生物化学期末复习

生物化学期末复习1、 顺序反馈与协同反馈有何异同点？（书P307-308）答：异：协同反馈抑制指在分支代谢途径中，几种末端产物同时都过量，才对途径中的第一个酶具有抑制作用，若某一末端产物单独过量则对途径中的第一个酶无抑制作用；顺序反馈抑制指分支代谢途径中的两个末端产物，不能直接抑制代谢途径中的第一个酶，而是分别抑制分支点后的反应步骤，造成分支点上中间产物的积累，这种高浓度的中间产物再反馈抑制第一个酶的活性，抑制有先后顺序。同：最后的产物均能抑制分支点后的反应步骤；均为二价反馈抑制。2、 举例说明积累反馈抑制作用（书P308）答：积累反馈抑制指在分支代谢途径中，任何一种末端产物过量时都能对共同途径中的第一个酶起抑制作用，而且各种末端产物的抑制作用互不干扰。当各种末端产物同时过量时，它们的抑制作用是累加的。细胞中的谷氨酰胺合成酶可以催化谷氨酸和ATP、NH3合成谷氨酰胺。然后谷氨酰胺可以作为原料以不同的途径合成甘氨酸、丙氨酸、色氨酸、组氨酸、氨甲酰磷酸、GTP、AMP等物质。这些终产物都可以对谷氨酰胺合成酶起到部分抑制。若所有这些终产物同时起抑制作用，谷氨酰胺合成酶的活性就会被完全抑制。（书P309图14-19）3、 举例说明同工酶反馈抑制作用模式（书P309图14-20、图14-21）答：同工酶反馈抑制指在一个分支反应系列中，若系列前面的某个酶具有同工酶，其后面反应的终产物分别可以反馈抑制该组同工酶中的某一个，则可对代谢有重要的调节作用。细胞中的几个天冬氨酸族氨基酸的合成过程是同工酶反馈抑制的一个例子。天冬氨酸激酶具有3个同工酶1、2、3。经过一系列反应，产物赖氨酸可以反馈抑制同工酶1，对其余两个同工酶不抑制；而产物苏氨酸可以反馈抑制同工酶3，对其余两个同工酶不抑制。当赖氨酸和苏氨酸同时反馈抑制天冬氨酸激酶时，只抑制了两个同工酶，还有同工酶2不受抑制，并不干扰甲硫氨酸的合成。4、 试述原核生物蛋白质合成过程答：第一步：氨基酸的活化，发生在胞液中，酶的活性中心与氨基酸、ATP结合，形成酶-氨基酸-AMP中间产物，然后AA-AMP中的氨基酰转移到tRNA上；AA+ATP+E→AA-AMP-E+PPiAA-AMP-E+tRNA→AA-tRNA+AMP总反应式：AA+tRNA+ATP→AA-tRNA+PPi+AMP第二步：合成的起始：起始氨基酸甲硫氨酸被甲酰基化成N-甲酰甲硫氨酸；fMet-tRNAfMet合成：甲硫氨酸+tRNAfMet+ATP→Met-tRNAfMet+AMP+PPiN10-甲酰四氢叶酸+Met-tRNAfMet→四氢叶酸+fMet-tRNAfMet起始复合体的形成：30S亚基首先与IF1、IF3结合，IF2和GTP结合后再与30S亚基结合，然后与fMet-tRNAfMet组成更大的复合体，复合体通过亚基的16SrRNA和mRNA的SD序列之间的配对起作用，复合体与50S亚基结合形成70复合体第三步，肽链的延伸：进入：氨酰tRNA与核糖体A位点；转肽：核糖体上A位和P位上的氨基酸间形成肽键；移位：核糖体沿mRNA的5’→3’方向移动一个密码子，这样，结合在mRNA第二个密码子上的二肽酰tRNA的A位移到了P位，原P位空载的tRNA释放回胞液。第四步，合成终止：当mRNA的三个终止密码子UAA、UAG、或UGA中之一进入核糖体A位时，终止开始。5、 蛋白质合成时有哪些步骤需耗能？试计算合成一条200个氨基酸的多肽链需消耗多少个高能磷酸键？答：氨基酸活化：消耗1个ATP=2个GTP起始复合物形成：消耗1个GTP转移（移位）：消耗1个GTP终止：消耗1个GTP合成一条200个氨基酸的多肽链耗能：2*200+1*200+1*199+1=800个GTP6、 DNA修复对生物体有何意义？