蛋白质的习题

1、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。

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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 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．酸性氨基酸的相邻存在 D．碱性氨基酸的相邻存在

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E．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 D．氨基酸之间的轴距为0.35nm或0.325nm

C．β-折叠片结构都是通过几段肽链平行排列而形成的 B．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

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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。 ( ) 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？

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，所以一级结构决定其高级结构。

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？

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．举例说明蛋白质的结构与其功能之间的关系。

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．蛋白质的α—螺旋结构有何特点？ 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．蛋白质的β—折叠结构有何特点？

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．简述蛋白质变性作用的机制。

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。

7．什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？

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。

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8．蛋白质有哪些重要功能。

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．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。 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。

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 答：（1）不能，因为Arg与Pro连接。

（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.

胰蛋白酶、过酸、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、

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

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

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还原。（4）胰凝乳蛋白酶（5）溴化（6）胰蛋白酶

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。 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．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？

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．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 答：（a）Asp（b）Met（c）Glu（d）Gly（e）Ser

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？ 答：（a）32,100g/mol（b）2

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？

答：－COO- ；Asp与Glu

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

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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。 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. 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。 答：Ala-Thr-Arg-Val-Val-Met-Leu-Phe

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）。 答：对肌红蛋白氧亲和性的影响：（a）降低 （b）增加 （c）降低 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？ 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

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．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？ 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，

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故四种氨基酸的洗脱顺序为：Asp → Thr → Gly → Lys。

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。

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．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？

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。

2、 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 。

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 。

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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′4′-磷酸二酯键 E．3′5′-磷酸二酯键 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：

9

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？ 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．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？ 答： (2.5×107/650) × 0.34 = 1.3× 104nm = 13μm。

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）。 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．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？

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．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？

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

10

为其G－C含量高，变性温度高因而在高温下更稳定。 6．简述tRNA二级结构的组成特点及其每一部分的功能。 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．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。 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．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）. 答：（1） （3×105/618×10）×3.4＝165.0 （nm） （2） 3×105/618×10＝48.5（圈）

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。

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；rRNA是核糖体RNA，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，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．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

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？ 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：

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．列述DNA双螺旋结构要点，并说明该螺旋模型提出的意义。 ． 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

11

解的一场革命。

12．RNA的功能多样性表现在哪几方面？ 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：asRNA。 （3） 生物催化：核酶具有催化功能。 （4） 遗传信息的加工与进化。 （5）病毒RNA是遗传信息的携带者。

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。 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.解释为什么双链DNA变性时紫外吸收增加？

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。

3、 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。 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

12

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 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：

13

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。

（ ）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

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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？ 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．在很多酶的活性中心均有His残基参与，请解释？

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（解离部分），既是酸，又是碱，可以作为广义酸碱共同催化反应，因此常参与构成酶的活性中心。

3．怎样证明酶是蛋白质？ 答：（1）酶能被酸、碱及蛋白酶水解，水解的最终产物都是氨基酸，证明酶是由氨基酸

组成的。（2）酶具有蛋白质所具有的颜色反应，如双缩脲反应、茚三酮反应、米伦反应、乙醛酸反应。（3）一切能使蛋白质变性的因素，如热、酸碱、紫外线等，同样可以使酶变性失活。（4）酶同样具有蛋白质所具有的大分子性质，如不能通过半透膜、可以电泳等。（5）酶同其他蛋白质一样是两性电解质，并有一定的等电点。 总之，酶是由氨基酸组成的，与其他已知的蛋白质有着相同的理化性质，所以酶的化学本质是蛋白质。

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？

答：据V~[S]的米氏曲线，当底物浓度大大低于Km值时，酶不能被底物饱和，从酶 的利用角度而言，很不经济；当底物浓度大大高于Km值时，酶趋于被饱和，随底物浓度改变，反应速度变化不大，不利于反应速度的调节；当底物浓度在Km值附近时，反应速度对底物浓度的变化较为敏感，有利于反应速度的调节。 5．为什么蚕豆必须煮熟后食用，否则容易引起不适？

答：蚕豆等某些植物种子含有胰蛋白酶抑制剂，煮熟后胰蛋白酶抑制剂被破坏，否则食用后抑制胰蛋白酶活性，影响消化，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？

答：采下的玉米在沸水中浸泡数分钟，可以使其中将糖转化成淀粉的酶基本失活，而后将玉米存放在冰箱中，可以使残存的酶处于一种低活性状态，从而保持了玉米的甜度。

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 15.0 56.3 60.0 74.9 75.0 75.0 15

1.00 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？

答：(1)从表中数据呈现规律可以看出，该酶促反应动力学符合米氏方程。

当[S]≥0.01mol/L，反应速度不随〔S〕的变化而变化，即达到最大反应速度：

Vmax＝75.0(μmol/L.min)

根据米氏方程V＝Vmax〔S〕/（Km+[S]），将〔S〕＝6.25×10－5 mol/L， V＝15.0μmol/L.min代人方程，得：Km＝2.5×10－5mol/L

(2)当[S]≥1.0×10-2mol/L，此时酶完全被底物结合并达到饱和，即[Et]＝[ES]，增加〔S〕并不使〔ES〕增加，酶促反应速度达到最大。 (3) [S]＝0.1mol/L时，游离酶浓度[E]＝[Et]－[ES]=0 (4)当[S]=2.5×10-5mol/L.min 时，反应初速度： V=75×2.5×10－5/(2.5×10-5＋2.5×10－5)＝37.5μmol/L.min 反应前5分钟生成的产物量为37.5×5＝187.5μmol/L (5)当[Et]增加一倍时，Vmax也增加一倍，即150μmol/L.min Km与酶浓度无关，保持不变。

8．试述温度、pH对酶促反应速度的影响及其影响机理。

答：温度：酶促反应速度存在着最适反应温度，当温度低于此温度，反应速度随温度的增加而增加；高于此温度，反应速度随温度的增加而降低。

机理：低温下，温度升高，反应体系中的活化分子数增加，反应速度增加；当温

度增加到一定程度时，引起酶变性失活，反应速度下降。

pH：大多数酶促反应速度也存在最适反应pH，在此pH下，酶促反应速度达到最

大。

机理：pH影响酶活性中心解离基团的解离状态，从而影响与底物的结合状态与反

应活性；极端的pH下可导致酶变性失活。

〔S〕：在酶的总浓度一定时，较低浓度下反应速度随浓度的增加而增加，但增加的

趋势越来越小，最后达到最大反应速度。

机理：在酶浓度一定条件下，当底物浓度较低时，底物浓度增加，〔ES〕也随之增

加，V=k3[ES]，速度增加；当底物浓度较高时，〔ES〕不再随底物浓度增加而增加，即酶被底物饱和，此时酶促反应速度达到最大。

〔E〕：在底物充足时，酶促反应速度随酶浓度的增加而呈直线上升。 机理：当〔S〕远大于〔E〕时，〔E〕增加，〔ES〕增加，速度增加。 激活剂与抑制剂：激活剂加快化学反应速度，抑制剂降低反应速度

机理：激活剂通过激活酶或底物、抑制产物等方式加快正反应速度；抑制剂通过与

酶可逆或不可逆结合改变酶的空间结构从而抑制酶的活性而达到降低反应速度。

9．什么是酶的专一性？酶的专一性分几类？举例说明。

答：酶的专一性：酶对所作用的底物的选择性，一种酶只作用于一种或一类底物。根据酶对底物的选择对象不同，酶的专一性分为：

绝对专一性：一种酶选择一种底物发生作用。如尿酶只水解尿素。

相对专一性；一种酶选择一类底物发生作用，又分键的专一性和基团专一性。 键的专一性：酶对所作用的底物的键具有选择性，如：酯酶只作用于酯键。

16

基团专一性：酶对所作用的底物的键及其键一侧或两侧的基团具有选择性。如胰蛋

白酶作用于肽键时选择肽键的羧基端氨基酸为赖氨酸或精氨酸。

立体专一性：酶对所作用的底物的立体构型具有选择性。如：L－氨基酸氧化酶只作

用于L－氨基酸.

几何专一性：酶对作用的底物的顺反异构体的选择性。如顺乌头酸只作用于顺式乌

头酸。

10．比较酶的三种可逆抑制作用的作用特点。

答：酶的可逆抑制分为三类： （1）竞争性抑制：

A、抑制剂I与底物S在化学结构上相似，能与底物S竞争酶E分子活性中心的结合基团.

B、抑制程度取决于抑制剂与底物的浓度比、〔ES〕和〔EI〕的相对稳定性； C、加大底物浓度，可使抑制作用减弱甚至消除； D、此抑制剂存在下， Vmax不变，Km增加。 （2）非竞争性抑制：

A、I和S在结构上一般无相似之处，I常与酶分子上结合基团以外的化学基团结合，这种结合并不影响底物和酶的结合；

B、Km值不变，Vmax值变小，增加底物浓度并不能减少I对酶的抑制。 （3）反竞争性抑制

A、反竞争性抑制剂必须在酶结合了底物之后才能与酶与底物的中间产物结合，该抑制剂与单独的酶不结合；

B、反竞争性抑制剂存在下，Km、Vmax都变小。

4、 维生素与辅酶

一、填空题

1．维生素B1主要是以辅酶 形式，作为 和 的辅酶，转移二碳单位。 2．维生素A的活性形式是 ，可与视蛋白组成 ，后者是维持暗视觉所必需的。 3．维生素D在体内的主要作用是调节 代谢，与 生长有关。

4．维生素K的主要作用是作为 的辅酶，促进肝脏凝血酶原中Glu残基的 ，生成 ，修饰后的凝血酶原与 结合，才能被激活转化为凝血酶。

5．维生素C是 的辅酶，参与胶原蛋白中的 的羟化反应，另外还具有 作 用等。

6．维生素B2的化学结构可以分为二部分，即二甲基异咯嗪基和核糖醇基，其中 原子上可以加氢，因此有氧化型和还原型之分。

7．维生素B3由以辅酶 的形式，作为各种 的辅酶，在代谢中传递 。 8．维生素B5其辅酶形式是 与 ，作为 的辅酶，起递 作用。 9．生物素是 的辅酶，在 反应中起重要的作用。

10．维生素B12是唯一含 的维生素，它有多种辅酶形式。其中 是变位 酶的辅酶， 是转甲基酶的辅酶。

11．辅助因子包括辅酶、辅基和金属离子等，其中 与酶蛋白结合紧密，需要 除去， 与酶蛋白结合疏松，可以用 除去。

12．叶酸以其 起辅酶的作用，它有 和 两种还原形式，后者的功能作为 载体。

二、选择题

1. 肠道细菌可以合成的维生素是：

17

A. 维生素K B. 维生素D C. 维生素E D.维生素C 2. 在人体内能转变为维生素PP的化合物是：

A. 酪氨酸 B. 色氨酸 C. 苯丙氨酸 D。肾上腺皮质激素 3. 下列叙述正确的是：

A. 所有的辅酶都是维生素

B. 绝大多数水溶性维生素都可作为辅酶或辅酶的前体 C. 所有的辅酶都含有维生素

D. 前列腺素是由脂溶性维生素衍生而来 4. 转氨基反应要求的维生素是：

A. 烟酸 B. 硫胺素 C. 磷酸吡哆醛 D. 核黄素 5．下列辅酶中的哪个不是由维生素构成的：

A．CoA B．CoQ C．FH2 D．FMN 6．下列叙述中哪一种是正确的：

A．所有的辅酶都包含维生素组分

B．所有的维生素都可以作为辅酶或辅酶的组分

C．所有的B族维生素都可以作为辅酶或辅酶的组分 D．只有B族维生素可以作为辅酶或辅酶的组分 7．多食糖类需补充：

A．维生素B1 B．维生素B2 C．维生素B5 D．维生素B6 E．维生素B7 8．多食肉类，需补充：

A．维生素B1 B．维生素B2 C．维生素B5 D．维生素B6 9．以玉米为主食又缺乏合理副食，容易导致下列哪种维生素的缺乏：

A．维生素B1 B．维生素B2 C．维生素B5 D．维生素B6 E．维生素B7 10．下列化合物中哪个不含腺苷酸组分：

A．CoA B．FMN C．FAD D．NAD+ E．NADP+ 11．需要维生素B6作为辅酶的氨基酸反应有：

A．转氨和脱羧 B．酰基转移 C．糖基转移 D．转氨、脱羧和消旋 12．下列一组维生素－辅酶－缺乏症的关系中，错误的是：

A．B1-TPP-脚气病 B．B2-FMN-眼角膜炎C．B5-NADP+-癞皮病 D．B7-叶酸-贫血 13、下面一组关于维生素－辅酶－缺乏症的关系中，错误的是： A．B11－四氢叶酸－贫血 B．B2－FAD－夜盲症

C．C－羟化酶辅酶－坏血病 D．PP－NADP+－糙皮病

三、判断题

（ ）1．脂溶性维生素都不能作为辅酶参与代谢。

（ ）2．维生素E不容易被氧化，因此可做抗氧化剂。

（ ）3．植物的某些器官可以自行合成某些维生素，并供给植物整体生长所需。 （ ）4．L-抗坏血酸没有活性，D-抗坏血酸有活性。

（ ）5．维生素B1由主要以TPP形式，作为脱羧酶和转酮酶的辅酶，转移一碳单位。 （ ）6．维生素C的活性形式是11－顺视黄醛，可与视蛋白组成视紫红质，后者是维持暗视觉所必需的。

（ ）7．.维生素D在体内的主要作用是调节铁锌代谢，与骨骼生长有关。

（ ）8．维生素K的主要作用是作为转酮酶的辅酶，促进肝脏凝血酶原中Glu残基的羧

化，生成γ－羧基谷氨酸，修饰后的凝血酶原与Fe2＋结合，才能被激活转化为凝

18

血酶。

（ ）9．B族维生素都可以作为辅酶的组分参与代谢。

（ ）10．维生素C是羧化酶的辅酶，另外还具有解毒作用等。

（ ）11．维生素B12的化学结构可以分为二部分，即二甲基异咯嗪基和核糖醇基，其中

1，10位氮原子上可以加氧，因此有氧化型和还原型之分。

（ ）12．维生素B3由丁酸衍生物与β-丙氨酸通过酰胺键相连而成，可以与巯基乙胺，

焦磷酸和3’-AMP共同组成辅酶CoQ，作为各种酰化反应的辅酶，传递巯基。

+

（ ）13．维生素B5是呋喃衍生物，有烟酸，烟酰胺两种形式，其辅酶形式是NAD与

NADP+，作为脱氢酶的辅酶，起递氢作用。

（ ）14．经常做日光浴有助于预防佝偻病和骨软化症的出现。

（ ）15．生物素可看作由尿素，噻吩，戊酸侧链三部分组成，是羟化酶的辅酶，在CO2

的还原中起重要的作用。

（ ）16．维生素B12是唯一含金属元素的维生素，它有多种辅酶形式。其中5’-脱氧腺

苷钴胺素是转甲基酶的辅酶，甲基钴胺素是变位酶的辅酶。

（ ）17．除了动物外，其他生物包括植物、微生物的生长也有需要维生素的现象。 （ ）18．叶酸以其还原性产物起辅酶的作用，它有DHFA和THFA两种还原形式，前

者的功能作为一碳单位载体。

四、问答题

1．请写出维生素B1、B2的名称及它们的辅酶形式，它们是什么酶的辅酶。

答：B1称为硫胺素，辅酶名称为硫胺素焦磷酸，它是脱羧酶的辅酶。B2称为核黄素，辅酶为黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD），为氧化还原酶的辅酶。 2．人对烟酸（尼克酸）的需要量为每天7.5毫克。当饮食中给予足量的色氨酸时，尼克酸的需要量可以降低。由此观察，尼克酸与色氨酸的代谢有何联系？当饮食是以玉米为主食，而肉类很少时，人们易得癞皮病，为什么这种情况会导致尼克酸的缺乏，你能给予说明吗？

