生物化學(xué)簡(jiǎn)明教程第四版課后習(xí)題及答案.doc

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1、1 緒論1生物化學(xué)研究的對(duì)象和內(nèi)容是什么？解答：生物化學(xué)主要研究:（1）生物機(jī)體的化學(xué)組成、生物分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及功能；（2）生物分子分解與合成及反應(yīng)過(guò)程中的能量變化；（3）生物遺傳信息的儲(chǔ)存、傳遞和表達(dá)；（4）生物體新陳代謝的調(diào)節(jié)與控制。2你已經(jīng)學(xué)過(guò)的課程中哪些內(nèi)容與生物化學(xué)有關(guān)。提示：生物化學(xué)是生命科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，注意從不同的角度，去理解并運(yùn)用生物化學(xué)的知識(shí)。3說(shuō)明生物分子的元素組成和分子組成有哪些相似的規(guī)侓。解答：生物大分子在元素組成上有相似的規(guī)侓性。碳、氫、氧、氮、磷、硫等6種是蛋白質(zhì)、核酸、糖和脂的主要組成元素。碳原子具有特殊的成鍵性質(zhì)，即碳原子最外層的4個(gè)電子可使碳與自身形成共價(jià)單

2、鍵、共價(jià)雙鍵和共價(jià)三鍵，碳還可與氮、氧和氫原子形成共價(jià)鍵。碳與被鍵合原子形成4個(gè)共價(jià)鍵的性質(zhì),使得碳骨架可形成線(xiàn)性、分支以及環(huán)狀的多種多性的化合物。特殊的成鍵性質(zhì)適應(yīng)了生物大分子多樣性的需要。氮、氧、硫、磷元素構(gòu)成了生物分子碳骨架上的氨基（NH2）、羥基（OH）、羰基（）、羧基（COOH）、巰基（SH）、磷酸基（PO4 ）等功能基團(tuán)。這些功能基團(tuán)因氮、硫和磷有著可變的氧化數(shù)及氮和氧有著較強(qiáng)的電負(fù)性而與生命物質(zhì)的許多關(guān)鍵作用密切相關(guān)。生物大分子在結(jié)構(gòu)上也有著共同的規(guī)律性。生物大分子均由相同類(lèi)型的構(gòu)件通過(guò)一定的共價(jià)鍵聚合成鏈狀，其主鏈骨架呈現(xiàn)周期性重復(fù)。構(gòu)成蛋白質(zhì)的構(gòu)件是20種基本氨基酸。氨基酸之

3、間通過(guò)肽鍵相連。肽鏈具有方向性（N 端C端）,蛋白質(zhì)主鏈骨架呈“肽單位”重復(fù)；核酸的構(gòu)件是核苷酸,核苷酸通過(guò)3, 5-磷酸二酯鍵相連，核酸鏈也具有方向性(5、3 ),核酸的主鏈骨架呈“磷酸-核糖（或脫氧核糖）”重復(fù)；構(gòu)成脂質(zhì)的構(gòu)件是甘油、脂肪酸和膽堿，其非極性烴長(zhǎng)鏈也是一種重復(fù)結(jié)構(gòu)；構(gòu)成多糖的構(gòu)件是單糖，單糖間通過(guò)糖苷鍵相連，淀粉、纖維素、糖原的糖鏈骨架均呈葡萄糖基的重復(fù)。2 蛋白質(zhì)化學(xué)1用于測(cè)定蛋白質(zhì)多肽鏈N端、C端的常用方法有哪些？基本原理是什么？解答：（1） N-末端測(cè)定法：常采用二硝基氟苯法、Edman降解法、丹磺酰氯法。二硝基氟苯(DNFB或FDNB)法：多肽或蛋白質(zhì)的游離末端氨基與

4、二硝基氟苯（DNFB）反應(yīng)（Sanger反應(yīng)），生成DNP多肽或DNP蛋白質(zhì)。由于DNFB與氨基形成的鍵對(duì)酸水解遠(yuǎn)比肽鍵穩(wěn)定，因此DNP多肽經(jīng)酸水解后，只有N末端氨基酸為黃色DNP氨基酸衍生物，其余的都是游離氨基酸。 丹磺酰氯(DNS)法：多肽或蛋白質(zhì)的游離末端氨基與與丹磺酰氯（DNSCl）反應(yīng)生成DNS多肽或DNS蛋白質(zhì)。由于DNS與氨基形成的鍵對(duì)酸水解遠(yuǎn)比肽鍵穩(wěn)定，因此DNS多肽經(jīng)酸水解后，只有N末端氨基酸為強(qiáng)烈的熒光物質(zhì)DNS氨基酸，其余的都是游離氨基酸。 苯異硫氰酸脂（PITC或Edman降解）法：多肽或蛋白質(zhì)的游離末端氨基與異硫氰酸苯酯（PITC）反應(yīng)（Edman反應(yīng)），生成苯氨基硫

5、甲酰多肽或蛋白質(zhì)。在酸性有機(jī)溶劑中加熱時(shí)，N末端的PTC氨基酸發(fā)生環(huán)化，生成苯乙內(nèi)酰硫脲的衍生物并從肽鏈上掉下來(lái)，除去N末端氨基酸后剩下的肽鏈仍然是完整的。 氨肽酶法：氨肽酶是一類(lèi)肽鏈外切酶或叫外肽酶，能從多肽鏈的N端逐個(gè)地向里切。根據(jù)不同的反應(yīng)時(shí)間測(cè)出酶水解釋放的氨基酸種類(lèi)和數(shù)量，按反應(yīng)時(shí)間和殘基釋放量作動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)，就能知道該蛋白質(zhì)的N端殘基序列。（2）C末端測(cè)定法：常采用肼解法、還原法、羧肽酶法。肼解法：蛋白質(zhì)或多肽與無(wú)水肼加熱發(fā)生肼解，反應(yīng)中除C端氨基酸以游離形式存在外，其他氨基酸都轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氨基酸酰肼化物。 還原法：肽鏈C端氨基酸可用硼氫化鋰還原成相應(yīng)的氨基醇。肽鏈完全水解后，代表原

6、來(lái)C末端氨基酸的氨基醇，可用層析法加以鑒別。 羧肽酶法：是一類(lèi)肽鏈外切酶，專(zhuān)一的從肽鏈的C末端開(kāi)始逐個(gè)降解，釋放出游離的氨基酸。被釋放的氨基酸數(shù)目與種類(lèi)隨反應(yīng)時(shí)間的而變化。根據(jù)釋放的氨基酸量（摩爾數(shù)）與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系，便可以知道該肽鏈的C末端氨基酸序列。2測(cè)得一種血紅蛋白含鐵0.426%，計(jì)算其最低相對(duì)分子質(zhì)量。一種純酶按質(zhì)量計(jì)算含亮氨酸1.65%和異亮氨酸2.48%，問(wèn)其最低相對(duì)分子質(zhì)量是多少？解答：（1）血紅蛋白：（2）酶：因?yàn)榱涟彼岷彤惲涟彼岬南鄬?duì)分子質(zhì)量相等，所以亮氨酸和異亮氨酸的殘基數(shù)之比為：1.65%:2.48%=2:3，因此，該酶分子中至少含有2個(gè)亮氨酸，3個(gè)異亮氨酸。3指出下面

7、pH條件下，各蛋白質(zhì)在電場(chǎng)中向哪個(gè)方向移動(dòng)，即正極，負(fù)極，還是保持原點(diǎn)？（1）胃蛋白酶（pI 1.0），在pH 5.0；（2）血清清蛋白（pI 4.9），在pH 6.0；（3）-脂蛋白（pI 5.8），在pH 5.0和pH 9.0；解答：（1）胃蛋白酶pI 1.0環(huán)境pH 5.0，帶負(fù)電荷，向正極移動(dòng)；（2）血清清蛋白pI 4.9環(huán)境pH 6.0，帶負(fù)電荷，向正極移動(dòng)；（3）-脂蛋白pI 5.8環(huán)境pH 5.0，帶正電荷，向負(fù)極移動(dòng)；-脂蛋白pI 5.8環(huán)境pH 9.0，帶負(fù)電荷，向正極移動(dòng)。4何謂蛋白質(zhì)的變性與沉淀？二者在本質(zhì)上有何區(qū)別？解答：蛋白質(zhì)變性的概念：天然蛋白質(zhì)受物理或化學(xué)因素的影

