1、1第一章 核酸的结构与功能DNA 的变性：在理化因素作用下， DNA 碱基对间的氢键断裂，双螺旋解开成为单链，从而导致 DNA 的理化性质即生物学性质发生改变，这种现象称为 DNA 的变性。这是一个跃变过程，伴有增色效应，DNA 功能丧失。DNA 的复性：在一定条件下，变性 DNA 单链间碱基重新配对，恢复双螺旋结构，伴有 A260 减小（减色效应） ，DNA功能恢复。 （将变性 DNA 经退火处理，使其重新形成双螺旋结构的过程，称为 DNA 的复性。 ） 增色效应和减色效应：当将 DNA 的稀盐溶液加热到 80-100C 时，双螺旋结构发生解体，两条链分开，形成无规则线团，一系列理化性质也随
2、之改变：变性后，260nm 紫外吸收值升高，此效应称之为增色效应。 核酸的光吸收值常比其各核苷酸成分的光吸收值之和少 30%-40%。这是在有规律的双螺旋结构中碱基紧密地堆积在一起造成的。这种现象叫做 DNA 的减色效应。增色效应：当 DNA 从双螺旋结构变为单链的无规则卷曲状态时，它在 260nm 处的吸收便增加，这叫增色效应。减色效应：DNA 在 260nm 出的光密度比在 DNA 分子中各个碱基在 260nm 处吸收的光密度的总和小得多（约少 35%-40%） ，这种现象称为减色效应。分子杂交：不同来源的 DNA 单链间或单链 DNA 与 RNA 之间只要有碱基配对的区域，在复性时可形成
3、局部双螺旋区，称为核酸分子杂交。 核酸探针：是以研究和诊断为目的，用来检测特定序列核酸（DNA 或 RNA）的 DNA 片段或 RNA 片段，称为核酸探针。回文结构：脱氧核苷酸的排列在 DNA 两条链中的顺读与倒读意义是一样的，脱氧核苷酸以一个假想的轴称为 180对称，这种结构称为回问结构。回文序列：DNA 分子中以某一中心区域为对称轴，中心区域一侧的碱基序列旋转 180后与另一侧的碱基序列对称重复。 Tm 值： DNA 变性发生在一个很窄的温度范围内，通常把热变性过程中 A260 达到最大值一半时的温度称为该 DNA 的溶解温度或熔点，用 Tm 表示。 Chargaff 定律：腺嘌呤和胸腺嘧
4、啶的摩尔数相等，即 A=T；鸟嘌呤和胞腺嘧啶的摩尔数也相等，即 G=C；含氨基的碱基总数等于含酮基碱基总数，即 A+C=G+T。 嘌呤的总数等于嘧啶的总数，即 A+G=C+T。 碱基互补规律：在形成双螺旋结构的过程中，由于各种碱基的大小与结构的不同，使得碱基之间的互补配对只能在 G-C（或 C-G）和 A-T（或 T-A）之间进行，这种碱基配对的规律，称为碱基配对规律（互补规律） 。 超螺旋 DNA： 双螺旋 DNA 进一步扭曲所形成的麻花状构象。超螺旋 DNA 比双螺旋 DNA 分子更紧密。双螺旋的 DNA分子通过自身的多次转动扭曲形成螺旋的螺旋结构，称为超螺旋结构；大多数天然 DNA 分子
5、为负超螺旋。拓扑异构酶：是一类剪接 DNA 分子、改变 DNA 拓扑状态的酶。拓扑异构酶在 DNA 复制、转录和重组中起重要作用。顺反子：基因功能的单位，一段染色体，它是一种多肽链的密码，一种结构基因。1、某 DNA 样品含腺嘌呤 15.1%（按摩尔碱基计） ，计算其余碱基的百分含量。2、 DNA 和 RNA 的结构和功能在化学组成、分子结构、细胞内分布和生理功能上的主要区别是什么？DNA RNA 化学组成 DNA 中的戊糖是 -D-2-脱氧核糖DNA 中的碱基是 A、G、C、T脱氧核糖核苷核苷酸：dAMP、dGMP、dCMP 、dTMPRNA 中的戊糖是 -D-核糖RNA 中的碱基是 A、G
6、、C、U核糖核苷核苷酸：AMP 、 GMP、CMP、 UMP分子结构 一级结构二级结构：双螺旋结构、三链三级结构：超螺旋大多数天然 RNA 分子是一条单链，其可以发生分子自身回折，而使互补碱基区形成局部类似 DNA 的双螺旋区。不能配对的碱基区域则形成突环，不同的 RNA 分子因碱基序列不同而具有不同比例的双螺旋区。tRNA 二级结构：单链、三叶草形、四臂四环tRNA 三级结构：在二级结构基础上进一步折叠扭曲形成倒 L型细胞内分布在真核细胞中，DNA 主要集中在细胞核线粒体和叶绿体中均有各自的 DNA原核细胞，DNA 存在于类核细胞质，少量存在于细胞核生理功能 DNA 是遗传物质，是遗传信息的
