生物化学习题与部分参考答案(精简答案10)

蛋白质化学

一、填空题

1．氨基酸的等电点pI是指 。 2．氨基酸在等电点时，主要以 离子形式存在，在pH>pI的溶液中，大部分以 离 子形式存在，在pH

3．在生理条件下(pH7.0左右)，蛋白质分子中的 侧链和 侧链几乎完全带正 电荷，但是 侧链则带部分正电荷。

4．通常球状蛋白质的 氨基酸侧链位于分子内部， 氨基酸侧链位于分子表面。

5．蛋白质中的Phe、Trp和 3 种氨基酸具有紫外吸收特性，因而使蛋白质在 nm 处有最大吸收值。

6．DEAE-纤维素是一种 交换剂，CM-纤维素是一种 交换剂。

7．天然蛋白质中的α—螺旋结构，其主链上所有的羰基 与亚氨基氢都参与了链内 键的形成，因此构象相当稳定。

8．大多数蛋白质中氮的含量较恒定，平均为 ，如测得1克样品含氮量为10mg,则 蛋白质含量为 。

9．精氨酸的pI值为10.76,将其溶于pH7的缓冲液中，并置于电场中，则精氨酸应向 电场的 方向移动。

10．组成蛋白质的20种氨基酸中，含有咪唑环的氨基酸是 ，含硫的氨基酸有 和 。

11．蛋白质的二级结构最基本的有两种类型，它们是 和 。

12．酪氨酸的α－氨基的pK’＝2.2，α－羧基的pK’＝9.11，酚羟基的pK’＝10.9，则酪 氨酸的等电点为 ，在pH＝7.0的溶液中电泳它泳向 极。

13．α-螺旋结构是由同一肽链的 和 间的 键维持的，螺距为 ,每圈 螺旋含 氨基酸残基，每个氨基酸残基沿轴上升高度为 。天然蛋白质分子中 的α-螺旋大都属于 螺旋。

14．球状蛋白质中有 的氨基酸残基常位于分子表面而与水结合，而有 的 氨基酸位于分子的内部。

15．氨基酸与茚三酮发生氧化脱羧脱氨反应生成 化合物，而 与茚三酮反应 生成黄色化合物。

16．维持蛋白质的一级结构的化学键有 和 ；维持二级结构靠 键；维持三级 结构和四级结构靠 键，其中包括 、 、 和 。 17．稳定蛋白质胶体的因素是 和 。

18．GSH的中文名称是 ，它的活性基团是 。

19．加入低浓度的中性盐可使蛋白质溶解度 ，这种现象称为 ，而加入高浓度 的中性盐，当达到一定的盐饱和度时，可使蛋白质的溶解度 并 ，这种现象称 为 ，蛋白质的这种性质常用于 。

20．用电泳方法分离蛋白质的原理，是在一定的pH条件下，不同蛋白质的 和 不同，因而在电场中移动的 和 不同，从而使蛋白质得到分离。 21．一个α-螺旋片段含有180个氨基酸残基，该片段中有 圈螺旋，该α-螺旋片段的 轴长为 。

22．鉴定蛋白质多肽链氨基末端常用的方法有 和 。 23．测定蛋白质分子量的方法有 法、 法和 法。

24．今有甲、乙、丙三种蛋白质，它们的等电点分别为8.0、4.5和10.0,当在pH8.0缓冲

1

液中，它们在电场中电泳的情况为：甲 ，乙 ，丙 移动。

25．谷氨酸的α－羧基的pK’＝2.19，α－氨基的pK’＝9.67，R－COOH的pK’＝4.25， 则谷氨酸的等电点为 ，在pH＝5.0的溶液中电泳它泳向 极。

26．赖氨酸α－羧基的pK’＝2.18，α－氨基的pK’＝8.95，R－NH3+的pK’＝10.53，则 赖氨酸的等电点为 ，在pH＝5.0的溶液中电泳它泳向 极，在pH＝10.0 的溶液中电泳它泳向 极。

