《生化复习题正式》word版.docx
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1、第四章、生物膜1. 什么叫生物膜?生物膜的组成细胞的质膜和内膜系统称为生物膜。细胞质膜是指包围在细胞外表面上的一层薄膜。内膜系统组成了具有各种特定功能的亚单位结构和细胞器,如细胞核、线粒体、叶绿体、内质网、溶酶体、高尔基体和过氧化物酶。质膜和内膜系统都具有类似的膜机构,虽然有自己特定的生化功能,但在结构上却十分相似,所以将这些膜结构统称为生物膜。 生物膜的组成:1)膜脂:磷脂,构成生物膜的主要成分的磷脂中主要是甘油磷酸脂;胆固醇,对生物膜的流动性有一定条件作用;糖脂,以鞘糖脂为主。2)膜蛋白:外在蛋白,分布于脂双层表面,通过静电力或非共价键与其他膜蛋白相互作用连接在膜上;内在蛋白,又称为整合蛋
2、白,通常半埋着或者贯穿于膜。3)糖类:有少量与蛋白质或脂质相结合的寡糖,形成糖蛋白或糖脂。2. 生物膜的结构特征?结构特点:1)生物膜是由磷脂双分子层形成骨架,呈流动液晶态,其他组分镶嵌其中;2)蛋白质位于内外表面或贯穿于膜,与膜脂分子之间相互作用,多糖分布于膜外表面;3)各组分分布不对称具有以下特性:1) 运动性:膜脂和膜蛋白处于不断地运动中。膜脂分子运动方式有,分子摆动、围绕自身轴线的旋转、侧向扩散运动、跨膜翻转。膜蛋白运动方式,在膜平面做侧向扩散运动、绕着膜平面做垂直轴座旋转运动2) 流动性:磷脂分子在一定温度范围内,呈现有规律的凝固态或可流动的液晶态。3) 组分不对称性分布:膜脂质在脂
3、双层两侧的分布具有不对称性;膜脂内、外层中脂酰基的不饱和程度也不一致;膜蛋白分为内在蛋白和外在蛋白,定位和功能是不对称的;糖基总是暴露在质膜外表面。4) 膜蛋白与膜脂质相互作用:对许多膜蛋白的功能而言,膜脂是必不可少的:膜上的许多内在蛋白需要一定量的膜脂才能维持期构象和表现出活性;一些膜上的蛋白质与多种脂肪酸、烃类或糖脂共价相连,后者通常插入脂双层中,构成含质膜蛋白。3. 生物膜的功能生物膜具有多种功能:保护作用,物质运送,能量转换,细胞识别,细胞免疫,神经传导,代谢调控等作用都与生物膜相关。1)保护作用:生物膜作为渗透屏障,将膜内与膜外环境分开,起到保护作用。另一方面生物膜使细胞分隔为不同区
4、域,造成相对独立的内环境和专一性功能区域,使新陈代谢有条不紊地进行。2)物质转运:小分子过膜转运:1. 简单扩散是小分子与离子有高浓度向低浓度穿越细胞膜的自由扩散过程。不需要能量与载体,转移方向与速率依靠膜两侧的浓度差。2. 易化扩散是物质由高浓度向低浓度的转运过程,不需要能量,但需要载体或通道,会出现饱和作用,转运过程具有特异性。3. 主动转运是物质依赖于转运载体,消耗能量并逆浓度梯度进行的过膜转运方式,消耗的能量来源于ATP水解。大分子过膜转运:1. 内吞作用:细胞从外界摄入的大分子或颗粒,逐渐被质膜的一小部分包围、内陷,然后从质膜上脱落下来,形成细胞内的囊泡,从而是大分子物质进入细胞内。
5、更加摄入物不同,分为吞噬作用和胞饮作用。2. 外排作用:是内吞作用的逆过程,细胞内的物质先被囊泡包裹形成分泌囊泡,分泌囊泡向质膜迁移,然后与质膜接触融合,将内容物释放到胞外。3. 分泌蛋白通过内质网转运:有的蛋白合成后要转运到细胞外,是膜功能的一个重要表现。3)能量转换:生物膜是发生能量转换的重要场所,真核生物的生物氧化发生在线粒体内膜,原核生物则发生在细胞膜上。细胞内的线粒体的内膜上存在着按氧化还原电势大小顺序排列的一组传递体,称呼吸链。营养物质氧化时放出的质子和电子沿着呼吸链传递下来,最后质子和氧结合成水,与此同时每传递一步都伴有能量的释放,此能量用于ADP的磷酸化反应生成ATP,供机体利
6、用。这一过程称为氧化磷酸化。4)信息传递作用:提供细胞识别位点,完成细胞内外信息的跨膜传递。生物膜表面的受体可识别周围环境中的信号,并专一性地接受信号,在细胞内产生某些效应;细胞表面的G蛋白在受体和胞内效应器之间起中介作用,并可参与由第二信使引起的细胞信号转导过程;酪氨酸蛋白激酶型受体可参与调节细胞分裂。5)免疫:细胞质膜表面的外在蛋白可作为抗原,使细胞具有抗原性。T细胞表面具有TCR分子,可识别特异性抗原信号,介导细胞免疫。6)提供酶结合位点,是酶促反应高效进行。第三章、蛋白质一、 名称解释等电点:氨基酸是两性电解质,当溶液在某一特定pH时,某种氨基酸以两性离子的形式存在,正、负电荷数相等,