试比较切除修复与重组修复的差别答：DNA修复是细胞对DNA受损伤后的一种反应，这种反应可能使DNA结构恢复原样，重新能执行它原来的功能；但有时并非能完全消除DNA的损伤，只是使细胞能够耐受这DNA的损伤而能继续生存。（DNA存储着生物体赖以生存和繁衍的遗传信息，因此维护DNA分子的完整性对细胞至关重要。外界环境和生物体内部的因素都经常会导致DNA分子的损伤或改变，而且与RNA及蛋白质可以在胞内大量合成不同，一般在一个原核细胞中只有一份DNA，在真核二倍体细胞中相同的DNA也只有一对，如果DNA的损伤或遗传信息的改变不能更正，对体细胞就可能影响其功能或生存，对生殖细胞则可能影响到后代。所以在进化过程中生物细胞所获得的修复DNA损伤的能力就显得十分重要，也是生物能保持遗传稳定性之所在。在细胞中能进行修复的生物大分子也就只有DNA，反映了DNA对生命的重要性。另一方面，在生物进化中突变又是与遗传相对立统一而普遍存在的现象，DNA分子的变化并不是全部都能被修复成原样的，正因为如此生物才会有变异、有进化。）切除修复和重组修复的区别在于，切除修复完全消除了DNA损伤，而重组修复不能完全去除损伤，损伤的DNA段落仍然保留在亲代DNA链上。切除修复（暗修复）:也称核苷酸外切修复，这是一种取代紫外线等辐射物质所造成的损伤部位的暗修复系统。此系统是在几种酶的协同作用下，先在损伤的任一端打开磷酸二酯键，然后外切掉一段寡核苷酸；留下的缺口由修复性合成来填补，再有连接酶将其连接起来。重组修复①受损伤的DNA链复制时，产生的子代DNA在损伤的对应部位出现缺口。②完整的另一条母链DNA与有缺口的子链DNA进行重组交换，将母链DNA上相应的片段填补子链缺口处，而母链DNA出现缺口。③以另一条子链DNA为 模板 个人简介word模板免费下载关于员工迟到处罚通告模板康奈尔office模板下载康奈尔 笔记本 模板 下载软件方案模板免费下载 ，经DNA聚合酶催化合成一新DNA片段填补母链DNA的缺口，最后由DNA连接酶连接，完成修补。重组修复不能完全去除损伤，损伤的DNA段落仍然保留在亲代DNA链上，只是重组修复后合成的DNA分子是不带有损伤的，但经多次复制后，损伤就被“冲淡”了，在子代细胞中只有一个细胞是带有损伤DNA的。7、 举例说明协同反馈抑制作用的机制（书P308）答：协同反馈抑制指在分支代谢途径中，几种末端产物同时都过量，才对途径中的第一个酶具有抑制作用，若某一末端产物单独过量则对途径中的第一个酶无抑制作用。赖氨酸和苏氨酸合成有共同的底物天冬氨酸。在赖氨酸合成到一定的浓度以后，就会产生反馈抑制由天冬氨酰半醛到2,6-二羧酸哌啶的反应过程。而当苏氨酸合成到一定的浓度时，会反馈抑制由天冬酰半醛生成高丝氨酸的过程。赖氨酸和苏氨酸合成到一定的浓度就会联合起来共同抑制前面的天冬氨酸激酶的活性。8、 生物是如何维持遗传上的稳定性的？（书P254）答：①DNA复制的忠实性②DNA碱基的疏水性（它可使碱基免受水溶性小分子的攻击而突变）③DNA损伤修复系统或者①染色体是遗传物质的载体，每一种生物的染色体数目是恒定的；②DNA分子具有与众不同的特征性的、稳定的三维空间结构；③DNA分子结构中储存着遗传信息，它的复制是以半保留方式完成的；④严格遵循遗传的中心法则和碱基互补配对原则；⑤遗传密码与氨基酸的对应关系及突变与修复；⑥DNA重复顺序的出现；⑦选择可以降低群体的遗传负荷，增加遗传的稳定性。9、 试述遗传密码的基本特性答：①简并与兼职：简并性指一个氨基酸可以有几个不同的密码子；兼职性指一个密码子可以指导一个氨基酸，也可以作为其他氨基酸的指导②变偶性：遗传密码取决于前两位碱基，最后一位碱基具有变偶性；③通用与例外：通用性指无论是病毒、原核生物还是真核生物都共同使用同一套密码表；例外指真核生物中的线粒体和叶绿体中蛋白质合成的密码表与通用的不同④无标点：密码子之间没有任何核苷酸隔开⑤不重叠：每3个碱基编码一个氨基酸，碱基不重复使用⑥密码子阅读方向为5’→3’10、 何为操纵子模型？