答：烟酸既是生物合成色氨酸所必需的，又可以由色氨酸合成。玉米中色氨酸的含量低。

3．在一个典型的实验中，给予鸽子的一种实验饲料，浙渐地发现它们无法推持平衡及协调。而且它们的血液及脑中的丙酮酸比正常鸽子高出许多。若喂给鸽子肉汁，则此症状可以防止或改善。你能解释这个现象吗？ 答：硫胺素缺乏。肉汁中含有硫胺素。 4．试述磺胺类药物抗菌的作用原理

答：磺胺类药物与叶酸的组成成分对氨基苯甲酸的化学结构类似。因此，磺胺类药物可与对氨基苯甲酸竞争细菌体内的二氢叶酸合成酶，从而竞争性抑制该酶的活性，使对于磺胺类敏感的细菌很难利用对氨基苯甲酸合成细菌生长所必需的二氢叶酸，最终抑制了细菌的生长和繁殖。人体所必需的叶酸是从食物中获得的，人体不合成叶酸，所以人体用磺胺类药物只是影响了磺胺类敏感的细菌的生长繁殖，而对人体的影响很小，达到治病的目的。

5．将下列化学名称与B族维生素及其辅酶形式相匹配？ （A）泛酸；（B）烟酸；（C）叶酸；（D）硫胺素；（E）核黄素；（F）吡哆素；（G）生物素。 （1）B1 ；（2）B2 ；（3）B3 ；（4）B5 ；（5）B6 ； （6）B7 ；（7）B11； （8）B12。 (Ⅰ)FMN；(Ⅱ)FAD；(Ⅲ)NAD+；(Ⅳ)NADP+；(Ⅴ)CoA；(Ⅵ)PLP；(Ⅶ)PMP；(Ⅷ)FH2，

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FH4；(Ⅸ)TPP。 答：（A）―（3）―（Ⅴ）； （B）―（4）―（Ⅲ），（Ⅳ）； （C）―（7）―（Ⅷ）； （D）―（1）―（Ⅸ）； （E）―（2）―（Ⅰ），（Ⅱ）； （F）―（5）―（Ⅵ），（Ⅶ）；（G）―（6）。

6．为什么维生素A及D可好几个星期吃一次，而维生素B复合物就必须经常补充？ 答：维生素A和D是脂溶性的维生素，可以贮存。但B族维生素是水溶性的，不能贮存，即维生素B复合物的高溶解度导致了其快速排泄，所以必须经常补充。 7．角膜软化症是因维生素A缺乏，而使眼球乾燥及失去光泽，甚至造成失明。这种疾病危害很多小孩，但很少影响大人。在热带地区，每年约有10000个年纪18到36个月的小孩，因罹患此病而致瞎，相反大人即使食用维生素A缺乏的食物2年以上，结果只是患有夜盲症而已。当给予维生素A，则夜盲症很容易消失。请您解释为什么维生素A缺乏对小孩及大人的影响的差异会这么大？ 答：成熟的肝脏储存维生素A多。

8．肾性骨发育不全，或称肾性佝楼症，这种疾病主要是骨骼矿物质排除过多。肾病患者，即使给予均衡饮食，仍然会有肾性骨发育不全发生。请问哪一种维生素与骨骼矿物质化有关？为什么肾脏受损会造成骨骼矿物质排除过多。

答：维生素D3；受损的肾脏妨碍维生素D3完全羟化形成其生物活性形式。 9．何谓维生素缺乏症？试分析其产生原因。

答：机体因缺乏维生素导致的疾病称为维生素缺乏症。产生原因：

(1)维生素的摄入量不足：偏食、挑食、食物加工或储藏不当导致食物中维生素损失等；(2)维生素的吸收障碍：脂肪吸收不良易导致脂溶性维生素的缺乏；(3)特殊生理状态下需要量增加而补充不足：哺乳期妇女、生长发育旺盛的婴幼儿、青少年、病人的恢复时期都需要增加维生素的摄入量而补充不足时；(4)食物以外的维生素供给不足：长期服用抗菌素的病人易导致肠道细菌生成不良，由肠道细菌合成的维生素可能缺乏。

10．简述维生素A、D、B1、B2、PP、C的生理功能与缺乏症。 答：Vit A 是视觉细胞内感受弱光的物质——视紫红质的组成成分，也是维持上皮组织的结构与功能所必需的物质。缺乏Vit A导致“夜盲症”、干眼病、皮肤干燥、毛发脱落。

Vit D的主要的作用是：促进钙及磷的吸收，有利于骨的生成、钙化。缺乏Vit D时，儿童可发生佝偻病，成人引起软骨病 Vit B1以TPP 形式参与糖代谢，为丙酮酸、α-酮戊二酸氧化脱羧酶系的辅酶，Vit B1还可抑制胆碱酯酶的活性，减少乙酰胆碱水解。乙酰胆碱有增加肠道蠕动及腺体分泌的作用，有助于消化。缺 Vit B1 ，TPP 不能合成，糖类物质代谢中间产物α-酮酸不能氧化脱羧而堆积，造成 “ 脚气病 ” ，另外还导致消化液分泌减少，肠胃蠕动减少，出现食欲不振，消化不良。

Vit B2以辅酶 FMN 及 FAD 的形式参与体内各类氧化还原反应，与糖、脂和氨基酸代谢密切相关，在代谢中主要起氢传递体的作用。Vit B2 缺乏时，可引起口角炎、唇炎、阴囊炎、羞明等症。

Vit PP以辅酶NAD+ 和 NADP+ 参与代谢，在体内是多种不需氧脱氢酶的辅酶，分子中的尼克酰胺部分具有可逆的加氢及脱氢的特性。人类 Vit PP 缺乏症称为癞（糙）皮病（pellagra），PP 来自于拉丁文癞皮病防治一词（pellagra preven－talive）， 癞皮病主要表现是皮炎、腹泻及痴呆。

VitC 1、是胶原脯氨酸羟化酶及胶原赖氨酸羟化酶所必需的辅助因子。如果缺乏会

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单核苷酸链。双链结构使得生物体通过两条互补、反向平行的链精确地进行DNA复制。而RNA的结构做不到这一点。 8． 简述DNA复制的基本规律。 答：（1）复制过程是半保留的。 （2）细菌或病毒DNA的复制通常是由特定的复制起始位点开始，真核细胞染色体DNA

复制则可以在多个不同部位起始。

（3）复制可以是单向的或是双向的，以双向复制较为常见，两个方向复制的速度不一

定相同。

（4）两条DNA链合成的方向均是从5→3’进行的。

（5）复制的大部分都是半不连续的，即其中前导链是相对连续的，滞后链则是不连续

的。

（6）各短片段在开始复制时，先形成短片段RNA作为DNA合成的引物，这一RNA

片段以后被切除DNA聚合酶Ⅰ，并用DNA聚合酶Ⅰ填补因切除引物RNA产生的缺口，并由DNA连接酶连接切口。 9、何为半保留复制?有何实验依据证明？

答：DNA复制时，以亲代 DNA 双链为模板，通过碱基互补方式合成子代 DNA ，这样新形成的子代 DNA 中，一条链来自亲代 DNA ，而另一条链则是新合成的，这种复制方式叫半保留复制。

半保留复制的证明：1958年，Meselson 和 Stahl 将同位素 15N 标记的 15NH4Cl 加入大肠杆菌的培养基中培养很多代，使大肠杆菌的DNA都带上 15N 的标记；然后将该大肠杆菌转入14N 的普通培养基中培养后，分离子一代、子二代、子三代等 DNA ，再进行氯化铯密度梯度离心。结果显示，0代的DNA全部含15N的DNA分子，子一代的DNA是含15N－14N的较轻的DNA分子，子二代的DNA是一半含15N－14N的较轻的DNA分子，另一半是只含14N的最轻的DNA分子，子三代的DNA是四分之一含15N－14N的较轻的DNA分子，四分之三是含14N的最轻的DNA分子，该现象表明DNA复制是半保留方式进行的。

12 、RNA的合成与加工

一、填空题

1.大肠杆菌RNA聚合酶全酶由 组成；核心酶的组成是 。参与识别起始信号的是 因子。

2.以RNA为模板合成DNA称 ，由 催化。

3.一个转录单位一般应包括 序列、 序列和 顺序。 5.原核细胞中各种RNA是 催化生成的，而真核细胞核基因的转录分别由 种RNA聚合酶催化，其中rRNA基因由 转录，hnRNA基因由 转录，各类小分子量RNA则是 的产物。

6.真核细胞中编码蛋白质的基因多为 编码的序列还保留在成熟mRNA中的是 ，编码的序列在前体分子转录后加工中被切除的是 。在基因中 被 分隔，而在成熟的mRNA序列被拼接起来。

7. 是指DNA分子中RNA聚合酶能够结合并导致转录起始的序列。

8. 是指在由RNA聚合酶和辅助因子组成的转录复合体的催化下，从双链DNA分子中拷贝生物信息生成单一一条RNA链的过程。

9. 协助RNA 聚合酶识别终止信号的辅助因子（蛋白质）。

10. 模板链是指可作为模板转录为RNA的那条链，该链与转录的RNA碱基互补（A-U,

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G-C）。在转录过程中，RNA聚合酶与模板链结合，并沿着模板链的 方向移动，按照 方向催化RNA的合成。

11. 具有像酶那样催化功能的RNA分子称为 。

12. 以一条DNA链或RNA为模板催化由 合成RNA的酶称为RNA聚合酶。

二、选择题

1．下列关于真核细胞mRNA的叙述不正确的是： A．它是从细胞核的RNA前体：hnRNARNA生成的 B．在其链的3′端有7-甲基鸟苷，在其5′端连有多聚腺苷酸的PolyA尾巴 C．它是从前RNA通过剪接酶切除内含子连接外显子而形成的 D．是单顺反子的

2．下列关于原核细胞转录终止的叙述哪一项是正确的： A．是随机进行的 B．需要全酶的ρ亚基参加

C．如果基因的末端含G—C丰富的回文结构则不需要ρ亚基参加 D．如果基因的末端含A—T丰富的片段则对转录终止最为有效 3．真核生物RNA聚合酶I催化转录的产物是： A．mRNA B．45S-rRNA

C．5S-rRNA D．tRNA E．SnRNA 4．下列关于ζ因子的叙述哪一项是正确的：

A．是RNA聚合酶的亚基，起辨认转录起始点的作用 B．是DNA聚合酶的亚基，允许按5′→3′和3′→5′双向合成 C．是50S核蛋白体亚基，催化肽链生成

D．是30S核蛋白体亚基，促进mRNA与之结合 5. 转录指下列过程中的：

A. 以RNA为模板合成DNA B. 以DNA为模板合成RNA C. 以RNA为模板合成蛋白质 D. 以DNA为模板合成DNA 6. 逆转录酶是一类：

A. DNA指导的DNA聚合酶 B. DNA指导的RNA聚合酶 C. RNA指导的DNA聚合酶 D. RNA指导的RNA聚合酶 7. hnRNA是：

A．存在于细胞核内的tRNA前体 B. 存在于细胞核内的mRNA前体 C. 存在于细胞核内的rRNA前体 D. 存在于细胞核内的snRNA前体 8. 下列酶中催化RNA病毒的复制的是：

A. RNA聚合酶 B. RNA复制酶 C. DNA聚合酶 D. 逆转录酶 9. 需要以RNA为引物的过程是：

A. DNA复制 B. 转录 C. 逆转录 D. 翻译 10. 下列叙述中，错误的一项是：

A. 真核细胞的转录是在细胞核中进行的 B. 原核细胞的RNA聚合酶存在于细胞核中 C. 合成mRNA和tRNA的酶位于核质中 D．线粒体和叶绿体内也可进行转录 11. DNA分子上被依赖于DNA的RNA聚合酶特异识别的顺式元件是：

A. 弱化子 B. 操纵子 C. 启动子 D. 终止子 12. 利用逆转录酶进行复制的动物病毒带有：

A. 单链线形RNA B. 单链线形DNA C. 双链线形DNA D. 双链共价环状DNA 13. 真核生物mRNA四种后加工的顺序是：

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A. 戴帽、运输出细胞核、加尾、剪接 B. 戴帽、剪接、加尾、运输出细胞核 C. 剪接、戴帽、加尾、运输出细胞核 D. 戴帽、加尾、剪接、运输出细胞核 14. 下列关于逆转录酶的叙述错误的一项是：

A. 它以RNA为模板指导DNA的合成 B. 它也可以以DNA为模板指导DNA的合成 C. 它具有Rnase H活性 D. 逆转录酶的作用不需要引物 15. 真核细胞RNA聚合酶Ⅱ催化合成的是：

A．18SrRNA B. mRNA C. tRNA D. 5SrRNA 16. 绝大多数真核生物mRNA 5’端有：

A. 帽子结构 B. poly A C. 起始密码 D. 终止密码

三、判断题

（ ）1。以RNA为模板合成DNA称反向转录，由转录酶催化。

（ ）2。引物酶与转录中的RNA聚合酶之间的差别在于它对利福平敏感，并可以dNTP

作为底物。

（ ）3。真核细胞中各种RNA是同一RNA聚合酶催化生成的，而原核细胞核基因的转

录分别由3种RNA聚合酶催化，其中rRNA基因由RNA聚合酶 Ⅲ转录，hnRNA基因由RNA聚合酶Ⅱ转录，各类小分子量RAN则是RNA聚合酶Ⅰ的产物。

（ ）4。真核细胞中编码蛋白质的基因多为隔裂基因。编码的序列还保留在成熟mRNA

中的是内含子，编码的序列在前体分子转录后加工中被切除的是外显子。在基因中内含子被外显子分隔，而在成熟的mRNA序列被拼接起来。

（ ）5。终止子是指DNA分子中RNA聚合酶能够结合并导致转录起始的序列。 （ ）6。转录是指在由DNA聚合酶和辅助因子组成的转录复合体的催化下，从单链DNA

分子中拷贝生物信息生成单一一条RNA链的过程。 （ ）7．模板链是指可作为模板转录为RNA的那条链，该链与转录的RNA碱基互补（A-U,

G-C）。在转录过程中，RNA聚合酶与模板链结合，并沿着模板链的3ˊ→5ˊ方向移动，按照3ˊ→5ˊ方向催化RNA的合成。

（ ）8。tRNA的3′-端所具有的CCA序列都是通过后加工才加上的。

（ ）9。RNA剪接是指从RNA模板链转录出的最初转录产物中除去外显子，并将内含

子连接起来形成一个连续的RNA分子的过程。

（ ）10。真核细胞mRNA编码区不含修饰核苷酸。

四、问答题

1．简述RNA转录的过程.

