2021 生物化学(南通大学)1465489442 最新满分章节测试答案

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本课程起止时间为:2021-09-23到2022-07-18
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【作业】5 蛋白质化学 5 蛋白质的分离和纯化

1、 问题:简述维持蛋白质溶液的稳定因素。
评分规则: 【 维持蛋白质溶液稳定的因素有：（1）蛋白质分子的大小在1-100nm范围内，属于胶体质点的范围，这样大小的质点在动力学上是稳定的，在介质中能作Brown movement。
（2）水化膜：蛋白质颗粒表面大多为亲水基团，可吸引水分子，使颗粒表面形成一层水化膜，从而阻断蛋白质颗粒的相互聚集，防止溶液中蛋白质的沉淀析出。
（3）双电层的形成：在pH≠pI的溶液中，蛋白质带有同种电荷，并能吸引周围介质中的异性电荷，从而形成双电层。若pH＞pI，蛋白质带负电荷，可以吸引周围介质中的正电荷；若pH<pI，蛋白质带正电荷，可以吸引周围介质中的负电荷。同种电荷相互排斥，阻止蛋白质颗粒相互聚集而发生沉淀（2分）。
】

2、 问题:简述实验室常用的沉淀蛋白质的方法。
评分规则: 【 常用的沉淀蛋白质的方法有：（1）盐析法，在蛋白质溶液加入大量的硫酸铵、硫酸钠或氯化钠等中性盐，去除蛋白质的水化膜，中和蛋白质表面的电荷，使蛋白质颗粒相互聚集，发生沉淀。用不同浓度的盐可以沉淀不同的蛋白质，称分段盐析。盐析是对蛋白质进行粗分离的常用方法。
（2）有机溶剂沉淀法：使用丙酮沉淀时，必须在0～4℃低温下进行，丙酮用量一般10倍于蛋白质溶液的体积，蛋白质被丙酮沉淀时，应立即分离，否则蛋白质会变性。除了丙酮以外，也可用乙醇沉淀。
（3）等电点沉淀法，利用蛋白质溶液在等电点时溶解度最低，使蛋白质沉淀析出。
（4）此外，还可用加重金属盐，加某些有机酸，加热等方法将样品中的蛋白质变性沉淀。
】

3、 问题:哪些因素可引起蛋白质变性？蛋白质变性后，其性质有哪些变化？
评分规则: 【 理、化因素使蛋白质生物活性丧失：物理：热、紫外线照射、高压和表面张力化学：有机溶剂、脲、胍、 酸、碱、重金属阳离子、生物碱等 
 蛋白质变性后，氢键等次级键被破坏，蛋白质分子就从原来有秩序卷曲的紧密结构变为无秩序的松散伸展状结构。即二、三级以上的高级结构发生改变或破坏，但一级结构没有破坏。
变性后，蛋白质的溶解度降低，是由于高级结构受到破坏，使分子表面结构发生变化，亲水基团相对减少，容易引起分子间相互碰撞发生聚集沉淀，蛋白质的生物学功能丧失，
蛋白质变性后，粘度增加，分子伸展松散，一些化学键的外露，易被蛋白酶水解。
】

4、 问题:凝胶过滤和SDS-PAGE 均是利用凝胶，按照分子大小分离蛋白质的，为什么凝胶过滤时，蛋白质分子越小，洗脱速度越慢，而在SDS-PAGE中，蛋白质分子越小，迁移速度越快？
评分规则: 【 凝胶过滤时，凝胶颗粒排阻分子量较大的蛋白质，仅允许分子量较小的蛋白质进入颗粒内部，
所以分子量较大的蛋白质只能在凝胶颗粒之间的空隙中通过，可以用较小体积的洗脱液从层析柱中洗脱出来。
而分子量小的蛋白质必须用较大体积的洗脱液才能从层析柱中洗脱出来。
SDS- PAGE分离蛋白质时，所有的蛋白质均要从凝胶的网孔中穿过，
蛋白质的相对分子质量越小，受到的阻力也越小，移动速度就越快。
】

