生物化学考试题.doc

1、 什么是蛋白质的二级结构？它主要有哪几种？各有何结构特征？
答：二级结构是指多肽链骨架中原子的局部空间排列，不涉及侧链的构象。主要形式有 螺旋结构、β折叠和β转角。
α螺旋结构（ α螺旋）：1）多肽链主链围绕中心轴有规律的螺旋式上升，每隔3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈。
（2）第一个肽平面羰基上的氧与第四个肽平面亚氨基上的氢形成氢键。氢键的方向与螺旋长轴基本平行。
（3）组成人体蛋白质的氨基酸都是L-α-氨基酸固形成右手螺旋。侧键R集团伸向外侧
β折叠：1） β折叠结构的多肽链充分伸展，各肽键平面之间折叠成锯齿状结构。侧链R基团交错在锯齿状结构上下方。
（2）两条以上肽链或一条肽链内的若干肽段平行排列。它们之间靠氢键维系。
β转角：有四个连续的氨基酸残基组成
2、 试述DNA双螺旋结构模式的要点及其与DNA生物学功能的关系。
答：1、DNA双螺旋结构特点：
1.有两条反向平行的多核苷酸链围绕同一个中心轴盘曲而成，为右手螺旋。碱基位于双螺旋的内侧，核糖基和磷酸基位于外侧，并组成骨架。
2.两条链以配对的碱基之间形成的氢键相联系。A与T形成两个氢键，G与C配对形成三个氢键，氢键的方向与长轴垂直。
3.碱基对的平面与螺旋轴几乎垂直。每个螺旋结构含10个碱基螺旋的螺距为3.4nm，直径2.0nm。双螺旋两链之间形成凹陷，一侧浅，为小沟，一侧深，为大沟。大、小沟带有分子可识别的信息，是蛋白质——DNA互相作用的基础。
　DNA双螺旋的稳定由互补碱基对之间的氢键和碱基对层间的堆积力(base?stacking force)维系。DNA双螺旋中两股链中碱基互补的特点，逻辑地预示了DNA复制过程是先将DNA分子中的两股链分离开，然后以每一股链为模板(亲本)，通过碱基互补原则合成相应的互补链(复本)，形成两个完全相同的DNA分子。因为复制得到的每对链中只有一条是亲链，即保留了一半亲链，将这种复制方式称为DNA的半保留复制。后来证明，半保留复制是生物体遗传信息传递的最基本方式。
　　DNA双螺旋是核酸二级结构的重要形式。双螺旋结构理论支配了近代核酸结构功能的研究和发展，是生命科学发展史上的杰出贡献。
3、 葡萄糖在缺氧的情况如何转变成乳酸？有什么意义？
答：糖无氧氧化反应过程分为糖酵解途径和乳酸生成两个阶段，其具体过程如下：葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖；6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖；6-磷酸果糖转变为1,6-二磷酸果糖；磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖；磷酸二羟丙酮转变为3-磷酸甘油醛；3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸；1，3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸；3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸；2-磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸；磷酸烯醇式丙酮酸将高能磷酸基转移给ADP形成ATP和丙酮酸；丙酮酸被还原成乳酸。
糖无氧酵解的意义极大，在无氧或缺氧的条件下，作为糖分解供能的主要途径，为机体快速供能： 
（1）骨骼肌在剧烈运动是相对缺氧，此时可利用糖的无氧酵解补充能量。 