8、響后，使其失去原有的生物活性，并伴隨著物理化學(xué)性質(zhì)的改變，這種作用稱(chēng)為蛋白質(zhì)的變性。變性的本質(zhì)：分子中各種次級(jí)鍵斷裂，使其空間構(gòu)象從緊密有序的狀態(tài)變成松散無(wú)序的狀態(tài)，一級(jí)結(jié)構(gòu)不破壞。蛋白質(zhì)變性后的表現(xiàn)：生物學(xué)活性消失；理化性質(zhì)改變：溶解度下降，黏度增加，紫外吸收增加，側(cè)鏈反應(yīng)增強(qiáng)，對(duì)酶的作用敏感，易被水解。蛋白質(zhì)由于帶有電荷和水膜，因此在水溶液中形成穩(wěn)定的膠體。如果在蛋白質(zhì)溶液中加入適當(dāng)?shù)脑噭?，破壞了蛋白質(zhì)的水膜或中和了蛋白質(zhì)的電荷，則蛋白質(zhì)膠體溶液就不穩(wěn)定而出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象。沉淀機(jī)理：破壞蛋白質(zhì)的水化膜，中和表面的凈電荷。蛋白質(zhì)的沉淀可以分為兩類(lèi)：（1）可逆的沉淀：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)未發(fā)生顯著的變化，

9、除去引起沉淀的因素，蛋白質(zhì)仍能溶于原來(lái)的溶劑中，并保持天然性質(zhì)。如鹽析或低溫下的乙醇（或丙酮）短時(shí)間作用蛋白質(zhì)。（2）不可逆沉淀：蛋白質(zhì)分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生重大改變，蛋白質(zhì)變性而沉淀，不再能溶于原溶劑。如加熱引起蛋白質(zhì)沉淀，與重金屬或某些酸類(lèi)的反應(yīng)都屬于此類(lèi)。蛋白質(zhì)變性后，有時(shí)由于維持溶液穩(wěn)定的條件仍然存在，并不析出。因此變性蛋白質(zhì)并不一定都表現(xiàn)為沉淀，而沉淀的蛋白質(zhì)也未必都已經(jīng)變性。5下列試劑和酶常用于蛋白質(zhì)化學(xué)的研究中：CNBr，異硫氰酸苯酯，丹磺酰氯，脲，6mol/L HCl -巰基乙醇，水合茚三酮，過(guò)甲酸，胰蛋白酶，胰凝乳蛋白酶，其中哪一個(gè)最適合完成以下各項(xiàng)任務(wù)？（1）測(cè)定小肽的氨基酸序列

10、。（2）鑒定肽的氨基末端殘基。（3）不含二硫鍵的蛋白質(zhì)的可逆變性。若有二硫鍵存在時(shí)還需加什么試劑？（4）在芳香族氨基酸殘基羧基側(cè)水解肽鍵。（5）在甲硫氨酸殘基羧基側(cè)水解肽鍵。（6）在賴(lài)氨酸和精氨酸殘基側(cè)水解肽鍵。解答：（1）異硫氰酸苯酯；（2）丹黃酰氯；（3）脲；-巰基乙醇還原二硫鍵；（4）胰凝乳蛋白酶；（5）CNBr；（6）胰蛋白酶。 6由下列信息求八肽的序列。（1）酸水解得 Ala，Arg，Leu，Met，Phe，Thr，2Val。（2）Sanger試劑處理得DNP-Ala。（3）胰蛋白酶處理得Ala，Arg，Thr 和 Leu，Met，Phe，2Val。當(dāng)以Sanger試劑處理時(shí)分別得到

11、DNP-Ala和DNP-Val。（4）溴化氰處理得 Ala，Arg，高絲氨酸內(nèi)酯，Thr，2Val，和 Leu，Phe，當(dāng)用Sanger試劑處理時(shí)，分別得DNP-Ala和DNP-Leu。解答：由（2）推出N末端為Ala；由（3）推出Val位于N端第四，Arg為第三，而Thr為第二；溴化氰裂解，得出N端第六位是Met，由于第七位是Leu，所以Phe為第八；由（4），第五為Val。所以八肽為：Ala-Thr-Arg-Val-Val-Met-Leu-Phe。7一個(gè)螺旋片段含有180個(gè)氨基酸殘基，該片段中有多少圈螺旋？計(jì)算該-螺旋片段的軸長(zhǎng)。解答：180/3.6=50圈，500.54=27nm，該片段

12、中含有50圈螺旋，其軸長(zhǎng)為27nm。8當(dāng)一種四肽與FDNB反應(yīng)后，用5.7mol/LHCl水解得到DNP-Val及其他3種氨基酸；當(dāng)這四肽用胰蛋白酶水解時(shí)發(fā)現(xiàn)兩種碎片段；其中一片用LiBH4（下標(biāo)）還原后再進(jìn)行酸水解，水解液內(nèi)有氨基乙醇和一種在濃硫酸條件下能與乙醛酸反應(yīng)產(chǎn)生紫（紅）色產(chǎn)物的氨基酸。試問(wèn)這四肽的一級(jí)結(jié)構(gòu)是由哪幾種氨基酸組成的？解答：（1）四肽與FDNB反應(yīng)后，用5.7mol/LHCl水解得到DNP-Val，證明N端為Val。（2）LiBH4還原后再水解，水解液中有氨基乙醇，證明肽的C端為Gly。（3）水解液中有在濃H2SO4條件下能與乙醛酸反應(yīng)產(chǎn)生紫紅色產(chǎn)物的氨基酸，說(shuō)明此氨基酸

13、為T(mén)rp。說(shuō)明C端為GlyTrp（4）根據(jù)胰蛋白酶的專(zhuān)一性，得知N端片段為ValArg（Lys），以（1）、（2）、（3）結(jié)果可知道四肽的順序：NValArg（Lys）TrpGlyC。9概述測(cè)定蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的基本步驟。解答：（1）測(cè)定蛋白質(zhì)中氨基酸組成。（2）蛋白質(zhì)的N端和C端的測(cè)定。（3）應(yīng)用兩種或兩種以上不同的水解方法將所要測(cè)定的蛋白質(zhì)肽鏈斷裂，各自得到一系列大小不同的肽段。（4）分離提純所產(chǎn)生的肽，并測(cè)定出它們的序列。（5）從有重疊結(jié)構(gòu)的各個(gè)肽的序列中推斷出蛋白質(zhì)中全部氨基酸排列順序。如果蛋白質(zhì)含有一條以上的肽鏈，則需先拆開(kāi)成單個(gè)肽鏈再按上述原則確定其一級(jí)結(jié)構(gòu)。如是含二硫鍵的蛋白質(zhì)，也

14、必須在測(cè)定其氨基酸排列順序前，拆開(kāi)二硫鍵，使肽鏈分開(kāi)，并確定二硫鍵的位置。拆開(kāi)二硫鍵可用過(guò)甲酸氧化，使胱氨酸部分氧化成兩個(gè)半胱氨磺酸。3 核酸1 電泳分離四種核苷酸時(shí)，通常將緩沖液調(diào)到什么pH？此時(shí)它們是向哪極移動(dòng)？移動(dòng)的快慢順序如何? 將四種核苷酸吸附于陰離子交換柱上時(shí)，應(yīng)將溶液調(diào)到什么pH？ 如果用逐漸降低pH的洗脫液對(duì)陰離子交換樹(shù)脂上的四種核苷酸進(jìn)行洗脫分離，其洗脫順序如何？為什么？ 解答： 電泳分離4種核苷酸時(shí)應(yīng)取pH3.5 的緩沖液，在該pH時(shí)，這4種單核苷酸之間所帶負(fù)電荷差異較大，它們都向正極移動(dòng)，但移動(dòng)的速度不同，依次為：UMPGMPAMPCMP； 應(yīng)取pH8.0，這樣可使核苷酸

15、帶較多負(fù)電荷，利于吸附于陰離子交換樹(shù)脂柱。雖然pH 11.4時(shí)核苷酸帶有更多的負(fù)電荷，但pH過(guò)高對(duì)分離不利。 當(dāng)不考慮樹(shù)脂的非極性吸附時(shí)，根據(jù)核苷酸負(fù)電荷的多少來(lái)決定洗脫速度，則洗脫順序?yàn)镃MPAMP GMP UMP，但實(shí)際上核苷酸和聚苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂之間存在著非極性吸附，嘌呤堿基的非極性吸附是嘧啶堿基的3倍。靜電吸附與非極性吸附共同作用的結(jié)果使洗脫順序?yàn)椋篊MP AMP UMP GMP。2為什么DNA不易被堿水解，而RNA容易被堿水解?解答：因?yàn)镽NA的核糖上有2-OH基，在堿作用下形成2,3-環(huán)磷酸酯，繼續(xù)水解產(chǎn)生2-核苷酸和3-核苷酸。DNA的脫氧核糖上無(wú)2-OH基，不能形成堿水解的

16、中間產(chǎn)物，故對(duì)堿有一定抗性。3一個(gè)雙螺旋DNA分子中有一條鏈的成分A = 0.30，G = 0.24， 請(qǐng)推測(cè)這一條鏈上的T和C的情況。 互補(bǔ)鏈的A，G，T和C的情況。解答： T + C = 10.300.24 = 0.46； T = 0.30，C = 0.24，A + G = 0.46。4對(duì)雙鏈DNA而言， 若一條鏈中(A + G)/(T + C)= 0.7，則互補(bǔ)鏈中和整個(gè)DNA分子中(A+G)/(T+C)分別等于多少？ 若一條鏈中(A + T)/(G + C)= 0.7，則互補(bǔ)鏈中和整個(gè)DNA分子中(A + T)/(G + C)分別等于多少 ？ 解答： 設(shè)DNA的兩條鏈分別為和則： A=

17、 T，T= A，G= C，C= G，因?yàn)椋?A+ G)/（T+ C）= (T+ C)/（A+ G）= 0.7， 所以互補(bǔ)鏈中（A+ G）/（T+ C）= 1/0.7 =1.43；在整個(gè)DNA分子中，因?yàn)锳 = T， G = C，所以，A + G = T + C，（A + G）/（T + C）= 1； 假設(shè)同（1），則A+ T= T+ A，G+ C= C+ G，所以，（A+ T）/（G+ C）=（A+ T）/（G+ C）= 0.7 ；在整個(gè)DNA分子中，（A+ T+ A+ T）/（G+C+ G+C）= 2（A+ T）/2（G+C）= 0.75T7噬菌體DNA(雙鏈B-DNA)的相對(duì)分子質(zhì)量為2.

