苏州大学生化期末复习
1． 受试大鼠注射DNP（二硝基苯酚）可能引起什么现象？其机理何在？
解偶联剂大部分是脂溶性物质，最早被发现的是2，4-二硝基苯酚（DNP）。给受试动物注射DNP后，产生的主要现象是体温升高、氧耗增加、P/O比值下降、ATP的合成减少。其机理在于，DNP虽对呼吸链电子传递无抑制作用，但可使线粒体内膜对H+的通透性升高，影响了ADP+Pi→ATP的进行，使产能过程与储能过程脱离，线粒体对氧的需求增加，呼吸链的氧化作用加强，但不能偶联ATP的生成，能量以热能形式释放。
2． 复制中为什么会出现领头链和随从链？
DNA复制是半不连续的，顺着解链方向生成的子链，复制是连续进行的，这股链称为领头链。另一股链因为复制的方向与解链方向相反，不能顺着解链方向连续延长，这股不连续复制的链称为随从链。 原因有①.链延长特点只能从?5? ?? ②.同一复制叉只有一个解链方向。DNA单链走向是相反的。因此在沿????5方向上解开的母链上，子链就沿 ?5? ??方向延长，另一股母链?5? ??解开，子链不可能沿?5? ??。复制的方向与解链方向相反而出现随从链。
3． 简述乳糖操纵子的结构及其调节机制。
乳糖操纵子含Z、Y、及A三个结构基因，编码降解乳糖的酶，此外还有一个操纵序列O、一个启动序列P和一个调节基因I，在P序列上游还有一个CAP结合位点。由P序列、O序列和CAP结合位点共同构成lac操纵子的调控区，三个编码基因由同一个调控区调节。
乳糖操纵子的调节机制可分为三个方面：
(1)阻遏蛋白的负性调节 没有乳糖时, 阻遏蛋白与O序列结合,阻碍RNA聚合酶与P序列结合,抑制转录起动；有乳糖时,少量半乳糖作为诱导剂结合阻遏蛋白，改变了它的构象，使它与O序列解离,RNA聚合酶与P序列结合,转录起动。
(2) CAP的正性调节 没有葡萄糖时，cAMP浓度高，结合cAMP的CAP与lac操纵子启动序列附近的CAP结合位点结合，激活RNA转录活性；有葡萄糖时，cAMP浓度低，cAMP与CAP结合受阻，CAP不能与CAP结合位点结合，RNA转录活性降低。
(3)协调调节 当阻遏蛋白封闭转录时，CAP对该系统不能发挥作用；如无CAP存在，即使没有阻遏蛋白与操纵序列结合，操纵子仍无转录活性。
4． 何谓限制性核酸内切酶？写出大多数限制性核酸内切酶识别DNA序列的结构特点。
限制性核酸内切酶:识别DNA的特异性序列，并在识别点或其周围切割双链DNA的一类内切酶。 酶识别DNA位点的核苷酸序列呈回文结构。
5. 讨论复制保真性的机制
①. 遵守严格的碱基配对规律；
②. 聚合酶在复制延长时对碱基的选择功能；DNA-polⅢ依据碱基表现的亲和力，实现正确的碱基选择。
③. 复制出错时DNA-pol I的及时校读功能。
6．胞浆中的NADH如何参加氧化磷酸化过程？试述其具体机制。 线粒体内生成的NADPH可直接参加氧化磷酸化过程，但在胞浆中生成的NADPH不能自由透过线粒体内膜，故线粒体外NADPH所带的氢必须通过某种转运机制才能进入线粒体，然后再经呼吸链进行氧化磷酸化过程。这种转运机制主要有α-磷酸甘油穿梭和苹果酸-天冬氨酸穿梭两种机制。
（1）α-磷酸甘油穿梭：这种穿梭途径主要存在于脑和骨骼肌中，胞浆中的NADH在磷酸甘油脱氢酶催化下，使磷酸二羟丙酮还原成α-磷酸甘油，后者通过线粒体外膜，再经位于线粒体内膜近胞浆侧的磷酸甘油脱氢酶催化下氧化生成磷酸二羟丙酮和FADH2，磷酸二羟丙酮可穿出线粒体外膜至胞浆，参与下一轮穿梭，而FADH2则进入琥珀酸氧化呼吸链，生成2分子ATP
（2）苹果酸-天冬氨酸穿梭：这种穿梭途径主要存在于肝和心肌中，胞浆中的NADH在苹果酸脱氢酶催化下，使草酰乙酸还原为苹果酸，后者通过线粒体外膜上的α-酮戊二酸转运蛋白进入线粒体，又在线粒体内苹果酸脱氢酶的作用下重新生成草酰乙酸和NADH。NADH进入NADH氧化呼吸链，生成3分子ATP。