答：RNA转录过程为起始位点的识别、起始、延伸、终止。

（1）起始位点的识别 RNA聚合酶先与DNA模板上的特殊启动子部位结合，ζ因子起着识别DNA分子上的起始信号的作用。在ζ亚基作用下帮助全酶迅速找到启动子，并与之结合生成较松弛的封闭型启动子复合物。这时酶与DNA外部结合，识别部位大约在启动子的-35位点处。接着是DNA构象改变活化，得到开放型的启动子复合物，此时酶与启动子紧密结合，在-10位点处解开DNA双链，识别其中的模板链。由于该部位富含A-T碱基对，故有利于DNA解链。开放型复合物一旦形成，DNA就继续解链，酶移动到起始位点。

（2）起始留在起始位点的全酶结合第一个核苷三磷酸。第一个核苷三磷酸常是GTP或ATP。形成的启动子、全酶和核苷三磷酸复合物称为三元起始复合物，第一个核苷酸掺入的位置称为转录起始点。这时ζ亚基被释放脱离核心酶。

（3）延伸 从起始到延伸的转变过程，包括ζ因子由缔合向解离的转变。DNA分子

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和酶分子发生构象的变化，核心酶与DNA的结合松弛，核心酶可沿模板移动，并按模板序列选择下一个核苷酸，将核苷三磷酸加到生长的RNA链的3′-OH端，催化形成磷酸二酯键。转录延伸方向是沿DNA模板链的3′→5′方向按碱基酸对原则生成5′→3′的RNA产物。RNA链延伸时，RNA聚合酶继续解开一段DNA双链，长度约17个碱基对，使模板链暴露出来。新合成的RNA链与模板形成RNA-DNA的杂交区，当新生的RNA链离开模板DNA后，两条DNA链则重新形成双股螺旋结构。 （4） 终止 在DNA分子上有终止转录的特殊碱基顺序称为终止子，它具有使RNA聚合酶停止合成RNA和释放RNA链的作用。这些终止信号有的能被RNA聚合酶自身识别，而有的则需要有ρ因子的帮助。ρ因子是一个四聚体蛋白质，它能与RNA聚合酶结合但不是酶的组分。它的作用是阻RNA聚合酶向前移动，于是转录终止，并释放出已转录完成的RNA链。对于不依赖于ρ因子的终止子序列的分析，发现有两个明显的特征：即在DNA上有一个15～20个核苷酸的二重对称区，位于RNA链结束之前，形成富含G-C的发夹结构。接着有一串大约6个A的碱基序列它们转录的RNA链的末端为一连串的U。寡聚U可能提供信号使RNA聚合酶脱离模板。在真核细胞内，RNA的合成要比原核细胞中的复杂得多。 2．简述原核细胞和真核细胞的RNA聚合酶有何不同？ 答：（1）原核细胞大肠杆菌的RNA聚合酶研究的较深入。这个酶的全酶由5种亚基

（α2ββ′δω）组成，还含有2个Zn原子。在RNA合成起始之后，δ因子便与全酶分离。不含δ因子的酶仍有催化活性，称为核心酶。δ亚基具有与启动子结合的功能，β亚基催化效率很低，而且可以利用别的DNA的任何部位作模板合成RNA。加入δ因子后，则具有了选择起始部位的作用，δ因子可能与核心酶结合，改变其构象，从而使它能特异地识别DNA模板链上的起始信号。

（2）真核细胞的细胞核内有RNA聚合酶I、II和III，通常由4～6种亚基组成，并含有Zn2+。RNA聚合酶I存在于核仁中，主要催化rRNA前体的转录。RNA聚合酶Ⅱ和Ⅲ存在于核质中，分别催化mRNA前体和小分子量RNA的转录。此外线粒体和叶绿体也含有RNA聚合酶，其特性类似原核细胞的RNA聚合酶。 3．为什么RNA易被碱水解，而DNA不容易被碱水解？

答：因为RNA含有的2ˊ-OH起到分子内催化剂作用，水解能形成中间产物2ˊ,3ˊ-环状中间产物，而DNA不含2ˊ-OH。

4．下列是DNA的一段碱基序列。AGCTTGCAACGTTGCATTAG

（a）写出DNA聚合酶以上面的DNA片段为模板，复制出的DNA碱基序列。 答： 5ˊ-CTAATGCAACGTTGCAAGCT-3ˊ （b）以（a）中复制出的DNA碱基序列为模板，在RNA聚合酶催化下，转录出的mRNA的碱基序列。

答：(a) 5ˊ-CTAATGCAACGTTGCAAGCT-3ˊ

(b)5ˊ-AGCUUGCAACGUUGCAUUAG-3ˊ 5．3ˊ-脱氧腺苷-5ˊ-三磷酸是ATP的类似物，假设它相似到不能被RNA聚合酶识别。如果在RNA转录时细胞中存在少量的该物质，会有什么现象？

答：如果3ˊ-脱氧腺苷-5ˊ-三磷酸被RNA聚合酶错当成ATP，它将会进入到生长中的RNA链，然而因为3ˊ-脱氧腺苷-5ˊ-三磷酸缺少一个3ˊ-羟基基团，在聚合反应中它不能与下一个核苷三磷酸反应，因而在转录过程中将3ˊ-脱氧腺苷-5ˊ-三磷酸引入将会导致提前链终止,同时如果该药品大量存在时细胞将死亡。 6．自我拼接反应和RNA作为催化剂的反应之间的区别是什么？

答：四膜虫的rRNA的初始转录产物经过一个自剪切反应失去了它的间插序列。因为在

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这一反应中转录本是被永久地修饰了，因此它不是一个真正的催化剂。

核糖核酸酶P的RNA组分能够切除tRNA前体分子，并且在反应结束时仍旧保持不变，因而它称得上是一个真正的催化剂。 7．真核细胞mRNA加工过程包括哪四步？

答： （1）5ˊ加帽、3ˊ聚腺苷酸化、RNA剪接和转运出核。 5ˊ加帽和3ˊ聚腺苷酸化在剪接和转运之前。

8．逆转录酶的发现和利用是现代分子生物学的革命，其重要意义体现在？ 答： 导致了cDNA克隆生物技术的诞生。能够由克隆的cDNA表达蛋白。

9．与DNA聚合酶不同，RNA聚合酶没有校正活性，试解释为什么缺少校正功能对细胞并无害处。

答：RNA聚合酶缺少校正活性，从而使转录错误率远远高于DNA复制的错误率，但是错误的RNA分子将不可能影响细胞的生存，因为从一个基因合成的RNA的绝大多数拷贝是正常的。就mRNA分子来说，按照含有错误的mRNA转录本合成的错误的蛋白质的数量只占所合成蛋白质总数的百分比很小，另一方面，在转录过程中生成的错误可以很快去除，因为大多数的mRNA分子的半衰期很短。 10．比较DNA的复制和转录有什么不同？ 答：（1）DNA复制是为了保留物种的全部遗传信息，因此是整个分子都复制；而转录只

是转录DNA分子中的一个片段（称为转录单位或操纵子 operon)，哪个基因被转录与特定的时间、空间、生理状态有关。

（2）双链DNA中只有一条链具有转录活性，称之为模板链（或反义链），无转录活性的链称为有义链（或编码链）；

（3）转录不需引物，而DNA的复制需要一小段RNA作为引物； （4）RNA聚合酶无校对功能，转录的错误率高；

（5）复制时双链DNA在复制过程中需要逐步但全部解链，而转录时只需DNA双链局部解链，当RNA聚合酶移开时DNA双螺旋很快恢复。

复制的产物无需加工就有活性，而转录产物必需经过加工才具有活性。

11．比较四种核酸聚合酶（DNA复制酶、RNA聚合酶、RNA复制酶、逆转录酶）的性质和作用的异同。 答：（1）DNA复制是为了保留物种的全部遗传信息，因此是整个分子都复制；而转录只

是转录DNA分子中的一个片段（称为转录单位或操纵子 operon)，哪个基因被转录与特定的时间、空间、生理状态有关。

（2）双链DNA中只有一条链具有转录活性，称之为模板链（或反义链），无转录活性的链称为有义链（或编码链）；

（3）转录不需引物，而DNA的复制需要一小段RNA作为引物； （4）RNA聚合酶无校对功能，转录的错误率高；

（5）复制时双链DNA在复制过程中需要逐步但全部解链，而转录时只需DNA双链局部解链，当RNA聚合酶移开时DNA双螺旋很快恢复。

复制的产物无需加工就有活性，而转录产物必需经过加工才具有活性。 答：（1）DNA聚合酶(DDDP)的性质：以四种脱氧核苷三磷酸dNTP为底物；合成反应

需要模板，模板可以是双链DNA ，也可以是单链DNA，合成产物与模板互补；需要引物：以一小段RNA为引物，引物必须含 3’-OH，并与模板的5’-端互补；合成方向：5 ? ? 3 ?；该酶具有5’ ? 3 ’ 聚合酶功能；还具有3 ’? 5’ 核酸外切酶活性：对双链无作用，在正常聚合条件下，此活性不能作用于正常的生长链，只作用于生长中不配对的单链，校对功能；5’? 3’ 外切酶活性，对双链有效，可用于合成过

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因胶原蛋白合成异常导致皮肤易损伤，牙齿易松动，毛细血管破裂及创伤不易愈合，即所谓的坏血病。2、Vit C参与体内氧化还原反应，是重要的还原剂；Vit C 能起到保护巯基的作用，它能使巯基酶的 －SH 维持还原状态；也可在谷胱甘肽还原酶作用下，促使氧化型（G-S-S-G）还原为还原型谷胱甘肽（GSH）。还原型 G-SH 能使细胞膜的脂质过氧化物还原，起保护细胞膜的作用。3、VitC 能使红细胞中的高铁血红蛋白（MHb） 还原为血红蛋白（Hb），使其恢复对氧的运输。4、Vit C 能保护维生素A 、E 免遭氧化，还能促使叶酸转变成为有活性的四氢叶酸。Vit C 缺乏时可患坏血病，主要为胶原蛋白合成障碍所致，可出现皮下出血、肌肉脆弱等症。

11．列表说明B族维生素与辅酶的关系。 答：B族维生素与辅酶关系见下表所示： 化学 维生素 辅 酶 酶 生化反应 名称 B1 硫胺素 焦磷酸硫胺素(TPP) 脱羧酶 脱CO2 B2 B6 B12 H 核黄素 吡哆醛 钴胺素 生物素 黄素单核苷酸(FMN) 黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD) 磷酸吡哆醛 B12辅酶 脱氢酶 转氨酶 变位酶 传递2H 传递－NH2 转移－CH3 传递CO2 PP B3 B11 生物胞素 羧化酶 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+) 烟酸与 脱氢酶 烟酰胺 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+） 泛酸 辅酶A(CoA) 硫激酶 叶酸 四氢叶酸(FH4) 硫辛酸 传递2H 传递酰基 硫辛酸 硫辛酸 转移酶 传递一碳单位 α－酮酸乙酰基载体 脱羧酶 5、 糖代谢

一、填空题

1．TCA循环中有两次脱羧反应，分别是由 和 催化。

2．葡萄糖在无氧条件下氧化、并产生能量的过程称为 ，也叫 途径。 3．乙醛酸循环中不同于TCA循环的两个关键酶是 和 。

4．在糖酵解中提供高能磷酸基团，使ADP磷酸化成ATP的高能化合物是 和 。

5．在磷酸戊糖途径中催化由酮糖向醛糖转移二碳单位的酶为 ，其辅酶为 ；催化由酮糖向醛糖转移三碳单位的酶为 。 6．α–酮戊二酸脱氢酶系包括3种酶，它们是 ， ， 。 7．催化丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸的酶是 ，它需要 和 作为辅因子。

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8．淀粉的磷酸解过程通过 降解 α–1，4糖苷键，靠 和 降 解α–1，6糖苷键。

9．植物中淀粉彻底水解为葡萄糖需要多种酶协同作用，它们是 ， ， ， 。

10. 催化的反应是EMP途径中的唯一的脱氢反应。 分子中的磷酸基转移给ADP生成ATP，是EMP途径中的第一个产生ATP的反应，属于一次 反应。 11．α淀粉酶和 β–淀粉酶只能水解淀粉的 ，所以不能够使支链淀粉完全水解。 12．戊糖磷酸途径分为两阶段：氧化与异构阶段，其主要产物 和 在 阶段生成的，而异构阶段将 转化成6－磷酸果糖。

13．丙酮酸脱氢酶系位于 上，它所催化的丙酮酸氧化脱羧是葡萄糖代谢中第 一个产生 的反应。

14．糖酵解过程的限速酶是 。

15．调节三羧酸循环最主要的酶是 、 、 酶。 16．丙酮酸还原为乳酸，反应中的NADH来自于 的氧化。 17．1分子葡萄糖转化为2分子乳酸净生成 分子ATP。 18．糖酵解抑制剂碘乙酸主要作用于 。 19．糖异生的主要原料为 、 和 。

20．糖酵解在细胞的 中进行，该途径是将 转变为 ，同时生成 和 的一系列酶促反应。

二、选择题

1．动物饥饿后摄食，其肝细胞主要糖代谢途径：

A．糖异生 B．糖有氧氧化 C．糖酵解 D．磷酸戊糖途径 2．下列各中间产物中，那一个是磷酸戊糖途径所特有的？

A．丙酮酸 B．3-磷酸甘油醛 C．6-磷酸果糖 D．6-磷酸葡萄糖酸 3．三碳糖、六碳糖与七碳糖之间相互转变的糖代谢途径是：

A．糖异生 B．糖酵解 C．三羧酸循环 D．磷酸戊糖途径 4．由己糖激酶催化的反应的逆反应所需要的酶是：

A．果糖二磷酸酶 B．葡萄糖-6-磷酸酶 C．磷酸果糖激酶 D．磷酸化酶 5．糖的有氧氧化的最终产物是：

A．CO2+H2O+ATP B．乳酸 C．丙酮酸 D．乙酰CoA 6．需要引物分子参与生物合成反应的有：

A．酮体生成 B．脂肪合成 C．糖异生合成葡萄糖 D．糖原合成 7．在原核生物中，一摩尔葡萄糖经糖有氧氧化可产生ATP摩尔数：

A．12 B．24 C．36 D．38 8．不能经糖异生合成葡萄糖的物质是：

A．α-磷酸甘油 B．丙酮酸 C．乳酸 D．乙酰CoA E．生糖氨基酸 9．丙酮酸激酶是何途径的调节酶：

A．磷酸戊糖途径 B．糖异生 C．糖的有氧氧化 D．糖酵解 10．丙酮酸羧化酶是那一个途径的关键酶：

A．糖异生 B．磷酸戊糖途径 C．胆固醇合成 D．脂肪酸合成 11．三羧酸循环中哪一个化合物前后各放出一个分子CO2：

A．柠檬酸 B．乙酰CoA C．琥珀酸 D．α-酮戊二酸 12．醛缩酶的产物是：

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A．G-6-P B．F-6-P C．F-D-P D．1，3-二磷酸甘油酸 13．TCA循环中发生底物水平磷酸化的化合物是：