18、5107，計(jì)算DNA鏈的長(zhǎng)度(設(shè)核苷酸對(duì)的平均相對(duì)分子質(zhì)量為640)。 解答：0.34 （2.5107/640）= 1.3 104nm = 13m。6如果人體有1014個(gè)細(xì)胞，每個(gè)體細(xì)胞的DNA含量為6.4 109個(gè)堿基對(duì)。試計(jì)算人體DNA的總長(zhǎng)度是多少？是太陽(yáng)地球之間距離(2.2 109 km)的多少倍？已知雙鏈DNA每1000個(gè)核苷酸重1 10-18g，求人體DNA的總質(zhì)量。 解答：每個(gè)體細(xì)胞的DNA的總長(zhǎng)度為：6.4 109 0.34nm = 2.176 109 nm = 2.176m，人體內(nèi)所有體細(xì)胞的DNA的總長(zhǎng)度為：2.176m1014 = 2.1761011km，這個(gè)長(zhǎng)度與太陽(yáng)地

19、球之間距離（2.2109 km）相比為：2.176 1011/2.2 109 = 99倍，每個(gè)核苷酸重1 10-18g/1000 = 10-21g，所以，總DNA 6.4 1023 10-21 = 6.4 102 = 640g。7有一個(gè)X噬菌體突變體的DNA長(zhǎng)度是15m，而正常X噬菌體DNA的長(zhǎng)度為17m，計(jì)算突變體DNA中丟失掉多少堿基對(duì)？解答：（1715） 103/0.34 = 5.88 103bp8概述超螺旋DNA的生物學(xué)意義。解答： 超螺旋DNA比松弛型DNA更緊密，使DNA分子的體積更小，得以包裝在細(xì)胞內(nèi)； 超螺旋會(huì)影響雙螺旋分子的解旋能力,從而影響到DNA與其他分子之間的相互作用；

20、 超螺旋有利于DNA的轉(zhuǎn)錄、復(fù)制及表達(dá)調(diào)控。9為什么自然界的超螺旋DNA多為負(fù)超螺旋？解答：環(huán)狀DNA自身雙螺旋的過(guò)度旋轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)不足都會(huì)導(dǎo)致超螺旋，這是因?yàn)槌菪龑⑹狗肿幽軌蜥尫庞捎谧陨硇D(zhuǎn)帶來(lái)的應(yīng)力。雙螺旋過(guò)度旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致正超螺旋，而旋轉(zhuǎn)不足將導(dǎo)致負(fù)超螺旋。雖然兩種超螺旋都能釋放應(yīng)力，但是負(fù)超螺旋時(shí)，如果發(fā)生DNA解鏈（即氫鏈斷開(kāi)，部分雙螺旋分開(kāi)）就能進(jìn)一步釋放應(yīng)力，而DNA轉(zhuǎn)錄和復(fù)制需要解鏈。因此自然界環(huán)狀DNA采取負(fù)超螺旋，這可以通過(guò)拓?fù)洚悩?gòu)酶的操作實(shí)現(xiàn)。10真核生物基因組和原核生物基因組各有哪些特點(diǎn)?解答： 不同點(diǎn): 真核生物DNA含量高，堿基對(duì)總數(shù)可達(dá)10 11，且與組蛋白穩(wěn)定結(jié)合形成染

21、色體，具有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)。原核生物DNA含量低，不含組蛋白，稱(chēng)為類(lèi)核體，只有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)。 真核生物有多個(gè)呈線(xiàn)形的染色體；原核生物只有一條環(huán)形染色體。 真核生物DNA中含有大量重復(fù)序列，原核生物細(xì)胞中無(wú)重復(fù)序列。 真核生物中為蛋白質(zhì)編碼的大多數(shù)基因都含有內(nèi)含子(有斷裂基因)；原核生物中不含內(nèi)含子。 真核生物的RNA是細(xì)胞核內(nèi)合成的，它必須運(yùn)輸穿過(guò)核膜到細(xì)胞質(zhì)才能翻譯，這樣嚴(yán)格的空間間隔在原核生物內(nèi)是不存在的。 原核生物功能上密切相關(guān)的基因相互靠近，形成一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，稱(chēng)操縱子，真核生物不存在操縱子。 病毒基因組中普遍存在重疊基因，但近年發(fā)現(xiàn)這種情況在真核生物也不少見(jiàn)。相同點(diǎn):都是由相同種類(lèi)的核苷酸

22、構(gòu)成的的雙螺旋結(jié)構(gòu)，均是遺傳信息的載體，均含有多個(gè)基因。11如何看待RNA功能的多樣性?它的核心作用是什么? 解答：RNA的功能主要有: 控制蛋白質(zhì)合成； 作用于RNA轉(zhuǎn)錄后加工與修飾； 參與細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)； 生物催化與其他細(xì)胞持家功能；遺傳信息的加工；可能是生物進(jìn)化時(shí)比蛋白質(zhì)和DNA更早出現(xiàn)的生物大分子。其核心作用是既可以作為信息分子又可以作為功能分子發(fā)揮作用。12什么是DNA變性？DNA變性后理化性質(zhì)有何變化？解答：DNA雙鏈轉(zhuǎn)化成單鏈的過(guò)程稱(chēng)變性。引起DNA變性的因素很多，如高溫、超聲波、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑和某些化學(xué)試劑（如尿素，酰胺)等都能引起變性。DNA變性后的理化性質(zhì)變化主要有：

23、 天然DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)解鏈變成單鏈的無(wú)規(guī)則線(xiàn)團(tuán)，生物學(xué)活性喪失； 天然的線(xiàn)型DNA分子直徑與長(zhǎng)度之比可達(dá)110，其水溶液具有很大的黏度。變性后，發(fā)生了螺旋-線(xiàn)團(tuán)轉(zhuǎn)變，黏度顯著降低； 在氯化銫溶液中進(jìn)行密度梯度離心，變性后的DNA浮力密度大大增加，故沉降系數(shù)S增加； DNA變性后，堿基的有序堆積被破壞，堿基被暴露出來(lái)，因此，紫外吸收值明顯增加，產(chǎn)生所謂增色效應(yīng)。 DNA分子具旋光性，旋光方向?yàn)橛倚?。由于DNA分子的高度不對(duì)稱(chēng)性，因此旋光性很強(qiáng)，其a = 150。當(dāng)DNA分子變性時(shí)，比旋光值就大大下降。13哪些因素影響Tm值的大小？解答：影響Tm的因素主要有： G-C對(duì)含量。G-C對(duì)含3個(gè)氫

24、鍵，A-T對(duì)含2個(gè)氫鍵，故G-C對(duì)相對(duì)含量愈高，Tm亦越高（圖3-29）。在0.15mol/L NaCl,0.015mol/L檸檬酸鈉溶液(1SSC)中，經(jīng)驗(yàn)公式為：（G+C）% =（Tm - 69.3） 2.44。 溶液的離子強(qiáng)度。離子強(qiáng)度較低的介質(zhì)中，Tm較低。在純水中，DNA在室溫下即可變性。分子生物學(xué)研究工作中需核酸變性時(shí)，常采用離子強(qiáng)度較低的溶液。 溶液的pH。高pH下，堿基廣泛去質(zhì)子而喪失形成氫鍵的有力，pH大于11.3時(shí)，DNA完全變性。pH低于5.0時(shí)，DNA易脫嘌呤，對(duì)單鏈DNA進(jìn)行電泳時(shí)，常在凝膠中加入NaOH以維持變性關(guān)態(tài)。 變性劑。甲酰胺、尿素、甲醛等可破壞氫鍵，妨礙堿

