中国农业大学研究生入学考试复习资料
《生物化学》重点大题
1． 简述 Chargaff 定律的主要内容。
答案：(1）不同物种生物的 DNA 碱基组成不同，而同一生物不同组织、器官的 DNA 碱基组成相同。 (2）在一个生物个体中，DNA 的碱基组成并不随年龄、营养状况和环境变化而改变。
(3）几乎所有生物的 DNA 中，嘌呤碱基的总分子数等于嘧啶碱基的总分子数，腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T) 的分子数量相等，鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)的分子数量相等，即 A＋G=T＋ C。 这些重要的结论统称为 Chargaff 定律或碱基当量定律。
2． 简述 DNA 右手双螺旋结构模型的主要内容。 答案：DNA 右手双螺旋结构模型的主要特点如下：
(1）DNA 双螺旋由两条反向平行的多核苷酸链构成，一条链的走向为 5′→3′，另一条链的走向为 3′→5′;两条链绕同一中心轴一圈一圈上升，呈右手双螺旋。
(2）由脱氧核糖和磷酸构成的骨架位于螺旋外侧，而碱基位于螺旋内侧。
(3）两条链间 A 与 T 或 C 与 G 配对形成碱基对平面，碱基对平面与螺旋的虚拟中心轴垂直。 (4）双螺旋每旋转一圈上升的垂直高度为 3.4nm(即 34?），需要 10 个碱基对，螺旋直径是 2.0nm。 (5）双螺旋表面有两条深浅不同的凹沟，分别称为大沟和小沟。
3． 简述 DNA 的三级结构。
答案：在原核生物中，共价闭合的环状双螺旋 DNA 分子，可再次旋转形成超螺旋，而且天然 DNA 中多 为负超螺旋。真核生物线粒体、叶绿体 DNA 也是环形分子，能形成超螺旋结构。真核细胞核内染色体是 DNA 高级结构的主要表现形式，由组蛋白 H2A、H2B、H3、H4 各两分子形成组蛋白八聚体，DNA 双螺旋 缠绕其上构成核小体，核小体再经多步旋转折叠形成棒状染色体，存在于细胞核中。
4． 简述 tRNA 的二级结构与功能的关系。 答案：已知的 tRNA 都呈现三叶草形的二级结构，基本特征如下：(1）氨基酸臂，由 7bp 组成，3′末端 有-CCA-OH 结构，与氨基酸在此缩合成氨基酰-tRNA，起到转运氨基酸的作用;(2）二氢尿嘧啶环(DHU、I 环或 D 环），由 8～12 个核苷酸组成，以含有 5，6-二氢尿嘧啶为特征;(3）反密码环，其环中部的三个碱 基可与 mRNA 的三联体密码子互补配对，在蛋白质合成过程中可把正确的氨基酸引入合成位点;(4)额外 环，也叫可变环，通常由 3～21 个核苷酸组成;(5)TψC 环，由 7 个核苷酸组成环，和 tRNA 与核糖体的结 合有关。
5． 简述真核生物 mRNA 3′端 polyA 尾巴的作用。
答案：真核生物 mRNA 的 3′端有一段多聚腺苷酸(即 polyA)尾巴，长约 20～300 个腺苷酸。该尾巴与 mRNA 由细胞核向细胞质的移动有关，也与 mRNA 的半衰期有关;研究发现，polyA 的长短与 mRNA 寿命 呈正相关，刚合成的 mRNA 寿命较长，“老”的 mRNA 寿命较短。
6．简述分子杂交的概念及应用。 答案：把不同来源的 DNA(RNA）链放在同一溶液中进行热变性处理，退火时，它们之间某些序列互补的 区域可以通过氢键重新形成局部的 DNA-DNA 或 DNA-RNA 双链，这一过程称为分子杂交，生成的双链称 杂合双链。DNA 与 DNA 的杂交叫做 Southern 杂交，DNA 与 RNA 杂交叫做 Northern 杂交。
核酸杂交已被广泛应用于遗传病的产前诊断、致癌病原体的检测、癌基因的检测和诊断、亲子鉴定和动
植物检疫等方面。
7．DNA 热变性有何特点？
答案：将 DNA 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;比旋度下降;酸碱滴定曲线改变。