A．α-酮戊二酸 B．琥珀酰 C．琥珀酸CoA D．苹果酸 14．丙酮酸脱氢酶系催化的反应不涉及下述哪种物质？

A．乙酰CoA B．硫辛酸 C．TPP D．生物素 E．NAD+ 15．三羧酸循环的调节酶是：

A．丙酮酸脱氢酶 B．顺乌头酸酶 C．琥珀酸脱氢酶 D．异柠檬酸脱氢酶 16．生物素是哪个酶的辅酶：

A．丙酮酸脱氢酶 B．丙酮酸羧化酶 C．烯醇化酶 D．醛缩酶

17．三羧酸循环中催化琥珀酸形成延胡索酸的酶是琥珀酸脱氢酶，此酶的辅因子是

A．NAD+ B．CoASH C．FAD D． NADP+ 18．在有氧条件下，线粒体内下述反应中能产生FADH2步骤是：

A．琥珀酸→延胡索酸 B．异柠檬酸→α-酮戊二酸 C．α-酮戊二酸→琥珀酰CoA D．苹果酸→草酰乙酸 19．丙二酸能阻断糖的有氧氧化，因为它：

A．抑制柠檬酸合成酶 B．抑制琥珀酸脱氢酶 C．阻断电子传递 D．抑制丙酮酸脱氢酶 20．下面哪种酶在糖酵解和糖异生中都起作用：

A．丙酮酸激酶 B．丙酮酸羧化酶

C．3-磷酸甘油醛脱氢酶 D．果糖1，6-二磷酸酯酶

21．原核生物中，有氧条件下，利用1摩尔葡萄糖生成的净ATP摩尔数与在无氧条件下

利用1摩尔生成的净ATP摩尔数的最近比值是： A．2∶1 B．9∶1 C．16∶1 D．16∶1 22．糖酵解时哪一对代谢物提供P使ADP生成ATP：

A．3-磷酸甘油醛及磷酸烯醇式丙酮酸 B．1，3-二磷酸甘油酸及磷酸烯醇式丙酮酸 C．1-磷酸葡萄糖及1，6-二磷酸果糖 D．6-磷酸葡萄糖及2-磷酸甘油酸

三、判断题

（ ）1．在糖类物质代谢中最重要的糖核苷酸是CDPG。

（ ）2．所有来自磷酸戊糖途径的还原能都是在该循环的前三步反应中产生的。 （ ）3. 在有氧的情况下1摩尔葡萄糖氧化生成32个ATP，在无氧条件下生成16个ATP，二者比值是2∶1。

（ ）4．动物体内的乙酰CoA不能作为糖异生的物质。 （ ）5．柠檬酸循环是分解与合成的两用途径。 （ ）6．α-淀粉酶和β-淀粉酶的区别在于α-淀粉酶水解α-1，4糖苷键，β-淀粉酶水解β-1 -糖苷键。

（ ）7．麦芽糖是由葡萄糖与果糖构成的双糖。 （ ）8．ATP是果糖磷酸激酶的变构抑制剂。

（ ）9．糖异生作用的关键反应是草酰乙酸形成磷酸烯醇式丙酮酸的反应。 （ ）10．糖酵解过程在有氧无氧条件下都能进行。

（ ）11．在缺氧条件下，丙酮酸还原为乳酸的意义是使NADP+再生。

（ ）12．在高等植物中淀粉磷酸化酶既可催化α-1，4糖苷键的形成，又可催化α-1，4 糖苷键的分解。

（ ）13．沿糖酵解途径简单逆行，可从丙酮酸等小分子前体物质合成葡萄糖。 （ ）14．淀粉，糖原，纤维素的生物合成均不需要―引物‖存在。

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（ ）15．联系糖原异生作用与三羧酸循环的酶是丙酮酸羧化酶。 （ ）16．TCA中底物水平磷酸化直接生成的是ATP。 （ ）17．三羧酸循环的中间产物可以形成谷氨酸。

（ ）18. 丙酮酸脱氢酶系中电子传递方向为：硫辛酸→NAD＋→FAD 。

四、问答题

1．糖代谢和脂代谢是通过那些反应联系起来的？ 答：（1）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。

（2）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。 （3）脂肪酸分解产生的乙酰CoA最终进入三羧酸循环氧化。 （4）酮体氧化产生的乙酰CoA最终进入三羧酸循环氧化。

（5）甘油经磷酸甘油激酶作用后，转变为磷酸二羟丙酮进入糖代谢。

2．什么是乙醛酸循环？有何意义？

答：乙醛酸循环是有机酸代谢循环，它存在于植物和微生物中，可分为五步反应，由于

乙醛酸循环与三羧酸循环有一些共同的酶系和反应，将其看成是三羧酸循环的一个支路。循环每一圈消耗2分子乙酰CoA，同时产生1分子琥珀酸。琥珀酸产生后，可进入三羧酸循环代谢，或经糖异生途径转变为葡萄糖 乙醛酸循环的意义：

（1）乙酰CoA经乙醛酸循环可以和三羧酸循环相偶联，补充三羧酸循环中间产物的缺失。

（2）乙醛酸循环是微生物利用乙酸作为碳源的途径之一。 （3）乙醛酸循环是油料植物将脂肪转变为糖和氨基酸的途径。 3．磷酸戊糖途径有什么生理意义？ 答：（1）产生的5-磷酸核糖是生成核糖，多种核苷酸，核苷酸辅酶和核酸的原料。 （2）生成的NADPH+H+是脂肪酸合成等许多反应的供氢体。（3）此途径产生的4-磷酸赤藓糖与3-磷酸甘油酸可以可成莽草酸，进而转变为芳香族氨基酸。（4）途径产生的NADPH+H+可转变为NADH+H+，进一步氧化产生ATP，提供部分能量。 4．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？ 答：（1）三羧酸循环是乙酰CoA最终氧化生成CO2和H2O的途径。 （2）糖代谢产生的碳骨架最终进入三羧酸循环氧化。

（3）脂肪分解产生的甘油通过酵解产生丙酮酸，后者转化成乙酰CoA后再进入三羧酸循环氧化，脂肪酸经β-氧化产生乙酰CoA也需进入三羧酸循环才能氧化。 （4）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成必需氨基酸。所以，三羧酸循环是三大物质代谢共同通路。

5．糖分解代谢可按EMP-TCA途径进行，也可按磷酸戊糖途径，决定因素是什么？ 答：糖分解代谢可按EMP-TCA途径进行，也可按磷酸戊糖途径，决定因素是能荷 水平，能荷低时糖分解按EMP-TCA途径进行，能荷高时可按磷酸戊糖途径。 6．试说明丙氨酸的成糖过程。

答：丙氨酸成糖是体内很重要的糖异生过程。首先丙氨酸经转氨作用生成丙酮酸，丙酮酸进入线粒体转变成草酰乙酸。但生成的草酰乙酸不能通过线粒体膜，为此须转变成苹果酸或天冬氨酸，后二者到胞浆里再转变成草酰乙酸。草酰乙酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸，后者沿酵解路逆行而成糖。总之丙氨酸成糖须先脱掉氨基，然后

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绕过―能障‖及―膜障‖才能成糖。

7．琥珀酰CoA的代谢来源与去路有哪些？ 答：（1）琥珀酰CoA主要来自糖代谢，也来自长链脂肪酸的 ω-氧化。奇数碳原子 脂肪酸，通过氧化除生成乙酰CoA，后者进一步转变成琥珀酰CoA。此外，蛋氨酸，苏 氨酸以及缬氨酸和异亮氨酸在降解代谢中也生成琥珀酰CoA。

（2）琥珀酰CoA的主要代谢去路是通过柠檬酸循环彻底氧化成CO2和H2O。琥珀酰CoA在肝外组织，在琥珀酸乙酰乙酰CoA转移酶催化下，可将辅酶A转移给乙酰乙酸，本身成为琥珀酸。此外，琥珀酰CoA与甘氨酸一起生成δ-氨基-γ-酮戊酸（ALA），参与血红素的合成。

8．ATP是果糖磷酸激酶的底物，为什么ATP浓度高，反而会抑制果糖磷酸激酶？ 答：果糖磷酸激酶是EMP途径中限速酶，EMP途径是分解代谢，总的效应是放出能量 的，因此抑制果糖磷酸激酶，从而抑制EMP途径。ATP浓度高表明细胞内能荷较高， 9．葡萄糖的第二位碳用14C标记，在有氧情况下进行彻底降解。问经过几轮三羧酸循环，该同位素碳可作为CO2释放？ 答：第二轮循环

10． 柠檬酸循环中并无氧参加，为什么说它是葡萄糖的有氧分解途径？

答：柠檬酸循环中有几处反应是底物脱氢生成NADH和FADH2，如异柠檬酸→草酰琥珀酸；α-酮戊二酸→琥珀酰CoA；琥珀酸→延胡索酸；L-苹果酸→草酰乙酸。NADH和FADH2必须通过呼吸链使H＋与氧结合成水，否则就会造成NADH和FADH2的积累，使柠檬酸循环的速度降低，严重时完全停止。

11．人血浆中的葡萄糖大约维持在5mM。而在肌肉细胞中的游离葡萄糖浓度要低得多。

细胞内的葡萄糖浓度为什么如此之低？临床上常用静脉注射葡萄糖来补充病人食物来源，由于葡萄糖转换为葡萄糖-6-磷酸要消耗ATP的，那么临床上却不能直接静脉注射葡萄糖-6-磷酸呢？ 答：因为进入肌肉细胞的葡萄糖常常被磷酸化，葡萄糖一旦磷酸化就不能从细胞内逃掉。在pH7时，葡萄糖-6-磷酸的磷酸基团解离，分子带净的负电荷。由于膜通常对带电荷的分子是不通透的，所以葡萄糖-6-磷酸就不能从血流中进入细胞，因此也就不能进入酵解途径生成ATP。

12. 增加以下各种代谢物的浓度对糖酵解有什么影响？

（a）葡萄糖-6-磷酸 （b） 果糖-1.6-二磷酸 （C） 柠檬酸 （d） 果糖-2.6-二磷酸 答：（a）最初葡萄糖-6-磷酸浓度的增加通过增加葡萄糖6-磷酸异构酶的底物水平以及以后的酵解途径的各步反应的底物水平也随之增加，从而增加了酵解的速度。然而葡萄糖-6-磷酸也是己糖激酶的一个别构抑制剂，因此高浓度的葡萄糖-6-磷酸可以通过减少葡萄糖进入酵解途径从而抑制酵解。

（b）果糖-1.6-二磷酸是由磷酸果糖激酶-1催化反应的产物，它是酵解过程中主要的调控点，增加果糖-1.6-二磷酸的浓度等于增加了所有随后糖酵解途径的反应的底物水平，所以增加了酵解的速度。

（c）柠檬酸是柠檬酸循环的一个中间产物，同时也是磷酸果糖激酶-1的一个反馈抑制剂，因而柠檬酸浓度的增加降低了酵解反应的速率。 （d）果糖-2,6-二磷酸是在磷酸果糖激酶-2（PFK-2）催化的反应中由果糖-6-磷酸生成的，因为它是磷酸果糖激酶-1（PFK-1）的激活因子，因而可以增加酵解反应的速度。

13. 把C-1位用14C标记的葡萄糖与能进行糖酵解的无细胞提取物共同温育，标记物出

现在丙酮酸的什么位置？

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答: 被标记的葡萄糖通过葡萄糖-6-磷酸进入酵解途径，在果糖-1.6二磷酸被醛缩酶裂解生成甘油醛-3-磷酸和磷酸二羟丙酮之前标记始终出现在C-1。因为磷酸二羟丙酮含有最初葡萄糖分子的C-1至C-3原子，因而它的C-1带有标记。然后磷酸二羟丙酮异构化变为甘油醛-3-磷酸，最终14C出现在丙酮酸的甲基上。

14. 尽管O2没有直接参与柠檬酸循环，但没有O2的存在，柠檬酸循环就不能进行，为什么？

答：需要氧将柠檬酸循环中氧化反应生成的NADH氧化为NAD＋，以便保证循环正常进行。而NADH氧化发生在线粒体的需要O2的电子传递和氧化磷酸化过程中.

15. 通过将乙酰CoA加入到只含有酶、辅酶和柠檬酸循环中间产物的无细胞体系中，

能否净合成草酰乙酸？

答：不能。因为该循环存在一物质平衡。两个C以乙酰CoA中乙酰基的形式加入该循环，且这两个C又以两个CO2的形式被释放出来。同时，在循环中没有净C原子的滞留，也就不可能有中间产物的净合成。而乙酰CoA中的CoA部分是以CoA形式释放出来的。

16. 鸡蛋清中的抗生物素蛋白对生物素的亲和力极高，如果将该蛋白加到肝脏提取液

中，对丙酮酸经糖异生转化为葡萄糖有什么影响？

答：会阻断丙酮酸经糖异生转化为葡萄糖的过程。因为生物素是催化丙酮酸羧化生成草酰乙酸反应的丙酮酸羧化酶的辅基，加入的抗生物素蛋白对生物素的亲和力高，使得反应缺乏生物素而中断。17、用14C标记葡萄糖第3碳原子，将这种14C标记的G在无氧条件下与肝匀浆保温，

那么产生的乳酸分子中哪个碳原子将带上14C标记？如果肝匀浆通入氧气，则乳酸将继

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续氧化，所含的标记碳原子将在哪步反应中脱下的CO2带上C标记？若C标记在葡萄糖的第2碳原子上，同样的匀浆通入氧气，则标记碳原子将在第几次TCA循环中的第几步反应中脱下CO2含14C标记?

（说明：因word 文档不便进行结构式处理，故未写结构，同学们做此题应写明一些关键结构予以说明上述文字，下面第2题也类似。）

答： 14C标记葡萄糖的第3碳原子，该葡萄糖在无氧条件下与肝匀浆保温，经糖酵解途径后产生的乳酸分子中的羧基碳原子将带上14C标记；如果肝匀浆通入氧气，则乳酸将继续氧化，所含的标记碳原子将在丙酮酸脱氢酶系催化脱下14CO2。若14C标记在葡萄糖的第2碳原子上，同样的匀浆通入氧气，则标记碳原子将在第二次TCA循环中的草酰琥珀酸脱羧和α－酮戊二酸脱氢脱羧中分别脱下14CO2各占50%。

（说明：因word 文档不便进行结构式处理，故未写结构，同学们做此题应写明一些关键结构予以说明上述文字，下面第2题也类似。）

18．写出由乳酸、α－酮戊二酸异生产生葡萄糖的反应途径和总反应式。 答：乳酸异生成葡萄糖经下面途径：

乳酸→丙酮酸→草酰乙酸→经苹果酸穿膜→草酰乙酸→磷酸烯醇式丙酮酸→2－磷酸甘油酸→3－磷酸甘油酸→1,3－二磷酸甘油酸→3－磷酸甘油醛→磷酸二羟基丙酮→1,6－二磷酸果糖→6-磷酸果糖→6-磷酸葡萄糖→葡萄糖

总反应为：2乳酸＋4ATP+2GTP+6H2O→葡萄糖+4ADP+2GDP+6Pi α－酮戊二酸异生产生葡萄糖的反应途径：

α－酮戊二酸→经三羧酸循环→草酰乙酸→经苹果酸穿膜→草酰乙酸→磷酸烯醇式丙酮酸→2－磷酸甘油酸→3－磷酸甘油酸→1,3－二磷酸甘油酸→3－磷酸甘油醛→磷酸二羟基丙酮→1,6－二磷酸果糖→6-磷酸果糖→6-磷酸葡萄糖→葡萄糖

总反应为：2α－酮戊二酸+2ATP+2H2O+2NAD++2FAD

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→葡萄糖+4CO2+2ADP+2Pi+2NADH+2H++2FADH2

19．为什么说肝脏是维持血糖的重要器官 ？ 答：肝脏是维持血糖的重要器官，主要表现于：

首先，肝脏有较强的糖原合成与分解能力，在血糖升高时，肝脏可大量合成肝糖原储存，也可以转化血糖生成脂肪，以降低血糖含量；而在血糖偏低时，肝糖原可迅速分解成葡萄糖进入血液以补充血糖； 其次，肝脏是糖异生的主要器官，在血糖偏低时，肝脏可将乳酸、甘油、生糖氨基酸等异生成葡萄糖；

肝脏还可将果糖、半乳糖、等转化成葡萄糖。 所以说，肝脏是维持血糖的重要器官。

20．糖酵解途径有何意义？三羧酸循环有何意义？磷酸戊糖途径有何意义？

TCA循环的生理意义： 答：糖酵解途径的生理意义：

糖酵解生物细胞中普遍存在的途径，该途径在缺氧条件下可为细胞迅速提供能量，也是某些细胞如动物体内红细胞等在不缺氧条件下的能量来源；人在某些病理条件下如贫血、呼吸障碍或供氧不足情况下可通过糖酵解获得能量的方式；糖酵解也是糖的有氧氧化的前过程，还是糖异生作用大部分逆过程；同时糖酵解也是联系糖、脂肪和氨基酸代谢的重要途径。