25、堆積，使Tm下降。對(duì)單鏈DNA進(jìn)行電泳時(shí)，常使用上述變性劑。14哪些因素影響DNA復(fù)性的速度？解答：影響復(fù)性速度的因素主要有： 復(fù)性的溫度，復(fù)性時(shí)單鏈隨機(jī)碰撞，不能形成堿基配對(duì)或只形成局部堿基配對(duì)時(shí)，在較高的溫度下兩鏈重又分離，經(jīng)過(guò)多次試探性碰撞才能形成正確的互補(bǔ)區(qū)。所以，核酸復(fù)性時(shí)溫度不宜過(guò)低，Tm-25是較合適的復(fù)性溫度。 單鏈片段的濃度，單鏈片段濃度越高，隨機(jī)碰撞的頻率越高，復(fù)性速度越快。 單鏈片段的長(zhǎng)度，單鏈片段越大，擴(kuò)散速度越慢，鏈間錯(cuò)配的概率也越高。因面復(fù)性速度也越慢，即DNA的核苷酸對(duì)數(shù)越多，復(fù)性的速度越慢，若以 C0為單鏈的初始濃度，t為復(fù)性的時(shí)間，復(fù)性達(dá)一半時(shí)的C0t值稱(chēng)C0

26、t1/2，該數(shù)值越小，復(fù)性的速度越快。 單鏈片段的復(fù)雜度，在片段大小相似的情況下，片段內(nèi)重復(fù)序列的重復(fù)次數(shù)越多，或者說(shuō)復(fù)雜度越小，越容易形成互補(bǔ)區(qū)，復(fù)性的速度就越快。真核生物DNA的重復(fù)序列就是復(fù)生動(dòng)力學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)的，DNA的復(fù)雜度越小，復(fù)性速度越快。15概述分子雜交的概念和應(yīng)用領(lǐng)域。解答：在退火條件下，不同來(lái)源的DNA互補(bǔ)區(qū)形成雙鏈，或DNA單鏈和RNA單鏈的互補(bǔ)區(qū)形成DNA-RNA雜合雙鏈的過(guò)程稱(chēng)分子雜交。通常對(duì)天然或人工合成的DNA或RNA片段進(jìn)行放射性同位素或熒光標(biāo)記，做成探針，經(jīng)雜交后，檢測(cè)放射性同位素或熒光物質(zhì)的位置，尋找與探針有互補(bǔ)關(guān)系的DNA或RNA。直接用探針與菌落或組織細(xì)胞

27、中的核酸雜交，因未改變核酸所在的位置，稱(chēng)原位雜交技術(shù)。將核酸直接點(diǎn)在膜上，再與探針雜交稱(chēng)點(diǎn)雜交，使用狹縫點(diǎn)樣器時(shí)，稱(chēng)狹縫印跡雜交。該技術(shù)主要用于分析基因拷貝數(shù)和轉(zhuǎn)錄水平的變化，亦可用于檢測(cè)病原微生物和生物制品中的核酸污染狀況。雜交技術(shù)較廣泛的應(yīng)用是將樣品DNA切割成大小不等的片段，經(jīng)凝膠電泳分離后，用雜交技術(shù)尋找與探針互補(bǔ)的DNA片段。由于凝膠機(jī)械強(qiáng)度差，不適合于雜交過(guò)程中較高溫度和較長(zhǎng)時(shí)間的處理，Southern 提出一種方法，將電泳分離的DNA片段從凝膠轉(zhuǎn)移到適當(dāng)?shù)哪ぃㄈ缦跛崂w維素膜或尼龍膜）上，在進(jìn)行雜交操作，稱(chēng)Southern印跡法，或Southern雜交技術(shù)。隨后，Alwine等提出

28、將電泳分離后的變性RNA吸印到適當(dāng)?shù)哪ど显龠M(jìn)行分子雜交的技術(shù)，被戲稱(chēng)為 Northern印跡法，或Northern雜交。分子雜交廣泛用于測(cè)定基因拷貝數(shù)、基因定位、確定生物的遺傳進(jìn)化關(guān)系等。Southern雜交和Northern雜交還可用于研究基因變異，基因重排，DNA多態(tài)性分析和疾病診斷。雜交技術(shù)和PCR技術(shù)的結(jié)合，使檢出含量極少的DNA成為可能。促進(jìn)了雜交技術(shù)在分子生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。DNA芯片技術(shù)也是以核酸的分子雜交為基礎(chǔ)的。16概述核酸序列測(cè)定的方法和應(yīng)用領(lǐng)域。解答：DNA的序列測(cè)定目前多采用Sanger提出的鏈終止法，和Gilbert提出的化學(xué)法。其中鏈終止法經(jīng)不斷改進(jìn)，使用日

29、益廣泛。鏈終止法測(cè)序的技術(shù)基礎(chǔ)主要有： 用凝膠電泳分離DNA單鏈片段時(shí)，小片段移動(dòng)，大片段移動(dòng)慢，用適當(dāng)?shù)姆椒煞蛛x分子大小僅差一個(gè)核苷酸的DNA片段。 用合適的聚合酶可以在試管內(nèi)合成單鏈DNA模板的互補(bǔ)鏈。反應(yīng)體系中除單鏈模板外，還應(yīng)包括合適的引物，4種脫氧核苷三磷酸和若干種適量的無(wú)機(jī)離子。如果在4個(gè)試管中分別進(jìn)行合成反應(yīng)，每個(gè)試管的反應(yīng)體系能在一種核苷酸處隨機(jī)中斷鏈的合成，就可以得到4套分子大小不等的片段，如新合成的片段序列為-CCATCGTTGA-，在A處隨機(jī)中斷鏈的合成，可得到-CCA和-CCATCGTA兩種片段，在G處中斷合成可得到-CCATCG和-CCATCGTTG兩種片段。在C和

30、T處中斷又可以得到相應(yīng)的2套片段。用同位素或熒光物質(zhì)標(biāo)記這4套新合成的鏈，在凝膠中置于4個(gè)泳道中電泳，檢測(cè)這4套片段的位置，即可直接讀出核苷酸的序列。 在特定堿基處中斷新鏈合成最有效的辦法，是在上述4個(gè)試管中按一定比例分別加入一種相應(yīng)的2,3-雙脫氧核苷三磷酸（ddNTP），由于ddNTP的3位無(wú)-OH，不可能形成磷酸二酯鍵，故合成自然中斷。如上述在A處中斷的試管內(nèi)，既有dATP，又有少量的ddATP，新合成的-CCA鏈中的A如果是ddAMP,則鏈的合成中斷，如果是dAMP，則鏈仍可延伸。因此，鏈中有幾個(gè)A，就能得到幾種大小不等的以A為末端的片段。如果用放射性同位素標(biāo)記新合成的鏈，則4個(gè)試管中

31、新合成的鏈在凝膠的4個(gè)泳道電泳后，經(jīng)放射自顯影可檢測(cè)帶子的位置，由帶子的位置可以直接讀出核苷酸的序列。采用T7測(cè)序酶時(shí)，一次可讀出400多個(gè)核苷酸的序列。近年采用4種射波長(zhǎng)不同的熒光物質(zhì)分別標(biāo)記4種不同的雙脫氧核苷酸，終止反應(yīng)后4管反應(yīng)物可在同一泳道電泳，用激光掃描收集電泳信號(hào)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理 可將序列直接打印出來(lái)。采用毛細(xì)管電泳法測(cè)序時(shí)，這種技術(shù)一次可測(cè)定700個(gè)左右核苷酸的序列，一臺(tái)儀器可以有幾十根毛細(xì)管同時(shí)進(jìn)行測(cè)序，且電泳時(shí)間大大縮短，自動(dòng)測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步加快了核酸測(cè)序的步伐，現(xiàn)已完成了包括人類(lèi)在內(nèi)的幾十個(gè)物種的基因組測(cè)序。RNA序列測(cè)定最早采用的是類(lèi)似蛋白質(zhì)序列測(cè)定的片段重疊法，Holle

32、y用此法測(cè)定酵母丙氨酸t(yī)RNA序列耗時(shí)達(dá)數(shù)年之久。隨后發(fā)展了與DNA測(cè)序類(lèi)似的直讀法，但仍不如DNA測(cè)序容易，因此，常將RNA反轉(zhuǎn)錄成互補(bǔ)DNA（cDNA），測(cè)定cDNA序列后推斷RNA的序列，目前16S rRNA 1 542 b的全序列測(cè)定，23S rRNA 2 904 b的全序列測(cè)定，噬菌體MS2 RNA 3 569 b的全序列測(cè)定均已完成。4 糖類(lèi)的結(jié)構(gòu)與功能1書(shū)寫(xiě)-D-吡喃葡萄糖，L- (-)葡萄糖，-D- (+)吡喃葡萄糖的結(jié)構(gòu)式，并說(shuō)明D、 L；+、-；、各符號(hào)代表的意義。解答：書(shū)寫(xiě)單糖的結(jié)構(gòu)常用D、L；d 或(+)、l或(-)；、表示。D-、L-是人為規(guī)定的單糖的構(gòu)型。是以D-、