二、 选择题

1．在生理pH条件下，下列哪种氨基酸带正电荷？

A．丙氨酸 B．酪氨酸 C．赖氨酸 D．蛋氨酸 2．下列氨基酸中哪一种是非必需氨基酸？

A．亮氨酸 B．酪氨酸 C．赖氨酸 D．蛋氨酸

3．蛋白质的组成成分中，在280nm处有最大吸收值的最主要成分是：

A．酪氨酸的酚环 B．半胱氨酸的硫原子 C．肽键 D．苯丙氨酸 4．下列4种氨基酸中哪个有碱性侧链？

A．脯氨酸 B．苯丙氨酸 C．异亮氨酸 D．赖氨酸 5．下列哪种氨基酸属于亚氨基酸？

A．丝氨酸 B．脯氨酸 C．亮氨酸 D．组氨酸 6．下列哪一项不是蛋白质α-螺旋结构的特点？

A．天然蛋白质多为右手螺旋 B．肽链平面充分伸展

C．每隔3.6个氨基酸螺旋上升一圈 D．每个氨基酸残基上升高度为0.15nm. 7．下列哪一项不是蛋白质的性质之一？

A．处于等电状态时溶解度最小 B．加入少量中性盐溶解度增加 C．变性蛋白质的溶解度增加 D．有紫外吸收特性 8．下列氨基酸中哪一种不具有旋光性？

A．Leu B．Ala C．Gly D．Ser 9．在下列检测蛋白质的方法中，哪一种取决于完整的肽链？

A．凯氏定氮法 B．双缩脲反应 C．紫外吸收法 D．茚三酮法 10．下列哪种酶作用于由碱性氨基酸的羧基形成的肽键？

A．糜蛋白酶 B．羧肽酶 C．氨肽酶 D．胰蛋白酶 11．下列有关蛋白质的叙述哪项是正确的？

A．蛋白质分子的净电荷为零时的pH值是它的等电点 B．大多数蛋白质在含有中性盐的溶液中会沉淀析出

C．由于蛋白质在等电点时溶解度最大，所以沉淀蛋白质时应远离等电点 D．以上各项均不正确

12．下列关于蛋白质结构的叙述，哪一项是错误的？

A．氨基酸的疏水侧链很少埋在分子的中心部位 B．带电荷的氨基酸侧链常在分子的外侧，面向水相

C．蛋白质的一级结构在决定高级结构方面是重要因素之一 D．蛋白质的空间结构主要靠次级键维持 13．下列哪些因素妨碍蛋白质形成α-螺旋结构？

A．脯氨酸的存在 B．氨基酸残基的大的支链 C．酸性或碱性氨基酸的相邻存在 D．以上各项都是 14．关于β-折叠片的叙述，下列哪项是错误的？

A．β-折叠片的肽链处于曲折的伸展状态

2

B．氨基酸之间的轴距为0.35nm或0.325nm

C．所有的β-折叠片结构都是通过几段肽链平行排列而形成的 D．有的结构是借助于链内氢键稳定的

15．维持蛋白质二级结构稳定的主要作用力是：

A．盐键 B．疏水键 C．氢键 D．二硫键 16．维持蛋白质三级结构稳定的因素是：

A．二硫键 B．离子键 C．氢键 D．次级键 17．凝胶过滤法分离蛋白质时，从层析柱上先被洗脱下来的是：

A．分子量大的 B．分子量小的 C．电荷多的 D．带电荷少的 18. 下列哪项与蛋白质的变性无关？

A. 肽键断裂 B．氢键被破坏 C．离子键被破坏 D．疏水键被破坏 19．蛋白质空间构象的特征主要取决于下列哪一项？

A．多肽链中氨基酸的排列顺序 B．次级键 C．链内及链间的二硫键 D．温度及pH 20．下列哪个性质是氨基酸和蛋白质所共有的？

A．胶体性质 B．两性性质 C．变性性质 D．双缩脲反应 21．氨基酸在等电点时具有的特点是：

A．不带正电荷 B．不带负电荷 C．在电场中不泳动 D．溶解度最大 22．蛋白质的一级结构是指：

A．蛋白质氨基酸的种类和数目 B．蛋白质中氨基酸的排列顺序 C．蛋白质分子中多肽链的折叠和盘绕 D．蛋白质中的氨基酸组成

三、判断题

( ) 1．所有氨基酸都具有旋光性。 ( ) 2．并非所有构成蛋白质的20种氨基酸的α-碳原子上都有一个自由羧基和一个自由 氨基。

( ) 3．蛋白质是两性电解质，它的酸碱性质主要取决于肽链上可解离的R基团。 ( ) 4．所有的肽和蛋白质都能和硫酸铜的碱性溶液发生双缩脲反应。

( ) 5．一个蛋白质分子中有两个半胱氨酸存在时，它们之间可以形成两个二硫键。 ( ) 6．氨基酸与茚三酮反应都产生蓝紫色化合物。

( ) 7．因为羧基碳和亚氨基氮之间的部分双键性质，所以肽键不能自由旋转。 ( ) 8．构成蛋白质的20种氨基酸都是人体必需氨基酸。

( ) 9．蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序在很大程度上决定了它的构象。

( ) 10．一氨基一羧基氨基酸的pI为中性，因为-COOH和-NH2 的解离度相同。 ( ) 11．蛋白质的变性是蛋白质立体结构的破坏，因此涉及肽键的断裂。 ( ) 12．蛋白质是生物大分子，但并不都具有四级结构。

( ) 13．血红蛋白和肌红蛋白都是氧的载体，前者是一个典型的变构蛋白，在与氧结合 过程中呈现变构效应，而后者却不是。 ( ) 14．所有的蛋白质都有酶活性。

( ) 15．多数氨基酸有D-和L-两种不同构型，而构型的改变涉及共价键的破裂。

( ) 16．变性蛋白质的溶解度降低，是由于中和了蛋白质分子表面的电荷及破坏了外层 的水膜所引起的。

( ) 17．蛋白质二级结构的稳定性是靠链内氢键维持的，肽链上每个肽键都参与氢键的 形成。

( ) 18.．用FDNB法和Edman降解法测定蛋白质多肽链N-端氨基酸的原理是相同的。

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( ) 19．盐析法可使蛋白质沉淀，但不引起变性，所以盐析法常用于蛋白质的分离制备。 ( ) 20．蛋白质的空间结构就是它的三级结构。

( ) 21．维持蛋白质三级结构最重要的作用力是氢键。

( ) 22．具有四级结构的蛋白质，它的每个亚基单独存在时仍能保存蛋白质原有的生物 活性。 四、问答题

1．什么是蛋白质的一级结构？为什么说蛋白质的一级结构决定其空间结构？ 2．什么是蛋白质的空间结构？蛋白质的空间结构与其生物功能有何关系？ 3．举例说明蛋白质的结构与其功能之间的关系。 4．蛋白质的α—螺旋结构有何特点？ 5．蛋白质的β—折叠结构有何特点？ 6．简述蛋白质变性作用的机制。

7．什么是蛋白质的变性作用？蛋白质变性后哪些性质会发生改变？ 8．蛋白质有哪些重要功能。

9．下列试剂和酶常用于蛋白质化学的研究中：CNBr、异硫氰酸苯酯、丹黄酰氯、脲、 6mol/L HCl、β-巯基乙醇、水合茚三酮、过甲酸、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶。其中哪一 个最适合完成以下各项任务？ （1）测定小肽的氨基酸序列。 （2）鉴定肽的氨基末端残基。

（3）不含二硫键的蛋白质的可逆变性；如有二硫键存在时还需加什么试剂？ （4）在芳香族氨基酸残基羧基侧水解肽键。 （4）在蛋氨酸残基羧基侧水解肽键。

（5）在赖氨酸和精氨酸残基羧基侧水解肽键。

10．分别指出下列酶能否水解与其对应排列的肽，如能，则指出其水解部位。

肽 酶 (1)Phe-Arg-Pro 胰蛋白酶 (2)Phe-Met-Leu 羧肽酶B (3)Ala-Gly-Phe 胰凝乳蛋白酶 (4)Pro-Arg-Met 胰蛋白酶