7、载体、 RNA 负责遗传信息的表达，它转录 DNA 的遗传信息，直接参2负责遗传信息的储存和发不，并通过复制将遗传信息传递给子代与蛋白质的生物合成，将遗传信息翻译成各种蛋白质，使生物体进行一系列的代谢活动，从而能够生长、发育、繁殖和遗传3、 DNA 双螺旋结构有些什么基本特点？这些特点能解释哪些最重要的生命现象？两条反向平行的多聚核苷酸链沿一个假设的中心轴右旋相互盘绕而形成嘌呤碱和嘧啶碱层叠于螺旋内侧，碱基平面与纵轴垂直，碱基之间的堆集距离为 0.34nm。链间碱基按 A-T、G-C 配对。磷酸与脱氧核糖单位作为不变的骨架组成位于外侧，彼此通过磷酸二酯键连接。螺旋直径为 2nm，顺轴方向每隔
8、0.34nm 有一个核苷酸，两个核苷酸之间的夹角为 36。螺旋结构每隔 10 隔碱基对重复一次，间隔 3.4nm。一条多核苷酸链上的嘌呤碱基与另一条链上的嘧啶碱基以氢键项链，匹配成对。4、比较 tRNA、rRNA 和 mRNA 的结构和功能。tRNA：在蛋白质合成时起着携带活化氨基酸的作用。由 70-90 个核苷酸组成，沉降系数在 4S 左右；一般由四个臂四个环组成；三叶草形；单链tRNA 三级结构为倒 L 型rRNA：构成核糖体的骨架。单链，螺旋化程度较 tRNA 低；与蛋白质组成核糖体后方能发挥其功能mRNA：蛋白质合成的模板帽子结构5、从两种不同细菌提取得 DNA 样品，其腺嘌呤核苷酸分
9、别占其碱基总数的 32%和 17%，计算这两种不同来源 DNA 四种核苷酸的相对百分组成。两种细菌中哪一种是从温泉（64）中分离出来的？为什么？6、计算（1 ）分子量为 3105 的双股 DNA 分子的长度；（ 2）这种 DNA 一分子占有的体积；（3）这种 DNA 一分子占有的螺旋圈数。 （一个互补的脱氧核苷酸残基对的平均分子量为 618）7、用稀酸或高盐溶液处理染色质，可以使组蛋白与 DNA 解离，请解释。染色质中的 DNA 和蛋白质在稀酸或高盐溶液中的溶解度不同, 通过离心的方法可以分离 DNA 和蛋白质.原理是利用了 DNA 和蛋白质在稀酸或高盐溶液中的溶解度不同.8、真核 mRNA
10、和原核 mRNA 各有什么特点?真核 mRNA 特征：单顺反子，5端存在帽子结构，3端 polyA 尾巴。原核 mRNA 特征：先导区+ 翻译区（多顺反子） +末端序列；半衰期短，以多顺反子的形式存在；3端没有或只有较短的多聚 A 结构。原核生物中，mRNA 的转录和翻译发生在同一个细胞空间，这两个过程几乎是同步进行。真核细胞中，mRNA 的合成和功能表达在不同的空间和时间范畴。第二章 蛋白质化学氨基酸等电点：当氨基酸溶液在某一定 PH 值时，使某特定氨基酸分子所带正负电荷相等，称为两性离子，在电场中既不向阳极移动，也不向阴极移动，此时溶液的 PH 值即为氨基酸的等电点。蛋白质的等电点：蛋白质
11、分子中仍然存在游离的氨基和游离的羧基，因此蛋白质与氨基酸一样具有两性解离的性质。当蛋白质在某一 PH 溶液中，酸性基团带的负电荷恰好等于碱性基团带的正电荷，蛋白质分子净电荷为零，在电场中既不向阳极移动，也不向阴极引动，此时溶液的 PH 值称为该蛋白质的等电点（pI） 。肽键：一分子氨基酸的 -羧基与另一个分子氨基酸的 -氨基脱水缩合形成的酰胺键（-CO-NH-） ，属共价键。肽键是蛋白质结构中的主要化学键，此共价键较稳定，不易被破坏。肽链：多个氨基酸以肽键连接的反应产物称为肽或肽链。双缩脲反应：含有两个以上肽键的化合物在碱性溶液中与 Cu2+生成紫红色到蓝紫色的络合物，称为双缩脲反应，可用3以
12、测定多肽和蛋白质含量。蛋白质的一级结构：指多肽中氨基酸的排列顺序，其维系键是肽键，包括二硫键的位置，称为蛋白质的一级结构，这是蛋白质最基本的结构，它内寓着决定蛋白质高级结构和生物功能的信息。肽平面：肽键具有部分双键的性质，不能自由旋转，组成肽键的四个原子及其相邻的两个 碳原子处在同一个平面，为刚性平面，称为肽平面或酰胺平面。二面角：肽平面之间的 C 分别以两个单键（C -N1）和（C -C2）与两个肽平面相连。绕 C -N1 键旋转的角度称为 角，绕 C -C2 键旋转的角度称为 角，这个旋转角度叫二面角，可表示出相邻的两个肽平面的相对位置。蛋白质的二级结构：肽链主链不同肽段通过自身的相互作用
13、、形成氢键，沿某一主轴盘旋折叠而形成的局部空间结构，因此是蛋白质结构的构象单元，主要有 -螺旋、-折叠和无规则卷曲等。蛋白质的三级结构：指的是多肽链在二级结构的基础上，通过侧链基团的相互作用进一步卷曲折叠，借助次级键（氢键、疏水键、范德华力、离子键等）维系使 -螺旋、-折叠片、-转角等二级结构相互配置而形成的特定的构象。三级结构的形成使肽链中所有的原子都达到空间上的重新排布。蛋白质的四级结构：由相同或不同亚基按照一定排布方式聚合而成的蛋白质结构，维持司机结构稳定的作用力是疏水键、离子键、氢键、范德华力。亚基是指参与构成蛋白质司机结构的而又具有独立三级结构的多肽链。超二级结构：指丢失多肽链上若干
