2022年四川农业大学生物化学考研要点.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆第一章 核酸的结构与功能DNA 的变性: 在理化因素作用下,DNA 碱基对间的氢键断裂,双螺旋解开成为单链,从而导致 DNA 的理化性质即生物学性质发生转变,这种现象称为 DNA 的变性;这是一个跃变过程,伴有增色效应,DNA 功能丢失;DNA 的复性: 在肯定条件下,变性 DNA 单链间碱基重新配对,复原双螺旋结构,伴有 A260 减小(减色效应) ,DNA 功能复原;(将变性 DNA 经退火处理,使其重新形成双螺旋结构的过程,称为 DNA 的复性;)增色效应和减色效应:当将 DNA 的稀盐溶液加热到 80-100
2、C时,双螺旋结构发生解体,两条链分开,形成无规章线团,一系列理化性质也随之转变:变性后,260nm 紫外吸取值上升,此效应称之为增色效应;核酸的光吸取值常比其各核苷酸成分的光吸取值之和少 30%-40%;这是在有规律的双螺旋结构中碱基紧密地积累在一起造成的;这种现象叫做 DNA 的减色效应;增色效应: 当 DNA 从双螺旋结构变为单链的无规章卷曲状态时,它在260nm 处的吸取便增加,这叫增色效应;减色效应:DNA 在 260nm 出的光密度比在DNA 分子中各个碱基在260nm 处吸取的光密度的总和小得多(约少 35%-40%),这种现象称为减色效应;分子杂交: 不同来源的DNA 单链间或单
3、链DNA 与 RNA 之间只要有碱基配对的区域,在复性时可形成局部双螺旋区,称为核酸分子杂交;核酸探针 :是以讨论和诊断为目的,用来检测特定序列核酸(DNA 或 RNA)的 DNA 片段或 RNA 片段,称为核酸探针;回文结构 :脱氧核苷酸的排列在DNA 两条链中的顺读与倒读意义是一样的,脱氧核苷酸以一个假想的轴称为180 对称,这种结构称为回问结构;回文序列:DNA 分子中以某一中心区域为对称轴,中心区域一侧的碱基序列旋转 180 后与另一侧的碱基序列对称重复;Tm 值: DNA 变性发生在一个很窄的温度范畴内,通常把热变性过程中 A260达到最大值一半时的温度称为该 DNA 的溶解温度或熔
4、点,用 Tm 表示;Chargaff定律: 腺嘌呤和胸腺嘧啶的摩尔数相等,即 A=T;鸟嘌呤和胞腺嘧啶的摩尔数也相等,即 G=C;含氨基的碱基总数等于含酮基碱基总数,即 A+C=G+T;嘌呤的总数等于嘧啶的总数,即 A+G=C+T;碱基互补规律: 在形成双螺旋结构的过程中,由于各种碱基的大小与结构的不同,使得碱基之间的互补配对只能在 G-C(或 C-G)和 A-T(或 T-A)之间进行,这种碱基配对的规律,称为碱基配对规律(互补规律);超螺旋 DNA:双螺旋 DNA 进一步扭曲所形成的麻花状构象;超螺旋 DNA 比双螺旋 DNA 分子更紧密;双螺旋的 DNA 分子通过自身的多次转动扭曲形成螺旋
5、的螺旋结构,称为超螺旋结构;大多数自然DNA 分子为负超螺旋;拓扑异构酶: 是一类剪接DNA 分子、转变DNA 拓扑状态的酶;拓扑异构酶在DNA 复制、转录和重组中起重要作用;顺反子: 基因功能的单位,一段染色体,它是一种多肽链的密码,一种结构基因;1、某 DNA 样品含腺嘌呤 15.1%(按摩尔碱基计) ,运算其余碱基的百分含量;2、DNA 和 RNA 的结构和功能在化学组成、分子结构、细胞内分布和生理功能上的主要区分是什么?化学组成DNA RNA DNA 中的戊糖是 -D-2-脱氧核糖RNA 中的戊糖是 -D-核糖DNA 中的碱基是A、G、C、T RNA 中的碱基是A、 G、 C、U 脱氧
6、核糖核苷核糖核苷核苷酸: dAMP、dGMP、dCMP、dTMP 核苷酸: AMP、GMP、CMP、UMP 分子结构一级结构大多数自然RNA分子是一条单链,其可以发生分子自身回折,二级结构:双螺旋结构、三链而使互补碱基区形成局部类似DNA 的双螺旋区;不能配对的三级结构:超螺旋碱基区域就形成突环,不同的RNA 分子因碱基序列不同而具有不同比例的双螺旋区;tRNA 二级结构:单链、三叶草形、四臂四环tRNA 三级结构:在二级结构基础上进一步折叠扭曲形成倒 L型细 胞 内 分在真核细胞中,DNA 主要集中在细胞核细胞质,少量存在于细胞核布线粒体和叶绿体中均有各自的DNA 原核细胞, DNA 存在于
