生化各思考题

第七章、代谢调控 1、什么是新陈代谢？

新陈代谢简称代谢，是细胞中各种生物分子的合成、利用和降解反应的总和。一般来说，新陈代谢包括了所有产生和储藏能量的反应，以及所有利用这些能量合成低分子量化合物的反应。但不包括从小分子化合物合成蛋白质与核酸的过程。 生物新陈代谢过程可以分为合成代谢与分解代谢。

2、什么是代谢途径？代谢途径有哪些形式。 新陈代谢是逐步进行的，每种代谢都是由一连串反应组成的一个系列。这些一连串有序反应组成的系列就叫做代谢途径。在每一个代谢途径中，前一个反应的产物就是后一个反应的底物。所有这些反应的底物、中间产物和产物统称为代谢中间产物，简称代谢物。 代谢途径具有线形、环形和螺旋形等形式。有些代谢途径存在分支。

3、简述代谢途径的特点。

生物体内的新陈代谢在温和条件下进行：常温常压、有水的近中性环境。

由酶催化，酶的活性受到调控，精密的调控机制保证机体最经济地利用物质和能量。 代谢反应逐步进行，步骤繁多，彼此协调，有严格顺序性。 各代谢途径相互交接，形成物质与能量的网络化交流系统。 ATP是机体能量利用的共同形式，能量逐步释放或吸收。

4、列表说明真核细胞主要代谢途径与酶的区域分布。 代谢途径（酶或酶系） 细胞内分布 糖酵解 三羧酸循环 磷酸戊糖途径 糖异生 糖原合成与分解 脂肪酸β氧化 脂肪酸合成 呼吸链 胆固醇合成 磷脂合成 胞液 线粒体 胞液 胞液 胞液 线粒体 胞液 线粒体 内质网、胞液 内质网 代谢途径（酶或酶系） 细胞内分布 尿素合成 蛋白质合成 DNA合成 mRNA合成 tRNA合成 rRNA合成 血红素合成 胆红素合成 多种水解酶 胞液、线粒体 内质网、胞液 细胞核 细胞核 核质 核仁 胞液、线粒体 微粒体、胞液 溶酶体 5、三个关键的中间代谢物是什么？

在代谢过程中关键的代谢中间产物有三种：6-磷酸葡萄糖、丙酮酸、乙酰CoA。特别是乙酰CoA是各代谢之间的枢纽物质。通过三种中间产物使细胞中四类主要有机物质：糖、脂类、蛋白质和核酸之间实现相互转变。 6、细胞对代谢的调节途径有哪些？

调节酶的活性。这种调节对现有的酶进行修饰，使酶的活性发生变化。这种调节一般在数秒或数分钟内即可完成，效果快速而短暂，因此是一种快速调节。 调节酶的数量。这是通过增加酶蛋白的合成或影响酶蛋白的讲解速度来调节，这种调节一般需要数小时才能完成，作用缓慢而持久，因此调节的速度比较慢。 调节底物的水平。这种调节主要是底物从细胞中的一个区域运送到另一个区域，一般是通过膜的选择性通透进行调节的。

7、细胞对酶活性的调节有哪些方式？

非共价的别构调节，包括反馈抑制，前馈激活，可逆的共价修饰和级联系统，以及酶原激活等。

8、细胞如何对酶的含量进行调节？

酶含量的调节包括酶蛋白的合成和降解。但酶蛋白的合成与降解所需时间比较长，持续时间也比较长，所以酶的含量的调节是一种比较慢的调节方式。

9、什么是单价反馈抑制和多价反馈抑制？ 对不发生分支的代谢反应中，只有一个终产物对线形反应序列开头的酶其反馈抑制作用，称为单价反馈抑制。如果反应发生分支，就会产生两种或两种以上的终产物，而其中一种终产物的累积都会对序列反应前面的变构调节酶起抑制作用，即多价反馈抑制。

第八章、生物氧化与氧化磷酸化

1、生物化学中，用什么方法可以求出反应的自由能变化？ 可以用两种方法求出反应的自由能变化。

0’，

通过反应的平衡常数Keq求ДG或通过质量作用比Q求ДG。

0’0’。

通过标准还原电势ДE求ДG

2、简述生物化学中的高能化合物。

水解时释放-20.9KJ/mol以上能量的化合物叫做高能化合物。高能化合物包括磷酸肌酸、磷酸精氨酸、磷酸烯醇式丙酮酸、酰基CoA等。（键型有P-O型、P-N型、硫酯键型、甲硫键型等）

这些化合物中某个键水解时自由能变化是很大的负值，我们把这个化学键叫做高能键，用“~”表示。

生物化学中高能键与化学中的高能键有不同的含义。化学中的高能键是指断裂时需要大量能量的键。

3、ATP为什么是生物体内最重要的高能化合物？

0’

因为ATP水解时的ДG处在高能化合物的中间位置。ADP可以从具有更高磷酸基团转移势的化合物中接受磷酸基团和能量合成ATP。ATP又可以把携带的能量和磷酸基团转移给具有较低磷酸基团转移势的化合物，本身生成ADP。ATP的这种性质使它在细胞内的多数磷酸基团转移的反应中成为共同的中间体。但是ATP只是能量的即时供体。