可见，在不同组织，通过不同穿梭机制，胞浆中的NADH进入线粒体的过程不一样，参与氧化呼吸链的途径不一样，生成的ATP数目不一样。
7．试述复制和转录的异同点。
相同点：复制和转录都以DNA为模板，都需依赖DNA的聚合酶，聚合过程都是在核苷酸之间生成磷酸二酯键，合成的核酸链都从5’向3’方向延长，都需遵从碱基配对规律。 复制和转录最根本的不同是：
①通过复制使子代保留杂代全部遗传信息，而转录只需按生存需要部分信息表达。因此可以从模板和产物的不同来理解这一重大区别。
②聚合酶分别是DNA pol和RNA pol，底物分别是dNTP和NTP，还有碱基配对的差别，都可从二者产物结构性质不同上理解。
8．人体生成ATP的方法有哪几种？请详述具体生成过程。
ATP是生物体能量的储存和利用中心，其生成或来源主要有两种，一种是底物水平磷酸化，另一种是氧化磷酸化。具体过程如下：
（1） 底物水平磷酸化：利用代谢分子中的能量使ADP磷酸化生成ATP的过程，称为底物水平磷酸化，
在物质分解利用过程中，有三个典型的底物水平磷酸化反应，糖酵解过程中，磷酸甘油酸激酶催化1，3二磷酸甘油酸生成3磷酸甘油酸以及丙酮酸羧激酶催化磷酸烯醇式丙酮酸生成烯醇式丙酮酸这两步反应均伴有ADP磷酸化生成ATP，三羧酸循环中琥珀酰CoA合成酶催化琥珀酰CoA生成琥珀酸，同时催化Pi和GDP生成GTP，而GTP又可在酶促作用下能量转移生成ATP;
（2） 氧化磷酸化：即在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化，生成ATP。如物质脱下的2H经NADH
氧化呼吸链可偶联生成3个ATP；经琥珀酸氧化呼吸链则偶联生成2个ATP。这是机体内ATP生成的主要方式。
9. 何谓基因克隆？简述基因克隆的基本过程。
在体外将各种来源的遗传物质——同源的或异源的、原核的或真核的、天然的或人工的DNA与载体DNA结合成一具有自我复制能力的DNA分子——复制子，继而通过转化或转染宿主细胞、筛选出含有目的基因的转化子细胞，再进行扩增、提取获得大量同一DNA分子，即基因克隆。
以质粒为载体进行DNA克隆的过程（为例）。基本过程：包括：目的基因的获取，基因载体的选择与构建，目的基因与载体的拼接，重组DNA分子导入受体细胞，筛选并无性繁殖含重组分子的
受体细胞。
10. 原核生物复制中的引发体是如何形成的？
复制的起始需要解生成引发体和合成引物。原核生物在复制起始点DNA上结合Dna A Dna B、 Dna C蛋白。含有解螺旋酶、DnaC蛋白、引物酶和DNA复制起始区域的复合结构称为引发体。在引发体上DnaG催化NTP聚合生成引物。
11.简述谷氨酸在体内转变成尿素、CO2与水的主要代谢过程
+
谷氨酸在L-谷氨酸脱氢酶的作用下生成α酮戊二酸、NADH+H和NH3；α酮戊二酸经三羧酸循环产生
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草酰乙酸、CO2、FADH2、NADH+H；
草酰乙酸在磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶作用下生成磷酸烯醇式丙酮酸和CO2；磷酸烯醇式丙酮酸在丙酮酸激酶的作用下生成丙酮酸，在丙酮酸脱氢酶的作用下生成乙酰辅酶A；乙酰辅酶A经三羧酸循环生
+
成2CO2、1FADH2、3 NADH+H和ATP；经氧化呼吸链生成ATP和H2O NH3+CO2+ATP生成氨基甲酰磷酸，经鸟氨酸循环生成尿素
12.已知人类细胞基因组的大小约30亿bp，试计算一个二倍体细胞中DNA的总长度，这么长的DNA分子是如何装配到直径只有几微米的细胞核内的？ 约2米（10bp的长度为3.4nm，二倍体）。在真核细胞内，DNA以非常致密的形式存在于细胞核内，在细胞生活周期的大部分时间里以染色质的形式出现，在细胞分裂期形成染色体。染色体是由DNA和蛋白质构成的，是DNA的超级结构形式。染色体的基本单位是核小体。核小体由DNA和组蛋白共同构成。组蛋白分子构成核小体的核心，DNA双螺旋分子缠绕在这一核心上构成了核小体的核心颗粒。核小体的核心颗粒之间再由DNA（约60bp）和组蛋白H1构成的连接区连接起来形成串珠样结构。在此基础上，核小体又可进一步旋转折叠，经过形成30nm纤维状结构、300nm襻状结构、最后形成棒状的染色体。