14、相邻的构象单元（如 -螺旋、-折叠、-转角等）彼此作用，进一步组合成有规则的结构组合体，如 螺旋- 转角- 螺旋。结构域：是存在于球状蛋白质分子中的两个或多个相对独立的、在空间上能辨认的三维实体，每个由二级结构组合而成，充当三级结构的构件，其间由单肽链连接。蛋白质变性与复性：当天然蛋白质受到某些理化因素的影响，使其分子内部原有的高级结构发生变化时，蛋白质的理化性质和生物学功能都随之改变或丧失，但并未导致蛋白质一级结构的变化，这种现象叫变性作用，变性后的蛋白质称为变性蛋白。蛋白质的变性作用如果不过于剧烈，则是一种可逆过程。高级结构松散了的变性蛋白质通常在去除变性因素后，可缓慢地重新自发折叠形成原
15、来的构象，恢复原有的理化性质和生物活性，这种现象称为复性。 分子病：由于基因突变导致蛋白质一级结构发生变异，使蛋白质的生物学功能减退或丧失，甚至造成生理功能的变化而引起的疾病，称为分子病。盐析：在蛋白质溶液中加入大量中性盐，以破坏蛋白质的胶体性质，使蛋白质从溶液中沉淀析出，称为盐析。别构效应：通过空间构象的转变来完成生物学功能。1、 为什么说蛋白质是生命活动最重要的物质基础？蛋白质元素组成有何特点？P29答：生物体最主要的特征是生命活动，而蛋白质是生命活动的体现者：酶是以蛋白质为主要成分的生物催化剂，代谢反应几乎都是在酶的催化下进行的。结构蛋白参与细胞和组织的建成，如微管蛋白、伸展蛋白、胶原蛋
16、白等。某些动物激素是蛋白质，如胰岛素、生长素、促卵泡激素、促甲状腺激素等，在代谢调节中具有十分重要的意义。运动蛋白如肌肉中的肌动蛋白、肌球蛋白以及鞭毛和纤毛蛋白与肌肉收缩和细胞运动有关。高等动物的抗体、补体、干扰素等蛋白质具有防御功能。某些蛋白质具有运输功能，如血红蛋白和肌红蛋白运输氧；脂蛋白运输脂类。激素和神经递质的受体蛋白有接受和传递信息的功能。细胞表面抗原参与免疫反应和细胞识别。染色质蛋白、阻遏蛋白、转录因子等参与基因表达的调控；细胞周期蛋白等具有调控细胞分裂、增殖、生长、分化的功能。种子贮藏蛋白、卵白蛋白、血浆白蛋白等具有贮存氨基酸和蛋白质的功能。蛋白质主要元素组成：C、H、 O、N、
17、S 及 P、Fe、Cu、Zn、I、Se 等微量元素。蛋白质平均含 N 量为 16%，这是凯氏定氮法测定蛋白质含量的理论依据。蛋白质含量=蛋白质含氮量*6.252、试比较较 Gly、Pro 与其它常见氨基酸结构的异同，它们对多肽链二级结构的形成有何影响？答：都含一个氨基羧基 H 与侧链基团， Pro 侧链基团与 氨基酸形成环化结构，亚氨基酸，Gly 不含手性碳原子。由于 Pro 的亚氨基参与形成肽键之后，氮原子上已米有氢原子，无法充当氢键供体，致使 -螺旋在该处中断，并产生一个“结节” 。3、蛋白质水溶液为什么是一种稳定的亲水胶体？答：蛋白质的分子量很大，容易再水溶液中形成直径 1-100nm
18、的颗粒，因而具有胶体溶液的特征。可溶性蛋白质分子表面分布着大量极性氨基酸残基，对水有很高的亲和性，通过水合作用在蛋白质颗粒外面形4成一层水化层，同时这些颗粒带有电荷，因而蛋白质溶液是相当稳定的亲水胶体。4、为什么说蛋白质天然构象的信息存在于氨基酸顺序中。蛋白质的结构与功能之间有什么关系？P51答：蛋白质的构象归根结底取决于它的氨基酸序列和周围环境的影响。蛋白质一级结构包含了其分子的所有信息，并决定其高级结构，也决定了蛋白质的生物学功能。蛋白质一级结构的种属差异与同源性，例如细胞色素 C蛋白质一级结构的变异与分子并，例如血红蛋白质异常病变镰刀型贫血病蛋白质前体的激活与一级结构，例如胰岛素原的激活
19、蛋白质高级结构决定其功能。蛋白质空间构象破坏，功能丧失。如核糖核酸酶的变性与复性蛋白质在表现生物学功能时，构象发生一定变化。如血红蛋白的变构效应和输血功能。5、什么是蛋白质的变性？变性的机制是什么？举例说明蛋白质变性在实践中的应用。答：当天然蛋白质受到某些理化因素的影响，使其分子内部原有的高级结构发生变化时，蛋白质的理化性质和生物学功能都随之改变或丧失，但并未导致蛋白质一级结构的变化，这种现象叫变性作用，变性后的蛋白质称为变性蛋白。引起蛋白质变性的因素很多，其中包括加热、紫外线等射线照射、超声波或高压处理等物理因素；强酸强碱、脲、重金属盐、生物碱试剂及有机溶剂等化学因素。蛋白质的变性常伴有如下
