生化论述题.pdf

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1、生化论述题生化论述题1、现有两支试管，有一支装有一种DNA溶液，另外一支装有一种RNA溶液，请根据核酸的理化性质设计一个实验来对二者进行鉴别，并对相关的核酸理化性质进行解释可使用的设备和试剂：水浴锅，分光光度计，蒸馏水，移液器，试管。题解:1)通过加热后测定吸光度，吸光度升高的是DNA，吸光度基本不变的是RNA。2DNA和RNA的结构上的不同，DNA为双链双螺旋结构，RNA为单链。3) DNA双链之间通过硷基之间的氢键相连接， 加热会破坏氢键， 暴露出硷基， 260nm吸光度增加。2、凝血因子II,VII, IX和X是依赖维生素K的凝血因子羧化酶参与了催化这些凝血因子的合成过程维生素K对羧化酶

2、的催化活性是必需的所以临床上，为防止手术中及术后出血过多，常补充一定量的维生素K，对促进病人的凝血功能有明显效果请结合酶的结构和功能相关理论进行解释。题解：1) 酶蛋白与辅助因子共同组成全酶，单独存在无活性，羧化酶是一个结合酶，只有辅助因子维生素K存在的情况下，酶才具有活性。2) 酶的辅助因子分为辅酶和辅基，辅酶和酶蛋白结合疏松；辅基和酶蛋白结合紧密。3、举例论述蛋白质的结构与功能之间的紧密关联。每一种蛋白质都具有特定的结构，也具有特定的功能。一)蛋白质的一级结构与其构象及功能的关系蛋白质一级结构是空间结构的基础，特定的空间构象主要是由蛋白质分子中肽链和侧链R基团形成的次级键来维持，在生物体内

3、，蛋白质的多肽链一旦被合成后，即可根据一级结构的特点自然折叠和盘曲，形成一定的空间构象。一级结构相似的蛋白质，其基本构象及功能也相似，例如，不同种属的生物体别离出来的同一功能的蛋白质，其一级结构只有极少的差异，而且在系统发生上进化位置相距愈近的差异愈小。在蛋白质的一级结构中， 参与功能活性部位的残基或处于特定构象关键部位的残基，即使在整个分子中发生一个残基的异常，那么该蛋白质的功能也会受到明显的影响。被称之为“分子病”的镰刀状红细胞性贫血仅仅是574个氨基酸残基中，一个氨基酸残基即亚基N端的第6号氨基酸残基发生了变异所造成的，这种变异来源于基因上遗传信息的突变。(二)蛋白质空间构象与功能活性的

4、关系蛋白质多种多样的功能与各种蛋白质特定的空间构象密切相关， 蛋白质的空间构象是其功能活性的基础，构象发生变化，其功能活性也随之改变。蛋白质变性时，由于其空间构象被破坏，故引起功能活性丧失，变性蛋白质在复性后，构象复原，活性即能恢复。如血红蛋白结构与氧离曲线，Hb中的亚基和氧结合后，会促进下一个亚基和氧的结合。14、在不同生物细胞色素C或其它某种蛋白的一级结构的异同比较的基础上，思考生物分子进化。物种越接近，则细胞色素c的一级结构越相似，其空间设想和功能也越相似。猕猴与人类很接近，两者的一级结构只相差一个氨基酸，而人类与黑猩猩的细胞色素c一级结构完全相同。面包酵母与人类从物种进化看，两者的细胞

5、色素c的一级结构相差51个氨基酸之多。而保守区的存在说明这些结构对于各自的功能是十分重要的， 因而在生物进化过程中不容轻易改变。至于个别基因或染色体片段的位置改变则在进化过程中可以发生而保存下来。 个别核苷酸的改变同样可以发生而保存下来， 这些变化可以清楚地反映在各种近缘生物的染色体和遗传学图的比较研究中，也可以反映在蛋白质的比较研究中。功能强的分子或分子局部的进化具有较强的“保守性”。生物大分子进化的保守性说明大分子进化并非完全随机的。中性学说将分子的进化与生物个体的进化联系起来，并说明了长期进化过程中变异从量变导致质变。它是从更深的一个层次对达尔文的自然选择学说进行阐释，是在分子水平上对达