33、L-甘油醛為參照物,以距醛基最遠(yuǎn)的不對(duì)稱(chēng)碳原子為準(zhǔn), 羥基在左面的為L(zhǎng)構(gòu)型, 羥基在右的為D構(gòu)型。單糖由于具有不對(duì)稱(chēng)碳原子,可使平面偏振光的偏振面發(fā)生一定角度的旋轉(zhuǎn)，這種性質(zhì)稱(chēng)為旋光性。其旋轉(zhuǎn)角度稱(chēng)為旋光度,偏振面向左旋轉(zhuǎn)稱(chēng)為左旋,向右則稱(chēng)為右旋。d 或(+)表示單糖的右旋光性,l或(-)表示單糖的左旋光性。2寫(xiě)出下列糖的結(jié)構(gòu)式：-D-葡萄糖-1-磷酸，2-脫氧-D-呋喃核糖，-D-呋喃果糖，D-甘油醛-3-磷酸，蔗糖，葡萄糖醛酸。解答：略。3已知某雙糖能使本尼地(Benedict)試劑中的Cu2+氧化成Cu2O的磚紅色沉淀,用-葡糖糖苷酶可將其水解為兩分子-D-吡喃葡糖糖,將此雙糖甲基化后再

34、水解將得到2,3,4,6-四氧甲基-D-吡喃葡糖糖和1,2,3,6-四氧甲基-D-吡喃葡糖糖,試寫(xiě)出此雙糖的名稱(chēng)和結(jié)構(gòu)式。解答：蔗糖雙糖能使本尼地(Benedict)試劑中的Cu2+氧化成Cu2O的磚紅色沉淀,說(shuō)明該雙糖具還原性，含有半縮醛羥基。用葡糖苷酶可將其水解為兩分子-D-吡喃葡糖, 說(shuō)明該雙糖是由-糖苷鍵構(gòu)成的。將此雙糖甲基化后再水解將得到2,3,4,6-四氧甲基-D-吡喃葡糖糖和1,2,3,6-四氧甲基-D-吡喃葡糖, 糖基上只有自由羥基才能被甲基化，說(shuō)明-葡糖(14)葡糖構(gòu)成的為纖維二糖。4根據(jù)下列單糖和單糖衍生物的結(jié)構(gòu)： (A) (B) (C) (D) (1)寫(xiě)出其構(gòu)型(D或L)

35、和名稱(chēng)；(2)指出它們能否還原本尼地試劑；(3) 指出哪些能發(fā)生成苷反應(yīng)。解答：(1) 構(gòu)型是以D-,L-甘油醛為參照物,以距醛基最遠(yuǎn)的不對(duì)稱(chēng)碳原子為準(zhǔn), 羥基在左面的為L(zhǎng)構(gòu)型, 羥基在右的為D構(gòu)型。A、B、C為D構(gòu)型，D為L(zhǎng)構(gòu)型。(2) B、C、D均有醛基具還原性，可還原本尼地試劑。A為酮糖，無(wú)還原性。(3) 單糖的半縮醛上羥基與非糖物質(zhì)(醇、酚等)的羥基形成的縮醛結(jié)構(gòu)稱(chēng)為糖苷, B,C,D均能發(fā)生成苷反應(yīng)。5透明質(zhì)酸是細(xì)胞基質(zhì)的主要成分，是一種黏性的多糖,分子量可達(dá)100000，由兩單糖衍生物的重復(fù)單位構(gòu)成,請(qǐng)指出該重復(fù)單位中兩組分的結(jié)構(gòu)名稱(chēng)和糖苷鍵的結(jié)構(gòu)類(lèi)型。解答：透明質(zhì)酸的兩個(gè)重復(fù)單位

36、是由D葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基葡萄糖通過(guò)-1,3糖苷鍵連接而成。6纖維素和淀粉都是由14糖苷鍵連接的D葡萄糖聚合物，相對(duì)分子質(zhì)量也相當(dāng)，但它們?cè)谖锢硇再|(zhì)上有很大的不同，請(qǐng)問(wèn)是什么結(jié)構(gòu)特點(diǎn)造成它們?cè)谖锢硇再|(zhì)上的如此差別? 解釋它們各自性質(zhì)的生物學(xué)優(yōu)點(diǎn)。解答：淀粉是葡萄糖聚合物，既有1，4 糖苷鍵，也有1，6糖苷鍵，為多分支結(jié)構(gòu)。直鏈淀粉分子的空間構(gòu)象是卷曲成螺旋形的,每一回轉(zhuǎn)為6個(gè)葡萄糖基,淀粉在水溶液中混懸時(shí)就形成這種螺旋圈。支鏈淀粉分子中除有-(1,4)糖苷鍵的糖鏈外,還有-(1,6)糖苷鍵連接的分支處,每一分支平均約含2030個(gè)葡萄糖基,各分支也都是卷曲成螺旋。螺旋構(gòu)象是碘顯色反應(yīng)的必要條

37、件。碘分子進(jìn)入淀粉螺旋圈內(nèi)，糖游離羥基成為電子供體，碘分子成為電子受體，形成淀粉碘絡(luò)合物，呈現(xiàn)顏色。其顏色與糖鏈的長(zhǎng)度有關(guān)。當(dāng)鏈長(zhǎng)小于6個(gè)葡萄糖基時(shí),不能形成一個(gè)螺旋圈,因而不能呈色。當(dāng)平均長(zhǎng)度為20個(gè)葡萄糖基時(shí)呈紅色,紅糊精、無(wú)色糊精也因而得名。大于60個(gè)葡萄糖基的直鏈淀粉呈藍(lán)色。支鏈淀粉相對(duì)分子質(zhì)量雖大，但分支單位的長(zhǎng)度只有 2030個(gè)葡萄糖基,故與碘反應(yīng)呈紫紅色。纖維素雖然也是由D-吡喃葡萄糖基構(gòu)成，但它是以-(1,4)糖苷鍵連接的一種沒(méi)有分支的線(xiàn)性分子，它不卷曲成螺旋。纖維素分子的鏈與鏈間，能以眾多氫鍵像麻繩樣擰在一起，構(gòu)成堅(jiān)硬的不溶于水的纖維狀高分子（也稱(chēng)纖維素微晶束），構(gòu)成植物的細(xì)

38、胞壁。人和哺乳動(dòng)物體內(nèi)沒(méi)有纖維素酶(cellulase),因此不能將纖維素水解成葡萄糖。雖然纖維素不能作為人類(lèi)的營(yíng)養(yǎng)物,但人類(lèi)食品中必須含纖維素。因?yàn)樗梢源龠M(jìn)胃腸蠕動(dòng)、促進(jìn)消化和排便。7說(shuō)明下列糖所含單糖的種類(lèi)、糖苷鍵的類(lèi)型及有無(wú)還原性? （1）纖維二糖 （2）麥芽糖（3）龍膽二糖 （4）海藻糖（5）蔗糖 （6）乳糖解答：（1）纖維二糖含葡萄糖，1，4 糖苷鍵，有還原性。（2）麥芽糖含葡萄糖，1，4 糖苷鍵，有還原性。（3）龍 膽二糖含葡萄糖，1，6 糖苷鍵，有還原性。（4）海藻糖含葡萄糖，1，1 糖苷鍵， 無(wú)還原性。（5）蔗糖含葡萄糖和果糖，1，2糖苷鍵，無(wú)還原性。（6）乳糖含葡萄糖和半乳

39、糖，1，4糖苷鍵，有還原性。8人的紅細(xì)胞質(zhì)膜上結(jié)合著一個(gè)寡糖鏈,對(duì)細(xì)胞的識(shí)別起重要作用。被稱(chēng)為抗原決定基團(tuán)。根據(jù)不同的抗原組合,人的血型主要分為A型、B型、AB型和O型4類(lèi)。不同血型的血液互相混合將發(fā)生凝血,危及生命。X已知4種血型的差異僅在X位組成成分的不同。請(qǐng)指出不同血型（A型、B型、AB型、O型）X位的糖基名稱(chēng)。解答：A型X位是N-乙酰氨基-D-半乳糖；B型X位是-D-半乳糖；AB型X位蒹有A型和B型的糖；O型X位是空的。9請(qǐng)寫(xiě)出下列結(jié)構(gòu)式：(1) L巖藻糖 (2)D半乳糖(3) N乙酰氨基D葡萄糖 (4) N乙酰氨基D半乳糖胺解答：略。10隨著分子生物學(xué)的飛速發(fā)展，生命的奧秘正在逐漸被