13.原核生物和真核生物翻译起始复合物的生成有何异同？
原核生物mRNA先与小亚基结合，通过mRNA起始密码上游S-D序列与小亚基16S-rRNA3＇端短序列互补。S-D序列后小核苷酸序列，被核蛋白体rps-1结合。核蛋白体小亚基和mRNA、起始氨基酰-tRNA、大亚基依次结合，形成翻译起始复合物。
真核生物起始与原核生物相似但更复杂，真核生物mRNA没有S-D序列，帽子结合蛋白复合物结合mRNA5＇帽子和3＇polyA尾，消耗ATP从mRNA5＇端起扫描，最终使mRNA在小亚基正确定位。核蛋白体小亚基和起始氨基酰-tRNA、mRNA、大亚基依次结合，形成翻译起始复合物。
14.试讨论各类核苷酸抗代谢物的作用原理。
5-氟尿嘧啶、6-巯基嘌呤、氨基蝶呤和氨甲蝶呤、氮杂丝氨酸等核苷酸抗代谢物均可作为临床抗肿瘤药物，其各自的机理如下表所示： 抗肿瘤药物 核苷酸代谢中类似物 作用机理
5-氟尿嘧啶 胸腺嘧啶 抑制胸腺嘧核苷酸合成酶；影响RNA的正常结构和功能
6-巯基嘌呤 次黄嘌呤
抑制IMP转变为AMP和GMP的反应；抑制IMP和GMP的补救合成和从
氨基蝶呤和 氨甲蝶呤 叶酸 抑制二氢叶酸还原酶
氨杂丝氨酸 谷氨酰胺 干扰嘌呤、嘧啶核苷酸的合成
头合成
15.为什么说真核生物基因是断裂基因？请讨论hnRNA的剪接过程。
基因是指为生物大分子编码的核酸片段。在真核生物中，编码序列只占少数，可称为外显子。非编码序列可称为内含子，它是阻断基因线性表达的DNA片段。这种在同一基因外显子被内含子分隔的现象就是断裂基因。此外，基因与基因之间还有间隔序列，也是基因断裂性的表现。
mRNA剪接实际上是切除内含子，把外显子互相连接起来，剪接体由snRNP与hnRNA结合组成。snRNA的U1U2结合一个内含子的两端，使内含子弯曲及两个相邻外显子互相靠近。U2U6形成催化中心，发生转酯反应。由含鸟苷的辅酶亲电子攻击使第一外显子切出，再由第一外显子3’-OH亲电子攻击内含子与第二外显子的磷酸二酯键，使内含子去除而两外显子相接。
16.何谓目的基因？写出其主要来源或途径。
目的基因：应用重组DNA技术有时是为分离、获得某一感兴趣的基因或DNA 序列，或是为获得感兴趣基因的表达产物——蛋白质。这些感兴趣的基因或DNA序列就是目的基因，又称目的DNA。目的DNA有两种类型，即cDNA和基因组DNA.
来源：cDNA是指经反转录合成的、与RNA互补的单链DNA。以单链cDNA为模板、经聚合反应可合成双链cDNA. 基因组DNA是指代表一个细胞或生物体整套遗传信息的所有ＤＮＡ序列；进行DNA克隆时，所构建的嵌合ＤＮＡ分子由载体ＤＮＡ与某一来源的ｃＤＮＡ或基因组DNA连接而成。
17.试述原核生物的转录终止。
RNA-pol在DNA模板上停顿下来不再前进，转录产物RNA链从转录复合物上脱落下来，就是转录终止。依据是否需要蛋白质因子的参与，原核生物转录终止分为依赖ρ因子与非依赖ρ因子两大类。 依赖ρ因子的转录终止中，ρ因子与转录产物结合，ρ因子和RNA-pol都发生构象改变，从而使RNA聚合酶停顿，解螺旋酶活性使DNA/RNA杂化双链拆离，利于产物从转录复合物中释放。
非依赖ρ因子的转录终止中，DNA模板上靠近终止处有些特殊碱基序列，转录出RNA后，产物形成特殊的结构来终止转录。
18．物质在体内氧化和体外氧化有哪些异同点？请加以说明。
物质在生物体内氧化的过程被称为生物氧化，主要指糖、脂肪、蛋白质等通过氧化作用逐步释放能量，最终生成CO2和H2O这一过程。与物质的体外氧化相比主要有以下异同点： 相同点：
