生物化学习题 大连理工非生物系用

1. 在pH 1, 4, 8和12时，组氨酸的净电荷分别是多少？将每一pH下的组氨酸置于电场中，它们将向阴极还是阳极迁移？

组氨酸是碱性氨基酸，PI=7.59，所以分别是正、正、负、负，阴、阴、阳、阳；

2. 利用阴离子交换层析分离下列每一对氨基酸： a． b．

Asp和Lys； Arg和Met；

c． Glu和Val； d．

Gly和Leu；

e． Ser和Ala。

哪种氨基酸首先被pH 7缓冲液从离子交换柱上洗脱出来。 阴离子交换树脂，所以需要带负电，所以选A;

3. 羊毛衫等羊毛制品在热水中洗后在电干燥器内干燥，则收缩，但丝制品进行同样处理，却不收缩，请解释这两种现象。

答: 羊毛纤维多肽链的主要结构单位是连续的α-螺旋圈,其螺距为5.4?.当处于热水(或蒸汽)环境下,使纤维伸展为具有β-折叠构象的多肽链.在β-折叠构象中相邻R基团之间的距离是7.0A.当干燥后,多肽链重新由β折叠转化为α螺旋构象,所以羊毛收缩了.而丝制品中的主要成分是丝心蛋白,它主要是由呈现β折叠构象的多肽链组成的,丝中的β-折叠含有一些小的,包装紧密的氨基酸侧链,所以比羊毛中的α-螺旋更稳定,水洗和干燥其构象基本不变.

羊毛是由α角蛋白组成的。α角蛋白由两条链构成，相互盘绕，每条链自身又有所盘绕，因此α角蛋白就是一个螺旋的螺旋结构，可以将它想象成两个弹簧互相围绕着同一个轴盘绕而成。因此α角蛋白有着很好的弹性。当在纺成毛线的时候，外力会将蛋白进行一定程度的拉扯，使得螺旋的间隙变大，而水洗时这些螺旋在水分子的帮助下重新恢复了旧有的结构，因此会发生皱缩

而蚕丝蛋白是由β丝蛋白构成的。β丝蛋白由若干条肽链平行组成，肽链之间通过氢键（氢键就是一种分子间的作用力）相连，每条链自身采用锯齿状的折叠。这种情况其实已经是蛋白质充分伸展下的情况，在外力的作用下即使蛋白质被拉断结构很难发生变化。因此抽丝的时候蛋白质并不会像羊毛中α角蛋白那样被“拉开”，所以水洗的时候自然也不会变形了。

4. 比较蛋白质α螺旋中的氢键和DNA双螺旋中的氢键，并指出氢键在稳定这两种结构中的作用。

在α-螺旋中,一个残基上的羧基氧与旋转一圈后的(该残基后面)第四个残基上的α-氨基中的氮形成氢键,这些在肽链骨架内原子间形成的氢键大致平行于该螺旋的轴,氨基酸侧链伸向骨架外,不参与螺旋内的氢键形成.在双链DNA中糖-磷酸骨架不形成氢键,相反在相对的两条链中互补的碱基之间形成2个或3个氢键,氢键大致垂直于螺旋轴. 在α-螺旋中,单独的氢键是很弱的,但是这些键的合力稳定了该螺旋结构.尤其是在一个蛋白质的疏水内部,这里水不与氢竞争成键.在DNA

中形成氢键的主要作用是使每一条链能作为另一条链的模板,尽管互补碱基之间的氢键帮助稳定螺旋结构,但在疏水内部碱基对之间的堆积对螺旋结构的稳定性的供献更大.

5. 一段双链DNA包含1000个碱基，其组成中G+C占58%，那么，在DNA的该区域中，胸腺嘧啶残基有多少？420

6. 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？

因为O2是氧化磷酸化的反应物之一

7. 酵母可以依赖葡萄糖厌氧或有氧生长，试解释当一直处于厌氧环境中的酵母细胞暴露于空气中时，葡萄糖的消耗速率为什么会下降。

因为在有氧的条件下，丙酮酸氧化生产CO2和水，产生大量ATP，比厌氧环境下多很多，少量丙酮酸即可满足机体的能力需求，所以糖异生途径减缓，所以葡萄糖的消耗速率下降。

8. 动物以脂的形式贮存能量有显著的优越性，那么为什么还要以糖原的形式贮存能量呢？

9. 每一分子软脂酸(16碳)完全氧化（产生129分子ATP）为CO2和H2O净生成的能量可以使多少分子的葡萄糖转化为甘油醛-3-磷酸（需消耗2分子ATP，一分子为生产6-磷酸葡萄糖时，另一分子是在生成1，6-二磷酸果糖时）。 答:65分子葡萄糖.