4、请说明ATP水解产生大量自由能的原因。

ATP水解能够产生大量能量的原因是因为ATP与它的水解产物的稳定性有很大差别，水解产物的自由能低于ATP的自由能。

ATP水解产生的ADP分子中，静电斥力降低，分子的稳定性增加。 ATP水解产生的HPO42-形成共振杂化体。

ATP水解产生的ADP3-立即离子化，释放出H+。由于细胞质中的H+浓度为10-7mol/L，极低的H+浓度有利于ATP水解。

ATP的水解产物都比ATP本身更容易溶解。

5、何谓电子传递链？简述电子传递体复合物的排列顺序。 需氧细胞内，各种代谢物氧化分解后产生的电子通过一系列线粒体膜上的电子载体，最后传

递给氧，生成水。这一系列的电子载体在线粒体内膜上按照一定的顺序组成了从供氢体到氧之间传递电子的链条，叫做电子传递链。

电子传递链中的各种成分有严格的排列顺序。排列顺序是由各个组分的还原电位决定的。NADH的还原电位最低，排列在链的最前方。O2的还原电位最高，排在链的末端。其他的电子载体按照还原电位从低到高（或者说从负到正）在二者之间依次排列。使得电子可以从还原电位较低的化合物流向较高的化合物。

6、线粒体内膜上有哪几种电子传递链？

线粒体内膜上有两种电子传递链。复合物I、III和IV在传递电子的同时还能把质子泵到线粒体的膜间隙。在这个通路中，第一个电子供体是NADH，经过复合物III和IV的传递，最后一个电子受体是O2。这条传递电子的线路称为NADH电子传递链，是主要的电子传递链。

琥珀酸把电子传递到复合物II中的FAD，还原后形成的FADH2成为第一个电子供体，电子经过复合物III和IV，最后一个受体也时O2。这条传递电子的线路称为FADH2电子传递链。但是复合物II本身不能将质子泵到膜间隙中。

7、简述氧化磷酸化作用。

电子在线粒体膜上传递能够产生跨线粒体膜的质子浓度梯度，储存在质子浓度梯度中的能量可以驱动ADP和Pi合成ATP。氧化作用伴随着磷酸化作用发生，叫做氧化磷酸化作用。生物体内的大多数ATP是从这个途径产生的。

8、ATP生成有哪几种学说？简述ATP生成的化学渗透学说。 化学偶联学说、结构偶联学说和化学渗透学说。

化学偶联学说指出：电子传递释放出的自由能和ATP合成是与跨线粒体内膜的质子梯度相偶联的。也就是，电子传递的自由能驱动H+从线粒体基质跨过内膜进入膜间隙，从而形成跨线粒体内膜的质子的跨膜浓度梯度和跨膜电位梯度，合称为质子电化学梯度。质子电化学梯度中储存的自由能叫做质子移动力，驱使H+返回线粒体基质。但由于线粒体内膜对H+的不通透性，H+只能通过内膜上专一的质子通道（F0）返回。这样，驱使H+返回基质的质子移动力为ATP的合成提供了能量。

9、线粒体外产生的NADH是如何进入线粒体氧化的？（过程描述不完整）

NAD+和NADH都不能自由通过线粒体内膜。因此，线粒体体外产生的NADH必须通过特殊的跨膜传递机制才能进入线粒体氧化，叫做穿梭系统。

磷酸甘油穿梭系统存在于哺乳动物的肌肉组织和神经细胞中。有关的反应由α-磷酸甘油脱氢酶催化。经这个途径进入线粒体的NADH只能产生1.5分子的ATP。

苹果酸-天冬氨酸穿梭系统在心脏、肝脏和肾脏中很活跃。经这个途径进入线粒体的NADH仍然可以产生2.5分子的ATP。

10、什么是能荷？能荷的高低与代谢调节有什么关系？

能荷表明了细胞中的能量状态。能荷定义为：高能磷酸键在总的腺苷酸库中（即ATP、ADP和AMP浓度之和）所占的比例。表达式为 能荷=

[ATP]?0.5[ADP]。

[ATP]?[ADP]?[AMP]细胞中的高能荷抑制分解途径（产生ATP的途径），激活合成途径（利用ATP的途径）。大

多数细胞的能荷处于0.8~0.95。

第九章、碳水化合物代谢

1、酵解和发酵的区别是什么？

所谓酵解是葡萄糖转变成丙酮酸的过程，是有氧和无氧条件下都存在的代谢途径。而发酵是指在无氧条件下，丙酮酸转变为乳酸（乳酸发酵）或乙醇（乙醇发酵）的过程。

2、为什么说三羧酸循环是糖、脂和蛋白质三大物质代谢的共同通路？ 三羧酸循环是乙酰CoA最终氧化生成CO2和H2O的途径。糖代谢产生的碳骨架最终进入三羧酸循环氧化。脂肪分解产生的甘油先转化为磷酸二羟丙酮，然后通过糖酵解进入三羧酸循环氧化；脂肪酸经β-氧化产生乙酰-CoA可进入三羧酸循环氧化。蛋白质分解产生的氨基酸经脱氨后碳骨架可进入三羧酸循环，同时，三羧酸循环的中间产物可作为氨基酸的碳骨架接受氨后合称必需氨基酸。所以，三羧酸循环是三大物质代谢共同通路。

3、在体内葡萄糖是怎样转化为脂肪的？感觉这样说还不够。 糖酵解过程中产生的磷酸二羟丙酮可转变为磷酸甘油，可作为脂肪合成中甘油的原料；有氧氧化过程中产生的乙酰CoA是脂肪酸和酮体的合成原料。

