生物化学问答题汇编.pdf
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1、生物化学问答题汇编 学习-好资料 苏州大学生化期末复习 1受试大鼠注射 DNP(二硝基苯酚)可能引起什么现象?其机理何在?解偶联剂大部分是脂溶性物质,最早被发现的是2,4-二硝基苯酚(DNP)。给受试动物注射DNP后,产生的主要现象是体温升高、氧耗增加、P/O 比值下降、ATP 的合成减少。其机理在于,DNP 虽对呼吸链电子传递无抑制作用,但可使线粒体内膜对 H+的通透性升高,影响了 ADP+PiATP 的进行,使产能过程与储能过程脱离,线粒体对氧的需求增加,呼吸链的氧化作用加强,但不能偶联 ATP 的生成,能量以热能形式释放。2复制中为什么会出现领头链和随从链?DNA 复制是半不连续的,顺着
2、解链方向生成的子链,复制是连续进行的,这股链称为领头链。另一股链因为复制的方向与解链方向相反,不能顺着解链方向连续延长,这股不连续复制的链称为随从链。原因有.链延长特点只能从53.同一复制叉只有一个解链方向。DNA 单链走向是相反的。因此在沿35 方向上解开的母链上,子链就沿53 方向延长,另一股母链53 解开,子链不可能沿53。复制的方向与解链方向相反而出现随从链。3简述乳糖操纵子的结构及其调节机制。乳糖操纵子含 Z、Y、及 A 三个结构基因,编码降解乳糖的酶,此外还有一个操纵序列 O、一个启动序列 P 和一个调节基因 I,在 P 序列上游还有一个 CAP 结合位点。由 P 序列、O 序列和
3、 CAP 结合位点共同构成 lac 操纵子的调控区,三个编码基因由同一个调控区调节。乳糖操纵子的调节机制可分为三个方面:(1)阻遏蛋白的负性调节没有乳糖时,阻遏蛋白与 O 序列结合,阻碍RNA 聚合酶与 P 序列结合,抑制转录起动;有乳糖时,少量半乳糖作为诱导剂结合阻遏蛋白,改变了它的构象,使它与O序列解离,RNA聚合酶与 P 序列结合,转录起动。(2)CAP的正性调节没有葡萄糖时,cAMP浓度高,结合cAMP的CAP 与 lac 操纵子启动序列附近的 CAP 结合位点结合,激活 RNA 转录活性;有葡萄糖时,cAMP 浓度低,cAMP 与 CAP 结合受阻,CAP 不能与 CAP 结合位点结
4、合,RNA 转录活性降低。(3)协调调节当阻遏蛋白封闭转录时,CAP 对该系统不能发挥作用;如无 CAP 存在,即使没有阻遏蛋白与操纵序列结合,操纵子仍无转录活性。4何谓限制性核酸内切酶?写出大多数限制性核酸内切酶识别DNA 序列的结构特点。限制性核酸内切酶:识别 DNA 的特异性序列,并在识别点或其周围切割双链 DNA 的一类内切酶。酶识别 DNA 位点的核苷酸序列呈回文结构。5.讨论复制保真性的机制.遵守严格的碱基配对规律;.聚合酶在复制延长时对碱基的选择功能;DNA-pol依据碱基表现的亲和力,实现正确的碱基选择。.复制出错时 DNA-pol I 的及时校读功能。6胞浆中的 NADH 如
5、何参加氧化磷酸化过程?试述其具体机制。线粒体内生成的 NADPH 可直接参加氧化磷酸化过程,但在胞浆中生成的 NADPH 不能自由透过线粒体内膜,故线粒体外 NADPH 所带的氢必须通过某种转运机制才能进入线粒体,然后再经呼吸链进行氧化磷酸化过程。这种转运机制主要有-磷酸甘油穿梭和苹果酸-天冬氨酸穿梭两种机制。(1)-磷酸甘油穿梭:这种穿梭途径主要存在于脑和骨骼肌中,胞浆中的NADH 在磷酸甘油脱氢酶催化下,使磷酸二羟丙酮还原成-磷酸甘油,后者通过线粒体外膜,再经位于线粒体内膜近胞浆侧的磷酸甘油脱氢酶催化下氧化生成磷酸二羟丙酮和 FADH2,磷酸二羟丙酮可穿出线粒体外膜至胞浆,参与下一轮穿梭,
