蛋白質(zhì)化學

1、試舉例說明蛋白質(zhì)結構與功能的關系（包括一級結構、高級結構與功能的關系）。

蛋白質(zhì)的結構決定功能。一級結構決定高級結構的形成，高級結構則與蛋白質(zhì)的功能直接對應。

1.一級結構與高級結構及功能的關系：氨基酸在多肽鏈上的排列順序及種類構成蛋白質(zhì)的一級結構，決定著高級結構的形成。很多蛋白質(zhì)在合成后經(jīng)過復雜加工而形成天然高級結構和構象，就其本質(zhì)來講，高級結構的加工形成是以一級結構為依據(jù)和基礎的。

有些蛋白質(zhì)可以自發(fā)形成天然構象，如牛胰RNA酶，尿素變性后，空間構象發(fā)生變化，活性喪失，逐漸透析掉尿素后可自發(fā)形成天然三級結構，恢復95%生物活性。這個例子說明了兩點：一級結構決定特定的高級結構；特定的空間構象產(chǎn)生特定的生物功能。

一級結構中，特定種類和位置的氨基酸出現(xiàn)，決定著蛋白質(zhì)的特有功能。例如同源蛋白中所含的不變氨基酸殘基，一但變化后會導致功能的喪失；而可變氨基酸殘基在不同物種的變化則不影響蛋白質(zhì)功能的實現(xiàn)。又如人類的鐮刀型貧血，就是因為一個關鍵的氨基酸置換突變后引發(fā)的。

某些一級結構的變化會導致功能的明顯變化，如酶原激活過程，通過對酶原多肽鏈局部切除而實現(xiàn)酶的天然催化功能。

2.高級結構與功能的關系：任何空間結構的變化都會直接影響蛋白質(zhì)的生物功能。一個蛋白質(zhì)的各種生物功能都可以在其分子表面或內(nèi)部找到相對應的空間位點。環(huán)境因素導致的蛋白質(zhì)變性，因天然構象的解體而活性喪失；結合變構劑導致的蛋白質(zhì)變構效應，則是因空間構象變化而改變其活性

2、參與維持蛋白質(zhì)空間結構的力有哪些？

蛋白質(zhì)的空間結構主要是靠氨基酸側鏈之間的疏水鍵，氫鍵，范德華力和鹽鍵維持的（鹽鍵又稱離子健，是蛋白質(zhì)分子中正、負電荷的側鏈基團互相接近，通過靜電吸引而形成的）

4、試述蛋白質(zhì)多肽鏈的氨基酸排列順序測定的一般步驟。

1.測定蛋白質(zhì)分子中多肽鏈的數(shù)目。

通過測定末端氨基酸殘基的摩爾數(shù)與蛋白質(zhì)分子量之間的關系，即可確定多肽鏈的數(shù)目。

2.多肽鏈的拆分

幾條多肽鏈借助非共價鍵連接在一起，稱為寡聚蛋白質(zhì)，如，血紅蛋白為四聚體，烯醇化酶為二聚體；可用8mol/L尿素或6mol/L鹽酸胍處理，即可分開多肽鏈(亞基).3.二硫鍵的斷裂

幾條多肽鏈通過二硫鍵交聯(lián)在一起。可在用8mol/L尿素或6mol/L鹽酸胍存在下，用過量的β-巰基乙醇處理，使二硫鍵還原為巰基，然后用烷基化試劑保護生成的巰基，以防止它重新被氧化。

4.測定每條多肽鏈的氨基酸組成水解,氨基酸分析儀

5.分析多肽鏈的N-末端和C-末端

多肽鏈端基氨基酸分為兩類：N-端氨基酸和C-端氨基酸。

在肽鏈氨基酸順序分析中，最重要的是N-端氨基酸分析法。

6.多肽鏈斷裂成多個肽段，可采用兩種或多種不同的斷裂方法將多肽樣品斷裂成兩套或多套肽段或肽碎片，并將其分離開來。

7.分離肽段測定每個肽段的氨基酸順序。

8.確定肽段在多肽鏈中的次序。

9.確定原多肽鏈中二硫鍵的位置。

酶

1、用圖示說明米氏酶促反應速度與底物濃度的關系曲線，并扼要說明其含義。

（1）當[S]很低時，υ與[S]成正比，表現(xiàn)一級反應。（2）隨[S]的增加，υ也隨[S]的增加而增加，但不成正比。（3）當[S]很大時，υ達到最大值Vm，[S]增加υ不再增加，表現(xiàn)零級反應。