11．用下列哪种试剂最适合完成以下工作:溴化氰、尿素、β-巯基乙醇、胰蛋白酶、过酸、 丹磺酰氯(DNS-Cl)、6mol/L盐酸、茚三酮、苯异硫氰酸(异硫氰酸苯酯)、胰凝乳蛋白酶。 (1)测定一段小肽的氨基酸排列顺序 (2)鉴定小于10-7克肽的N-端氨基酸

(3)使没有二硫键的蛋白质可逆变性。如有二硫键，应加何种试剂？ (4)水解由芳香族氨基酸羧基形成的肽键 (5)水解由甲硫氨酸羧基形成的肽键 (6)水解由碱性氨基酸羧基形成的肽键

12．扼要解释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，而导致溶解度的减小。 (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。

4

13．某种溶液中含有三种三肽：A肽：Tyr - Arg - Ser , B肽：Glu - Met - Phe 和C肽：Asp - Pro - Lys , α- COOH基团的pKa 为3.8； α-NH3基团的pKa为8.5。在哪种pH（2.0，6.0或13.0）下，通过电泳分离这三种多肽的效果最好？ 14．利用阳离子交换层析分离下列每一对氨基酸，哪一种氨基酸首先被pH7缓冲液从离子交换柱上洗脱出来。（a）Asp和Lys（b）Arg和Met（c）Glu和Val（d）Gly和Leu（e）Ser和Ala

15. 氨基酸的定量分析表明牛血清白蛋白含有0.58％的色氨酸（色氨酸的分子量为204）。 （a）试计算牛血清白蛋白的最小分子量（假设每个蛋白分子只含有一个色氨酸残基）。 （b）凝胶过滤测得的牛血清白蛋白的分子量为70，000，试问血清白蛋白分子含有几个色氨酸残基？

16. 胃液（pH＝1.5）的胃蛋白酶的等电点约为1，远比其它蛋白质低。试问等电点如此低的胃蛋白酶必须存在有大量的什么样的官能团？何种氨基酸才能提供这样的基团？ 17．下列试剂和酶常用于蛋白质化学的研究中：

CNBr 异硫氰酸苯酯 丹磺酰氯 脲 6mol/LHCl β-巯基乙醇 水合茚三酮 过甲酸 胰蛋白酶 胰凝乳蛋白酶其中哪一个最适合完成以下各项任务？ （a）测定小肽的氨基酸序列。 （b）鉴定肽的氨基末端残基。

（c）不含二硫键的蛋白质的可逆变性。若有二硫键存在时还需加什么试剂？ （d）在芳香族氨基酸残基羧基侧水解肽键。 （e）在蛋氨酸残基羧基侧水解肽键。 （f）在赖氨酸和精氨酸残基侧水解肽键。 18. 由下列信息求八肽的序列。

（a）酸水解得 Ala，Arg，Leu，Met，Phe，Thr，2Val （b）Sanger试剂处理得DNP-Ala。

（c）胰蛋白酶处理得Ala，Arg，Thr 和 Leu，Met，Phe，2Val。当以Sanger试剂处理时分别得到DNP-Ala和DNP-Val。

（d）溴化氰处理得 Ala，Arg，高丝氨酸内酯，Thr，2Val，和 Leu，Phe，当用Sanger试剂处理时，分别得DNP-Ala和DNP-Leu。

19. 下列变化对肌红蛋白和血红蛋白的氧亲和性有什么影响？ （a）血液中的pH由7.4下降到7.2。

（b）肺部CO2分压由6kPa（屏息）减少到2kPa（正常）。 （c）BPG水平由5mM（平原）增加到8mM（高原）。 20．什么是蛋白质的沉淀作用？有哪些沉淀蛋白质的方法？各方法沉淀的机理是什么？ 21．将Asp（pI＝2.98）、Gly（pI＝5.97）、Thr（pI＝6.53）、Lys（pI＝9.74）的pH为 3.0的柠檬酸缓冲液，加到预先用同样缓冲液平衡过的阳离子交换树脂上，然后用该缓冲液洗脱此柱，问这四种氨基酸将按何种顺序洗脱？ 22．何谓蛋白质的变性？哪些因素会导致蛋白质的变性？蛋白质变性的机理是什么？变性蛋白质有何特征？举例说明蛋白质变性的应用。

23．从Anfinsen的核糖核酸酶进行的变性与复性实验可得到哪些结论？

参考答案

四、问答题参考答案

1．答：蛋白质一级结构指蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序。因为蛋白质分子肽 链的排列顺序包含了自动形成复杂的三维结构（即正确的空间构象）所需要的全部信息，

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所以一级结构决定其高级结构。

2．答：蛋白质的空间结构是指蛋白质分子中原子和基团在三维空间上的排列、分布及 肽链走向。蛋白质的空间结构决定蛋白质的功能。空间结构与蛋白质各自的功能是相适 应的。

3．答：蛋白质的生物学功能从根本上来说取决于它的一级结构。蛋白质的生物学功能 是蛋白质分子的天然构象所具有的属性或所表现的性质。一级结构相同的蛋白质，其功 能也相同，二者之间有统一性和相适应性。 4．答：（1）多肽链主链绕中心轴旋转，形成棒状螺旋结构，每个螺旋含有3.6个氨基 酸残基，螺距为0.54nm，氨基酸之间的轴心距为0.15nm。 （2）α-螺旋结构的稳定主要靠链内氢键，每个氨基酸的N—H与前面第四个氨基酸的C＝O 形成氢键。

（3）天然蛋白质的α-螺旋结构大都为右手螺旋。

5．答：β-折叠结构又称为β-片层结构，它是肽链主链或某一肽段的一种相当伸展的结 构，多肽链呈扇面状折叠。

（1）两条或多条几乎完全伸展的多肽链（或肽段）侧向聚集在一起，通过相邻肽链主链上的氨基和羰基之间形成的氢键连接成片层结构并维持结构的稳定。 （2）β-折叠结构有平行排列和反平行排列两种。

（3）氨基酸之间的轴心距为0.35nm（反平行式）和0.325nm（平行式）。

6．答：维持蛋白质空间构象稳定的作用力是次级键，此外，二硫键也起一定的作用。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，但共价键不破坏，即二硫健与肽键保持完好。