试以该模型解释“大肠杆菌培养在无色氨酸的培养基上，有色氨酸合成酶的大量合成”这一实验事实答：操纵子模型：指染色体上控制蛋白质合成的功能单位，包括结构基因、操纵基因、启动基因、调节基因。实验事实：11、 试述原核生物DNA转录起始点的结构特点及转录起始的过程答：DNA转录起始点又称启动子，分为上游部分和下游部分，上游部位称为结合部位，下游部位称为RNA聚合酶进入位点。识别部位（-35区）：典型序列是TTGACA；紧密结合部位（-10区）：典型序列为TATAAT。过程是：①RNA聚合酶的全酶与模板结合；②DNA双链解开，形成转入泡；③在RNA聚合酶的作用下，发生第一次聚合反应，首先上去的核苷酸往往是鸟苷酸或腺苷酸，绝对不是尿甘酸。12、 试述参与原核生物DNA复制的酶及蛋白质的作用答：DNA聚合酶Ⅰ：①有5’→3’的聚合酶作用；②有5’→3’的外切酶的作用；③有3’→5’的外切酶作用DNA聚合酶Ⅱ：①有5’→3’的聚合酶活性；②有3’→5’的外切酶活性DNA聚合酶Ⅲ：①有5’→3’的聚合酶活性；②有5’→3’的外切酶的活性；③有3’→5’的外切酶活性DNA连接酶：催化连接两段DNA链RNA聚合酶：先合成RNA作为引物解旋酶（解链蛋白）：进一步使DNA双链松开为单链单链结合蛋白：防止解开的单链DNA重新形成双链13、 试述原核生物DNA半不连续复制过程答：①起始过程：在起点处有解旋酶和解链酶把DNA双链解开，形成复制叉，单链结合蛋白结合其上，保持复制叉稳定；②RNA引物合成：由RNA聚合酶以DNA为模板，以四种核糖核苷酸为原料合成一段RNA链，合成链的方向为5’→3’生长，链条长度大约为10个核苷酸，作为引物；③DNA的合成与延长：DNA聚合酶Ⅲ以母链为模板，以四种脱氧核糖核苷酸为原料，按照ATGC的碱基配对原则，从引物链的RNA3’-OH端开始，沿5’→3’方向合成DNA片段，直到另一引物的5’端为止，然后由DNA聚合酶Ⅰ外切水解除去前一段的RNA引物，所出现的缺口由DNA聚合酶Ⅲ催化合成一段DNA填补；④复制的终止：在DNA连接酶的催化下，将各个DNA片段通过3,5-磷酸二酯键连接起来，成为一条与模板链互补的DNA新链，并与母链通过氢键配对结合成一个完整的DNA分子。14、 呼吸链中各个成员排列顺序如何？根据何原则确定其顺序？答：呼吸链：底物上的氢经过一系列的递氢体或电子传递链最后交给分子氧，这些递氢体和电子传递体按一定的次序排列，这个体系称为呼吸链。排列：FADH2↓NADHFe-S(复合体Ⅱ)↓↓FMN→Fe-S→CoQ→Cytb→Fe-S→CytC1→CytC→Cyta→Cyta3（复合体Ⅰ）（复合体Ⅲ）（复合体Ⅳ）原则：电子的流动方向总是从标准氧化还原电位较低的传递体依次流向标准氧化还原电位较高的传递体，最后流向氧分子。15、 试写出EMP及TCA途径脱氢步骤的反应式并讨论其生物学意义答：EMP途径脱氢步骤：3-磷酸甘油醛+NAD++Pi→1，3-二磷酸甘油酸+NADH+H+，酶为3-磷酸甘油醛脱氢酶其生物学意义：①其中间产物沟通了生物体内糖和蛋白质及脂类代谢等其他代谢的桥梁；②它能够形成ATP，为生物体的代谢提供能量；③能够形成还原型的NADH，可以为生物体内其他的还原反应提供H；④这条代谢途径称糖酵解，是生物体内普遍存在的。