（2）登山或旅行中，从平原登上高原的初期。氧气变得比较稀薄，此时也需要糖的无氧酵解来提供能量。 
（3）严重贫血，大量失血，呼吸障碍，肺及心血管疾病的病人的缺氧，也需要糖的无氧酵解来提供能量。
4、乙酰-CoA在糖、脂肪、蛋白质代谢中的意义是什么？
答：乙酰辅酶A是人体内重要的化学物质。首先，丙酮酸氧化脱羧，脂酸的β-氧化的产物。同时，它是脂酸合成，胆固醇合成和酮体生成的碳来源。三大营养物质的彻底氧化殊途同归，都会生成乙酰辅酶A以进入三羧酸循环。
乙酰辅酶A是能源物质代谢的重要中间代谢产物，在体内能源物质代谢中是一个枢纽性的物质。糖、脂肪、蛋白质三大营养物质通过乙酰辅酶A汇聚成一条共同的代谢通路——三羧酸循环和氧化磷酸化，经过这条通路彻底氧化生成二氧化碳和水，释放能量用以ATP的合成。乙酰辅酶A是合成脂肪酸、酮体等能源物质的前体物质，也是合成胆固醇及其衍生物等生理活性物质的前体物质。
5、 生物氧化的方式和特点是什么？
答：1、生物氧化反应温和，需酶的催化
2、酶促反应逐步进行，逐渐放能
3、生物氧化能量转化效率高，能量以ATP形式储存
线粒体内的氧化:伴有ATP的生成，消耗细胞内的氧，产生CO2
线粒体外的氧化（内质网，过氧化体，微粒体中）不产生ATP，与药物、毒物的代谢转化有关。
生物氧化的方式有三种：
1.脱氢：底物在脱氢酶的催化下脱氢
2.加氧：底物分子中加入氧原子或氧分子
3.脱电子：底物脱下电子，使其原子或离子价增加而被氧化。失去电子的反应为氧化反应，获得电子的反应为还原反应
6、 何谓呼吸链？由哪些组分构成？
答：呼吸链：氢和电子的传递体顺序排列在线粒体内膜上而组成。
呼吸链由五种氢和电子的传递体组成：1.辅酶Ⅰ CoⅠ （尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸NAD+ ） 体内多种脱氢酶的辅酶。辅酶Ⅱ CoⅡ （尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸NADP+ ） 体内多种脱氢酶的辅酶。2、黄素蛋白 含黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FDA）；3、铁硫蛋白（铁硫中心）4.泛醌 也称辅酶Q（coenzyme Q，CoQ），是一种脂溶性醌类化合物，广泛存在于生物系统中，故名泛醌（ubiquinone，UQ或Q）。5、细胞色素
7、 酮体如何生成？其生理意义是什么？
答：酮体（ketone bodies）是脂肪酸在肝内分解氧化时的正常中间代谢产物，它包括乙酰乙酸、β一羟丁酸及丙酮三种有机物质
1、 酮体的生成：以乙酰－CoA为原料，在肝线粒体经酶催化，先缩合、再裂解，生成酮体。
2、 酮体是肝中脂肪酸氧化时的正常中间代谢产物．是肝输出能源的一种形式。酮体分子小，易溶于水，能通过血脑屏障、肌肉内毛细血管壁，是肌肉、尤其是脑组织的重要能源。脑组织几乎不能氧化脂肪酸，但能利用酮体，长期饥饿或糖供给不足时，酮体将替代葡萄糖成为脑组织、肌肉的主要能源。
8、 各类脂蛋白的结构、功能、代谢如何？
答：（1）乳糜微粒
小肠粘膜细胞内，由再酯化生成的甘油三酯、磷脂及吸收的胆固醇，与由该细胞合成的apoB－48、apoAl、All、AIV等共同形成新生的乳糜微粒（CM）。
CM经淋巴入血，在血中与HDL相互交换，获得apoC、apoE，失去部分apoA、转变为成熟的CM。成熟的CM在LPL的反复作用下，其内核的甘油三酯水解达90％以上，水解产物被肝外组织摄取利用。这样，CM颗粒逐渐变小，外层的apoA、apoC、磷脂及游离胆固醇也同时脱离CM（参与形成新生HDL），颗粒直径仅为CM的一半左右。CM的功能是运输外源性脂类（以甘油三酯为主）。正常人CM在血浆中的半寿期为5～15分钟，故空腹血中不含CM