7．答：蛋白质变性作用是指在某些因素的影响下，蛋白质分子的空间构象被破坏，并 导致其性质和生物活性改变的现象。蛋白质变性后会发生以下几方面的变化： （1）生物活性丧失；

（2）理化性质的改变，包括：溶解度降低，因为疏水侧链基团暴露；结晶能力丧失；分子形状改变，由球状分子变成松散结构，分子不对称性加大；粘度增加；光学性质发生改变，如旋光性、紫外吸收光谱等均有所改变。

（3）生物化学性质的改变，分子结构伸展松散，易被蛋白酶分解。 8． 答：蛋白质的重要作用主要有以下几方面：

（1）生物催化作用：酶是蛋白质，具有催化能力，新陈代谢的所有化学反应几乎都是在酶的催化下进行的。

（2）结构蛋白：有些蛋白质的功能是参与细胞和组织的建成。 （3）运输功能：如血红蛋白具有运输氧的功能。

（4）运动功能：收缩蛋白（如肌动蛋白和肌球蛋白）与肌肉收缩和细胞运动密切相关。 （5）激素功能：动物体内有些激素是蛋白质或多肽，是调节新陈代谢的生理活性物质。 （6）免疫功能：抗体是蛋白质，能与特异抗原结合以清除抗原的作用，具有免疫功能。 （7）贮藏蛋白：有些蛋白质具有贮藏功能，如植物种子的谷蛋白可供种子萌发时利用。 （8）接受和传递信息：生物体中的受体蛋白能专一地接受和传递外界的信息。 （9）控制生长与分化：有些蛋白参与细胞生长与分化的调控。

（10）毒蛋白：能引起机体中毒症状和死亡的异体蛋白，如细菌毒素、蛇毒、蝎毒、蓖麻毒素等。 9． 答：（a）异硫氢酸苯酯；（b）丹磺酰氯；（c）脲、β-巯基乙醇；（d）胰凝乳蛋白酶； （e）CNBr; （f）胰蛋白酶。

（1）不能，因为Arg与Pro连接。 10． 答：

6

（2）不能，因为羧肽酶B仅仅水解C-末端为Arg或Lys的肽。

（3）不能，因为胰凝乳蛋白酶主要水解Phe，Trp，Tyr和Leu的羧基形成的肽键。 （4）能，胰蛋白酶可作用于Arg和Met之间的肽键，产物为Pro-Arg和Met. 11． 答 (1)苯异硫氰酸 （2）丹磺酰氯

（3）尿素，如有二硫键应加β-巯基乙醇使二硫键还原。 （4）胰凝乳蛋白酶 （5）溴化氰 （6）胰蛋白酶

12．答（1）在低pH时，羧基质子化，这样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，并随着蛋白质分子内部疏水基团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，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）非极性溶剂减少了表面极性基团的溶剂化作用，促使蛋白质分子之间形成氢键， 从而取代了蛋白质分子与水之间的氢键。

（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，结果促使蛋白质肽链 展开而导致变性。

13．答：pH=6.0比pH=2.0或pH=13.0时电泳能提供更好的分辨率。因为在pH＝6.0的条件下各肽带有的净电荷为：A肽+1，B肽－1，C肽0；在pH＝2.0的条件下净电荷分别为A肽+2，B肽+1，C肽+2，在pH＝13.0的条件下净电荷分别为A肽－2，B肽－2，C肽－2。 14．答：（a）Asp（b）Met（c）Glu（d）Gly（e）Ser 15． 答：（a）32,100g/mol（b）2 16.答：－COO- ；Asp与Glu 17． 答：（a）异硫氰酸苯酯。（b）丹磺酰氯。（c）脲；β-巯基乙醇还原二硫键。（d）胰凝乳蛋白酶。（e）CNBr。 （f）胰蛋白酶 18．答：Ala-Thr-Arg-Val-Val-Met-Leu-Phe 19．答：对肌红蛋白氧亲和性的影响：（a）降低 （b）增加 （c）降低 20答：蛋白质在水溶液中可形成亲水的胶体，蛋白质从胶体溶液析出的现象称为蛋白质沉淀作用。

沉淀蛋白质的方法有：

盐析法：在蛋白质溶液中加入高浓度的强电解质溶液如硫酸铵、硫酸钠等，蛋白质

从溶液中产生沉淀。

机理：破坏了蛋白质分子表面的水化膜和双电层（净电荷），蛋白质溶液失去

稳定性而产生沉淀。

有机溶剂沉淀法：乙醇、丙酮等有机溶剂可使蛋白质产生沉淀。

机理：降低溶液的介电常数，也破坏了蛋白质的水化膜，蛋白质产生沉淀，

但必须低温操作，以防止蛋白质的变性。

等电点沉淀法：用稀酸或稀碱调节蛋白质的溶液于某蛋白质等电点处，该蛋白质沉

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淀析出。

机理：中和蛋白质表面水化膜。

重金属沉淀法：蛋白质在等电点以上的pH下，易于重金属产生沉淀。 机理：重金属与带负电的蛋白质羧基结合产生不可逆沉淀。 21答：在pH为3.0上述四种氨基酸带电状态分别为Asp（0）、Gly（＋）、Thr（＋）、Lys（＋＋），因而与阳离子交换树脂结合的牢固程度从小到大排列为：

Asp、Gly≈Thr、Lys；因Thr为亲水氨基酸，随洗脱液的流动较Gly更易洗脱，故四种氨基酸的洗脱顺序为：Asp → Thr → Gly → Lys。

22．答：蛋白质变性作用是指天然的蛋白质在一些物理或化学因素的影响下，使其失去原有的生物学活性，并伴随着其物理、化学性质的改变称为蛋白质的变性。 使蛋白质变性的因素有：

（1）物理因素：加热、剧烈的机械搅拌、辐射、超声波处理等；

（2）化学因素：强酸、强碱、重金属、盐酸胍、尿素、表面活性剂等。

蛋白质变性的机理：维持蛋白质高级结构的次级键破坏，二级以上的结构破坏，蛋白质从天然的紧密有序的状态变成松散无序的状态，但一级结构保持不变。 蛋白质变性后会发生以下几方面的变化：

