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生物化學第五章 核酸化學一、名詞解釋1、反密碼子：在tRNA 鏈上有三個特定的堿基，組成一個密碼子，由這些反密碼子按堿基配對原則識別mRNA 鏈上的密碼子。反密碼子與密碼子的方向相反。 2、Chargaff規(guī)則：(1）腺嘌呤與胸腺嘧啶的摩爾數總是相等，鳥嘌呤的含量總是與胞嘧啶相等；（2）不同生物種屬的DNA堿基組成不同；（3）同一個體不同器官、不同組織的DNA具有相同的堿基組成。3、核酸的變性：穩(wěn)定核酸雙螺旋次級鍵斷裂，空間結構破壞，變成單鏈結構的過程。核酸的一級結構(堿基順序)保持不變。4、核酸的復性：變性核酸的互補鏈在適當的條件下，重新締合成為雙螺旋結構的過程稱為復性。5、退火：既DNA由單鏈復性、變成雙鏈結構的過程。來源相同的DNA單鏈經退火后完全恢復雙鏈結構的過程，同源DNA之間DNA和RNA之間，退火后形成雜交分子。6、增色效應: 當雙螺旋DNA熔解（解鏈）時，260nm處紫外吸收增加的現(xiàn)象。7、減色效應: 隨著核酸復性，紫外吸收降低的現(xiàn)象。8、發(fā)夾結構: RNA 是單鏈線形分子，只有局部區(qū)域為雙鏈結構。這些結構是由于RNA 單鏈分子通過自身回折使得互補的堿基對相遇，形成氫鍵結合而成的，稱為發(fā)夾結構。9、分子雜交:DNA 單鏈與在某些區(qū)域有互補序列的異源 DNA單鏈或 RNA 鏈形成雙螺旋結構的過程。這樣形成的新分子稱為雜交 DNA 分子。10、DNA的解鏈(溶解)溫度: 雙鏈DNA熔解徹底變成單鏈DNA的溫度范圍的中點溫度。11、堿基堆積力: 在DNA雙螺旋結構中，堿基對平面垂直于中心軸，層疊于雙螺旋的內側，相鄰疏水性堿基在旋進中彼此堆積在一起相互吸引形成的作用力。維持DNA雙螺旋結構的穩(wěn)定的力主要是堿基堆積力。12、超螺旋DNA: DNA本身的卷曲一般是DNA雙螺旋的彎曲欠旋（負超螺旋）或過旋（正超螺旋）的結果。13、DNA的一級結構: 脫氧核糖核苷酸（核苷酸），通過3,5磷酸二酯鍵彼此連接起來的線形多聚體，以及其基本單位脫氧核糖核苷酸的排列順序。14、DNA的二級結構 : 兩條脫氧多核苷酸鏈反向平行盤繞所形成的雙螺旋結構。 二、問答題1核酸的組成和在細胞內的分布如何?答：.核酸由DNA和RNA組成。在真核細胞中，DNA主要分布于細胞核內，另外葉綠體、線粒體和質粒中也有DNA；RNA主要分布在細胞核和細胞質中，另外葉綠體和線粒體中也有RNA。2核酸分子中單核苷酸間是通過什么鍵連接起來的？什么是堿基配對？答：核酸中核苷酸之間是通過35磷酸二酯鍵相連接的。堿基配對是指在核酸中G-C和A-T(U)之間以氫鍵相連的結合方式。3簡述DNA和RNA分子的立體結構，它們各有哪些特點？穩(wěn)定DNA結構的力有哪些？答: 穩(wěn)定DNA結構的作用力有：氫鍵，堿基堆積力，反離子作用。RNA中立體結構最清楚的是tRNA，tRNA的二級結構為三葉草型，tRNA的三級結構為倒“L”型。維持RNA立體結構的作用力主要是氫鍵。4下列三種DNA中，哪個的Tm值最高？哪個的Tm值最低？為什么？A、AAGTTCTCTGAATTA B、AGTCGTCAATGCATT C、GGATCTCCAAGTCAT TTCAAGAGACTTAAT TCAGCAGTTACGTAA CCTAGAGGTTCAGTA答：C最高 A最低 C的G-C對多，A的G-C對少5將下列DNA分子加熱變性，再在各自的最適溫度下復性，哪種DNA復性形成原來結構的可能性更大？為什么？