2、什么是米氏方程，米氏常數(shù)Km的意義是什么？試求酶反應速度達到最大反應速度的99％時，所需求的底物濃度（用Km表示）

⑴

當反應速度為最大速度一半時，米氏方程可以變換如下：1/2Vmax=Vmax[S]／（Km+[S]）→

Km=[S]可知，Km值等于酶反應速度為最大速度一半時的底物濃度。

⑵

Km值是酶的特征性常數(shù)，只與酶的性質(zhì)，酶所催化的底物和酶促反應條件(如溫度、pH、有無抑制劑等)有關，與酶的濃度無關。

⑶

1/Km可以近似表示酶對底物親和力的大小

⑷

利用米氏方程，我們可以計算在某一底物濃度下的反應速度或者在某一速度條件下的底物濃度。

米氏方程

：底物濃度與酶促反應速度的關系

1．于酶促反應速度達最大值一半時的底物濃度。

2.Km可以反映酶與底物親和力的大小。Km越小，酶與底物的親和力越大。

3.Km是酶的特征性常數(shù)：在一定條件下，某種酶的Km值是恒定的，因而可以通過測定不同酶的Km值，來判斷是否為不同的酶。

4.Km可用來判斷酶的最適底物：當酶有幾種不同的底物存在時，通過測定酶在不同底物存在時的Km值，Km值最小者，即為該酶的最適底物（或天然底物）。

3、試述維生素與輔酶的關系。

核酸的結構和功能

2、DNA和RNA的結構和功能在化學組成、分子結構、細胞內(nèi)分布和生理功能上的主要區(qū)別是什么？

化學組成：DNA:磷酸、核糖、A、G、T、CRNA：磷酸、脫氧核糖、A、G、U、C

分子結構：DNA

含兩條鏈，雙螺旋結構。RNA通常是單鏈，可形成局部雙鏈結構

細胞內(nèi)分布：

生理功能：RNA

1.參與蛋白質(zhì)的合成2.遺傳物質(zhì)

3.具有生物催化劑功能

DNA是主要的遺傳物質(zhì)