20、表现：丧失生物活性；理化性质的改变，包括：溶解度降低，因为疏水侧链基团暴露；结晶能力丧失；分子形状改变，由球状分子变成松散结构，分子不对称性加大；粘度增大；扩散系数变小；光学性质发生改变，如旋光性、紫外吸光谱等均有改变。生物化学性质的改变，分子结构伸展松散，易被蛋白酶分解。维持蛋白质空间构象稳定的作用力是次级键，此外，二硫键也起一定的作用。当某些因素破坏了这些作用力时，蛋白质的空间构象即遭到破坏，引起变性。应用：蛋白质的分离纯化；核糖核酸酶 S 的变性-复性6、聚赖氨酸（poly Lys）在 pH 7 时呈无规则线团，在 pH 10 时则呈 -螺旋；聚谷氨酸（poly Glu） ，在 pH 7
21、 时呈无规则线团，在 pH 4 时则呈 -螺旋，为什么？答：赖氨酸（Lys）是碱性氨基酸；谷氨酸（Glu）是酸性氨基酸。两性解离性质7、多肽链片段是在疏水环境中还是在亲水环境中更有利于 -螺旋的形成，为什么？P41答：疏水环境中。8、已知某蛋白质的多肽链的一些节段是 a-螺旋，而另一些节段是 b-折叠。该蛋白质的分子量为 240 000，其分子长5.0610-5cm,求分子中 a-螺旋和 b-折叠的百分率.(蛋白质中一个氨基酸的平均分子量为 120,每个氨基酸残基在 a-螺旋中的长度 0.15nm ，在 b-折叠中的长度为 0.35nm)。答：9、计算 pH7.0 时，下列十肽所带的净电荷。
22、Ala-Met-Phe-Glu-Tyr-Val-Leu-Typ-Gly-Ile第三章 酶酶的活性中心：即活性部位，指酶分子中直接和底物结合，并和酶的催化作用直接有关的部位。该部位化学基团集中，直接参与将底物转变为产物的反应过程。 酶原：有些酶在最初合成和分泌时，是没有活性的酶的前体形式，这种前体称为酶原。有些酶以无活性的前体形式合成和分泌，然后经特异性蛋白酶作用转变为有活性的酶。这些不具催化活性的酶的前体称为酶原。 活力单位：1 个酶活力单位，是指在特定条件下，在 1min 能转化 1mol 底物的酶量，或是转化底物中 1mol 的有关基团的酶量。 比活力：指每单位质量样品中的酶活力，即每毫克
23、蛋白质中所含的 U 数或每千克蛋白质中含的 Kat 数。 诱导契合学说：酶的活性中心在是柔性的，当底物接近活性中心时，可诱导酶蛋白活性中心的构象发生相应的变化，5这样就使酶活性中心有关基团正确排列和定向，使之与底物互补形成邮寄的结合而催化反应进行。 米氏常数：米氏常数 Km 是反应速度为最大速度一半时的底物浓度。协同效应： 竟争性抑制作用：有些抑制剂和底物结构极为相似，可和底物竞争与酶的结合，当抑制剂与酶结合后，就妨碍了底物与酶的结合，减少了酶的作用机会，因而降低了酶的活力。这种抑制作用叫竞争性抑制作用。 非竟争性抑制作用：有些抑制剂和底物可同时结合在酶的不同部位，即抑制剂与酶结合后，不妨碍酶
24、再与底物结合，但所形成的酶-底物- 抑制剂三元复合物（ESI）不能发生反应，这种抑制作用叫做非竞争性抑制作用。 多酶体系： 同工酶：存在于同一种属或不同种属，同一个题的不同组织或统一组织、同一细胞，具有不同分子形式但却能催化相同的化学反应的一组酶，称之为同工酶。共价调节酶： 固定化酶： 指被结合到特定的支持物上并能发挥作用的一类酶，其通过吸附、偶联、交联和包埋等物理或化学方法把酶做成仍具有酶催化活性的水不溶酶，装入适当容器中形成反应器。 别(变)构效应：有些酶分子表面除了具有活性中心外，还存在被称为调节位点（或变构位点）的调节物特异结合位点，调节物结合到调节位点上引起酶的构象发生变化，导致酶的
25、活性提高或下降，这种现象称为别构效应，具有上述特点的酶称为别构酶。 Ribozyme：即核糖酶。 维生素：是维持机体正常生命活动不可缺少的一类小分子有机化合物。 辅酶和辅基：与酶蛋白结合比较松弛，与酶的催化活性有关，耐热，用透析法可以除去的小分子有机物称为辅酶。 与酶蛋白结合比较紧密，与酶的催化活性有关，耐热，有透析法不易除去的小分子有机物称为辅基。酶工程：利用化学工程技术或基因重组技术对酶分子进行修饰、改造或重新设计，旨在改善酶性质、提高酶应用效率或降低酶应用成本而开展的研究活动。1、简述酶作为生物催化剂与一般催化剂的共性及个性。P67答：共性：只能催化热力学上允许进行的反应；在反应中其本身