7、净电荷为零,在电场中既不向正极移动,也不向负极移动。这时溶液的pH称为该氨基酸的等电点。蛋白质二级结构:二级结构是指多肽链借助氢键排列成特有的局部空间结构,包括-螺旋,-折叠,-转角和无规卷曲。蛋白质超二级结构:在蛋白质中经常存在若干相邻的二级结构单元按一定的规律组合在一起,形成有规则的二级结构集合体,称为超二级结构。蛋白质结构域:多肽链在二级结构或超二级结构的基础上形成三级结构的局部折叠区,形成相对独立且具有一定功能的紧密球状体。蛋白质三级结构:由二级结构元件进一步盘绕折叠构建成的总的三维结构,包括一级结构中相距较远的肽段之间的几何相互关系和侧链在三维空间中彼此间的相互关系。蛋白质四级结构:
8、很多蛋白是以独立折叠的球状蛋白质的聚集体形式存在的,这些球状蛋白通过非共价键彼此缔合在一起,缔合形成聚集体的方式构成的三维结构称为蛋白质的四级结构。二、 论述1. 为什么蛋白质是生命活动的重要物质基础?蛋白质是生物体的重要组成成分,占细胞干重的50%以上。蛋白质具有广泛而重要的功能:(1) 催化功能:生物体内几乎所有的化学反应需要酶的催化,绝大多数酶的化学本质是蛋白质。如消化道内的胃蛋白酶(2) 调节作用:有些蛋白质可作为激素调节某些特定细胞或组织的生长、发育和代谢。如生长激素,胰岛素(3) 运输功能:动物肌肉中的肌红蛋白可以结合氧分子;血浆中的转铁蛋白能结合铁;红细胞中的血红蛋白能结合并运输
9、氧;跨膜转运过程中的离子通道与载体,其化学本质大多也是蛋白质。(4) 运动功能:有些蛋白质能使细胞和生物体运动。如肌球蛋白和肌动蛋白是参与肌肉收缩的主要成分。(5) 免疫保护作用:动物体内的免疫球蛋白能与细菌和病毒结合,发挥免疫保护作用。(6) 接受传递信息的受体:细胞膜表面的信号受体,其本质大多为蛋白质。(7) 生物膜的重要成分:蛋白质是生物膜的重要组成成分之一,细胞膜的受体,载体,离子通道等大多都是蛋白质。(8) 营养功能:外源性蛋白质可作为营养物质,为生长和发育提供营养。综上,蛋白质在生命活动中发挥重要的作用,是生命活动的重要物质基础。2. 蛋白质含量测定有哪些方法?1) 凯氏定氮法:蛋
10、白质是含氮的有机化合物。蛋白质与硫酸和催化剂一同加热消化,使蛋白质分解,分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵。然后碱化蒸馏使氨游离,用硼酸吸收后再以硫酸或盐酸标准溶液滴定,根据酸的消耗量乘以换算系数,得到蛋白质含量。优点:可用于所有类型的蛋白质分析中。缺点:会受到非蛋白氮的干扰,试验时间较长,精度差,所用试剂具有危险性。2) 双缩脲法:碱性溶液中,双缩脲与二价铜离子作用形成紫红色络合物,这一反应称为双缩脲反应。蛋白质分子含有众多肽键,可发生双缩脲反应,且呈色强度在一定浓度范围内与肽键数量即与蛋白质含量成正比,可用比色法测定蛋白含量。优点:较快速,不同的蛋白质产生颜色的深浅相近,以及干扰物质少。缺点:灵
11、敏度差。因此双缩脲法常用于快速,但并不需要十分精确的蛋白质测定。3) Folin-酚试剂法(Lowry法):此反应显色原理通双缩脲法,只是加入了Folin-酚试剂,增加显色量从而提高了检测蛋白质的灵敏度。优点:操作简单,灵敏度高。缺点:反应时间较长,只与蛋白质中半胱氨酸、色氨酸等起反应,专一性较差,难以绘制标准曲线。4) 紫外吸收法:蛋白质分子中,酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸残基的苯环含有共轭双键,使蛋白质具有吸收紫外光的性质。吸收高峰在280nm处,其吸光度(即光密度值)与蛋白质含量成正比,可根据蛋白质溶液在280nm波长的吸收值测定蛋白质浓度。优点:简便、灵敏、快速,不消耗样品,测定后仍能回收