6、而 FADH2 则进入琥珀酸氧化呼吸链,生成 2 分子 ATP(2)苹果酸-天冬氨酸穿梭:这种穿梭途径主要存在于肝和心肌中,胞浆中的 NADH 在苹果酸脱氢酶催化下,使草酰乙酸还原为苹果酸,后者通过线粒体外膜上的-酮戊二酸转运蛋白进入线粒体,又在线粒体内苹果酸脱氢酶的作用下重新生成草酰乙酸和NADH。NADH 进入 NADH 氧化呼吸链,生成 3 分子 ATP。可见,在不同组织,通过不同穿梭机制,胞浆中的 NADH 进入线粒体的过程不一样,参与氧化呼吸链的途径不一样,生成的 ATP 数目不一样。7试述复制和转录的异同点。相同点:复制和转录都以 DNA 为模板,都需依赖 DNA 的聚合酶,聚合过
7、程都是在核苷酸之间生成磷酸二酯键,合成的核酸链都从5向3方向延长,都需遵从碱基配对规律。复制和转录最根本的不同是:通过复制使子代保留杂代全部遗传信息,而转录只需按生存需要部分信息表达。因此可以从模板和产物的不同来理解这一重大区别。聚合酶分别是DNA pol和RNA pol,底物分别是dNTP和NTP,还有碱基配对的差别,都可从二者产物结构性质不同上理解。8人体生成 ATP 的方法有哪几种?请详述具体生成过程。ATP 是生物体能量的储存和利用中心,其生成或来源主要有两种,一种是底物水平磷酸化,另一种是氧化磷酸化。具体过程如下:(1)底物水平磷酸化:利用代谢分子中的能量使 ADP 磷酸化生成 AT
8、P 的过程,称为底物水平磷酸化,在物质分解利用过程中,有三个典型的底物水平磷酸化反应,糖酵解过程中,磷酸甘油酸激酶催化1,3二磷酸甘油酸生成3磷酸甘油酸以及丙酮酸羧激酶催化磷酸烯醇式丙酮酸生成烯醇式丙酮酸这两步反应均伴有 ADP 磷酸化生成 ATP,三羧酸循环中琥珀酰 CoA 合成酶催化琥珀酰 CoA 生成琥珀酸,同时催化Pi 和 GDP 生成 GTP,而 GTP 又可在酶促作用下能量转移生成 ATP;(2)氧化磷酸化:即在呼吸链电子传递过程中偶联ADP 磷酸化,生成 ATP。如物质脱下的 2H 经 NADH 氧化呼吸链可偶联生成 3 个ATP;经琥珀酸氧化呼吸链则偶联生成 2 个 ATP。这
9、是机体内 ATP 生成的主要方式。9.何谓基因克隆?简述基因克隆的基本过程。在体外将各种来源的遗传物质同源的或异源的、原核的或真核的、天然的或人工的 DNA 与载体 DNA 结合成一具有自我复制能力的DNA分子复制子,继而通过转化或转染宿主细胞、筛选出含有目的基因的转化子细胞,再进行扩增、提取获得大量同一 DNA 分子,即基因克隆。以质粒为载体进行 DNA 克隆的过程(为例)。基本过程:包括:目的基因的获取,基因载体的选择与构建,目的基因与载体的拼接,重组 DNA 分子导入受体细胞,筛选并无性繁殖含重组分子的受体细胞。10.原核生物复制中的引发体是如何形成的?复制的起始需要解生成引发体和合成引
10、物。原核生物在复制起始点 DNA 上结合 Dna A Dna B、Dna C 蛋白。含有解螺旋酶、DnaC蛋白、引物酶和 DNA 复制起始区域的复合结构称为引发体。在引发体上 DnaG 催化 NTP 聚合生成引物。11.简述谷氨酸在体内转变成尿素、CO2 与水的主要代谢过程 谷氨酸在 L-谷氨酸脱氢酶的作用下生成 酮戊二酸、NADH+H+和 NH3;酮戊二酸经三羧酸循环产生草酰乙酸、CO2、FADH2、NADH+H+;草酰乙酸在磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶作用下生成磷酸烯醇式丙酮酸和 CO2;磷酸烯醇式丙酮酸在丙酮酸激酶的作用下生成丙酮酸,在丙酮酸脱氢酶的作用下生成乙酰辅酶 A;乙酰辅酶 A 经三羧
