生物化學(xué)簡(jiǎn)明教程第版答案

1、9 糖代謝 1假設(shè)細(xì)胞勻漿中存在代謝所需要的酶和輔酶等必需條件,若葡萄糖的C-1處用14C標(biāo)記,那么在下列代謝產(chǎn)物中能否找到14C標(biāo)記。（1）CO2；（2）乳酸；（3）丙氨酸。解答：（1）能找到14C標(biāo)記的CO2 葡萄糖丙酮酸(*C1) 氧化脫羧生成標(biāo)記的CO2。 （2）能找到14C標(biāo)記的乳酸 丙酮酸(*C1)加NADH+H+還原成乳酸。（3）能找到14C標(biāo)記的丙氨酸 丙酮酸(*C1) 加谷氨酸在谷丙轉(zhuǎn)氨酶作用下生成14C標(biāo)記的丙氨酸。2某糖原分子生成 n 個(gè)葡糖-1-磷酸，該糖原可能有多少個(gè)分支及多少個(gè)-（16）糖苷鍵（*設(shè)：糖原與磷酸化酶一次性作用生成）?如果從糖原開(kāi)始計(jì)算，lmol葡萄糖

2、徹底氧化為CO2和H2O，將凈生成多少molATP?解答：經(jīng)磷酸化酶作用于糖原的非還原末端產(chǎn)生n個(gè)葡萄糖-1-磷酸, 則該糖原可能有n+1個(gè)分支及n+1個(gè)-（16）糖苷鍵。如果從糖原開(kāi)始計(jì)算，lmol葡萄糖徹底氧化為CO2和 H2O, 將凈生成33molATP。3試說(shuō)明葡萄糖至丙酮酸的代謝途徑,在有氧與無(wú)氧條件下有何主要區(qū)別?解答：(1) 葡萄糖至丙酮酸階段，只有甘油醛-3-磷酸脫氫產(chǎn)生NADH+H+ 。 NADH+H+代謝去路不同, 在無(wú)氧條件下去還原丙酮酸; 在有氧條件下,進(jìn)入呼吸鏈。(2) 生成ATP的數(shù)量不同,凈生成2mol ATP; 有氧條件下凈生成7mol ATP。葡萄糖至丙酮酸階

3、段，在無(wú)氧條件下，經(jīng)底物磷酸化可生成4mol ATP（甘油酸-1,3-二磷酸生成甘油酸-3-磷酸，甘油酸-2-磷酸經(jīng)烯醇丙酮酸磷酸生成丙酮酸），葡萄糖至葡糖-6-磷酸，果糖-6-磷酸至果糖二磷酸分別消耗了1mol ATP, 在無(wú)氧條件下凈生成2mol ATP。在有氧條件下，甘油醛-3-磷酸脫氫產(chǎn)生NADH+H+進(jìn)入呼吸鏈將生成2×2.5mol ATP，所以凈生成7mol ATP。4O2沒(méi)有直接參與三羧酸循環(huán),但沒(méi)有O2的存在,三羧酸循環(huán)就不能進(jìn)行,為什么?丙二酸對(duì)三羧酸循環(huán)有何作用? 解答：三羧酸循環(huán)所產(chǎn)生的3個(gè)NADH+H+和1個(gè)FADH2需進(jìn)入呼吸鏈，將H+和電子傳遞給O2生成H

4、2O。沒(méi)有O2將造成NADH+H+和FADH2的積累，而影響三羧酸循環(huán)的進(jìn)行。丙二酸是琥珀酸脫氫酶的竟?fàn)幮砸种苿?，加入丙二酸?huì)使三羧酸循環(huán)受阻。5患腳氣病病人丙酮酸與酮戊二酸含量比正常人高（尤其是吃富含葡萄糖的食物后），請(qǐng)說(shuō)明其理由。解答：因?yàn)榇呋崤c酮戊二酸氧化脫羧的酶系需要TPP作酶的輔因子, TPP是VB1的衍生物,患腳氣病病人缺VB1, 丙酮酸與酮戊二酸氧化受阻, 因而含量比正常人高。6油料作物種子萌發(fā)時(shí),脂肪減少糖増加，利用生化機(jī)制解釋該現(xiàn)象，寫出所經(jīng)歷的主要生化反應(yīng)歷程。解答：油料作物種子萠發(fā)時(shí),脂肪減少，糖増加,表明脂肪轉(zhuǎn)化成了糖。轉(zhuǎn)化途徑是:脂肪酸氧化分解成乙酰輔酶A,乙酰