6、尔文主义的补充和发展5、论述DNA双螺旋结构的特点及其生物学功能。DNA的二级结构是双螺旋结构，其特点为：DNA两条反向平行的多核甘酸链相互缠绕形成一个右手的双螺旋结构。碱基位于双螺旋内侧，磷酸与糖基在外侧，通过磷酸二脂键相连，形成核酸的骨架。碱基平面与假象的中心轴垂直，糖环平面则与轴平行，2.两条链皆为右手螺旋。双螺旋的直径为2nm，碱基堆积距离为，两核甘酸之间的夹角是36，每对螺旋由 10对碱基组成，碱基按 A-T，G-C配对互补，彼此以氢键相联系。3.维持DNA双螺旋结构的稳定的力主要是碱基堆积力。双螺旋外表有两条宽窄深浅不一的一个大沟和一个小沟。由于腺膘呤总是与胸腺嘧啶配对、鸟膘呤总是

7、与胞嘧啶配对，这说明两条链的碱基顺序是彼此互补的，只要确定了其中一条链的碱基顺序，另一条链的碱基顺序也就确定了。因此，只需以其中的一条链为模版，即可合成复制出另一条链，所以DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供模板；碱基具有互补配对的能力，能够使复制准确无误。从而保证了物种的相对稳定性， 保持了遗传信息的连续性，使种族得以延续。6、论述核酸分子杂交技术原理及其应用。不同来源的核酸变性后，合并在一处进行复性，这时，只要这些核酸分子的核苷酸序列含有可以形成碱基互补配对的片段，复性也会发生于不同来源的核酸链之间，形成所谓的杂化双链，这个过程称为杂交。杂交可以发生于DNA与DNA之间，也可以发生于R

8、NA与RNA之间和DNA与RNA之间。核酸杂交技术是目前研究核酸结构、功能常用手段之一，不仅可用来检验核酸的缺失、插入，还可用来考察不同生物种类在核酸分子中的共同序列和不同序列以确定它们在进化中的关系。在核酸杂交的基础上发展起来的一种用于研究和诊断的非常有用的技术称探针技术例如： 想知道某种病毒是否和某种肿瘤有关，可把病毒的DNA制成探针。从肿瘤组织提取DNA，与探针杂交处理后，有杂化双链的出现，就说明两种DNA之间有同源性。这不等于可以说这种病毒引起肿瘤，但至少这是可以继续深入研究下去的一条重要线索。探针技术在遗传性疾病诊断上已开始应用。例如诊断地中海贫血或血红蛋白病，可以由已确诊的病人白细

9、胞中提取DNA，这就是诊断探针。用诊断探针检查，不但可以对有症状患者进行确诊，还可以发现一些没有症状的隐性遗传性疾病。从胎儿的羊水也可以提取到少量DNA。由于探针技术比较灵敏，就使遗传性疾病的产前诊断较为容易办得到了27、以实际例子论述酶促反应高效性原理。在无酶催化的情况下，底物需要越过一个较高的活化能才能发生反应，变成产物。酶作为催化剂所起的作用就是降低活化能，从而使反应速度加快。酶为什么会降低酶促反应活化能屏障？现在一般认为， 从底物角度来说， 当底物进入酶活性中心区域得到集中、 浓缩后， 由于酶与底物的相互作用，致使两者的构象都发生了变化， 此时底物分子内某些基团电子密度发生了变化， 形

10、成所谓电子张力，使与之相连的敏感键一端变得更加敏感，更易断裂。稳定的酶-底物共价中间物，此中间物很容易变成过渡态。使反应活化能大为降低，这样底物就可以越过较低活化能屏障形成产物。同时酶和底物的相互作用时要释放一些结合能，以使酶-底物复合物稳定，同时可用来降低化学反应所需的活化能了。由于催化反应中，只需较小的能量就可使反应物进入活化状态，所以和非催化反应相比较，活化分子数量大大的增加，从而加快了反应的速度。如过氧化氢的分解。当没有催化剂的时候需要活化能是75.24千焦每摩尔，用胶态钯作催化剂的时候，只需要活化能48.94千焦每摩尔，当有过氧化氢酶催化的时候，活化能下降到8.36千焦每摩尔，酶作为