21．磷酸戊糖途径意义： 答：TCA循环的生理意义：

TCA循环是有机体获得生命活动所需能量的主要途径；也是糖、脂、蛋白质等物质最终氧化途径；途径中形成多种重要的中间产物，可为生物合成提供碳源；同时糖酵解也是糖、脂、蛋白质等物质代谢和转化的中心枢纽，还是发酵产物重新氧化的途径。 磷酸戊糖途径意义：

该途径产生大量 NADPH，可为细胞的生物合成提供还原力；维持谷胱甘肽、巯基酶的还原性、维持红细胞的完整状态，防止红细胞的氧化损伤及出现溶血；途径中产生大量的磷酸核糖是合成核苷酸及衍生物(辅酶)、DNA及其RNA的原料；HMS也可为细胞提供能量：1mol葡萄糖通过此途径生成29molATP。 22．何谓糖的异生作用？糖的异生作用有何意义？

答：动物体内由非糖物质转化成葡萄糖和糖原的过程称为糖的异生作用。糖的异生作用的意义在于：

（1）在饥饿情况下糖异生对保证血糖浓度的相对恒定具有重要的意义；是肝补充或恢复糖原储备的重要途径；

（2）防止乳酸堆积引起酸中毒，避免乳酸的浪费； （3）促进肝糖原的不断更新；

23．从B族维生素与糖代谢的关系说明“久食白米，令人身软”的道理。

答：B族维生素广泛参与糖代谢，在糖的酵解、丙酮酸的氧化脱氢、三羧酸循环、磷酸戊糖途径等代谢中共有多个B族辅酶参与代谢，见下表： 维生素 化学名称 辅 酶 辅酶构成的酶 生化反应 B1 B2 硫胺素 焦磷酸硫胺素(TPP) 丙酮酸脱氢酶系 α－酮戊二酸脱氢酶系 脱CO2 黄素单核苷酸(FMN) 丙酮酸脱氢酶系、 核黄素 黄素腺嘌呤二核苷酸α－酮戊二酸脱氢酶系 琥珀酸脱氢酶 (FAD) 27

传递2H

呼吸链中的复合物Ⅰ 生物胞素 丙酮酸羧化酶 固定CO2 烟酰胺腺嘌呤二核苷丙酮酸脱氢酶系 酸(NAD+) 烟酸与 α－酮戊二酸脱氢酶系 PP 传递2H 烟酰胺 烟酰胺腺嘌呤二核苷6－磷酸葡萄糖脱氢酶 酸磷酸（NADP+） 6－磷酸葡萄糖酸脱氢酶 琥珀酸硫激酶 B3 泛酸 辅酶A(CoA) 丙酮酸脱氢酶系 酰基载体 α－酮戊二酸脱氢酶系 丙酮酸脱氢酶系 硫辛酸 硫辛酸 硫辛酸 乙酰基载体 α－酮戊二酸脱氢酶系 而糖代谢是生成能量的代谢，当B族维生素缺乏时，导致糖代谢发生障碍，即机体的能量供应出现问题，出现浑身无力等。久食白米，即指人长期摄入精制白米，粗粮摄入少，易造成B族维生素缺乏，B族维生素主要存在于大米的谷皮层。因此说“久食白米，令人身软”。 H 生物素 7、 生物氧化

一、填空题

1．细胞内的产能的呼吸链主要有 、 两类，它们的磷氧比分别为 与 。

2．真核细胞的呼吸链主要存在于 ，而原核细胞的呼吸链存在于 。 3．线粒体内膜上能够产生跨膜的质子梯度的复合体是 、 和 。 4．呼吸链上流动的电子载体包括 、 和 等几种。

5．P/O值是指 ，NADH的P/O值是 ，在DNP存在的情况下，琥珀酸的P/O值是 。

6．F1/F0-ATP合成酶合成1分子ATP通常需要消耗 质子。 7．生物合成主要由 提供还原能力。

8．生物氧化有3种方式： 、 和 。 9．△G＇为负值是 反应，可以 进行。

10．.△G0＇与平衡常数的关系式为 ，当Keq＝1时，△G0＇为 。 11．生物分子的E0＇值小，则电负性 ，供出电子的倾向 。

12．磷酸甘油与苹果酸经穿梭后进人呼吸链氧化，其P/O比分别为 和 。 13．举出三种氧化磷酸化解偶联剂 、 、 。

14．动物体内高能磷酸化合物的生成方式有 和 两种。

15．高能磷酸化合物通常指水解时 的化合物，其中最 重要的是 。

16．真核细胞生物氧化的主要场所是 ，呼吸链和氧化磷酸化偶联因子都定位于 。

17．以NADH为辅酶的脱氢酶类主要是参与 作用，即参与从 到 电子传 递作用；以NADPH为辅酶的脱氢酶类主要是将分解代谢中间产物上的 转移到 反应中需电子的中间物上。

18．在呼吸链中，氢或电子从氧还电势 的载体依次向 的载体传递。

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19．典型的呼吸链包括 和 两种，这是根据接受代谢物脱下的氢的 不同而区别的。

20．解释氧化磷酸化作用机制被公认的学说是 ，它是英国生物化学家 于1961年首先提出的。

21．化学渗透学说主要论点认为：呼吸链组分定位于 内膜上。其递氢体有 作用，因而造成内膜两侧的 差，同时被膜上 合成酶所利 用、促使ADP + Pi → ATP。

22．体内CO2的生成不是碳与氧的直接结合，而是 有两种方式： 与 。 23．线粒体内膜外侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是 ；而线粒体内膜内侧的α-磷酸甘油脱氢酶的辅酶是 。

二、判断题

1．下列化合物中，除了哪一种以外都含有高能磷酸键：

A．NAD＋ B．ADP C．NADPH D．FMN 2．下列不是催化底物水平磷酸化反应的酶是：

A．磷酸甘油酸激酶 B．磷酸果糖激酶 C．丙酮酸激酶 D．琥珀酸硫激酶 3．下列反应中哪一步伴随着底物水平的磷酸化反应：

A．苹果酸→草酰乙酸 B．甘油酸-1,3-二磷酸→甘油酸-3-磷酸 C．柠檬酸→α-酮戊二酸 D．琥珀酸→延胡索酸 4．乙酰CoA彻底氧化过程中的P／O值是：

A．2.0 B．2.5 C．3.0 D．3.5 5．肌肉组织中肌肉收缩所需要的大部分能量以哪种形式贮存：

A．ADP B．磷酸烯醇式丙酮酸 C．ATP D．磷酸肌酸 6．下述哪种物质专一性地抑制F0因子：

A．鱼藤酮 B．抗霉素A C．寡霉素 D．缬氨霉素 7．如果质子不经过F1／F0-ATP合成酶回到线粒体基质，则会发生：

A．氧化 B．还原 C．解偶联、 D．紧密偶联

8．离体的完整线粒体中，在有可氧化的底物存时下，加入哪一种物质可提高电子传递和氧气摄入量：

A．更多的TCA循环的酶 B．ADP C．FADH2 D．NADH 9．胞浆中1分子乳酸彻底氧化后，产生ATP的分子数：

A． 10 B． 12.5 C．15 D．16 10．二硝基苯酚能抑制下列细胞功能的是：

A．糖酵解 B．肝糖异生 C．氧化磷酸化 D．柠檬酸循环 11．胞浆中形成NADH+H+经苹果酸穿梭后，每摩尔产生ATP的摩尔数是：

A．1 B．2 C．2.5 D．4 12．下列关于化学渗透学说的叙述哪一条是不对的：

A．吸链各组分按特定的位置排列在线粒体内膜上 B．各递氢体和递电子体都有质子泵的作用 C．H＋返回膜内时可以推动ATP酶合成ATP D．线粒体内膜外侧H＋不能自由返回膜内

三、判断题

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( )1．生物氧化只有在氧气的存在下才能进行。 ( )2．NADH和NADPH都可以直接进入呼吸链。

( )3．磷酸肌酸、磷酸精氨酸等是高能磷酸化合物的贮存形式，可随时转化为ATP供 机体利用。

( )4.呼吸作用和光合作用都不能导致线粒体或叶绿体基质的pH值升高。

( )5．抗霉素A能阻断异柠檬酸氧化过程中ATP的形成，但不阻断琥珀酸氧化过程中ATP的形成。

（ ）6．琥珀酸脱氢酶的辅基FAD与酶蛋白之间以共价键结合。 （ ）7．解偶联剂可抑制呼吸链的电子传递。

（ ）8．如果线粒体内ADP浓度较低，则加入DNP将减少电子传递的速率。 （ ）9．电子通过呼吸链时，按照各组分氧还电势依次从还原端向氧化端传递。 （ ）10.甘油-α-磷酸脱氢生成的FADH2经线粒体内膜上的复合体Ⅱ进入呼吸链。 （ ）11．ADP的磷酸化作用对电子传递起限速作用。

（ ）12．ATP虽然含有大量的自由能，但它并不是能量的贮存形式。

（ ）13.呼吸链上电子流动的方向是从高标准氧化还原电位到低标准氧化还原电位。

四、问答题

1．在体内ATP有哪些生理作用？

答：ATP在体内有许多重要的生理作用：

（1）是机体能量的暂时贮存形式：在生物氧化中，ADP能将呼吸链上电子传递过程中所释放的电化学能以磷酸化生成ATP的方式贮存起来，因此ATP是生物氧化中能量的暂时贮存形式。

（2）是机体其它能量形式的来源：ATP分子内所含有的高能键可转化成其它能量形式，以维持机体的正常生理机能，例如可转化成机械能、生物电能、热能、渗透能、化学合成能等。体内某些合成反应不一定都直接利用ATP供能，而以其他三磷酸核苷作为能量的直接来源。如糖原合成需UTP供能；磷脂合成需CTP供能；蛋白质合成需GTP供能。这些三磷酸核苷分子中的高能磷酸键并不是在生物氧化过程中直接生成的，而是来源于ATP。

（3）可生成cAMP参与激素作用：ATP在细胞膜上的腺苷酸环化酶催化下，可生成cAMP，作为许多肽类激素在细胞内体现生理效应的第二信使。 2．氰化物为什么能引起细胞窒息死亡？其解救机理是什么？

答：氰化钾的毒性是因为它进入人体时，CNˉ的N原子含有孤对电子能够与细胞色 素aa3的氧化形式—高价铁Fe3＋以配位键结合成氰化高铁细胞色素aa3，使其失去传递电 子的能力，阻断了电子传递给O2，结果呼吸链中断，细胞因窒息而死亡。而亚硝酸在 体内可以将血红蛋白的血红素辅基上的Fe2＋氧化为Fe3＋。部分血红蛋白的血红素辅基上 的Fe2＋被氧化成Fe3＋—高铁血红蛋白，且含量达到20%-30%时，高铁血红蛋白（Fe3＋） 也可以和氰化钾结合，这就竞争性抑制了氰化钾与细胞色素aa3的结合，从而使细胞色 素aa3的活力恢复；但生成的氰化高铁血红蛋白在数分钟后又能逐渐解离而放出CNˉ。 因此，如果在服用亚硝酸的同时，服用硫代硫酸钠，则CNˉ可被转变为无毒的SCNˉ， 此硫氰化物再经肾脏随尿排出体外。

3．在磷酸戊糖途径中生成的NADPH，如果不去参加合成代谢，那么它将如何进一步氧化？

答：葡萄糖的磷酸戊糖途径是在胞液中进行的，生成的NADPH具有许多重要的生 理功能，其中最重要的是作为合成代谢的供氢体。如果不去参加合成代谢，那么它将参 加线粒体的呼吸链进行氧化，最终与氧结合生成水。但是线粒体内膜不允许NADPH和

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NADH通过，胞液中NADPH所携带的氢是通过转氢酶催化过程进人线粒体的： （1）NADPH + NAD＋ → NADP十 + NADH

（2）NADH所携带的氢通过两种穿梭作用进人线粒体进行氧化：

a α-磷酸甘油穿梭作用；进人线粒体后生成FADH2。 b 苹果酸穿梭作用；进人线粒体后生成NADH。

4．计算1mol下列物质氧化成CO2、H2O时产生的ATP的mol数：

（1）葡萄糖 （2）3－磷酸－甘油醛 （3）乙酰COA （4）丙酮酸 答：葡萄糖：32mol；3－磷酸－甘油醛：17mol；

乙酰COA：10mol；丙酮酸：12.5mol

5．在供给底物、受体、Pi、ADP充分的条件下，下列情况中， 肝线粒体内生成的ATP是多少？

底物 苹果酸 琥珀酸 琥珀酸 琥珀酸 苹果酸 苹果酸 苹果酸 受体 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 抑制剂 － － KCN 抗霉素A 2,4-DNP 鱼藤酮 抗霉素A ATP 2.5 1.5 1 0 0 0 1 6．怎样判断一个反应的进行方向？当反应物，产物的起始浓度均为1mol/L,请判断下列反应的进行方向：

（1）磷酸肌酸＋ADP?ATP+肌酸

（2）磷酸烯醇式丙酮酸＋ADP?ATP+丙酮酸 （3）6－磷酸葡萄糖＋ADP?ATP+葡萄糖

答：化学反应过程伴随着能量变化，当反应的△G＇＜0，反应可以自发进行；

反应的△G＇＝0，反应为可逆过程，处于平衡状态；而反应的△G＇＞0 反应不可以自发进行，必须外界提供能量才能进行。

根据P265表10－2的数据，上述反应的自由能变化为： （1） △G＇=△G0’+RTln〔ATP〕〔丙酮酸〕/〔ADP〕〔磷酸烯醇式丙酮酸〕 ＝－43.1＋30.5＝－12.6 KJ/mol 因此，反应可以朝正反应方向进行。

（2） 同理：△G＇=－61.9＋30.5＝－31.4KJ/mol，反应朝正反应方向进行。 （3） △G＇=－13.8＋30.5＝16.7KJ/mol，反应朝逆反应方向进行

8、脂类代谢

一、填空题

1．在线粒体外膜脂酰CoA合成酶催化下，游离脂肪酸与 和 反应， 生成脂肪酸的活化形式 ，再经线粒体内膜 进入线粒体基质。

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2．胆固醇生物合成的原料是 。

3．乙醛酸循环中两个关键酶是 和 ，使异柠檬酸避免了在 循环中的 反应,实现从乙酰CoA净合成 循环的中间物。 4．脂肪酸从头合成的C2供体是 ，活化的C2供体是 ，还原剂是 。