TCA途径脱氢步骤：①异柠檬酸+NAD+→草酰琥珀酸+NADH+H+，酶为异柠檬酸脱氢酶；②α-酮戊二酸+NAD++CoASH→琥珀酰辅酶A+NADH+H++CO2，酶为α-酮戊二酸脱氢酶；③琥珀酸+FAD→延胡索酸+FADH2，酶为琥珀酸脱氢酶；④苹果酸+NAD+→草酰乙酸+NADH+H+，酶为苹果酸脱氢酶其生物学意义：①中间产物丰富，沟通了蛋白质、核酸、糖类、脂肪几大物质的代谢；②产生的ATP很多，能够提供生物代谢所需要的能量；③有机酸是某些生物储存能量的形式；④释放出的CO2沟通了生物与大气的碳循环。16、 脂肪酸的β氧化与饱和脂肪酸的合成有哪些异同点？（书P202）答：同：①都是以2个碳原子单元断裂或合成；②都需载体的携带，而且都是通过硫酯键与载体结合异：①两种反应进行地点不同，合成反应在胞液中进行，β氧化在线粒体中进行；②脂肪酸的高速合成需要柠檬酸，它是乙酰辅酶A羧化酶的激活剂，而β氧化不需要；③合成反应需要CO2参加，β氧化中不需要；④酰基载体不同，合成反应中是ACP，β氧化中是辅酶A；⑤加入和减去的碳单元不同，合成反应中是丙二酸单酰ACP分子，β氧化是乙酰辅酶A分子；⑥反应中所需的辅酶不同，合成反应中需NADPH+H+，β氧化中需NAD+和FAD；⑦β-羟脂酰基中间产物的立体构型不同，合成反应是D-型，β氧化是L-型；⑧所需的酶不一样，合成过程需6种酶组成多酶体系，β氧化只需4种；⑨能量变化不同，合成过程消耗7分子ATP及14分子NADPH+H+，β氧化净产生106个ATP分子；⑩反应方向不同，合成反应是从甲基端到羧基端，β氧化是从羧基端到甲基端。17、 氨基酸脱氨反应产生的氨和α-酮酸各有哪些主要的去路？答：氨的去路：①游离的氨直接排出体外；②重新合成氨基酸；③形成铵盐；④转变成酰胺；⑤氨产生无毒的尿素，排氨解毒α-酮酸的去路：①再合成氨基酸；②转变为糖或脂肪；③彻底氧化分解18、 何为操纵子模型？试以该模型解释“大肠杆菌培养在以乳糖为唯一碳源的培养基时，β-半乳糖苷酶、半乳糖苷透性酶和硫代半乳糖苷转乙酰酶大量合成”这一实验事实答：操纵子模型：指染色体上控制蛋白质合成的功能单位，包括结构基因、操纵基因、启动基因、调节基因。实验事实：19、 遗传密码是如何破解的？答：①数学推测：20世纪60年代以前，人们应经清楚至少需要3个DNA的核苷酸残基来编码一个氨基酸。早期的遗传学实验不仅证明氨基酸的密码子是核苷酸三联体，而且证明密码子是不重合的，为连续的核苷酸残基编码的，密码子之间也没有“逗号”。②人工合成多核苷酸和无细胞体系蛋白质合成：可以测知不同氨基酸在被合成多肽中的相对摄入量，但不能揭示每个编码三联体的碱基顺序。均聚：-UUUUUUUUU-苯丙氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸多聚：-UGUGUGUGU-半胱氨酸缬氨酸半胱氨酸缬氨酸③三核苷酸诱导氨酰tRNA对核糖体的特异结合：揭示了遗传密码表。三核苷酸的模板+核糖体+携带氨基酸的tRNA混合在一起，由于三核苷酸模板只与一定的tRNA对应，此tRNA又只与一定的氨基酸结合，因此，只要有带标记的氨基酸被硝酸纤维素滤膜吸附，就可以测出决定该氨基酸的遗传密码子的核苷酸顺序。④具有特定重复序列多聚核糖核苷酸模板的合成：此实验决定出64种可能密码子的61种，其余三种是终止密码子。20、 试比较原核生物DNA复制与转录的异同点答：相同点：①都以DNA分子为模板；②都遵循碱基配对原则合成出新的链来；③都需要酶的催化；④新链的合成方向都是5’→3’；⑤都发生在细胞质内。不同点：①复制是合成DNA双链，而转录是合成RNA单链，有三类：mRNA、tRNA、rRNA；②DNA复制中需要多种酶和蛋白质，且复制的酶有校正功能，而转录只需一种酶，且酶没有校正功能；③复制用的原料是dNTP,而转录用原料的是NTP；④DNA复制时需要RNA引物，而转录不需要引物；⑤DNA复制是整个链条全部复制，而转录则是某一部分的DNA转录；⑥DNA复制是半保留、半不连续复制，而转录只是以DNA为模板合成一条链；⑦DNA复制碱基配对是A-T、G-C，转录碱基配对是A-U、G-C。