（1）生物活性丧失；（2）理化性质的改变，包括：溶解度降低，结晶能力丧失；粘度增加；光学性质发生改变，如旋光性改变、紫外吸收增加； （3）侧链反应增强； （4）对酶作用敏感，易被蛋白酶水解。 蛋白质变性的应用：

（1）加热煮熟食物时食物蛋白质变性既有利于食物蛋白质的消化吸收，也可使食物中的致病菌中的蛋白质变性使其失去原有的生物学活性达到消毒灭菌的目的，使食物安全可靠；

（2）酒精消毒也是微生物蛋白质在酒精作用下产生变性； （3）剧烈地搅打蛋清，蛋清变稠也是由于蛋清蛋白发生变性；

（4）面团在搓揉过程中面筋蛋白质发生变性，体积增加，易混入气体使面团变得松软有弹性等。

23．答：Anfinsen的核糖核酸酶进行的变性与复性实验证明：蛋白质的一级结构决定其高级结构，而特定的高级结构是蛋白质具有活性的基础。

02 核酸化学

一、填空题

1．常用二苯胺法测定 含量，用苔黑酚法测 含量。

2．维持DNA双螺旋结构稳定的主要因素是 ，其次，大量存在于DNA分子中的弱作用力如 ， 和 也起一定作用。

3．tRNA的三级结构为 形，其一端为 ，另一端为 。 4．DNA双螺旋结构模型是 于 年提出的。 5．核酸的基本结构单位是 。

6．DNA变性后，紫外吸收 ，粘度 ，蛋白质变性后，紫外吸收 ，粘度 。 7．因为核酸分子具有 、 ，后者分子中具有 ，因而所以在 处有 吸收峰，可用紫外分光光度计测定。

8．DNA样品的均一性愈高，其熔解过程的温度范围愈 。

8

9．DNA所在介质的离子强度越低，其熔解过程的温度 ，所以DNA应保存在较 浓度的盐溶液中，通常为 mol/L的NaCI溶液。

10．mRNA在细胞内的种类 ，但只占RNA总量的 ，它是以 为模板合成 的， 又是 合成的模板。 11．变性DNA 的复性与许多因素有关，包括 ， ， ， ， 等。 12．核酸在 附近有紫外吸收，这是由于 。 13．核酸的特征元素 。

14．B型DNA双螺旋的螺距为 ，每圈螺旋有 对碱基，每对碱基的转角是 。

15． 分子指导蛋白质合成， 分子用作蛋白质合成中活化氨基酸的载体。 16．在DNA分子中，一般来说G-C含量高时，比重 ，Tm（熔解温度）则 ， 分子比较稳定。

17．常见的环化核苷酸有 和 。其作用是 ，它们核糖上的 磷酸-OH环化。

25．真核细胞的mRNA帽子由 组成，其尾部由 组成，他们的功能分别 是 ，后者对 。

36．DNA在水溶解中热变性之后，如果将溶液迅速冷却，则DNA保持 状态； 若使溶液缓慢冷却，则DNA重新形成 。 二、选择题

1. 在适宜条件下，核酸分子两条链通过杂交作用可自行形成双螺旋，取决于： A．DNA的Tm值 B. 序列的重复程度 C．核酸链的长短 D. 碱基序列的互补 2. 下列哪项最可能导致DNA变性？

A．加入巯基乙醇 B. 加入甲酰胺及尿素 C. 搅拌 D. 磷酸二酯键的断裂 3. 一个双螺旋DNA长306nm，则该DNA含有多少个碱基对？ A. 560 B. 666 C. 766 D. 900

4. DNA的复性速度与以下哪些因素因素有关？

A. 温度 B. 分子内的重复序列 C. 变性DNA的起始浓度 D. 以上全部 5．含有稀有碱基比例较多的核酸是：

A．胞核DNA B．线粒体DNA C．tRNA D． mRNA 6．真核细胞mRNA帽子结构最多见的是：

A．m7APPPNmPNmP B． m7GPPPNmPNmP C．m7UPPPNmPNmP D．m7CPPPNmPNmP 7．DNA变性后理化性质有下述改变：

A．对260nm紫外吸收减少 B．溶液粘度下降 C．磷酸二酯键断裂 D．核苷酸断裂 8．hnRNA是下列哪种RNA的前体？

A．tRNA B．rRNA C．mRNA D．SnRNA 9．决定tRNA携带氨基酸特异性的关键部位是：

A．–CCA3`末端 B．TψC环； C．DHU环 D．反密码子环

10．根据Watson-Crick模型，求得每一微米DNA双螺旋含核苷酸对的平均数为：:

A．25400 B．2540 C．29411 D．2941 11．构成多核苷酸链骨架的关键是：

A．2′3′-磷酸二酯键 B． 2′4′-磷酸二酯键 C．2′5′-磷酸二酯键 D． 3′5′-磷酸二酯键

9

12．与片段TAGAp互补的片段为：

A．AGATp B．ATCTp C．TCTAp D．UAUAp 13．双链DNA的Tm较高是由于下列哪组核苷酸含量较高所致：

A．A+G B．C+T C．A+T D．G+C 14．反密码子GψA，所识别的密码子是：

A．CAU B．UGC C．CGU D．UAC 15. 核酸变性后可发生哪些效应？

A. 减色效应 B. 增色效应 C. 失去对紫外线的吸收能力 D. 最大吸收峰蓝移 三、判断题

（ ）1．真核生物mRNA的5’端有一个多聚A的结构。

（ ）2．DNA的Tm值随（A+T）/（G+C）比值的增加而减少。

（ ）3．核酸中的修饰成分（也叫稀有成分）大部分是在mRNA中发现的。 （ ）4．DNA的Tm值和AT含量有关，AT含量高则Tm高。

（ ）5．两个核酸样品A和B，如果A的OD260/OD280大于B的OD260/OD280，那么A 的纯度大于B的纯度。

（ ）6．毫无例外，从结构基因中DNA序列可以推出相应的蛋白质序列。 （ ）7．真核生物成熟mRNA的两端均带有游离的3’-OH。

（ ）8．DNA复性（退火）一般在低于其Tm值约20℃的温度下进行的。 （ ）9．用碱水解核酸时，可以得到2’和3’-核苷酸的混合物。 （ ）10．生物体内，天然存在的DNA分子多为负超螺旋。 （ ）11．mRNA是细胞内种类最多、含量最丰富的RNA。