5． 是脂肪酸从头合成的限速酶，该酶以 为辅基，催化的反应消耗 ，催化 与 生成 ，柠檬酸为其 ，长链脂酰CoA为 其 。

6．脂肪酸从头合成中，缩合、两次还原和脱水反应时酰基都连接在 上，它有一个与 一样的 长臂。

7．脂肪酸合成酶复合物一般只合成 ，动物中脂肪酸碳链延长由 或 酶系统催化；植物的脂肪酸碳链延长酶系定位于 。 8．酮体包括 、 和 三种化合物。

9．脂肪酸的β－氧化包括 、 、 和 四个步骤。

10．含一个以上双键的不饱和脂酸的氧化，可按β－氧化途径进行，但还需另外两种酶即 和 酶。

11．乙酰CoA和CO2生成 ，需要消耗 高能磷酸键，并需要辅酶 参加。

12．脂肪酸生物合成速度的限速酶是 。

13．一个碳原子数为n（n为偶数）的脂肪酸在β-氧化中需经 次β-氧化循环，生成 个乙酰CoA， 个FADH2和 个 NADH+H+。

14．脂肪肝是当肝脏的 不能及时将肝细胞中的脂肪运出，造成脂肪在肝细胞中的堆积所致。

15．丙酰CoA的进一步氧化需要 和 作酶的辅助因子。

16．脂酸合成过程中，乙酰CoA来源于 或 ，NADPH来源于 途径。

二、选择题

1．人体内合成脂肪能力最强的组织是：

A． 肝 B。 脂肪组织 C。小肠黏膜 D。 肾 2．乙酰－CoA羧化酶是哪一个代谢途径的关键酶？

A. 糖异生 B. 磷酸戊糖途径 C. 脂肪酸合成 D. 胆固醇合成 3．软脂酸可在下列哪两种细胞器中进行碳链加长反应？ A. 微粒体和内质网 B. 内质网和线粒体

C. 线粒体和微粒体 D. 线粒体和过氧化物体 4．合成脂肪酸所需的氢由下列哪种物质提供？

A. NADP B. FADH2 C. NADH D. NADPH 5． 葡萄糖和脂肪酸共同的代谢中间物是：

A．乳酸 B。乙酰－CoA C。草酰乙酸 D. 丙酮酸

6． 为了使长链脂酰基从胞浆转运到线粒体进行脂肪酸的β－氧化，所需要的载体为：

A. 柠檬酸 B. 肉碱 C. 酰基载体蛋白 D. CoA

7．软脂酰CoA在β-氧化第一次循环中以及生成的二碳代谢物彻底氧化时，ATP的总量

是：

A．3ATP B．13ATP C．14 ATP D．17ATP E．18ATP 8．可由呼吸道呼出的酮体是：

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A. 乙酰乙酸 B. β－羟丁酸 C. 乙酰乙酸CoA D. 丙酮 9．脂肪酸的从头合成中，每次碳链的延长都需要参加物质的是：

A. 乙酰CoA B.丙二酰单酰COA C. 丙二酸单酰ACP D. 乙酰ACP 10．下列哪些辅因子参与脂肪酸的β-氧化：

A ACP B FMN C 生物素 D NAD+ 11．脂肪酸从头合成的酰基载体是：

A．ACP B．CoA C．生物素 D．TPP 12．下列哪种不是人类膳食的必需脂肪酸 ？

A．油酸 B．亚油酸 C．亚麻酸 D．花生四烯酸 13．脂肪酸从头合成的限速酶是：

A．乙酰CoA羧化酶 B．缩合酶

C．β-酮脂酰-ACP还原酶 D．α，β-烯脂酰-ACP还原酶 14．下列哪项叙述符合脂肪酸的β－氧化：

A．仅在线粒体中进行 B．产生的NADPH用于合成脂肪酸

C．被胞浆酶催化 D．产生的NADPH用于葡萄糖转变成丙酮酸 15．下面关于脂肪酸在细胞中氧化降解描述正确的是：

A．从酰基端开始 B．产生的能量不能为细胞所利用 C．被肉毒碱抑制 D．主要在细胞质中进行

16．以干重计量，脂肪比糖完全氧化产生更多的能量。下面那种比例最接近糖对脂肪的

产能比例：

A．1:2 B．1:3 C．1:4 D．2:3 E．3:4

三、判断题

（ ）1. 脂肪酸的β-氧化和α-氧化都是从甲基端开始的。

（ ）2.如果动物长期饥饿，就要动用体内的脂肪，这时分解酮体的速度小于生成酮体的速度。

（ ）3．脂肪酸从头合成中，将糖代谢生成的乙酰CoA从线粒体内转移到胞液中的化合物是苹果酸。

（ ）4．脂肪酸的从头合成需要柠檬酸裂解提供丙酰CoA.。 （ ）5．脂肪酸β-氧化酶系存在于胞浆中。 （ ）6．肉毒碱可抑制脂肪酸的氧化分解。

（ ）7．萌发的油料种子和某些微生物拥有乙醛酸循环途径，可利用脂肪酸α-氧化生成 的乙酰CoA合成苹果酸，为糖异生和其它生物合成提供碳源。

（ ）8．在真核细胞内，饱和脂肪酸在O2的参与下和专一的去饱和酶系统催化下进一 步生成各种长链脂肪酸。

（ ）9．脂肪酸的生物合成包括二个方面：饱和脂肪酸的从头合成及不饱和脂肪酸的合 成。

（）10．甘油在甘油激酶的催化下，生成α-磷酸甘油，反应消耗ATP，为可逆反应。 （ ）11.酰基载体蛋白(ACP)是不饱和脂酸碳链延长途径中二碳单位的活化供体。 （ ）12.胆固醇生物合成的原料是乙酰CoA。

（ ）13。乙酰CoA和CO2生成丙酰CoA，需要消耗1个高能磷酸键，并需要生物素辅酶参加。

（ ）14.脂肪肝是当肝脏的脂蛋白不能及时将肝细胞中的脂肪运出，造成脂肪在肝细胞中的堆积所致。

（ ）15. 脂肪酸合成过程中，NADPH来源于葡萄糖分解或脂肪酸氧化，乙酰CoA来

33

源于戊糖磷酸途径。

（ ）16． 脂肪是动物和许多植物主要的能源贮存形式，是由甘油与2分子脂肪酸酯化而成的。

（ ）17。丙酰CoA的进一步氧化需要生物素和维生素C作酶的辅助因子。 （ ）18．乙酰CoA羧化酶是脂肪酸从头合成的限速酶，该酶以生物素为辅基，消耗ATP，催化乙酰CoA与HCO3- 生成丙二酸单酰CoA，柠檬酸为其抑制剂，长链脂酰CoA为其激活剂。

（ ）19．在线粒体外膜脂酰CoA合成酶催化下，游离脂肪酸与ATP-Mg2+ 和CoA-SH 反应，生成脂肪酸的活化形式脂酰S-CoA，再经线粒体内膜肉毒碱-脂酰转移酶系统进 入线粒体基质。

（ ）20.。乙醛酸循环中两个关键酶是异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶,使异柠檬酸避免了在三羧酸循环中的两次脱羧反应,实现从乙酰CoA净合成三羧酸循环的中间物。 （ ）21．脂肪酸从头合成的C2供体是乙酰CoA，活化的C2供体是丙二酰单酰CoA，还原剂是 NADPH+H+。

（ ）22．脂肪酸从头合成中，缩合、两次还原和脱水反应时酰基都连接在ACP上，它有一个与CoA一样的4’-磷酸泛酰巯基乙胺长臂。

四、问答题

1. 在脂肪生物合成过程中，软脂酸和硬脂酸是怎样合成的？ 答：（1）软脂酸合成：软脂酸是十六碳饱和脂肪酸，在细胞液中合成，合成软脂酸 需要两个酶系统参加。一个是乙酰CoA羧化酶，他包括三种成分，生物素羧化酶、生 物素羧基载体蛋白、转羧基酶。由它们共同作用，催化乙酰CoA转变为丙二酸单酰CoA。 另一个是脂肪酸合成酶，该酶是一个多酶复合体，包括6种酶和一个酰基载体蛋白，在 它们的共同作用下，催化乙酰CoA和丙二酸单酰CoA，合成软脂酸其反应包括4步， 即缩合、还原、脱水、再缩合，每经过4步循环，可延长2个碳。如此进行，经过7次 循环即可合成软脂酰—ACP。软脂酰—ACP在硫激酶作用下分解，形成游离的软脂酸。 软脂酸的合成是从原始材料乙酰CoA开始的所以称之为从头合成途径。

（2）硬脂酸的合成，在动物和植物中有所不同。在动物中，合成地点有两处，即线粒体和粗糙内质网。在线粒体中，合成硬脂酸的碳原子受体是软脂酰CoA，碳原子的给体是乙酰CoA。在内质网中，碳原子的受体也是软脂酰CoA，但碳原子的给体是丙二酸单酰CoA。在植物中，合成地点是细胞溶质。碳原子的受体不同于动物，是软脂酰ACP；碳原子的给体也不同与动物，是丙二酸单酰ACP。在两种生物中，合成硬脂酸的还原剂都是一样的。

2．在脂肪酸合成中，乙酰CoA.羧化酶起什么作用？

答：在饱和脂肪酸的生物合成中，脂肪酸碳链的延长需要丙二酸单酰CoA。乙酰CoA 羧化酶的作用就是催化乙酰CoA和HCO3-合成丙二酸单酰CoA，为脂肪酸合成提供三 碳化合物。乙酰CoA羧化酶催化反应（略）。乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成反应中的一 种限速调节酶，它受柠檬酸的激活，但受软脂酸的反馈抑制。 3．1mol软脂酸完全氧化成CO2和H2O可生成多少mol ATP？若1g软脂酸完全氧化时的ΔG0ˊ=9Kcal，软脂酸的分子量位56.4，试求能量转化为ATP的效率。

答：软脂酸经β-氧化，则生成8个乙酰CoA，7个FADH2和7个NADH+H+。乙酰CoA在三羧酸循环中氧化分解，一个乙酰CoA生成10个ATP，所以 10×8=80ATP，7个FADH2经呼吸链氧化可生成1.5×7=10.5 ATP，7NADH+H+经呼吸链氧化可生成2.5×7=17.5 ATP，三者相加，减去消耗掉1个ATP的2个高能键，实得80+10.5+17.5－2=106mol/LATP。每有1mol/L软脂酸氧化，即可生成106mol/LATP。软脂酸的分子量为256.4，所以软脂

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酸氧化时的自由能ΔG0ˊ=256.4×9000=2.31×106cal/mol,106molATP贮存能量7.3×106=773.8Kcal，贮存效率=773.8×100/2.31×103=33.5% 4．列出乙酰CoA可进入哪些代谢途径？

答：?进入三羧酸循环氧化分解为CO2和H2O，产生大量的能量 ?以乙酰CoA为原料合成脂肪酸，进一步合成脂肪和磷脂等。 ?以乙酰CoA为原料合成酮体，作为肝输出能源的方式。 ?以乙酰CoA为原料合成胆固醇。

5．比较脂肪酸氧化和从头合成的在以下几个方面的区别：（1）发生的部位 （2）酰基的载体 （3）受氢体与供氢体 （4）中间产物的立体化学（5）限速酶 （6）氧化时每次降解的碳单位和合成时使用的碳单位供体。

答:（a）氧化发生在线粒体；而合成发生在细胞质。（b）氧化酰基载体为辅酶A；合成酰基载体为ACP。（c）氧化用NAD＋和FAD，而合成用NADPH。（d）氧化是3-羟酰基CoA的L-异构体；而合成是D-异构体。（e）氧化方向是羧基端到甲基端；合成时方向是甲基端到羧基端。（f）氧化的限速酶是肉碱酯酰转移酶，而合成的乙酰辅酶A羧化酶。（g）氧化为每次降解的碳单位乙酰CoA；合成使用的碳单位供体为丙二酸单酰ACP。 6．糖尿病患者一般都患有严重酮病。如果给她服用14C标记的乙酰CoA（乙酰基的两个碳都标记），那么她呼出的气体中是否含有14C标记的丙酮？说明理由。

答：糖尿病患者的呼吸中有可能含有14C标记的丙酮。标记的乙酰CoA进入体内的乙酰CoA库，其中一部分要转换成酮体进一步代谢，丙酮是其中的一种酮体，容易进入呼吸系统。

7．假如你必须食用鲸脂和海豹脂，其中几乎不含有碳水化合物。 （1）使用脂肪做为唯一能量的来源，会产生什么样的后果？

（2）如果饮食中不含葡萄糖，试问消耗奇数碳脂肪酸好还是偶数碳脂肪酸好？ 答：（1）葡萄糖经酵解生成丙酮酸，丙酮酸是草酰乙酸的主要前体，如果饮食中不含葡萄糖，草酰乙酸的浓度下降，柠檬酸循环的速度将减慢（2）奇数，因为丙酸可以转换为琥珀酰CoA，它是柠檬酸循环的中间代谢物，可用于糖异生。 8．何谓“酮症”？试分析其产生原因。

答：长期饥饿和糖尿病时，脂肪动员加强，脂肪酸分解产生大量的乙酰辅酶A，后 者在肝脏缩合成酮体，当肝内产生酮体超过肝外组织氧化酮体的能力时，血中酮体蓄积， 称为酮血症。尿中有酮体排出，称酮尿症。二者统称为酮体症(酮症)。酮症可导致代谢 性酸中毒，称酮症酸中毒，严重酮症可导致人死亡。 9．1mol硬脂酸18∶0彻底氧化成CO2+H2O需经哪些途径？各阶段的中间产物是什么？计算过程中产生ATP的总mol数。

答：1mol硬脂酸18∶0彻底氧化成CO2+H2O需经β-氧化、三羧酸循环、氧化磷酸化。

+

1mol硬脂酸18∶0经β－氧化产物有：9mol乙酰辅酶A、8mol FADH2、8mol NADH+H； 9mol乙酰辅酶A经三羧酸循环后产物有：9×（3NADH+3H++FADH+GTP）mol； 上述NADH、FADH经氧化磷酸化共生成ATP的mol数为：90＋8×4－2＝120（mol） 10． 为什么哺乳动物脂肪酸不能转变成葡萄糖？

答：体内脂肪酸分解产生乙酰辅酶A，后者转变成葡萄糖必须经乙醛酸循环先生成四碳二羧酸，再经糖的异生作用生成葡萄糖。在哺乳动物细胞内无乙醛酸循环，故哺乳动物不能将脂肪酸转化成葡萄糖。

11．什么叫酮体，为什么正常代谢时产生的酮体量很少？在什么情况下血中酮体含量增

高，而尿中也能出现酮体？ 答：①乙酰乙酸，β－羟丁酸和丙酮三者合称酮体。酮体为肝内脂肪酸代谢的正常

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中间产物。②正常的人或动物体内糖代谢居能量代谢中的主导地位，产生酮体量很少。 ③在饥饿时或膳食中糖供应不足时，或因某些病使糖的氧化能力降低时，肝中需加速脂 肪的氧化，导致其分解产物乙酰辅酶A在肝脏缩合产生过多的酮体，超过肝外的氧化能 力。④又因糖代谢削弱，缺乏丙酮酸，而与乙酰CoA缩合成柠檬酸的草酰乙酸减少。 酮体的去路也减少，酮体便积聚于血内，使血中酮体含量增高，成为酮血症，血内酮体 过多由尿排出，尿中出现酮体，成为酮尿。

12．比较脂肪酸的“β－氧化”与脂肪酸的“从头合成”途径的不同说明它们并不是

相互可逆的过程。

答：脂肪酸的“β－氧化”与脂肪酸的“从头合成”途径并非相互可逆的过程，两 者存在以下区别：

区别点 细胞中发生部位 酰基载体 二碳片段的加入与裂解方式 电子供体或受体 酶系与限速酶 原料转运方式 羟脂酰化合物的中间构型 合成或裂解方向 从头合成 细胞质 ACP-SH 丙二酰单酰COA NADPH β-氧化 线粒体 COA-SH 乙酰COA FAD、NAD+ 六种酶和一个蛋白质(ACP)四种酶 组成复合物（E.coli） 肉碱酯酰转移酶Ⅰ 乙酰辅酶A羧化酶 柠檬酸转运系统 D-型 CH3→COOH 肉碱穿梭系统 L-型 COOH→CH3 对二氧化碳和柠檬酸要求 不要求 的需求 能量变化(以软脂酸消耗 7 个 ATP 和产生 106 个ATP 的合成与分解为例) 14NADPH 综上所述，脂肪酸的“β－氧化”与脂肪酸的“从头合成”途径并非相互可逆的过程。