2）极低密度脂蛋白
由肝细胞合成的甘油三酯、apoB－100、apoE以及磷脂、胆固醇等在肝细胞内共同组成极低密度脂蛋白（VLDL）。此外，小肠黏膜细胞也能合成少量VLDL。
VLDL被分泌入血后，将从HDL获得apoE及apoC，
VLDL中的甘油三酯水解，水解产物被肝外组织摄取利用，可见VLDL是运输肝合成的内源性甘油三酯的主要形式。
在甘油三酯水解的同时，VLDL与HDL进一步相互交换，VLDL获得胆固醇酯，丢失表面的apoC、磷脂及游离胆固醇，颗粒逐渐变小，但密度不断增加，apoB－100及apoE相对含量增多，此种脂蛋白颗粒称为中间密度脂蛋白（IDL），亦可认为是VLDL残粒。颗粒中甘油三酯与胆固醇含量近似，载脂蛋白主要为apoB－100、apoE。
最后，部分IDL与所细胞膜上的apoE受体结合，被肝细胞摄取代谢， 其他IDL继续转变为LDL
（3）低密度脂蛋白
低密度脂蛋白（LDL）是在血浆中由VLDL转变而来的，它是转运内源性胆固醇的主要形式。由VLDL转变形成的IDL，一部分被肝摄取，而未被肝摄取的将在LPL及肝脂肪酶作用下，使甘油三酯进一步水解，最后颗粒中脂类主要为胆固醇酯，外层的apoE也转移到HDL，剩下apoB-100,此颗粒即为LDL。
肝及肝外组织（如动脉壁细胞等）的细胞膜表面广泛存在LDL受体,当血浆中LDL与此受体结合，可被巨噬细胞吞入胞内、与溶酶体融合，进－步被降解。
此外，血浆中的LDL还可巨噬细胞清除，经此途径代谢的LDL约占每日LDL降解总量的l／3
（4）高密度脂蛋白
高密度脂蛋白（HDL）是由肝和小肠粘膜细胞合成的，以肝为主。
合成后分泌入血的HDL称为新生HDL，是由磷脂、apoA、C、E及游离胆固醇组成的双脂层盘状结构。
在血液中，新生HDL因表面有apoAl，后者可激活卵磷脂：胆固醇脂酰转移酶（LCAT）催化胆固醇转化为胆固醇酯，外层的apoC、apoE 转移到CM及VLDL ，成成熟的HDL 。
HDL主要在肝降解，成熟的HDL可能与肝细胞膜的HDL受体结合后被肝细胞摄取利用。
HDL在LCAT及apoAl的作用下，可从肝外组织将胆固醇转运到肝内进行代谢，将外周组织中衰老细胞膜中的胆固醇转运到肝内代谢并排出体外
HDL还是apoC、apoE的储存库，这两种载脂蛋白是CM、VLDL代谢中所需要的，当CM及VLDL进入血液中，它们将从HDL获得apoC、apoE ，而在甘油三酯被水解后，这些载脂蛋白又回到HDL颗粒中。
9、 油酸（18：1）在体内被氧化成为CO2和H2O的同时能生成多少ATP？
答：脂肪酸氧化产能每经历一次β氧化产生4分子ATP，每分子乙酰－CoA经三羧酸循环彻底氧化、生成CO2及H2O的同时，产生10分子ATP。
如以软脂酸氧化为例，活化的软脂酰－CoA需经7次β氧化，产生8分子乙酰－CoA。因此；一分子软脂酸氧化共生成：7×4 ATP＋8 x 10 ATP＝28 ATP＋80 ATP＝108个ATP。但在脂肪酸氧化过程中还有能量的消耗，在脂肪酸氧化的第一阶段活化时，消耗了相当于2分子ATP，故一分子软脂酸彻底氧化净生成106个ATP。
10、 试述体内氨基酸代谢的主要途径 ？
答：氨基酸有四个代谢去路：（1）脱氨基作用生成α-酮酸和氨，氨主要在肝脏生成尿素排泄，α-酮酸可在体内生成糖、酮体或氧化供能，此是氨基酸分解代谢的主要去路。（2）脱羧基作用生成CO2和胺，许多胺类是生物活性物质如γ-氨基丁酸、组织胺等。（3）生成其他含氮物如嘌呤、嘧啶等。（4）合成蛋白质，以20种氨基酸为基本组成单位，在基因遗传信息的指导下合成组织蛋白质，发挥各种生理功能。
11、 试列出谷氨酸转变成葡萄糖及氧化生成CO2、H2O和能量的代谢途径。