4、计算在有氧条件下，一分子葡萄糖在生物体内氧化成二氧化碳和水，可净产生多少分子的ATP？

1分子葡萄糖经糖酵解途径分解为两分子丙酮酸净生成2分子ATP和2分子NADH（3或5分子ATP 此处感觉说的不充分）；2分子丙酮酸转变成乙酰-CoA时生成2分子NADH（5分子ATP 注意此处就是在线粒体里，不必再穿梭）；2分子乙酰-CoA经三羧酸循环（柠檬酸循环）生成20分子ATP。共计生成30（原核生物）或32分子ATP（真核生物）。

5、糖酵解的中间产物在其他代谢中有何应用？还有吗？

磷酸二羟丙酮可还原为α-磷酸甘油，后者可参与合成甘油三酯和甘油磷酸；3-磷酸甘油酸是丝氨酸的前体，因而也是甘氨酸和半胱氨酸的前体；磷酸烯醇式丙酮酸用于合成芳香族氨基酸的前体——分支酸。它也可将ADP磷酸化为ATP？；丙酮酸可转变为丙氨酸，它也能转变成羟乙基用以合成异亮氨酸和缬氨酸。两分子丙酮酸生成α-酮异戊酸，进而可以转变为亮氨酸。

6、糖异生和糖酵解途径的区别有哪些？

糖异生和糖酵解是一对相反的代谢途径。糖异生属于合成代谢途径，是消耗ATP的耗能过程；而糖酵解属于分解代谢途径，是生成ATP的储能过程。 糖异生过程不是糖酵解过程的简单逆转。其中有三个糖酵解中不可逆的反应需要被绕过，包括：丙酮酸通过两步反应转变为磷酸烯醇式丙酮酸；1，6-二磷酸果糖生成6-磷酸果糖以及6-磷酸葡萄糖生成葡萄糖。

在调控方面，当机体处于高能荷状态时，糖酵解途径被抑制，糖异生被激活；而处于低能荷状态时则相反。

7、简述2，6-二磷酸果糖在糖代谢中的调节作用。

2，6-二磷酸果糖既是1-磷酸果糖激酶的变构激活剂，也可以作为1，6-二磷酸果糖磷酸酶的抑制剂。

2，6-二磷酸果糖的合成与降解由磷酸果糖激酶-2和2，6-二磷酸果糖磷酸酶催化。该酶是双功能酶（PFK-2/FBPase-2）。该酶磷酸化（蛋白激酶A催化磷酸化）后显示磷酸酶活性，水解2，6-二磷酸果糖，降低2，6-二磷酸果糖的浓度，导致磷酸果糖激酶被抑制，从而抑制了糖酵解，促进了糖异生。该酶去磷酸化显示激酶活性，合成2，6-二磷酸果糖，使2，6-二磷酸果糖的浓度升高，促进糖酵解，抑制糖异生。

8、磷酸戊糖途径有何特点？其生物学生理意义是什么？还说得不够吧。

产生大量NADPH，为细胞中各种合成反应提供还原力。中间产物为许多化合物的合成提供原料，其中的磷酸核糖与核苷酸代谢相联系。磷酸戊糖途径与光合作用有密切联系。磷酸戊糖途径与糖的有氧、无氧分解是相联系的。

第十章、脂类代谢

1、比较脂肪酸氧化分解和生物合成的区别。 比较项目 发生部位 酰基载体 氧化剂和还原剂 中间产物的立体化学（β-羟脂酰-CoA） 进行降解和合成反应的碳原子的变化 酶 氧化时每次降解的碳单位和合成时使用的碳单位供体 分解和合成的反应过程 β氧化 线粒体 CoA NAD+和FAD L型 羧基转化为甲基 分离的4种酶 乙酰-CoA 还原、水化、在还原、硫解 生物合成 细胞质 ACP NADPH D型 甲基转化为羧基 酶复合物 丙二酸单酰-CoA 缩合、还原、脱水、再还原 2、脂肪酸β-氧化过程中FADH2和NADH会有何变化？说的不充分。

脂酰-CoA脱氢酶的辅基是FAD。FADH2一经产生，就会被电子传递链氧化。羟脂酰-CoA脱氢酶存在于线粒体基质中，由此酶作用于羟脂酰-CoA化合物而产生的NADH将补充线粒体基质的NADH池，也可以被电子传递链氧化。

3、计算一分子硬脂酸完全氧化成CO2和H2O时净生成多少分子ATP？这些能量可以让多少分子的葡萄糖转化为3-磷酸甘油醛？

硬脂酸消耗ATP的能量活化成硬脂酰-CoA；硬脂酰-CoA经过8次β-氧化，即可转变为9分子的乙酰-CoA，同时生成8分子的FADH2和8分子NADH；乙酰-CoA进入TCA循环继续氧化。

由此计算得知一分子硬脂酸彻底氧化分解净生成ATP的数目： 9分子乙酰-CoA彻底氧化，共生成9*10=90分子ATP。 8分子FADH2进入呼吸链，共产生8*1.5=12分子ATP。 8分子NADH进入呼吸链，共产生8*2.5=20分子ATP。

