孕酮
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
13.[ ]3-羟基-3-甲基戊二酸单酰CoA是
(1).在胞浆中形成的
(2).包含在酮体的合成过程中
(3).胆固醇合成的-个中间物
(4).在线粒体基质中酶促产生的
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
14.[ ]哺乳动物组织能合成下列哪些物质?
(1).生物素
(2).胆碱
(3).脱氢莽草酸
(4).肌醇
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
15.[ ]脂酰基载体蛋白(ACP)的功能
(1).转运胆固醇
(2).激活脂蛋白脂肪酶
(3).转运脂酸
(4).脂酸合成酶系的核心
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
16.[ ]能产生乙酰CoA的物质是
(1).乙酰乙酰CoA
(2).脂酰CoA
(3).β-羟-β-甲基戊二酸单酰CoA
(4).柠檬酸
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
17.[ ]胆固醇对下列哪个来说是必需营养物
(1).哺乳动物
(2).软体动物
(3).鸟类
(4).昆虫
A.1,2,3 B.1,3 C.2,4 D.4 E.1,2,3,4
五:问答题
1.在脂酸β-氧化循环和糖的三羧酸循环中有哪些类似的反应顺序?
2.用标记软脂酸的第九位碳原子,该软脂酸在三羧酸循环正在进行时被氧化。假设仅仅进行一轮三羧酸循环,将会定位于下列化合物的哪个碳位上?(1)乙酰CoA(2)柠檬酸(3)丁酰CoA
3.为什么糖摄入量不足的爱斯基摩人,从营养学的角度看,吃含奇数碳原子脂酸的脂肪比含偶数碳原子脂酸的脂肪好?
4.一个农民的小女孩吃正常的均衡食物,但仍然表现轻度酮症。你作为她的儿科医生正要断定她患某些糖代谢先天性酶缺损时,突然发现她奇数碳原子脂酸的代谢不如偶数碳原子脂酸,并且她每天早晨偷偷地跑到鸡舍,吃生鸡蛋。请你对她的症状提出另一种解释。
5.利用你所知道的脂酸生物合成的知识,为下列实验结果作一个解释。(1)均一标记的-乙酰CoA加入到肝可溶性部分得到一个均一标记的软脂酸。(2)在过量的丙二酸单酰CoA中加入微量的均一标记的-乙酰CoA并和肝可溶性部分保温得到仅在碳15和16位上标记的软脂酸。
6.假如供给、NADPH、ATP、和柠檬酸,一个透析后的鸽肝抽提液将催化乙酰 CoA转变成软脂酸和CoA。回答下列问题时,仅考虑上述反应。<br>(1)假如供给,在反应过程中,哪一种化合物将被标记?反应完成后将堆积在哪些化合物上?<br>(2)柠檬酸怎样参与这反应?并解释它的作用。<br>(3)从这个反应被抗生物素蛋白抑制的事实中,你能得出什么结论?<br>(4)为了完成这个反应需要两个酶,酶Ⅰ和酶Ⅱ。假如酶Ⅰ催化的反应需要ATP,请分别写出酶Ⅰ和酶Ⅱ所催化的反应。
7.利用催化乙酰CoA和丙二酸单酰CoA合成软脂酸的纯酶制剂,在反应所需的所有辅因子存在的情况下,进行下列实验。<br>(l)假如乙酰CoA以的形式供给,丙二酸单酰CoA没有标记,问每分子软脂酸将参入多少个?<br>(2)假如丙二酸单酰CoA以的形式供给,乙酰CoA没有标记,问每分子软脂酸将参入多少个?
8.脂酸的从头生物合成和脂酸的β-氧化是否互为逆过程?它们之间有什么主要的差别?
9.一个正常的喂得很好的动物用标记甲基的乙酸静脉注射,几小时后动物死了,从肝脏中分离出糖原和甘油三酯,测定其放射性的分布。<br>(1)预期分离得到的糖原和甘油三酯放射性的水平是相同还是不同?为什么?<br>(2)利用结构式指出甘油三酯中哪些碳原子被大量标记?
10.由于食入缺乏必需氨基酸甲硫氨酸的食物,除了不能合成足够的蛋白质外,还会造成什么后果?
11.早期的生物化学家认为固定的作用仅仅存在于植物中,后来惊奇地发现它也存在于动物的两条主要生物合成途径中,即从丙酮酸合成葡萄糖的葡萄糖异生作用和从乙酰CoA合成脂酸这两条途径中。<br>(1)写出固定的有关反应。<br>(2)在这两个过程中,的功能是什么?尽可能详细地解释它的作用。
第十一章 核酸代谢与氨基酸代谢
知 识 要 点
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蛋白质和核酸是生物体中有重要功能的含氮有机化合物,它们共同决定和参与多种多样的生命活动。在自然界的氮素循环中,大气是氮的主要储库,微生物通过固氮酶的作用将大气中的分子态氮转化成氨,硝酸还原酶和亚硝酸还原酶也可以将硝态氮还原为氨,在生物体中氨通过同化作用和转氨基作用等方式转化成有机氮,进而参与蛋白质和核酸的合成。
(一)蛋白质和氨基酸的酶促降解
在蛋白质分解过程中,蛋白质被蛋白酶和肽酶降解成氨基酸。氨基酸用于合成新的蛋白质或转变成其它含氮化合物(如卟啉、激素等),也有部分氨基酸通过脱氨和脱羧作用产生其它活性物质或为机体提供能量,脱下的氨可被重新利用或经尿素循环转变成尿素排出体外。
(二)氨基酸的生物合成
转氨基作用是氨基酸合成的主要方式。转氨酶以磷酸吡哆醛为辅酶,谷氨酸是主要的氨基供体,氨基酸的碳架主要来自糖代谢的中间物。不同的氨基酸生物合成途径各不相同,但它们都有一个共同的特征,就是所有氨基酸都不是以CO2和NH3为起始原料从头合成的,而是起始于三羧酸循环、糖酵解途径和磷酸戊糖途径的中间物。不同生物合成氨基酸的能力不同,植物和大部分微生物能合成全部20种氨基酸,而人和其它哺乳动物及昆虫等只能合成部分氨基酸,机体不能合成的氨基酸称为必须氨基酸,人有八种必需氨基酸,它们是:Lys、Trp、Phe、Val、Thr、Leu、Ile和Met。
(三)核酸的酶促降解
核酸通过核酸酶降解成核苷酸,核苷酸在核苷酸酶的作用下可进一步降解为碱基、戊糖和磷酸。戊糖参与糖代谢,嘌呤碱经脱氨、氧化生成尿酸,尿酸是人类和灵长类动物嘌呤代谢的终产物。其它哺乳动物可将尿酸进一步氧化生成尿囊酸。植物体内嘌呤代谢途径与动物相似,但产生的尿囊酸不是被排出体外,而是经运输并贮藏起来,被重新利用。
嘧啶的降解过程比较复杂。胞嘧啶脱氨后转变成尿嘧啶,尿嘧啶和胸腺嘧啶经还原、水解、脱氨、脱羧分别产生β-丙氨酸和β-氨基异丁酸,两者经脱氨后转变成相应的酮酸,进入TCA循环进行分解和转化。β-丙氨酸还参与辅酶A的合成。
(四)核苷酸的生物合成
生物能利用一些简单的前体物质从头合成嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸。嘌呤核苷酸的合成起始于5-磷酸核糖经磷酸化产生的5-磷酸核糖焦磷酸(PRPP)。合成原料是二氧化碳、甲酸盐、甘氨酸、天冬氨酸和谷氨酰氨。首先合成次黄嘌呤核苷酸,再转变成腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。嘧啶核苷酸的合成原料是二氧化碳、氨、天冬氨酸和PRPP,首先合成尿苷酸,再转变成UDP、UTP和CTP。
在二磷酸核苷水平上,核糖核苷二磷酸(NDP)可转变成相应的脱氧核糖核苷二磷酸。催化此反应的酶为核糖核苷酸还原酶系,此酶由核苷二磷酸还原酶、硫氧还蛋白和硫氧还蛋白还原酶组成。脱氧胸苷酸(dTMP)的合成是由脱氧尿苷酸(dUMP)经甲基化生成的。
在细胞分裂过程中通过DNA的复制把遗传信息由亲代传递给子代,在子代的个体发育过程中遗传信息由DNA传递到RNA,最后翻译成特异的蛋白质;在RNA病毒中RNA具有自我复制的能力,并同时作为mRNA,指导病毒蛋白质的生物合成;在致癌RNA病毒中,RNA还以逆转录的方式将遗传信息传递给DNA分子。这种遗传信息的流向称为中心法则。
复制是指以原来DNA分子为模板,合成出相同DNA分子的过程;转录是在DNA(或RNA)分子上合成出与其核苷酸顺序相对应的RNA(或DNA)的过程;翻译是在以rRNA和蛋白质组成的核糖核蛋白体上,以mRNA为模板,根据每三个相邻核苷酸决定一种氨基酸的三联体密码规则,由tRNA运送氨基酸,合成出具有特定氨基酸顺序的蛋白质肽链的过程。
(五) DNA的生物合成
在DNA复制时,亲代DNA的双螺旋先行解旋和分开,然后以每条链为模板,按照碱基配对原则,在这两条链上各形成一条互补链,这样从亲代DNA的分子可以精确地复制成2个子代DNA分子。每个子代DNA分子中,有一条链是从亲代DNA来的,另一条则是新形成的,这叫做半保留复制。通过14N和15N标记大肠杆菌实验证实了半保留复制。
1.复制的起始点与方向
DNA分子复制时,在亲代分子一个特定区域内双链打开,随之以两股链为模板复制生成两个子代DNA双链分子。开始时复制起始点呈现一叉形(或Y形),称之为复制叉。DNA复制要从DNA分子的特定部位开始,此特定部位称为复制起始点(origin of replication),可以用ori表示。在原核生物中复制起始点常位于染色体的一个特定部位,即只有一个起始点。真核生物的染色体是在几个特定部位上进行DNA复制的,有几个复制起始点的。酵母基因组与真核生物基因组相同,具有多个复制起始点。
复制的方向可以有三种不同的机制。其一是从两个起始点开始,各以相反的单一方向生长出一条新链,形成两个复制叉。其二是从一个起始点开始,以同一方向生长出两条链,形成一个复制叉。其三是从一个起始点开始,沿两个相反的方向各生长出两条链,形成两个复制叉。
2.DNA聚合反应有关的酶及相关蛋白因子
DNA的合成是以四种三磷酸脱氧核糖核苷为底物的聚合反应,该过程除了需要酶的催化之外,还需要适量的DNA为模板,RNA(或DNA)为引物和镁离子的参与。催化这个反应的酶也有多种:DNA聚合酶、RNA引物合成酶(即引发酶)、DNA连接酶、拓扑异构酶、解螺旋酶及多种蛋白质因子参与。
3.DNA的复制过程
DNA的复制按一定的规律进行,双螺旋的DNA是边解开边合成新链的。复制从特定位点开始,可以单向或双向进行,但是以双向复制为主。由于DNA双链的合成延伸均为5′→3′的方向,因此复制是以半不连续的方式进行,即其中一条链相对地连续合成,称之为领头链,另一条链的合成是不连续的,称为随后链。在DNA复制叉上进行的基本活动包括双链的解开;RNA引物的合成;DNA链的延长;切除RNA引物,填补缺口,连接相邻的DNA片段。
(六)逆向转录
在逆转录酶作用下,以RNA为模板,按照RNA中的核苷酸顺序合成DNA,这与通常转录过程中遗传信息流从DNA到RNA的方向相反,故称为逆向转录。逆转录酶需要以RNA(或DNA)为模板,以四种dNTP为原料,要求短链RNA(或DNA)作为引物,此外还需要适当浓度的二价阳离子Mg2+和Mn2+,沿5′→3′方向合成DNA,形成RNA-DNA杂交分子(或DNA双链分子)。逆转录酶是一种多功能酶,它除了具有以RNA为模板的DNA聚合酶和以DNA为模板的DNA聚合酶活性外还兼有RNaseH、DNA内切酶、DNA拓扑异构酶、DNA解链酶和tRNA结合的活性。
几乎所有真核生物的mRNA分子的3′末端都有一段多聚腺苷酸。当加入寡聚dT作引物时,mRNA就可以成为逆转录酶的模板,在体外合成与其互补的DNA,称为cDNA。
(七)DNA突变
DNA突变 是指DNA的碱基顺序发生突然而永久性地变化,从而影响DNA的复制,并使DNA的转录和翻译也跟着改变,表现出异常的遗传特征。DNA的突变可以有几种形式:(1)一个或几个碱基对被置换;(2)插入一个或几个碱基对;(3)一个或多个碱基对缺失。置换和插入的变化是可逆的,缺失则是不可逆的。最常见的突变形式是碱基对的置换。嘌呤碱之间或嘧啶碱之间的置换称为转换,嘌呤和嘧啶之间的置换称为颠换。突变有自发突变和诱发突变。在DNA的合成中,自发突变的机率很低,大约每109个碱基对发生一次突变;各种RNA肿瘤病毒具有很高的自发突变频率。诱发突变可以由物理因素或化学因素引起,物理因素如电离辐射和紫外光等均可以诱发突变。化学因素的诱变,如脱氨剂和烷化试剂均可诱发突变。亚硝酸为强脱氨剂,可使腺嘌呤转变为次黄嘌呤,鸟嘌呤转变为黄嘌呤,胞嘧啶转变为尿嘧啶,而导致碱基配对错误。烷化剂如硫酸二甲酯(DMS)可使鸟嘌呤的N7位氮原子甲基化,使之成为带一个正电荷的季铵基团,减弱N9位上的N-糖苷键,至使脱氧核糖苷键不稳定,发生水解而丢失嘌呤碱,以后可被其它碱基取代,或引起DNA的链断裂。
(八)DNA损伤与修复
某些物理化学因子,如紫外线、电离辐射和化学诱变剂等,都能引起生物突变和致死。因为它们均能作用于DNA,造成其结构和功能的破坏。但细胞内具有一系列起修复作用的酶系统,可以除去DNA上的损伤,恢复DNA的正常双螺旋结构。目前已经知道有四种修复系统:光复活,切除修复,重组修复和诱导修复。后三种机制不需要光照,因此又称为暗修复。
1.光复活
光复活的机制是可见光(最有效波长为400nm左右)激活了光复活酶,它能分解由于紫外线照射而形成的嘧啶二聚体。光复活作用是一种高度专一的修复方式。
2.切除修复
又称为复制前修复。所谓切除修复,即是在一系列酶的作用下,将DNA分子中受损伤部分切除掉,并以完整的那一条链为模板,合成出切去的部分,然后使DNA恢复正常结构的过程。这是比较普遍的一种修复机制,它对多种损伤均能起修复作用。参与切除修复的酶主要有:特异的核酸内切酶、外切酶、聚合酶和连接酶。
3.重组修复
遗传信息有缺损的子代DNA分子可通过遗传重组而加以弥补,即从完整的母链上将相应核苷酸序列片段移至子链缺口处,然后用再合成的序列来补上母链的空缺。此过程称为重组修复,因为发生在复制之后,又称为复制后修复。
参与重组修复的酶系统包括与重组有关的主要酶类以及修复合成的酶类。重组基因rec A编码的蛋白质,具有交换DNA链的活力。rec A蛋白被认为在DNA重组和重组修复中均起着关键的作用。rec B和rec C基因分别编码核酸外切酶V的两个亚基,该酶亦为重组和重组修复所必需。修复合成时需要DNA聚合酶和连接酶。
4.诱导修复
许多能造成DNA损伤或抑制复制的处理均能引起一系列复杂的诱导效应,称为应急反应(SOS response)。SOS反应包括诱导出现的DNA损伤修复效应、诱变效应、细胞分裂的抑制以及溶原性细菌释放噬菌体等等。
(九)RNA的生物合成
以DNA的一条链为模板在RNA聚合酶催化下,以四种核糖核苷磷酸为底物按照碱基配对原则,形成3′→5′磷酸二酯键,合成一条与DNA链的一定区段互补的RNA链的过程称为转录。RNA的转录起始于DNA模板的一个特定位点,并在另一位点处终止。在生物体内,DNA的二条链中仅有一条链可作为转录的模板,这称为转录的不对称性。用作模板的链称为反义链,另一条链称为有义链,因为有义链的脱氧核苷酸序列正好与转录出的RNA的核苷酸序列相同(只是T与U的区别),所以也称编码链。但各个基因的有义链不一定位于同一条DNA链。RNA的合成沿5′→3′方向进行(DNA模板链方向为3′→5′),5′未端为核糖核苷三磷酸,即5′位保留PPP。
在真核生物细胞里,转录是在细胞核内进行的。合成的RNA包括mRNA、rRNA和tRNA的前体。rRNA的合成发生在核仁内,而合成mRNA和tRNA的酶则定位在核质中。另外叶绿体和线粒体也进行转录。原核细胞中转录酶类存在于细胞液中。
1.RNA聚合酶
原核细胞大肠杆菌的RNA聚合酶研究的较深入。这个酶的全酶由5种亚基(α2ββ′δω)组成,还含有2个Zn原子。在RNA合成起始之后,δ因子便与全酶分离。不含δ因子的酶仍有催化活性,称为核心酶。δ亚基具有与启动子结合的功能,β亚基催化效率很低,而且可以利用别的DNA的任何部位作模板合成RNA。加入δ因子后,则具有了选择起始部位的作用,δ因子可能与核心酶结合,改变其构象,从而使它能特异地识别DNA模板链上的起始信号。
真核细胞的细胞核内有RNA聚合酶I、II和III,通常由4~6种亚基组成,并含有Zn2+。RNA聚合酶I存在于核仁中,主要催化rRNA前体的转录。RNA聚合酶Ⅱ和Ⅲ存在于核质中,分别催化mRNA前体和小分子量RNA的转录。此外线粒体和叶绿体也含有RNA聚合酶,其特性类似原核细胞的RNA聚合酶。
2.RNA的转录过程
RNA转录过程为起始位点的识别、起始、延伸、终止。
起始位点的识别:RNA聚合酶先与DNA模板上的特殊启动子部位结合,σ因子起着识别DNA分子上的起始信号的作用。在σ亚基作用下帮助全酶迅速找到启动子,并与之结合生成较松弛的封闭型启动子复合物。这时酶与DNA外部结合,识别部位大约在启动子的-35位点处。接着是DNA构象改变活化,得到开放型的启动子复合物,此时酶与启动子紧密结合,在-10位点处解开DNA双链,识别其中的模板链。由于该部位富含A-T碱基对,故有利于DNA解链。开放型复合物一旦形成,DNA就继续解链,酶移动到起始位点。
3.起始:在起始位点的全酶结合第一个核苷三磷酸。第一个核苷三磷酸常是GTP或ATP。形成的启动子、全酶和核苷三磷酸复合物称为三元起始复合物,第一个核苷酸掺入的位置称为转录起始点。这时σ亚基被释放脱离核心酶。
4.延伸:从起始到延伸的转变过程,包括σ因子由缔合向解离的转变。DNA分子和酶分子发生构象的变化,核心酶与DNA的结合松弛,核心酶可沿模板移动,并按模板序列选择下一个核苷酸,将核苷三磷酸加到生长的RNA链的3′-OH端,催化形成磷酸二酯键。转录延伸方向是沿DNA模板链的3′→5′方向按碱基酸对原则生成5′→3′的RNA产物。RNA链延伸时,RNA聚合酶继续解开一段DNA双链,长度约17个碱基对,使模板链暴露出来。新合成的RNA链与模板形成RNA-DNA的杂交区,当新生的RNA链离开模板DNA后,两条DNA链则重新形成双股螺旋结构。
4.终止 在DNA分子上有终止转录的特殊碱基顺序称为终止子(terminators),它具有使RNA聚合酶停止合成RNA和释放RNA链的作用。这些终止信号有的能被RNA聚合酶自身识别,而有的则需要有ρ因子的帮助。ρ因子是一个四聚体蛋白质,它能与RNA聚合酶结合但不是酶的组分。它的作用是阻RNA聚合酶向前移动,于是转录终止,并释放出已转录完成的RNA链。对于不依赖于ρ因子的终止子序列的分析,发现有两个明显的特征:即在DNA上有一个15~20个核苷酸的二重对称区,位于RNA链结束之前,形成富含G-C的发夹结构。接着有一串大约6个A的碱基序列它们转录的RNA链的末端为一连串的U。寡聚U可能提供信号使RNA聚合酶脱离模板。在真核细胞内,RNA的合成要比原核细胞中的复杂得多。
(十)转录后加工
在转录中新合成的RNA往往是较大的前体分子,需要经过进一步的加工修饰,才转变为具有生物学活性的、成熟的RNA分子,这一过程称为转录后加工。主要包括剪接、剪切和化学修饰。
1.mRNA的加工 在原核生物中转录翻译相随进行,多基因的mRNA生成后,绝大部分直接作为模板去翻译各个基因所编码的蛋白质,不再需要加工。但真核生物里转录和翻译的时间和空间都不相同,mRNA的合成是在细胞核内,而蛋白质的翻译是在胞质中进行,而且许多真核生物的基因是不连续的。不连续基因中的插入序列,称为内含子;被内含子隔开的基因序列称为外显子。一个基因的外显子和内含子都转录在一条很大的原初转录本RNA分子中,故称为核内不均一RNA(hnRNA)。它们首先降解为分子较小的RNA,再经其它修饰转化为mRNA。真核细胞mRNA的加工包括:(1)hnRNA被剪接,除去由内含子转录来的序列,将外显子的转录序列连接起来。(2)在3′末端连接上一段约有20~200个腺苷酸的多聚腺苷酸(poly A)的“尾巴”结构。不同mRNA的长度有很大差异。(3)在5′末端连接上一个“帽子”结构m7GpppmNP。(4)在内部少数腺苷酸的腺嘌呤6位氨基发生甲基化(m6A).
