生物化学 问答题

1、请阐述蛋白质二级结构α-螺旋、β-折叠的结构特征。

（重要）α-螺旋（1）多肽链主链围绕中心轴有规律的螺旋式上升，形成右手螺旋；（2）氨基酸侧链伸向螺旋外侧；（3）每3.6个氨基酸残基螺旋上升一周，螺距为0.54nm；（4）靠氢键维持稳定，氢键的方向和螺旋轴平行。

β-折叠（1）主链骨架伸展成锯齿状；（2）氨基酸侧链依次伸向折叠的上下两端；（3）由若干条肽段或肽链平行或反平行排列组成片状结构；（4）相邻两条β-折叠靠氢键维持稳定，氢键的方向和肽链方向垂直。

2、试述DNA与RNA的异同点(重要)（1）从分子组成上看：DNA分子的戊糖为脱氧核糖，碱基为A、T、G、C；RNA分子的戊糖为核糖，碱基为A、U、G、C。

（2）从结构上看：DNA一级结构是由脱氧核糖核苷酸通过磷酸二酯键相连，二级结构是双螺旋；RNA一级结构是由核糖核苷酸通过磷酸二酯键相连，二级结构以单链为主，也有少量局部双螺旋结构。

（3）从功能方面看：DNA为遗传物质基础，含有大量的遗传信息；RNA的功能多样化，mRNA是蛋白质生物合成的直接模板；tRNA的功能是转运氨基酸；rRNA主要构成蛋白质的合成场所；snmRNAs参与基因表达的调控。

（4）从存在部位看：DNA主要存在于细胞核，少量存在于线粒体；RNA存在于细胞核，细胞质和线粒体中。

3、简述B-DNA双螺旋结构模型的要点。

（重要）（1）DNA是反向平行的互补双链结构。

在双链结构中，亲水的脱氧核糖基和磷酸骨架位于双链外侧，碱基位于内侧，碱基之间互补配对，以氢键结合，其中腺嘌呤与胸腺嘧啶配对，形成两个氢键，鸟嘌呤与胞嘧啶配对，形成三个氢键。

由于核苷酸连接过程中严格的方向性和碱基结构对氢键形成的限制，两条多聚核苷酸链的走向呈反向平行。

（2）DNA双链是右手螺旋结构。

螺旋直径为2nm，每旋转一周包含10.5对碱基，螺距为3.54nm。

（3）碱基间的氢键维系横向稳定性，碱基平面间的疏水性堆积力维持纵向稳定性，碱基堆积力对于双螺旋的稳定性更为重要。

（4）DNA双螺旋分子表面存在一个大沟和一个小沟。

4、请描述tRNA的结构特点。

（重要）tRNA的结构特点：（1）分子量较小（一般含70~90个核苷酸）；（2）含有较多稀有碱基（占10~20%）；（3）二级结构为三叶草结构；（4）三级结构呈倒L型。

5、酶的可逆性抑制作用有哪几种类型？各有何特点？（1）竞争性抑制作用：指抑制剂与底物结构相似，两者竞争与酶的活性中心结合，增加底物浓度可以消除或减弱这种抑制作用，其动力学参数的变化为k m增大，V max不变。

（2）非竞争性抑制作用：抑制剂结合的不是酶的活性中心部位，所以底物与抑制剂互不影响与酶的结合，此种抑制不能靠增加底物浓度来消除或减弱。

其动力学参数的变化为k m不变，V max减小。

（3）反竞争性抑制作用：抑制剂只于酶和底物的复合物结合，其动力学参数的变化为k m减小，V max减小。

6、试用酶的竞争性抑制原理说明磺胺类药物是如何抑制细菌生长的。

（重要）对磺胺类药物敏感的细菌在生长繁殖时，不能直接利用环境中的叶酸，而是在菌体内二氢叶酸合成酶的作用下，以对氨基苯甲酸等为底物合成二氢叶酸。

二氢叶酸是核苷酸合成过程中的辅酶之一四氢叶酸的前体。

磺胺类药物的化学结构与对氨基苯甲酸相似，是二氢叶酸合成酶的竞争性抑制剂，抑制二氢叶酸的合成，细菌则因核苷酸与核酸的合成受阻而影响其繁殖。

7、糖酵解、磷酸戊糖途径、糖异生、三羧循环各有何生理意义？（重要）磷酸戊糖途径的生理意义：（1）提供NADPH+H+携带的氢不能通过电子传递链氧化产生ATP，但参与体内许多代谢反应。