40、揭示。大量的研究已表明，各種錯(cuò)綜復(fù)雜的生命現(xiàn)象的產(chǎn)生和疾病的形成過(guò)程均與糖蛋白的糖鏈有關(guān)。請(qǐng)閱讀相關(guān)資料，列舉你感興趣的糖的生物學(xué)功能。解答：略。5 脂類(lèi)化合物和生物膜1簡(jiǎn)述脂質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生物學(xué)作用。解答：(1)脂質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：脂質(zhì)是生物體內(nèi)一大類(lèi)不溶于水而易溶于非極性有機(jī)溶劑的有機(jī)化合物，大多數(shù)脂質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是脂肪酸和醇形成的酯及其衍生物。脂肪酸多為4碳以上的長(zhǎng)鏈一元羧酸，醇成分包括甘油、鞘氨醇、高級(jí)一元醇和固醇。脂質(zhì)的元素組成主要為碳、氫、氧，此外還有氮、磷、硫等。(2)脂質(zhì)的生物學(xué)作用：脂質(zhì)具有許多重要的生物功能。脂肪是生物體貯存能量的主要形式，脂肪酸是生物體的重要代謝燃料，生物體表面

41、的脂質(zhì)有防止機(jī)械損傷和防止熱量散發(fā)的作用。磷脂、糖脂、固醇等是構(gòu)成生物膜的重要物質(zhì)，它們作為細(xì)胞表面的組成成分與細(xì)胞的識(shí)別、物種的特異性以及組織免疫性等有密切的關(guān)系。有些脂質(zhì)（如萜類(lèi)化合物和固醇等）還具有重要生物活性，具有維生素、激素等生物功能。脂質(zhì)在生物體中還常以共價(jià)鍵或通過(guò)次級(jí)鍵與其他生物分子結(jié)合形成各種復(fù)合物，如糖脂、脂蛋白等重要的生物大分子物質(zhì)。2概述脂肪酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。解答：(1)脂肪酸的結(jié)構(gòu)：脂肪酸分子為一條長(zhǎng)的烴鏈（“尾”）和一個(gè)末端羧基（“頭”）組成的羧酸。烴鏈以線(xiàn)性為主，分枝或環(huán)狀的為數(shù)甚少。根據(jù)烴鏈?zhǔn)欠耧柡停蓪⒅舅岱譃轱柡椭舅岷筒伙柡椭舅帷?2)脂肪酸的性質(zhì)：脂肪酸

42、的物理性質(zhì)取決于脂肪酸烴鏈的長(zhǎng)度和不飽和程度。烴鏈越長(zhǎng)，非極性越強(qiáng)，溶解度也就越低。脂肪酸的熔點(diǎn)也受脂肪酸烴鏈的長(zhǎng)度和不飽和程度的影響。脂肪酸中的雙鍵極易被強(qiáng)氧化劑，如H2O2、超氧陰離子自由基（）、羥自由基（OH）等所氧化，因此含不飽和脂肪酸豐富的生物膜容易發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化作用，從而繼發(fā)引起膜蛋白氧化，嚴(yán)重影響膜的結(jié)構(gòu)和功能。脂肪酸鹽屬于極性脂質(zhì)，具有親水基（電離的羧基）和疏水基（長(zhǎng)的烴鏈），是典型的兩親性化合物，屬于離子型去污劑。必需脂肪酸中的亞油酸和亞麻酸可直接從植物食物中獲得，花生四烯酸則可由亞油酸在體內(nèi)轉(zhuǎn)變而來(lái)。它們是前列腺素、血栓噁烷和白三烯等生物活性物質(zhì)的前體。3概述磷脂、糖脂和固

43、醇類(lèi)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和生物學(xué)作用解答：. 磷脂包括甘油磷脂和鞘磷脂兩類(lèi)，它們主要參與細(xì)胞膜系統(tǒng)的組成，少量存在于其他部位。(1)甘油磷脂的結(jié)構(gòu)：甘油磷脂是由sn-甘油-3-磷酸衍生而來(lái)，分子中甘油的兩個(gè)醇羥基與脂肪酸成酯，第三個(gè)醇羥基與磷酸成酯或磷酸再與其他含羥基的物質(zhì)(如膽堿、乙醇胺、絲氨酸等醇類(lèi)衍生物)結(jié)合成酯。(2)甘油磷脂的理化性質(zhì)：物理性質(zhì)：甘油磷脂脂雙分子層結(jié)構(gòu)在水中處于熱力學(xué)的穩(wěn)定狀態(tài)，構(gòu)成生物膜的結(jié)構(gòu)基本特征之一化學(xué)性質(zhì)：a. 水解作用：在弱堿溶液中，甘油磷脂水解產(chǎn)生脂肪酸的金屬鹽。如果用強(qiáng)堿水解，甘油磷脂水解生成脂肪酸鹽、醇（XOH）和磷酸甘油。b. 氧化作用：與三酰甘油相似，甘

44、油磷脂中所含的不飽和脂肪酸在空氣中能被氧化生成過(guò)氧化物，最終形成黑色過(guò)氧化物的聚合物。c. 酶解作用：甘油磷脂可被各種磷脂酶（PLA）專(zhuān)一水解。(3)鞘磷脂即鞘氨醇磷脂，在高等動(dòng)物的腦髓鞘和紅細(xì)胞膜中特別豐富，也存在于許多植物種子中。鞘磷脂由鞘氨醇、脂肪酸和磷脂酰膽堿（少數(shù)磷脂酰乙醇胺）組成。. 糖脂是指糖基通過(guò)其半縮醛羥基以糖苷鍵與脂質(zhì)連接的化合物。糖脂可分為鞘糖脂、甘油糖脂以及由固醇衍生的糖脂，其中鞘糖脂和甘油糖脂是膜脂的主要成分。(1)鞘糖脂是神經(jīng)酰胺的1位羥基被糖基化形成的糖苷化合物。依據(jù)糖基是否含有唾液酸或硫酸基成分，鞘糖脂又可分為中性鞘糖脂和酸性鞘糖脂。中性鞘糖脂：又稱(chēng)腦苷脂，是由

45、神經(jīng)酰胺的C1上的羥基與一單糖分子（半乳糖、葡萄糖等）以糖苷鍵結(jié)合而成，不含唾液酸成分。中性鞘糖脂一般為白色粉狀物，不溶于水、乙醚，溶于熱乙醇、熱丙酮、吡啶及苯等，性質(zhì)穩(wěn)定，不被皂化。它們不僅是血型抗原，而且與組織和器官的特異性，細(xì)胞之間的識(shí)別有關(guān)。酸性鞘糖脂：糖基部分含有唾液酸或硫酸基的鞘糖脂稱(chēng)為酸性鞘糖脂。糖基部分含有唾液酸的鞘糖脂常稱(chēng)神經(jīng)節(jié)苷脂，是最復(fù)雜的一類(lèi)甘油鞘脂，由神經(jīng)酰胺與結(jié)構(gòu)復(fù)雜的寡糖結(jié)合而成，是大腦灰質(zhì)細(xì)胞膜的組分之一，也存在于脾、腎及其他器官中。(2)甘油糖脂是糖基二酰甘油，它是二酰甘油分子sn-3位上的羥基與糖基以糖苷鍵連接而成。甘油糖脂主要存在于植物和微生物中。植物的葉

46、綠體和微生物的質(zhì)膜含有大量的甘油糖脂。它可能在神經(jīng)髓鞘形成中起作用。. 固醇類(lèi)也稱(chēng)甾類(lèi)，所有固醇類(lèi)化合物都是以環(huán)戊烷多氫菲為核心結(jié)構(gòu)，因羥基的構(gòu)型不同，可有及兩型。膽固醇(也稱(chēng)膽甾醇)是一種重要的甾醇類(lèi)物質(zhì)，一種環(huán)戊烷多氫菲的衍生物。是動(dòng)物組織中含量最豐富的固醇類(lèi)化合物，有游離型和酯型兩種形式。存在于一切動(dòng)物細(xì)胞中，以腦、神經(jīng)組織及腎上腺中含量特別豐富，其次為肝、腎、脾和皮膚及脂肪組織。4生物膜由哪些脂質(zhì)化合物組成的？各有何理化性質(zhì)？解答：組成生物膜的脂質(zhì)主要包括磷脂、固醇及糖脂。（1）磷脂：甘油磷脂，是生物膜的主要成分。是由sn-甘油-3-磷酸分子中甘油的兩個(gè)醇羥基與脂肪酸成酯，第三個(gè)醇羥基

47、與磷酸成酯或磷酸再與其他含羥基的物質(zhì)(如膽堿、乙醇胺、絲氨酸等醇類(lèi)衍生物)結(jié)合成酯。物理性質(zhì)：純的甘油磷脂是白色蠟狀固體，大多溶于含少量水的非極性溶劑中。用氯仿甲醇混合溶劑很容易將甘油磷脂從組織中提取出來(lái)。這類(lèi)化合物又稱(chēng)為兩性脂質(zhì)或稱(chēng)極性脂質(zhì)，具有極性頭和非極性尾兩個(gè)部分。化學(xué)性質(zhì)：a.水解作用：在弱堿溶液中，甘油磷脂水解產(chǎn)生脂肪酸的金屬鹽。強(qiáng)堿水解，生成脂肪酸鹽、醇（XOH）和磷酸甘油。b.氧化作用：甘油磷脂中所含的不飽和脂肪酸在空氣中能被氧化生成過(guò)氧化物，最終形成黑色過(guò)氧化物的聚合物。c.酶解作用：甘油磷脂可被各種磷脂酶（PLA）專(zhuān)一水解。鞘磷脂（SM）：鞘磷脂由鞘氨醇、脂肪酸和磷脂酰膽堿