2.tRNA的加工 原核生物的tRNA基因的转录单元大多数是多基因的。不但相同或不同的tRNA的几个基因可转录在一条RNA中,有的tRNA还与rRNA组成转录单元,因此tRNA前体的加工过程包括剪切、剪接,在3′-末端添加CCAOH、以及核苷酸修饰转化为成熟的tRNA。tRNA中含有许多稀有碱基,所有这些碱基均是在转录后由四种常见碱基经修饰酶催化,发生脱氨、甲基化、羟基化等化学修饰而生成的。
3.rRNA的加工 原核细胞首先生成的是30S前体rRNA,经核糖核酸酶作用,逐步裂解为16S、23S和5S的rRNA,其裂解过程可归纳如下:
17.5S →16S rRNA
30S 25S →23S rRNA
小碎片→5S rRNA
原核生物16S rRNA和23S rRNA含有较多的甲基化修饰成分,特别是2-甲基核糖。一般5S rRNA中无修饰成分。在真核细胞中rRNA的转录后加工与原核细胞类似,但更为复杂。rRNA在核仁中合成,生成一个更大35~45S前体rRNA。前体分裂而转变为28S、18S和5.8S的rRNA分子。真核生物5S rRNA前体是由独立于上述三种rRNA之外的基因转录的。真核生物rRNA中与含有较多的甲基化成分。
有关RNA剪接、剪切机制的研究不仅发现了RNA分子本身具有催化功能,这种具有剪接功能的RNA催化剂命名为核酶。目前已发现的具有催化功能的RNA有磷酸二酯酶(核糖核酸酶)、磷酸单酯酶、核苷酸转移酶、磷酸转移酶、RNA限制性内切酶、 tRNA 5′端成熟酶、α-1,4-葡聚糖分支酶和肽基转移酶等。目前研究表明核酶催化rRNA、tRNA、mRNA的剪接机理是不相同的。RNA内含子有四种类型,即Ⅰ型自我拼接内含子、Ⅱ型自我拼接内含子、核mRNA内含子和核tRNA内含子。
(十一)RNA的复制
大多数生物的遗传信息贮藏的DNA中,遗传信息按中心法则由DNA 转录成RNA, 再由RNA翻译成蛋白质的。对RNA病毒的研究表明,某些RNA病毒是以RNA作模板复制出病毒RNA分子。
Qβ噬菌体RNA的复制可分为两个阶段:(1)当Qβ噬菌体侵染大肠杆菌细胞后,其单链RNA充当mRNA,利用宿主细胞中的核糖体合成噬菌体外壳蛋白质和复制酶β亚基;(2)当复制酶的β亚基和宿主细胞原有的α、γ、δ亚基自动装配成RNA复制酶以后,就进行RNA复制。以侵染的噬菌体RNA作模板,通过RNA复制酶合成互补的RNA链。常把具有mRNA功能的链称为正链,与它互补的链称为负链。在噬菌体特异的复制酶装配好后不久酶就吸附到正链RNA的3′末端,以它为模板合成出负链,至合成结束,然后负链从正链模板上释放出来。同一个酶又吸附到负链RNA的3′末端,合成出病毒正链RNA,正链RNA与外壳蛋白装配成噬菌体颗粒,所以正链和负链的合成方向都是由5′→3′。
(十二)基因工程的操作技术
1.目的基因
体外操作DNA的主要步骤之一是提取载体DNA和所需要的外源目的基因。在细胞中DNA并非以游离态分子存在,而是和RNA及蛋白质结合在一起形成复合体。DNA纯化的基本步骤是:(1)从破坏的细胞壁和膜里释放出可溶性的DNA;(2)通过变性或蛋白质分解,使DNA和蛋白质的复合体解离;(3)将DNA从其它大分子中分离出来;(4)DNA浓度和纯度的光学测定。
2.载体
外源DNA片段(目的基因)要进入受体细胞,必须有一个适当的运载工具将带入细胞内,并载着外源DNA一起进行复制与表达,这种运载工具称为载体。
载体必须具备下列条件:(1)在受体细胞中,载体可以独立地进行复制。所以载体本身必须是一个复制单位,称复制子(replicon),具有复制起点。而且插入外源DNA后不会影响载体本身复制的能力。(2)易于鉴定、筛选。也就是说,容易将带有外源DNA的重组体与不带外源DNA的载体区别开来。(3)易于引入受体细胞。
常用的载体主要有以下几类:细菌和酵母的质粒,λ噬菌体和M13以及病毒。
3.连接
外源DNA与载体DNA之间可以通过多种方式相连接,主要有以下几种(1) 粘性末端连接;(2) 平头末端连接;(3) 接头连接等。
4.转化
任何外源DNA重组到载体上,然后转入受体细胞中复制繁殖,这一过程称为DNA的克隆。外源DNA进入受体细胞并使它获得新遗传特性的过程称为转化。转化作用是将外源DNA引入细胞的过程。
5.筛选 由于细胞转化的频率较低,所以从大量的宿主细胞中筛选出带有重组体的细胞并不是很容易的,当前,在实验室中,常用的筛选手段有以下几种:(1) 插入失活;(2) 菌落原位杂交;(3) 免疫学方法.此外,对重组体转化的鉴定还可以采用表现型的鉴定;对重组质粒纯化并重新转化;限制性酶切图谱的绘制;重组质粒上的基因定位等更深入的方法。
第一节 氨基酸与核苷酸代谢
一:填空题
1.氨基酸共有的代谢途径有________________和________________。
2.转氨酶的辅基是________________。
3.人类对氨基代谢的终产物是________________,鸟类对氨基代谢的终产物是________________,植物解除氨的毒害的方法是________________。
4.哺乳动物产生1分子尿素需要消耗________________分子的ATP。
5.脑细胞中氨的主要代谢去向是________________。
6.通过________________的脱羧可产生β-丙氨酸。
7.人类对嘌呤代谢的终产物是________________。
8.痛风是因为体内________________产生过多造成的,使用________________作为黄嘌呤氧化酶的自杀性底物可以治疗痛风。
9.________________酶的缺乏可导致人患严重的复合性免疫缺陷症(SCID),使用________________治疗可治愈此疾患。
10.核苷酸的合成包括________________和________________两条途径。
11.脱氧核苷酸是由________________还原而来。
12.Arg可以通过________________循环形成。
13.重亮氨酸作为________________类似物可抑制嘌呤核苷酸的从头合成。
14.HGPRT是指________________,该酶的完全缺失可导致人患________________。
15.从IMP合成GMP需要消耗________________,而从IMP合成AMP需要消耗________________作为能源物质。
16.羟基脲作为________________酶的抑制剂,可抑制脱氧核苷酸的生物合成。
17.不能使用5-溴尿嘧啶核苷酸代替5-溴尿嘧啶治疗癌症是因为________________。
18.细菌嘧啶核苷酸从头合成途径中的第一个酶是________________。该酶可被终产物________________抑制。
19.褪黑激素来源于______________氨基酸,而硫磺酸来源于______________氨基酸。
20.PAPS是指________________,它的生理功能是________________。
21.γ-谷氨酰循环的生理功能是________________。
二:是非题
1.[ ]对于苯丙酮尿患者来说酪氨酸也是必需氨基酸。
2.[ ]氨基酸脱羧酶通常也需要吡哆醛磷酸作为其辅基。
3.[ ]动物产生尿素的主要器官是肾脏。
4.[ ]参与尿素循环的酶都位于线粒体内。
5.[ ]L-氨基酸氧化酶是参与氨基酸脱氨基作用的主要酶。
6.[ ]黄嘌呤氧化酶既可以使用黄嘌呤又可以使用次黄嘌呤作为底物。
7.[ ]嘌呤核苷酸的从头合成是先闭环,再在形成N糖苷键。
8.[ ]IMP是嘌呤核苷酸从头合成途径中的中间产物。
9.[ ]严格的生酮氨基酸都是必需氨基酸。
10.[ ]Lys的缺乏可以通过在食物中添加相应的α-酮酸加以纠正。
11.[ ]能刺激固氮酶的活性。
12.[ ]氨基酸经脱氨基作用以后留下的碳骨架进行氧化分解需要先形成能够进入TCA循环的中间物。
13.[ ]真核细胞内参与嘧啶核苷酸从头合成的酶都位于细胞质。
14.[ ]嘧啶合成所需要的氨甲酰磷酸合成酶与尿素循环所需要的氨甲酰磷酸合成酶是
同一个酶。
15.[ ]羧化酶都需要生物素(Biotin)作为辅基。
16.[ ]一般来说,在哺乳动物体内由蛋白质氧化分解产生的能量效率低于糖或脂肪的氧
化分解。
17.[ ]既然谷氨酸上的N原子可经过转氨基作用重新分布,那么谷氨酸应该可作为很
好的营养品而弥补蛋白质缺乏。
18.[ ]Arg是哺乳动物的一种非必需氨基酸,因为在它们的肝细胞之中,含有足够的合成Arg的酶。
三:单选题
1.[ ]以下氨基酸除了哪一种以外都是必需氨基酸?
A.Thr
B.Phe
C.Met
D.Tyr
E.Leu
2.[ ]以下哪一种氨基酸是严格的生酮氨基酸?
A.Thr
B.Ser
C.Arg
D.Lys
E.Pro
3.[ ]以下哪一种氨基酸不能进行转氨基反应?
A.Thr
B.Glu
C.Ala
D.Asp
E.His
4.[ ]以下哪一种氨基酸的脱羧基反应不需要磷酸吡哆醛作为辅基?
A.Thr
B.Glu
C.Ala
D.Asp
E.His
5.[ ]线粒体内的氨甲酰磷酸合成酶的激活因子是
A.乙酰CoA
B.NADH
C.NADPH
D.N-乙酰谷氨酸
E.叶酸
6.[ ]谷氨酰胺不是以下哪一种物质的前体
A.Arg
B.Pro
C.蛋白质
D.嘌呤
E.His
7.[ ]在体内Gly可以从哪一种氨基酸转变而来?
A.Asp
B.Ser
C.Thr
D.His
E.Trp
8.[ ]肌酸的合成需要
A.Met、Gly和Ser
B.Arg、Gly和Ser
C.Trp、Arg和Gly
D.Met、Trp和Gly
E.Met、Arg和Gly
9.[ ]Ala循环的功能是
A.将肌肉中的C和N运输到肾脏
B.将肌肉中的C和N运输到肝
C.将肾脏中的C和N运输到肝
D.将肝中的C和N运输到肾脏
E.将脑中的C和N运输到肝
10.[ ]嘌呤环1号位N原子来源于
A.Gln的酰胺N
B.Gln的α氨基N
C.Asn的酰胺N
D.Asp的α氨基N
E.Gly的α氨基N
11.[ ]固氮酶的活性需要金属离子
A.Cu
B.Fe
C.Mo
D.Zn
E.Ca
12.[ ]血红素的合成需要哪两种前体分子?
A.Ala和琥珀酰CoA
B.Gly和琥珀酰CoA
C.Ala和乙酰CoA
D.Gly和乙酰CoA
E.Gly和Arg
13.[ ]dTMP的直接前体是
A.dCMP
B.dAMP
C.dUMP
D.dGMP
E.dIMP
14.[ ]人类嘧啶核苷酸从头合成的哪一步反应是限速反应?
A.氨甲酰磷酸的形成
B.氨甲酰天冬氨酸的形成
C.乳清酸的形成
D.UMP的形成
E.CMP的形成
15.[ ]在代谢的研究中,第一个被阐明的循环途径是
A.三羧酸循环
B.卡尔文循环
C.尿素循环
D.丙氨酸循环
E.乳酸循环
16.[ ]大量口服Leu可影响到小肠上皮细胞对哪一种氨基酸的吸收?
A.Asp
B.Lys
C.Gly
D.Pro
E.Val
17.[ ]大肠杆菌谷氨酰胺合成酶可经历什么样的共价修饰而失去活性?
A.磷酸化
B.甲基化
C.腺苷酸化
D.ADP-核糖基化
E.脂酰基化
18.[ ]固氮酶固定1分子成2分子需要消耗
A.6个电子,12分子ATP
B.6个电子,16分子ATP
C.8个电子,12分子ATP
D.8个电子,18分子ATP
E.10个电子,14分子ATP
19.[ ]下列哪一种氨基酸与尿素循环无关?
A.赖氨酸
B.精氨酸
C.天冬氨酸
D.鸟氨酸
E.瓜氨酸
20.[ ]缺乏哪一种酶可导致PKU(苯酮尿症)?
A.苯丙氨酸羟化酶
B.苯丙氨酸α-酮戊二酸转氨酶
C.尿黑酸氧化酶
D.多巴脱羧酶
E.丙氨酸-丁氨酸硫醚合成酶
21.[ ]下面哪一种物质的生物合成不需要PRPP?
A.啶核苷酸
B.嘌呤核苷酸
C.His
D.
E.FAD
22.[ ]生物合成下列化合物所需要的甲基,哪种不是由S-腺苷甲硫氨酸提供的?
A.磷酸肌酸
B.肾上腺素
C.褪黑激素
D.卵磷脂
E.胸腺嘧啶
23.[ ]从脯氨酸合成羟脯氨酸时,下列哪一种物质并非必需?
A.游离的脯氨酸
B.α-酮戊二酸
C.抗坏血酸盐
D.氧气
E.CoA
24.[ ]治疗帕金森氏症(Parkinson’)时,你应该告诉病人服用有利多巴代谢的化合物,这种化合物应该是?
A.磷酸吡哆醛
B.生物素
C.硫胺素
D.核黄素
E.烟酸
25.[ ]下列哪一种氨基酸可以作为一碳单位的供体?
A.Pro
B.Ser
C.Glu
D.Thr
E.Tyr
26.[ ]下列哪一种氨基酸与尿素循环无关?
A.Lys
B.Asp
C.鸟氨酸
D.瓜氨酸
E.Arg
27.[ ]肝细胞内合成尿素的部位是
A.胞浆
B.线粒体
C.内质网
D.胞浆和线粒体
E.过氧化物酶体
28.[ ]下列哪对物质是合成嘌呤环和嘧啶环都是必需的?
A.Gln/Asp
B.Gln/Gly
C.Gln/Pro
D.Asp/Arg
E.Gly/Asp
29.[ ]下列哪一种氨基酸脱羧后生成血管扩张物?
A.Arg
B.Asp
C.His
D.Gln
E.Pro
30.[ ]琥珀酰-CoA可能从下列哪一种氨基酸获得碳原子?
A.Leu
B.Ile
C.Arg
D.His
E.Trp
四:问答题
1.氨造成脑损害的确切机制尚不清楚。试根据氨对产能代谢中某些关键中间物水平的影响提出一种可能的机制。
2.如果1分子乙酰CoA经过TCA循环氧化成和可产生12分子的ATP,则1分子丙氨酸在哺乳动物体内彻底氧化净产生多少分子的ATP?在鱼类又能产生多少分子的ATP?
3.β-碳原子被同位素()标记的丝氨酸有很多用途,但通常不用它来作为标记物研究蛋白质的生物合成,这是因为它在体内不仅能标记蛋白质,还能标记核酸、碳水化合物以及脂类。试问它如何能够标记这些化合物的?
4.多数需要Ile的细菌突变株也通常需要Val才能生长。为什么?只需要Ile(不需要Val)就能生长的细菌突变株会是哪一种酶有缺陷?