5、輔酶A經(jīng)乙醛酸循環(huán)中的異檸檬酸裂解酶與蘋果酸合成酶催化, 生成草酰乙酸,再經(jīng)糖異生轉(zhuǎn)化為糖。7激烈運(yùn)動(dòng)后人們會(huì)感到肌肉酸痛,幾天后酸痛感會(huì)消失.利用生化機(jī)制解釋該現(xiàn)象。解答：激烈運(yùn)動(dòng)時(shí), 肌肉組織中氧氣供應(yīng)不足, 酵解作用加強(qiáng), 生成大量的乳酸, 會(huì)感到肌肉酸痛,經(jīng)過(guò)代謝, 乳酸可轉(zhuǎn)變成葡萄糖等其他物質(zhì),或徹底氧化為CO2和 H2O, 因乳酸含量減少酸痛感會(huì)消失。8寫出UDPG的結(jié)構(gòu)式。以葡萄糖為原料合成糖原時(shí),每增加一個(gè)糖殘基將消耗多少ATP? 解答：以葡萄糖為原料合成糖原時(shí) , 每增加一個(gè)糖殘基將消耗3molATP。過(guò)程如下：(激酶催化), (己糖磷酸異構(gòu)酶催化), (UDPG焦磷酸化酶催

6、化),再在糖原合成酶催化下，UDPG將葡萄糖殘基加到糖原引物非還原端形成-1,4-糖苷鍵。9在一個(gè)具有全部細(xì)胞功能的哺乳動(dòng)物細(xì)胞勻漿中分別加入1mol下列不同的底物,每種底物完全被氧化為CO2和H2O時(shí)，將產(chǎn)生多少摩爾ATP分子? (1) 丙酮酸 （2）烯醇丙酮酸磷酸 (3) 乳酸 (4) 果糖-l，6-二磷酸（5）二羥丙酮磷酸 (6)草酰琥珀酸解答：(1) 丙酮酸被氧化為CO2和H2O時(shí)，將產(chǎn)生12.5mol ATP；(2）磷酸烯醇式丙酮酸被氧化為CO2和H2O時(shí)，將產(chǎn)生13.5mol ATP；(3) 乳酸被氧化為CO2和H2O時(shí)，將產(chǎn)生15mol ATP；(4) 果糖二磷酸被氧化為CO2和

7、H2O時(shí)，將產(chǎn)生34mol ATP；(5) 二羥丙酮磷酸被氧化為CO2和H2O時(shí)，將產(chǎn)生17mol ATP；(6)草酰琥珀酸被氧化為CO2和H2O時(shí)，將產(chǎn)生20mol ATP。10 脂質(zhì)的代謝1脂肪是如何分解和合成的? 解答：生物體利用三酰甘油是通過(guò)脂肪酶水解三酰甘油生成甘油與脂肪酸。甘油和脂肪酸在組織內(nèi)進(jìn)一步氧化生成CO2、水及能量。合成脂肪所需的甘油-3-磷酸可由糖酵解產(chǎn)生的二羥丙酮磷酸還原而成，亦可由脂肪動(dòng)員產(chǎn)生的甘油經(jīng)脂肪組織外的甘油激酶催化與ATP作用而成。脂肪酸經(jīng)活化生成的脂酰輔酶A與甘油-3-磷酸縮合生成磷脂酸；二羥丙酮磷酸也能與脂酰CoA作用生成脂酰二羥丙酮磷酸，然后還原生成溶