8. 试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;(3）高浓度的 DNA 链。 答案：(1）阳离子可中和 DNA 分子中磷酸基团的负电荷，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和机会，从而促 进 DNA 复性。
9．对一双链 DNA 而言，若一条链中(A＋ G)/(T＋ C)= 0.8，则： (1）互补链中(A＋G)/(T＋C)= ？ (2）在整个 DNA 分子中(A＋G)/(T＋C)= ？
(3）若一条链中(A＋T)/(G＋C)= 0.8，则互补链中(A＋T)/(G＋C)= ？
(4）在整个 DNA 分子中(A＋T)/(G＋C)= ？ 答案： (1）互补链中(A＋G)/(T＋C)= 1/0.8 =1.25 (2）在整个 DNA 分子中，因为 A = T， G = C，所以，A＋G = T＋C，(A＋G)/(T＋C)= 1 (3）互补链中(A＋T)/(G＋C)= 0.8 (4）整个 DNA 分子中(A＋T)/(G＋C)= 0.8
10.在 pH7.0，0.165mol/L NaCl 条件下，测得某一组织 DNA 样品的 Tm 为 89.3℃，求出四种碱基百分组成。 答案： 大片段 DNA 的 Tm 计算公式为: (G＋C)% =(Tm-69.3）×2.44%，小于 20bp 的寡核苷酸的 Tm 的计算公式为: Tm =4(G＋C)＋2(A＋T)。
(G ＋ C)% = (Tm – 69.3) × 2.44 %= (89.3-69.3) × 2.44 %=48.8%，那么 G%= C%= 24.4% (A ＋ T)% = 1-48.8% =51.2%，A %= T% = 25.6%]
11. 为什么说蛋白质是生命活动所依赖的重要物质基础？ 答案：
1. ①论述蛋白质的催化、代谢调节、物质运输、信息传递、运动、防御与进攻、营养与贮存、保护与支 持等生物学功能。②综上所述，蛋白质几乎参与生命活动的每一个过程，在错综复杂的生命活动过程中 发挥着极其重要的作用，是生命活动所依赖的重要物质基础。没有蛋白质，就没有生命。
12．谷胱甘肽分子在结构上有何特点？有何生理功能？ 答案：
谷胱甘肽(GSH）是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽。GSH 的第一个肽键与一般肽键不同，是由 谷氨酸以 γ-羧基而不是 α-羧基与半胱氨酸的 α-氨基形成肽键。GSH 分子中半胱氨酸的巯基是该化合物的 主要功能基团。
GSH 的巯基具有还原性，可作为体内重要的还原剂保护体内蛋白质或酶分子中巯基免遭氧化，使蛋白质
或酶处在活性状态。此外，GSH 的巯基还有嗜核特性，能与外源的嗜电子毒物如致癌剂或药物等结合， 从而阻断这些化合物与机体 DNA、RNA 或蛋白质结合，以保护机体免遭毒物损害。
13. 简述蛋白质变性与沉淀的关系。 答案：
蛋白质沉淀和变性的概念是不同的。沉淀是指在某些因素的影响下，蛋白质从溶液中析出的现象;而变 性是指在变性因素的作用下蛋白质的空间结构被破坏，生物活性丧失，理化性质发生改变。变性的蛋白 质溶解度明显降低，易结絮、凝固而沉淀;但是沉淀的蛋白质却不一定变性，如加热引起的蛋白质沉淀是 由于蛋白质热变性所致，而硫酸铵盐析所得蛋白质沉淀一般不会变性。
14. 概述蛋白质一级结构测定的一般程序。 答案：
蛋白质一级结构测定的一般程序为：①测定蛋白质(要求纯度必须达到 97%以上）的相对分子质量和它 的氨基酸组成，推测所含氨基酸的大致数目。②测定多肽链 N-末端和 C-末端的氨基酸，从而确定蛋白质 分子中多肽链的数目。然后通过对二硫键的测定，查明蛋白质分子中二硫键的有无及数目。如果蛋白质 分子中多肽链之间含有二硫键，则必须拆开二硫键，并对不同的多肽链进行分离提纯。③用裂解点不同 的两种裂解方法(如胰蛋白酶裂解法和溴化氰裂解法)分别将很长的多肽链裂解成两套较短的肽段。④分 离提纯所产生的肽段，用蛋白质序列仪分别测定它们的氨基酸序列。⑤应用肽段序列重叠法确定各种肽 段在多肽链中的排列次序，即确定多肽链中氨基酸排列顺序。⑥如果有二硫键，需要确定其在多肽链中 的位置。