5.简述5-溴尿嘧啶(5-BrdU)在体内的代谢去向,试解释它如何能抑制DNA的复制。
6.使用放射性标记的尿苷酸可标记DNA分子中所有的嘧啶碱基,而使用次黄苷酸可标记DNA分子中的嘌呤碱基。试解释以上的结果。
7.白血病是一种白细胞的恶性增殖。一临床医生在试用一种腺苷脱氨酶(ADA)的抑制剂作为治疗白血病的药物。你认为这种试剂会有效吗?为什么?
8.分离胸苷酸合成酶有缺陷的细菌突变株的一种经典的方法是使用胸腺嘧啶和三甲氧苄二氨嘧啶(Trimethoprim,一种二氢叶酸还原酶的抑制剂)处理正在培养基中生长的细菌。大多数细胞将被杀死,生存下来的细胞主要是胸苷酸合成酶有缺陷的突变株。<br>(1)什么样的表现型可让你确定这些突变株?<br>(2)以上所进行的选择的生化机理是什么?<br>(3)如果让你筛选胸苷酸合成酶有缺陷的哺乳动物细胞的突变株,以上程序需要作怎样的修改?
9.在什么样的条件下,你预期HGPRT(次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖基转移酶)有缺陷的细胞会影响到嘧啶核苷酸的生物合成?你如何估计动物体或人体内嘧啶核苷酸生物合成的速率?
10.已在某些噬菌体的DNA分子上发现了下面的碱基取代:<br>(1)dUMP完全取代了dTMP;<br>(2)5-羟甲基脱氧尿苷酸完全取代了dTMP;<br>(3)5-甲基脱氧胞苷酸完全取代dCMP。根据上述任何一种情况,写出由噬菌体基因组编码的导致上述取代反应发生的酶。
11.放射性同位素自杀技术(Suicidetechnique)常被用来筛选突变体:先将细胞放在高比放射性的[]-胸腺嘧啶培养基中,然后将细胞冷冻保存以使得某些放射性同位素发生衰变。DNA分子中的dTMP的衰变可导致DNA链的断裂和其它潜在的致死性事件。于是那些DNA参入[]-dTMP的细胞极有可能被杀死。<br>(1)一定能够在这种培养基下生存的细胞会是哪一个酶有缺陷。<br>(2)选择核苷酸代谢中的任何一种酶,设计一种自杀程序以筛选你选中的目的酶缺陷的细胞突变株。
12.哺乳动物细胞可通过DHFR(二氢叶酸还原酶)基因的扩增的方式而对氨甲基碟呤产生抗性。试问还有哪些遗传上的变化或者生理生化上的变化也同样可以导致细胞对氨甲基碟呤产生抗性。
13.如果让鸡服用别嘌呤醇,则会有什么现象发生?
14.ADA(腺苷脱氨酶)有遗传缺陷的人会导致其免疫系统产生严重的缺陷。这种疾病可使用注射ADA或使用基因治疗的方法进行医治。试解释ADA的缺陷是如何导致对淋巴细胞产生毒性的?
15.你如何解释以下现象:细菌调节嘧啶核苷酸合成的酶是天冬氨酸-氨甲酰转移酶,而人类调节调节嘧啶核苷酸合成的酶主要是氨甲酰磷酸合成酶。
16.参与IMP合成的第一个酶利用Gln作为氨基的供体而不是直接使用氨,这个现象在其它地方也能发现。为什么自然利用一个更耗能的过程(Gln作为氨基供体需要消耗ATP)?
17.让大鼠服用标记的4-羟脯氨酸,然而新合成的胶原蛋白并没有被同位素标记,为什么?
18.提高天冬氨酸和谷氨酸的合成会对TCA循环产生何种影响?细胞会怎样应付这种状况?
19.为什么细胞内没有一种对所有的氨基酸都能作用的氧化脱氨基酶?
六:计算题
1.(1)假设一个70公斤的成年人,体重的15%是甘油三酯,计算从甘油三酯可获得的总能量为多少千焦耳?<br>(2)假如一个人所需的基础能量大约是8370千焦耳/天,仅仅利用氧化甘油三酯中的脂酸为唯一能源,此人能活多久?<br>(3)在饥饿情况下,此人每天失去多少公斤体重?生物体彻底氧化1分子软脂酸能产生多少分子ATP?
2.生物体彻底氧化1分子软脂酸能产生多少分子ATP?
3.以正常情况下所获得的能量为标准,估计哺乳动物在酮症时,肝脏中氧化软脂酸所获得的能量。
4.1μmol完全氚化的十二碳直链饱和脂酸被加到破裂的线粒体制剂中,使它完全降解成乙酰CoA。假如从反应混合物中分离得到6μmol水解成游离乙酰基的产物,测定其放射活性,问它们总的氚与碳的比是多少(=?)?
第二节 DNA的代谢
一:填空题
1.参与DNA复制的主要酶和蛋白质包括________________、________________、________________、________________、________________、________________和________________。
2.DNA复制的方向是从________________端到________________端展开。
3.大肠杆菌在DNA复制过程中切除RNA引物的酶是________________,而真核细胞DNA复制过程中切除RNA引物的酶是________________或________________。
4.大肠杆菌染色体DNA复制的起始区被称为________________,酵母细胞染色体DNA复制的起始区被称为________________,两者都富含________________碱基对,这将有利于________________过程。
5.大肠杆菌DNA连接酶使用________________能源物质,T4噬菌体DNA连接酶使用________________作为能源物质。
6.______________和______________酶的缺乏可导致大肠杆菌体内冈崎片段的堆积。
7.体内DNA复制主要使用________________作为引物,而在体外进行PCR扩增时使用________________作为引物。
8.使用________________酶或________________酶可将大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ水解成大小两个片段,其中大片段被称为________________酶,它保留________________和________________酶的活性,小片段则保留了________________酶的活性。
9.参与大肠杆菌DNA复制的主要聚合酶是________________,该酶在复制体上组装成________________二聚体,分别负责________________链和________________链的合成,已有证据表明后随链的模板在复制中不断形成________________结构。
10.DNA拓扑异构酶Ⅰ能够切开DNA的________________条链,而DNA拓扑异构酶Ⅱ能同时切开DNA的________________链,在切开DNA链以后,磷酸二酯键中的磷酸根被固定在它的________________残基上。
11.DNA损伤可分为________________和________________两种类型,造成DNA损伤的因素有________________和________________。
12.光复活酶的辅基是________________和________________或________________,它能直接修复________________。
13.真核细胞DNA的损伤可诱导抗癌基因________________表达量提高,该抗癌基因的称产物可________________细胞周期的进行;当损伤过于严重的时候,可诱导细胞________________。
14.完成碱基切除修复至少需要________________、________________、________________和________________等几种酶。
15.维持DNA复制的高度忠实性的机制主要有________________、________________和________________。
16.DNA重组主要分为________________和________________两种形式,它们的主要差别是________________。
17.同源重组可分成两步反应:第一步反应是________________;第二步反应是________________。
18.E.coli参与错配修复的DNA聚合酶是________________。
19.新生霉素和四环双萜分别是________________酶和________________酶的抑制剂。
20.端聚酶由________________和________________两个部分组成,它的生理功能是________________。
21.________________病毒是研究真核细胞DNA复制最好的材料。
22.原核细胞DNA复制时形成的冈崎片段比真核细胞DNA复制形成的冈崎片段________________。
二:是非题
1.[ ]DNA分子是由两条链组成的,其中一条链作为前导链的模板,另一条链作为后随
链的模板。
2.[ ]DNA复制的总实性主要是由DNA聚合酶的3′→5′外切酶的校对来维持。
3.[ ]端聚酶是一种Ribozyme。
4.[ ]DNA连接酶和拓扑异构酶的催化都属于共价催化。
5.[ ]大肠杆菌DNA连接酶使用作为氧化剂。
6.[ ]滚环复制不需要RNA作为引物。
7.[ ]D环复制不形成冈崎片段。
8.[ ]真核细胞DNA聚合酶α没有3′→5′外切酶的活性,因此真核细胞染色体DNA
复制的忠实性低于原核细胞。
9.[ ]SSB能够降低DNA的Tm。
10.[ ]大肠杆菌DNA复制的延伸速度取决于培养基的营养状况。
11.[ ]大肠杆菌参与DNA错配修复的DNA聚合酶是DNA聚合酶Ⅰ。
12.[ ]人细胞缺乏DNA直接修复的机制。
13.[ ]DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ都属于多功能酶。
14.[ ]癌细胞的端聚酶活性较高,而正常的分化细胞的端聚酶活性则很低。
15.[ ]原核细胞和真核细胞都是以甲基化作为DNA错配修复过程中识别新链和老链的
标志。
16.[ ]如果以3′-NTP作为DNA复制的原料,DNA复制的方向有可能是从3′→5′。
17.[ ]DNA的后随链的复制是先合成许多冈崎片段,最后再将它们一起连接起来形成
一条连续的链。
18.[ ]Taq DNA聚合酶无校对的功能,因此它所催化的PCR反应,错误机会较大。
19.[ ]DNA聚合酶Ⅰ不是参与大肠杆菌染色体DNA复制的主要聚合酶,因此它的任何
突变不可能是致死型突变。
20.[ ]酵母细胞的DNA复制需要转录激活。
21.[ ]大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ只参与修复,并不参与染色体DNA的复制。
22.[ ]在大肠杆菌SOS修复之中,RecA蛋白被激活,作为蛋白酶水解LexA 蛋白,从
而引发 SOS反应。
23.[ ]Rec A蛋白对单链DNA的亲和力强于对双链DNA的亲和力。
24.[ ]由于真核细胞的DNA比原核细胞DNA大得多,因此真核细胞DNA在复制过程
中复制叉前进的速度大于原核细胞的复制叉前进的速度,这样才能保证真核细胞
DNA迅速复制好。
25.[ ]嘧啶二聚体可通过重组修复被彻底去除。
26.[ ]噬菌体可以完全使用宿主细胞的复制机器完成对自身DNA的复制。
三:单选题
1.[ ]参与真核细胞线粒体DNA复制的DNA聚合酶是
A.DNA聚合酶α
B.DNA聚合酶β
C.DNA聚合酶γ
D.DNA聚合酶δ
E.DNA聚合酶ε
2.[ ]PCNA(分裂细胞核抗原)是真核细胞哪一种DNA聚合酶的辅助蛋白?
A.DNA聚合酶α
B.DNA聚合酶β
C.DNA聚合酶γ
D.DNA聚合酶δ
E.DNA聚合酶ε
3.[ ]真核细胞中与引发酶通常紧密结合在一起的DNA聚合酶是
A.DNA聚合酶α
B.DNA聚合酶β
C.DNA聚合酶γ
D.DNA聚合酶δ
E.DNA聚合酶ε
4.[ ]识别大肠杆菌DNA复制起始区的蛋白质是
A.dnaA蛋白
B.dnaB蛋白
C.dnaC蛋白
D.dnaE蛋白
E.dnaG蛋白
5.[ ]尿嘧啶糖苷酶的功能是
A.去除嘧啶二聚体
B.切除RNA分子中的尿嘧啶
C.切除DNA分子中的尿嘧啶
D.切除DNA分子中的尿苷酸
E.切除RNA分子中的尿苷酸
6.[ ]DNA突变和DNA修复之间的平衡在生物进化中发挥着重要的作用,这是因为
A.DNA损伤过分严重总是导致物种的灭绝
B.DNA修复需要消耗ATP去纠正DNA的损伤
C.DNA损伤和DNA修复是细胞中互不相关的事件
D.胞嘧啶的脱氨基反应是一件罕见的事件,但却是引起突变的
E.生殖细胞中的DNA突变如果没有被修复,只可以允许自然选择
7.[ ]在大多数DNA修复中,牵涉到四步序列反应,这四步序列反应的次序是
A.识别、切除、再合成、再连接
B.再连接、再合成、切除、识别
C.切除、再合成、再连接、识别
D.识别、再合成、再连接、切除
E.切除、识别、再合成、再连接
8.[ ]DNA复制需要一系列的蛋白质促进复制叉的移动,大肠杆菌DNA在体外的复制至少需要那些蛋白质?
A.DNA聚合酶Ⅰ、引发酶、SSB和连接酶
B.SSB、解链酶、和拓扑异构酶
C.连接酶、DNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ
D.DNA聚合酶Ⅲ、解链酶、SSB和引发酶
E.拓扑异构酶、解链酶和DNA聚合酶Ⅱ
9.[ ]同源重组是产生遗传多样性的一种重要的途径。以下关于同源重组的机制哪一个是错误的?
A.分支点的迁移决定交叉的范围
B.DNA链的断裂并非同源重组所必需
C.链的侵入需要序列的同源性
D.Holliday连接的分离需要180°的转动
E.重新连接是同源重组的最后一步反应
10.[ ]RPA是人细胞DNA复制所需要的
A.SSB
B.DNA连接酶
C.DNA聚合酶
D.拓扑异构酶
E.引发酶
11.[ ]XP(着色性干皮病)是因为什么酶缺失引起的?
A.DNA复制
B.转录
C.转录后加工
D.DNA修复
E.翻译
12.[ ]萘啶酮酸是大肠杆菌细胞哪一种酶的抑制剂?
A.DNA聚合酶
B.引发酶
C.DNA连接酶
D.DNA拓扑异构酶
E.DNA解链酶
13.[ ]在一个复制叉之中,以下哪一种蛋白质的数量最多?
A.DNA聚合酶
B.引发酶
C.SSB
D.DNA解链酶
E.DNA拓扑异构酶
14.[ ]参与DNA复制的几种酶的作用次序是
A.DNA解链酶→引发酶→DNA聚合酶→DNA连接酶→切除引物的酶
B.DNA解链酶→引发酶→DNA聚合酶→切除引物的酶→DNA连接酶
C.引发酶→DNA解链酶→DNA聚合酶→DNA连接酶→切除引物的酶
D.DNA解链酶→引发酶→切除引物的酶→DNA连接酶→DNA聚合酶
E.DNA聚合酶→引发酶→DNA解链酶→DNA连接酶→切除引物的酶
15.[ ]参与直接修复DNA分子上6-甲基鸟嘌呤这种异常碱基的甲基转移酶可直接将鸟嘌呤上的甲基转移到它的哪一种氨基酸残基上?
A.Lys
B.His
C.Cys
D.Pro
E.Met
16.[ ]预测下面哪一种基因组在紫外线照射下最容易发生突变?
A.双链DNA病毒
B.单链DNA病毒
C.线粒体基因组
D.叶绿体基因组
E.细胞核基因组
17.[ ]将两段寡聚脱氧核苷酸片段5′-ACCACGTAACGGA-3′和5′-GTTAC-3′与DNA聚合酶一起加到含有dATP、dGTP、dCTP和dTTP的反应混合物之中,预测反应的终产物被参入的各碱基的比例是
A.2C∶1T
B.1G∶1T
C.3G∶2T
D.3G∶3T∶2C
E.5T∶4G∶3C∶1A
四:问答题
1.什么是DNA聚合酶的进行性?如何测定一种DNA聚合酶的进行性?
2.如何证明DNA复制延伸的方向是从5′→3′?
3.在冈崎提出DNA复制的不连续性观点以后,对于DNA复制过程中是两条链都是不连续复制,还是仅仅是后随链才是不连续复制,存在着很大争议。显然前导链的合成不需要不连续复制,但是许多研究者发现经脉冲标记的冈崎片段可以和亲代DNA的两条链杂交,这似乎意味着亲代DNA的两条链都可以作为冈崎片段的模板。试提出一种机制解释前导链的复制也可能产生冈崎片段,并设计一个实验证明你提出的机制。
4.DNA连接酶在AMP存在的情况下能够解开超螺旋的环型DNA,而在缺乏AMP的情况下并不具有这种功能。<br>(1)试解释这种反应的机制,为什么该反应依赖于AMP?<br>(2)如何确定一个超螺旋的DNA分子已被解开?
5.四环双萜(Aphidicolin)是DNA聚合酶α的特异性抑制剂,尽管它并不是NTP的类似物,但抑制动力学表现的是竞争性特征。通常对四环双萜呈抗性的细胞突变株是因为DNA聚合酶α结构上的变化而引起的。然而某些对四环双萜呈抗性的突变株细胞的DNA聚合酶的结构并无变化,而核苷二磷酸还原酶的结构则发生变化。试解释核苷二磷酸还原酶的结构的变化是如何导致突变的细胞对四环双萜有抗性的?
6.已发现大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ的3′→5′的外切酶活性并不能区分3′端错误配对的核苷酸和正确配对的核苷酸。3′-端正确配对的核苷酸和错误配对的核苷酸可被相同的速度切下。你如何解释这种观察到的结果与3′→5′的外切酶活性提高复制的忠实性这一事实不相冲突。
7.为什么到现在为止还没有得到在所有温度下都缺乏5′→3′的外切酶活性的DNA聚合酶Ⅰ的突变株?
8.请设计一个实验证明野生型的大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ在催化DNA复制的过程中具有自我校对的能力。
9.试解释为什么象噬菌体所具有的线形DNA不能被仅由大肠杆菌编码的复制蛋白催化完成复制反应?
10.简述维持DNA复制的高度忠实性的机制。你预计前导链复制的忠实性与后随链复制的忠实性会是一样吗?
11.大肠杆菌dnaA蛋白的突变通常是致死型的。对于这种蛋白质功能的研究只能借助于条件致死型突变株。已得到大肠杆菌的一种温度敏感型突变株。这种突变株在18℃能生长的很好,其DNA能正常地进行复制,但在37℃就不能正常地生长,这时候,DNA不能进行复制。有两种结果在确定dnaA蛋白的功能中很有用:其一是体外进行的研究表明使用缺刻的DNA模板不需要dnaA蛋白;其二是将生长在18℃下的突变株放在37℃下培养,DNA复制会继续进行,直到一轮复制结束,以后DNA复制将停止。你从以上观察 中,对dnaA蛋白的功能有什么结论?
12.大肠杆菌染色体DNA的长度为1.28mm。在最适的条件下,DNA复制一次约需要40分钟<br>(1)在1分钟内,一个复制叉前进的距离是多少?<br>(2)如果复制的DNA以B型DNA存在(10.4bps/turn),则在一个复制叉内,每分钟有多少核苷酸参入到新合成的链之中?<br>(3)大肠杆菌细胞分裂的时间大约只需要28分钟,那么在28分钟内如何完成子代DNA的复制?<br>(4)如果人的培养细胞(如Hela细胞)DNA的总长度为1.2m,S期持续的时间为5个小时,而复制叉前进的速度为大肠杆菌复制叉前进速度的1/10,则每一个人细胞中约含有多少个复制起始区?<br>(5)以上相连的复制区之间的距离有多少千碱基对(kbps)?<br>(6)什么因素能够保证多个冈崎片段之间按照正确的顺序组装在新合成的DNA链上?