3、DNA雙螺旋結構有些什么基本特點？

1.為右手反平行，雙螺旋，圍繞同一中心軸；

2.主鏈（磷酸和核糖）位于螺旋外側，堿基位于內(nèi)側；

3.兩條鏈間存在堿基互補：A與T或G與C配對形成氫鍵，稱為堿基互補原則（A與T為兩個氫鍵，G與C為三個氫鍵）；

4.螺旋的穩(wěn)定因素為氫鍵和堿基堆砌力；

5.螺旋的螺距為3.4nm，直徑為2nm，每10個核苷酸形成一個螺旋。

4、比較tRNA、rRNA和mRNA的結構和功能。

tRNA三葉草結構、攜帶并轉(zhuǎn)運氨基酸

rRNA與蛋白質(zhì)一起構成核蛋白體，作為蛋白質(zhì)生物合成的場所。

mRNA可形成局部雙螺旋結構的二級結構。

大多數(shù)真核成熟的mRNA分子具有典型的5’-端的7-甲基鳥苷三磷酸（m7GTP）帽子結構和3’-端的多聚腺苷酸(polyA)尾巴結構。

帶有遺傳密碼，為蛋白質(zhì)的合成提供模板。

生物能學與生物氧化

1、什么是生物氧化？有何特點？試比較體內(nèi)氧化和體外氧化的異同。

物質(zhì)在生物體內(nèi)氧化分解并釋放出能量的過程稱為生物氧化。

4、試述糖異生與糖酵解代謝途徑有哪些差異。

糖酵解過程的3個個關鍵酶由糖異生的4個關鍵酶代替催化反應，且作用部位不同，糖酵解全部在胞液中，糖異生則在胞液和線粒體進行。書上P256

5.糖酵解作用的場所在哪里？寫出從葡萄糖到丙酮酸過程的三個不可逆反應的反應式p2292、寫出NADH呼吸鏈并注明與ATP偶聯(lián)的部位。＼

3、簡述化學滲透學說的主要內(nèi)容。

這一學說認為氧化呼吸鏈存在于線粒體內(nèi)膜上，當氧化反應進行時，H+通過氫泵作用被排斥到線粒體內(nèi)膜外側（膜間腔），從而形成跨膜pH梯度和跨膜電位差。這種形式的“勢能”，可以被存在于線粒體內(nèi)膜上的ATP合酶利用，生成高能磷酸基團，并與ADP結合而行成ATP。

糖類代謝

1、寫出三羧酸循環(huán)的四步脫氫反應及一步底物水平磷酸化反應，說明三羧酸循環(huán)的生理意義。p239

1三羧酸循環(huán)是機體將糖或者其他物質(zhì)氧化而獲得能量的最有效方式2，三羧酸循環(huán)是糖，脂和蛋白質(zhì)3大類物質(zhì)代謝和轉(zhuǎn)化的樞紐。

2、磷酸戊糖途徑有何特點？其生物學意義何在？

特點：無ATP生成，不是機體產(chǎn)能的方式。

1）為核酸的生物合成提供5-磷酸核糖，肌組織內(nèi)缺乏6-磷酸葡萄糖脫氫酶，磷酸核糖可經(jīng)酵解途徑的中間產(chǎn)物3-

磷酸甘油醛和6-磷酸果糖經(jīng)基團轉(zhuǎn)移反應生成。

2）提供NADPH

a.NADPH是供氫體，參加各種生物合成反應，如從乙酰輔酶A合成脂酸、膽固醇；α-酮戊二酸與NADPH及氨生成谷氨酸，谷氨酸可與其他α-酮酸進行轉(zhuǎn)氨基反應而生成相應的氨基酸。

b.NADPH是谷胱甘肽還原酶的輔酶，對維持細胞中還原型谷胱甘肽的正常含量進而保護巰基酶的活性及維持紅細胞膜完整性很重要，并可保持血紅蛋白鐵于二價。

c.NADPH參與體內(nèi)羥化反應，有些羥化反應與生物合成有關，如從膽固醇合成膽汁酸、類固醇激素等；有些羥化反應則與生物轉(zhuǎn)化有關。

物學意義1，產(chǎn)生大量的NADPH，為細胞的各種合成反應提供還原力2，1

產(chǎn)生NADPH(注意：不是NADH！NADPH不參與呼吸鏈)2

生成磷酸核糖，為核酸代謝做物質(zhì)準備

分解戊糖

意義：1

補充糖酵解2

氧化階段產(chǎn)生NADPH，促進脂肪酸和固醇合成。

非氧化階段產(chǎn)生大量中間產(chǎn)物為其它代謝提供原料

3、計算在有氧條件下，1摩爾葡萄糖在生物體內(nèi)氧化成CO2和H2O，可凈產(chǎn)生多少摩爾的ATP？（寫出計算步驟）

脂類代謝

1、以軟脂酸為例，比較說明脂肪酸β-氧化與脂肪酸生物合成的異同。

區(qū)別點

脂肪酸從頭合成脂肪酸b-氧化

部位

胞質(zhì)溶膠

線粒體

?；d體

ACP

COA

加入或斷裂的二碳單位

丙二酸單酰COA

乙酰COA

電子供體或受體

NADPH+H+

NAD

+

FAD

酶

7種（多酶復合體或多功能酶）

4種

羥酯基

能量

D-型

消耗ATP和NADPH+H+

L-型

產(chǎn)生106個ATP

底物的轉(zhuǎn)運

檸檬酸穿梭系統(tǒng)

肉堿轉(zhuǎn)運

反應方向

從ω到羧基

從羧基端開始

循環(huán)次數(shù)