8、血磷脂酸，溶血磷脂酸和脂酰CoA作用可生成磷脂酸。磷脂酸在磷脂酸磷酸酶作用生成二酰甘油及磷酸。二酰甘油與另一分子的脂酰CoA縮合即生成三酰甘油。詳見(jiàn)10.2和10.3節(jié)。2什么是-氧化？1mol硬脂酸徹底氧化可凈產(chǎn)生多摩爾ATP?解答：脂肪酸氧化作用是發(fā)生在碳原子上，逐步將碳原子成對(duì)地從脂肪酸鏈上切下，這個(gè)作用即-氧化。它經(jīng)歷了脫氫（輔酶FAD），加水，再脫氫(輔酶NAD+)，硫解四步驟，從脂肪酸鏈上分解下一分子乙酰CoA。1mol硬脂酸（十八碳飽和脂肪酸）徹底氧化可凈產(chǎn)生120mol摩爾ATP。1.5×8+2.5×8+10×9-2=12+20+90-2=120

9、mol ATP。詳見(jiàn)10.2.2中的“脂肪酸-氧化過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)變”。3脂肪酸除-氧化途徑外，還有哪些氧化途徑?解答：脂肪酸除主要進(jìn)行-氧化作用外，還可進(jìn)行另兩種方式的氧化，即-氧化與-氧化。在-氧化途徑中長(zhǎng)鏈脂肪酸的-碳在加單氧酶的催化下氧化成羥基生成-羥脂酸。羥脂酸可轉(zhuǎn)變?yōu)橥幔缓笱趸擊绒D(zhuǎn)變?yōu)樯僖粋€(gè)碳原子的脂肪酸。此外脂肪酸的末端甲基(-端)可經(jīng)氧化作用后轉(zhuǎn)變?yōu)?羥脂酸，然后再氧化成-二羧酸進(jìn)行-氧化，此途徑稱為-氧化。含奇數(shù)碳原子的脂肪酸也可進(jìn)行-氧化,但最后一輪，產(chǎn)物是丙酰CoA和乙酰CoA。丙酰CoA經(jīng)代謝生成琥珀酰CoA。也可以經(jīng)其他代謝途徑轉(zhuǎn)變成乳酸及乙酰CoA進(jìn)行氧化。詳見(jiàn)

10、10.2.3中的“奇數(shù)碳鏈脂肪酸的氧化”和10.2.3中的“-氧化和-氧化”。4C16:1與相同碳原子數(shù)的飽和脂肪酸氧化途徑有何區(qū)別?解答：幾乎所有生物體的不飽和脂肪酸都只含有順式雙鍵,且多在第9位,而-氧化中的2-反烯脂酰CoA水化酶和-羥脂酰CoA脫氫酶具有高度立體異構(gòu)專一性,所以不飽和脂肪酸的氧化除要有-氧化的全部酶外,還需要3-順, 2-反烯脂酰CoA異構(gòu)酶和2-反，4-順二烯脂酰CoA還原酶。詳見(jiàn) 10.2.2.5“不飽和脂肪酸的氧化”。不飽和脂肪酸C16:1比相同碳原子數(shù)的飽和脂肪酸少生成1.5個(gè)ATP。5酮體是如何產(chǎn)生和氧化的?為什么肝中產(chǎn)生的酮體要在肝外組織才能被利用'

11、解答：丙酮、乙酰乙酸、-羥丁酸在醫(yī)學(xué)上稱為酮體，其如何產(chǎn)生和氧化詳見(jiàn)10.2.4.1 “酮體的生成”和10.2.4.2 “酮體的氧化”。肝產(chǎn)生的酮體要在肝外組織才能被利用，是因?yàn)楦沃杏谢盍軓?qiáng)的生成酮體的酶，但缺少利用酮體的酶。6脂肪酸是如何進(jìn)行生物合成的?解答：詳見(jiàn) “脂肪酸的生物合成”。71mol三辛脂酰甘油在生物體內(nèi)分解成CO2和H2O時(shí)，可凈產(chǎn)生多少摩爾ATP?解答：1mol三辛脂酰甘油在生物體內(nèi)加H2O分解成1mol甘油和3mol辛酸。甘油氧化成CO2和H2O時(shí)，可凈產(chǎn)生18.5mol ATP，3mol辛酸經(jīng)3次-氧化，生成4mol乙酰CoA。3mol辛酸：3×【1.5&#