（ ）12．tRNA的二级结构中的额外环是tRNA分类的重要指标。

（ ）13．对于提纯的DNA样品，测得OD260/OD280<1.8，则说明样品中含有RNA。 （ ）14．DNA是生物遗传物质，RNA则不是。 （ ）15．脱氧核糖核苷中的糖环3’位没有羟基。

（ ）16．原核生物和真核生物的染色体均为DNA与组蛋白的复合体。 （ ）17．基因表达的最终产物都是蛋白质。 四、问答题

1．DNA热变性有何特点？Tm值表示什么？

2．将核酸完全水解后可得到哪些组分?DNA和RNA的水解产物有何不同？ 3．计算：T7噬菌体DNA，其双螺旋链的相对分子质量为2.5×107。计算DNA链的长度

（设核苷酸的平均相对分子质量为650）。

4．在稳定的DNA双螺旋中，哪两种力在维系分子立体结构方面起主要作用？

5．有二个DNA样品，分别来自两种未确认的细菌，两种DNA样品中的腺嘌呤碱基含量分别占它们DNA总碱基的32％和17％。这两个DNA样品的腺嘌呤，鸟嘌呤，胞嘧啶和胸腺嘧啶的相对比例是多少？其中哪一种DNA是取自温泉（64℃）环境下的细菌，哪一种DNA是取自嗜热菌？答案的依据是什么？

6．简述tRNA二级结构的组成特点及其每一部分的功能。 7．简述下列因素如何影响DNA的复性过程： （1）阳离子的存在；（2）低于Tm的温度；（2）高浓度的DNA链。 8．计算(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）.

9．试述与蛋白质生物合成有关的三种主要的RNA的生物功能。 10．如果人体有1014个细胞，每个体细胞的DNA量为6.4×109个碱基对。试计算人体

10

DNA的总长度是多少？是太阳-地球之间距离（2.2×109公里）的多少倍？ 11．列述DNA双螺旋结构要点，并说明该螺旋模型提出的意义。 12．RNA的功能多样性表现在哪几方面？

13．以克为单位计算从地球延伸到月亮（约320,000km）这么长的双链DNA的重量：已知双链DNA每1000对核苷酸重1×10-18克，每对碱基对长0.34nm。 14.解释为什么双链DNA变性时紫外吸收增加？

参考答案

四、问答题参考答案：

1．答：将DNA的稀盐溶液加热到70～100℃几分钟后，双螺旋结构即发生破坏，氢键断裂，两条链彼此分开，形成无规则线团状，此过程为DNA的热变性，有以下特点：变性温度范围很窄，260nm处的紫外吸收增加；粘度下降；生物活性丧失。Tm值代表核酸的变性温度（熔解温度、熔点）。在数值上等于DNA变性时摩尔磷消光值（紫外吸收）达到最大变化值半数时所对应的温度。 2．答： (2.5×107/650) × 0.34 = 1.3× 104nm = 13μm。 3. 答：（5ˊ）GCGCAATATTTTGAGAAATATTGCGC-3ˊ，含有回文序列；单链内可形成发卡结构；双链可形成十字结构。

4．答：在稳定的DNA双螺旋中，碱基堆积力和碱基配对氢键在维系分子立体结构方 面起主要作用。

5. 答：一个DNA含量为32％A、32％T、18％G和18％C，另一个为17％A、17％T、33％G和33％C，均为双链DNA。前一种取自温泉的细菌，后一种取自嗜热菌，因为其G－C含量高，变性温度高因而在高温下更稳定。

6．答：tRNA的二级结构为三叶草结构。其结构特征为： （1）tRNA的二级结构由四臂、四环组成。已配对的片断称为臂，未配对的片断称为环。 （2）叶柄是氨基酸臂。其上含有CCA-OH3’，此结构是接受氨基酸的位置。

（3）氨基酸臂对面是反密码子环。在它的中部含有三个相邻碱基组成的反密码子，可与mRNA上的密码子相互识别。 （4）左环是二氢尿嘧啶环（D环），它与氨基酰-tRNA合成酶的结合有关。 （5）右环是假尿嘧啶环（TψC环），它与核糖体的结合有关。

（6）在反密码子与假尿嘧啶环之间的是可变环，它的大小决定着tRNA分子大小。 7．答：（1）阳离子的存在可中和DNA中带负电荷的磷酸基团，减弱DNA链间的静电

作用，促进DNA的复性；

（2）低于Tm的温度可以促进DNA复性；

（3）DNA链浓度增高可以加快互补链随机碰撞的速度、机会，从而促进DNA复性。 8．答：（1） （3×105/618×10）×3.4＝165.0 （nm）

（2） 3×105/618×10＝48.5（圈）

9．答：mRNA：信使RNA，它将DNA上的遗传信息转录下来，携带到核糖体上，在那里以密码的方式控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，作为蛋白质合成的直接模板；