7次

7次

2、寫出1摩爾軟脂酸在體內(nèi)氧化分解成CO2和H2O的反應歷程，并計算產(chǎn)生的ATP摩爾數(shù)。

1mol軟脂酸共經(jīng)過7次上述的β-氧化循環(huán)，將軟脂酸轉(zhuǎn)變?yōu)?mol乙酰CoA，并產(chǎn)生7molFADH2和7molNAD+H+。

每1molFADH2進入呼吸鏈，生成1.5molATP；每1molNADH+進入呼吸鏈，生成2.5molATP。

軟脂酸β-氧化降解過程中脫下的氫經(jīng)呼吸鏈共產(chǎn)生ATP的數(shù)量是：

1.5×7+2.5×7=28molATP。

每1mol乙酰CoA進入三羧酶循環(huán)，可產(chǎn)生10molATP。因此，經(jīng)β-氧化降解所產(chǎn)生的8mol乙酰CoA徹底分解，共產(chǎn)生10×7=70molATP。

另外，軟脂酸在活化時消耗了兩個高能鍵，相當于消耗了2份子ATP。因此，1mol軟脂酸完全氧化時可凈生成1.5×7+2.5×7+10×8-2=106mol

ATP

蛋白質(zhì)的酶促降解及氨基酸代謝

1、氨基酸脫氨后產(chǎn)生的氨和α-酮酸有哪些主要的去路？

α-酮酸的代謝：

（一）再氨基化為氨基酸。

（二）轉(zhuǎn)變?yōu)樘腔蛑?/p>

1.生糖氨基酸（分解可轉(zhuǎn)變?yōu)楸?Ala,Gly,Thr,Ser,Cys、琥珀酸:

Ile,Met,Val、草酰乙酸:Asp,Asn、延胡索酸Phe,Tyr、α-酮戊二酸

:His,Arg,Pro,Glu,Gln）。

2.生酮氨基酸（分解轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ阴?CoA，生成酮體）Leu,Lys,Phe,Trp,Tyr

3.生糖兼生酮氨基酸:Phe,Tyr

（三）氧化供能：進入三羧酸循環(huán)徹底氧化分解供能

氨的代謝

1、合成尿素

2、合成氨基酸

3、合成氨酰

4、合成其他含氮物

5、直接排出

2、圖解尿素循環(huán)的過程，簡要說明其生理意義。

尿素循環(huán)

將體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝產(chǎn)生的較高毒性的氨轉(zhuǎn)化為低毒的尿素，從而排出體外。將體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝產(chǎn)生的較高毒性的氨轉(zhuǎn)化為低毒的尿素，從而排出體外。

核酸的酶促降解及核苷酸代謝

1.嘌呤環(huán)和嘧啶環(huán)從頭合成的各原子來源是什么？

DNA復制，RNA轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)的翻譯

1.敘述DNA聚合反應的特點及DNA復制的過程（包括各種酶及輔助因子的作用）。

DNA聚合反應的特點：

（1）

以4種dNTP為底物；

（2）

DNA模板；

Mg2+

（3）帶3’-OH末端的引物；

（4）延長方向5’