10. 用两组人做试验，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.

11. 为什么嘌呤和嘧啶生物合成的抑制剂往往可以用作抗癌药物或抗病毒药物呢？

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.

12. 某种溶液中含有三种三肽:Tyr - Arg - Ser , Glu - Met - Phe 和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的条件下每种肽都带有不同的净电荷(+1,-1,和0),而在pH=2.0的条件下净电荷分别为+2,+1和+2,在pH=13.0的条件下净电荷分别为-2,-2和-2.

13. 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

14. 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

15. 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什么样的氨基酸才能提供这样的基团? 答:-COO-; Asp, Glu

16. 已知某蛋白是由一定数量的链内二硫键连接的两个多肽链组成的.1.00g该蛋白样品可以与25.0mg还原型谷胱甘肽(GSH,MW=307)反应. (a)该蛋白的最小分子量是多少

(b)如果该蛋白的真实分子量为98240,那么每分子中含有几个二硫键

(c)多少mg的巯基乙醇(MW=78.0)可以与起始的1.00g该蛋白完全反应

__答:(a)MW=24560;(b)4个二硫键;(c)6.35mg 17. 下列试剂和酶常用于蛋白质化学的研究中:

少，纯化了多少倍？ 答: 80%;1500倍..

28. 1/v对1/[S]的双倒数作图得到的直线斜率（Km/Vmax）为1.2×10-3min,在1/v轴上的截距为2.0×10-2nmol-1ml min.计算Vmax和Km.

答:Vmax=50 nmol ml-1 min-1;Km=6.0×10-2 nmolml-1

29. 根据米式方程求(a)Kcat为30s-1,Km为0.005M的酶,在底物浓度为多少时,酶促反应的速度为1/4 Vmax (b)底物浓度为1/2Km,2 Km和10 Km时,酶促反应的速率分别相当于多少Vmax 答:(a)1.7×10-3M (b)0.33; 0.66; 0.91

30. 酶溶液加热时,随着时间的推移,酶的催化活性逐渐丧失.这是由于加热导致天然酶的构象去折叠.己糖激酶溶液维持在45℃12分钟后,活性丧失百分之五十.但是若己糖激酶与大量的底物葡萄糖共同维持在 45℃12分钟,则活性丧失仅为3%.请解释,为什么在有底物存在下,己糖激酶的热变性会受到抑制 答:酶-底物复合物比单独的酶更稳定.

31. 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.

32. 确定下列各种辅酶,并指出它们是由哪种维生素衍生来的. (a)在使一个酮(例如丙酮酸)还原成次级醇(例如乳酸)反应中用的辅酶.

(b)在使初级醇(例如乙醇)氧化为醛(例如乙醛)反应中用的辅酶. (c)在依赖ATP的羧化(例如丙酮酸羧化生成草酰乙酸)反应中用的辅基.（生物素、B7）

(d)在脱羧和转醛基(例如丙酮酸脱羧形成乙醛)反应中用的辅基. (e)在转甲酰基或甲叉基(羟甲基)反应中用的辅酶. (f)在转乙酰基或更长的脂酰基反应中用的辅酶.

(g)在从氨基酸的α碳上去除或取代基团的反应中用的辅基. 第四章 维生素和辅酶

答:(a)NADH(还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)或者NADPH(还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸),在上述两种情况下都是由烟酸衍生的.

(b)NAD(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸),由烟酸衍生的. (c)生物胞素(一种生物素-Lys残基),由生物素衍生的. (d)TPP(硫胺素焦磷酸);由硫胺素(维生素B1)衍生的. (e)四氢叶酸,由叶酸衍生的. (f)CoA(辅酶A),由泛酸衍生的.

(g)PLP(吡哆醛-5-磷酸),由吡哆醇(维生素B6)衍生的.

33. 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.