A、ATATATATAT B、TAGACGATGC TATATATATA ATCTGCTACG答：A復性成原來結構可能性最大，因為它是單一重復序列。6真核mRNA和原核mRNA各有何異同特點?答：真核mRNA的特點是：(1)在mRNA5末端有“帽子結構”m7G(5)pppNm；（2）在mRNA鏈的3末端，有一段多聚腺苷酸(polyA)尾巴；（3）mRNA一般為單順反子，即一條mRNA只含有一條肽鏈的信息，指導一條肽鏈的形成；（4）mRNA的代謝半衰期較長（幾天）。原核mRNA的特點：（1）5末端無帽子結構存在；3末端不含polyA結構；（3）一般為多順反子結構，即一個mRNA中常含有幾個蛋白質的信息，能指導幾個蛋白質的合成；（4）mRNA代謝半衰期較短（小于10分鐘）。三、選擇題1ATP分子中各組分的連結方式是：( B ) A、R-A-P-P-P B、A-R-P-P-P C、P-A-R-P-P D、P-R-A-P-P E、P-A-P-R-P2決定tRNA攜帶氨基酸特異性的關鍵部位是：( E ) A、3末端 B、TyC環(huán) C、二氫尿嘧啶環(huán) D、額外環(huán) E、反密碼子環(huán)3構成多核苷酸鏈骨架的關鍵是： ( E ) A、2，3磷酸二酯鍵 B、2，4磷酸二酯鍵 C、2，5磷酸二酯鍵 D、3，4磷酸二酯鍵 E、3，5磷酸二酯鍵4含稀有堿基較多的核酸是：( C ) A、核DNA B、線粒體DNA C、tRNA D、mRNA E、rRNA5有關DNA的敘述哪項絕對錯誤：( E ) A、AT B、GC C、Pu=Py D、C總=C+mC E、A=G，T=C6真核細胞mRNA帽結構最多見的是：( B ) A、m7ApppNmP B、m7GpppNmP C、m7UpppNmP D、m7CpppNmP E、m7TpppNmP7DNA變性后，下列那一項變化是正確的? ( B ) A、對260nm紫外吸收減少 B、溶液粘度下降 C、磷酸二酯鍵斷裂 D、核苷鍵斷裂 E、嘌吟環(huán)破裂8雙鏈DNA的Tm較高是由于下列哪組核苷酸含量較高所致( D ) A、AG B、CT C、AT D、GC E、AC9DNA復性的重要標志是: ( D ) A、溶解度降低 B、溶液粘度降低 C、紫外吸收增大 D、紫外吸收降低第六章 酶一、名詞解釋1、酶的活性中心：酶分子中直接與底物結合，并催化底物發(fā)生化學反應的部位，稱為酶的活性中心。2、酶的專一性：酶的專一性是指酶對底物及其催化反應的嚴格選擇性。通常酶只能催化一種化學反應或一類相似的反應，不同的酶具有不同程度的專一性，酶的專一性可分為三種類型：絕對專一性、相對專一性、立體專一性。3、競爭性抑制作用：通過增加底物濃度可以逆轉的一種酶抑制類型。競爭性抑制劑通常與正常的底物或配體競爭同一個蛋白質的結合部位。這種抑制劑使Km增大而max不變。4、非競爭性抑制作用：抑制劑不僅與游離酶結合，也可以與酶-底物復合物結合的一種酶促反應抑制作用。這種抑制使Km不變而max變小。5、別構酶：具有變構效應的酶。有些酶除了活性中心外，還有一個或幾個部位，當特異性分子非共價地結合到這些部位時，可改變酶的構象，進而改變酶的活性，酶的這種調節(jié)作用稱為變構調節(jié)(allosteric regulation)，受變構調節(jié)的酶稱變構酶。6、別構效應：一個蛋白質與其配體（或其他蛋白質）結合后，蛋白質的空間結構發(fā)生改變，使它適用于功能的需要，這一類變化稱為別構效應或變構效應。7、同工酶：催化同一化學反應而化學組成不同的一組酶。它們彼此在氨基酸序列，底物的親和性等方面都存在著差異。