11、催化剂参加一次反应以后，酶分子立即恢复到原来的状态，继续参加反应。所以一定量的酶在短时间内能催化大量的底物发生反应。8、以实际例子论述酶在临床实践中的重要价值。酶与疾病的发生、临床诊断与治疗密切相关。许多疾病与酶的质和量的异常有关。如：酪氨酸酶缺乏引起白化病；胰腺蛋白酶在胰腺中被激活水解胰腺细胞而导致胰腺炎；肝糖合成与分解的酶活性降低时会引起饥饿低血糖。人体中酶的活性、含量可作为某些疾病的诊断指标。如急性胰腺炎时，丙氨酸转氨酶可因肝细胞的破坏而大量释放入血， 引起民血清此栈活性升高。 如前列腺癌病人血清酸性磷酸酶含量增高。酶与临床治疗有着密切关系。酶作为药物可用于补充机体某种酶的不足，如消化腺

12、分泌不良所致的消化不良可服用胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶等。利用酶的催化作用对某些疾病进行针对性的治疗。如利用一些蛋白酶溶解和清除炎症渗出物与疤痕等。许多化学药物通过掏或通过激活体内某种酶的活性对疾病进行治疗。如阻断肿瘤细胞内某些酶的活性，抑制肿瘤细胞的生长。 许多抗菌药物通过抑制细菌的某些栈发挥抑菌作用。如青霉素通过阻断细菌细胞壁合成过程中糖肽转肽酶的活性而破坏细菌细胞壁的合成，从而达抑菌作用。9.论述维生素A缺乏时，为什么会换夜盲症？熟悉维生素 A 又名视黄醇。由于维生素 A 是人类在食物中第一个被发现的维生素， 因而排名第一为维生素 A眼睛的视网膜上杆状细胞具有在黑暗的条件下分

13、辨物体的能力，这是因为它里面含有视紫红质。视紫红质是一种由维生素 A 和视蛋白结合而成的物质， 当饮食中缺乏维生素A 或因某些消化系统疾病影响维生素 A 的吸收， 致使视网膜杆状细胞没有合成视紫红质的原料，造成夜盲。这又叫暂时性夜盲。只要多吃猪肝、胡萝卜、鱼肝油等，即可补充维生素A 的不足，很快就会痊愈。维生素 A 除了有效防治夜盲症以及结膜干燥、角膜软化、皮肤干燥等症状。310、论述生物氧化与体外物质氧化的异同。熟记相异：体外氧化生物氧化、氧化方式燃烧加氧、脱氢、失电子，遵循氧化复原反应的一般规则、能量的释放突然释放逐步释放、条件有氧体温、PH 接近中性、酶催化、产物来源CO2、H2O 由物

14、质中的碳和氢加水脱氢使物质间接获得氧，直接与氧结合成增多脱氢时机、水是由脱下的氢和氧结合来的。CO2 是由有机酸脱羟产生、相同：物质在体内外氧化时所消耗的氧量、最终产物CO2H2O和释放的能量均相等。11、体内氨基酸的来源与主要代谢去路 熟记答：1、体内氨基酸的来源：食物中的蛋白质经消化吸收后进入内环境。这是体内氨基酸来源中最主要的一条途径。体内蛋白质的分解。 在动物和人体内，每天都要更新大量的蛋白质，这些被更新的蛋白质最初分解成氨基酸，这些氨基酸中的大部分被重新用来合成新的蛋白质， 只有一小部分通过脱氨酸作用分解掉。所以体内被更新的蛋白质被分解成氨基酸，是内环境中氨基酸的另一个重要来源合成一

15、些非必需氨基酸。 通过转氨基作用可以合成一些非必需氨基酸，也是内环境中氨基酸的一种来源。2、主要代谢去路：.合成各种组织蛋白，酶和激素；.通过氨基转换作用形成人体的非必需氨基酸；.通过脱氨基作用形成含氮部分和不含氮部分， 其中含氮部分在肝脏中转化成尿素排出体外，不含氮部分又有两条代谢途径，一是氧化分解成二氧化碳和水，释放能量，二是转化成糖和脂肪。12.论述一碳单位的代谢及生理功能。熟记一碳单位的代谢1定义：某些氨基酸在分解代谢过程中可以产生含有一个碳原子的基团，称一碳单位。体内的一碳单位有：甲基、甲烯基、甲炔基、甲酰基和亚氨甲基等。 CO不属于此种一碳单位，一碳单位常结合于四氢叶酸分子的N，N