26、不被消耗，因此有极少量就可大大加速化学反应的进行；对化学反应正逆两个方向的催化作用是相同的，可以缩短反应平衡点到达的时间而不改变反应的平衡点，即催化剂的使用不影响反应的平衡常数。个性：酶具有极高的催化效率；酶的催化作用具有高度专一性；酶易失活；酶的催化活性受到调节、控制；有些酶的催化活性与辅因子有关。2、影响酶促反应的因素有哪些？用曲线表示并说明它们各有什么影响？ V答：酶浓度、底物浓度、PH、温度、激活剂、抑制剂 （1）酶浓度对酶作用的影响：在底物足够而其它条件固定的条件下，若反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其它不利于酶发挥作用的因素 E时，酶促反应的速度和酶浓度成正比，即 V=kE（2）
27、底物浓度对酶作用的影响：E、pH、温度一定. 对于一个酶促反应Et已知，即 Vmax 已知vS（3 ） PH 对酶作用的影响 （4）温度对酶作用的影响V V温度PH （5 ）抑制剂对酶作用的影响63、有淀粉酶制剂 1 克，用水溶解成 1000ml，从中取出 1ml 测定淀粉酶活力，测知每 5 分钟分解 0.25 克淀粉，计算每克酶制剂所含的淀粉酶活力单位数（淀粉酶活力单位规定为：在最适条件下，每小时分解 1 克淀粉的酶量为一个活力单位） 。4、试比较酶的竞争性抑制作用与非竞争性抑制作用的异同。答：共同点：均为可逆的抑制作用；结合方式都是非共价结合不同点：竞争性抑制作用可以使酶促反应过程发生改变
28、，加入竞争性抑制剂，Km 增大，而 Vmax 不变；加入非竞争性抑制剂，Vmax 变小，Km 不变。竞争性抑制作用可以用增加底物浓度的方式解除；非竞争性抑制作用用解除抑制的物质来解除。竞争性抑制作用：抑制剂往往是酶的底物类似物或反应产物，结构与底物极为相似，与酶的结合部位与底物与酶的结合部位相同，抑制剂浓度越大，则抑制作用越大；但增加底物浓度可使抑制程度减小；Km 值增大，Vm 值不变。非竞争性抑制作用：酶可以同时与底物和抑制剂结合，两者没有竞争。但形成的中间产物 ESI 不能分解成产物，因此酶活性降低。抑制剂对酶与底物的结合无影响，故底物浓度的改变对抑制程度无影响。Km 值不变，Vm 值变小
29、。 5、试述敌百虫等有机磷农药杀死害虫的生化机理。答：敌百虫等有机磷农药能专一地抑制乙酰胆碱酯酶的活力，因而使昆虫体内乙酰胆碱大量积累、影响神经传导，使昆虫功能失调，失去知觉而死亡。6、什么是米氏方程，米氏常数 Km 的意义是什么？试求酶促反应速度达到最大反应速度的 99时，所需求的底物浓度（用 Km 表示）VmaxS VmaxV= Km+S 或 V= 1+ Km/SKm 的意义：Km 值是反应速度为最大速度一半时的底物浓度。Km 是酶的特征物理常数。一个酶在一定条件下，对一定底物的 Km 为一定值，故通过测定 Km 的数值，可鉴定酶。1/Km 可近似表示酶和底物的亲和力，Km 愈小，酶对底物
30、的亲和力愈大；Km 愈大，酶对底物的亲和力愈小。在已知 Km 的情况下，应用米氏方程可计算任意底物浓度时的反应速度或者在某一速度条件下的底物浓度。7、什么是同工酶？为什么可以用电泳法对同工酶进行分离？同工酶在科学研究和实践中有何应用？同工酶是来源于不同种属或同一种属，甚至同一个体的不同组织或统一组织，同一细胞中分理处具有不同分子形式，但却催化相同反应的酶。电泳的原理是在同一 PH 的缓冲溶液中，由于蛋白质分子量和表面所带电荷不同，其等电点也不同，故在电场中移动的速率不同而使蛋白质分离。由于同工酶理化性质、免疫活性都不同，因此可以用电泳法分离。应用：作为遗传的标志；作为临床诊断指标；研究某些代谢
31、调节机制8、酶降低反应活化能实现高效率的重要因素是什么？P77酶高效催化的根本原因是酶和底物通过形成中间产物，有效地降低了反应的活化能。邻近效应和定向效应；张力和变形；酸碱催化；共价催化；酶活性中心是低介电区域9、和非酶催化剂相比，酶在结构上和催化机理上有什么特点？酶的催化作用具有高度专一性。酶只能作用于某一化合物（或结构相似的一类化合物）发生一定的反应，即酶对底物和所催化的反应都有严格的选择性。酶的结构专一性：酶对所催化的分子（底物）化学结构的特殊要求和选择酶的立体异构专一性：酶除了对底物分子的化学结构有要求外，对其立体异构也有要求。酶的专一性决定于酶的活性中心的构象和性质。10、试述维生素