8、酶的比活力：比活力是指每毫克蛋白質所具有的活力單位數，可以用下式表示：活力單位數 比活力= 蛋白質量（mg）9、酶原激活：使酶原轉變?yōu)橛谢钚悦傅淖饔梅Q為酶原激活。10、寡聚酶：由2個或多個相同或不相同亞基組成的酶，稱為寡聚酶。11、酶的轉換數：表示酶的催化中心的活性，它是指單位時間（如每秒）內每一催化中心（或活性中心）所能轉化的底物分子數，或每摩爾酶活性中心單位時間轉換底物的摩爾數。12、輔酶和輔基：1）與酶蛋白結合較松，可透析除去。2）酶蛋白共價結合較緊，不易透析除去。13、誘導契合：酶分子與底物分子接近時，酶蛋白質受底物分子誘導，構象發(fā)生有利于與底物結合的變化，酶與底物在此基礎上互補楔合，進行反應。 14、全酶：具有催化活性的酶，包括所有必需的亞基，輔基和其它輔助因子。15、別構酶的序變模型及齊變模型：1）相同配體與寡聚蛋白協(xié)同結合的另外一種模式。按照最簡單的序變模式，一個配體的結合會誘導它結合的亞基的三級結構的變化，并使相鄰亞基的構象發(fā)生很大的變化。按照序變模式，只有一個亞基對配體具有高的親和力。2）相同配體與寡聚蛋白協(xié)同結合的一種模式，按照最簡單的齊變模式，由于一個底物或別構調節(jié)劑的結合，蛋白質的構相在T（對底物親和性低的構象）和R（對底物親和性高的構象）之間變換。這一模式提出所有蛋白質的亞基都具有相同的構象，或是T構象，或是R構象。16、固化酶：是用物理的或化學的方法使酶與水不溶性大分子載體結合或把酶包埋在水不溶性凝膠或半透膜的微囊體中制成的。酶固定化后一般穩(wěn)定性增加，易從反應系統(tǒng)中分離，且易于控制，能反復多次使用。便于運輸和貯存，有利于自動化生產。17、多酶體系：在完整細胞內的某一代謝過程中，由幾種不同的酶聯(lián)合組成的一個結構和功能的整體，催化一組連續(xù)的密切相關的反應。18、RNA酶：是具有催化功能的RNA分子,是生物催化劑。核酶又稱核酸類酶、酶RNA、 核酶類酶RNA。19、過渡態(tài)：酶介入了反應過程。通過形成不穩(wěn)定的過渡態(tài)中間復合物，使原本一步進行的反應分為兩步進行，而兩步反應都只需較少的能量活化,從而使整個反應的活化能降低。二、問答題1為什么處于低介電環(huán)境中的基團之間的反應會得到加強？答：水減弱極性基團之間的相互作用。 2 影響酶高催化效率的因素及其機理是什么？為什么說咪唑基是酸堿催化中的重要基團?答：1）機理：酶分子的活性部位結合底物形成酶底物復合物，在酶的幫助作用下，底物進入特定的過渡態(tài)，由于形成此過渡態(tài)所需要的活化能遠小于非酶促反應所需要的活化能，因而反應能夠順利進行。2）因素：鄰近效應和定向效應，張力和變形，酸堿催化，共價催化。3）給出質子或結合質子的速度: 咪唑基最快，半壽期小于 10-10 秒。3什么是別構效應？簡述別構酶的結構和動力學特點及其在調節(jié)酶促反應中的作用。答：1）別構效應：當配體結合于別構酶的調節(jié)部位后，引起酶分子構象發(fā)生改變從而改變酶的催化活性。2）別構酶結構：別構酶多為寡聚酶，含有兩個或多個亞基。其分子中包括兩個中心：一個是與底物結合、催化底物反應的活性中心；另一個是與調節(jié)物結合、調節(jié)反應速度的別構中心。兩個中心可能位于不同亞基上，使酶活性增強的效應物稱為別構酶激活劑，反之稱為別構酶抑制劑；3）別構酶的動力學特點是酶促反應與底物濃度呈S曲線4）當底物或效應物一旦與酶結合后，導致酶分子構象的改變，這種改變了的構象大大提高了酶對后續(xù)的底物分子的親和力。結果底物濃度發(fā)生的微小變化，能導致酶促反應速度極大的改變。