12、使用。缺点:准确度较差,干扰物质多,不同蛋白的酪氨酸,色氨酸含量不同会产生误差。5) 染料结合法(Bradford法)或考马斯亮蓝G-250比色法:在酸性溶液中染料考马斯亮蓝G-250与蛋白质结合,此时考马斯亮蓝G-250颜色从红色变为蓝色,吸收高峰从460nm移至595nm。利用这个原理可以测定蛋白质含量。优点:操作简单,反应时间短,染料-蛋白质颜色稳定,抗干扰性强。缺点:对于那些与标准蛋白氨基酸组成有较大差异的蛋白质,有一定误差,因为不同的蛋白质与染料的结合是不同的,故该法适合测定与标准蛋白质氨基酸组成相近的蛋白质。3. 蛋白分离纯化有哪些方法?1) 沉淀分离:盐析沉淀,有机溶剂沉淀,重金
13、属盐沉淀法,生物碱沉淀法,等电点沉淀法,复合沉淀法2) 过滤分离:透析和超滤3) 离心分离:超速离心,差速离心,密度梯度离心4) 萃取分离:有机溶剂萃取,双水相萃取、反胶团萃取5) 层析分离:吸附层析,分配层析,分子筛层析,离子交换层析,亲和层析,层析聚焦。6) 电泳分离:SDS-PAGE凝胶电泳,聚丙烯酰胺梯度凝胶电泳,凝胶等点聚焦电泳,4. 蛋白质分离纯化过程中,除去小分子杂质的方法?并简述原理。1) 超滤:利用压力或离心力,强行使水和其他小分子溶质通过半透膜,而蛋白质被截留在膜上,可出去小分子物质。 2) 透析:利用蛋白质分子不能通过半透膜的性质,将小分子与蛋白质分子分开的一种分离纯化技
14、术。透析是吧待纯化的蛋白质溶液装在半透膜的透析袋中,放入透析液中进行,透析液可以更换,直至透析袋内无机盐和其他小分子溶质降低到最小值为止。3) 分子筛层析:在层析柱中装入具有多孔网状结构的葡聚糖凝胶,当不同分子大小的蛋白质流经凝胶层析柱是,比凝胶孔径大得分子不能进入网孔内,比网孔小的分子能不同程度的自由进入孔内。当洗脱液洗脱时,被排阻的大分子先被洗脱下来,而分子量小的分子后被洗脱下来,达到分离的目的5. 电泳中SDS的作用?SDS是一种表面活性剂,能打开蛋白质分子间的氢键和疏水键,使蛋白质变性成为松散的线状。同时大多数蛋白质的每个氨基酸能与固定量的SDS相结合(1:1.4)形成SDS-蛋白质复
15、合物。其结果:(1)由于SDS解离后带有很强的负电荷,使SDS-蛋白质复合物都带上了相同密度的负电荷,电量大大超过了蛋白质分子的原有电荷量,掩盖了不同种类蛋白质原有电荷的差异。(2)SDS与蛋白质结合后,改变了蛋白质原有的构象,使蛋白质水溶液中形状都近似椭圆柱形。这样SDS-蛋白质复合物在凝胶电泳中的迁移率只取决于蛋白质分子大小。6. 蛋白质分子量测定方法有哪些?原理(1) 根据化学组成测定最低相对分子质量: 用化学分析的方法测出蛋白质中某一微量元素的含量,并假设蛋白质分子中只有一个该原子,则可以计算出该蛋白质的最低分子量(2) 渗透压法测定相对分子质量: 在溶液浓度很低时,蛋白质溶液可看做理
16、想溶液,渗透压和浓度及摩尔质量有关,根据不同浓度的蛋白质溶液与渗透压的关系,可以得出蛋白质的分子质量。(3) 沉降分析法:蛋白质分子在溶液中受到强大离心力作用时,会沉降,沉降的速率与蛋白质分子和密度有关。因此可以利用超速离心机测定蛋白质或其他大分子的相对分子质量,包括沉降速率法和沉降平衡法。(4) 凝胶过滤法:见下(5) SDS-PAGE凝胶电泳法:见下7. SDS-PAGE测定蛋白分子量的原理。SDS是一种表面活性剂,能打开蛋白质分子间的氢键和疏水键,使蛋白质变性成为松散的线状。同时大多数蛋白质的每个氨基酸能与固定量的SDS相结合(1:1.4)形成SDS-蛋白质复合物。其结果:(1)由于SD
17、S解离后带有很强的负电荷,使SDS-蛋白质复合物都带上了相同密度的负电荷,电量大大超过了蛋白质分子的原有电荷量,掩盖了不同种类蛋白质原有电荷的差异。(2)SDS与蛋白质结合后,改变了蛋白质原有的构象,使蛋白质水溶液中形状都近似椭圆柱形。这样SDS-蛋白质复合物在凝胶电泳中的迁移率只取决于蛋白质分子大小。在一定的范围内,蛋白质的泳动距离与其分子量的对数成反比。根据已知分子量的标准蛋白质的泳动距离及其分子量的对数作出标准曲线,再测出同样条件下待测分子量蛋白质的泳动距离,可在标准曲线上查出其分子量。8. 分子筛层析法测定蛋白质分子量的原理在层析柱中装入具有多孔网状结构的葡聚糖凝胶,当不同分子大小的蛋
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