（2）磷酸核糖作为核酸合成的原料。

（3）三碳，四碳，五碳，六碳，七碳通过此途径转换。

糖酵解生理意义：（1）在氧气不足时迅速提供能量，1分子葡萄糖经糖酵解净产生2分子ATP。

（2）成熟红细胞没有线粒体，糖酵解是供能的唯一方式。

另外神经、白细胞、视网膜、睾丸、骨髓等，即使不缺氧也常由糖酵解提供部分能量。

（3）酵解途径和糖有氧氧化前段过程相同。

糖异生生理意义：（1）在空腹或饥饿情况下维持血糖浓度恒定。

（2）通过糖异生补充或恢复肝糖原贮备。

（3）乳酸的再利用，在某些情况下大量产生乳酸时可异生成糖。

（4）糖异生促进肾脏排H+，缓解酸中毒的作用。

三羧循环生理意义：（1）是糖，脂肪，蛋白质最终代谢通路。

（2）是糖，脂肪，蛋白质代谢联系的枢纽。

（3）为氧化磷酸化提供还原当量。

8、血糖有哪些来源与去路？胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素是如何调节血糖的？（重要）血糖有哪些来源与去路？来源：食物糖经消化吸收；肝糖原分解；非糖物质异生成糖。

去路：通过有氧氧化转变成H2O和CO2；合成肝或肌糖原；通过酵解生成乳酸；通过磷酸戊糖途径转变成其他糖；转变成脂肪、氨基酸等。

胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素是如何调节血糖的？胰岛素能促进肌肉、脂肪组织细胞膜载体将葡萄糖转入细胞，促使糖原合酶活性增强，磷酸化酶活性降低，从而糖原合成加快，分解减慢；促进糖的有氧氧化；促进糖变脂肪，抑制糖异生，总效果是使血糖降低。

胰高血糖素可抑制糖原合酶，激活磷酸化酶，抑制糖酵解促进糖异生，促进脂肪动员，总的效果是调高血糖浓度。

肾上腺素促进肝糖原分解；促进肌糖原酵解生成乳酸；促进乳酸异生成糖。

9、简述蚕豆病发生的机理。

（重要）由于红细胞内缺乏磷酸戊糖途径中的限速酶6-磷酸葡萄糖脱氢酶，导致NADPH+H+生成不足，谷胱甘肽处于氧化状态，红细胞发生破裂而发生溶血性黄疸。

常在食用蚕豆后诱发，由此称蚕豆病。

10、简述柠檬酸-丙酮酸循环。

（重要）柠檬酸-丙酮酸循环：是将体内的乙酰CoA带到胞液中以合成脂酸或胆固醇的途径。

在此循环中，乙酰CoA首先在线粒体内与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，柠檬酸通过线粒体内膜上的载体转运进入胞液；胞液中单柠檬酸裂解酶催化柠檬酸裂解释出乙酰CoA和草酰乙酸，乙酰CoA即被带到胞液中。

草酰乙酸则还原生成苹果酸，通过线粒体内膜的载体回到线粒体内。

苹果酸也可在苹果酸酶作用下，分解为丙酮酸进入线粒体，最终均形成线粒体内的草酰乙酸，在参与转运乙酰CoA。

11、1摩尔14碳的肉豆蔻酸β-氧化时产生多少摩尔FADH2和NADPH+H+？需进行几轮β-氧化？如彻底氧化生成CO2和H2O时共产生多少摩尔ATP？（重要）14碳原子的肉豆蔻酸进行6轮β-氧化；共生成6摩尔FADH2、6摩尔NADPH+H+；彻底氧化（乙酰CoA进入三羧酸循环）：脂酸的活化：消耗2个ATP；β-氧化：4×6=24；三羧酸循环：10×7=70；共产生：24+70-2=92摩尔ATP。

12、简述胆固醇在体内的合成过程（注明原料、部位、限速酶）。

合成：原料：乙酰CoA；部位：胞液及内质网；限速酶：HMG CoA还原酶。

13、概述氨基酸代谢的概况。

（重要）氨基酸代谢概况：主要来源有：（1）食物蛋白质的消化吸收；（2）组织蛋白质的分解；（3）体内合成的非必需氨基酸。

主要去路有：（1）合成组织蛋白质；（2）脱氨基作用生成α-酮酸并释放氨；（3）脱羧基作用生成胺类和CO2；（4）转变成一些重要的含氮化合物如：儿茶酚胺、肌酸、嘌呤和嘧啶等。