5、 问题:为什么大多数球状蛋白质在溶液中具有下列性质。（1）在低pH值时沉淀。（2）当离子强度从零逐渐增加时，其溶解度开始增加，然后下降，最后出现沉淀。（3）在一定的离子强度下，达到等电点pH值时，表现出最小的溶解度。（4）加热时沉淀。（5）加入一种可和水混溶的非极性溶剂减小其介质的介电常数，导致溶解度的减小。（6）如果加入一种非极性强的溶剂。使介电常数大大地下降会导致变性。
评分规则: 【 （1）在低pH值时，羧基质子化，蛋白质分子带有大量的净正电荷，分子内正电荷相斥使许多蛋白质变性，蛋白质分子内部疏水基团因此而向外暴露，使蛋白质溶解度降低，因而产生沉淀。
（2）加入少量盐时，对稳定带电基团有利，增加了蛋白质的溶解度。但是随着盐离子浓度的增加，盐离子夺取了与蛋白质结合的水分子，降低了蛋白质的水合程度。使蛋白质水化层破坏，从而使蛋白质沉淀。
（3）在等电点时，蛋白质分子之间的静电斥力最小，所以其溶解度最小。
（4）加热会使蛋白质变性，蛋白质内部的疏水基团被暴露，溶解度降低，从而引起蛋白质沉淀。
（5）非极性溶剂减小了表面极性基团的溶剂化作用，使蛋白质分子与水之间的氢键减少，促使蛋白质分子之间形成氢键，蛋白质的溶解度因此而降低。
（6）介电常数的下降对暴露在溶剂中的非极性基团有稳定作用，促使蛋白质肽链的展开而导致变性。
】

【作业】8 酶化学3 酶化学 作业1

1、 问题:如何解释酶作用的专一性？研究酶的专一性有何意义？
评分规则: 【 根据过渡态互补假说，酶的专一性实质上是酶与底物分子的过渡态在结构上互补。
研究酶的专一性可以揭示酶的催化机理，
获得有关酶的结构与功能信息，
为酶的应用、酶分子设计或分子修饰提供指导。
在生物化工中运用酶的专一性可以减少副反应，特别是利用酶的立体异构专一性进行不对称合成或不对称拆分。
】

2、 问题:哪些因素影响酶促反应速率？酶制剂该如何保存？
评分规则: 【 底物浓度、酶含量、温度、pH、产物等均影响酶促反应速率，此外称为激活剂或抑制剂的某些无机或有机化学物质也会强烈影响酶促反应速率。
制备酶制剂时，要尽量避免高温、极端pH、抑制剂等的影响，酶制剂应尽可能制成固体，并在低温下保存。无法制成固体的酶，可在液态低温保存，但要注意某些液态酶在冰冻时会失去活性。
】

3、 问题:阐述酶活性部位的概念。可使用哪些主要方法研究酶的活性中心？
评分规则: 【 酶的活性中心往往是若干个在一级结构上相距很远，但在空间结构上彼此靠近的氨基酸残基集中在一起形成的具有一定空间结构的区域，该区域与底物相结合并将底物转化为产物，对于结合酶来说，辅酶或辅基往往是活性中心的组成成分。酶的活心中心通常包括两部分：与底物结合的部位称为结合中心，决定酶的专一性；促进底物发生化学变化的部位称为催化中心，它决定酶所催化反应的性质以及催化的效率。有些酶的结合中心与催化中心是同一部分。
对ES和EI的X-射线晶体分析、NMR分析、对特定基团的化学修饰、使用特异性的抑制剂、对酶催化作用的动力学研究、定点诱变等方法可用于研究酶的活性中心。
】

4、 问题:什么是同工酶？以乳酸脱氢酶（LDH）为例说明同工酶调节的生理意义。
评分规则: 【 催化相同的化学反应，但其蛋白质分子结构、理化性质和免疫性能等方面都存在明显差异的一组酶。
同工酶可用于研究物种进化、遗传变异、杂交育种和个体发育、组织分化、临床诊断等。
如哺乳动物乳酸脱氢酶有5种（LDH1-LDH5），不同类型的LDH同工酶在不同组织中的比例不同，心肌中以1型及2型较为丰富，骨骼肌及肝中含有5型及4型LDH较多。
基于每种组织LDH同工酶酶谱具有特定的相对百分率，若某一组织发生病变，必将释放其中LDH同工酶到血液中，导致血清酶谱的变化，这些变化常常是一特定疾病或该疾病特定阶段的特征，所以，临床上可通过观测病人血清中LDH同工酶的电泳图谱，辅助诊断哪些器官组织发生病变。
例如，心肌受损病人血清LDH1含量上升，肝细胞受损者血清LDH5含量增高。
】

5、 问题: 胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶和弹性蛋白酶作为催化剂有哪些不同之处？在酶的分子结构上是哪些因素引起这些差异？
评分规则: 【  ①专一性不同：胰蛋白酶裂解碱性氨基酸 Arg 和 Lys 羧基侧链肽键；胰凝乳蛋白酶选择裂解芳香氨基酸如 Phe 和 Tyr 羰基侧链肽键；弹性蛋白主要裂解小的中性氨基酸残基羰基侧链肽键；
②酶活性部位不同：胰蛋白酶口袋中，有一个负电荷 Asp189 在底部，有利于结合正电荷 Arg 和 Lys 残基；胰凝乳蛋白酶口袋被疏水氨基酸环绕，大的足以容纳一个芳香残基；弹性蛋白口袋浅，开口处具有大的 Thr 和 Val 残基，仅小的，不大的残基能够容纳在它的口袋中。
】