13.脊椎动物细胞和植物细胞的DNA上的胞嘧啶经常被甲基化形成5-甲基胞嘧啶。在相同的细胞内,发现有一种专门的能够识别错配G-T碱基对并将它们修复为正常的G-C碱基对的修复系统。你认为这种系统存在于含有5-甲基胞嘧啶的DNA的细胞中有什么样的合理性。
14.在大肠杆菌DNA分子进行同源重组的时候,形成的异源双螺旋允许含有某些错配的碱基对。为什么这些错配的碱基对不会被细胞内的错配修复系统排除?
15.dUTPase或DNA连接酶活性有缺陷能够刺激重组的发生。为什么?
16.将四种α[]-标记的NTP的混合物加入正在进行DNA复制的可参入的大肠杆菌细胞中,一段时间后,发现DNA有同位素的参入,参入量的时间曲线见下图。在十分钟以后,加入1000倍的非放射性的NTP,其结果也见下图。<br>试问(1)为什么要加入非放射性标记的NTP?<br>(2)你如何确定放射性标记是以NTP的形式而不是以它的还原形式dNTP参入到DNA链之中的。<br>(3)该实验告诉你DNA复制过程中发生了什么样的重要事件?<br>
17.Matthew Meselson和Franklin Stahl为了验证DNA复制是半保留复制,设计了一个非常巧妙的实验:将大肠杆菌先放到含有的培养基中连续培养15代,以使细胞内的DNA上的N原子几乎都是,然后将大肠杆菌改放在的培养基上继续培养数代。分别分离各代细胞的DNA,再使用CsCl密度梯度离心方法分析各代DNA,并比较各代细胞DNA在离心管中的相对位置。最终确定了DNA复制的确遵循半保留规则。<br>试问:(1)如果DNA采取的是全保留复制的原则,则从在的培养基上培养的第三代细胞中抽取的DNA在密度梯度离心中,DNA条带所处的位置与半保留复制有何不同?<br>(2)假如是弥散型复制呢?<br>(3)如果将本来在的培养基上培养的细胞,直接改放在的培养基中培养数代,同样抽取各代细胞中的DNA,通过密度梯度法离心分析各代DNA在离心管中的相对位置,那么能否得到类似的结论呢?
18.尽管DNA聚合酶催化聚合反应既需要模板,又需要引物。但下面的单链DNA却可以直接作为DNA聚合酶Ⅰ或TaqDNA聚合酶的有效的底物。试解释其中的原因,并写出由这两种DNA聚合酶催化而形成的终产物的结构。<br>3′OH-TGGCTCATAGCCGGAGCCCTAACCGTAGACCACGAATAGCATTAGG5′P
19.如果要你设计能够在酵母细胞内自我复制的人工染色体(YAC,yeastartificialchromosome),你认为至少需要哪些序列,为什么?
20.一端聚酶RNA含有CAACCCCAA序列,这段序列作为序列为(TTGGGG)n的端粒DNA复制的模板。如果上述RNA序列突变成CGACCCCAA,你认为将会对端粒DNA的复制有什么影响?
21.写出腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶经历氧化脱氨基反应后生成的产物。机体是如何修复由这种反应造成的DNA损伤的?为什么尿嘧啶-DNA糖苷酶在DNA修复中举足轻重?为什么遗传物质经过长期的进化的产物是含有T的DNA而不是含有U的DNA?
22.试比较切除修复和光复活机制是如何清除由紫外线诱导形成的嘧啶二聚体的?你可使用什么方法区分这两种机制?
23.预测下列大肠杆菌温度敏感型突变体当将它们转移到在非允许温度下其DNA复制是立刻还是需要经过一段时间以后才能停止?(1) (2)(3)(4)(5)(6)
24.某一动物病毒DNA复制是从一个起点,进行双向复制,终止于环状基因的180度处。为了研究复制的终止,利用DNA重组技术得到了一系列缺失突变株,每一种突变型的复制终点都可以确定。见下表:<br><br>通过以上信息,你能确定野生型和突变型DNA复制的终止是怎样发生的吗?
25.在大肠杆菌中,存在IMP,因为它是嘌呤核苷酸生物合成的中间产物。Kornberg的实验表明如果提供dITP,在原为dGMP的地方,DNA聚合酶也会装配上dIMP,然而在天然的DNA复制中,并没有上述现象发生。试解释为什么。
第三节 RNA的生物合成
一:填空题
1.基因转录的方向是从________________端到________________端。
2.大肠杆菌RNA聚合酶由________________和________________因子组成,其中前者由________________亚基、________________亚基和亚基组成,活性中心位于________________亚基上。
3.使用________________可将真核细胞的三种RNA聚合酶区分开来。
4.所有的真核细胞的RNA聚合酶Ⅱ的最大亚基的C端都含有一段高度保守的重复序列,这段重复序列是________________,它的功能可能是________________。
5.第一个被转录的核苷酸一般是________________。
6.原核细胞启动子-10区的序列通常被称为______________,其一致序列___________。
7.tRNA基因的启动子最重要的特征是________________。
8.真核细胞转录因子的功能是________________和________________。
9.逆转录酶通常以________________为引物,具有________________、________________和________________三种酶的活性,使用该酶在体外合成 cDNA时常用________________为引物。
10.真核细胞的的热激蛋白(HSP)上游除了启动子序列以外,还应具有________________、________________、________________和________________序列。
11.真核细胞Pre-mRNA的后加工方式主要________________、________________、________________、________________和________________5种。
12.大肠杆菌RNaseP由________________和________________组成,其中________________能独立完成催化,该酶参与的后加工。
13.四膜虫Pre-RNA的剪接需要________________作为辅助因子。
14.存在于真核细胞Pre-mRNA上的加尾信号是________________,剪接信号是________________。
15.原核细胞基因转录的终止有两种机制,一种是________________,另一种是________________。
16.核不均一RNA(hnRNA)实际上就是________________。
17.使用________________技术可以确定一个蛋白质基因是不是断裂基因。
18.所有的逆转录病毒的基因组都含有________________、________________和________________三种基因。
19.HIV的宿主细胞是________________。
20.真核细胞三种RNA聚合酶共有的转录因子是________________。
21.RNA病毒的进化速度远高于它的宿主细胞是因为________________。
22.SnRNA即是________________,它的功能主要是________________。
23.SnoRNA即是________________,它的主要功能是________________。
24.同一种基因在肝细胞中表达的终产物是ApoB-100,而在小肠上皮细胞中表达的终产物是相对分子质量较小的ApoB-48,这种差别是通过________________机制实现的。
25.LTR即是________________,其中含有________________序列和________________序列,由它控制逆转录病毒的基因转录。
26.gRNA(guide RNA)的功能是________________。
27.使用________________方法可以确定真核细胞基因转录的起始点。
二:是非题
1.[ ]原核细胞和真核细胞的RNA聚合酶都能够直接识别启动子。
2.[ ]在原核细胞基因转录的过程中,当第一个磷酸二酯键形成以后,σ因子即与核心
酶解离。
3.[ ]大肠杆菌所有的基因转录都由同一种RNA聚合酶催化。
4.[ ]大肠杆菌染色体DNA由两条链组成,其中一条链充当模板链,另外一条链充当
编码链。
5.[ ]由于RNA聚合酶缺乏校对能力,因此RNA生物合成的忠实性低于DNA的生物
合成。
6.[ ]真核细胞4种rRNA的转录由同一种RNA聚合酶,即RNA聚合酶Ⅰ催化。
7.[ ]所有的RNA聚合酶都需要模板。
8.[ ]利福霉素和利链霉素都是原核细胞RNA聚合酶的抑制剂,两者都抑制转录的起始。
9.[ ]RNA病毒因为不含有DNA基因组,所以根据分子生物学中心法则,它必须先进
行逆转录,然后才能复制和增殖。
10.[ ]逆转录病毒都是肿瘤病毒。
11.[ ]原核细胞中,构成RNA聚合酶的σ因子的浓度低于核心酶的浓度。
12.[ ]逆转录病毒的基因组RNA实际上是一种多顺反子mRNA。
13.[ ]到现在为止,还没有在正常的或受病毒感染的原核细胞中发现有逆转录现象。
14.[ ]Ribozyme只能以RNA作为底物。
15.[ ]与蛋白质酶不同的是,Ribozyme的活性不需要有特定的三维结构。
16.[ ]帽子结构是真核细胞mRNA所特有的结构。
17.[ ]tRNA的3′-端所具有的CCA序列都是通过后加工才加上的。
18.[ ]线粒体内的RNA聚合酶由细胞核基因编码。
19.[ ]四膜虫Pre-mRNA的剪接并不需要消耗ATP。
20.[ ]基因的内含子没有任何功能。
21.[ ]真核细胞mRNA编码区不含修饰核苷酸。
22.[ ]有的tRNA的反密码子由四个核苷酸组成。
23.[ ]线粒体内的RNA聚合酶组成与原核细胞的RNA聚合酶相似,也是由几个亚基
组成的寡聚酶。
24.[ ]放线菌素D既可以抑制原核细胞的基因转录,又可以抑制真核细胞的基因转录。
25.[ ]DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆转录酶一般都含有锌离子。
26.[ ]DNA病毒的生活史中不可能具有逆转录事件。
三:单选题
1.[ ]7SLRNA的转录受到
A.高浓度的α-amanitin的抑制
B.低浓度的α-amanitin的抑制
C.中等浓度的α-amanitin的抑制
D.利福霉素的抑制
E.AZT(3′-叠氮胸苷)的抑制
2.[ ]使用纤维素-Oligo dT分离真核生物的mRNA时,哪一种条件比较合理?
A.在有机溶剂存在下上柱,低盐溶液洗脱
B.低盐条件下上柱,高盐溶液洗脱
C.高盐溶液上柱,低盐溶液洗脱
D.酸性溶液上柱,碱性溶液洗脱
E.碱性溶液上柱,酸性溶液洗脱
3.[ ]四种真核mRNA后加工的顺序是
A.带帽.运输出细胞核.加尾.剪接
B.带帽.剪接.加尾.运输出细胞核
C.剪接.带帽.加尾.运输出细胞核
D.带帽.加尾.剪接.运输出细胞核
E.运输出细胞核.带帽.剪接.加尾
4.[ ]你认为酵母细胞TBP基因的突变为什么是致死型的?
A.TBP是转录终止所必需的蛋白质
B.缺乏有功能的TBP的酵母细胞只能转录rRNA基因
C.与TBP相关联的蛋白质因子结合抑制DNA聚合酶α的活性
D.缺乏TBP的酵母细胞对光敏感
E.TBP为RNA聚合酶Ⅰ.Ⅱ和Ⅲ所负责的基因转录必需的转录因子
5.[ ]在动物细胞的剪接体中,负责识别3′剪接点的SnRNP是
A.U1SnRNP
B.U2SnRNP
C.U4SnRNP
D.U5SnRNP
E.U6SnRNP
6.[ ]在剪接体中,SnRNP上的蛋白质的功能之一似乎是
A.在第一步转酯反应中,充当核酸内切酶
B.保护SnRNA免受降解
C.识别剪接点交界处的GU-AG序列
D.促进SnRNA的正确折叠,有利于RNA调节的催化
E.促进已加工的mRNA运输出细胞核
7.[ ]具有蛋白质激酶活性的(转录因子)TFⅡ是
A.TFⅡB
B.TFⅡE
C.TFⅡF
D.TFⅡH
E.TFⅡD
8.[ ]转录真核细胞rRNA的酶是
A.RNA聚合酶Ⅰ
B.RNA聚合酶Ⅱ
C.RNA聚合酶Ⅲ
D.RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ
E.RNA聚合酶Ⅱ和Ⅲ
9.[ ]大肠杆菌RNA聚合酶全酶分子中负责识别启动子的亚基是
A.α亚基
B.β亚基
C.β′亚基
D.σ因子
E.ω因子
10.[ ]在RNA聚合酶催化下,某一DNA分子的一条链被完全转录成mRNA。假定DNA编码链的碱基组成是:G=24.1%,C=18.5%,A=24.6%,T=32.8%。那么,新合成的RNA分子的碱基组成应该是
A.G=24.1%,C=18.5%,A=24.6%,U=32.8%
B.G=24.6%,C=24.1%,A=18.5%,U=32.8%
C.G=18.5%,C=24.1%,A=32.8%,U=24.6%
D.G=32.8%,C=24.6%,A=18.5%,U=24.1%
E.不能确定
11.[ ]AZT(3′-叠氮胸苷)作为胸苷的类似物能够抑制HIV的复制。抑制的机理是它在细胞内被转变为AZTPP,AZTPP可代替dTTP参入到HIVRNA的cDNA之中,从而造成cDNA合成的末端终止。但AZT对人细胞基因组DNA复制的抑制作用明显低于对HIV病毒的抑制。你认为最可能的原因是
A.AZT能够与HIVRNA中的A配对,但不能与人DNA中的dA配对
B.在错配修复中被正常的脱氧核苷酸取代
C.不能够进入在进行DNA复制的细胞
D.被细胞核内的酶水解为胸苷
E.与人细胞内的DNA聚合酶的Km值远大于对HIV逆转录酶的Km值
12.[ ]关于某一个基因的增强子的说法哪一种是错误的?
A.增强子的缺失可导致该基因转录效率的降低
B.增强子序列与DNA结合蛋白相互作用
C.增强子能够提高该基因mRNA的翻译效率
D.增强子的作用与方向无关
E.某些病毒基因组中也含有增强子
13.[ ]原癌基因可以通过哪一种机制而转变为癌基因?<br>Ⅰ.阅读框架内发生点突变<br>Ⅱ.基因的部分缺失<br>Ⅲ.逆转录病毒整合到阅读框架的上游
A.只有Ⅰ
B.只有Ⅱ
C.只有Ⅲ
D.只有Ⅰ和Ⅱ
E.Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ
14.[ ]雌激素反应元件(ERE)的一致序列为AGGTCAnnnTGACCT。如果将该序列方向改变,则依赖于雌激素的基因转录将受到什么样的影响?
A.只有3′-端基因将被关闭
B.只有5′-端基因将被关闭
C.5′-端和3′-端基因都将被关闭
D.对5′-端和3′-端基因没有什么影响
E.由ERE编码的所有氨基酸都将改变
15.[ ]细菌转录过程中RNA合成的正常终止是因为什么造成的?<br>Ⅰ.RNA聚合酶与另一个向相反方向转录的RNA聚合酶相遇<br>Ⅱ.RNA聚合酶经过DNA上的一段特殊的碱基序列随后从DNA模板上掉下来<br>Ⅲ.RNA聚合酶与特殊的蛋白质相互作用随后从新合成的RNA链上解离
A.只有Ⅰ
B.只有Ⅱ
C.只有Ⅲ
D.只有Ⅰ和Ⅱ
E.Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ
四:问答题
1.设计一个实验确定体内基因转录的链延伸的平均速率(每一个RNA链每分钟参入的核苷酸数目)
2.设计一个实验确定一克隆基因在体外进行转录时RNA链延伸的平均速率。
3.怎样证明基因转录的方向是从5′-端→3′-端。
4.某些基因在转录的过程中,RNA聚合酶会发生暂停的现象,即RNA聚合酶在到达某些位点停止转录,你如何检测到这种暂停现象。
5.RNA聚合酶对NTP的Km值在起始阶段高于在延伸阶段。你认为这对基因表达的调节有何重要性。
6.假如你想在体外研究一个含有几个基因和几个启动子的DNA上某一基因的转录。你如何在不填加特定的调节蛋白的情况下,刺激你的目的基因的转录,而不影响其它基因的转录。
7.在很长一段时间里,人们对乳糖操纵子阻遏蛋白究竟是通过阻止RNA聚合酶与启动子的结合来抑制乳糖操纵子的结构基因转录的,还是允许基因转录的起始但阻止延伸通过与操作子结合阻遏蛋白而抑制转录的并不清楚。你如何确定阻遏蛋白是通过以上哪一种机制抑制乳糖操纵子的结构基因的转录的?
8.什么是顺式作用元件?什么是反式作用因子?如果你得到一种新的顺式作用元件,你如何分离纯化到与它结合的未知的反式作用因子?相反,你如何得到一种新的反式作用因子,你又如何鉴别出能够与它结合的未知的顺式作用元件?
9.如果你得到一种新的顺式作用元件,你可以使用什么样的方法确定它究竟属于增强子,还是属于沉默子,还是启动子?
10.如何证明第二类内含子和第三类内含子在剪接反应中,形成套索结构?
11.SnRNP已被发现有多种,你如何证明和才是参与第三类内含子的剪接的SnRNP?
12.到目前为止,已发现有哪几种天然的Ribozymes?试比较Ribozyme和蛋白类酶的异同。Ribozyme的发现的意义何在?
13.为什么在野生型的大肠杆菌细胞内得不到rRNA基因的初级转录物?
14.为什么抑制大肠杆菌的DNA旋转酶(Gyrase)的活性就会抑制受降解物活化的操纵子转录?
15.一种特殊的真核细胞RNA病毒被发现能从一个基因区域编码出一长一短的2个mRNA转录物。分析它们的翻译产物,发现2条多肽链在它们的N端具有相同的氨基酸序列,但它们的C端并不相同,更另人奇怪的是2条多肽中较长的一条是由短的mRNA所编码。试对这些现象给予合理的解释。
16.在任何给定的时间内,细菌合成的RNA中约有40%-50%是mRNA,但细胞中的mRNA却只占总RNA的3%左右,为什么?试预测真核生物mRNA占总RNA的比例与原核生物会有什么不同?
17.下面是Miller所拍摄到的显示大肠杆菌正在进行转录和翻译作用的电镜照片的示意简图:<br><br>分析上图,回答以下问题:<br>(1)1,2,3和4分别是什么?<br>(2)指出DNA的模板链或无意义链的5′-端和3′-端。<br>(3)指出mRNA的5′-端和3′-端。<br>(4)画出4条合成中的多肽,并表示它们的相对长度。<br>(5)指出最长的1条多肽链的N端和C端。<br>(6)用箭头表示RNA聚合酶沿着模板前进的方向。<br>(7)真核细胞会有以上的结构吗?
18.与真核细胞的其它蛋白质基因相比,组蛋白的基因的结构具有一些不同寻常的性质,比如基因的拷贝数属于中等拷贝、基因无内含子以及它的成熟的mRNA无PolyA尾巴,你认为这些性质对于组蛋白合成的特殊要求具有什么样的优势。
19.有一种假说认为真核细胞mRNA3′-端上的PolyA尾巴的功能可能是给信使mRNA“记帐”,也就是说mRNA每使用一次,PolyA上就被水解掉一个或几个核苷酸,当PolyA被水解到一临界的长度时,mRNA即被水解。试设计一个实验验证这种假说。
20.Tac启动子是一种人工构建的启动子,它使用了色氨酸启动子的-35区序列和乳糖启动子的-10区序列。当将这种启动子引入一表达质粒之中以后,发现它引导基因转录的效率比乳糖启动子或色氨酸启动子都要高,试解释这种现象。
21.与DNA病毒相比,RNA病毒如Qβ病毒的基因组大都比较小,试提出一种理由解释这种性质对RNA病毒的生存是有益的。
22.什么是反转位子?如何用实验确定一个转位子是不是反转位子?