7、类核生理功能DNA 是遗传物质,是遗传信息的载体、负RNA 负责遗传信息的表达,它转录DNA 的遗传信息,直接参责遗传信息的储存和发不,并通过复制将与蛋白质的生物合成,将遗传信息翻译成各种蛋白质,使生物遗传信息传递给子代体进行一系列的代谢活动,从而能够生长、 发育、 繁衍和遗传3、DNA 双螺旋结构有些什么基本特点?这些特点能说明哪些最重要的生命现象?名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 44 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆两条反向平行的多聚核苷酸链沿一个假设的中心轴右旋相互盘绕而形成嘌呤碱和嘧啶碱层叠于螺旋内侧,碱基平面与纵轴
8、垂直,碱基之间的堆集距离为0.34nm;链间碱基按A-T、G-C 配对;磷酸与脱氧核糖单位作为不变的骨架组成位于外侧,彼此通过磷酸二酯键连接;螺旋直径为2nm,顺轴方向每隔0.34nm 有一个核苷酸,两个核苷酸之间的夹角为36 ;螺旋结构每隔10 隔碱基对重复一次,间隔3.4nm ;一条多核苷酸链上的嘌呤碱基与另一条链上的嘧啶碱基以氢键项链,匹配成对;4、比较 tRNA、rRNA 和 mRNA 的结构和功能;tRNA:在蛋白质合成时起着携带活化氨基酸的作用;由 70-90 个核苷酸组成,沉降系数在 tRNA 三级结构为倒 L 型 rRNA:构成核糖体的骨架;单链,螺旋化程度较 mRNA:蛋白质
9、合成的模板 帽子结构4S 左右;一般由四个臂四个环组成;三叶草形;单链 tRNA 低;与蛋白质组成核糖体后方能发挥其功能5、从两种不同细菌提取得DNA 样品,其腺嘌呤核苷酸分别占其碱基总数的32%和 17%,运算这两种不同来源DNA 四种核苷酸的相对百分组成;两种细菌中哪一种是从温泉(64)中分别出来的?为什么?6、运算( 1)分子量为 3 105 的双股 DNA 分子的长度; (2)这种 DNA 一分子占有的体积; (3)这种 DNA 一分子占有的螺旋圈数; (一个互补的脱氧核苷酸残基对的平均分子量为 618)7、用稀酸或高盐溶液处理染色质,可以使组蛋白与 DNA 解离,请说明;染色质中的D
10、NA 和蛋白质在稀酸或高盐溶液中的溶解度不同,通过离心的方法可以分别DNA 和蛋白质 . 原理是利用了DNA 和蛋白质在稀酸或高盐溶液中的溶解度不同. 8、真核 mRNA 和原核 mRNA 各有什么特点 . 真核 mRNA 特点:单顺反子,5端存在帽子结构,3 端 polyA 尾巴;原核 mRNA 特点:先导区 +翻译区(多顺反子)+末端序列;半衰期短,以多顺反子的形式存在;3端没有或只有较短的多聚 A 结构;原核生物中, mRNA 的转录和翻译发生在同一个细胞空间,这两个过程几乎是同步进行;真核细胞中, mRNA 的合成和功能表达在不同的空间和时间范畴;其次章 蛋白质化学氨基酸等电点:当氨基
11、酸溶液在某肯定 PH值时,使某特定氨基酸分子所带正负电荷相等,称为两性离子,在电场中既不向阳极移动,也不向阴极移动,此时溶液的 PH 值即为氨基酸的等电点;蛋白质的等电点:蛋白质分子中仍旧存在游离的氨基和游离的羧基,因此蛋白质与氨基酸一样具有两性解离的性质;当蛋白质在某一 PH 溶液中,酸性基团带的负电荷恰好等于碱性基团带的正电荷,蛋白质分子净电荷为零,在电场中既不向阳极移动,也不向阴极引动,此时溶液的 PH 值称为该蛋白质的等电点(pI);肽键: 一分子氨基酸的 -羧基与另一个分子氨基酸的 -氨基脱水缩合形成的酰胺键(-CO-NH-),属共价键;肽键是蛋白质结构中的主要化学键,此共价键较稳固