【作业】2021 DNA复制 DNA 复制 作业1

1、 问题:冈崎片段（okazaki fragment )
评分规则: 【 DNA 复制过程中，复制的方向与解链方向相反，不能顺着解链方向连续延长的新链，只能以不连续的片段分段复制，这些分段合成的新生 DNA片段称冈崎片段
】

2、 问题:Klenow片段
评分规则: 【 DNA聚合酶Ⅰ经温和蛋白酶水解后产生的604个氨基酸片段，具有 DNA聚合酶活性和3’→5’核酸外切酶活性。
】

3、 问题:切口平移(nick translation)
评分规则: 【 当双链DNA分于的一条链上产生切口时， 大肠杆菌 DNA聚合酶Ⅰ就可将核苷酸连接到切口的3′-OH端。同时该酶具有从5’→3’的核酸外切酶活性，能从切口的5’端除去核苷酸。由于在切去核苷酸的同时又在切口的3’端补上核苷酸，从而使切口沿着DNA链移动，故称切口平移。
】

4、 问题:试比较大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ的特点和功能。
评分规则: 【 DNA聚合酶Ⅰ、Ⅲ都具有DNA聚合酶活性，而且都需要模板和引物，只有当引物具有游离的3′-OH 时才能合成DNA 链。但 DNA 聚合酶Ⅰ的聚合速度和复制连续性都很低，不适于大肠杆菌染色体 DNA 的复制，且DNA聚合酶Ⅰ的缺陷株能够存活。所以 DNA 聚合酶Ⅲ才是使 DNA 链延长的主要聚合酶。
聚合酶Ⅰ、Ⅲ都有3’→5’外切酶活性，只有DNA聚合酶Ⅰ有5’一3’外切酶活性，因此具有缺口平移作用。DNA聚合酶Ⅰ主要用于 DNA 的修复、重组和RNA引物的替换。
】

5、 问题:试述 DNA复制的一般规律。
评分规则: 【 半保留；半不连续；需 RNA引物；复制方向5’→3′;依赖DNA的 DNA 聚合酶催化;底物为 dNTP;以单链 DNA为模板;复制通常双向进行。
】

6、 问题:扼要叙述大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ的3种酶活性和相应的生物学功能。
评分规则: 【 DNA聚合酶Ⅰ:具有3’→5’外切核酸酶活性，有校正功能;5’→3’外切核酸酶活性，有切除引物;5’→3’的聚合活性，结合5’一3’外切核酸酶活性，有切口平移功能。
】

7、 问题:简述DNA 连接酶催化磷酸二酯键形成反应。
评分规则: 【 DNA连接酶催化一条 DNA 链末端的3′-OH和另一条链末端的5′-磷酸基团之间形成磷酸二酯键。催化过程中需要ATP或NAD+提供一个AMP，形成 DNA 连接酶-AMP共价复合物，并激活AMP。
激活的 AMP 转移到DNA 链的5′-磷酸端形成DNA-AMP复合物。另一条 DNA 链上的3′-OH 攻击5’端形成磷酸二酯键，并释放出AMP。
】

8、 问题:如何证明DNA复制延伸的方向是从5’→3′?
评分规则: 【 若 DNA 复制方向为5’→3’，则磷酸二酯键应在已有脱氧核苷酸链3′-OH 与脱氧核苷三磷酸α-磷酸基团之间形成。在 DNA复制体系中加入3’位也脱氧的双脱氧核苷三磷酸,如能使复制终止，则 DNA复制方向为5’→3’。
】

9、 问题:如何证明DNA复制是单向复制还是双向复制？
评分规则: 【 通过放射自显影的实验可以判断DNA的复制是双向进行的，还是单向进行的。复制开始时，将大肠杆菌放在含低剂量的[3H]-dT的培养基中培养几分钟；随后，将细菌转移到含高剂量的[3H]-dT的培养基中继续培养一段时间；最后，收集细胞，小心地裂解细胞以抽取其中的染色体DNA进行放射自显影。如果是单向复制，自显影图谱上银颗粒的密度应该是一端高、一端低；如果是双向复制，则应该中间是一段低密度的银颗粒，两侧是高密度的银颗粒。低密度银颗粒意味着这一段DNA属于复制起始区，高密度颗粒代表的是后来合成的。
】