与蛋白质共同形成核糖体，核糖体不仅是蛋白质合成的场所，rRNA是核糖体RNA，

还协助或参与了蛋白质合成的起始与转肽反应；

tRNA是转运RNA，与合成蛋白质所需要的单体：氨基酸形成复合物，将氨基酸转运到核糖体中mRNA的特定位置上。 10．答：（1）每个体细胞的DNA的总长度为：

6.4×109×0.34nm = 2.176×109 nm= 2.176m （2）人体内所有体细胞的DNA的总长度为：

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2.176m×1014 = 2.176×1011km

（3）这个长度与太阳-地球之间距离（2.2×109公里）相比为：

2.176×1011/2.2×109 = 99倍

11．答： DNA双螺旋的结构特点有：

（1）两条反相平行的多核苷酸链围绕同一中心轴互相缠绕形成右手螺旋；

（2）每圈螺旋由10对碱基组成，双螺旋的直径为2nm，碱基堆积距离为 0.34nm，两核苷酸之间的夹角是36°；

（3）碱基位于结构的内侧，而亲水的戊糖－磷酸主链位于螺旋的外侧，通过磷酸二酯 键相连，形成螺旋的骨架；

（4）碱基平面与轴垂直，糖环平面则与轴平行，双螺旋结构表面有两条螺形沟，一大 一小；

（5）碱基按A=T，G≡C配对互补，彼此以氢键相连。

该螺旋提出的意义：直接揭示了遗传信息的传递机制，引发了人类对生物遗传性了解的一场革命。

12．答：RNA的功能多样性表现于：

（1） 控制蛋白质的生物合成：有三种RNA 参与了蛋白质的合成：

rRNA：构成核糖体是蛋白质的合成场所；

tRNA：在蛋白质合成过程中携带氨基酸参与蛋白质的合成， 是将mRNA的核苷顺序

翻译成蛋白质的氨基酸顺序的“适配器分子”；

mRNA：是蛋白质合成的模板，指导蛋白质的合成。 （2） 作用于RNA转录后的加工：snRNA。 （3） 生物催化：核酶具有催化功能。

（4） 与遗传信息的加工与进化有关，asRNA。 （5） 病毒RNA是遗传信息的携带者。 13．答：该DNA的碱基对数＝320,000×1012/0.34=9.4×1017bp 该DNA的重量＝9.4×1013×1×10－18＝9.4×10－4(g)

14．答：DNA 分子中碱基上的共轭双键使 DNA 分子具有吸收260 nm 紫外光的特性， 在 DNA 双螺旋结构中碱基藏 入螺旋内侧，紫外吸收较弱。变性时 DNA 双螺旋解开， 于是碱基外露，更有利于紫外吸收，故而产生增色效应。

03 酶化学

一、填空题

1．酶具有 、 、 和 等催化特点。 2．丙二酸和戊二酸都是琥珀酸脱氢酶的 抑制剂。

3．与酶催化的高效率有关的因素有 、 、 、 、 等。

4．常用的化学修饰剂DFP可以修饰 残基，TPCK常用于修饰 残基。 5．酶促动力学的双倒数作图(Lineweaver-Burk作图法)，得到的直线在横轴上的截距为 ，纵轴上的截距为 。

6．磺胺类药物可以抑制 ，从而抑制细菌生长繁殖。

7．pH值影响酶活力的机制是：影响 ，影响 ， 从而影响 。

8．脲酶只作用于尿素，而不作用于其他任何底物，因此它具有 专一性；甘油激 酶可以催化甘油磷酸化，仅生成甘油－1－磷酸一种底物，因此它具有 专一性。

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9．判断一个纯化酶的方法优劣的主要依据是酶的 和 。

10．全酶由 和 组成，在催化反应时，其中 决定酶的专一性和高效率， 起传递电子、原子或化学基团的作用。

11．酶的活性中心包括 和 两个功能部位，其中 直接与底物结 合，决定酶的专一性， 是发生化学变化的部位，决定催化反应的性质。

12．酶活力是指 ，一般用 表示。

13．通常讨论酶促反应的反应速度时，指的是反应的初速度，即 时测得 的反应速度。

14．根据国际系统分类法，所有的酶按所催化的化学反应的性质可分为六类 、 、 、 、 和 。

15．测定酶活力时，通常控制在酶的 、 、 下进行。 16．酶活性受到多种因素的调节控制，最常见的调节方式有 与 调节。

二、选择题

1．酶具有高度催化能力的原因是：

A．酶能降低反应的活化能 B．酶能催化热力学上不能进行的反应 C．酶能改变化学反应的平衡点 D．酶能提高反应物分子的活化能 2．酶促反应中决定酶专一性的部分是：

A. 酶蛋白 B. 底物 C．辅酶或辅基 D. 催化基团 4. 假定一种酶只有当某一特定的组氨酸残基侧链未被质子化时，酶分子才具有活性，降低pH对于该酶会发生下列哪一种类型的抑制作用？

A．反竞争性 B．非竞争性 C．竞争性 D．混合型 5．磺胺药物治病的原理是：

A. 直接杀死细菌 B. 细菌生长所需的二氢叶酸合成酶的竞争性抑制剂 C. 分解细菌的分泌物 D.细菌生长某必需酶的非竞争性抑制剂 6. 有机磷农药作为酶的抑制剂是作用于酶活性中心的： A. 巯基 B. 羟基 C. 羧基 D. 咪唑基 7．酶原激活的实质是：

A．激活剂与酶结合使酶激活 B．酶蛋白的变构效应 C．酶原分子一级结构发生改变从而形成或暴露出酶的活性中心 D．酶原分子的空间构象发生了变化而一级结构不变 8. 蛋白酶是一种：