12、215;3+2.5×3+10×4-2】=150mol ATP，1mol三辛脂酰甘油可凈產(chǎn)生168.5mol ATP。8試以磷脂酰膽堿為例敘述磷脂合成和分解的途徑。解答：磷脂酰膽堿的合成詳見(jiàn)10.4節(jié)，分解見(jiàn)10.1.2“磷脂的酶促水解”。9膽固醇在體內(nèi)是如何生成、轉(zhuǎn)化和排泄的?解答：詳見(jiàn)10.5節(jié)。11 蛋白質(zhì)分解和氨基酸代謝1蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)不斷地降解又合成有何生物學(xué)意義?解答：細(xì)胞不停地將氨基酸合成蛋白質(zhì)，并又將蛋白質(zhì)降解為氨基酸。這種看似浪費(fèi)的過(guò)程對(duì)于生命活動(dòng)是非常必要的。首先可去除那些不正常的蛋白質(zhì)，它們的積累對(duì)細(xì)胞有害。其次，通過(guò)降解多余的酶和調(diào)節(jié)蛋白來(lái)調(diào)節(jié)物質(zhì)在細(xì)

13、胞中的代謝。研究表明降解最迅速的酶都位于重要的代謝調(diào)控位點(diǎn)上，這樣細(xì)胞才能有效地應(yīng)答環(huán)境變化和代謝的需求。另外細(xì)胞也可以蛋白質(zhì)的形式貯存養(yǎng)分，在代謝需要時(shí)將其降解產(chǎn)生能量供機(jī)體需要。2何謂氨基酸代謝庫(kù)?解答：所謂氨基酸代謝庫(kù)即指體內(nèi)氨基酸的總量。3氨基酸脫氨基作用有哪幾種方式?為什么說(shuō)聯(lián)合脫氨基作用是生物體主要的脫氨基方式?解答：氨基酸的脫氨基作用主要有氧化脫氨基作用、轉(zhuǎn)氨基作用、聯(lián)合脫氨基作用和非氧化脫氨基作用。生物體內(nèi)L-氨基酸氧化酶活力不高，而L-谷氨酸脫氫酶的活力卻很強(qiáng)，轉(zhuǎn)氨酶雖普遍存在，但轉(zhuǎn)氨酶的作用僅僅使氨基酸的氨基發(fā)生轉(zhuǎn)移并不能使氨基酸真正脫去氨基。故一般認(rèn)為L(zhǎng)-氨基酸在體內(nèi)往往

14、不是直接氧化脫去氨基，主要以聯(lián)合脫氨基的方式脫氨。詳見(jiàn)氨基酸的脫氨基作用。4試述磷酸吡哆醛在轉(zhuǎn)氨基過(guò)程中的作用。解答：轉(zhuǎn)氨酶的種類雖多，但其輔酶只有一種，即吡哆醛-5¢-磷酸，它是維生素B6的磷酸酯。吡哆醛-5¢-磷酸能接受氨基酸分子中的氨基而變成吡哆胺-5¢-磷酸，同時(shí)氨基酸則變成-酮酸。吡哆胺-5¢-磷酸再將其氨基轉(zhuǎn)移給另一分子-酮酸，生成另一種氨基酸，而其本身又變成吡哆醛-5¢-磷酸，吡哆醛-5¢-磷酸在轉(zhuǎn)氨基作用中起到轉(zhuǎn)移氨基的作用。5假如給因氨中毒導(dǎo)致肝昏迷的病人注射鳥(niǎo)氨酸、谷氨酸和抗生素，請(qǐng)解釋注射這幾種物質(zhì)的用意何在?解

15、答：人和哺乳類動(dòng)物是在肝中依靠鳥(niǎo)氨酸循環(huán)將氨轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)毒的尿素。鳥(niǎo)氨酸作為C和N的載體，可以促進(jìn)鳥(niǎo)氨酸循環(huán)。谷氨酸可以和氨生成無(wú)毒的谷氨酰胺?？股乜梢砸种颇c道微生物的生長(zhǎng)，減少氨的生成。6什么是鳥(niǎo)氨酸循環(huán)，有何實(shí)驗(yàn)依據(jù)? 合成lmol尿素消耗多少高能磷酸鍵?解答：尿素的合成不是一步完成，而是通過(guò)鳥(niǎo)氨酸循環(huán)的過(guò)程形成的。此循環(huán)可分成三個(gè)階段：第一階段為鳥(niǎo)氨酸與二氧化碳和氨作用，合成瓜氨酸。第二階段為瓜氨酸與氨作用，合成精氨酸。第三階段精氨酸被肝中精氨酸酶水解產(chǎn)生尿素和重新放出鳥(niǎo)氨酸。反應(yīng)從鳥(niǎo)氨酸開(kāi)始，結(jié)果又重新產(chǎn)生鳥(niǎo)氨酸，形成一個(gè)循環(huán)，故稱鳥(niǎo)氨酸循環(huán)(又稱尿素循環(huán))。合成1mol尿素需消耗4mo