11、酸循环生成 2CO2、1FADH2、3 NADH+H+和 ATP;经氧化呼吸链生成 ATP和 H2O NH3+CO2+ATP 生成氨基甲酰磷酸,经鸟氨酸循环生成尿素 12.已知人类细胞基因组的大小约 30 亿 bp,试计算一个二倍体细胞中 DNA 的总长度,这么长的 DNA 分子是如何装配到直径只有几微米的细胞核内的?约 2 米(10bp 的长度为 3.4nm,二倍体)。在真核细胞内,DNA 以非常致密的形式存在于细胞核内,在细胞生活周期的大部分时间里以染色质的形式出现,在细胞分裂期形成染色体。染色体是由DNA 和蛋白质构成的,是 DNA 的超级结构形式。染色体的基本单位是核小体。核小体由 D
12、NA 和组蛋白共同构成。组蛋白分子构成核小体的核心,DNA 双螺旋分子缠绕在这一核心上构成了核小体的核心颗粒。核小体的核心颗粒之间再由 DNA(约 60bp)和组蛋白 H1 构成的连接区连接起来形成串珠样结构。在此基础上,核小体又可进一步旋转折叠,经过形成 30nm 纤维状结构、300nm 襻状结构、最后形成棒状的染色体。13.原核生物和真核生物翻译起始复合物的生成有何异同?原核生物 mRNA 先与小亚基结合,通过 mRNA 起始密码上游 S-D 序列与小亚基 16S-rRNA3端短序列互补。S-D 序列后小核苷酸序列,被核蛋白体 rps-1 结合。核蛋白体小亚基和 mRNA、起始氨基酰-tR
13、NA、大亚基依次结合,形成翻译起始复合物。真核生物起始与原核生物相似但更复杂,真核生物 mRNA 没有 S-D 序列,帽子结合蛋白复合物结合 mRNA5帽子和 3polyA 尾,消耗 ATP 从 mRNA5端起扫描,最终使 mRNA 在小亚基正确定位。核蛋白体小亚基和起始氨基酰-tRNA、mRNA、大亚基依次结合,形成翻译起始复合物。14.试讨论各类核苷酸抗代谢物的作用原理。5-氟尿嘧啶、6-巯基嘌呤、氨基蝶呤和氨甲蝶呤、氮杂丝氨酸等核苷酸抗代谢物均可作为临床抗肿瘤药物,其各自的机理如下表所示:抗肿瘤药物 5-氟尿嘧啶 6-巯基嘌呤氨基蝶呤和 氨甲蝶呤 氨杂丝氨酸 核苷酸代谢 中类似物 胸腺嘧
14、啶次黄嘌呤叶酸谷氨酰胺 作用机理抑制胸腺嘧核苷酸 合成酶;影响 RNA 的正常结构和功能 抑制 IMP 转变为 AMP 和 GMP 的反应;抑制 IMP 和 GMP 的补救合成和从 头合成 抑制二氢叶 酸还原酶 干扰嘌呤、嘧 啶核苷酸的 合成 15.为什么说真核生物基因是断裂基因?请讨论 hnRNA 的剪接过程。基因是指为生物大分子编码的核酸片段。在真核生物中,编码序列只占少数,可称为外显子。非编码序列可称为内含子,它是阻断基因线性表达的 DNA 片段。这种在同一基因外显子被内含子分隔的现象就是断裂基因。此外,基因与基因之间还有间隔序列,也是基因断裂性的表现。mRNA 剪接实际上是切除内含子,
15、把外显子互相连接起来,剪接体由 snRNP 与 hnRNA 结合组成。snRNA 的 U1U2 结合一个内含子的两端,使内含子弯曲及两个相邻外显子互相靠近。U2U6 形成催化中心,发生转酯反应。由含鸟苷的辅酶亲电子攻击使第一外显子切出,再由第一外显子 3-OH 亲电子攻击内含子与第二外显子的磷酸二酯键,使内含子去除而两外显子相接。16.何谓目的基因?写出其主要来源或途径。目的基因:应用重组 DNA 技术有时是为分离、获得某一感兴趣的基因或 DNA 序列,或是为获得感兴趣基因的表达产物蛋白质。这些感兴趣的基因或 DNA 序列就是目的基因,又称目的 DNA。目的DNA 有两种类型,即 cDNA 和
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