9、蛋白质分解与氨基酸代谢

一、填空题

1．转氨酶的辅基是 。

2．Arg可以通过 循环形成。

3．氨基酸的降解反应主要包括 、 作用。 4．转氨酶和脱羧酶的辅酶通常是 。

5．人类对氨基代谢的终产物是 ，鸟类对氨基代谢的终产物是 。。

6．多肽链经胰蛋白酶降解后，产生新肽段羧基端主要是 和 氨基酸残基。 7．谷氨酸经脱氨后产生 和氨，前者进入 进一步代谢。 8．已有充分的证据表明大肠杆菌的转肽酶由其核糖体的 承担。 9．尿素循环中产生的 和 两种氨基酸不是蛋白质氨基酸。

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10．生物固氮作用是将空气中的 转化为 的过程。 11．尿素分子中两个N原子，分别来自 和 。

12．芳香族氨基酸碳架主要来自糖酵解中间代谢物 和磷酸戊糖途径的中间 代谢物 。

13．氨基酸脱下氨的主要去路有 、 和 。 14．尿苷酸转变为胞苷酸是在 水平上进行的。 15．多巴是 经 作用生成的。

二、选择题

1． 以下各种氨基酸中不能进行转氨基反应的是：

A. Thr B. Glu C. Ala D. Asp 2．以下各种氨基酸的脱羧基反应不需要磷酸吡哆醛作为辅基的是：

A．Thr B. Glu C. Ala D. His 3．线粒体内的氨甲酰磷酸合成酶的激活因子是：

A. 乙酰－CoA B. NADH C. NADPH D. N－乙酰谷氨酸 4．肌肉组织中，氨基酸脱氨的主要方式是：

A．联合脱氨基作用 B。 L－谷氨酸氧化脱氨基作用 C。转氨基作用 D．嘌呤核苷酸循环

5．Ala－葡萄糖循环的功能是：

A. 将肌肉中的C和N运输到肾脏 B. 将肌肉中的C和N运输到肝脏 C. 将肾脏中的C和N运输到肝脏 D. 将肝脏中的C和N运输到肾脏 6．有关鸟氨酸循环，下列说法错误的是：

A. 循环作用的部位是肝脏线粒体 B. 氨基甲酰磷酸合成所需的酶存在于肝脏线粒体 C. 尿素由精氨酸水解而得 D. 每合成1mol尿素需消化4mol ATP 7．转氨酶的辅酶是：

A．NAD+ B．NADP+ C．FAD D．磷酸吡哆醛

8．下列哪种酶对有多肽链中赖氨酸和精氨酸的羧基参与形成的肽键有专一性：

A．羧肽酶 B．胰蛋白酶 C．胃蛋白酶 D．胰凝乳蛋白酶 9．参与尿素循环的氨基酸是：

A．组氨酸 B．鸟氨酸 C．蛋氨酸 D．赖氨酸 10．L-谷氨酸脱氢酶的辅酶含有哪种维生素：

A．VB1 B． VB2 C． VB3 D． VB5 11．磷脂合成中甲基的直接供体是：

A．半胱氨酸 B．S-腺苷蛋氨酸 C．蛋氨酸 D．胆碱 12．下列哪种氨基酸是其前体参入多肽后生成的：

A．脯氨酸 B．羟脯氨酸 C．天冬氨酸 D．异亮氨酸 13．组氨酸经过下列哪种作用生成组胺的：

A．还原作用 B．羟化作用 C．转氨基作用 D．脱羧基作用 14．氨基酸脱下的氨基通常以哪种化合物的形式暂存和运输：

A．尿素 B．氨甲酰磷酸 C．谷氨酰胺 D．天冬酰胺 15．在尿素循环中，尿素由下列哪种物质产生：

A．鸟氨酸 B．精氨酸 C．瓜氨酸 D．赖氨酸 16．在脊椎动物体内，下列氨基酸与信息分子NO形成有关的是：

A. Tyr B. Arg C. Asp D. Phe E. Trp 17．活性物质GABA是下列哪种氨基酸脱羧的产物？

A. Glu B. Gln C. Ala D. Val E. His

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三、判断题

（ ）1．氨甲酰磷酸可以合成尿素和嘌呤。 （ ）2．磷酸吡哆醛只作为转氨酶的辅酶。

（ ）3．在动物体内，酪氨酸可以经羟化作用产生去甲肾上腺素和肾上腺素。 （ ）4．胰凝乳蛋白酶专一性水解多肽链由芳香族氨基酸氨基端形成的肽键。 （ ）5．人类对氨基代谢的终产物是尿酸，鸟类对氨基代谢的终产物是尿素。 （ ）6．蛋白质的营养价值主要决定于氨基酸酸的组成和比例。

（ ）7．尿素循环中产生的鸟氨酸和瓜氨酸两种氨基酸是蛋白质氨基酸。

（ ）8．芳香族氨基酸碳架主要来自糖酵解中间代谢物4-磷酸赤藓糖和磷酸戊糖途径的中间代谢物磷酸烯醇式丙酮酸。

（ ）9．多巴是甘氨酸经羟化作用生成的。

（ ）10．尿苷酸转变为胞苷酸是在胞苷三磷酸水平上进行的。

四、问答题

1．为什么说转氨基反应在氨基酸合成和降解过程中都起重要作用？ 答：（1）在氨基酸合成过程中，转氨基反应是氨基酸合成的主要方式，许多氨基酸的合成可以通过转氨酶的催化作用，由α－酮酸接受来自谷氨酸的氨基而形成。 （2）在氨基酸的分解过程中，氨基酸也可以先经转氨基作用把氨基酸上的氨基转移到α-酮戊二酸上形成谷氨酸，谷氨酸在谷氨酸脱氢酶的作用下脱去氨基。 2．什么是必需氨基酸和非必需氨基酸？ 答：（1）必需氨基酸：生物体本身不能合成而为机体蛋白质合成所必需的氨基酸称为必

需氨基酸，人的必需氨基酸有8种。

（2）非必需氨基酸：生物体本身能合成的蛋白质氨基酸称为非必需氨基酸，人的非必

需氨基酸有12种。

3．什么是尿素循环，有何生物学意义？ 答：（1）尿素循环：尿素循环也称鸟氨酸循环，是将含氮化合物分解产生的氨经过一系

列反应转变成尿素的过程。

（2）生物学意义：有解除氨毒害的作用

4．举例说明氨基酸的降解通常包括哪些方式？ 答：（1）脱氨基作用：包括氧化脱氨和非氧化脱氨，分解产物为α-酮酸和氨。

（2）脱羧基作用：氨基酸在氨基酸脱羧酶的作用下脱羧，生成二氧化碳和胺类化合物。

5．用反应式说明α－酮戊二酸是如何转变成谷氨酸的，有哪些酶和辅因子参与？ 答：（1）谷氨酸脱氢酶反应：

α－酮戊二酸 + NH3 +NADH → 谷氨酸 + NAD+ + H2O

（2）谷氨酸合酶-谷氨酰胺合酶反应：

谷氨酸 + NH3 +ATP →谷氨酰胺 +ADP + Pi + H2O

谷氨酰胺 +α－酮戊二酸 + 2H → 2谷氨酸

还原剂（2H）：可以是NADH、NADPH和铁氧还蛋白

6．如果1分子乙酰CoA经过TCA循环氧化成H2O和CO2可产生10分子的ATP，则1分子丙氨酸在哺乳动物体内彻底氧化净产生多少分子的ATP？ 答：15分子

7．参与尿素循环的氨基酸有哪些？这些氨基酸都能用于蛋白质的生物合成吗？

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答：鸟氨酸、瓜氨酸、精氨琥珀酸、精氨酸和天冬氨酸。只有精氨酸和天冬氨酸能用于蛋白质的生物合成。

8．在所有哺乳动物的肝脏中的转氨酶中天冬氨酸氨基转移酶的活性最高，为什么？ 答： 引入到尿素中的第二个氨基是从Asp转移来的，而Asp是Glu经天冬氨酸氨基转移酶催化转氨给草酰乙酸生成的。以尿素排泄的氨有一半来自天冬氨酸氨基转移酶催化的反应，这使得该酶必须具有很高的活性。

9．哺乳动物体内氨基酸脱氨基作用包括哪些方式？ 答：（1）氧化脱氨基作用； （2）转氨基作用；

（3）联合脱氨基作用：有转氨基与谷氨酸脱氢酶联合脱氨基作用、转氨基与嘌呤核苷 酸循环联合脱氨基作用。其中联合脱氨基作用是最主要的脱氨基方式。

10 核苷酸代谢

一、填空题

1．人类对嘌呤代谢的终产物是 。

2．大肠杆菌在DNA复制过程中切除RNA引物的酶是 ，而真核细胞DNA复制过程中切除RNA引物的酶是 或 。

3．参与嘌呤核苷酸合成的氨基酸有 、 和 。

4．从IMP合成GMP需要消耗 ，而从IMP合成AMP需要消耗 作为能源物质。

5．使用 可将大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ水解成大小两个片段，其中大片段被称为 酶，它保留 和 的活性，小片段则保留了 的活性。

6．脱氧核糖核苷酸的合成是由 催化的，被还原的底物是 。 7．DNA拓扑异构酶Ⅰ能够切开DNA的 条链，而DNA拓扑异构酶Ⅱ能同时切开DNA的 链。

8．DNA损伤可分为 和 两种类型，造成DNA损伤的因素有 和 。

9．痛风是因为体内 产生过多造成的，使用 作为黄嘌呤氧化酶的自杀性底物可以治疗痛风。 10．在嘌呤核苷酸的合成中,腺苷酸的C-6氨基来自 ；鸟苷酸的C-2氨基来自 。

二、选择题

1．生物体嘌呤核苷酸合成途径中首先合成的核苷酸是：

A．AMP B．GMP C．IMP D．XMP 2．人类和灵长类嘌呤代谢的终产物是：

A．尿酸 B．尿囊素 C．尿囊酸 D．尿素 3．从核糖核苷酸生成脱氧核糖核苷酸的反应发生在： A．一磷酸水平 B．二磷酸水平 C．三磷酸水平 D．以上都不是 4．别嘌呤醇可用于治疗痛风症是因为它是： A. 鸟嘌呤脱氨酶的抑制剂，能减少尿酸的生成 B. 黄嘌呤氧化酶的抑制剂，能减少尿酸的生成

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C. 尿酸氧化酶的激活剂，能加速尿酸的降解

5． 氨甲蝶呤和氨基蝶呤抑制核苷酸合成中的哪一反应？

A. 谷氨酰胺中酰氨基的转移 B. 向新生成的环状结构中加入CO2 C. ATP中磷酸键能量的传递 D。 二氢叶酸还原成四氢叶酸 6．下列物质中，作为合成IMP和UMP的共同原料是：

A. 天冬酰胺 B. 甘氨酸 C. 一碳单位 D. 二氧化碳 7．人类嘧啶核苷酸从头合成的哪一步反应是限速反应？

A. 氨甲酰磷酸的形成 B. 氨甲酰天冬氨酸的形成 C. 乳清酸的形成 D. UMP的形成

8．dTMP的直接前体是：

A. dCMP B. dAMP C. dUMP D. dGMP E. dIMP 9．下列各种核苷酸在人体内分解时不产生尿酸的是： A. AMP B. CMP C. IMP D. GMP 10．嘌呤环1号位N原子来源于：

A. Gln的酰胺N B. Gln的α－氨基N C. Asn的酰胺N D. Asp的α－氨基N

三、判断题

（ ）1．嘌呤核苷酸的合成顺序是，首先合成次黄嘌呤核苷酸，再进一步转化为腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。

（ ）2．嘧啶核苷酸的合成伴随着脱氢和脱羧反应。 （ ）3．第一个被转录的核苷酸一般是嘧啶核苷酸。

（ ）4．从IMP合成GMP需要消耗GTP，而从IMP合成AMP需要消耗ATP作为能源物质。

（ ）5．痛风是因为体内尿素产生过多造成的，使用别嘌呤醇作为黄嘌呤氧化酶的自杀性底物可以治疗痛风。

（ ）6．DNA分子是由两条链组成的，其中一条链作为前导链的模板，另一条链作为后随链的模板。

（ ）7．在嘌呤核苷酸的合成中,腺苷酸的C-6氨基来自谷氨酰胺；鸟苷酸的C-2氨基来自天冬氨酸。

（ ）8．由于真核细胞的DNA比原核细胞DNA大得多，因此真核细胞DNA在复制过程中复制叉前进的速度大于原核细胞的复制叉前进的速度，这样才能保证真核细胞DNA迅速复制好。

（ ）9．所有的RNA聚合酶都需要模板。

（ ）10．利福霉素和利链霉素都是原核细胞RNA聚合酶的抑制剂，两者都抑制转录的起始。

（ ）11．帽子结构是真核细胞mRNA所特有的结构。 （ ）12．动物产生尿素的主要器官是肾脏

四、问答题

1．嘧啶核苷酸分子中各原子的来源及合成特点怎样？ 答：（1）各原子的来源：N1、C4、C5、C6-天冬氨酸；C2-二氧化碳；N3-氨； 核糖-磷酸戊糖途径的5′磷酸核糖。

（2）合成特点：氨甲酰磷酸 + 天冬氨酸 → 乳清酸

乳清酸 + PRPP →乳清酸核苷-5′-磷酸 → 尿苷酸

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2．嘌呤核苷酸分子中各原子的来源及合成特点怎样？ 答：（1）各原子的来源：N1-天冬氨酸；C2和C8-甲酸盐；N7、C4和C5-甘氨酸；C6-二氧

化碳；N3和N9-谷氨酰胺；核糖-磷酸戊糖途径的5′磷酸核糖 （2）合成特点：5′磷酸核糖开始→5′磷酸核糖焦磷酸（PRPP）→5′磷酸核糖胺（N9）→甘氨酰胺核苷酸（C4、C5 、N7）→甲酰甘氨酰胺核苷酸（C8）→5′氨基咪唑核苷酸（C3）→5′氨基咪唑-4-羧酸核苷酸（C6）5′氨基咪唑甲酰胺核苷酸（N1）→次黄嘌呤核苷酸（C2）。 3．嘌呤和嘧啶碱基是真核生物的主要能源吗，为什么？

答:在真核生物中，嘌呤和嘧啶不是主要的能源。脂肪酸和糖中碳原子能够被氧化产生ATP，相比较而言含氮的嘌呤和嘧啶没有合适的产能途径。通常核苷酸降解可释放出碱基，但碱基又能通过补救途径重新生成核苷酸，碱基不能完全被降解。另外无论是在嘌呤降解成尿酸或氨的过程还是嘧啶降解的过程中都没有通过底物水平的磷酸化产生ATP。碱基中的低的C:N比使得它们是比较贫瘠的能源。然而在次黄嘌呤转变为尿酸的过程中生成的NADH也许能够通过氧化磷酸化间接产生ATP。

4．用两组人作一个实验，一组人的饮食主要是肉食，另一组人主要是米饭。哪一组人发生痛风病的可能性大？为什么？

答: 痛风是由于尿酸的非正常代谢引起的，尿酸是人体内嘌呤分解代谢的终产物，由于氨基酸是嘌呤和嘧啶合成的前体，所以食用富含蛋白质饮食有可能会导致过量尿酸的生成，引起痛风病。