16、l高能鍵。詳見(jiàn)“排泄”和“（2）尿素的生成機(jī)制和鳥(niǎo)氨酸循環(huán)”。7什么是生糖氨基酸、生酮氨基酸、生酮兼生糖氨基酸？為什么說(shuō)三羧酸循環(huán)是代謝的中心?你是如何理解的?解答：在體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變?yōu)樘堑陌被岱Q為生糖氨基酸，其按糖代謝途徑進(jìn)行代謝；能轉(zhuǎn)變成酮體的氨基酸稱為生酮氨基酸，其按脂肪酸代謝途徑進(jìn)行代謝；二者兼有的稱為生糖兼生酮氨基酸，部分按糖代謝，部分按脂肪酸代謝途徑進(jìn)行。一般說(shuō)，生糖氨基酸分解的中間產(chǎn)物大都是糖代謝過(guò)程中的丙酮酸、草酰乙酸、-酮戊二酸，琥珀酰CoA或者與這幾種物質(zhì)有關(guān)的化合物。生酮氨基酸的代謝產(chǎn)物為乙酰輔酶A或乙酰乙酸。在絕大多數(shù)生物體內(nèi)，三羧酸循環(huán)是糖、脂肪、蛋白質(zhì)、氨基酸等物質(zhì)的

17、共同分解途徑。另一方面三羧酸循環(huán)中的許多中間體如-酮戊二酸、琥珀酸、延胡索酸、蘋果酸、草酰乙酸等又是生物體各物質(zhì)合成的共同前體。因此三羧酸循環(huán)是各物質(zhì)代謝的中心。8什么是必需氨基酸和非必需氨基酸?解答：生物體自身不能合成必需由食物供給的氨基酸為必需氨基酸。如成年人體不能合成蘇氨酸、賴氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸等8種氨基酸，此8種氨基酸稱為必需氨基酸，缺少其中任一種都將影響生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成。而生物體自身能合成的氨基酸為非必需氨基酸。9何謂一碳單位？它與氨基酸代謝有何聯(lián)系?解答：生物化學(xué)中將具有一個(gè)碳原子的基團(tuán)稱為一碳單位。在物質(zhì)代謝過(guò)程中常遇到一碳基團(tuán)從一個(gè)化

18、合物轉(zhuǎn)移到另一個(gè)化合物的分子上去，而一碳單位的載體往往為四氫葉酸，體內(nèi)一碳單位的產(chǎn)生與下列氨基酸代謝有關(guān)。甘氨酸、絲氨酸的分解反應(yīng)可產(chǎn)生N5，N10-亞甲基四氫葉酸，組氨酸降解為谷氨酸的過(guò)程中可以形成N5-亞氨甲基四氫葉酸，蘇氨酸在代謝過(guò)程中可產(chǎn)生甘氨酸所以也能生成N5，N10-亞甲基四氫葉酸。另外甲硫氨酸也是體內(nèi)重要的甲基化試劑，可以為很多化合物提供甲基。詳見(jiàn)“氨基酸代謝與一碳單位”。10氨基酸生物合成途徑可分為哪幾種衍生類型？解答：不同氨基酸生物合成途徑不同，但許多氨基酸生物合成都與機(jī)體內(nèi)的幾個(gè)主要代謝途徑相關(guān)。因此，可將氨基酸生物合成相關(guān)代謝途徑的中間產(chǎn)物，看作氨基酸生物合成的起始物，并