21、 什么叫做半保留复制？它是如何被证明的？（书P246-247）答：在DNA复制时，亲代DNA的双螺旋先行解旋，然后以每条链为模板，按照碱基配对原则在这两条链上各形成一条互补链，这样从亲代DNA的一个双股螺旋链便形成两个双股螺旋链，在每一个新形成的双螺旋链中，一条链来自亲代DNA链，一条链为新形成的，此即为半保留复制。1958年，Meselson和Stahl设计了一个精巧的实验，无懈可击地证明了DNA是按照半保留复制方式进行合成的。首先让大肠杆菌长期在以15NH4Cl为唯一氮源的培养基上生长，使细菌核DNA分子上的N原子全部标记上15N。然后将新转移到含14NH4Cl为唯一氮源的培养基中继续培养，以细胞分裂周期所需时间为单元标准，在不同时间单元提取细菌中的DNA，进行氯化铯密度梯度离心。其目的是要弄清楚在几轮复制后14N和15N在不同代细胞中的分布规律。实验结果表明，经一代分裂之后，DNA只出现一条区带，位于15N-DNA和14N-DNA区带之间，这条区带的DNA是由14N-DNA和15N–DNA共同组成的杂交分子。经2代之后，出现两条区带，一条为14N-DNA，另一条为14N-DNA和15N–DNA的杂交分子。第三代以后14N–DNA成比例地增加，整个变化与半保留复制方式预期的结果完全一样。此后，又对病毒、细菌、植物和动物细胞进行类似实验，也证明了DNA复制的半保留方式。22、 请分别指出DNA复制、RNA合成、蛋白质合成三个过程的忠实性是如何保持的？答：DNA复制的忠实性：①DNA聚合酶与模板结合后引起构象变化，使得该酶选择正确的脱氧核苷三磷酸为底物；②DNA聚合酶可对酶-模板-dNMP复合物进行校正，检查掺入的碱基是否正确；③当发现因聚合酶活性的作用插入一错配的核苷酸时，DNA聚合酶通过其3’→5’外切酶活性，将3’末端的错配核苷酸除去，然后再按5’→3’方向和正常复制的过程在新生DNA链的3’端加上正确的核苷酸。RNA转录的准确性：1）RNA聚合酶以DNA双链中的有义链作为模板，严格按照碱基互补配对规律进行合成。2）RNA聚合酶能够识别模板上的启动子和终止子。蛋白质合成的准确性：1）在氨酰tRNA合成酶的作用下，形成氨基酰－tRNA，进入核糖体。氨酰tRNA合成酶具有绝对的专一性，既能特异识别AA，又能特异识别tRNA，使tRNA与其特异AA结合。如出差错，酶还可以“校正”。故它是保证翻译准确性的环节之一。2）蛋白质的序列是由mRNA分子上的密码子排列决定的。通过tRNA上的反密码子识别mRNA上的密码子，一个一个地按顺序进行识别，从而合成多肽链。23、 蛋白质合成中有哪些延伸因子和终止因子参与？它们是如何起作用的？答：延伸因子：热不稳定性的EF-Tu：共同促使氨酰tRNA进入核糖体的A位点；热稳定性的EF-Ts：具有促使GTP与EF-Tu结合的作用；依赖GTP的EF-G：促使肽基tRNA位移到P位点。终止因子：（原核生物）RF1：识别UAA和UAG；RF2：识别UAA和UGA；RF3：与GTP结合并促使RF1和RF2与A位点的结合；（真核生物）eRF：可识别3个终止密码，促使核糖体解离。24、 试比较顺序反馈抑制与协同抑制的区别？答：协同反馈抑制指在分支代谢途径中，几种末端产物同时都过量，才对途径中的第一个酶具有抑制作用，若某一末端产物单独过量则对途径中的第一个酶无抑制作用；顺序反馈抑制指分支代谢途径中的两个末端产物，不能直接抑制代谢途径中的第一个酶，而是分别抑制分支点后的反应步骤，造成分支点上中间产物的积累，这种高浓度的中间产物再反馈抑制第一个酶的活性，抑制有先后顺序。