32、与辅酶、辅基的关系，维生素缺乏症的机理是什么？P109很多维生素是在体内转变成辅酶或辅基，参与物质的代谢调节。所有 B 族维生素都是以辅酶或辅基的形式发生作用的，7但是辅酶或辅基则不一定都是由维生素组成的，如细胞色素氧化镁的辅基为铁卟啉，辅酶 Q 不是维生素等。缺乏症的机理：摄入不足；吸收障碍；需要量增加；长期服用抗菌素11、称取 25mg 蛋白酶配成 25ml 溶液，取 2ml 溶液测得含蛋白氮 0.2mg，另取 0.1ml 溶液测酶活力，结果每小时可以水解酪蛋白产生 1500ug 酪氨酸，假定 1 个酶活力单位定义为每分钟产生 1ug 酪氨酸的酶量，请计算：（1）酶溶液的蛋白浓度及比活。
33、（2）每克酶制剂的总蛋白含量及总活力。第四章 糖类分解代谢发酵：厌氧有机体把糖酵解生成 NADH 中的氢交给丙酮酸脱羧后的产物乙醛，使之生成乙醇的过程称为酒精发酵。如果把氢交给丙酮酸生成乳酸则叫乳酸发酵。 糖酵解途径：将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着 ATP 生成的一系列反应，是一切生物有机体普遍存在的葡萄糖降解途径。糖酵解在细胞质中进行，可分为三个阶段：己糖的磷酸化、磷酸己糖的裂解、丙酮酸的生成。 糖的有氧氧化：机体利用氧将葡萄糖彻底氧化成 H2O 和 CO2 的反应过程，称为糖的有氧氧化，是体内糖分解供能的主要方式。 糖核苷酸：单糖与核苷酸通过磷酸酯键结合的化合物，是双糖和多糖合成中单糖的活化
34、形式与供体。 糖酵解：是体内组织在缺氧情况下，葡萄糖或糖原降解为乳酸并伴随着 ATP 生成的一系列反应，是生物体内普遍存在的葡萄糖降解的途径。反应过程类似酵母生醇发酵，故也称之为无氧酵解。 三羧酸循环：简称 TCA 循环，又名柠檬酸循环。由 Krebs 正式提出，又称 Krebs 循环。是乙酰 CoA 与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，经 4 次脱氢、2 次脱羧，又生成草酰乙酸，再重复循环反应的过程。在这个过程中生成2CO2，3（NADH+H +） ，1GTP（ATP） ，1FADH 2 磷酸戊糖途径：将 6-磷酸葡萄糖在细胞质中氧化脱羧生成 CO2、NADPH 和 5-磷酸核酮糖，然后通过异构化，转
35、酮醇和转醛醇反应，使糖分子重新组合，最后生成 6-磷酸葡萄糖的过程。 乙醛酸循环：在种子发芽过程中，由乙酰 CoA 通过四碳的中间产物合成葡萄糖的过程，由于产生了特殊的中间产物乙醛酸，故称为乙醛酸循环。 糖异生作用：是指从非糖物质（如丙酮酸、乳酸、甘油、生糖氨基酸等）转变为糖代谢的中间产物，在相应酶的催化下，绕过 EMP 的三个不可逆反应，最终生成葡萄糖的过程。糖原：动物细胞代谢活动和剧烈活动最易动用的葡萄糖的储存形式，其单糖残基和连键性质同支链淀粉，但分支更多。肝脏和肌肉中糖原含量较多。Q 酶：是参与支链淀粉合成的酶。功能是在支链淀粉分子上催化合成（-1,6）糖苷键，形成支链淀粉。乳酸循环：
36、指肌肉缺氧时产生大量乳酸，大部分经血液运到肝脏，通过糖异生作用肝糖原或葡萄糖补充血糖，血糖可再被肌肉利用，这样形成的循环称为乳酸循环。1、 何谓三羧酸循环？它有何特点和生物学意义？三羧酸循环：简称 TCA 循环，又名柠檬酸循环。由 Krebs 正式提出，又称 Krebs 循环。是乙酰 CoA 与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，经 4 次脱氢、 2 次脱羧，又生成草酰乙酸，再重复循环反应的过程。在这个过程中生成2CO2，3（NADH+H+ ） ，1GTP （ATP ） ，1FADH2 特点：进入循环的是乙酰基，以乙酰基辅酶 A 的形式进入；在三羧酸循环中，共有 4 次脱氢反应，脱下的氢原子以 NADH+
37、H+和 FADH2 的形式进入呼吸链，最后传递给氧，生成水，在此过程中释放的能量可以合成 ATP。有一次底物水平磷酸化：琥珀酰 CoA 生成琥珀酸伴随着底物水平磷酸化生成一分子 GTP，能量来自琥珀酰。在整个循环中消耗 2 分子水， 1 分子用于合成柠檬酸，已粉子用于延胡索酸的水合作用。在呼吸链中必须要有氧。TCA 循环一次消耗一个乙酰基。即两个碳原子进入循环。又有两个碳原子以 CO2 的形式离开循环。但这两个碳原子并不是刚刚进入循环的那两个碳原子。在循环中有 4 对 H 原子通过 4 步氧化反应脱下，其中 3 对用以还原 NAD+生成 3 个 NADH+H+，1 对用以还原 FAD，生成 1