19、以此起始物不同劃分為六大類型：-酮戊二酸衍生類型，草酰乙酸衍生類型，丙酮酸衍生類型，甘油酸-3-磷酸衍生類型，赤蘚糖-4-磷酸和烯醇丙酮酸磷酸衍生類型，組氨酸生物合成。詳見(jiàn)“氨基酸合成途徑的類型”。111分子丙氨酸在哺乳動(dòng)物體內(nèi)徹底氧化可凈生成多少ATP？解答：丙氨酸通過(guò)轉(zhuǎn)氨基作用將氨基轉(zhuǎn)給-酮戊二酸產(chǎn)生丙酮酸和谷氨酸。丙酮酸經(jīng)過(guò)氧化脫羧形成乙酰CoA和NADH。1分子乙酰CoA在細(xì)胞內(nèi)徹底氧化可產(chǎn)生10分子的ATP，1分子NADH通過(guò)呼吸鏈的氧化可產(chǎn)生2.5分子ATP。谷氨酸在谷氨酸脫氫酶的催化下形成1分子NADH、1分子-酮戊二酸和1分子NH4+。2分子 NH4+在哺乳動(dòng)物體內(nèi)經(jīng)過(guò)尿素循環(huán)

20、轉(zhuǎn)變成尿素需要消耗4分子ATP。因此1分子丙氨酸在哺乳動(dòng)物體內(nèi)被徹底氧化可凈產(chǎn)生12.5+2.5-2=13分子的ATP。如果是魚(yú)類，則脫下的氨基可直接排出體外，不需要消耗ATP，那么就可凈產(chǎn)生15分子的ATP。12給哺乳動(dòng)物喂食15N標(biāo)記的丙氨酸，能否在動(dòng)物體內(nèi)找到15N標(biāo)記的蘇氨酸、賴氨酸和谷氨酸？解答：在動(dòng)物體內(nèi)可以找到15N標(biāo)記的谷氨酸，15N標(biāo)記的丙氨酸與-酮戊二酸在谷丙轉(zhuǎn)氨酶的作用下生成谷氨酸和丙酮酸。蘇氨酸和賴氨酸是由食物供給的必需氨基酸，動(dòng)物體自身不能合成。12 核苷酸代謝1你如何解釋以下現(xiàn)象：細(xì)菌調(diào)節(jié)嘧啶核苷酸合成的酶是天冬氨酸-氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶，而人類調(diào)節(jié)嘧啶核苷酸合成的酶主要

21、是氨基甲酰磷酸合成酶。解答： 氨基甲酰磷酸合成酶參與兩種物質(zhì)的合成，嘧啶核苷酸的合成和精氨酸的合成。在細(xì)菌體內(nèi)，這兩種物質(zhì)的合成發(fā)生在相同的部位（細(xì)菌無(wú)細(xì)胞器的分化），如果調(diào)節(jié)嘧啶核苷酸合成的酶是此酶的話，對(duì)嘧啶核苷酸合成的控制將會(huì)影響到精氨酸的正常合成。而人體細(xì)胞內(nèi)有兩種氨基甲酰磷酸合成酶，即定位于線粒體內(nèi)的氨基甲酰磷酸合成酶和定位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的氨基甲酰磷酸合成酶，它們分別參與尿素循環(huán)（精氨酸合成），嘧啶核苷酸的合成。2假如細(xì)胞中存在合成核苷酸的全部前體物質(zhì)， 從核糖-5-磷酸合成1mol腺苷酸需要消耗多少摩爾ATP？ 如果用補(bǔ)救途徑合成1mol腺苷酸，細(xì)胞可節(jié)省多少摩爾ATP？解答： 從核糖

22、-5-磷酸合成磷酸核糖焦磷酸（PRPP）時(shí)，需要將1mol焦磷酸基團(tuán)從ATP轉(zhuǎn)移到核糖-5-磷酸分子上去，在合成IMP途徑的后續(xù)步驟中，該焦磷酸被釋放并迅速水解生成2mol Pi，相當(dāng)于消耗2mol ATP。隨后在生成甘氨酰胺核苷酸、甲酰甘氨咪唑核苷酸、5-氨基咪唑核苷酸和甲酰胺核苷酸四步反應(yīng)中，各有1mol ATP的消耗，生成了IMP。在IMP轉(zhuǎn)化成腺苷酸時(shí)，由腺苷琥珀酸合成酶催化的反應(yīng)又另外消耗1mol GTP。所以，從核糖-5-磷酸合成1mol腺苷酸需要消耗7mol ATP。 補(bǔ)救途徑合成腺苷酸反應(yīng)為：腺嘌呤 + 核糖-5-磷酸 腺苷+Pi ，腺苷 + ATP AMP + ADP ,可見(jiàn)