A.水解酶 B. 合成酶 C. 裂解酶 D．酶的蛋白质部分

9. 酶反应速度对底物浓度作图，当底物浓度达到一定程度时，得到的是零级反应，对此最恰当的解释是：

A．酶与形变底物产生不可逆结合 B．酶与未形变底物形成复合物

C．酶的活性部位为底物所饱和 D．过多底物与酶发生不利于催化反应的结合 10．酶的活性中心是指：

A．酶分子上含有必需基团的肽段 B．酶分子与底物结合的部位

C．酶分子与辅酶结合的部位 D．酶分子发挥催化作用的关键性结构区 11．竞争性可逆抑制剂抑制程度与下列那种因素无关：

A．作用时间 B．抑制剂浓度 C．底物浓度 D．酶与抑制剂的亲和力的大小 E．酶与底物的亲和力的大小

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12．哪一种情况可用增加[S]的方法减轻抑制程度：

A．不可逆抑制作用 B．竞争性可逆抑制作用 C．非竞争性可逆抑制作用 D．反竞争性可逆抑制作用 13．竞争性抑制剂作用特点是：

A．与酶的底物竞争激活剂 B．与酶的底物竞争酶的活性中心 C．与酶的底物竞争酶的辅基 D．与酶的底物竞争酶的必需基团； 15．酶催化作用对能量的影响在于：

A．降低活化能 B．增加活化能 C．降低反应物能量水平 D．降低反应的自由能 14．酶的竞争性可逆抑制剂可以使：

A．Vmax减小，Km减小 B．Vmax增加，Km增加

C．Vmax不变，Km增加 D．Vmax不变，Km减小

15．在生理pH7.0条件下，下列哪种基团既可以作为H+的受体，也可以作为H+的供体：

A．His的咪唑基 B．Lys的ε氨基 C．Arg的胍基 D．Cys的巯基 16．对于下列哪种抑制作用，抑制程度为50%时，[I]=Ki ：

A．不可逆抑制作用 B．竞争性可逆抑制作用

C．非竞争性可逆抑制作用 D．反竞争性可逆抑制作用 17．下列常见抑制剂中，除哪个外都是不可逆抑制剂：

A 有机磷化合物 B 有机汞化合物 C 有机砷化合物 D 磺胺类药物 18．酶的活化和去活化循环中，酶的磷酸化和去磷酸化位点通常在酶的哪一种氨基酸残 基上：

A．天冬氨酸 B．脯氨酸 C．赖氨酸 D．丝氨酸 三、判断题

（ ）1．酶的最适温度与酶的作用时间有关，作用时间长，则最适温度高，作用时间短， 则最适温度低。

（ ）2．测定酶活力时，底物浓度不必大于酶浓度。

（ ）3．测定酶活力时，一般测定产物生成量比测定底物消耗量更为准确。

（ ）4．某些调节酶的V-[S]的S形曲线表明，酶与少量底物的结合增加了酶对后续底 物分子的亲和力。

（ ）5．当底物处于饱和水平时，酶促反应的速度与酶浓度成正比。

（ ）6．某些酶的Km由于代谢产物存在而发生改变，而这些代谢产物在结构上与底物 无关。

（ ）7．在非竞争性抑制剂存在下，加入足量的底物，酶促的反应能够达到正常Vmax。 （ ）8．碘乙酸因可与活性中心-SH以共价键结合而抑制巯基酶，而使糖酵解途径受阻。 （ ）9．酶活力的测定实际上就是酶的定量测定。

9．对：检查酶的含量及存在，不能直接用重量或体积来表示，常用它催化某一特定反应的能力来表示，即用酶的活力来表示，因此酶活力的测定实际上就是酶的定量测定。 （ ）10．从鼠脑分离的己糖激酶作用于葡萄糖时Km=6×10-6mol/L作用于果糖时 Km=2×10-3mol/L，则己糖激酶对果糖的亲和力更高。

（ ）11．Km是酶的特征常数，只与酶的性质有关，与酶浓度无关 （ ）12．Km是酶的特征常数，在任何条件下，Km是常数。

（ ）13．Km是酶的特征常数，只与酶的性质有关，与酶的底物无关。 （ ）14．酶可以促成化学反应向正反应方向转移。 （ ）15．酶促反应的初速度与底物浓度无关。 （ ）16．一种酶有几种底物就有几种Km值。

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（ ）17．当[S]>>Km时， V趋向于Vmax，此时只有通过增加[E]来增加V。 （ ）18．酶的最适pH值是一个常数，每一种酶只有一个确定的最适pH值。 （ ）19．酶只能改变化学反应的活化能而不能改变化学反应的平衡常数。

（ ）20．金属离子作为酶的激活剂，有的可以相互取代，有的可以相互拮抗。 （ ）21．增加不可逆抑制剂的浓度，可以实现酶活性的完全抑制。 （ ）22．酶反应的最适pH值只取决于酶蛋白本身的结构。 四、问答题

1．简述酶作为生物催化剂与一般化学催化剂的共性及其特性？ 2．在很多酶的活性中心均有His残基参与，请解释？ 3．怎样证明酶是蛋白质？

4．对活细胞的实验测定表明，酶的底物浓度通常就在这种底物的Km值附近，请解释其生理意义？为什么底物浓度不是大大高于Km或大大低于Km呢？ 5．为什么蚕豆必须煮熟后食用，否则容易引起不适？

6．新掰下的玉米的甜味是由于玉米粒中的糖浓度高。可是掰下的玉米贮存几天后就不那么甜了，因为50％糖已经转化为淀粉了。如果将新鲜玉米去掉外皮后浸入沸水几分钟，然后于冷水中冷却，储存在冰箱中可保持其甜味。这是什么道理？ 7．由酶总浓度特定的某一酶促反应S→P中，得到下表数据， [S] mol/L V(μmol/L.min) 6.25×10－6 7.50×10－5 1.00×10－4 1.00×10－3 1.00×10－2 1.00×10－1 1.00 15.0 56.3 60.0 74.9 75.0 75.0 75.0 求：(1)Vmax和Km；(2)为什么当 [S]≥1.0×10-2mol/L时，V为常数？(3) [S]＝0.1mol/L时,游离酶浓度[E]是多少？(4)当[S]=2.5×10-5mol/L.min 时，求反应前5分钟内生成产物的总mol数。(5)当[Et]增加一倍时，Vmax与Km各是多少？

8．试述温度、pH对酶促反应速度的影响及其影响机理。 9．什么是酶的专一性？酶的专一性分几类？举例说明。 10．比较酶的三种可逆抑制作用的作用特点。

参考答案

四、问答题 1．答：（1）共性：用量少而催化效率高；仅能改变化学反应的速度，不改变化学反应

的平衡点，酶本身在化学反应前后也不改变；可降低化学反应的活化能。

（2）特性：酶作为生物催化剂的特点是催化效率更高，具有高度的专一性，因容易失

活而具有反应条件温和性，活力可调节控制并与辅助因子有关。

2．答：酶蛋白分子中组氨酸的侧链咪唑基pK值为6.0~7.0,在生理条件下，一半解离，一半不解离，因此既可以作为质子供体（不解离部分），又可以作为质子受体（解离部

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