16、10 位上而转运，故四氢叶酸可看作是其辅酶。2来源：一碳单位主要来源于丝氨酸、甘氨酸、组氨酸及色氨酸的代谢。甘氨酸和丝氨酸代谢产生 N，N10-甲烯四氢叶酸，组氨酸产生N5-亚氨甲基四氢叶酸，色氨酸产生 N10-甲酰四氢叶酸。43一碳单位的相互转变： 在适当条件下， 它们可以通过氧化复原反应而彼此转变，但是 N5 甲基四氢叶酸的生成基本是不可逆的，也就是说 N5-甲基四氢叶酸不能转化为其他类型一碳单位，它的主要作用是提供甲基。4一碳单位的生理功能：一碳单位的主要生理功能是作为合成嘌呤及嘧啶的原料， 故在核酸生物合成中占有重要地位。因为一碳单位可由氨基酸转变而来，而其又可作为核酸合成的原料，故一

17、碳单位将氨基酸和核酸代谢密切联系起来。一碳单位代谢障碍，可造成某些疾病，因为其会影响核酸合成，使细胞分裂受到阻碍，磺胺药即是通过干扰细菌四氢叶酸合成，影响一碳单位代谢，进而影响细菌核酸合成而抑制细菌生长增殖。13.请从一位未来医生的角度，围绕高尿酸血症引起痛风及其生化机制，论述人类饮食平衡的重要性熟记答：人体内尿酸有两个来源，从富含核蛋白的食物中核苷酸分解而来的属外源性；从体内氨基酸、磷酸核糖及其他小分子化合物合成和核酸分解代谢而来的属内源性。高尿酸血症是痛风的重要标志当尿酸生成增多或/和尿酸排出减少时均可引起血中尿酸盐浓度增高尿酸是人类嘌呤代谢的最终产物血尿酸盐浓度和嘌呤代谢密切相关当机体嘌

18、呤合成增多可导致血液中尿酸增加原发性痛风患者，尿酸的生成并不增加，高尿酸血症的形成主要是由肾脏的清除减退所致最终导致高尿酸血症的产生。当血尿酸持续高浓度或急剧波动时，呈过饱和状态的尿酸盐就会结晶沉积在组织中，引起痛风的症状和体征。为了防止患上或治疗痛风，就应该从尿酸生成的两个来源入手。尿酸的主要来源是摄入富含嘌呤的食物，在体内代谢后产生。平时饮食时应注意一下几点；对于预防痛风的发生有十分重要的意义。1少喝酒一旦血中酒精浓度高达 200mg/dl，血中乳酸会随着乙醇的氧化过程而增加，令肾脏的尿酸排泄受阻，结果使血中尿酸增加。2少吃高胆固醇的食物动物内脏(肝、肠、肾、脑)、肥肉、鱿鱼、 鱼、墨鱼3

19、虾、蟹、动物内脏，含嘌呤高的食物应少食，菠菜=豆类等食物应少食4大量饮水，促进尿酸排泄5牛奶、蛋类，大部分蔬菜、水果可不限6发面面食放碱的粥类，因含碱性物质可促进尿酸排泄，保护肾脏，倡导食用7少吃高嘌呤的食物8少吃酸性食物，如咖啡、煎炸食物、高脂食物。酸碱不平衡，会影响身体机能，加重肝肾负担。中医学认为，固肾的食物有助排泄尿酸，平日可按六味地黄(熟地、山茱萸、山药、泽泻、丹皮、茯苓)配方煎水饮用，以收滋阴补肾成效14.参与 DNA 复制的生物分子有哪些，各有什么功能？熟记答：参与 DNA 复制的生物分子及其功能如下：1. 底物：脱氧三磷酸核苷dNTP即 dATP、dCTP、dGTP、dTTP，