4某酶在溶液中會喪失活性，但若 此溶液中同時存在巰基乙醇可以避免酶失活，該酶應該是一種什么酶，為什么？答：含-SH的酶，容易氧化與其它巰基生成-S-S-,HS-CH2CH3可防止酶失活。5測定酶活力時為什么以初速度為準？答：初速度時，產物增加量與時間呈正比。6為什么酶的最適pH不是一個物理常數？答：最適pH隨底物種類、濃度、與緩沖液成分不同而不同，7羧肽酶A催化甘氨酰酪氨酸水解時，其催化機制的幾個效應是什么？答：無共價催化8同工酶作為一個重要生化指標，主要用于哪些研究領域？答：利用同工酶研究細胞基因、了解植物的生長發(fā)育、預測植物的雜種優(yōu)勢、研究植物的抗逆性等。三、選擇題1有四種輔因子(1)NAD，(2)FAD，（3）磷酸吡哆素，（4）生物素，屬于轉移基團的輔酶因子為：（C） A、(1)(3) B、(2)(4) C、(3)(4) D、(1)(4)2哪一種維生素具有可逆的氧化還原特性：（B） A、硫胺素 B、核黃素 C、生物素 D、泛酸3含B族維生素的輔酶在酶促反應中的作用是：（A） A、傳遞電子、質子和化學基團 B、穩(wěn)定酶蛋白的構象 C、提高酶的催化性質 D、決定酶的專一性4有機磷農藥作為 酶的抑制劑是作用于酶活性中心的：（B） A、巰基 B、羥基 C、羧基 D、咪唑基5從組織中提取酶時，最理想的結果是：（D） A、蛋白產量最高 B、轉換系數最高 C、酶活力單位數值很大 D、比活力最高6同工酶鑒定最常用的電泳方法是：（D） A、紙電泳 B、SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳 C、醋酸纖維薄膜電泳 D、聚丙烯酰胺凝膠電泳7酶催化底物時將產生哪種效應（B） A、提高產物能量水平 B、降低反應的活化能 C、提高反應所需活化能 D、降低反應物的能量水平8下列不屬于酶催化高效率的因素為：（A） A、對環(huán)境變化敏感 B、共價催化 C、靠近及定向 D、微環(huán)境影響9米氏常數：（D） A、隨酶濃度的增加而增加 B、隨酶濃度的增加而減小 C、隨底物濃度的增加而增大 D、是酶的特征常數10下列哪種輔酶結構中不含腺苷酸殘基：（C） A、FAD B、NADP+ C、輔酶Q D、輔酶A11下列那一項符合“誘導契合”學說：（B） A、酶與底物的關系如鎖鑰關系 B、酶活性中心有可變性，在底物的影響下其空間構象發(fā)生一定的改變，才能與底物進行反應。 C、底物的結構朝著適應活性中心方向改變而酶的構象不發(fā)生改變。 D、底物類似物不能誘導酶分子構象的改變12.下列各圖屬于非競爭性抑制動力學曲線是:（B）IOIOIO A B C13關于米氏常數Km的說法，哪個是正確的？（D） A、飽和底物濃度時的速度 B、在一定酶濃度下，最大速度的一半 C、飽和底物濃度的一半 D、速度達最大速度一半時的底物濃度14酶的競爭性抑制劑具有下列哪種動力學效應：（A） A、Vm不變，Km增大 B、Vm不變，Km減小 C、Vm增大，Km不變 D、Vm減小，K m不變15下面關于酶的描述，哪一項不正確：（A） A、所有的酶都是蛋白質 B、酶是生物催化劑 C、酶具有專一性 D、酶是在細胞內合成的，但也可以在細胞外發(fā)揮催化功能16催化下列反應的酶屬于哪一大類：（B） 1，6二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛+磷酸二羥丙酮 A、水解酶 B、裂解酶 C、氧化還原酶 D、轉移酶17下列哪一項不是輔酶的功能：（C） A、傳遞氫 B、轉移基團 C、決定酶的專一性 