硬脂酸活化为硬脂酰-CoA，消耗两个高能磷酸键。 合计：90+12+20-2=120分子ATP。

在糖酵解途径中，葡萄糖经两次磷酸化作用，消耗2分子ATP生成1，6-二磷酸果糖。 1，6-二磷酸果糖在醛缩酶的作用下一分为二，生成一分子磷酸二羟丙酮和一分子3-磷酸甘油醛。磷酸二羟丙酮异构化，形成3-磷酸甘油醛。在上述过程中，一分子葡萄糖转化为两分子3-磷酸甘油醛需要消耗2分子高能磷酸键ATP？。

因此，由硬脂酸完全氧化生成的能量恰好可以让60分子葡萄糖转化为3-磷酸甘油醛。

4、试描述油料作物种子萌发时乙醛酸循环的过程。感觉说的不够，还略有问题。 在油料种子发芽期，乙醛酸循环进行的非常活跃，在此期间种子中的脂肪酸氧化产生的乙酰-CoA通过乙醛酸循环，将两分子乙酰-CoA合成一分子草酰乙酸，同时产生一分子琥珀酸。生成的琥珀酸从乙醛酸循环体进入线粒体，在线粒体内经三羧酸循环变为草酰乙酸，草酰乙酸转移到细胞质中，脱羧后生成磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）。磷酸烯醇式丙酮酸再经糖异生作用生成糖，及时供给生长点所需的能量和碳骨架，促进发芽、生长。

5、乙醛酸循环中特异酶是什么？写出其催化的反应式。

异柠檬酸裂合酶和苹果酸合酶是乙醛酸循环中的两个特异酶。 这两个酶催发的反应如下： 异柠檬酸.....（略）

6、用于合成脂肪酸的乙酰单位是在丙酮酸氧化脱羧生成乙酰-CoA后经柠檬酸穿梭途径运转到细胞质的。 ①写出将一个乙酰基由线粒体转运到细胞质中的过程。 ②每转运一个乙酰基消耗多少ATP？

（1）脂肪酸合所需的乙酰-CoA不能穿过线粒体的内膜进入细胞质中，所以要借助“柠檬酸-丙酮酸穿梭”才能进入细胞质。在柠檬酸-丙酮酸穿梭途径中，线粒体中产生的乙酰-CoA与草酰乙酸在柠檬酸合酶的催化下结合形成柠檬酸，然后通过三羧酸载体透过线粒体膜进入细胞质，裂解成草酰乙酸和乙酰-CoA。 （2）在此转运过程中，每转运一个乙酰基需要消耗一分子ATP。（在柠檬酸裂合酶催化柠檬酸裂解时消耗）

7、棕榈酸合成反应中用于还原反应的NADPH从何而来？

大部分：葡萄糖通过磷酸戊糖途径被氧化脱羧为5-磷酸核酮糖时可产生NADPH。 乙酰基团自线粒体转移至细胞质的过程中，当苹果酸被氧化为丙酮酸和二氧化碳时也会产生NADPH。

第十一章、氨基酸代谢

1、请简述蛋白质降解的泛素途径。 对于较为复杂的生物而言，蛋白质的降解分别可以在消化道和细胞中进行。泛肽途径降解蛋白质是在细胞质中进行的。该途径主要负责降解短寿命的蛋白质、异常蛋白质，肌纤维样蛋白质，甚至参与细胞质中一些长寿命蛋白质的缓慢周转。

泛肽途径涉及泛肽、泛肽激活酶E1、泛肽载体蛋白E2、泛肽蛋白连接酶E3.泛肽是一种含有76个氨基酸的小分子蛋白质，其羧基末端与所要标记的蛋白质肽链侧链中一些赖氨酸 ε-氨基形成异肽键，其他泛肽分子的羧基末端可以与已经连接蛋白质的泛肽分子48位赖氨

酸侧链ε-氨基连接，形成多聚泛肽分子的蛋白标记链。标记过程（注意这里需要补充）蛋白质经标记后，将被细胞质中的蛋白酶体水解。

2、什么是联合脱氨基作用？联合脱氨基作用有哪些方式？ 氨基酸的降解方式之一是脱去氨基。联合脱氨作用是氨基酸脱氨基的一种形式。联合脱氨基作用是转氨作用、氧化脱氨作用的结合方式，即在转氨酶的作用下，多数氨基酸将其氨基转移给α-酮戊二酸，产生谷氨酸与相应的酮酸，谷氨酸在谷氨酸脱氢酶或者通过嘌呤核苷酸循环最终在腺苷酸脱氨酶的作用下发生氧化脱氨基的过程。这里自己有些忘了加强复习。联合脱氨基过程包括以谷氨酸脱氢酶为核心、以嘌呤核苷酸循环为核心的两种方式。（具体）通过联合脱氨作用氨基酸能够彻底脱掉氨基，脱掉的氨基通常进入尿素循环。

3、为什么说谷氨酸是其他氨基酸合成时的氨基供体？ 生物体内存在多种转氨酶，许多氨基酸的合成途径中都存在转氨作用。谷氨酸通过转氨基作用，能够与丙酮酸、草酰乙酸、乙醛酸通过转氨基作用形成丙氨酸、天冬氨酸、丝氨酸，同时谷氨酸以其自身或谷氨酰胺的形式为其他族氨基酸，如芳香族氨基酸以及组氨酸族氨基酸的氨基酸合成提供氨基。因此20种氨基酸的合成过程都与谷氨酸参与的转氨基作用直接或间接相关，所以说谷氨酸是其他氨基酸合成时的氨基供体。