20、 合成新 DNA 链的原料。2. 聚合酶，包括：原核生物的DNA 聚合酶，即DNA-pol、 .三种酶都有 53 聚合酶活性和 35核酸外切酶活性。真核生物的 DNA 聚合酶, 包括 DNA-pol、 、 、 、 五种。都有 53核酸外切酶活性。53. 模板：指的是解开成单链的 DNA 母链，为 DNA 的复制提供版样。4. 引物：是由引物酶催化合成的短链 RNA 分子。可以提供 3-OH 末端，在 DNA-pol酶催化下逐一加入 dNTP 而延长 DNA 子链。5. 其他酶和蛋白质分子：解螺旋酶： 解开 DNA 双链引物酶：催化 RNA 引物的生成单链 DNA 结合蛋白：SSB ，稳定已解开

21、的单链。DNA 拓扑异构酶拓扑酶分为型和型两种。拓扑酶DNA 分子的作用是既能连接磷酸二酯键，具有理顺 DNA的作用DNA 连接酶：连接 DNA 链 3-OH 末端和另一 DNA 链的5-P 末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相邻的DNA 链连成完整的链。15.简述保证 DNA 复制真实性的机制和 DNA 损伤后的修复机制。熟记一、DNA 复制的保真性至少依赖三种机制：1、遵守严格的碱基配对原则：A-T、C-G。2、聚合酶在复制延长中对碱基的选择功能：3、复制出错时有即时的校读功能。二、DNA 损伤修复机制:1、光修复通过光修复酶使嘧啶二聚体分解为原来的非聚合状态，DNA 恢复正常。2、切

22、除修复是细胞内最重要和有效的修复方式，其过程包括去除损伤的 DNA，填补空隙和连接3、重组修复损伤面太大又没有及时修复的 DNA 也可进行复制，这种损伤需以重组方式修复。通过与健康母链相连，不断复制后，把损伤链“稀释”掉。4、SOS 修复DNA 损伤广泛至难以继续复制而诱发出一系列复杂的反应，称 SOS 修复，只在紧急状态下才整体发动，对突变、癌变方面有一定的修复作用。16.试述真核细胞 RNA 转录后的加工修饰。熟记真核细胞真核细胞 RNARNA 转录后的加工修饰转录后的加工修饰一、真核生物 mRNA 转录后需进行 5-端戴帽和 3-端加尾修饰及对 mRNA 链进行剪接。 转录产物第一个核苷

23、酸多是 5三磷酸鸟苷 pppG， 在 mRNA 成熟过程中，先由磷酸酶把 5-pppG 水解，释放出焦磷酸，然后 5-端与另一个三磷酸鸟苷反应，生成三磷酸双鸟苷，在甲基化酶作用下使第一或第二个鸟嘌呤碱基发生甲基化反应，形成帽子结构。接着，由核酸外切酶切除 3-末端过剩的核苷酸，然后加上polyA。在由 snRNP 与 hnRNA 结合形成的剪接体内， 通过二次转酯反应使外显子与内含子之间的共价键断裂，两个外显子相连而内含子被切除。二、tRNA 的转录后加工：真核生物的 tRNA 由 RNA pol催化生成初级转录产物，然后加工成熟。 结构中较保守的序列是 DHU 和 T两个环的模板， 成熟 t

24、RN 端由核苷酸转移酶加入作为末端。6三、的转录后加工：真核生物核内有一种S 的转录产物，是三种的前身。 RNA 经剪接后分出属于核蛋白小亚基的S，余下部分再剪接成.S 和S 的。成熟后在核仁上装配，与核蛋白提蛋白质一起形成核蛋白体，为翻译进行的场所。四、17.简述参与蛋白质生物合成体系的组分及功能。熟记五、六、一、蛋白质合成体系参与蛋白质合成的物质，除作为原料的氨基酸外，还有 mRNA、tRNA、核蛋白体、有关的酶(氨基酰 tRNA 合成酶)，以及 ATP、CTP等供能物质与必要的无机离子等。七、1mRNA 的作用原理八、mRNA 中每 3 个核苷酸组成 1 个密码子，表达一个氨基酸的信息。