D、某些物質分解代謝時的載體18下列關于酶活性中心的描述，哪一項是錯誤的：（D） A、活性中心是酶分子中直接與底物結合，并發(fā)揮催化功能的部位 B、活性中心的基團按功能可分為兩類，一類是結合基團，一類是催化基團 C、酶活性中心的基團可以是同一條肽鏈但在一級結構上相距很遠的基團 D、不同肽鏈上的有關基團不能構成該酶的活性中心19下列哪一種抑制劑不是瑚珀酸脫氫酶的競爭性抑制劑：（D） A、乙二酸 B、丙二酸 C、丁二酸 D、碘乙酸20酶原激活的實質是：（C） A、激活劑與酶結合使酶激活 B、酶蛋白的別構效應 C、酶原分子空間構象發(fā)生了變化而一級結構不變 D、酶原分子一級結構發(fā)生改變從而形成或暴露出活性中心21酶原激活的生理意義是：（C） A、加速代謝 B、恢復酶活性 C、生物自我保護的方式 D、保護酶的方式22一個簡單的米氏酶催化反應，當SKm時：（B） A、反應速度最大 B、底物濃度與反應速度成正比 C、增加酶濃度，反應速度顯著變大 D、S濃度增加，Km值也隨之變大23下列哪一項不能加速酶促反應速度：（C） A、底物濃集在酶活性中心 B、使底物的化學鍵有適當方向 C、升高反應的活化能 D、提供酸性或堿性側鏈基團作為質子供體或受體24關于酶的抑制劑的敘述正確的是：（） A、酶的抑制劑中一部分是酶的變性劑 B、酶的抑制劑只與活性中心上的基團結合 C、酶的抑制劑均能使酶促反應速度下降 D、酶的抑制劑一般是大分子物質25胰蛋白酶原經腸激酶作用后切下六肽，使其形成有活性的酶，這一步驟是:（C） A、誘導契合 B、酶原激活 C、反饋調節(jié) D、同促效應26酶的比活力是指：（B） A、任何純酶的活力與其粗酶的活力比 B、每毫克蛋白的酶活力單位數 C、每毫升反應混合液的活力單位 D、以某種酶的活力作為1來表示其他酶的相對活力27泛酸是下列哪一過程的輔酶組成成分：（B） A、脫羧作用 B、乙酰化作用 C、脫氫作用 D、氧化作用28下列哪一種維生素是輔酶A的前體：（B） A、核黃素 B、泛酸 C、鈷胺素 D、吡哆胺29下列那種維生素衍生出了TPP:（A） A、維生素B1 B、維生素B2 C、維生素B5 D、生物素6 1/V4230某一酶 的動力學資料如下圖，它的Km為：（C ） -3 -2 -1 0 1 2 3 1/S A、2 B、3 C、0.33 D、0.5第七章 維生素與輔酶一、名詞解釋1. 維生素（vitamin）:是是參與生物生長發(fā)育和代謝所必需的一類微量有機物質。這類物質由于體內不能合成或者合成量不足，所以必需由食物供給。二、簡答題1. 根據溶解性維生素的分類答：脂溶性、水溶性；前者包括A、D、E、K，后者包括B族、C族、硫辛酸等。2. 水溶性維生素的活性形式及缺乏癥答：維生素 B1：TPP 缺乏時易患腳氣病。維生素 B2：FAD、FMN 缺乏維生素 B2 時，有口舌炎、唇炎、眼角膜炎和眼球多呈血管等癥狀。維生素 B3：輔酶I、輔酶II 缺乏時出現(xiàn)癩皮病的癥狀維生素 B6：磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺泛酸：輔酶 A 人類未發(fā)現(xiàn)缺乏癥 維生素 B7：生物素 豬: 后腿痙攣、足裂縫; 皮炎葉酸：四氫葉酸 巨紅細胞貧血維生素 B12：腺苷輔酶維生素B12 巨紅細胞貧血硫辛酸：硫辛酸 人類沒有缺乏癥維生素C：缺乏時造成壞血病3. 脂溶性維生素的活性形式及其缺乏癥答：維生素 A：視紫紅質，夜盲癥維生素 D：1,25-二羥維生素 D3，佝僂病等維生素 K：凝血障礙性疾病。維生素 E：溶血性貧血、全身水腫、神經系統(tǒng)癥狀。（新生兒）4. 