12、,不易被破坏;肽链: 多个氨基酸以肽键连接的反应产物称为肽或肽链;双缩脲反应: 含有两个以上肽键的化合物在碱性溶液中与 以测定多肽和蛋白质含量;Cu 2+生成紫红色到蓝紫色的络合物,称为双缩脲反应,可用蛋白质的一级结构:指多肽中氨基酸的排列次序,其维系键是肽键,包括二硫键的位置,称为蛋白质的一级结构,这是蛋白质最基本的结构,它内寓着打算蛋白质高级结构和生物功能的信息;肽平面: 肽键具有部分双键的性质,不能自由旋转,组成肽键的四个原子及其相邻的两个 碳原子处在同一个平面,为刚性平面,称为肽平面或酰胺平面;名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 44 页精选学习资料 - - - -
13、 - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆 二面角: 肽平面之间的 C 分别以两个单键(C -N1)和( C -C2)与两个肽平面相连;绕 C -N1 键旋转的角度称为 角,绕 C -C2 键旋转的角度称为 角,这个旋转角度叫二面角,可表示出相邻的两个肽平面的相对位置;蛋白质的二级结构:肽链主链不同肽段通过自身的相互作用、形成氢键, 沿某一主轴回旋折叠而形成的局部空间结构,因此是蛋白质结构的构象单元,主要有 -螺旋、 -折叠和无规章卷曲等;蛋白质的三级结构:指的是多肽链在二级结构的基础上,通过侧链基团的相互作用进一步卷曲折叠,借助次级键(氢 -螺旋、 -折叠片、 -转角等二级结构相互配置
14、而形成的特定的构象;三 键、疏水键、范德华力、离子键等)维系使 级结构的形成使肽链中全部的原子都达到空间上的重新排布;蛋白质的四级结构:由相同或不同亚基依据肯定排布方式聚合而成的蛋白质结构,维护司机结构稳固的作用力是疏水 键、离子键、氢键、范德华力;亚基是指参与构成蛋白质司机结构的而又具有独立三级结构的多肽链;超二级结构:指丢失多肽链上如干相邻的构象单元(如 -螺旋、 -折叠、 -转角等)彼此作用,进一步组合成有规 就的结构组合体,如 螺旋 - 转角 - 螺旋;结构域: 是存在于球状蛋白质分子中的两个或多个相对独立的、在空间上能辨认的三维实体,每个由二级结构组合而 成,充当三级结构的构件,其间
15、由单肽链连接;蛋白质变性与复性:当自然蛋白质受到某些理化因素的影响,使其分子内部原有的高级结构发生变化时,蛋白质的理 化性质和生物学功能都随之转变或丢失,但并未导致蛋白质一级结构的变化,这种现象叫变性作用,变性后的蛋白质 称为变性蛋白;蛋白质的变性作用假如不过于猛烈,就是一种可逆过程;高级结构松散了的变性蛋白质通常在去除变性因素后,可缓 慢地重新自发折叠形成原先的构象,复原原有的理化性质和生物活性,这种现象称为复性;分子病: 由于基因突变导致蛋白质一级结构发生变异,使蛋白质的生物学功能减退或丢失,甚至造成生理功能的变化 而引起的疾病,称为分子病;盐析: 在蛋白质溶液中加入大量中性盐,以破坏蛋白
16、质的胶体性质,使蛋白质从溶液中沉淀析出,称为盐析;别构效应: 通过空间构象的转变来完成生物学功能;1、为什么说蛋白质是生命活动最重要的物质基础?蛋白质元素组成有何特点?P29 答:生物体最主要的特点是生命活动,而蛋白质是生命活动的表达者:酶是以蛋白质为主要成分的生物催化剂,代谢反应几乎都是在酶的催化下进行的;结构蛋白参与细胞和组织的建成,如微管蛋白、舒展蛋白、胶原蛋白等;某些动物激素是蛋白质,如胰岛素、生长素、 促卵泡激素、 促甲状腺激素等,在代谢调剂中具有特别重要的意义;运动蛋白如肌肉中的肌动蛋白、肌球蛋白以及鞭毛和纤毛蛋白与肌肉收缩和细胞运动有关;高等动物的抗体、补体、干扰素等蛋白质具有防
17、备功能;某些蛋白质具有运输功能,如血红蛋白和肌红蛋白运输氧;脂蛋白运输脂类;激素和神经递质的受体蛋白有接受和传递信息的功能;细胞表面抗原参与免疫反应和细胞识别;染色质蛋白、阻遏蛋白、转录因子等参与基因表达的调控;细胞周期蛋白等具有调控细胞分裂、增殖、生长、分 化的功能;种子贮藏蛋白、卵白蛋白、血浆白蛋白等具有贮存氨基酸和蛋白质的功能;蛋白质主要元素组成:C、H、O、N、S及 P、Fe、Cu、Zn、I、Se 等微量元素;蛋白质平均含 N 量为 16%,这是凯氏定氮法测定蛋白质含量的理论依据;蛋白质含量 =蛋白质含氮量 *6.25 2、试比较较 Gly、Pro 与其它常见氨基酸结构的异同,它们对多