4、什么是生糖氨基酸？

氨基酸降解脱掉氨基之后产生的中间产物包括丙酮酸、草酰乙酸、α-酮戊二酸、延胡索酸、琥珀先-CoA、乙酰CoA和乙酰乙酸。其中丙酮酸、草酰乙酸、α-酮戊二酸、延胡索酸、琥珀酰-CoA与糖代谢相关，而乙酰-CoA和乙酰乙酸与体代谢相关。我们将只能生成乙酰-CoA或者乙酰乙酸的氨基酸归类为生酮氨基酸；将能代谢产生丙酮酸、草酰乙酸、α-酮戊二酸、延胡索酸、琥珀酰-CoA，最终能产生葡萄糖的氨基酸归类为生糖氨基酸，将氨基酸代谢产生的中间产物既可以生成酮体，也可以生成葡萄糖的氨基酸归类为生糖生酮氨基酸。

5、什么是氨的同化？氨同化有哪些途径？

所谓氨的同化作用是指生物体将无机氨转化为有机氮素的过程。通常生物体可以通过谷氨酸、谷氨酰胺和氨甲酰磷酸三种中间产物来利用氮素。

生物体通过合成谷氨酸、谷氨酰胺来进行氨的同化。参与该途径的酶包括谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶、谷氨酸脱氢酶。具体途径我想还是应该说说不同生物由于生存环境的不同，体内利用氨的酶的特性不同，生物在氨的利用过程中存在一些差别。对于生存在氨浓度较低环境中的生物而言，氨的利用通常由谷氨酸合酶与谷氨酰胺合成酶共同作用，完成氨离子进入谷氨酸的反应过程；而对于生存在氨浓度较高环境中的生物而言，氨的利用通常由谷氨酸脱氢酶和谷氨酰胺合成酶共同完成。

真核生物有氨甲酰磷酸合成酶I、II两种类型。其中氨甲酰磷酸合成酶II存在于细胞质中，它通常催化谷氨酰胺提供氨基的氨甲酰磷酸合成。产生的氨甲酰磷酸参与嘧啶核苷酸的合成，这些反应属于氨的利用。

6、请叙述尿素循环的生物学过程。 高浓度的氨对生物体具有毒害作用。大多数陆生脊椎动物通过尿素循环途径排除氨基酸降解产生的多余的氨。具体反应如下：

氨甲酰磷酸和瓜氨酸的合成（在线粒体中进行）

NH3+HCO3-+2ATP→（氨甲酰磷酸合成酶I）氨甲酰磷酸+2ADP+Pi

氨甲酰磷酸+鸟氨酸→（鸟氨酸转氨甲酰酶）瓜氨酸+Pi 精氨基琥珀酸、精氨酸和尿素的合成（在细胞质中进行） 瓜氨酸在特定转运体的帮助下从线粒体进入细胞质。

瓜氨酸+天冬氨酸+ATP→（精氨基琥珀酸合成酶）精氨基琥珀酸+AMP+PPi 精氨基琥珀酸→（精氨基琥珀酸裂合酶）精氨酸+延胡索酸 精氨酸+H2O→（精氨酸酶）鸟氨酸+尿素

鸟氨酸在运转体的帮助下进入线粒体继续尿素循环。尿素分子中的两个氮素一个来自氨，一个来自天冬氨酸，碳素来自于二氧化碳。在整个尿素循环中，合成氨甲酰磷酸消耗了2分子ATP，合成精氨基琥珀酸消耗了1分子ATP，产生1分子AMP，因此整个过程消耗3分子ATP或4个高能磷酸键。

7、20种氨基酸合成分为几个不同的组？每个组的碳骨架是什么？

20种氨基酸合成分为六个不同的组，它们的碳骨架分别是丙酮酸、草酰乙酸、α-酮戊二酸、3-磷酸甘油酸、磷酸烯醇式丙酮酸和4-磷酸赤藓糖以及5-磷酸核糖，由他们形成的氨基酸被分成六个族，即丙氨酸族、天冬氨酸族、谷氨酸族、丝氨酸族、芳香族和组氨酸族氨基酸。20种氨基酸分别归属于这六族氨基酸。具体还应补充记忆。

8、什么是一碳单位？一碳单位的载体是什么？一碳单位有哪些存在形式？

一碳单位是指具有一个碳原子的集团。四氢叶酸和S-腺苷甲硫氨酸都是一碳单位载体。 一碳单位的存在形式如表...具体。

第十二章、核苷酸代谢

1、核酸降解为碱基需要哪些酶的参与？

核酸降解为碱基需要经过核酸-〉核苷酸->核苷->碱基的过程，完成每个过程的反应需要不同的酶。

核酸->核苷酸 参与的酶为核酸酶

核苷酸->核苷 参与的酶为核苷酸酶、磷酸酶 核苷->碱基 参与的酶为核苷酶、核苷磷酸化酶

2、什么是限制性核酸内切酶？

限制性核酸内切酶是一类来源于细菌的核酸内切酶，它能够识别特异的核苷酸序列，并在识别位点上切断DNA链。限制性核酸内切酶的功能是水解进入细菌细胞的外源双链DNA。

3、生物体嘌呤碱降解的产物有哪些？人类嘌呤碱的终产物是什么？ 不同的生物由于含有不同嘌呤碱基的代谢酶类，因而代谢产物也不同。嘌呤碱基降解产物包括尿酸、尿囊素、尿囊酸、尿素、二氧化碳和氨。人类嘌呤碱基代谢的最终产物是尿酸。