38、 个 FADH2。8三羧酸循环实质是：1mol 乙酰辅酶 A 彻底氧化生成 CO2、H2O、和 12 个 ATP 的过程。一个三羧酸循环包括：一次底物水平磷酸化、二次脱羧、四个限速酶、四次脱氢一个循环产生 12 个 ATP生物学意义：是有机体获得生命活动所需能量的主要途径是糖、脂、蛋白质等物质代谢和转化的中心枢纽形成多种重要的中间产物是所有有机物彻底氧化的必经途径是发酵产物重新氧化的途径（1 ）普遍存在（2 ）三羧酸循环是糖、脂、蛋白质氧化分解必经的共同通路，是氧化释放能量产生 ATP 最多的阶段。()三羧酸循环是物质代谢枢纽。即是糖、脂肪、蛋白质代谢的最后共同通路，有时另一些物质代谢如：糖异
39、生、脂肪酸合成、胆固醇合成和转氨基作用等的起点。()生物体获得能量的最有效方式()获得微生物发酵产品的途径：柠檬酸、谷氨酸（6 ）为其它物质代谢提供小分子前体（7 ）为呼吸链提供 H+e2、 磷酸戊糖途径有何特点？其生物学意义何在？特点：无 ATP 的产生和消耗，不是机体产能的方式。为磷酸的生物合成提供 5-磷酸核糖，肌组织内缺乏 6-磷酸葡萄糖脱氢酶，磷酸核糖可经酵解途径的中间产物 3-磷酸甘油醛和 6-磷酸果糖经集团转移反应生成。脱氢反应以 NADP+为受氢体，生成提供 NADPH+H+反应过程中进行了一系列酮基和醛基转移反应，经过了 3、4 、5、6、7 碳糖的演变过程。一分子 G-6-
40、P 经过反应，只能发生一次脱羧和二次脱氢反应，生成一分子 CO2 和 2 分子 NADPH+H+生物学意义：补充糖酵解；产生大量的 NADPH，为细胞的各种合成反应提供还原力磷酸戊糖途径的中间产物为许多化合物的合成提供原料与光合作用联系，实现某些单糖间的转变磷酸戊糖途径与糖的有氧、无氧分解是相互联系的3、 糖酵解和发酵有何异同？糖酵解过程需要那些维生素或维生素衍生物参与？相同点：都要进行以下三个阶段：葡萄糖 1,6-二磷酸果糖；1,6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛；3-磷酸甘油醛 丙酮酸都在细胞质中进行不同点：通常所说的糖酵解就是葡萄糖 丙酮酸阶段。根据氢受体的不同可以把发酵分为两类：丙酮酸接受
41、来自 3-磷酸甘油醛脱下的一对氢生成乳酸的过程称为乳酸发酵。丙酮酸脱羧后的产物乙醛接受来自 3-磷酸甘油醛脱下的一对氢生成乙醇的过程称为酒精发酵。糖酵解过程需要的维生素或维生素衍生物有 NAD+糖异生基本上是糖酵解途径的逆过程，但具体过程并不是完全相同，因为在酵解过程中有三步是不可逆的反应，而在糖异生中要通过其它的旁路途径来绕过这三步不可逆反应，完成糖的异生过程。4、 试述糖异生与糖酵解代谢途径的关系和差异。生物体通过什么样的方式来实现分解和合成代谢途径的单向性？糖异生途径和糖酵解途径大多数反应是共有的、可逆的；糖酵解途径中有 3 个由关键酶催化的不可逆发育反应。在糖异生时，须由另外的反应和酶
42、代替。糖异生作用和糖酵解作用相互协调、互补，且受到很多代谢物的调控。第一个底物循环在 6-磷酸果糖与 1,6-二磷酸果糖之间进行。第二个底物循环在磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸之间进行。糖异生作用可通过糖酵解的逆过程完成，但糖异生途径又非糖酵解的简单逆转。糖酵解为糖异生提供基本途径。在糖酵解中，由己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶催化的反应是不可逆的，若以另一些酶代替，这三步反应即可逆。高水平的 ATP、NADH 变构抑制磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶，而变构地激活二磷酸果糖酯酶。9Pi、AMP 、ADP 变构激活磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶并变构抑制二磷酸果糖酯酶。ATP/ADP 比值高时 EMP 途径关闭
43、、糖异生打开； ATP/ADP 比值低时 EMP 途径打开，糖异生活性降低。糖异生途径（1 ）丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸羧化酶催化丙酮酸羧化生成草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸激酶催化草酰乙酸形成 PEPPEP 沿酵解途径逆向反应转变成 1,6-二磷酸果糖（2 ） 1,6-二磷酸果糖转化成 6-磷酸果糖，反应由二磷酸果糖酯酶催化（3 ） 6-磷酸葡萄糖转化成葡萄糖，由 6-磷酸葡萄糖酯酶催化糖酵解在细胞质中进行，可划分为三个阶段，即己糖的磷酸化、磷酸己糖的裂解及 ATP 的生成，在每一阶段中，又包含若干反应。糖酵解途径涉及是个酶催化反应，其中有三个酶催化反应是不可逆的。葡萄糖磷酸化生成 6-磷酸