18、肽链二级结构的形成有何影响?答:都含一个氨基羧基 H 与侧链基团, Pro 侧链基团与 氨基酸形成环化结构,亚氨基酸,Gly 不含手性碳原子;由于 Pro 的亚氨基参与形成肽键之后,氮原子上已米有氢原子,无法充当氢键供体,致使 -螺旋在该处中断,并产生;一个“ 结节”3、蛋白质水溶液为什么是一种稳固的亲水胶体?答:蛋白质的分子量很大,简洁再水溶液中形成直径1-100nm 的颗粒,因而具有胶体溶液的特点;可溶性蛋白质分子表面分布着大量极性氨基酸残基,对水有很高的亲和性,通过水合作用在蛋白质颗粒外面形成 一层水化层,同时这些颗粒带有电荷,因而蛋白质溶液是相当稳固的亲水胶体;4、为什么说蛋白质自然构
19、象的信息存在于氨基酸次序中;蛋白质的结构与功能之间有什么关系?P51 答: 蛋白质的构象归根结底取决于它的氨基酸序列和四周环境的影响;蛋白质一级结构包含了其分子的全部信息,并打算其高级结构,也打算了蛋白质的生物学功能;蛋白质一级结构的种属差异与同源性,例如细胞色素 C 蛋白质一级结构的变异与分子并,例如血红蛋白质反常病变镰刀型贫血病 蛋白质前体的激活与一级结构,例如胰岛素原的激活名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 44 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆蛋白质高级结构打算其功能;蛋白质空间构象破坏,功能丢失;如核糖核酸酶的变性与复
20、性 蛋白质在表现生物学功能时,构象发生肯定变化;如血红蛋白的变构效应和输血功能;5、什么是蛋白质的变性?变性的机制是什么?举例说明蛋白质变性在实践中的应用;答:当自然蛋白质受到某些理化因素的影响,使其分子内部原有的高级结构发生变化时,蛋白质的理化性质和生物学 功能都随之转变或丢失,但并未导致蛋白质一级结构的变化,这种现象叫变性作用,变性后的蛋白质称为变性蛋白;引起蛋白质变性的因素很多,其中包括加热、紫外线等射线照耀、超声波或高压处理等物理因素;强酸强碱、脲、重 金属盐、生物碱试剂及有机溶剂等化学因素;蛋白质的变性常伴有如下表现:丢失生物活性;理化性质的转变,包括:溶解度降低,由于疏水侧链基团暴
21、露;结晶才能丢失;分子外形转变,由球状分子变成松散 结构,分子不对称性加大;粘度增大;扩散系数变小;光学性质发生转变,如旋光性、紫外吸光谱等均有转变;生物化学性质的转变,分子结构舒展松散,易被蛋白酶分解;维护蛋白质空间构象稳固的作用力是次级键,此外,二硫键也起肯定的作用;当某些因素破坏了这些作用力时,蛋白 质的空间构象即遭到破坏,引起变性;应用: 蛋白质的分别纯化;核糖核酸酶S的变性 -复性pH 10 时就呈 -螺旋;聚谷氨酸(poly Glu),在 pH 7 时呈无规章6、聚赖氨酸( poly Lys)在 pH 7 时呈无规章线团,在线团,在 pH 4 时就呈 -螺旋,为什么?答:赖氨酸(
22、Lys)是碱性氨基酸;谷氨酸(Glu)是酸性氨基酸;两性解离性质7、多肽链片段是在疏水环境中仍是在亲水环境中更有利于 -螺旋的形成,为什么?P41 答:疏水环境中;8、已知某蛋白质的多肽链的一些节段是a-螺旋,而另一些节段是b-折叠;该蛋白质的分子量为240 000,其分子长 5.06 10-5cm,求分子中 a-螺旋和 b-折叠的百分率 .蛋白质中一个氨基酸的平均分子量为120,每个氨基酸残基在a-螺旋中的长度 0.15nm ,在 b-折叠中的长度为0.35nm ;答:9、运算 pH7.0 时,以下十肽所带的净电荷;Ala-Met-Phe-Glu-Tyr-Val-Leu-Typ-Gly-Il
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