15. 试论蛋白质一级结构与空间结构的关系。 答案：
①以 RNA 酶变性与复性实验、有活性牛胰岛素的人工合成为例证实蛋白质一级结构决定其空间结构。 ②Anfinsen 发现蛋白质二硫键异构酶(PDI）能加速蛋白质正确二硫键的形成;如 RNA 酶复性的过程是十分 缓慢的，有时需要几个小时，而 PDI 在体外能帮助变性后的 RNA 酶在 2min 内复性。分子伴侣在细胞内 能够帮助新生肽链正确组装成为成熟的蛋白质。由此可见，蛋白质空间结构的形成既决定于其一级结构， 也与分子伴侣、蛋白质二硫键异构酶等助折叠蛋白的助折叠作用密不可分。
16. 概述凝胶过滤法测蛋白质相对分子质量的原理。 答案：
层析过程中，混合样品经过凝胶层析柱时，各个组分是按分子量从大到小的顺序依次被洗脱出来的;并且 蛋白质相对分子质量的对数和洗脱体积之间呈线性关系。因此，将几种已知相对分子质量(应小于所用葡 聚糖凝胶的排阻极限）的标准蛋白质混合溶液上柱洗脱，记录各种标准蛋白质的洗脱体积;然后，以每种 蛋白质相对分子质量的对数为纵坐标，以相对应的洗脱体积为横坐标，绘制标准曲线;再将待测蛋白质溶 液在上述相同的层析条件下上柱洗脱，记录其洗脱体积，通过查标准曲线就可求得待测蛋白质的相对分 子质量。
17. 概述 SDS-PAGE 法测蛋白质相对分子质量的原理。 答案：
(1）聚丙烯酰胺凝胶是一种凝胶介质，蛋白质在其中的电泳速度决定于蛋白质分子的大小、形状和所带 电荷数量。(2）十二烷基硫酸钠(SDS）可与蛋白质大量结合，结合带来两个后果：①由于 SDS 是阴离子， 故使不同的亚基或单体蛋白质都带上大量的负电荷，掩盖了它们自身所带电荷的差异;②使它们的形状都
变成杆状。这样，它们的电泳速度只决定于其相对分子质量的大小。(3）蛋白质分子在 SDS-PAGE 凝胶中 的移动距离与指示剂移动距离的比值称相对迁移率，相对迁移率与蛋白质相对分子质量的对数呈线性关 系。因此，将含有几种已知相对分子质量的标准蛋白质混合溶液以及待测蛋白溶液分别点在不同的点样 孔中，进行 SDS-PAGE;然后以标准蛋白质相对分子质量的对数为纵坐标，以相对应的相对迁移率为横坐 标，绘制标准曲线;再根据待测蛋白的相对迁移率，即可计算出待测蛋白的相对分子质量。
18．简述蛋白质的抽提原理和方法。 答案：
抽提是指利用某种溶剂使目的蛋白和其他杂质尽可能分开的一种分离方法。其原理：不同蛋白质在某种 溶剂中的溶解度不同，所以可以通过选择溶剂，使得目的蛋白溶解度大，而其他杂蛋白溶解度小，然后 经过离心，可以去除大多数杂蛋白。方法：溶剂的选择是抽提的关键，由于大多数蛋白质可溶于水、稀 盐、稀碱或稀酸，所以可以选择水、稀盐、稀碱或稀酸为抽提溶剂;对于和脂类结合比较牢固或分子中非 极性侧链较多的蛋白质分子可以选用有机溶剂进行抽提。
19. 根 据 蛋 白 质 一 级 氨 基 酸 序 列 可 以 预 测 蛋 白 质 的 空 间 结 构 。 假 设 有 下 列 氨 基 酸 序 列 ： Ile-Ala-His-Thr-Tyr-Gly-Pro-Glu-Ala-Ala-Met-Cys-Lys-Try-Glu-Ala-Gln-Pro-Asp-Gly-Met-Glu-Cys-Ala-Phe-His-Arg (1）预测在该序列的哪一部位可能会出卷曲或 β-转角。 (2）何处可能形成链内二硫键？
(3）假设该序列只是大的球蛋白的一部分，试分析在 Asp、Try、Gln、Val、Lys、Thr、Leu 中，哪些可能 分布在该蛋白的外表面，哪些分布在内部？ 答案： (1）可能在 7 位和 18 位氨基酸打弯，因为脯氨酸常出现在打弯处。 (2）12 位和 23 位的半胱氨酸可形成二硫键。
(3）分布在外表面的为极性带电荷的残基：Asp、Gln 和 Lys;分布在内部的是非极性的氨基酸残基：Try、 Leu 和 Val;Thr 尽管有极性，但疏水性也很强，因此，它出现在外表面和内部的可能性都有。
20. 简述抑制剂对酶活性的抑制作用与酶变性的不同点。