4、嘧啶碱降解的终产物是什么？

生物体内的嘧啶碱基有胞嘧啶、尿嘧啶和胸腺嘧啶三种。胞嘧啶、尿嘧啶代谢产物是乙酰CoA，胸腺嘧啶代谢产生琥珀酰CoA，两者可以通过TCA循环进一步代谢。

5、请描述脱氧核糖核苷酸的合成途径。

脱氧核糖核苷酸的合成与核糖核苷酸的合成不同。脱氧核糖核苷酸是由核糖核苷酸在二磷酸水平上脱氧产生的。催化该反应的酶是核糖核苷二磷酸还原酶。具体反应（图）

脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成是通过图12-18的途径合成，同时也可以通过dCMP脱氨酶由dCMP脱氨形成dUMP，dUMP再甲基化产生dTMP。

6、什么是核苷酸的补救合成途径？ 生物体除了从头合成核苷酸外，还具有从已有的碱基或核苷合成核苷酸的代谢途径，我们称之为核苷酸合成的补救途径。

在生物体内存在腺嘌呤磷酸核糖转移酶、次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶，它们可以催化嘌呤碱基与PRPP形成嘌呤核苷酸。对于嘧啶核糖核苷酸补救途径合成而言，在细菌中存在磷酸核糖转移酶，它能够催化PRPP与尿嘧啶或者胸腺嘧啶形成核苷酸。

另外，在生物体内还存在核苷磷酸化酶、核苷酶、核苷激酶，它们可以催化从嘌呤碱基、尿嘧啶和胸腺核苷酸的补救反应。

第十三章 DNA的生物合成

1、DNA是怎样保持复制的高度忠实性的？

（1）DNA的双螺旋结构及复制时的碱基互补配对原则（2）使用RNA作为引物（3）3’->5’外切酶活性沿3’->5’方向识别和切除错配的碱基（4）DNA修复系统

2、原核生物和真核生物的DNA复制的共同点有哪些？

（1）DNA复制的方式都是半保留复制，即新合成的DNA分子中一条链是新合成的，另一条链来自亲代DNA分子（2）复制为半不连续复制，先导链连续复制，后随链不连续复制（3）复制过程中都包括引物合成革、冈崎片段合成、引物水解、聚合酶填补缺口以及连接酶连接冈崎片段。

3、什么是DNA的半保留复制？

DNA分子的两条链通过碱基配对结合在一起，在复制过程中两条链解开，然后以每条链为模板，按碱基互补配对原则，由DNA聚合酶催化合成新的互补链。新形成的两个DNA分子与原来的DNA分子的碱基序列完全相同，每个子代DNA分子中的一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的，这种复制方式称为半保留复制。

4、什么是DNA的半不连续复制和冈崎片段？ 顺着复制叉前进方向生成的先导链，它的复制是连续进行的；与复制叉前进方向相反的后随链，不能随着复制叉前进方向连续延长，它的复制是不连续的。先导链连续复制而后随链不连续复制的复制方式称之为半不连续复制。后随链复制过程中出现的不连续片段称之为冈崎片段。

5、简述大肠杆菌DNA复制的过程。

DNA复制过程包括起始、延长和终止阶段。

（1）复制的起始包括DNA复制起点双链解开以及RNA引物的合成。起始是在特定位点开始的，成为复制起点oriC。

（2）由DNA聚合酶III催化链的延长。先导链连续合成。后随链形成环状进行复制，复制过程中形成很多的冈崎片段。

（3）大肠杆菌的两个复制叉的终止一般发生在与oriC相对处的区域。复制的终止阶段还包括去除RNA引物并替换成DNA，最后把DNA片段连接成完整的新链。由DNA Pol I切除

RNA引物，并填补引物切除以后留下的序列空隙，DNA连接酶连接DNA片段。

6、生物体内DNA的修复方式有哪些？

DNA修复分为四类：直接修复、切除修复、错配修复、重组修复。在细胞DNA收到严重损伤的情况下，会诱发出一系列复杂的反应，称为SOS修复反应。 直接修复是指直接将收到损伤的碱基你转为正常的碱基，而不需要将它们切除。直接修复有多种类型，常见的有光复活修复。

切除修复指在一系列酶的作用下，将DNA分子中受损伤的部分切除，以完整的那一条链为模板，合成出正常的核苷酸，再由DNA连接酶重新连接，使DNA恢复正常结构的过程。是细胞内主要的修复方式。

错配修复是指DNA在复制过程中出现错配时，根据甲基化程度的不同，将新合成子链上错配碱基修复。

重组修复是指DNA复制过程中，将模板链DNA上的正确片段通过DNA重组的方式进行修复。

SOS反应是当DNA发生严重损伤，上述的4种修复机制受到抑制时，细胞为了生存而发出的一系列复杂反应。

第十四章、RNA的生物合成 1、什么是不对称转录？

DNA是双链分子，但转录是以DNA的一条链为模板进行的，这种转录方式成为不对称转录。

2、原核生物RNA聚合酶由哪几种亚基构成，各亚基的功能是什么？ 大肠杆菌的RNA聚合酶全酶由4种亚基构成（α2ββ’ωσ）。核心酶由α2ββ’ω构成。核心酶只能使已经开始合成的RNA链延长，但不能起始RNA的合成。σ亚基没有催化活性，但能识别并结合于转录的起始部位，引导RNA聚合酶稳定的结合到DNA启动子上，是细菌基因的转录起始因子。β亚基能与底物NTP结合，并催化形成磷酸二酯键。β’亚基负责酶与DNA模板链的结合。α亚基二聚体参与RNA聚合酶的组装以及启动子的识别。