簡述加工過程中維生素損失的因素答：熱、脫水、糧谷精加工、化學因素。第八章 生物氧化與氧化磷酸化一、名詞解釋1、生物氧化：糖、脂肪、蛋白質等物質在生物體內通過酶的催化，實現(xiàn)的一系列釋放能量的化學反應過程。2、高能化合物：在標準條件下水解時，自由能大幅度減少和化合物。一般是指水解釋放的能量能驅動ADP磷酸化合成ATP的化合物。 3、P/O比：指一對電子通過呼吸鏈傳遞到氧所產生的ATP分子數，或者呼吸過程中，消耗的O2和產生的ATP分子數之比。電子從NADH傳遞給O2時，P/O2.5，而電子從FADH2傳遞給O2時，P/O1.5。4、穿梭作用：是用來轉運還原劑穿過線粒體內膜的體系。還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸無法穿過該膜，但它可以還原其他可以穿過該膜物質，以便于它所攜帶的電子送達電子傳遞鏈。5、氧化磷酸化：在線粒體內膜上經電子傳遞鏈傳遞給分子氧生成水，并偶聯(lián)ADP和Pi生成ATP的過程。它是需氧生物生物氧化生成ATP的主要方式。6、F1-F0復合體： 7、高能鍵：含有高能的化學鍵，在水解反應或基團轉移反應過程中能釋放大量自由能，一般超過5kcal/mol(1cal=4.18kJ)。通常用“”符號表示。8、電子傳遞抑制劑：凡是能夠阻斷電子傳遞鏈中某部位電子傳遞的物質。 9、解偶聯(lián)劑：一種使電子傳遞與磷酸化之間的的緊密偶聯(lián)關系解除的化合物。10、氧化磷酸化抑制劑：對電子傳遞和ADP磷酸化均有抑制作用的試劑11、能荷：能荷是細胞中高能磷酸狀態(tài)的一種數量上的衡量，能荷大小可以說明生物體中ATP-ADP-AMP 系統(tǒng)的能量狀態(tài)。能荷=ATP+12 ADPATP+ADP+AMP12、呼吸鏈：是由一系列的遞氫反應(hydrogen transfer reactions)和遞電子反應(eletron transfer reactions)按一定的順序排列所組成的連續(xù)反應體系，它將代謝物脫下的成對氫原子交給氧生成水，同時有ATP生成二、簡答題1生物氧化的特點和方式是什么？答：特點：常溫、酶催化、多步反應、能量逐步釋放、放出的能量貯存于特殊化合物。方式：單純失電子、脫氫、加水脫氫、加氧。2CO2與H2O以哪些方式生成？答：CO2的生成方式為：單純脫羧和氧化脫羧。水的生成方式為：代謝物中的氫經一酶體系和多酶體系作用與氧結合而生成水。3簡述化學滲透學說。答：線粒體內膜是一個封閉系統(tǒng)，當電子從NADH經呼吸鏈傳遞給氧時，呼吸鏈的復合體可將H+從內膜內側泵到內膜外側，從而形成H+的電化學梯度，當一對H+ 經F1F0復合體回到線粒體內部時時，可產生一個ATP。4ATP具有高的水解自由能的結構基礎是什么？為什么說ATP是生物體內的“能量通貨”？答：負電荷集中和共振雜化。能量通貨的原因：ATP的水解自由能居中，可作為多數需能反應酶的底物。三、選擇題1生物氧化的底物是：（D） A、無機離子 B、蛋白質 C、核酸 D、小分子有機物2除了哪一種化合物外，下列化合物都含有高能鍵？（D） A、磷酸烯醇式丙酮酸 B、磷酸肌酸 C、ADP D、G-6-P E、1,3-二磷酸甘油酸3下列哪一種氧化還原體系的氧化還原電位最大？（C） A、延胡羧酸丙酮酸 B、CoQ(氧化型) CoQ(還原型) C、Cyta Fe2+Cyta Fe3+ D、Cytb Fe3+Cytb Fe2+ E、NAD+NADH4呼吸鏈的電子傳遞體中，有一組分不是蛋白質而是脂質，這就是：（D） A、NAD+ B、FMN C、FE、S D、CoQ E、Cyt52,4二硝基苯酚抑