答案：(1）抑制剂对酶有一定的选择性，一种抑制剂只能引起某一类或某几类酶的抑制;而使酶变性失活 的因素，如强酸、强碱等，对酶没有选择性;(2）抑制剂虽然可使酶失活，但它并不明显改变酶的结构， 不引起酶蛋白变性，去除抑制剂后，酶又可恢复活性。而变性因素常破坏酶分子的非共价键，部分或全 部地改变酶的空间结构，从而导致酶活性的降低或丧失。
21. 在很多酶的活性中心均有 His 残基参与，请解释？
答案：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。
22. 以糖原磷酸化酶激活为例，说明级联系统是怎样实现反应信号放大的？
答案：(1）级联系统：在连锁代谢反应中一个酶被激活后，连续地发生其它酶被激活，导致原始调节信 号的逐级放大，这样的连锁代谢反应系统称为级联系统。糖原磷酸化酶的激活过程就是一个例子。 (2）放大过程：激素(如肾上腺素）使腺苷酸环化酶活化，催化 ATP 和生成 cAMP; cAMP 使蛋白激酶活化，使无活力的磷酸化酶 b 激酶转变成有活力的磷酸化酶 b 激酶;磷酸化酶 b 激酶使 磷酸化酶 b 转变成激活态磷酸化酶 a;磷酸化酶 a 使糖原分解为磷酸葡萄糖。
23． 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？ 答案：据 V-[S]的米氏曲线可知，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。
24．举例说明竞争性抑制的特点及实际意义。有时别构酶的活性可以被低浓度的竞争性抑制剂激活，请 解释？ 答案：竞争性抑制剂的特点：(1）抑制剂以非共价键与酶结合，用超滤、透析等物理方法能够解除抑制;(2） 抑制剂的结构与底物结构相似，可与底物竞争酶的活性中心;(3）抑制剂使反应速度降低，Km 值增大， 但对 Vmax 并无影响，(4）增加底物浓度可降低或解除对酶的抑制作用。
竞争性抑制作用的原理可用来阐明某些药物的作用原理和指导新药合成。例如某些细菌以对氨基苯甲 酸、二氢喋呤啶及谷氨酸为原料合成二氢叶酸，并进一步生成四氢叶酸，四氢叶酸是细菌核酸合成的辅 酶。磺胺药物与对氨基苯甲酸结构相似，是细菌二氢叶酸合成酶的竞争性抑制剂。它通过降低菌体内四 氢叶酸的合成能力，阻碍核酸的生物合成，抑制细菌的繁殖，达到抑菌的作用。
25. 在一个符合米氏方程的酶促反应体系中，已知：无抑制剂时，双倒数图中横轴的截距是-2L/mmol， 纵轴的截距是 2min.L/mmol，当加入可逆抑制剂后，横轴的截距没有变，而纵轴的截距是 3min.L/mmol。 问：
(1）上述双倒数示意图怎么表示？ (2）无抑制剂时，反应最大速度和米氏常数各是多少？ (3）有抑制剂时，反应最大速度和米氏常数又分别是多少？
(4) 该抑制剂是何种类型的？ 答案：(略）
26．简述 G 蛋白耦联受体介导的跨膜信号转导的基本过程。 激素是第一信使，与靶细胞膜上的受体结合，使 G 蛋白活化，进而激活膜上的腺苷酸环化酶(AC）系统。 AC 催化 ATP 转变为 cAMP。cAMP 作为第二信使可激活蛋白激酶 A(PKA），继而激活磷酸化酶并催化细胞 内磷酸化反应，引起靶细胞特定的生理效应：腺细胞分泌、肌细胞收缩与舒张、神经细胞膜电位变化、 细胞通透性改变、细胞分裂与分化以及各种酶促反应等。 (该题也可问：简述依赖于 cAMP 的蛋白激酶 A 的激活机制） 答案：(略） 27．简述酶耦联受体介导的跨膜信号转导的基本过程。
答案：(1）具有酪氨酸激酶的受体：该受体简单，只有一个横跨细胞膜的 α 螺旋，有两种类型，①受体 具有酪氨酸激酶的结构域，即受体与酪氨酸激酶是同一个蛋白质分子;当与相应的化学信号结合时，直接 激活自身的酪氨酸激酶结构域，导致受体自身或细胞内靶蛋白的磷酸化。②受体本身没有酶的活性，但 当它被配体激活时立即与酪氨酸激酶结合，并使之激活，通过对自身和底物蛋白的磷酸化作用，把信号 传入细胞内 。
(2）具有鸟苷酸环化酶的受体:该受体也只有一个跨细胞膜的 α 螺旋，其膜内侧有鸟苷酸环化酶，当配体
《生物化学》考研复习重点大题