3、叙述真核生物中RNA聚合酶的种类和功能。

真核生物的RNA聚合酶有三种，分别称为RNA聚合酶I、II、III。这三种RNA聚合酶识别不同的启动子，分别负责转录不同的基因。RNA聚合酶I定位在核仁，转录产物是45S rRNA，经剪接修饰生成除5S rRNA以外的各种rRNA（5.8S、18S、28S rRNA）；RNA聚合酶II定位在核质，主要转录编码生成mRNA前提——核不均一RNA；RNA聚合酶III定位在核质，其转录产物都是小分子量的RNA（tRNA、5S rRNA、snRNA）。

4、简述原核生物的启动子结构特征。

原核生物的启动子包括转录起始点、-10区、-35区以及-10区和-35区之间的间隔区。 转录起始点是DNA模板上开始进行转录的位点。转录起始点的核苷酸被标为+1.转录起始点之后的序列称为下游，依次标为+2、+3......。

各原核生物生物启动子在起始点上有-10bp处有一段6bp的保守序列5’-TATAAT-3’，称为-10区。-10区是DNA分子上可与RNA聚合酶结合的核心序列。

在起始点上游还有一段6bp的保守序列5’-TTGACA-3’，称为-35区。-35区是DNA分子中可被RNA聚合酶σ因子特异性识别的序列。 在-35区和-10区之间大约间隔有16~18个核苷酸，两个序列之间为17个核苷酸时转录效率最高。

5、简要说明原核生物的转录过程。

原核生物转录过程可分为起始、延长和终止阶段。

转录的起始是RNA聚合酶与启动子相互作用并形成活性转录起始复合物的过程。首先由RNA聚合酶的σ亚基识别启动子的-35区，引导RNA聚合酶全酶与-35区结合，此时DNA没有解旋。随后RNA聚合酶向-10区移动并与之紧密结合，DNA双链局部被解开。随后σ亚基脱离核心酶，核心酶离开启动子，起始阶段结束。

在延长阶段，RNA聚合酶核心酶延模板链3’->5’方向滑行，一面使双股DNA解链，一面催化NTP按模板链互补的核苷酸序列逐个添加到RNA链的3’-OH端，使RNA按5’-3’方向不断延伸。

RNA聚合酶核心酶遇到终止子，酶与RNA链离开DNA模板，转录终止。

6、简述乳糖操纵子基因表达的正、负调控。

大肠杆菌乳糖操纵子有三个结构基因Z、Y、A，分别编码三种参与乳糖分解代谢的酶，即β-半乳糖苷酶、β-半乳糖透性酶、β-半乳糖苷乙酰化酶，其上游还有一个启动子P、一个操纵序列O。调节基因I编码产生阻遏蛋白。阻遏蛋白与O序列结合，使操纵子受阻遏而处于关闭状态。在启动子上游还有一个代谢物基因活化蛋白CAP。由启动子、操纵序列和CAP接合位点共同构成乳糖操纵子的调控区。

乳糖操纵子的负调控：在没有乳糖的条件下，阻遏蛋白能与操纵序列结合。由于操纵序列与启动子有部分重叠，阻遏蛋白与操纵序列结合后，抑制了RNA聚合酶与启动子结合，从而抑制结构基因的转录。当有乳糖存在时，乳糖进入细胞后转变为半乳糖。后者作为诱导物与阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白的构想发生改变，导致阻遏蛋白与操纵序列O解离，引起结构基因的转录，负调控解除。

乳糖操纵子的正调控：当细菌在含有葡萄糖和乳糖的培养基中生长时，优先利用葡萄糖。当葡萄糖耗尽后，细菌经过一段停滞期，在乳糖诱导下，β-半乳糖苷酶开始合成，细菌才能利用乳糖。这是通过启动子上游存在的CAP结合位点发挥作用的。 CAP分子内有DNA结合区和cAMP结合位点。当环境中没有葡萄糖时，cAMP含量升高时，CAP与cAMP结合后转变为有活性的构象，这时CAP结合在lac启动子附近的CAP位点，可激活乳糖操纵子转录活性；当环境中有葡萄糖存在时，cAMP含量降低，CAP与cAMP结合受阻，同时乳糖操纵子表达下降，使细菌只能利用葡萄糖。

7、说明色氨酸操纵子的衰减机理。

大肠杆菌中色氨酸操纵子有5个结构基因：trp E、trp D、trp C、trp B、trp A，编码催化分支酸合成色氨酸的三种酶。其上游还有一个启动子（P）、一个操纵序列（O）。在操纵序列O和结构基因trp E之间有一段162个核苷酸的前导序列trp L，前导序列内有一段衰减子序列，是位于转录起始区的一段内部终止子。

衰减子序列中有2个连续的色氨酸密码子，对tRNAtrp和trp的浓度敏感。衰减子中具有4段反向重复序列，分别编号为1、2、3和4区。1区和2区、2区和3区、3区和4区能配对形成发夹结构。3区和4区形成的发夹结构是转录的终止信号。

序列1、2、3和4形成何种发夹结构，是由trp L基因转录物的翻译过程所控制的。Trp L基因转录不久核糖体就与mRNA结合，并翻译trp L衰减子序列。细胞内有色氨酸时，形成