34. 在冰箱内鸡蛋可保持4到6周仍不会变坏,但是去除蛋白的蛋黄,即使放在冰箱也很快地变坏. (a)什么因素因素使蛋黄变坏的呢

(b)你如何解释鸡蛋蛋白可以防止蛋黄变坏 (c)这种保护模式对鸟类有什么益处 答:(a)细菌生长;

(b)抗生物素蛋白结合游离的生物素抑制细菌生长 ; (c)在孵卵期,它保护了发育的胚胎免受破坏性细菌的生长. 35. 怎样防止夜盲症,佝偻病,脚气病和坏血症 答:分别服用维生素A,D,B1,C.

36. 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

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.

37. 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（脂溶性的维生素）. 38. 成年人每天利用ATP情况.

(a)一个68kg的成年人每天(24h)需要此食物中摄取2000kcal(8360kJ)热量.食物代谢产生的能量主要用于身体日常的化学反应和机械功.假设食物能量转化为ATP的效率是50%,计算成年人24h所利用的ATP的重量,它是人体重的百分之多少 (b)虽然成年人每天合成大量的ATP,但人本身的重量,构造和组成在此期间没有明显改变,试解释看似矛盾的现象.

(a)46kg;68% (b)ATP按照身体需要合成,然后降解为ADP和Pi,所以ATP的浓度维持在一个稳态水平,对身体没有明显影响. 39. 比较脂肪酸氧化和合成的在以下几个方面的区别:(a)发生的部位 (b)酰基的载体 (c)氧化剂和还原剂 (d)中间产物的立体化学 (e)降解和合成的方向 (f)酶体系的组织 (g)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)氧化使用辅酶A;合成用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)氧化时是羧基变

甲基;合成时是甲基变羧基.(f)氧化用的酶是分立的,而合成用的酶组成一酶复合物.(g)氧化为乙酰CoA;合成为丙二酸单酰CoA. 40. 在脂肪酸b-氧化的过程与柠檬酸循环中的部分反应过程类似.试写出这两个途径中的类似的反应过程.

答: 脂肪酸氧化的第一步类似于琥珀酸转化为延胡索酸;第二步类似于延胡索酸转化为苹果酸;第三步类似于苹果酸转化为草酰乙酸.(方程式略)

41. 当肝脏的b-氧化作用超过柠檬酸循环的容量时,则过量生成的乙酰CoA会形成酮体,即乙酰乙酸,D-b-羟丁酸和丙酮.这种情况会出现在严重的糖尿病患者,因为这些患者的组织不能利用葡萄糖,只好以氧化大量的脂肪酸来代替.尽管乙酰CoA没有毒性,但线粒体也必须将它转化成酮体,如果不能转换将出现什么问题这种转换带来什么好处

答:由于线粒体CoA库比较小,缺少CoA不能使β-氧化正常运作,所以CoA必须经由乙酰CoA形成酮体再循环生成.这可使β-氧化正常运作.

42. 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.

中间产物2ˊ,3ˊ-环状中间产物,而DNA不含2ˊ-OH. 58. 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.

(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

59. AUG和UAG是蛋白合成中特定的起始和终止密码,如下所示的mRNA中什么样的开放阅读框才能编码一个短肽写出该短肽的氨基酸序列.5ˊ-UUAUGAAUGUACCGUGGUAGUU-3ˊ _答:只有阅读框3(从第3个核苷酸开始读码)才能编码一个短肽.Met-Asn-Val-Pro-Trp 60. 一双螺旋

DNA

的模板链中一段序列如下:

CTTAACACCCCTGACTTCGCGCCGTCG (a) 写出转录出的mRNA核苷酸序列

(b) 写出从5ˊ开始的该转录mRNA序列所对应的多肽的氨基酸序列

(c) 假设此DNA的另一条链被转录和翻译,所得的氨基酸序列会与(b)中的一样吗 (b)与(c)得出的答案在生物学上有什么意义 答:(a)5'-CGACGGCGCGAAGUCAGGGGUGUUAAG-3' (b)Arg-Arg-Arg-Glu-Val-Arg-Gly-Val-Lys

(c)不一样,DNA互补的双螺旋反平行链的两个方向碱基顺序是不同的,RNA的转录是以其中特殊的一条为模板,所以RNA聚合酶就必须识别正确的链为模板.

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