（1） 两种氧化方式都遵循氧化还原反应的一般规律，有加氧、脱氢、失电子过程； （2） 两种氧化方式所消耗的氧量、总产物（CO2，H2O）和释放的能量均相同。 不同点：
（1） 反应的环境与条件不同，生物氧化是在生物细胞内进行的，恒温，PH接近中性，可有水参与，而体外氧化则需高温和干燥的环境；
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（2） 反应的方式不同，生物氧化在一系列酶的催化下逐步进行，O2接受电子后与H生成水，CO2由脱羧基产生；而体外氧化无需酶催化，反应剧烈，H和C直接与O2 化合成H2O 及CO2； （3） 释放能量过程不同，生物氧化能量逐步释放，能量部分以化学能方式储存，部分以热能释放，而体外氧化全部以热和光的形式骤然释放。
19.为什么说逆转录现象的发现在生命科学研究中有重大的研究价值？ 是RNA病毒以其RNA为模板合成DNA的过程，意义有： 1.补充完善了中心法则
2.逆转录病毒中有致癌病毒，其研究关系到严重危害人类健康的某些疾病发病机理、诊断和治疗； 3. 是分子生物学研究中的重大工具酶，应用于cDNA制备，RT-PCR制备上。
20.简述DNA双螺旋结构模式的要点及其与DNA生物学功能的关系。 DNA双螺旋结构模型的要点：（1）DNA是以反向平行的双链结构，脱氧核糖基和磷酸基骨架位于双链的外侧，碱基位于内侧，两条链的碱基之间以氢键相接触。腺嘌呤始终与胸腺嘧啶配对存在，形成两个氢键（A=T），鸟嘌呤始终与胞嘧啶配对存在，形成三个氢键（G≡C）。碱基平面与线性分子结构的长轴相垂直。一条链的走向是5′→3′，另一条链的走向就一定是3′→5′；（2）DNA是一右手螺旋结构。螺旋每旋转一周包含了10对碱基，每个碱基的旋转角度为36°。螺距为3.4nm，每个碱基平面之间的距离为0.34nm。DNA双螺旋分子存在一个大沟和一个小沟；（3）DNA双螺旋结构稳定的维系横向靠两条链间互补碱基的氢键维系，纵向则靠碱基平面间的疏水性堆积力维持。
21. 说明高氨血症导致昏迷的生化基础。
高氨血症时，脑中的反应为 氨+α-酮戊二酸 生成谷氨酸，氨+谷氨酸 生成谷氨酰胺， 脑内α-酮戊二酸减少导致了三羧酸循环减慢，从而使ATP生成减少，脑组织供能缺乏表现为昏迷。
22. 有哪些方法可获得目的基因？
包括：限制性内切酶； cDNA合成法；基因人工合成法；PCR法以特异性引物扩增目的基因。
23.简述乳酸循环形成的原因及其生理意义。
乳酸循环的形成是由于肝脏和肌肉组织中酶的特性所致。肝内糖异生很活跃，又有葡萄糖—6—磷酸酶可水解6—磷酸葡萄糖，释放出葡萄糖。肌肉组织中除糖异生的活性很低外，又没有葡萄糖—6— 磷酸酶；肌肉组织内生成的乳酸既不能异生成糖，更不能释放出葡萄糖。
乳酸循环的生理意义：在于避免损失乳酸（能源物质）以及防止因乳酸堆积引起酸中毒。
24.原核生物mRNA在小亚基上的定位涉及哪些机制？
原核生物mRNA在小亚基上的定位涉及两种机制。其一，原核生物mRNA起始密码上游S-D序列与小亚基16S-rRNA3＇端短序列互补；其二，S-D序列后小核苷酸序列，被核蛋白体rps-1结合。通过上述RNA-RNA、RNA-蛋白质相互作用使mRNA的起始AUG在核蛋白体小亚基上精确定位，形成翻译起始复合物。
25．比较脑、肝、骨骼肌在糖、脂代谢和能量代谢上的主要特点。
脑：是机体耗能的主要器官，一般主要以葡萄糖供能，耗用葡萄糖由血糖供应，不能直接分解脂肪酸，糖供给不足时，可以酮体作为能源物质。
肝：是机体糖脂代谢的主要器官，对维持血糖恒定起到重要作用。合成储存糖原可达肝重的10%；糖异生；具有葡萄糖-6-磷酸酶，可使储存的糖原分解为葡萄糖释放入血，维持血糖恒定。合成甘油三酯、胆固醇、磷脂的主要器官，合成的脂类主要以VLDL运输到其他组织储存；肝合成HDL具有胆固
生物化学问答题