23.根据HIV病毒的生活史特征,说明艾滋病的“鸡尾酒疗法”的原理。
24.HIV的什么性质使得研制艾滋病的疫苗更为困难?
25.RNA聚合酶是一个单体酶,其氨基酸序列与大肠杆菌DNA聚合酶I的Klenow片段相似。该酶晶体的X射线衍射数据表明它后者的三维结构非常相似。试问这两个酶的什么特征造成它们的三维结构的相似性?你认为DNA聚合酶I的哪一种结构特征是这种RNA聚合酶所没有的?
26.用完整的噬菌体DNA作为模板,纯化的RNA聚合酶在缺少σ因子(核心酶)的情况下,并不能合成RNA。当加入σ因子以后,核心酶的活性可得以恢复。用标记四种NTP的γ磷酸根(*pppN),然后在不同时间分析酸不溶性RNA(大分子RNA)中的参入量。通过此实验,可研究σ因子在转录起始时的作用。现进行一次实验在反应混合物1中加入0.4μg核心酶和0.1μgσ因子。在混合物2中加入4μg核心酶和0.1μgσ因子。两种反应混合物中都含过量的噬菌体和*pppN(比活为108cpm/μmol),总体积为1ml,实验的结果如下图所示:<br>(1)这种方法能否有效地测定RNA链合成的起始?为什么?<br>(2)在两种反应中,核心酶与RNA分子的比例是多少?Σ因子与RNA分子的比例是多少?<br>(3)从实验结果来看RNA合成的起始,可得到什么信息?<br>
第十二章 蛋白质的生物合成
知 识 要 点
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(一)蛋白质生物合成体系的重要组分
蛋白质生物合成体系的重要组分主要包括mRNA 、tRNA 、rRNA、有关的酶以及几十种蛋白质因子。其中,mRNA是蛋白质生物合成的直接模板。tRNA的作用体现在三个方面:3ˊCCA接受氨基酸;反密码子识别mRNA链上的密码子;连接多肽链和核糖体。rRNA和几十种蛋白质组成合成蛋白质的场所——核糖体。
遗传密码的特点:无标点性、无重叠性;通用性和例外;简并性;变偶性。
(二)蛋白质白质生物合成的过程
蛋白质生物合成的过程分四个步骤:氨基酸活化、肽链合成的起始、延伸、终止和释放。
其中,氨基酸活化即氨酰tRNA的合成,反应由特异的氨酰tRNA合成酶催化,在胞液中进行。氨酰tRNA合成酶既能识别特异的氨基酸,又能辩认携带该氨酰基的一组同功受体tRNA分子。
肽链合成的起始对于大肠杆菌等原核细胞来说,是70S起始复合物的形成。它需要核糖体30S和50S亚基、带有起始密码子AUG的mRNA、fMet-tRNAf 、起始因子IF1、IF2、IF3(分子量分别为10 000、80 000和21 000的蛋白质)以及GTP和Mg2+的参加。
肽链合成的延伸需要70S起始复合物、氨酰-tRNA、三种延伸因子:一种是热不稳定的EF-Tu,另一种是热稳定的EF-Ts,第三种是依赖GTP的EF-G以及GTP和Mg2+。
肽链合成的终止和释放需要三个终止因子RF1、RF2、RF3蛋白的参与。
比较真核细胞蛋白质生物合成与原核细胞的不同。
(三)蛋白质合成后的修饰
蛋白质合成后的几种修饰方式:氨基末端的甲酰甲硫氨酸的切除、肽链的折叠、氨基酸残基的修饰、切去一段肽链。
一:填空题
1.蛋白质的生物合成是以________________作为模板,________________作为运输氨基酸的工具,________________作为合成的场所。
2.细胞内多肽链合成的方向是从________________端到________________端,而阅读mRNA的方向是从________________端到________________端。
3.核糖体上能够结合tRNA的部位有________________部位、________________部位和________________部位。
4.ORF是指________________,已发现最小的ORF只编码________________个氨基酸。
5.蛋白质的生物合成通常以________________作为起始密码子,有时也以________________作为起始密码子,以________________、________________和________________作为终止密码子。
6.SD序列是指原核细胞mRNA的5′-端富含________________碱基的序列,它可以和16SrRNA的3′-端的________________序列互补配对,而帮助起始密码子的识别。
7.含硒半胱氨酸的密码子是________________。
8.原核生物蛋白质合成的起始因子(IF)有________________种,延伸因子(EF)有________________种,终止释放因子(RF)有________________种;而真核生物细胞质蛋白质合成的延伸因子通常有________________种,真菌有________________种,终止释放因子有________________种。
9.密码子的第2个核苷酸如果是嘧啶核苷酸,那么该密码子所决定氨基酸通常是________________。
10.原核生物蛋白质合成中第一个被参入的氨基酸是________________。
11.真核生物细胞质蛋白质合成对起始密码子的识别主要通过________________机制进行。
12.无细胞翻译系统翻译出来的多肽链通常比在完整的细胞中翻译的产物要长,这是因为________________。
13.蛋白质的半寿期通常与________________端的氨基酸性质有关。
14.tmRNA是指________________。
15.同工受体tRNA是指________________。
16.疯牛病的致病因子是一种________________。
17.已发现体内大多数蛋白质正确的构象的形成需要________________的帮助,某些蛋白质的折叠还需要________________和________________酶的催化。
18.SRP是指________________,它是一种由________________和________________组成的超分子体系,它的功能是________________。
19.蛋白质定位于溶酶体的信号是________________。
20.分子伴侣通常具有________________酶的活性。
21.某些蛋白质基因的编码链上并无终止密码子,但可以通过Pre-mRNA的________________和
________________两种后加工方式引入终止密码子。
22.蛋白质内含子通常具有________________酶的活性。
23.已有充分的证据表明大肠杆菌的转肽酶由其核糖体的________________承担。
24.决定蛋白质进入过氧化物酶体的信号肽是________________。
25.噬菌体基因60在翻译的过程中经历________________过程。
26.某一tRNA的反密码子是GGC,它可识别的密码子为________________和________________。
27.mRNA上编码区内密码子的突变可造成致死作用,但生物体可通过tRNA反密码子的突变而得以成活。这种tRNA的突变又称为 ________________,而这种tRNA称为________________。
28.以(UAG)n作为模板在无细胞翻译系统中进行翻译可得到________________种多肽。
29.环状RNA不能有效地作为真核翻译系统的模板是因为________________。
30.常见的无细胞翻译系统有________________、________________、________________和________________等。
二:是非题
1.[ ]氨酰-tRNA合成酶可通过其催化的逆反应对误载的氨基酸进行校对。
2.[ ]在蛋白质生物合成中,所有的氨酰-tRNA都是首先进入核糖体的A部位。
3.[ ]由于遗传密码的通用性,所以真核细胞的mRNA可在原核翻译系统中得到正常的
翻译。
4.[ ]核糖体蛋白不仅仅参与蛋白质的生物合成。
5.[ ]在翻译起始阶段,由完整的核糖体与mRNA的5′-端结合,从而开始蛋白质的合成。
6.[ ]所有的氨酰-tRNA的合成都需要相应的氨酰-tRNA合成酶的催化。
7.[ ]EF-Tu的GTPase活性越高,翻译的速度就越快,但翻译的忠实性就越低。
8.[ ]fMet-与Met-的合成由同一种氨酰-tRNA合成酶催化。
9.[ ]对于某一种氨酰-tRNA合成酶来说,在它的催化下,被识别的氨基酸随机的与其
相应的tRNA的3′-端CCA的3′-OH或5′-OH形成酯键。
10.[ ]tRNA的个性即是其特有的三叶草结构。
11.[ ]含硒半胱氨酰-tRNA是由游离的含硒半胱氨酸与合成而来。
12.[ ]含硒半胱氨酸的参入需要一种新的延伸因子。
13.[ ]泛素是一种热激蛋白(HSP)。
14.[ ]氨酰-tRNA进入A部位之前,与EF-Tu结合的GTP必须水解。
15.[ ]从DNA分子的三联体密码可以毫不怀疑地推断出某一多肽的氨基酸序列,但从
氨基酸序列并不能准确地推导出相应基因的核苷酸序列。
16.[ ]已发现许多蛋白质的三维结构不是由其一级结构决定的,而是由分子伴侣决定的。
17.[ ]多肽链的折叠发生在蛋白质合成结束以后才开始。
18.[ ]在线粒体内的翻译系统中,第一个被参入的氨基酸也都是甲酰甲硫氨酸。
19.[ ]蛋白质翻译一般以AUG作为起始密码子,有时也以GUG为起始密码子,但以
GUG为起始密码子,则第一个被参入的氨基酸为Val。
20.[ ]大肠杆菌丙氨酰-tRNA的合成并不需要具有完整的三叶草结构。
21.[ ]与核糖体蛋白相比,rRNA仅仅作为核糖体的结构骨架,在蛋白质合成中没有什
么直接的作用。
22.[ ]甲硫氨酸能够刺激蛋白质的生物合成。
23.[ ]绝大多数含硒蛋白是氧化还原酶。
24.[ ]人工合成多肽的方向也是从N端到C端。
25.[ ]在大肠杆菌里表达人组蛋白,可直接从人基因组中获取目的基因。
26.[ ]细胞内的tRNA只参与蛋白质的合成。
三:单选题
1.[ ]预测一下哪一种氨酰-tRNA合成酶不需要有校对的功能。
A.甘氨酰-tRNA合成酶
B.丙氨酰-tRNA合成酶
C.精氨酰-tRNA合成酶
D.谷氨酰-tRNA合成酶
E.色氨酰-tRNA合成酶
2.[ ]预测一下哪一种蛋白质的半寿期最长。
A.醛缩酶
B.葡萄糖激酶
C.HMGCoA还原酶
D.丙酮酸激酶
E.柠檬酸合成酶
3.[ ]某一种tRNA的反密码子为5′IUC3′,它识别的密码子序列是
A.AAG
B.CAG
C.GAG
D.GAA
E.AGG
4.[ ]根据摆动学说,当一个tRNA分子上的反密码子的第一个碱基为次黄嘌呤时,它可以和mRNA密码子的第三位的几种碱基配对?
A.1
B.2
C.3
D.4
E.5
5.[ ]如果遗传密码是四联体密码而不是三联体,而且tRNA反密码子前两个核苷酸处于摆动的位置,那么蛋白质正常合成大概需要多少种tRNA?
A.约256种不同的tRNA
B.150~250种不同的tRNA
C.小于20种
D.与三联体密码差不多的数目
E.取决于氨酰-tRNA合成酶的种类
6.[ ]以下蛋白质除了哪一种以外不属于G蛋白家族?
A.IF-1
B.IF-2
C.EF-G
D.EF-Tu
E.EF2
7.[ ]以下哪一种抑制剂只能抑制真核生物细胞质的蛋白质合成?
A.氯霉素
B.红霉素
C.放线菌酮
D.嘌呤霉素
E.四环素
8.[ ]既能抑制原核又能抑制真核细胞及其细胞器蛋白质合成的抑制剂是
A.氯霉素
B.红霉素
C.放线菌酮
D.嘌呤霉素
E.蓖麻毒素
9.[ ]白喉毒素能够抑制真核生物细胞质的蛋白质合成,是因为它抑制了蛋白质合成的哪一个阶段?
A.氨基酸的活化
B.起始
C.氨酰-tRNA的进位
D.转肽
E.移位反应
10.[ ]一个N端氨基酸为丙氨酸的20肽,其开放的阅读框架至少应该由多少个核苷酸残基组成?
A.60
B.63
C.66
D.57
E.69
11.[ ]真核细胞的蛋白质可经历泛酰化修饰,被修饰的氨基酸残基是
A.Gly
B.Ala
C.Lys
D.Arg
E.Gln
12.[ ]使用(GUA)n作为模板在无细胞翻译系统中进行翻译,可得到几种多肽?
A.1种
B.2种
C.3种
D.4种
E.不确定
13.[ ]在蛋白质分子中下面所列举的氨基酸哪一种最不容易突变?
A.Arg
B.Gly
C.Val
D.Asp
E.Met
14.[ ]大肠杆菌素Col能够抑制原核细胞的蛋白质合成,其抑制的机理是
A.作为一种核酸内切酶切掉16SrRNA的3′-端的一段核苷酸序列
B.作为一种核酸内切酶切掉16SrRNA的5′-端的一段核苷酸序列
C.作为一种核酸内切酶切掉23SrRNA的3′-端的一段核苷酸序列
D.作为一种核酸内切酶切掉23SrRNA的5′-端的一段核苷酸序列
E.作为转位酶的抑制剂
15.[ ]以下哪一种蛋白质因子在GTP的存在下,至少可以局部地保护防止核酸酶对它的降解?
A.EF-Ts
B.EF-Tu
C.EF-G
D.IF-2
E.RF-3
16.[ ]以下哪一种氨基酸发生的取代突变最容易出现表现型的改变?
A.Arg→Lys
B.Asp→Glu
C.Ser→Thr
D.Val→Ile
E.Trp→Pro
17.[ ]新合成的分泌蛋白和细胞膜蛋白需要经历哪一种形式的翻译后加工?
A.Stop-transfer序列的去除
B.在高尔基复合体上对N-联结的寡糖链进行修饰
C.在离开高尔基体之前填加磷酸多萜醇
D.粗面内质网中分泌结合蛋白(BiP)
E.激活水解KDEL序列的肽酶
18.[ ]一个突变细胞系的甘露糖-6-磷酸的受体基因缺失,预测该细胞系将发生:
A.在高尔基体内不能发生O-联结的寡糖链的填加
B.溶酶体酶将不能正确地定向
C.受体介导的内吞事件将增加
D.细胞液中的甘露糖-6-磷酸的浓度将提高
E.从内质网上产生的小泡将不能和高尔基体顺面融合
19.[ ]美国洛克菲勒大学的Blobel因提出什么学说而获得1999年的诺贝尔医学生理学奖?
A.信号肽学说
B.氧化磷酸化学说
C.第二信使学说
D.癌基因学说
E.分子伴侣学说
四:问答题
1.什么是无细胞翻译系统?经常被使用的无细胞翻译系统有那些?一个无细胞翻译系统中需要那些成分才能满足翻译条件?
2.大肠杆菌某一多肽基因的编码链的序列是:5′ACAATGTATGGTAGTTCATTATCCCGGGCGCAAATAACAAACCCGGGTTTC3′<br>⑴写出该基因的无意义链的序列以及它编码的mRNA的序列。<br>⑵预测它能编码多少个氨基酸。<br>⑶标出该基因上对紫外线高敏感位点。<br>⑷如果使用PCR扩增该基因,需要合成两段作为引物,请写出核苷酸序列。
3.一段人工合成的多聚核苷酸的碱基序列是AUAUAUAUAUAU,将此多聚核苷酸作为模板在大肠杆菌无细胞翻译系统中进行翻译,你预期会产生什么样的多肽?如果将该模板放在从动物细胞线粒体制备出的无细胞翻译系统中进行翻译,得到的产物是 -Met-Tyr-Met-Tyr-Met-Tyr-,那么,线粒体与大肠杆菌的密码子有什么差别?
4.为什么能够抑制真核细胞的蛋白质合成,但不抑制原核细胞的蛋白质合成?相反人工合成的SD序列能够抑制原核细胞的蛋白质合 成,但不抑制真核细胞的蛋白质合成?
5.嘌呤霉素和红霉素都能够抑制原核细胞的蛋白质合成,从而抑制细菌的生长,但嘌呤霉素抑制的效果明显低于同剂量的红霉素,试解释这种现象。
6.尽管蛋白质的水解在热力学上是有利的,但是由泛素介导的蛋白质选择性降解却需要消耗ATP。试解释ATP对于这种形式的降解为什么是必需的。
7.简述原核细胞与真核细胞(细胞质)的蛋白质生物合成的主要区别。如果要在原核细胞中高效表达真核细胞的基因,需要注意什么?
8.什么是跳跃翻译(Jump translation)和翻译水平的内含子?如何确定一个蛋白质基因在翻译中经历了跳跃?
9.什么是蛋白质内含子?如何证明某一种蛋白质在后加工反应中经历了剪接?
10.在来源于大肠杆菌的无细胞翻译系统之中,使用AUGUUUUUUUUUUUU作为模板,指导fMet-phe-phe-phe-phe的合成,在farsomycin存在下,该模板只能指导fMet-phe合成,试问:<br>(1)farsomycin抑制多肽链合成的哪一步?<br>(2)无抑制剂条件下得到的寡肽和有抑制剂条件下得到的二肽,哪一个在反应的最后是与tRNA相结合的,为什么?<br>(3)有那些抑制剂与farsomycin作用方式相似?
11.使用等摩尔的ADP和UDP在多聚核苷酸磷酸化酶的作用下,得到的随机共聚物作为mRNA,放入无细胞翻译系统中进行翻译,会有那些氨基酸被参入?各种氨基酸的比率是多少?
12.假如你纯化得到一种新的蛋白质因子,但不知道它在细胞中的功能,你将采取什么样的方法进行研究?
13.请设计一个含有原核细胞必需的翻译控制位点的编码八肽Lys-Pro-Ala-Gly-Thr-Glu-Asn-Ser序列的mRNA。
14.你的一位同事声称从与接触过的大肠杆菌细胞中,分离得到一种能够校正琥珀型突变的。你相信它的说法吗?试解释。
15.血红素能够别构抑制激活泛素的酶的活性,这种抑制会有什么样的生理功能?
16.在大肠杆菌细胞中从mRNA和游离的氨基酸开始翻译1分子76肽需要彻底氧化分解多少分子的葡萄糖以提供所需要的ATP?如果在厌氧细菌内合成同样的多肽,则至少需要消耗多少分子的葡萄糖?