44、葡萄糖（ G-6-P） 。关键酶：己糖激酶这是糖酵解的第一个限速步骤。6-磷酸葡萄糖可反馈抑制己糖激酶6-磷酸果糖（ F-6-P）磷酸化，生成 1，6-二磷酸果糖（ F-1，6-2P ） 。关键酶：6-磷酸果糖激酶-1（PFK-1）ATP、柠檬酸、脂肪酸是磷酸果糖激酶别构抑制剂。磷酸果糖激酶的活性还可被 H+抑制磷酸烯醇式丙酮酸将磷酰基转移给 ADP 形成 ATP 和丙酮酸。关键酶：丙酮酸激酶丙酮酸激酶活性受高浓度 ATP、丙氨酸、乙酰 CoA 等代谢物的抑制糖异生作用中，1,6-二磷酸果糖转化呈 6-磷酸果糖的反应不可逆，关键酶：二磷酸果糖酯酶二磷酸果糖酯酶是变构酶，受 AMP、2,6-二磷
45、酸果糖变构抑制。5、 为什么说三羧酸循环是糖、脂和蛋白质三大物质代谢的共通路？三羧酸循环是糖、脂、蛋白质三大物质代谢的共同氧化分解途径；三羧酸循环为糖、脂、蛋白质三大物质的合成代谢提供原料；6-磷酸葡萄糖、丙酮酸、乙酰辅酶 A 是沟通各代谢的最关键中间物。蛋白质的水解产物（如谷氨酸、天冬氨酸、丙氨酸等脱氨后或转氨后的碳架）要通过三羧酸循环才能被彻底氧化；脂肪酸分解后的产物脂肪酸经 氧化后生成乙酰 COA 以及甘油，也要经过三羧酸循环而被彻底氧化。三羧酸循环的起始物乙酰-CoA，不但是糖氧化分解产物，它也可来自脂肪的甘油、脂肪酸和来自蛋白质的某些氨基酸代谢，因此三羧酸循环实际上是三种主要有机物在
46、体内氧化供能的共同通路，估计人体内 2/3 的有机物是通过三羧酸循环而被分解的。6、 什么是乙醛酸循环？有何意义？P219有不少的细菌、藻类和处于一定生长阶段的高等植物，脂肪酸降解的主要产物乙酰 CoA 可通过乙醛酸循环，将 2分子乙酰 CoA 合成分子琥珀酸。意义：动物及高等植物的营养器官内不存在乙醛酸循环，它只存在于一些细菌、藻类和油料植物的种子的乙醛酸体中。对于一些细菌和藻类，乙醛酸循环使它们能够仅以乙酸盐作为能源和碳源生长。在脂肪转变为糖的过程中，乙醛酸循环起着关键的作用，它是连接糖代谢和脂代谢的枢纽。7、 为什么糖酵解途径中产生的 NADH 必须被氧化成 NAD+才能被循环利用？NA
47、D+是多种脱氢酶的辅酶，起递氢的作用。三羧酸循环中多不反应都需要 NAD+参与108、 试说明丙氨酸的成糖过程。P201丙氨酸脱氨形成丙酮酸，丙酮酸通过糖异生作用合成葡萄糖（1）丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸羧化酶催化丙酮酸羧化生成草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸激酶催化草酰乙酸形成 PEP，PEP 沿酵解途径逆向反应转变成 1,6-二磷酸果糖（2）1,6- 二磷酸果糖转化成 6-磷酸果糖，反应由二磷酸果糖酯酶催化（3）6-磷酸葡萄糖转化成葡萄糖，由 6-磷酸葡萄糖酯酶催化9、 试述无氧酵解、有氧氧化及磷酸戊糖旁路三条糖代谢途径之间的关系。无氧酵解：糖无氧酵解分解的特点是在氧供应相对不足时，糖不完全
48、分解生成含三个碳原子乳酸的代谢途径。催化糖无氧酵解的酶分布在细胞胞浆，由于糖分解不完全，因此 ATP 生成数量较少，只有 2-3 个分子，但却是机体在缺氧应激情况下迅速分解糖补充生成 ATP 的主要代谢途径。在无氧和缺氧条件下,作为糖分解供能的补充途径： 骨骼肌在剧烈运动时的相对缺氧； 从平原进入高原初期； 严重贫血、大量失血、呼吸障碍、肺及心血管疾患所致缺氧.在有氧条件下,作为某些组织细胞主要的供能途径：如表皮细胞,红细胞及视网膜等,由于无线粒体, 故只能通过无氧酵解供能.有氧代谢时，充分氧化 1 克分子葡萄糖，能产生 38 个 ATP 的能量；而在无氧酵解时，1 克分子的葡萄糖仅产生 2 个 ATP。有氧运动时葡萄糖代谢后生成水和二氧化碳，可以通过呼吸很容易被排出体外，对人体无害。无氧酵解时产生大量丙酮酸、乳酸等中间代谢产物，不能通过呼吸排除；这些酸性产物堆积在细胞和血液中，就成了“疲劳毒素” ，会让人感到疲乏无力、肌肉酸痛，还会出现呼吸、心跳加快和心律失常，严重时会出现酸中毒和增加肝肾