48、（少數(shù)為磷脂酰乙醇胺）組成。鞘磷脂為白色晶體，性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于丙酮和乙醚，而溶于熱乙醇中，具兩性解離性質(zhì)。（2）固醇：高等植物的固醇主要為谷甾醇和豆甾醇。動(dòng)物細(xì)胞膜的固醇最多的是膽固醇。膽固醇分子的一端有一極性頭部基團(tuán)羥基因而親水，分子的另一端具有羥鏈及固醇的環(huán)狀結(jié)構(gòu)而疏水。因此固醇與磷脂類(lèi)化合物相似也屬于兩性分子。物理性質(zhì)：膽固醇為白色斜方晶體，無(wú)味、無(wú)臭，熔點(diǎn)為148.5，高度真空條件下能被蒸餾。膽固醇不溶于水，易溶于乙醚、氯仿、苯、丙酮、熱乙醇、醋酸乙酯及膽汁酸鹽溶液中。介電常數(shù)高，不導(dǎo)電?；瘜W(xué)性質(zhì)：膽固醇C3上的羥基易與高級(jí)脂肪酸(如軟脂酸、硬脂酸及油酸等)結(jié)合形成膽固醇酯。膽固醇的雙

49、鍵可與氫、溴、碘等發(fā)生加成反應(yīng)。膽固醇可被氧化成一系列衍生物。膽固醇易與毛地黃糖苷結(jié)合而沉淀，這一特性可以用于膽固醇的定量測(cè)定。膽固醇的氯仿溶液與醋酸酐和濃硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生藍(lán)綠色(LiebermannBurchard反應(yīng))。 （3）糖脂：是指糖基通過(guò)其半縮醛羥基以糖苷鍵與脂質(zhì)連接的化合物。鞘糖脂和甘油糖脂是膜脂的主要成分。鞘糖脂：依據(jù)糖基是否含有唾液酸或硫酸基成分，鞘糖脂又可分為中性鞘糖脂和酸性鞘糖脂。中性鞘糖脂，是非極性的。鞘糖脂的疏水尾部伸入膜的脂雙層，極性糖基露在細(xì)胞表面，它們不僅是血型抗原，而且與組織和器官的特異性，細(xì)胞之間的識(shí)別有關(guān)。中性鞘糖脂一般為白色粉狀物，不溶于水、乙醚溶于熱乙醇

50、、熱丙酮、吡啶及苯等，性質(zhì)穩(wěn)定，不被皂化。酸性鞘糖脂，糖基部分含有唾液酸或硫酸基的鞘糖脂。糖基部分含有唾液酸的鞘糖脂常稱(chēng)神經(jīng)節(jié)苷脂，不溶于乙醚、丙酮，微溶于乙醇，易溶于氯仿和乙醇的混合液。甘油糖脂：是糖基二酰甘油，它是二酰甘油分子sn-3位上的羥基與糖基以糖苷鍵連接而成。甘油糖脂主要存在于植物和微生物中。植物的葉綠體和微生物的質(zhì)膜含有大量的甘油糖脂。在哺乳動(dòng)物組織中也檢測(cè)出了半乳糖基甘油酯，可能在神經(jīng)髓鞘形成中起作用。5何為必需脂肪酸？哺乳動(dòng)物體內(nèi)所需的必需脂肪酸都有哪些？解答：哺乳動(dòng)物體內(nèi)能夠自身合成飽和及單不飽和脂肪酸，但不能合成機(jī)體必需的亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸等多不飽和脂肪酸。我們將

51、這些機(jī)體生長(zhǎng)必需的而自身不能合成，必須由膳食提供的脂肪酸稱(chēng)為必需脂肪酸。6何為生物膜？主要組成是什么？各有何作用？解答：任何細(xì)胞都以一層薄膜將其內(nèi)容物與環(huán)境分開(kāi)，這層薄膜稱(chēng)為細(xì)胞的質(zhì)膜。此外大多數(shù)細(xì)胞中還有許多內(nèi)膜系統(tǒng)，它們組成具有各種特定功能的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)和細(xì)胞器如細(xì)胞核、線(xiàn)粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體、高爾基體、過(guò)氧化酶體等，在植物細(xì)胞中還有葉綠體。所有這些膜雖然組分和功能不同，但在電鏡下卻表現(xiàn)出大體相同的形態(tài)、厚度69nm的3片層結(jié)構(gòu)。這樣細(xì)胞的外周膜和內(nèi)膜系統(tǒng)稱(chēng)為“生物膜”。（1） 膜脂：其中磷脂、糖脂、固醇等脂質(zhì)物質(zhì)都屬于兩性分子。當(dāng)磷脂分散于水相時(shí)，分子的疏水尾部?jī)A向于聚集在一起，避開(kāi)水相，

52、而親水頭部暴露在水相，形成具有雙分子層結(jié)構(gòu)的封閉囊泡，通稱(chēng)為脂質(zhì)體。脂質(zhì)體的形成將細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境分開(kāi)。膜脂不但是構(gòu)成生物膜的重要物質(zhì)。而且與細(xì)胞識(shí)別、種的特異性、組織免疫性等有密切的關(guān)系。（2） 膜蛋白：對(duì)物質(zhì)代謝（酶蛋白）、物質(zhì)傳送、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、信息的接受與傳遞、支持與保護(hù)均有重要意義。7一些藥物必須在進(jìn)入活細(xì)胞后才能發(fā)揮藥效，但它們中大多是帶電荷或有極性的，因此不能靠被動(dòng)擴(kuò)散跨膜。人們發(fā)現(xiàn)利用脂質(zhì)體運(yùn)輸某些藥物進(jìn)入細(xì)胞是很有效的辦法，試解釋脂質(zhì)體是如何發(fā)揮作用的。解答：脂質(zhì)體是脂雙層膜組成的封閉的、內(nèi)部有空間的囊泡。離子和極性水溶性分子（包括許多藥物）被包裹在脂質(zhì)體的水溶性的內(nèi)部空間，負(fù)載有藥

53、物的脂質(zhì)體可以通過(guò)血液運(yùn)輸，然后與細(xì)胞的質(zhì)膜相融合將藥物釋放入細(xì)胞內(nèi)部。6 酶1作為生物催化劑，酶最重要的特點(diǎn)是什么？解答：作為生物催化劑，酶最重要的特點(diǎn)是具有很高的催化效率以及高度專(zhuān)一性。2酶分為哪幾大類(lèi)？每一大類(lèi)酶催化的化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)是什么？請(qǐng)指出以下幾種酶分別屬于哪一大類(lèi)酶：j 磷酸葡糖異構(gòu)酶（phosphoglucose isomerase）k 堿性磷酸酶（alkaline phosphatase）l 肌酸激酶（creatine kinase）m 甘油醛3磷酸脫氫酶（glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase）n 琥珀酰CoA合成酶（succiny

54、l-CoA synthetase）o 檸檬酸合酶（citrate synthase）p 葡萄糖氧化酶（glucose oxidase）q 谷丙轉(zhuǎn)氨酶（glutamic-pyruvic transaminase）r 蔗糖酶（invertase）s T4 RNA 連接酶（T4 RNA ligase）解答：前兩個(gè)問(wèn)題參考本章第3節(jié)內(nèi)容。j 異構(gòu)酶類(lèi)；k 水解酶類(lèi)；l 轉(zhuǎn)移酶類(lèi)；m 氧化還原酶類(lèi)中的脫氫酶；n 合成酶類(lèi)；o 裂合酶類(lèi)；p 氧化還原酶類(lèi)中的氧化酶；q 轉(zhuǎn)移酶類(lèi)；r 水解酶類(lèi)；s 合成酶類(lèi)（又稱(chēng)連接酶類(lèi)）。3什么是誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)，該學(xué)說(shuō)如何解釋酶的專(zhuān)一性？解答：“誘導(dǎo)契合”學(xué)說(shuō)認(rèn)為酶分子的結(jié)

55、構(gòu)并非與底物分子正好互補(bǔ)，而是具有一定的柔性，當(dāng)酶分子與底物分子靠近時(shí)，酶受底物分子誘導(dǎo)，其構(gòu)象發(fā)生有利于與底物結(jié)合的變化，酶與底物在此基礎(chǔ)上互補(bǔ)契合進(jìn)行反應(yīng)。根據(jù)誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)，經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)之后，酶與底物在結(jié)構(gòu)上的互補(bǔ)性是酶催化底物反應(yīng)的前提條件，酶只能與對(duì)應(yīng)的化合物契合，從而排斥了那些形狀、大小等不適合的化合物，因此酶對(duì)底物具有嚴(yán)格的選擇性，即酶具有高度專(zhuān)一性。4闡述酶活性部位的概念、組成與特點(diǎn)。解答：參考本章第5節(jié)內(nèi)容。5經(jīng)過(guò)多年的探索，你終于從一噬熱菌中純化得到一種蛋白水解酶，可用作洗衣粉的添加劑。接下來(lái)，你用定點(diǎn)誘變的方法研究了組成該酶的某些氨基酸殘基對(duì)酶活性的影響作用：（1）你將第65位