10、 问题:生物的遗传信息如何由亲代传给子代？
评分规则: 【 在细胞分裂间期，DNA分子边 解旋边复制，分别以亲代DNA的两条母链为模板，以核中游离的脱氧核苷酸为原料，根据碱 基互补配对原则，合成两条子链，它们分别与相应的模板链螺旋化就形成了两个与亲代DNA 一样的子代DNA，在生物传种接代的过程中，亲代将复制出的一份DNA通过配子传给子代，从 而实现了亲子代间遗传信息的传递。接下来，在子代个体发育的过程中，将利用DNA(gene)来指导自身蛋白质的合成，从而表现出与 亲代相似的性状。也有一些生物如某些病毒，是通过将亲代的RNA复制后传给子代的方式进行遗传信息的传递。
】

【作业】2021 核苷酸代谢 核苷酸代谢 作业1

1、 问题:核苷酸的从头合成（de novo synthesis）
评分规则: 【 核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的途径。
】

2、 问题:核苷酸合成的补救途径（salvage pathway）
评分规则: 【 利用体内游离的嘌呤、嘌呤核苷或嘧啶、嘧啶核苷与5′-磷酸核糖-1′-焦磷酸（PRPP），经过简单的反应，重新合成核苷酸的过程称为补救合成途径，这是一条节省能量的碱基重新利用途径。在脑中，嘌呤核苷酸的合成以补救途径为主。
】

3、 问题:痛风（gout）
评分规则: 【 一种常发生于成年男性的嘌呤核苷酸代谢病。人类嘌呤碱分解的产物是尿酸，当嘌呤代谢出现障碍时会引起尿酸积累，以尿酸盐的形式沉积在关节处引起的关节疼痛称为痛风。
】

4、 问题:自杀性抑制剂（suicide substrate）：
评分规则: 【 底物的结构类似物经酶催化生成的产物能再次不可逆结合在酶的活性中心，使酶永久性失活，这种抑制剂为酶的自杀性抑制剂。例如，别嘌呤醇（allopurinol）是次黄嘌呤结构类似物，在黄嘌呤氧化酶的作用下生成别黄嘌呤，别黄嘌呤能再次不可逆结合在黄嘌呤氧化酶的活性中心，从而使酶失活。因此，别嘌呤醇为黄嘌呤氧化酶的自杀性抑制剂，用于治疗痛风症。
】

5、 问题:简述脱氧核苷酸的合成。
评分规则: 【 脱氧核糖核苷酸是由核糖核苷酸在二磷酸水平上转变来的，催化这一反应的酶是核糖核苷酸还原酶。还原反应中的电子供体是NADPH。参与电子的传递有两种体系，一种是硫氧还蛋白还原酶-硫氧还蛋白，另一种是谷胱甘肽还原酶-谷胱甘肽-谷氧还蛋白。电子经两种体系传递给核糖核苷酸还原酶，以氢负离子的形式取代核糖核苷酸2’位的羟基，生成2’-脱氧核糖核苷二磷酸和水。
】

6、 问题:简述核糖核苷酸还原酶的结构与调节机制。
评分规则: 【 核糖核苷酸还原酶由R1亚基和R2亚基组成，R1亚基含有两条相同的多肽链，每条肽链上有两个别构调节位点，其中一个位点是酶活性调节位点（A位点），另一个位点为底物特异性位点（S位点）。
R2亚基也是由两条相同的肽链组成，R1亚基与R2亚基之间的界面处为活性中心。当ATP与R1亚基的A位（酶活性调节位点）结合时，酶处于活性状态，当dATP与其结合时，酶处于非活性状态。
在酶处于活性状态时，当ATP或dATP与R1亚基的S位点（底物特异性位点）结合时，酶有利于UDP和CDP的还原，生成dUDP和dCDP。
然后，dUDP→dUMP→dTMP→dTDP→dTTP。当dTTP过量时，竞争性结合在R1亚基的S位点，此时有利于GDP还原为dGDP。而后，dGDP转变为dGTP。
当dGTP过量时，竞争性与S位点结合，此时有利于ADP的还原。当dATP过量时，结合于A位，酶活性关闭。如果4种脱氧核糖核苷酸的量仍不能满足需要，ATP再次结合于R1亚基的A位点，启动下一轮循环合成dNDP。
】