5．为什么一种嘌呤和嘧啶生物合成的抑制剂往往可以用作抗癌药和/或抗病毒药？ 答：因为许多癌细胞的特点是快速生长，需要供给大量的核苷酸。一旦嘌呤和嘧啶的生物合成受到抑制，癌细胞的生长就受到限制。所以抑制嘌呤和嘧啶生物合成的抑制剂可能就是一种抗癌药。由于病毒复制速度非常快，所以也会受到同样抑制剂的影响。 6．不同种类的生物分解嘌呤的能力不同，为什么？

答：各种生物体分解嘌呤都是从嘌呤环上氧化脱氨开始的，腺嘌呤与鸟嘌呤通过脱氨产生黄嘌呤，黄嘌呤氧化形成尿酸。黄嘌呤、尿酸是各类生物嘌呤分解的共同中间物。人类及灵长类动物、鸟类、昆虫无分解尿酸的酶，尿酸即为这些动物嘌呤代谢的终产物；除人类及灵长类动物外的其它哺乳动物体内存在尿酸氧化酶，可将尿酸氧化成尿囊素；某些硬骨鱼存在尿囊素酶，可将尿囊素进一步氧化成尿囊酸；多数鱼类、两栖类动物还存在尿囊酸酶，可将尿囊酸氧化分解成尿素与乙醛酸；甲壳类、海洋无脊椎动物体内还有尿酶，可将尿素分解成氨与二氧化碳。

11、DNA的合成与修复

一、填空题

1．DNA复制是定点双向进行的， 股的合成是 ，并且合成方向和复 制叉移动方向相同； 股的合成是 ，合成方向与复制叉移动的方向相 反。每个冈崎片段是借助于连在它的 末端上的一小段 而合成的；所有冈崎片 段链的增长都是按 方向进行。 2．DNA连接酶催化的连接反应需要能量，大肠杆菌由 供能，动物细胞由 供能。 3．基因有两条链，作为模板指导转录的那条链称 。 4．基因突变形式分为： ， ， 和 四类。 5．所有冈崎片段的延伸都是按 方向进行的。

6．DNA聚合酶I的催化功能有 、 、 、 和 。 7．DNA回旋酶又叫 ，它的功能是 。 8．细菌的环状DNA通常在一个 开始复制，而真核生物染色体中的线形DNA

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可以在 起始复制。

9．大肠杆菌DNA聚合酶Ⅲ的 活性使之具有 功能，极大地提高了 DNA复制的精确度。 10．大肠杆菌中已发现 种DNA聚合酶，其中 负责DNA复制， 负 责DNA损伤修复。

11．在DNA复制中， 可防止单链模板重新缔合和核酸酶的攻击。

12．DNA合成时，先由引物酶合成 ，再由 在其3 ′端合成DNA 链，然后由 切除引物并填补空隙，最后由 连接成完整的链。

二、选择题

1．DNA按半保留方式复制。如果一个完全放射标记的双链DNA分子，放在不含有放射标记物的溶液中，进行两轮复制，所产生的四个DNA分子的放射活性将会怎样： A．半数分子没有放射性 B．所有分子均有放射性

C．半数分子的两条链均有放射性 D．一个分子的两条链均有放射性 E．四个分子均无放射性 2．参加DNA复制的酶类包括：（1）DNA聚合酶Ⅲ；（2）解链酶；（3）DNA聚合酶Ⅰ；（4）RNA聚合酶（引物酶）；（5）DNA连接酶。其作用顺序是： A．（4）、（3）、（1）、（2）、（5） B．（2）、（3）、（4）、（1）、（5） C．（4）、（2）、（1）、（5）、（3） D．（4）、（2）、（1）、（3）、（5） E．（2）、（4）、（1）、（3）、（5）

3．如果15N标记的大肠杆菌转入14N培养基中生长了三代，其各种状况的DNA分子比例应是下列哪一项：

纯15N 15N－14N 纯14N －DNA 杂种DNA －DNA

A． 1/8 1/8 6/8 B． 1/8 0 7/8 C． 0 1/8 7/8 D． 0 2/8 6/8 E． 0 4/8 4/8 4．下列关于DNA复制特点的叙述哪一项错误的：

A．新生DNA链沿5′→3′方向合成 B．DNA链的合成是半不连续的 C．DNA在一条母链上沿5′→3′方向合成，而在另一条母链上则沿3′→5′方向合成 D．复制总是定点双向进行的 5．DNA复制时， 5′—TpApGpAp－3′序列产生的互补结构是下列哪一种：

A．5′—TpCpTpAp－3′ B．5′—ApTpCpTp－3′ C．5′—UpCpUpAp－3 ′ D．5′—GpCpGpAp－3′ 6．下列关于DNA聚合酶I的叙述哪一项是正确的：

A．它起DNA修复酶的作用但不参加DNA复制过程 B．它催化dNTP聚合时需要模板和引物 C．在DNA复制时把冈崎片段连接成完整的随从链 D．它催化产生的冈崎片段与RNA引物链相连 E．有些细菌突变体其正常生长不需要它 7．下列关于真核细胞DNA聚合酶活性的叙述哪一项是正确的：

A．它仅有一种 B．它不具有核酸酶活性 C．它的底物是二磷酸脱氧核苷 D．它不需要引物

8．从正在进行DNA复制的细胞分离出的短链核酸——冈崎片段，具有下列哪项特性：

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A．它们是双链的 B．它们是一组短的单链DNA片段

C．它们是DNA—RNA杂化双链 D．它们被核酸酶活性切除 E．它们产生于亲代DNA链的糖-磷酸骨架的缺口处 9．切除修复可以纠正下列哪一项引起的DNA损伤：

A．碱基缺失 B．碱基插入 C．碱基甲基化 D．胸腺嘧啶二聚体形成 E．碱基烷基化

10．大肠杆菌DNA连接酶需要下列哪一种辅助因子？

A．FAD作为电子受体 B．NADP+作为磷酸供体 C．NAD+形成活性腺苷酰酶 D．NAD+作为电子受体 E．以上都不是

11．下列关于RNA和DNA聚合酶的叙述哪一项是正确的：

A．RNA聚合酶用二磷酸核苷合成多核苷酸链 B．RNA聚合酶需要引物，并在延长链的5′端加接碱基 C．DNA聚合酶可在链的两端加接核苷酸 D．DNA仅能以RNA为模板合成DNA

E．所有RNA聚合酶和DNA聚合酶只能在生长中的多核苷酸链的3′端加接核苷酸 12．紫外线照射引起DNA最常见的损伤形式是生成胸腺嘧啶二聚体。在下列关于DNA

分子结构这种变化的叙述中，哪项是正确的：

A．不会终止DNA复制 B．可由包括连接酶在内的有关酶系统进行修复 C．可看作是一种移码突变 D．是由胸腺嘧啶二聚体酶催化生成的 E．引起相对的核苷酸链上胸腺嘧啶间的共价联结 13．下列哪种突变最可能是致死的：

A．腺嘌呤取代胞嘧啶 B．胞嘧啶取代鸟嘌呤 C．甲基胞嘧啶取代胞嘧啶 D．缺失三个核苷酸 E．插入一个核苷酸

14．镰刀形红细胞贫血病是异常血红蛋白纯合子基因的临床表现。β-链变异是由下列哪

种突变造成的：

A．交换 B．插入 C．缺失 D．染色体不分离 E．点突变 15．在培养大肠杆菌时，自发点突变的引起多半是由于：

A．氢原子的互变异构移位 B．DNA糖-磷酸骨架的断裂 C．插入一个碱基对 D．链间交联 E．脱氧核糖的变旋 16．下列关于真核细胞DNA复制的叙述哪一项是错误的：

A．是半保留式复制 B．有多个复制叉 C．有几种不同的DNA聚合酶 D．复制前组蛋白从双链DNA脱出 E．真核DNA聚合酶不表现核酸酶活性 17．下列关于大肠杆菌DNA连接酶的叙述哪些是正确的：

A．催化DNA双螺旋结构之断开的DNA链间形成磷酸二酯键 B．产物中不含AMP C．催化两条游离的单链DNA分子间形成磷酸二酯键 D．需要ATP作能源 18．关于DNA指导的RNA合成，下列叙述哪一项是错误的：

A．只有在DNA存在时，RNA聚合酶才能催化磷酸二酯键的生成 B．RNA链的合成是从5′→3′端

C．转录过程中，RNA聚合酶需要引物 D．大多数情况下只有一股DNA链作为模板 E．合成的RNA链从来没有环状的

三、判断题

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（ ）1.DNA复制是定点双向进行的，前导链股的合成是不连续的，并且合成方向和复制叉移动方向相反；随从链股的合成是连续的，合成方向与复制叉移动的方向相同。 （ ）2．中心法则概括了DNA在信息代谢中的主导作用。

（ ）3. 基因有两条链，作为模板指导转录的那条链称无意义链。

（ ）4．亚硝酸是一个非常有效的诱变剂，因为它可直接作用于RNA，使碱基中羧基氧化成酮基，造成碱基对的转换。

（ ）5．前导链的合成是不连续的，其合成方向与复制叉移动方向相反；随后链的合成也是不连续的，其合成方向与复制叉移动方向相同。 （ ）6．大肠杆菌中已发现3种DNA聚合酶，其中DNA聚合酶Ⅱ负责DNA复制，DNA聚合酶Ⅰ负责DNA损伤修复。

（ ）7．DNA合成时，先由引物酶合成DNA引物，再由DNA聚合酶Ⅲ在其5′ 端合成DNA链，然后由DNA聚合酶Ⅱ切除引物并填补空隙，最后由DNA连接酶连接成完整的链。

（ ）8．染色质中的组蛋白和非组蛋白对转录均有调节作用，其中组蛋白的调节作用具有组织特异性。

（ ）9．脱氧核糖核苷酸的合成是在核糖核苷三磷酸水平上完成的。

（ ）10.每个冈崎片段是借助于连在它的3′末端上的一小段RNA而合成的；所有冈崎片段的延伸都是按3′→5′方向进行的。

（ ）11．真核细胞DNA复制是在特定部位起始的，原核细胞则在多个位点同时起始进 行复制。

（ ）12．已发现一些RNA前体分子具有催化活性，但不可以准确地自我剪接，被称为 酶性RNA，或称核酶（ribozyme）。

（ ）13．原核生物中mRNA一般都需要转录后加工。

（ ）14。DNA复制的忠实性主要是由DNA聚合酶的3′→5′外切酶的校对来维持。

四、问答题

1．简述DNA复制的过程。 答：DNA复制从特定位点开始，可以单向或双向进行，但是以双向复制为主。由于 DNA 双链的合成延伸均为5′→3′的方向，因此复制是以半不连续的方式进行，可以概括为： 双链的解开；RNA引物的合成；DNA链的延长；切除RNA引物，填补缺口，连接相 邻的DNA片段。

（1）双链的解开 在DNA的复制原点，双股螺旋解开，成单链状态，形成复制叉，分别作为模板，各自合成其互补链。在复制叉上结合着各种各样与复制有关的酶和辅助因子。

（2）RNA引物的合成 引发体在复制叉上移动，识别合成的起始点，引发RNA引物的合成。移动和引发均需要由ATP提供能量。以DNA为模板按5′→3′的方向，合成一段引物RNA链。引物长度约为几个至10个核苷酸。在引物的5′端含3个磷酸残基，3′端为游离的羟基。

（3）DNA链的延长 当RNA引物合成之后，在DNA聚合酶Ⅲ的催化下，以四种脱氧核糖核苷5′-三磷酸为底物，在RNA引物的3′端以磷酸二酯键连接上脱氧核糖核苷酸并释放出PPi。DNA链的合成是以两条亲代DNA链为模板，按碱基配对原则进行复制的。亲代DNA的双股链呈反向平行，一条链是5′→3′方向，另一条链是3′→5′方向。在一个复制叉内两条链的复制方向不同，所以新合成的二条子链极性也正好相反。由于迄今为止还没有发现一种DNA聚合酶能按3′→5′方向延伸，因此子链中有一条链

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沿着亲代DNA单链的3′→5′方向（亦即新合成的DNA沿5′→3′方向）不断延长。 （4）切除引物，填补缺口，连接修复 当新形成的冈崎片段延长至一定长度，其3′-OH端与前面一条老片断的5′断接近时，在DNA聚合酶Ⅰ的作用下，在引物RNA与DNA片段的连接处切去RNA引物后留下的空隙，由DNA聚合酶Ⅰ催化合成一段DNA填补上；在DNA连接酶的作用下，连接相邻的DNA链；修复掺入DNA链的错配碱基。这样以两条亲代DNA链为模板，就形成了两个DNA双股螺旋分子。每个分子中一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的。

2．DNA复制复合体需要一系列的蛋白分子以便使复制叉移动，如果大肠杆菌在体外进 行DNA复制至少需要哪些组分？

答：至少需要DNA聚合酶III、解旋酶、SSB和引发酶。在体内需要拓扑异构酶。 3．简述中心法则。

答：在细胞分裂过程中通过DNA的复制把遗传信息由亲代传递给子代，在子代的个 体发育过程中遗传信息由DNA传递到RNA，最后翻译成特异的蛋白质；在RNA病毒 中RNA具有自我复制的能力，并同时作为mRNA，指导病毒蛋白质的生物合成；在致 癌RNA病毒中，RNA还以逆转录的方式将遗传信息传递给DNA分子。 4．某细菌的染色体是环状的双链DNA分子，有5.2×106个碱基对。

(a)复制叉的移动速度是每秒1000个核苷酸，计算复制染色体所需的时间。

答：(a)在复制原点形成两个复制叉，复制叉以相反的方向移动直到它们在原点对面的某一点相遇为止，因而每个复制体复制基因组的一半(2.6×106碱基对)，在每一个复制叉上，以1000个核苷酸/秒的速率合成两条新链(前导链和滞后链)(2000个核苷酸/秒等于1000个碱基对/秒)。所以复制全部的染色体需要2.6×106/1000 =2600秒 =43分20秒。

(b)在最适条件下，细菌繁殖一代仅需25分钟。如果DNA复制最快速度是每秒1000个核基酸，且染色体只含有一个复制起始点，解释为什么细胞能分裂得这么快。 答：(b)尽管仅仅只有一个原点（O），但在前一个复制叉到达终点位置之前复制可以反复起始。因而在每一个双链DNA分子上存在着2个以上的复制叉。虽然复制一个染色体仍旧需要大约43分钟，但是由于起始的速率加快，完全复制一个染色体显得间隔更短了。

5．一条DNA有105个核苷酸残基，它的碱基组成为：A 21％，G 29％， C 29％，及T 21％，经DNA聚合酶复制得互补链。生成的双螺旋DNA为RNA聚合酶的模板，转录后得到有相同数目残基的新RNA链。 （a）试确定新合成的RNA的碱基组成。

答： A，21％；U，21％；C，29％；G，29％

（b）若RNA聚合酶从DNA新链仅转录2000碱基便停止。那么所得到的新的RNA的碱基组成如何？

答：新链组成和原链可能一样也可能不一样

6．紫外线照射后暴露于可见光中的细胞，其复活率为什么比紫外线照射后置于黑暗中的细胞高得多？

答：紫外线可以通过引起T残基的二聚化而破坏DNA，修复T二聚体的一中机制是由酶催化的光反应，该反应由光复活酶催化的，该酶利用来自可见光的能量切断该二聚体并且修复该DNA，所以细胞在紫外照射后暴露于可见光下比细胞保持在黑暗状态下更容易修复DNA。

7．与RNA分子相比，为什么DNA分子更适合用于贮存遗传信息？

答： 因为DNA整个都是双链结构，但RNA或是单核苷酸链，或是具有局部双螺旋的

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