25、九、在 mRNA 中，每 3 个相互邻接的核苷酸，其特定排列顺序，在蛋白质生物合成中可被表达为某种氨基酸或合成的终止信号者称为密码子，统称遗传密码。遗传密码具有简并性、通用性、方向性、不间断性和不重叠性。十、UAA、UAG、UGA 为肽链的终止信号，不代表任何氨基酸。密码子 AUG 不仅代表一定氨基酸，而且位于 mRNA 启始部分，AUG 又是肽链合成的启始信号。十一、mRNA 上的启动信号到终止信号的排列是有一定方向性的。启动信号总是位于 mRNA 的 5末端的一边，而终止信号总是在 mRNA 的 3末端一边。十二、 2tRNA 的作用原理十三、 不同的氨基酸有其特定的 tRNA，同一种氨基

26、酸常有数种 tRNA。在 ATP和酶存在的条件下，tRNA 与对应氨基酸结合成为氨基酰 tRNA。十四、 tRNA 上有由 3 个核苷酸组成的反密码子，与 mRNA 上的密码子按碱基互补配对原则结合，氨基酰tRNA 才能准确的在 mRNA 上对号入座。但tRNA 的反密码子中的核苷酸与 mRNA 的第三个核苷酸配对时，并不严格遵循碱基互补配对原则，此种配对称不稳定配对。十五、 3核蛋白体的作用原理十六、 核蛋白体相当于装配体，由大亚基(原核为 50S，真核为 60S)和小亚基(原核为30S，真核为 40S)组成。大亚基具有转肽酶的活性，可使核蛋白体上的肽链转移到新进入核蛋白体的 tRNA 所携

27、带的氨基酸上，使其缩合成肽。所以，当核蛋白体在mRNA 上每向前移动一个密码子的位置，肽链上即增加一个新的氨基酸，直至终止信号十七、 18.真核生物蛋白质的翻译后加工有哪些？熟记十八、 从核蛋白体释放的多肽链，不一定具备生物活性。肽链从核蛋白体释放后，经过细胞内各种修饰处理过程，成为有活性的成熟蛋白质，称为翻译后加工。十九、 1.高级结构的修饰肽链释放后可自行根据其一级结构的特征折叠、盘曲成高级结构。此外，高级结构的修饰还包括：二十、 1折叠：蛋白立体构象的生成需要折叠，有分子伴侣，二硫键异构酶及肽链顺反异构酶等参与。二十一、2亚基聚合。具有四级结构的蛋白质由两条以上的肽链通过非共价键聚合，形

28、成寡聚体，各亚基虽自有独立功能，但又必须相依存，才得以发挥作用。二十二、3辅基连接。蛋白质分为纯蛋白及结合蛋白两大类，糖蛋白、脂蛋白及各种带有辅酶的酶，都是常见的重要结合蛋白质。辅基辅酶与肽链的结合是复杂的生化过程。二十三、2一级产物的修饰7二十四、1去除 N-甲酰基或 N-蛋氨酸。在蛋白质合成过程中，N-端氨基酸总是fMet甲酰蛋氨酸 ，其-氨基是甲酰化的。但天然蛋白质大多数不以蛋氨酸为 N端第一位氨基酸。细胞内的脱甲酰基酶或氨基肽酶可以除去 N-甲酰基，N-末端蛋氨酸或 N-末端的一段肽。二十五、2个别氨基酸的修饰。有些蛋白质还需经一定的修饰才能成熟而参与正常的生理活动。 例如精蛋白的前体需要带上糖链， 胶原蛋白的前体在细胞内合成后，需经羟化并带上糖链。二十六、3水解修饰。通过水解修饰，一条肽链可能分为多个不同的活性肽段。无活性的酶原转变为有活性的酶，常需要去掉一部分肽链。例如胰岛素原变为胰岛素时，尚需去掉部分肽段。二十七、3蛋白质合成的靶向输送二十八、蛋白质合成后，定向地到达其执行功能的目标地点，称为靶向输送。分泌性蛋白的合成过程实际是和其他蛋白质基本一样的。 但其 mRNA 往往要有一段疏水氨基酸较多的肽编码，这段肽称为信号肽，其作用是把合成的蛋白质转移到内质网，剪切下信号肽，然后把合成的蛋白质送出胞外。8