14、血氨的来源与去路有哪些途径？（重要）血氨的来源：（1）体内氨基酸脱氨基作用和胺类的分解产生的氨；（2）肠道吸收的氨，它包括①肠道内氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨；②肠道尿素经细菌尿素酶水解产生的氨；（3）肾小管上皮细胞分泌的由谷氨酰胺酶水解谷氨酰胺产生的氨。

血氨的去路：（1）在肝脏通过鸟氨酸循环生成尿素，经肾脏排出；（2）在肌肉、脑等组织经谷氨酰胺合成酶作用生成无毒的谷氨酰胺；（3）在肾脏生成铵盐随尿排出；（4）通过脱氨基作用的逆反应，再合成非必需氨基酸；（5）参与其他含氨化合物的合成。

15、氨在体内是如何运输的？其有何重要生理意义？（非常重要）（1）丙氨酸-葡萄糖循环：在肌肉组织中，氨基酸经过转氨基作用将氨基转给丙酮酸生成丙氨酸，然后丙氨酸释放入血随血液循环运往肝脏，经联合脱氨基作用将氨释放并用于合成尿素。

转氨后生成的丙酮酸可经糖异生作用合成葡萄糖，葡萄糖由血循环运往肌肉组织，经糖代谢途径进行分解并转变成丙酮酸，然后在接受氨基生成丙氨酸，如此周而复始的在肌肉与肝脏之间进行氨的传递。

其生理意义在于将肌肉组织中的氨以无毒的丙氨酸形式运往心脏，同时肝脏又为肌肉组织提供生成丙酮酸的葡萄糖。

（2）谷氨酸胺：在脑和肌肉等组织中氨生成谷氨酰胺转运到肝或肾，谷氨酰胺既是氨的解毒形式，又是氨的储存及运输形式。

Glu+NH3+ATP→Gln+ADP+Pi生成谷氨酰胺的生理意义：①用于合成组织蛋白质；②作为血氨的运输形式，将脑、肌肉等组织中的氨运往肝、肾组织；③用于合成嘌呤、嘧啶等重要含氨化合物；④水解生成谷氨酸，然后进一步代谢。

16、核苷酸的抗代谢产物有哪些？其作用机制如何？（重要）核苷酸的抗代谢产物是一些嘌呤、嘧啶、氨基酸、叶酸及核苷等的类似物，他们主要以竞争性抑制来干扰或阻断核苷酸的合成。

从而进一步影响核酸及蛋白质的生物合成。

次黄嘌呤类似物有6-巯基嘌呤，其在体内可转变为6-巯基嘌呤核苷酸，抑制IMP转变为AMP 或GMP的反应，还可通过竞争性抑制腺嘌呤核酸核糖转移酶及次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶而阻止补救合成途径，同时经过反馈抑制PRPP酰胺转移酶，从而阻断嘌呤核苷酸的从头合成；5-氟尿嘧啶的结构域胸腺嘧啶相似，在体内转变成FdUMP和FUTP。

FdUMP与dUMP 结构相似，是胸苷酸和酶的抑制剂，使dTMP合成受到阻断；FUTP可以FUMP的形式参入RNA 分子，异常核苷酸的参入破坏了RNA的结构和功能。

谷氨酰酸的类似物为氮杂丝氨酸，干扰谷氨酰胺提供合成嘌呤及嘧啶的氮源。

叶酸类似物有氨蝶呤和甲氨蝶呤，能竞争性抑制二氢叶酸还原酶的活性。

核苷类似物阿糖胞苷能抑制CDP还原成dCDP，影响DNA合成。

17、简述CPS-Ⅰ与CPS-Ⅱ的异同点。

（重要）相同点：二者均可催化底物生成氨基甲酰磷酸。

不同点：（1）存在的细胞部位不同；CPS-Ⅰ存在于肝细胞的线粒体，而CPS-Ⅱ存在于细胞的胞液；（2）酶所催化的底物不同：CPS-Ⅰ所催化的底物为CO2、NH3、和H2O，而CPS-Ⅱ所催化的底物为谷氨酰胺和HCO3—；（3）所生成的氨基甲酰磷酸最终生成的物质不同：CPS-Ⅰ主要用于尿素的合成，而CPS-Ⅱ主要用于嘧啶核苷酸的生成；（4）临床意义不同：CPS-Ⅰ可作为肝细胞是否成熟的指标，而CPS-Ⅱ的异常增高可作为临床检查肿瘤的标志。

18、下图为电子显微镜下的原核生物转录现象，请给予解释。

粗线部分为DNA，细线部分为RNA。

（重要）说明在同一DNA木板上有多个转录同时在进行。