17.从一个表现型回复的噬菌体的突变体中,通过蛋白质指纹分析得到一变异的9肽,其氨基酸序列是Cys-Glu-Thr-Met-Ser-His-Ser-Tyr-Arg,而野生型噬菌体相当于这种9肽的肽段序列是Cys-Glu-Asp-His-Val-Pro-Gln-Tyr-Arg。试问这种突变是怎样产生的?尽可能写出指导以上这两种多肽的mRNA的核苷酸序列。估计以上肽段在蛋白质中可能的功能。
18.在使用多聚核苷酸磷酸化酶(PNPase)催化形成的混合的共聚物体外翻译实验中,4/5C∶1/5A或4/5A∶1/5C被加到含有PNPase的反应体系中以合成模板RNA分子,由这些信使RNA分子翻译得到的蛋白质氨基酸组成如下:<br><br>根据以上数据推断各种氨基酸的密码子。
19.蛋白质定向(targeting)、分检(sorting)到内质网与到线粒体在机制上有哪些主要的差别?
20.尽管IF-2,EF-Tu,EF-G和RF-3在蛋白质合成中的作用显著不同,然而这四种蛋白质都有一个氨基酸序列十分相似的结构域。你估计此结构域的功能会是什么?
第十三章 代谢调节
知 识 要 点
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代谢调节是生物在长期进化过程中,为适应外界条件而形成的一种复杂的生理机能。通过调节作用细胞内的各种物质及能量代谢得到协调和统一,使生物体能更好地利用环境条件来完成复杂的生命活动。根据生物的进化程度不同,代谢调节作用可在不同水平上进行:低等的单细胞生物是通过细胞内酶的调节而起作用的;多细胞生物则有更复杂的激素调节和神经调节。因为生物体内的各种代谢反应都是通过酶的催化作用完成的,所以,细胞内酶的调节是最基本的调节方式。酶的调节是从酶的区域化、酶的数量和酶的活性三个方面对代谢进行调节的。
细胞是一个高效而复杂的代谢机器,每时每刻都在进行着物质代谢和能量的转化。细胞内的四大类物质糖类、脂类、蛋白质和核酸,在功能上虽各不相同,但在代谢途径上却有明显的交叉和联系,它们共同构成了生命存在的物质基础。代谢的复杂性要求细胞有数量庞大、功能各异和分工明确的酶系统,它们往往分布在细胞的不同区域。例如参与糖酵解、磷酸戊糖途径和脂肪酸合成的酶主要存在胞浆中;参与三羧酸循环、脂肪酸β-氧化和氧化磷酸化的酶主要存在于线粒体中;与核酸生物合成有关的酶大多在细胞核中;与蛋白质生物合成有关的酶主要在颗粒型内质网膜上。细胞内酶的区域化为酶水平的调节创造了有利条件。
生物体内酶数量的变化可以通过酶合成速度和酶降解速度进行调节。酶合成主要来自转录和翻译过程,因此,可以分别在转录水平、转录后加工与运输和翻译水平上进行调节。在转录水平上,调节基因感受外界刺激所产生的诱导物和辅阻遏物可以调节基因的开闭,这是一种负调控作用。而分解代谢阻遏作用通过调节基因产生的降解物基因活化蛋白(CAP)促进转录进行,是一种正调控作用,它们都可以用操纵子模型进行解释。操纵子是在转录水平上控制基因表达的协调单位,由启动子(P)、操纵基因(O)和在功能上相关的几个结构基因组成;转录后的调节包括,真核生物mRNA转录后的加工,转录产物的运输和在细胞中的定位等;翻译水平上的调节包括,mRNA本身核苷酸组成和排列(如SD序列),反义RNA的调节,mRNA的稳定性等方面。
酶活性的调节是直接针对酶分子本身的催化活性所进行的调节,在代谢调节中是最灵敏、最迅速的调节方式。主要包括酶原激活、酶的共价修饰、反馈调节、能荷调节及辅因子调节等。
一:填空题
1.生物体内的代谢调节在三种不同的水平上进行,即________________、________________和________________。
2.代谢途径的终产物浓度可以控制自身形成的速度,这种现象被称为________________。
3.连锁代谢反应中的一个酶被激活后,连续地发生其它酶被激活,导致原始信使的放大。这样的连锁代谢反应系统,称为________________系统。
4.酶对细胞代谢的调节是最基本的代谢调节,主要有二种方式:________________和________________。
5.高等生物体内,除了酶对代谢的调节外,还有________________和________________对代谢的调节。
6.生物合成所需的基本要素是________________、________________和小分子前体。
7.不同生物大分子的分解代谢均可大致分为三个阶段:将大分子降解为较小分子的________________;将不同的小分子转化为共同的降解产物________________;经________________完全氧化。
8.构通糖、脂代谢的关键化合物是________________。
9.不同代谢途径可以通过交叉点代谢中间物进行转化,在糖、脂、蛋白质及核酸的相互转化过程中三个最关键的代谢中间物是________________、________________和________________。
10.真核生物DNA的复制受到三个水平的调控:________________、________________和________________的调控。
11.遗传信息的表达受到严格的调控,包括________________即按一定的时间顺序发生变化,和________________即随细胞内外环境的变化而改变。
12.1961年,法国生物学家Monod和Jacob提出了关于原核生物基因结构及表达调控的________________学说。
13.对一个特定基因而言,其内含子在基因表达过程中需要被切除,除了RNA剪接(拼接)方式外,近年来还发现有________________。
14.谷氨酰胺合成酶的活性可被________________和________________共价修饰调节,这是存在于细菌中的一种共价修饰调节酶活性的方式。
15.真核生物产生的分泌蛋白N端有一段________________氨基酸构成的信号肽,可以引导蛋白质穿过内质网膜,信号肽插入膜并随后被切除是与翻译过程同时进行的,称为________________插入;真核细胞内的大部分线粒体蛋白质、叶绿体蛋白质等,是在合成并释放后再进行跨膜运送的,称为________________插入。
16.在哺乳动物细胞中,一种特殊的蛋白质________________与特定蛋白质的结合可以使后者带上选择性降解的标记。
二:是非题
1.[ ]在动物体内蛋白质可以转变为脂肪,但不能转变为糖。
2.[ ]多数肿瘤细胞糖代谢失调表现为糖酵解升高。
3.[ ]代谢中代谢物浓度对代谢的调节强于酶活性对代谢的调节。
4.[ ]真核生物DNA复制起点的序列专一性要低于细菌和病毒。
5.[ ]基因表达的调控关键在于转录水平的调控。
6.[ ]乳糖可以诱导乳糖操纵子的表达,所以乳糖对乳糖操纵子的调控属于正调控系统。
7.[ ]蛋白质的磷酸化和去磷酸化是可逆反应,该可逆反应是由同一种酶催化完成的。
8.[ ]细胞内许多代谢反应受到能量状态的调节。
9.[ ]真核生物基因表达的调控单位是操纵子。
10.[ ]酶的磷酸化和脱磷酸化作用主要在高等动物细胞中进行;酶的腺苷酰化和脱腺苷
酰化作用则是细菌中共价修饰酶活性的一种重要方式。
11.[ ]研究表明,蛋白质的寿命与成熟蛋白质的C末端氨基酸有关。
12.[ ]蛋白质的选择性降解需要ATP提供能量。
三:单选题
1.[ ]人最能耐受下列哪种营养物的缺乏?
A.蛋白质
B.糖类
C.脂类
D.碘
E.钙
2.[ ]下图表示一个假设的生物合成途径,该途径中某一种酶缺陷的微生物在含X的介质中生长时,发现有大量的M和L,但没有Z。问哪个酶发生了突变?<br>
A.酶a
B.酶b
C.酶c
D.酶d
E.酶e
3.[ ]利用磷酸化来修饰酶的活性,其修饰位点通常在下列哪个氨基酸残基上?
A.半胱氨酸
B.苯丙氨酸
C.赖氨酸
D.丝氨酸
E.组氨酸
4.[ ]下列与能量代谢有关的过程除哪个外都发生在线粒体中?
A.糖酵解
B.三羧酸循环
C.脂肪酸的β-氧化
D.氧化磷酸化
E.呼吸链电子传递
5.[ ]ppGpp在哪种情况下被合成:
A.细菌缺乏氮源时
B.细菌缺乏碳源时
C.细菌在环境温度太高时
D.细菌在环境温度太低时
E.细菌在环境中氨基酸含量过高时
6.[ ]Dna A蛋白在复制的调控中的作用是:
A.功能上类似于酵母起点识别复合物(ORC),与DNA结合,导致DNA双螺旋的
局部解链
B.增加DNA pol Ⅲ的进行性
C.起始后随链上冈崎片段的合成
D.与复制起始区一系列13bp的富含A-T的重复序列结合,在复制叉前进时防止
DNA的弯折
E.在复制叉处解除解螺旋酶活性带来的扭曲张力
7.[ ]Dna A蛋白是一种
A.正调节系统的反式作用因子
B.正调节系统的顺式作用元件
C.负调节系统的反式作用因子
D.负调节系统的顺式作用元件
E.无法确定
8.[ ]转录因子是
A.调节DNA结合活性的小分子代谢效应物
B.调节转录延伸速度的蛋白质
C.调节转录起始速度的蛋白质
D.保护DNA免受核酸内切酶降解的DNA结合蛋白
E.将信号传递给基因启动子的环境刺激
9.[ ]有关转录调控的机制,下列叙述中哪一个是错误的?
A.效应物分子(effector)可以促进转录因子与DNA结合
B.效应物分子(effector)可以抑制转录因子与DNA结合
C.去诱导作用(deinduction)使转录速度降低
D.去阻遏作用(derepression)使转录速度增加
E.转录因子只能起阻遏因子(repressor)的作用
10.[ ]IPTG可以诱导乳糖操纵子(lacOperon)的表达,这是因为:
A.IPTG与乳糖操作子(lacoperator)结合,诱导转录
B.IPTG与基因产物结合,并抑制其活性
C.抑制β-半乳糖苷酶的活性
D.促进Lac阻遏物的活性
E.IPTG与基因产物结合,并激活其活性
11.[ ]在什么情况下,乳糖操纵子的转录活性最高?
A.高乳糖,低葡萄糖
B.高乳糖,高葡萄糖
C.低乳糖,低葡萄糖
D.低乳糖,高葡萄糖
E.不一定
12.[ ]阿拉伯糖(Ara)对阿拉伯糖操纵子中ara B、A、D基因转录的影响是:
A.通过抑制Ara C与DNA的结合而减少转录
B.通过DNA弯折(bending)而促进转录
C.与Ara C结合,改变其与DNA结合的性质,导致去阻遏作用
D.促进CAP与DNA的结合
E.在高浓度葡萄糖存在时促进转录
13.[ ]色氨酸操纵子中的衰减作用导致
A.DNA复制的提前终止
B.在RNA中形成一个抗终止的发夹环
C.在RNA中形成一个翻译终止的发夹环
D.RNA pol从色氨酸操纵子的DNA序列上解离
E.合成分解色氨酸所需的酶
14.[ ]真核生物中组装RNA polⅡ起始复合物需要的蛋白质数比原核生物中转录起始复合物所需的蛋白质数多得多,最主要的原因是:
A.真核生物中细胞专一性的调节要求转录受到严格调控,多亚基的蛋白质复合物有利于这一需求的满足
B.真核生物中的DNA结合蛋白比原核生物多
C.真核生物中的基因数比原核生物多
D.C-值矛盾
E.真核生物启动子含有TATA框,原核生物启动子含有-35序列和-10序列
四:问答题
1.请解释增强子(enhancer)、沉默子(silencer)及绝缘子(insulator)。
2.有人分离到三株细菌突变型,它们都属于单一突变(即只有一个基因受到损坏)。突变型1和2的生长均需A、B和C三种氨基酸,突变型3仅需A和B二种氨基酸就能生长。在缺乏A、B、C三种氨基酸的情况下发现:<br>(1)有一种代谢物X能维持1和2的生长,但不能维持3的生长。<br>(2)由突变型1积累并释放到培养基中的第二种代谢物Y能维持2的生长,但不能维持3的生长。<br>(3)从绿豆抽提液中分离得到的第三种代谢物Z能维持3的生长,但不能维持1和2的生长。试画出有关A、B、C、X、Y和Z的生物合成途径的简图,并注明各突变型受阻部位和A、B、C的反馈控制部位。
3.有三株细菌的突变型不能合成氨基酸A。在缺乏A的情况下,三株突变型中的一株累积中间物B,B能维持其它两株突变型的生长。第二株突变型累积中间物C,C不能维持三株突变型中的任何一株的生长。第三株突变型累积另一个中间物D,D能维持第二株突变型的生长。下列哪个是正常氨基酸A生物合成中正确的中间物顺序?(1)C→D→B→A(2)D→C→B→A(3)B→D→C→A(4)B→C→D→A(5)D→B→C→A
第十四章 综合练习(一)
基因调控与现代生物学技术部分
一:填空题
1.正调控和负调控是基因表达的两种最基本的调节形式,其中原核细胞常用________________调控,而真核细胞常用________________调控模式。
2.操纵子由________________、________________和________________三种成分组成。
3.与阻遏蛋白结合的DNA序列通常被称为________________。
4.β-半乳糖甘酶基因的表达受到________________和________________两种机制的调节。
5.葡萄糖效应是指________________。
6.ticRNA是指________________;micRNA是指________________。
7.大肠杆菌细胞内参与His合成有关酶的基因表达受到________________和________________两种机制的调节。
8.________________或________________可诱导原核细胞出现严谨反应。
9.________________和________________被称为魔斑分子,它作为________________酶的别构效应物调节此酶的活性。
10.鼠伤寒沙门氏菌两种鞭毛蛋白表达之间的转换是通过________________机制实现的。
11.哺乳动物细胞对氨基蝶呤产生抗性,是因为细胞内的DHFR基因经历了________________。
12.在胚系细胞之中,抗体重链的基因可分为________________、________________、________________和________________四个区域。
13.在基因表达的调控之中,________________和________________与________________和________________之间的相互作用十分重要。
14.女性两条X染色体只有一条X染色体具有转录的活性是因为________________和________________。
15.乳糖操纵子的天然诱导物是________________,实验室里常用________________作为乳糖操纵子的安慰诱导物诱导β-半乳糖苷酶的产生。
16.基因扩增或基因放大是指________________,它是通过局部DNA的来实现,________________扩增可导致细胞癌变。
17.SPO1噬菌体通过________________级联调节早、中和晚期基因在不同时间内的表达。
18.存在于反式作用因子上负责激活基因转录的结构花色通常有________________、________________和________________三种形式。
19.真核细胞核基质的主要成分是________________。
20.组蛋白可经历________________、________________和________________修饰而调节基因的表达。
21.原核细胞DNA的甲基化位点主要是在________________序列上,真核细胞核DNA的甲基化位点则主要是在________________序列上。
22.反式作用因子通常通过________________、________________和________________键与相应的顺式作用因子结合。
23.PCR即是________________。
24.人类基因组计划的主要内容是________________。
25.Southern blotting、Northern blotting和Western blotting分别被用来检测________________、________________和________________。
26.________________是应用于蛋白质工程中的最主要的手段。
27.RFLP即是________________。
28.噬菌体展示(Phage display)技术中常用的噬菌体是________________。
29.基因工程需要的最常用的工具酶包括____________、____________和__________等。
30.基因克隆的载体通常是由________ ______、__ __________和____________改造而来。
31.可使用________________和________________方法获得原核细胞的启动子序列。
32.体外转录通常需要使用________________、________________或________________RNA聚合酶。
33.脉冲场凝胶电泳(Pulsed field gel electrophoresis)被用来分离________________。
34.第一个使用体细胞克隆出来的哺乳动物是________________。
35.一种基因的启动子序列与启动子的一致序列越相近,该基因的转录效率就越________________。
36.基因敲除(Gene knockout)即是______________,它是研究_______________的好方法。
二:是非题
1.[ ]原核细胞与真核细胞的基因表达调节的主要发生在转录水平上。
2.[ ]衰减子这种调控模式不可能出现在真核细胞。
3.[ ]操纵子结构是原核细胞特有的。
4.[ ]某些蛋白质既可以作为阻遏蛋白又可以作为激活蛋白参与基因表达的调控。
5.[ ]转录因子都具有负责与DNA结合的结构花色。
6.[ ]某些反式作用因子通过亮氨酸拉链这种结构花色与DNA结合。
7.[ ]真核细胞的基因转录也具有抗终止作用。
8.[ ]真核细胞核的三类基因的转录都受到增强子的调节。
9.[ ]某一个基因的转录活性越强,则该基因所处的DNA序列对Ⅰ就越敏感。
10.[ ]由于增强子的作用与距离无关,所以某一个增强子可同时提高与它同在一条染色
体 DNA上所有的基因的转录效率。
11.[ ]DNA序列自动分析仪使用的测序法是化学断裂法。
12.[ ]DNA疫苗即是以DNA直接作为抗原的疫苗。
13.[ ]某些DNA序列既可以作为增强子也可作为沉默子。
14.[ ]一个蛋白质具有锌指结构,则这个蛋白质一定能与DNA特异性地结合。
15.[ ]PCR不能扩增单链DNA。
16.[ ]基因重叠的现象只出现在一些病毒基因组中。
三:单选题
1.[ ]将乳糖加到以葡萄糖为碳源的大肠杆菌培养基之中,则大肠杆菌细胞内参与乳糖代谢的酶
A.将被合成,因为乳糖是乳糖操纵子的诱导物
B.将被合成,但没有活性
C.将不被合成,因为在葡萄糖存在时,有分解物阻遏作用
D.将部分地被合成,接着在翻译水平上被中断
E.将不受影响,无论葡萄糖存在与否
2.[ ]IPTG能够诱导β-半乳糖苷酶的表达是因为
A.刺激乳糖操纵子阻遏蛋白的活性
B.IPTG与乳糖操纵子结合诱导转录
C.IPTG与lacI基因的产物结合,抑制它的活性
D.抑制β-半乳糖苷酶的降解
E.IPTG作为β-半乳糖苷酶的别构效应物,直接刺激它的活性
3.[ ]真核细胞参与基因表达调节的调控区比原核细胞复杂是因为
A.真核细胞的细胞核具有双层膜
B.原核细胞的基因总是以操纵子的形式存在
C.原核细胞调节基因表达主要是在翻译水平
D.真核细胞需要控制细胞特异性的基因表达
E.真核细胞基因组含有太多的重复序列
4.[ ]同一个基因在肝细胞中表达的终产物是ApoB-100,而在小肠上皮细胞中表达的终产物是相对分子质量较小的ApoB-48,这是因为同一个基因在不同的细胞中
A.使用不同的启动子进行转录
B.使用相同的启动子转录,但初级转录物经历了选择性剪接
C.使用相同的启动子转录,但初级转录物经历了选择性加尾
D.使用相同的启动子转录,但其中一种初级转录物经历了编辑
E.表达的终产物(多肽链)经历了不同形式的后加工
5.[ ]一种大肠杆菌的突变株在含有乳糖没有葡萄糖的培养基中不能合成β-半乳糖糖苷酶最可能是因为编码哪一种蛋白质的基因无义(Nonsense)造成的?