56、的精氨酸突變?yōu)楣劝彼?，發(fā)現(xiàn)該酶的底物專(zhuān)一性發(fā)生了較大的改變，試解釋原因；（2）你將第108位的絲氨酸突變?yōu)楸彼?，發(fā)現(xiàn)酶活力完全失去，試解釋原因；（3）你認(rèn)為第65位的精氨酸與第108位的絲氨酸在酶的空間結(jié)構(gòu)中是否相互靠近，為什么？解答：（1）第65位的氨基酸殘基可能位于酶活性部位中的底物結(jié)合部位，對(duì)酶的專(zhuān)一性有較大影響，當(dāng)該氨基酸殘基由精氨酸突變?yōu)楣劝彼岷?，其帶電性質(zhì)發(fā)生了改變，不再具有與原底物之間的互補(bǔ)性，導(dǎo)致酶的專(zhuān)一性發(fā)生改變。（2）第108位的絲氨酸殘基應(yīng)位于酶活性部位的催化部位，是決定酶是否有活力的關(guān)鍵氨基酸，通常它通過(guò)側(cè)鏈上的羥基起到共價(jià)催化的功能，當(dāng)該殘基突變?yōu)楸彼岷?，?cè)鏈羥基

57、被氫取代，不能再起原有的共價(jià)催化作用，因此酶活力完全失去。（3）第65位的精氨酸與第108位的絲氨酸在酶的空間結(jié)構(gòu)中應(yīng)相互靠近，因?yàn)檫@兩個(gè)氨基酸殘基都位于酶的活性部位，根據(jù)酶活性部位的特點(diǎn)，參與組成酶活性部位的氨基酸殘基在酶的空間結(jié)構(gòu)中是相互靠近的。6酶具有高催化效率的分子機(jī)理是什么？解答：酶具有高催化效率的分子機(jī)理是：酶分子的活性部位結(jié)合底物形成酶底物復(fù)合物，在酶的幫助作用下（包括共價(jià)作用與非共價(jià)作用），底物進(jìn)入特定的過(guò)渡態(tài)，由于形成此過(guò)渡態(tài)所需要的活化能遠(yuǎn)小于非酶促反應(yīng)所需要的活化能，因而反應(yīng)能夠順利進(jìn)行，形成產(chǎn)物并釋放出游離的酶，使其能夠參與其余底物的反應(yīng)。7利用底物形變和誘導(dǎo)契合的原理

58、，解釋酶催化底物反應(yīng)時(shí)，酶與底物的相互作用。解答：當(dāng)酶與底物互相接近時(shí)，在底物的誘導(dǎo)作用下，酶的構(gòu)象發(fā)生有利于底物結(jié)合的變化，與此同時(shí)，酶中某些基團(tuán)或離子可以使底物分子中圍繞其敏感鍵發(fā)生形變。酶與底物同時(shí)發(fā)生變化的結(jié)果是酶與底物形成一個(gè)互相契合的復(fù)合物，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成過(guò)渡態(tài)形式，在過(guò)渡態(tài)形式中，酶活性部位的構(gòu)象與底物過(guò)渡態(tài)構(gòu)象十分吻合，從而降低活化能，增加底物的反應(yīng)速率。8簡(jiǎn)述酶促反應(yīng)酸堿催化與共價(jià)催化的分子機(jī)理。解答：在酶促反應(yīng)酸堿催化中，酶活性部位的一些功能基團(tuán)可以作為廣義酸給出質(zhì)子（例如谷氨酸殘基不帶電荷的側(cè)鏈羧基、賴(lài)氨酸殘基帶正電荷的側(cè)鏈氨基等），底物結(jié)合質(zhì)子，形成特定的過(guò)渡態(tài)，由于形

59、成該過(guò)渡態(tài)所需活化能相比于非酶促反應(yīng)更低，因此反應(yīng)速率加快；另外一些功能基團(tuán)可以作為廣義堿從底物接受質(zhì)子（例如谷氨酸殘基帶負(fù)電荷的側(cè)鏈羧基、賴(lài)氨酸殘基不帶電荷的側(cè)鏈氨基等），底物失去質(zhì)子后，形成過(guò)渡態(tài)所需的活化能比非酶促反應(yīng)低，因此反應(yīng)速率加快。在酶促反應(yīng)共價(jià)催化中，酶活性部位的一些功能基團(tuán)作為親核試劑作用于底物的缺電子中心，或者作為親電試劑作用于底物的負(fù)電中心，導(dǎo)致酶底物共價(jià)復(fù)合物的形成，該共價(jià)復(fù)合物隨后被第二種底物（在水解反應(yīng)中通常是水分子）攻擊，形成產(chǎn)物與游離酶。由于該共價(jià)復(fù)合物形成與分解的反應(yīng)所需活化能均比非酶促反應(yīng)低，因此反應(yīng)速率被加快。9解釋中間絡(luò)合物學(xué)說(shuō)和穩(wěn)態(tài)理論，并推導(dǎo)修正后的

60、米氏方程。解答：參考本章第6節(jié)內(nèi)容。10乙醇脫氫酶催化如下反應(yīng)：（1）已知反應(yīng)體系中NADH在340nm有吸收峰，其他物質(zhì)在該波長(zhǎng)處的吸光度均接近于零，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種測(cè)定酶活力的方法。（2）如何確定在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的酶促反應(yīng)速率是真正的初速率？（3）在實(shí)驗(yàn)中使用了一種抑制劑，下表中是在分別存在與不存在抑制劑I的情況下測(cè)定的對(duì)應(yīng)不同底物濃度的酶促反應(yīng)速率，請(qǐng)利用表中的數(shù)據(jù)計(jì)算其各自對(duì)應(yīng)的Km與Vmax值，并判斷抑制劑的類(lèi)型。S/(mmol/L)v/ (mmolL-1min-1)I = 0I = 10 mmol/L205.2633.999155.0013.636104.7623.22254.2642.11

61、52.53.3331.3161.62.770.926解答：（1）選擇合適的底物濃度（NAD+與乙醇）與緩沖體系，取一定體積的底物溶液（如1ml）加入石英比色杯，加入適量酶，迅速混合后，放入紫外/可見(jiàn)光分光光度計(jì)的樣品室內(nèi)，測(cè)定反應(yīng)體系在340 nm吸光度隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)。利用NADH的摩爾吸光系數(shù)（可從相關(guān)文獻(xiàn)查到，或用已知濃度的NADH溶液自行測(cè)定），計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)NADH的增加量，用于表示酶活力。（2）如果在選取的測(cè)量時(shí)間范圍內(nèi)，反應(yīng)體系在340 nm吸光度隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)接近一條直線(xiàn)的形狀，則表明反應(yīng)速率在此時(shí)間段內(nèi)保持不變，可用來(lái)代表反應(yīng)初速率。（3）用Lineweaver-Burk

62、雙倒數(shù)作圖法，結(jié)果如下：Km與Vmax值抑制劑濃度I = 0I = 10 mmol/LKm/(mmolL-1)1.643 8.244Vmax/(mmolL-1min-1)5.645.64抑制劑的類(lèi)型：競(jìng)爭(zhēng)性可逆抑制劑。11對(duì)于一個(gè)符合米氏方程的酶，當(dāng)S=3Km，I=2KI時(shí)（I為非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑），則/Vmax的數(shù)值是多少（此處Vmax指I=0時(shí)對(duì)應(yīng)的最大反應(yīng)速率）？解答：利用非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的動(dòng)力學(xué)方程計(jì)算：其中a = 1+I/Ki = 3，則所以，/Vmax0.25。12試通過(guò)一種反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的動(dòng)力學(xué)分析解釋其抑制常數(shù)KI在數(shù)值上是否可能等于該抑制劑的IC50（IC50即酶的活力被抑制一半時(shí)的抑制劑濃度，假設(shè)酶濃度與底物濃度均固定不變）。解答：令v0為不存在抑制劑時(shí)的酶促反應(yīng)速率，vi是存在反競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑時(shí)的反應(yīng)速率，則當(dāng)I=IC50時(shí)，酶活力被抑制一半，vi=v0/2。由于 因此Km = (a-2)S如果KI在數(shù)值上等于IC50，則a = 2，a-2 = 0，Km = 0，而實(shí)際上，Km并不為零。因此KI在數(shù)值上不可能等于IC50。13在生物體內(nèi)存在很多通過(guò)改變酶的結(jié)構(gòu)從而調(diào)節(jié)其活性的方法