答：1分子天冬氨酸在肝脏彻底氧化分解生成水和二氧化碳、尿素可净生成16分子ATP，其代谢过程：天冬氨酸在肝细胞线粒体中经联合脱氨基生成1分子氨和1分子草酰乙酸并产生1分子NADH + H+。1分子氨进入鸟氨酸循环与来自另1分子天冬氨酸的氨基形成1分子尿素，此步相当于消耗2分子ATP。产生的1分子NADH + H+ 经呼吸链氧化生成3分子ATP。草酰乙酸在线粒体中需1分子NADH + H+ 还原为苹果酸，苹果酸穿出线粒体在胞液中生成草酰乙酸和1分子NADH + H+ （NADH + H+ 在肝细胞中主要通过苹果酸-天冬氨酸穿梭进入线粒体补充消耗的1分子NADH + H+ ），草酰乙酸→磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸，分别消耗1分GTP和产生1分子ATP，可抵消。丙酮酸进入线粒体经丙酮酸脱氢酶催化生成1分子乙酰CoA和1分子NADH + H+ ，经三羧酸循环及氧化呼吸链可产生15分子ATP，1分子天冬氨酸彻底分解合计可净产生15+3－2=16分子ATP。
12、 叙述原核生物和真核生物中DNA聚合酶的种类、特性及生物学作用。
答：1.真核细胞有5种DNA聚合酶，分别为DNA聚合酶α（定位于胞核，参与复制引发具5－3外切酶活性），β（定位于核内，参与修复，具5－3外切酶活性），γ（定位于线粒体，参与线粒体复制具5－3和3－5外切活性），δ（定位核，参与复制，具有3－5和5－3外切活性），ε（定位于核，参与损伤修复，具有3－5和5－3外切活性）。
2.原核细胞有3种DNA聚合酶，都与DNA链的延长有关。DNA聚合酶I是单链多肽，可催化单链或双链DNA 的延长；DNA聚合酶II则与低分子脱氧核苷酸链的延长有关；DNA聚合酶III在细胞中存在的数目不多，是促进DNA链延长的主要酶。
13、 何谓反转录作用？它具有哪些生物学意义？反转录酶的活性包括哪些方面？
答：反转录作用（reverse transcription）或称为反向转录、逆转录，是指RNA指导下的DNA合戊
逆转录酶可用于RT-PCR，将RNA转变为DNA后扩增，以获得RNA的序列。
反转录酶由反转录病毒RNA编码，是多功能酶，具有以下活性：
①具有RNA指导的DNA聚合酶活性，能和其他DNA聚合酶一样，沿5′→3′方向合成DNA。需要引物提供3′—OH，引物为存在于病毒颗粒中的tRNA；
②具有RNA酶H活性，能特异性水解RNA－DNA杂交体的RNA；
③具有DNA指导的DNA聚合酶活性，以反转录合成的单链DNA为模板合成互补DNA链
④5′末端位点特异性RNA切割酶活性；
⑤整合酶活性。
14、 引起DAN损伤的因素有哪些？如何进行修复？
答：一）DNA的自发性损伤
1、复制错误
2，DNA的修复合成
3．碱基的自发突变
4正常代谢产物对DNA的损伤
（二）环境造成的DNA损伤
环境中许多物理和化学因素都能造成DNA分子结构的损伤。如电离辐射、紫外线、烷化剂、氧化剂等。
－）光修复
光复活修复是通过生物体内的光复活酶完成的。 已发现多种生物含有光复活酶，但未发现人有此类酶
（二）切除修复
切除修复是细胞内主要的修复方式。其作用机制是通过一种特殊的内切核酸酶将DNA分子中的损伤部分切除，同时以另一条完整的DNA链为模板，由DNA聚合酶l催化填补切除部分的空隙再由DNA连接酶封口，使DNA恢复正常结构
（三）重组修复
当DNA分子的损伤范围较大、还来不及修复就进行复制时，损伤部位因没有模板指引，复制出来的子链就会出现缺口，这时可利用DNA重组过程进行修复
（四）SOS修复
当DNA分子受到严重损伤时，细胞处于危险状态，正常修复机制均已被抑制、此时只能进行SOS方式的修复