A.RNA聚合酶的α亚基
B.RNA聚合酶的σ因子
C.降解物激活蛋白(CAP)
D.lac阻遏蛋白
E.lac转乙酰酶
6.[ ]噬菌体Φx174的基因组是一个由5386个碱基组成的单链DNA,该基因组编码有11种不同的蛋白质,这些蛋白质约有2380个氨基酸残基。这种病毒基因组编码的蛋白质似乎超过了它能编码的能力。对这种现象最好的解释是
A.它的基因组含有重叠基因
B.氨基酸由二联体密码编码
C.细胞核糖体翻译它的每一个密码子不止一个
D.蛋白质在使用后即被后加工
E.它所编码的蛋白质经历了剪接
四:问答题
1.试写出一个基因可产生不同的表达产物的所有可能机制。
2.试写出两个基因共表达出一条多肽链的可能机制。
3.为什么多细胞的真核生物的基因表达比原核生物要复杂?为什么研究真核生物的基因表达更困难?
4.以转铁蛋白受体和铁蛋白合成的调节为例,说明mRNA的二级结构是如何调节基因的表达的?如何确定这两种蛋白质浓度随着铁离子变化而表现出的波动不是通过基因转录的调节而实现的。
5.什么是严谨反应?某些抗菌素如四环素能够解除严谨反应。为什么?
6.在研究细菌SOS调谐子(Regulon)的作用机理时,有人通过巧妙地使用“Mud”噬菌体发现了几个新的受SOS调谐子控制的基因。Mud噬菌体是Mu噬菌体的衍生物,在这些噬菌体DNA的特殊位点上插入了一个无启动子的β-半乳糖苷酶的基因。你认为使用“Mud”噬菌体如何能够确定那些在受到紫外线照射后被诱导表达的基因?
7.含有突变的乳糖操纵子被克隆到一质粒中,然后将这种质粒转化到含有野生型乳糖操纵子的细菌中,结果发现细菌染色体上的乳糖操纵子不再受乳糖的诱导。<br>试问(1)质粒操纵子中什么样的突变会产生以上的结果?<br>(2)假定质粒转化的结果导致质粒上三个与乳糖代谢有关的酶呈高水平的组成型表达,则含有什么样突变的质粒能产生这种结果?
8.蛋白质合成的自体调控是某一种蛋白质与自身的mRNA结合而阻止自身的翻译。这实际上是一种翻译水平上的反馈。试提出其它形式的反馈,同样也能导致某一种蛋白质量的降低。
9.不允许使用核酸酶,如何使用逆转录酶制备某一真核细胞基因的cDNA?
10.试设计一种方法定向水解的反密码子环。
11.假如某一种哺乳动物有A和B两种细胞,其中A细胞只比B细胞多表达一种蛋白质X,你如何快速地得到蛋白质X的cDNA。
12.使用定点突变得到的突变体克隆通常比预期的低50%左右,为什么?
13.假如你在研究一种逆转录病毒的整合机制,需要你确定整合位点处的核苷酸序列,你如何分离到足够量的包括整合点的DNA以满足测序的要求。
14.你如何使用重组DNA技术获得大肠杆菌染色体DNA复制起始区的DNA序列?
15.E.coli的rRNA基因有多个拷贝,这有利于细菌快速生长时期对大量rRNA拷贝的需要。如果核糖体蛋白和rRNA以1/1的比例组装成核糖体,那么为什么单拷贝的核糖体蛋白基因就能表达足够的核糖体蛋白质?
16.大肠杆菌的一个操纵子含有以下三个结构基因(依次排列):核糖体蛋白S21(rpsU),参与DNA复制的引发酶(dnaG)和RNA聚合酶的σ因子 (rpoD)。在不考虑RNA降解的因素下,试提出一种机制解释DNA引发酶表达量比σ因子表达量低60倍。
17.小鼠唾液腺和肝脏都能合成α-淀粉酶,合成的淀粉酶由同一个基因编码。然而在唾液腺里,有2%的mRNA编码α-淀粉酶,可是在肝细胞里只有0.02%的mRNA编码α-淀粉酶。而且这两种mRNA的5′-端相差48个核苷酸,唾液腺α-淀粉酶的mRNA多一段序列。你如何解释上述现象?
18.预测参与葡萄糖降解的酶合成调控的方式,是组成型的还是可诱导的?
19.酵母细胞的一个突变株被发现它的GAL4蛋白其N端缺失了70个氨基酸序列,蛋白质其它的部分是正常的。你认为这种突变株对半乳糖代谢酶的诱导有什么改变?
20.据估计哺乳动物大概有80000不同的基因,然而免疫系统确能合成至少100000种不同的抗体蛋白,你如何解释以上事实?
21.假如你正在研究一种新发现的生物内一组参与有丝分裂的蛋白质的合成的调控。当你将5-氮胞苷(5-azacytidine)加到此种生物的细胞之中,结果你惊奇地发现:有丝分裂不能再正常地进行了。根据上述信息判断参与控制有丝分裂的一组基因表达以何种方式调节?
22.在一个实验系统中,你将一克隆的基因.RNA聚合酶.转录因子X和四种核苷三磷酸混合在一起,结果你检测到了转录。然而你如果在系统中同时加入组蛋白,则没有转录发生。但是如果你先让转录因子与DNA保温一段时间后在加入组蛋白和RNA聚合酶,则仍然能观测到转录的进行。试问你从以上实验中能得到什么结论?
23.有两种乳糖操纵子Z基因的突变株:一种突变株(Z1)不能产生正常的β-半乳糖苷酶,但是透性酶和转乙酰酶的合成并不受影响(在有乳糖无葡萄糖的情况下);另一种突变株(Z2)也丧失了合成正常的β-半乳糖苷酶的能力,同时其它两种酶的合成减少了30%(在有乳糖无葡萄糖的情况下)。试提出上述现象的分子机制。
24.假如你刚得到一种新的细菌,发现它的DNA的GC含量为80%。你现在需要通过PFGE(脉冲场凝胶电泳)的方法确定这种细菌基因组的大小。如果你手头只有一种限制性内切酶,此酶识别的碱基序列是3′TATATA5′,你认为这种酶能派上用场吗?如果使用此酶消化,你得到的DNA片段大概的长度是多少?
25.高盐浓度可减弱组蛋白与DNA的相互作用,但它对许多调节蛋白影响甚小,你如何解释这种现象?
26.一个线形的DNA分子分别被两种限制性内切酶或同时被两种内切酶消化,消化的结果是:<br><br>根据以上结果,画出该DNA的物理图谱。
27.预测下列基因的缺失会对λ噬菌体的生活史产生什么影响:(1)N;(2)cII;(3)cro。
综合练习 (二)
一、名词解释
1、生物化学 2、蛋白质 3、等电点(PI)* 4、蛋白质四级结构
5、一螺旋 6、—折叠 7、肽键 8、多肽链
9、血将脂蛋白 10、蛋白质构象 11、溶解温度(Tm)* 12、核酸一级结构
13、核苷 14、遗传密码子 15、冈奇片段* 16、中心法则*
17、逆转录 18、克隆(clone)* 19、密码的简单性 20、维生素
21、钙调蛋白 22、一碳单位* 23、核酸杂交 24、全酶*
25、同功酶* 26、活性中心 27、必需基因 28、酶元*
29、米氏常数(Km)* 30、多酶系统 31、酵解* 32、糖的异生*
33、—氧化 34、酮体* 35、多聚核糖体 36、联合税氨基*
37、鸟氨酸循环(尿素循环)* 38、必需氨基酸 39、操纵子学说* 40、阻遏物
41、半保留复制 42、生糖氨基酸 43、生酮氨基酸 44、p/o比*
45、氧化磷酸化 46、呼吸链 47、生物氧化 48、摆动性
49、级联反应 50、诱导酶 51、-酶体系 52、沉降系数
53、薄膜电泳 54、酶活力 55、甲醛滴定 56、反馈抑制
57、调节酶 58、变构酶
二、问答题
1、解释蛋白质为什么能形成稳定的胶体溶液?
2、何为蛋白质变性?变性的实质和表现如何?举一个日常应用的实例。*
3、用糖含量很高的食物喂养动物,动物即可肥育,试从代谢相互联系的角度简述原因。*
4、简述诱导楔合学说的内容。
5、简述DNA半保留复制的涵义。
6、胞浆脂肪酸合成的还原剂是什么? 它是从糖代谢的途径中哪些反应中形成的?
(写出反应式及条件)。*
7、试比较DNA在组成成分、细胞内分布和主要功能方面的不同。*
8、饮用甲醇可以致命,甲醇本身是无害的,但经过下列反应生成甲醛是有毒的,
CH3-OH+NAD+→乙醇脱氢酶HCHO+NADH+H+但令人惊奇的是对甲醇中毒者的一
种处理法是让患者喝酒,分析其原因?*
9、写出脂酸—氧化过程的反应式。*
10、以E.coli为例说明其70S起始复合物的形成过程。*
11、简述Knoop设计的苯环作标记跟踪脂肪酸在体内转变过程的实验。
12、简述三大燃料物质之间的转化关系。
13、DNA双螺旋结构的特点。
14、—螺旋结构特点。
15、某短肽经分析得到两组肽段
胰凝乳酶水解得4段 胰蛋白水解酶的3段
Ala·Phe Tyr·His·Val
Gly·Lys·Asn·Tyr Asn·Tyr·Arg
Arg·Tyr Ala·Phe·Gly·Lys
His·Val·
分析这个十肽的顺序。
16、按下列DNA单链3′TACAAATTTCCCGGGATC5′
问(1)DNA复制时,另一单链的序列;
(2)转录成的mRNA的序列;
(3)翻译成多肽的序列。*
17、试述生物体内次黄苷酸(1MP)转为腺苷酸(AMP)和鸟苷酸(GMP)的过程。
18、假定下列DNA片段进行转录,
问:(1)哪一条为有意义链;
(2)转录的mRNA序列如何?
5′ATTCGCAGGCTT3′ 链1
3′TAAGCGTCCGAA5′ 链2
←转录方向。
19、试述1961年Nerenberg等用实验方法发现三联体密码的机密。
20、试述tRNA二级结构的特点。*
21、试述尿素合成的过程。*
22、什么是激素,其作用机理如何?
23、什么是复制,复制过程如何?*
24、病毒的几种复制过程。
25、举例证明mRNA上密码的阅读方向是5′→3′端。
26、氧化磷酸化的化学渗透学说要点。*
27、蛋白质的一、二、三、四级结构。
28、蛋白质合成体系。
29、蛋白质的重要性。
30、中间产物学说。
31、简述Vitamin A与视觉形成之关系。
32、酶有几大类?典型反应类型。*
33、简述三羧酸循环过程。
34、无氧氧化的意义。
35、三羧酸循环的调节。*
36、比较—氧化和脂酸合成的区别?*
37、机体的NH3从何处来?到何处去?*
38、如何实验证明DNA是半保留复制?
39、化学渗透学说与化学偶联学说不同之点是什么?
三、计算题
1、当一对电子从NADH转至CoQ时,计算标准自由能的变化,(已知PH=7,25℃时,NAD+/NADH+H+E01=-0.32V
CoQ/CoQH2 E01=0.10V)*
2、E.Coli DNA的M=2.2×109
问(1)此DNA含多少dNMP对,能为多少AA编码?
(2)有多少个螺圈,DNA分子有多少长?
3、计算1分子乳酸彻底氧化为CO2和H2O产生的ATP数。*
4、计算1分子硬脂酸,经—氧化后彻底氧化为CO2和H2O,净生成的ATP数。
5、计算1分子—羟丁酸在旰外完全氧化产生多少ATP?
6、计算1个含800个AA的已糖激酶的—螺旋轴长及完全伸展后的长度?
7、计算丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸的等电点PI。
PK1(-COOH) PK2(-NH) PK3
丙氨酸 2.31 9.69
精氨酸 2.17 9.04 12.48
天冬氨酸 2.09 9.82 3.86*
8、已知一双链DNA含脱氧腺苷酸35%(摩尔百分比浓度),计算此DNA中其它三种脱氧核苷酸的摩尔百分比浓度。
9、今有一蛋白质样品,重200克,通过凯氏定氮法测定出含氮量8%,试求该样品含蛋白质多少克?
10、计算lmol G完全氧化分解,生成CO2、H2O时可净生成多少mol ATP?
11、计算为一个M :99000的蛋白编码的mRNA的分子量?(AA平均分子量120,核苷酸残基平均分子量:320)。*
12、V是Vmax的60%时,Km与[S]的关系如何?当S=2Km时,V是Vmax的百分之几?*
四、填空题
1、蛋白质分子中一螺旋的构象稳定因素主要是 。
2、核苷酸连接方式是 ,AA连接方式是 。碱基与戊糖是通过 链相连。
3、RNA水解产物是 ;DNA水解产物是 。
4、缺乏维生素D易患 。
5、磷酸戊糖途径生成NADPH数为 。
6、呼吸链电子传递顺序为 。
7、高能键产生的方式有 、 。
8、脂酸合成时H的供体为 。
9、原核生物蛋白质合成起始复合物为 ,起始密码子为 ,起始AA为 。
10、真核生物蛋白质合成起始复合物为密码子为 。起始AA 为 ,起始密码子为 。
11、核酸合成过程中 合成需要引物,而 合成则不要引物。
12、代谢调节在三个水平上进行 。
13、被称为“第二信使”的是 。
14、蛋白质二级结构中有 。
15、Gly的结构是 。
16、二个羧基的AA有 。
17、二个氨基的AA有 。
18、核酸紫外吸收波长 ,蛋白质此外吸收波长 。
19、DNA变性原因 。
20、酶加速反应的实质是 。
21、辅酶与辅基的区别是 。
22、酶除蛋白质之外还有 。
23、磷酸吡哆醛参与的反应是 。
24、阻止转录进行的蛋白叫 。
25、三羧酸循环中底物水平磷酸化有 处。
26、人体活动直接供能是 。
27、电子传递链的类型有 。
28、氰化物对人体有毒阻断电子传递的 。
29、肉毒碱的功能 。
30、能直接转变为一酮戊二酸的AA是 。
31、尿素循环需要参与的AA 。
32、tRNA中与AA相连的部位是 。
33、蛋白质合成方向 ,mRNA阅读方向 ,DNA合成的方向 。
34、终止密码子有 。
35、嘌呤合成过程中的最初产物是 。
36、RNA聚合酶的核心酶为 ,合酶为 。
37、DNA、RNA聚合酶只能从 加入核苷酸。
38、当PH>PI时离子带 ;当PH<PI时离子带 。
39、泛酸、VPP的辅酶代号 。
40、丙酮酸脱氢酶系的三种酶为 、 、 。
41、糖酵解中催化三步不可逆反应的酶是 。
42、酮体包括 、 和 。
43、核糖体中A位表示 ,P位表示 。
44、原核生物DNA聚合酶有 ,其中活力最强者为 。
45、RNA根据功能不同可分为mRNA、 、 三种类型。
46、一般来说,球状蛋白质在形成三级结构时 性氨基酸侧链位于分子表面, 性氨基酸侧链位于分子内部。
47、蛋白质的紫外吸收max= nm,核酸的紫外吸收max= nm。
48、在DNA双螺旋模型中,碱基对之间的堆积距离为 每 个核苷酸形成螺旋一转。
49、米氏方程式是 。
50、酶分子与活性有关的具有特定三维结构的小区域叫酶的 。
51、某酶液经测定每毫升活力为500单位,每毫升含蛋白质5毫克,此酶液的比活力为 。
52、当溶液的PH值大于某氨基酸的等电点时,该氨基酸带 电荷,等于时 。
54、维生素D的功能是 ,缺乏时出现 病。
55、DNA复制的方向是 蛋白质合成的方向是 。
56、动物尿素合成的器官是 ,途径是 。
57、维生素B2参与组成的辅酶是 其主要功能是 。
58、在脂肪酸氧化过程中,脂酰辅酶A由 携带通过线粒体内膜。
59、目前对氧化磷酸化作用机理比较成功的解释是 学说。
60、cAMP的中文名称是 功能是 。
61、UDPG的中文名称是 。
62、3一磷酸甘油醛+磷酸+NAD+——1.3一二磷酸甘油酸+NADH+H+,催化该反应的是 。
63、延胡索酸+水 。
64、在DNA复制时起关键作用的酶是 。
65、糖酵解过程有三步不可逆反应,它们决定了酵解的速度,它们由三个酶催化,这三个酶是 。
66、DNA双螺旋模型的平均直径为 。
67、蛋白质是以氨基酸为基本组成单位,以 键连接而成的高分子化合物。
68、谷氨酸脱羧后形成 ,脱氨后形成 。
69、能够传递二氧化碳的维生素是 。
70、DNA双螺旋结构稳定的主要因素是 。
71、丙酮酸脱氢酶系含有三种酶,它们分别是 、 、 。
72、蛋白质一螺旋结构中,肽链围绕螺旋轴心盘旋上升,相邻两个氨基酸残基之间的轴心距为 ,每隔 个氨基酸残基螺旋上升一圈。
73、tRNA的3一末端有相同结构,其碱基排列顺序是 位于 臂上。
74、在PH6.0的缓冲液中进行电泳时,谷氨酸向 极移动。
75、细胞合成NADPH的主要途径是 。
76、米氏方程是 。
77、原核生物蛋白质合成的起始密码子是 ,起始氨基酸是 。
78、糖原经糖原磷酸化酶催化水解产物是 。
79、lmol软脂酸经过一氧化途径和三羧酸循环途径完全氧化净生成ATP mol。
80、灵长类动物嘌呤碱基分解的最终产物是 。
81、以DNA为模板,在RNA聚合酶作用下合成 的过程叫作 。
82、胆固醇生物合成的主要原料是 。
83、1.3一二磷酸甘油酸+ADP3一磷酸甘油酸+ATP苹果酸+NAD+
+NADH+H+ +NADH+H+。
84、尿素是在动物 器官,通过 途径合成的。
85、催化氨基酸活化的酶是 ,反应后的产物是 。
86、自然界生物遗传密码子共有 种,其中 是起始密码子。
86、自然界生物遗传密码子共有 种,其中 是起始密码子。
87、遗传密码有 、 等几个特点。
88、核糖体上A位点表示 ,P位点表示 。
89、典型的呼吸链顺序为 。
90、DNA聚合酶中,活性最强者是 。
91、真核生物RNA聚合酶中,聚合产物是mRNA者是 ,原核生物RNA聚合酶中,核心酶为 ,全酶为 。
92、某些核苷酸是代谢的调节物,如 ,有些是生物合成的中间物,如 。
93、蛇毒磷酸二酯酶水解陔酸的产物是 。
94、嘌呤核骨架中N1来源于 ,N9来源于 。
95、嘧啶的代谢终产物是 和 。
96、脱氨基作用有 、 和 三种方式。
97、在生物体内尿素的生成是在 组织中,通过 循环产生的。
98、脂类在体内的运输形式是 。能运输胆固醇的是 。