色氨酰tRNAtrp，翻译过程可顺利进行。核糖体通过1区，同时影响2区和3区之间发夹结构的形成，但3区和4区形成发夹结构，即形成转录终止信号，从而导致RNA聚合酶作用停止。如果细胞内没有色氨酸时，色氨酰tRNAtrp缺乏，核糖体就停止在1区中两个相邻的色氨酸密码子的位置上，核糖体占据1区，1和2之间不能形成发夹结构，2和3之间可形成发夹结构，则3和4就不能形成转录终止信号，后面的trp E、trp D、trp C、trp B、trp A基因得以表达。

8、简述真核生物mRNA转录后的加工过程？

由mRNA前提hnRNA加工成成熟mRNA的过程包括5’-端加帽，3’-端腺苷酸化，剪接去除内含子并将外显子连接以及RNA编辑等。

5’-端加帽：mRNA前体的5’-末端为pppNp-，在成熟过程中释放出Pi，成为pppNp-，然后在鸟苷酸转移酶催化下与另一分子GTP反应，末端成为GpppNp-。继而在甲酰转移酶催化下，由硫代腺苷甲硫氨酸提供甲基，在鸟嘌呤的N7上甲基化，形成7-甲基鸟苷三磷酸m7Gppp。 3’-端多聚腺苷酸化：mRNA前体在3’-末端的腺苷酰化位点切开，这个位点的上游约10~30个核苷酸处有一段保守的AAUAAA序列。腺苷酰化位点被特异核酸内切酶切断后，在poly（A）聚合酶的催化下，以ATP为底物，发生聚合反应，形成3’末端的poly（A）尾。 mRNA前体的剪接：真核生物的结构基因转录时，内含子和外显子一同被转录，形成mRNA前体，mRNA前体需要经过剪接加工，即出去内含子序列，并将外显子序列连接成为成熟的有动能的mRNA分子。

第十五章、蛋白质合成

1、什么是遗传密码？遗传密码的特点是什么？

在mRNA链上编码一种氨基酸的相邻三个碱基，成为密码子。 密码子的特性是：通用性、简并性、无间隔、不重叠、摆动性等。

2、何谓密码子的摆动性？

密码子与反密码子配对时，密码子中前两位碱基特异性强，是标准碱基配对（A与U配对，G与C配对），但第三位碱基配对时就不那么严格，而是有一定的自由度（即摆动），这一现象就是密码子的摆动性。

3、氨酰-tRNA合成酶的功能是什么？

氨酰-tRNA合成酶催化氨基酸与tRNA连接，形成氨酰-tRNA。这类酶对氨基酸及tRNA都具有高度的专一性，以防止错误的氨基酸掺入多肽链。氨酰-tRNA合成酶催化的反应分为活化和转移两步。可具体

4、tRNA有何功能？

3’-端接受氨基酸；识别mRNA链上的密码子；连接多肽链和核糖体；起始tRNA可以高度特异性的识别起始AUG密码子。

5、简述大肠杆菌蛋白质的合成过程。

（1）氨基酸的活化和转移：在氨酰-tRNA合成酶的催化作用下，先将氨基酸、ATP结合，生成氨酰-AMP，再将氨酰集团从AMP转移到tRNA上形成氨酰-tRNA。

（2）起始：由fMet-tRNAf、mRNA、核糖体、IF1、IF2、IF3等因子组装成起始复合物。 （3）肽链延长：肽链延长需要70S起始复合物、氨酰-tRNA、延长因子、GTP。肽链延长包括三步：①氨酰-tRNA的结合②转肽③移位。此过程每重复一次，便有一个新氨基酸进入，形成一个新的肽键，肽链延长一个氨基酸单位，直到达到终止密码子为止。

（4）终止：当核糖体移动到终止密码子UAA、UAG时，肽链延长便终止。终止时，释放因子进入A位，识别终止密码子。释放因子使肽基转移酶的催化作用转变为水解作用，使肽链从tRNA上分离出来，生成一条多肽链。以后，tRNA也离开核糖体。

6、试述蛋白质多肽链合成后几种重要的加工方式。

N端甲基化或N端氨基酸的除去、剪切加工、二硫键的形成、氨基酸侧链的修饰等。氨基酸侧链的修饰作用包括羟基化、糖基化、甲基化、磷酸化、乙酰化和硫酯化等。

第十六章、重组DNA技术 1、什么是重组DNA技术？ 重组DNA技术又称基因工程，是指利用人工手段将目标DNA与特定载体DNA连接，形成重组DNA分子，并将其转入受体细胞中。随着受体细胞的生长、分裂和分化，使目标DNA得到扩增或表达，从而改变受体细胞性状或获得目标基因表达产物的一种技术。

2、PCR技术的原理是什么？

聚合酶链反应（PCR）是1984年由Kary Mullis发展起来的体外核酸扩增技术。PCR反应需要模板、引物、耐高温的DNA聚合酶、dNTP作为原料，反应还需要一定浓度的Mg2+.反应时，先将双链模板DNA加热变性，使之成为单链；然后降低温度，引物和单链的DNA模板根据互补配对的原则退火；Taq DNA聚合酶等耐热的DNA聚合酶利用dNTP为原料，按照与模板链互补配对的原则从引物的3’端逐个加入核苷酸，使链得到延长。经过20~35个循环，目的DNA分子的量以指数级的速度得到扩增。循环结束后，还需要延续几分钟，使DNA链完成复制。

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