3’；

（5）產(chǎn)物DNA的性質(zhì)與模板相同。

1、復制的起始

由蛋白因子識別復制起始點

解旋解鏈，形成復制叉：

由拓撲異構酶和解鏈酶作用，使DNA的超螺旋及雙螺旋結構解開堿基間氫鍵斷裂，形成兩條單鏈DNA。單鏈DNA結合蛋白（SSB）結合在兩條單鏈DNA上，形成復制叉。

DNA復制時，局部雙螺旋解開形成兩條單鏈，這種叉狀結構稱為復制叉。

拓撲異構酶（又稱DNA旋轉(zhuǎn)酶）：拓撲異構酶Ⅰ可使DNA雙鏈中的一條鏈切斷，松開雙螺旋后再將DNA鏈連接起來，從而避免出現(xiàn)鏈的纏繞。

拓撲異構酶Ⅱ可切斷DNA雙鏈，使DNA的超螺旋松解后，再將其連接起來。

解螺旋酶：又稱解鏈酶或rep蛋白，是用于解開DNA雙鏈的酶蛋白，每解開一對堿基，需消耗兩分子ATP。

單鏈DNA結合蛋白（SSB）

這是一些能夠與單鏈DNA結合的蛋白質(zhì)因子。其作用為：①

使解開雙螺旋后的DNA單鏈能夠穩(wěn)定存在，即穩(wěn)定單鏈DNA，便于以其為模板復制子代DNA；②

保護單鏈DNA，避免核酸酶的降解。

引物酶(合成RNA)：引物酶本質(zhì)上是一種依賴DNA的RNA聚合酶，該酶以DNA為模板，聚合一段RNA短鏈引物，以提供自由的3＇-OH，使子代DNA鏈能夠開始聚合。

引發(fā)體組裝:蛋白因子以及引物酶一起組裝形成引發(fā)體。

引發(fā)：在引物酶的催化下，以DNA為模板，合成一段短的RNA片段，從而獲得3‘端自由羥基（3’-OH）。

2.復制的延長

由DNA聚合酶催化，以3‘→5’方向的親代DNA鏈為模板，從5‘→3’方向聚合子代DNA鏈。在原核生物中，參與DNA復制延長的是DNA聚合酶Ⅲ。

引發(fā)體向前移動，解開新的局部雙螺旋，形成新的復制叉，滯后鏈重新合成RNA引物，繼續(xù)進行鏈的延長。

3.復制的終止

去除引物，填補缺口；連接岡崎片段；

在原核生物中，由DNA聚合酶Ⅰ來水解去除RNA引物，并由該酶催化延長引物缺口處的DNA，直到剩下最后一個磷酸酯鍵的缺口。在DNA連接酶的催化下，形成最后一個磷酸酯鍵，將岡崎片段連接起來，形成完整的DNA長鏈。

2、闡述DNA的復制是半保留半不連續(xù)復制。

半不連續(xù)復制：雙鏈DNA分子的兩條鏈是反向平行的。而DNA聚合酶的方向都是5’

3’。當DNA復制時，一條鏈是連續(xù)合成的，稱前導鏈，而另一條在5’

3’方向合成小片段DNA（岡崎片段），然后通過酶將這些片段連接起來，這不連續(xù)合成的DNA

鏈為滯后鏈。

3、DNA復制（原核）與RNA轉(zhuǎn)錄各有何特點？試比較之。

DNA復制：只有一個復制起點，以雙向等速復制方式進行的。DNA的兩條模板鏈是反平行的，而DNA的合成又總是沿5ˊ→

3ˊ方向

有關的酶及蛋白質(zhì):拓撲異構酶,解螺旋酶,單鏈結合蛋白,DNA聚合酶,DNA連接酶,引物酶

RNA轉(zhuǎn)錄：模板

RNA的轉(zhuǎn)錄合成需要DNA做模板，DNA雙鏈中只有一股鏈起模板作用，即模板鏈

轉(zhuǎn)錄需要RNA聚合酶，合成方向5ˊ→

3ˊ

模板與酶的辨認結合：轉(zhuǎn)錄模板上有被RNA聚合酶辨認和結合的位點

4、DNA復制的高度準確性是通過什么來實現(xiàn)的？

DNA復制時的保真性主要與下列因素有關：

1．遵守嚴格的堿基配對規(guī)律；

2．DNA聚合酶在復制時對堿基的正確選擇；

3．對復制過程中出現(xiàn)的錯誤及時進行校正。

5、什么是遺傳密碼？簡述其基本特點。

指mRNA中的核苷酸排列序列與蛋白質(zhì)中的氨基酸排列序列的關系。mRNA中每三個相鄰的核苷酸組成三聯(lián)體，代表一個氨基酸的信息，此三聯(lián)體就稱為密碼子或三聯(lián)密碼。共有64種不同的密碼。一般情況下，一個三聯(lián)體密碼（密碼子）對應著一個氨基酸。