99、脂肪酸生物合成的原料是 ,合成部位是 ,载体是 ,单体是 。
100、生化依其发展过程分为 、 、 三个阶段。
101、在核酸链是各单核苷酸通过 链相互连成。
102、作为生物催化剂的酶有三大特性,即 、 、 。
103、HS—CoA重要生理功能是 。
104、对多数细胞来说 、 、 是最基本的燃料原子。
105、“”符号在生化中表示 。
106、下图所代表的一段核苷酸链是:3′ 。
107、在mRNA分子中3′一end有一个特殊的结构,即 ,在5′end有一个特殊的 结构。
108、影响酶促反应速度的因素有 。
109、写出Michaelis-Menten方程 。
110、典型的呼吸链的顺序为 。
111、对多数酶来说其本质是 ,保存应在 条件下。
112、在生物机体内CO2的生成是由 。
五、选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案)
1、下列氨基酸中,哪一种含有巯基(—SH) ( )
A半胱氨酸 B苯丙氨酸 C组氨酸 D丝氨酸
2、下列氨基酸中,哪一种含一个氨基和两个羧基( )
A赖氨酸 B天门冬酰胺 C谷氨酸 D色氨酸
3、下列说法哪一项是错误的( )
A每一种蛋白质都有一级结构 B每一种蛋白质都有二级结构
C每一种蛋白质都有三级结构 D每一种蛋白质都有四级结构
4、下列关于变性后的蛋白质结构、性质的叙述,哪一项是错误的( )
A溶解度降低 B肽键断裂
C疏水基因大量暴露于分子表面 D 易被蛋白酶水解
5、氨基酸的等电点是指( )
A氨基酸所带的净电荷为零 B氨基酸溶液的PH值
C氨基酸溶液的PH值等于7 D氨基酸所带净电荷为零时的溶液PH值
6、下列核酸中富含修饰碱基的是( )
A mRNA B DNA C rRNA D tRNA
7、稳定DNA双螺旋的主要因素是( )
A氢键 B碱基堆积力 C离子键 D与精胺、亚精胺的结合
8、DNA变性后,其紫外吸收的情况是( )
A紫外吸收值增加 B紫外吸收值发生不变
C紫外吸收值降低 D紫外吸收峰发生迁移
9、可以治疗脚气病(多发性神经炎)的维生素是( )
A维生素B6 B维生素B2 C维生素B12 D维生素B1
10、叶酸在生物代谢中的作用是( )
A作为氢载体 B作为一碳基团载体
C作为羧化酶的辅酶 D参与—酮酸的氧化作用
11、可以预防佝偻病的维生素是( )
A维生素A B维生素C C维生素E D维生素D
12、下列关于别构酶的叙述哪一项是错误的( )
A所有的别构酶都是多聚酶,而且亚基数目往往是偶数的
B别构酶除了有活性位外,还有调节位
C亚基构象改变时要发生肽键断裂的反应
D酶构象改变后,酶的活性可以升高或降低
13、下列哪一种不属转移酶( )
A己糖激酶 B转酮醇酶 C醛缩酶 D 谷丙转氨酶
14、编号为ECl.1.1.27的酶属于( )
A氧化还原酶 B转移酶 C水解酶 D异构酶
15、酶具有高度的催化能力,原因在于( )
A能提高反应分子的活化能; B能改变化学反应的平衡点;
C能降低化学反应的活化能; D能使热力学上不能进行的反应进行。
16、米氏常数Km的涵义是( )
A反应速度的常数; B酶促反应速度达到最大速度一半时的底物浓度;
C酶促反应的解离常数; D酶和底物的结合常数。
17、下列化合物中哪个不是电子传递链的成员( )
A辅酶 B细胞色素C C NAD D TPP
18、下列化合物不合高能磷酸键的是( )
A ATP B ADP C 6一磷酸葡萄糖 D 1.3一二磷酸甘—油酸
19、三羧酸循环一周可发土4次脱氢反应,可形成NADH和FADH2数目是( )
A 3,1 B 1,3 C 4,0 D 2,2
20、下列哪一种酶在糖酵解和糖异生中都存在( )
A丙酮酸羧化酶 B磷酸果糖激酶
C已糖激酶 D 磷酸甘油酸激酶
21、在糖原合成时提供能量除ATP外还有( )
A UTP B GTP C CTP D TTP
22、下列物质不是酮体的是( )
A乙酰乙酸 B一羟基丁酸 C丙酮 D丙酮酸
23、组氨酸通过下列哪一步转变成组胺( )
A转氨基作用 B脱竣作用 C氧化脱氨作用 D联合脱氨作用
24、下列有关激素的叙述错误的是( )
A可以作为酶和辅酶 B可以影响酶的合成
C可以影响酶的活力 D可以调节细胞的代谢
25、人类排泄的嘌吟代谢的向最终产物是( )
A尿酸 B尿素 C尿囊素 D黄嘌呤
26、嘌呤环合成中,不需要下列哪一种氨基酸作原料( )
A天冬氨酸 B谷氨酰氨 C甘氨酸 D谷氨酸
27、下列关于冈崎片段的叙述,错误的是( )
A在原核细胞中冈崎片段含有1000~2000个核苷酸
B冈崎片段只是在滞后链合成时才出现
C冈崎片段是在RNA引物上合成的
D冈崎片段的合成是沿着模板链的5′→3′方向进行
28、关于RNA的转录合成,错误的是( )
A只有在DNA存在时,RNA聚合酶才能催化磷酸二酯键的形成
B在转录过程中,RNA聚合酶需要一个引物
C RNA链的延长方向是5′→3′
D在大多数情况下,DNA中只有一条链作为模板
29、tRNA携带氨基酸是由何种物质决定的( )
A tRNA B氨基酸 C氨酰—tRNA合成酶 D ATP
30、原核生物蛋白质合成的起始氨基酸是( )
A蛋氨酸 B甘氨酸 C甲酰蛋氨酸 D甲基赖氨酸
31、下列氨基酸含有咪唑环的是( )
A蛋氨酸 B亮氨酸 C组氨酸 D色氨酸
32、通过凯氏定氮法测定得某样品的蛋白氮为1.5克,该样品含蛋白质多少克( )
A 9.38 B 6.96 C 14.07 D 18.56
33、在一个酰胺平面中,主链上能够发生旋转的键有几个( )
A 2 B 1 C 0 D 3
34、下列蛋白质具有四级结构的是( )
A胰岛素 B细胞色素C C血红蛋白 D 肌红蛋白
35、通常用来分析肽链N末端的方法是( )
A肼解法 B双缩脲法 C二硝基氟苯法 D 甲醛滴定法
36、维持蛋白质—螺旋结:沟的化学键主要是( )
A二硫键 B氢键 C疏水键 D盐键
37、tRNA的作用是( )
A遗传信息的载体 B蛋白质合成的部位
C蛋白质合成中氨基酸的载体 D蛋白质合成的直接模板
38、核酸的最大吸收峰的波长是( )
A 280nm B 260nm C 340nm D320nm
39、可以治疗夜盲症的维生素是( )
A维生素D B维生素B1 C维生素A D 维生素K
40、下列哪种辅酶不能作为氢的载体( )
A NAD B NADP C FAD D辅酶A
41、羧化反应中需要那种辅酶(辅基)( )
A TPP B辅酶A C四氢叶酸 D辅酶I
42、下列哪一项不是辅酶的功能( )
A转移基团 B传递氢 C传递电子 D决定酶的专一性
43、下列关于酶活性位的描述哪一项是错误的( )
A活性位是酶分子中直接和底物结合并发挥催化功能的部位
B活性位的基团按功能可分为两类,一类是结合基团,一类是催化基团
C酶活性位的基团可以是同一条肽链但在一级结构上相距很远的基团
D不同肽链上的有关基团不能构成酶的活性位
44、下列物质不是琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂的是( )
A乙二酸 B丙二酸 C —酮基丁二酸 D碘乙酸
45、唾液淀粉酶属于( )
A氧化还原酶 B转移酶 C水解酶 D裂解酶
46、下列伴有底物水平的磷酸化的反应是( )
A柠檬酸一一酮戊二酸 B一酮戊二酸——琥珀酸
C延胡索酸——苹果酸 D苹果酸——草酰乙酸
47、细胞色素C的生物功能是( )
A传递氢 B结合分子氧 C传递电子 D转移氨基
48、糖酵解过程下列酶催化的反应为可逆的是( )
A己糖激酶 B磷酸果糖激酶 C 3一磷酸甘油酸激酶 D 丙酮酸激酶
49、醛缩酶的底物是( )
A 6一磷酸葡萄糖 B 7—磷酸果糖
C 1.6一二磷酸果糖 D 1.3—二磷酸甘油酸
50、糖的有氧代谢中,在胞液中形成NADH的反应是( )
A丙酮酸氧化脱羧 B苹果酸脱氢
C琥珀酸脱氢 D 3—磷酸甘油醛脱氢
51、三羧酸循环中不存在的酶是( )
A延胡索酸酶 B顺乌头酸酶 C异柠檬酸脱氢酶 D 丙酮酸脱氢酶
52、糖原合成时,可作为葡萄糖供体的是( )
A GDPG B CDPG C UDPG D ADPG
53、酮体是指( )
A丙酮酸、乙酰乙酸、一羟基丁酸 B丙酮、乙酰乙酸、 —酮戊二酸
C 丙酮、一羟基丁酸、草酰乙酸 D丙酮、乙酰乙酸、一羟基于酸
54、在磷酯合成过程中,提供能量除ATP外,还有( )
A UTP B GTP C CTP D TTP
55、下列氨基酸与尿素循环无关的是( )
A赖氨酸 B鸟氨酸 C瓜氨酸 D精氨酸
56、下列氨基酸经过转氨基作用可生成草酰乙酸的是( )
A谷氨酸 B天冬氨酸 C脯氨酸 D苏氨酸
57、在合成嘌呤环体的9个原子中,贡献最多的氨基酸是( )
A甘氨酸 B谷氨酰胺 C天冬氨酸 D谷氨酸
58、因子是( )
A RNA聚合酶的一个亚基,在转录过程中起着识别起始位点的作用
B DNA聚合酶的一个亚基,起着5′→3′和3′→5′方向双向合成DNA的作用
C 50S核糖体的一个亚基,催化肽键的形成
D 30S核糖体的一个亚基,与mRNA结合
59、真核细胞核糖体(小亚基,大亚基)的沉降系数是( )
A 70S(30S、50S) B 80S(40S、60S)
C 70S(30S、40S) D 100S(40S、60S)
60、与mRNA的ACG密码子相对应的反密码子是( )
A CGU B UGC C TGC D CGT
60′、下列几种氨基酸中除哪一种之外,其溶液均能引起偏振光旋转?( )
A Ala B Gly C Arg D Lys
61、乳酸脱氢酶(LDH)是两种不同的多肽链组成的四聚体,该酶具有几种同功酶?( )
A 2种 B 4种 C 5种 D 7种
62、米伦反应可用来鉴定下列何种氨基酸?( )
A Pro B Tyr C Phe D Arg
63、酶的单纯竞争性抑制作用具有下列哪种动力学作用?( )
A Km增大,Vmax不变 B Km, Vmax均不变
C Km减小,Vmax不变 D Km, Vmax均减小
64、已知如图1所示力学数据,该酶的Km值是多少?( )
A -3 B -0.25 C +0.25 D +0.33
65、如图2所示曲线C表示某酸在与底物的反应是非抑制性的,那么哪条曲线表示该酶是在竞争性抑制剂条件下的曲线?( )
A、A B、B C、C D、D
66、饲以氚标记下列哪一种硷基给动物放射活性仅能标记DNA而不标记RNA?( )
A、A B、G C、C D、T E、U
67、肌红蛋白内含有铁原子个数为:( )
A 1 B 2 C 3 D 4
68、下列酶中属于水解酶的是:( )
A EC.1.1.1.1 B EC.2.2.2.2 C EC.3.3.2.2 D EC.4.4.4.4 E EC.5.5.1.1
F EC.6.6.1.1
69、生物体内游离的单核苷酸多数为:( )
A 2′一核苷酸 B 3′一核苷酸 C 4′一核苷酸 D 5′一核苷酸
70、指出Tm值最大的DNA片段:( )
A AAAA B GGGG C AGTC D CCTT
TTTT CCCC TCAG GGAA
71、蛋白质分子中一螺旋结构,每个氨基酸残基沿轴上升的高度为:( )
A 3.6Ao B 1.5 Ao C 5.4 Ao D 4.6 Ao
72、凯氏定氮法测得样品含氮5%,此样品中蛋白质含量为:( )
A 5% B 16% C 6.25% D 31.25%
73、某DNA样品中含有35%的胞嘧啶核苷酸,它含有嘌吟类脱氧核苷酸为:( )
A 15% B 30% C 35% D 50%
74、某氨基酸PK1(—COOH)=2.19,PK2(—COOH)=4.25,PK3(—NH)=9.67,其PI值应为:( )
A 3.22 B 5.93 C 7 D 13.92
75、某蛋白质的PI=4.6,在PH为4.0时,它在电场中将向哪个方向移动?( )
A阳极 B阴极 C不动 D以上均不对
76、嘌呤类核苷的糖苷键为:( )
A 1′—1位O型 B 1′—1位N型 C 1′—9位N型 D 1′—5位C—C型
77、A.A与DNFB反应可用来鉴定蛋白质的( )
A N一末端 B C一末端 C肽链 D S—S链
78、B—DNA的螺旋直径为:( )
A 2.3nm B 1.8nm C 2.0nm D 2.18nm
79、夜盲症患者是因缺乏( )
A VA B VB C VC D VD
80、指出下列羧化辅酶:( )
A FMN B NADP C COA—SH D TPP
81、tRNA的一C—C—A—OH处于分子的( )
A 3′—end B 5′—end C D-ring D T-ring
82、一hehx的破坏者为( )
A Pro B Met C A1a D TC-ring
83、tRNA的TC环功能是( )
A与aa.结合 B识别核糖体并与之结合
C识别特异性酶 C阅读mRNA上的密码
84、肌红蛋白分子三级结构中有几段一helix?( )
A 7 B 8 C 9 D 10
85、Co I、CoⅡ是下列哪种酶的辅酶?( )
A转氨酶 B脱氢酶 C激酶
86、设一个细胞含有10个蛋白质分子,每分子含400个氨基酸残基,且都是。一螺旋结构,问所含多肽链形成多长的一螺旋体?( )
A 3cm B 6cm C 3nm D 6nm
87、米氏常数Km的物理意义是:( )
A V=Vmax时[S] B V=1/2Vmax时[S]
C 混合级时V D 一级反应时V
88、Co I、CoⅡ分子中都含有烟酰胺的( )
A骈环 B噻唑环 C吡啶环 D异咯嗪环
89、下列哪种维生素是含有Co的化合物?( )
A B1 B B2 C B6 D B12
90、人体内胆固醇可经紫外线照射转变为( )
A VA B VD C VE D VV
91、His属于哪类aa.?( )
A脂肪组 B芳香组 C杂环aa. D亚杂环aa.
92、如果DNA双螺旋的一段单股链是pGpApccTG,那么另一股则为:( )
A pCpTpGGAC B pCpVpGGAC C pCpapGGTC D pCpapGGVC
93、下图是下列哪种物质的结构?( )
A、A B、G C、C D、T E、U
94、在酶分子中决定专一性的基团是:( )
A结构基团 B结合基团 C催化基团 D必需基团
95、胰蛋白酶使肽键水解(结构式见板书)此酶的专一性属于:( )
A键专一 B反应专一 C基团专一 D立体异构专一
96、被称为激素的第二信使的是:( )
A cAMP B cADP C cATP D cMP
97、lmol葡萄糖无氧酵解可净生成ATP( )
A 2mol B 3mol C 4mol D 8mol
98、血红蛋白含有几个铁原子?( )
A l B 2 C 3 D 4
99、在完整的呼吸链中含有铁硫中心几个?( )
A 3 B 4 C 7 D 8
六、判断题
1、虽然蛋白质组成中没有D一型氨基酸,但生物界有D一型氨基酸存在。( )
2、具有催化活性的生物分子除蛋白质外还有核酸。( )
3、DNA复制时双链必须打开,而转录时双链不需打开。( )
4、肽键不能自由旋转,但其两边的C—Ca和N—Ca键都可以自由旋转。( )
5、同工酶之所以能催化相同反应,是因为它们有相同的一级结构。( )
6、竞争性抑制作用是由于抑制剂的分子结构与酶分子结构相似而引起的。( )
7、脂肪酸合成酶系包括7种蛋白质,其中6种是酶,1种是载体蛋白质。( )
8、泛酸是辅酶Q的组成部分。( )
9、RNA病毒是以RNA作为遗传信息的载体。( )
10、变构酶分子中除具有一个活性位外还有一个变构位。( )
11、组成蛋白质的氨基酸大部分是L一型,只有个别是D一型。( )
12、非竞争性抑制作用中,随着底物浓度的增加,抑制程度降低。( )
13、三羧酸循环中琥珀酸脱氢酶催化的反应氢受体是FAD。( )
14、目前比较公认的氧化磷酸化作用机理学说是化学渗透学说。( )
15、酮体是由肝脏合成的,由肝外组织分解。( )
16、蛋白质的一折叠结构有平行与反平行结构两种,其中平行结构较反平行结构稳定( )。
17、脂肪酸合成过程中,还原反应所需的氢来自NADPH+H+。( )
18、维生素A可以治疗夜盲症。( )
20、每个原核细胞染色体育多个复制起始点,而真核细胞染色体是单起始点的。( )
21、tRNA的二级结构均为三叶草型。( )
22、细胞内合成蛋白质多肽链时,在mRNA上附着两个或多个核糖体。
23、氨基酸的脱羧作用均需要磷酸吡哆醛作为辅酶。 ( )
24、所有的酶其本质皆为蛋白质。( )
25、奇数碳原子的脂肪链一氧化最后一个产物是丙酰辅酶A。( )
26、协助脂酰辅酶A进入线粒体的化合物是肉毒碱。( )
27、具有5′→3′方向外切酶活性的DNA聚合酶是polyI。( )
28、tRNA的一C—C—A—OH顺序是在其分子的5′—末端。( )
29、亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸均为营养必需脂肪酸。( )
30、和mRNA中的密码子ACG相对应的tRNA中的反密码是UGC。( )