7、 问题:简述核苷酸在体内的主要生理功能。
评分规则: 【 核苷酸在体内具有多种功能。1）是合成DNA和RNA的基本原料。2）是体内能量的转换与利用形式，包括ATP、 CTP、GTP、UTP。
3）是辅酶包括NAD+、NADP+、FAD、CoA的组成成分。
4）核苷酸衍生物如cAMP和cGMP是重要的第二信使分子。
5）是多种生物分子合成的活化形式，如UDP -葡萄糖是葡萄糖的活化形式，合成糖原。CDP-二酰甘油是二酰甘油的活化形式，合成磷脂。
6）核苷酸抗代谢物如5-氟尿嘧啶、6-巯基嘌呤可作为抗肿瘤药物。
】

8、 问题:嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸的从头合成有何区别？
评分规则: 【 嘌呤核苷酸的从头合成是以5’ -磷酸核糖-1’-焦磷酸为起始物与Gln形成5’ -磷酸核糖胺，然后，再逐步与Gly，CO2，Gln和Asp等作用，一步一步合成嘌呤环。所以，在5’-磷酸核糖的基础上，逐步累加嘌呤环的各个原子，最终形成嘌呤核苷酸。
而嘧啶核苷酸是由氨甲酰磷酸和Asp先合成嘧啶环，然后再与5’-磷酸核糖-1’-焦磷酸合成嘧啶核苷酸。
】

9、 问题:比较氨基酸与核苷酸，说明为什么核苷酸不是生物体的主要能源物质？
评分规则: 【 在饥饿条件下，生物体可利用蛋白质和氨基酸作为能源物质，因氨基酸脱氨后的碳骨架能进入糖酵解途径或柠檬酸循环彻底氧化供能。
然而，核苷酸在体内降解产生的碱基可通过补救途径重新合成核苷酸被利用。另一方面，核苷酸分子的C/N值低，分子结构决定其不能作为好的能源物质被利用。
】

10、 问题:为什么次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）缺失会引起Lesch-Nyhan综合征，即痉挛性大脑麻痹？表现为自毁容貌，行为反常。
评分规则: 【 核苷酸的合成途径分为两类：一是从头合成途径，即利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的途径。
二是补救途径，即利用体内游离的嘌呤，嘌呤核苷或嘧啶、嘧啶核苷与5’ -磷酸核糖-1’-焦磷酸（PRPP），经过简单的反应，重新合成核苷酸的途径。在脑中，嘌呤核苷酸的合成以补救途径为主。
次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）是补救途径的重要酶，它的遗传缺失会阻断补救途径。
这样一方面使游离的次黄嘌呤和鸟嘌呤不能重新被利用而生成尿酸，使脑中的尿酸浓度增高。另一方面补救途径的阻断降低了核苷酸的浓度，使其无力反馈抑制磷酸核糖焦磷酸激酶和Gln-PRPP转酰胺酶，导致从头合成途径持续进行，使尿酸浓度增高。
由于上述两方面的原因，脑中尿酸积累最终引起Lesch-Nyhan综合征，即痉挛性大脑麻痹，表现为自毁容貌、自残肢体、行为反常等症状。
】

【作业】2021 氨基酸代谢 氨基酸代谢作业1

1、 问题:内源蛋白质降解的途径有哪些?
评分规则: 【 溶酶体的蛋白质降解途径：一些衰老、损伤和死亡细胞中无用的蛋白质在溶酶体中降解，溶酶体中含有60多种酶用于清除无用蛋白。长半寿期蛋白主要在溶酶体中降解。
1）泛素（ubiquitin）介导的蛋白质降解途径：泛素是高度保守的无用蛋白降解的标签，需降解蛋白一旦被多聚泛酰化（即与泛素多肽链共价连接），就会被蛋白酶体（proteasome）识别并降解。短半寿期蛋白主要经该途径降解。
】

2、 问题:氨基酸的脱氨基作用有哪些?主要的脱氨基方式是什么?
评分规则: 【 |通过转氨基作用, 氧化脱氨基，联合脱氨基三种方式脱氨基, 以联合脱氨基作用最为重要
«转氨基反应是指一种氨基酸的氨基被转移到一种α-酮酸的酮基上形成一种新的氨基酸和一种新的α-酮酸的过程。催化此反应的酶被称为转氨酶。«转氨反应是完全可逆的，因此既参与氨基酸的降解，又参与氨基酸的合成。
在氨基酸代谢中起重要作用的脱氨酶是L-谷氨酸脱氢酶。L-谷氨酸脱氢酶广泛存在于动植物和微生物体内，是脱氨活力最高的酶，催化L-谷氨酸氧化脱氨生成-酮戊二酸。
联合脱氨基＝转氨基＋氧化脱氨基 a. 转氨酶与谷氨酸脱氢酶的联合脱氨基作用:肝肾脑等器官 b. 嘌呤核苷酸循环：肌肉