遺傳密碼具有以下特點：

①

連續(xù)性；

②

簡并性；

③

擺動性；

④

通用性（在線粒體或葉綠體中特殊）；

⑤

方向性，即解讀方向為5′→

3′；

⑥

起始密碼：AUG；終止密碼：UAA、UAG、UGA。

6、mRNA、tRNA、rRNA在蛋白質(zhì)生物合成中各具什么作用？

①mRNA是遺傳信息的傳遞者，是蛋白質(zhì)生物合成過程中直接指令氨基酸摻入的模板。②.tRNA在蛋白質(zhì)合成中不但為每個三聯(lián)體密碼子譯成氨基酸提供接合體，還為準確無誤地將所需氨基酸運送到核糖體上提供運送載體。

③.rRNA與蛋白質(zhì)結合組成的核糖體是蛋白質(zhì)生物合成的場所。

7、簡要說明蛋白質(zhì)生物合成的步驟。

蛋白質(zhì)合成存在三個階段：起始、延伸、終止。

起始：形成mRNA核糖體復合物，起始密碼子結合起始氨酰tRNA（第一個氨酰tRNA,tRNAifMet）

延伸：依次閱讀密碼子，多肽鏈在C端增加氨基酸而延長。

終止：遇到終止密碼子，因終止密碼子無對應的氨酰tRNA。

物質(zhì)代謝的聯(lián)系和調(diào)節(jié)

1、為什么說三羧酸循環(huán)是糖、脂、蛋白質(zhì)三大物質(zhì)代謝的共同通路？哪些化合物可以被認為是聯(lián)系糖、脂、蛋白質(zhì)和核酸代謝的重要環(huán)節(jié)？為什么？

①三羧酸循環(huán)是糖、脂、蛋白質(zhì)三大物質(zhì)代謝的共同氧化分解途徑；三羧酸循環(huán)為糖、脂、蛋白質(zhì)三大物質(zhì)合成代謝提供原料，要舉例。

②列舉出糖、脂、蛋白質(zhì)、核酸代謝相互轉(zhuǎn)化的一些化合物，糖、脂、蛋白質(zhì)、核酸代謝相互轉(zhuǎn)化相互轉(zhuǎn)化途徑

（1）三羧酸循環(huán)是乙酰CoA最終氧化生成CO2和H2O的途徑。

（2）糖代謝產(chǎn)生的碳骨架最終進入三羧酸循環(huán)氧化。

（3）脂肪分解產(chǎn)生的甘油可通過有氧氧化進入三羧酸循環(huán)氧化，脂肪酸經(jīng)β-氧化產(chǎn)生乙酰CoA可進入三羧酸循環(huán)氧化。

（4）蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的氨基酸經(jīng)脫氨后碳骨架可進入三羧酸循環(huán)，同時，三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物可作為氨基酸的碳骨架接受氨后合成必需氨基酸。所以，三羧酸循環(huán)是三大物質(zhì)代謝共同通路。

5.何謂操縱子學說？試以大腸桿菌乳糖操縱子為例說明酶合成的誘導和阻遏。

操縱子模型：1961年Monod和Jacob提出了操縱子模型，這個模型的基因組成是由調(diào)節(jié)基因，控制位點和一組功能相關的結構基因。其中控制位點包括啟動基因和操縱基因。

酶合成的誘導作用機制：

乳糖操縱子是由一組功能相關的結構基因，操縱基因和與RNA聚合酶結合的啟動基因組成。調(diào)節(jié)基因編碼的產(chǎn)物阻遏蛋白可調(diào)節(jié)操縱基因的開與關。

當無誘導物乳糖存在時，調(diào)節(jié)基因編碼的阻遏蛋白處于活性狀態(tài)，阻遏蛋白可以操縱基因結合，阻止了RNA聚合酶與啟動基因的結合，結構基因不能編碼參與乳糖分解代謝的3種酶：b-半乳糖苷酶，b-半乳糖苷透性酶和b-乳糖苷轉(zhuǎn)乙?；?。在誘導物乳糖存在的情況下，乳糖同阻遏蛋白結合，阻遏蛋白發(fā)生構象變化而處于失活狀態(tài)，此時結構基因可轉(zhuǎn)錄一條多順反子的mRNA，并翻譯乳糖分解代謝的3種酶。