23、從腺嘌呤補(bǔ)救途徑合成1mol腺苷酸只消耗1mol ATP，比從頭合成核糖-5-磷酸節(jié)省6mol ATP 。3使用放射性標(biāo)記的尿苷酸可標(biāo)記DNA分子中所有的嘧啶堿基，而使用次黃苷酸可標(biāo)記DNA分子中所有的嘌呤堿基，試解釋以上的結(jié)果。解答：使用放射性標(biāo)記尿苷酸后，尿苷酸（UMP）UDPCTPCDPdCDPdCTP；UDPdUDPdUMPdTMPdTDPdTTP。放射性標(biāo)記次黃苷酸后，次黃苷酸（IMP）GMPGDPdGDPdGTP；次黃苷酸（IMP）腺苷琥珀酸AMPADPdADPdATP。4為便于篩選經(jīng)抗原免疫的B細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞的融合細(xì)胞，選用次黃嘌呤鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶缺陷(HGPRT)的腫瘤細(xì)胞

24、和正常B細(xì)胞融合后在HAT(次黃嘌呤氨甲蝶呤胞苷)選擇培養(yǎng)基中培養(yǎng)，此時(shí)只有融合細(xì)胞才能生長(zhǎng)和繁殖，請(qǐng)解釋選擇原理。解答：細(xì)胞內(nèi)核苷酸合成有兩條途徑，一是從頭合成途徑，另一條是補(bǔ)救途徑。對(duì)于B細(xì)胞，由于不能在培養(yǎng)基上繁殖，所以未融合的B細(xì)胞不能在培養(yǎng)基上繁殖。對(duì)于腫瘤細(xì)胞，因?yàn)槭荋GPRT缺陷型，因而它不能通過(guò)補(bǔ)救途徑合成核苷酸。又因?yàn)檫x擇性培養(yǎng)基HAT中含氨甲蝶呤，它是葉酸的拮抗劑，葉酸是嘌呤和嘧啶核苷酸從頭合成途徑中轉(zhuǎn)移一碳單位的輔酶（四氫葉酸）的來(lái)源，所以氨甲蝶呤抑制了核苷酸的從頭合成途徑，這樣未融合的腫瘤細(xì)胞也不能在選擇性培養(yǎng)基上生長(zhǎng)和繁殖，只有融合細(xì)胞具有了雙親的遺傳性，才能在HAT

25、選擇性培養(yǎng)基中利用補(bǔ)救途徑合成核苷酸，從而生長(zhǎng)和繁殖。5簡(jiǎn)述5-氟尿嘧啶(5-Fura)、6-巰基嘌呤在體內(nèi)的代謝去向，試解釋它們?yōu)楹文芤种艱NA的復(fù)制。解答：5-溴尿嘧啶是胸腺嘧啶的結(jié)構(gòu)類似物。它進(jìn)入人體后，可轉(zhuǎn)化成5-溴脫氧尿苷酸（BrdUMP），進(jìn)一步生成5-溴脫氧尿苷二磷酸（BrdUDP）和5-溴脫氧尿苷三磷酸（BrdUTP），BrdUTP作為dTTP的類似物可摻入到新合成的DNA鏈中。但它又可作為一種假的負(fù)反饋抑制劑抑制CDP的還原，從而抑制DNA的合成。因?yàn)閐TTP作為NDP還原酶的變構(gòu)抑制劑可抑制CDP的還原，具有類似的效應(yīng)。CDP還原的抑制影響到DNA前體dCTP的產(chǎn)生。 6-

26、巰基嘌呤是次黃嘌呤的結(jié)構(gòu)類似物。它進(jìn)入人體后，在次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶催化下發(fā)生下列反應(yīng)：6-巰基嘌呤 + PRPP 6-巰基嘌呤核苷酸，可抑制磷酸核糖焦磷酸激酶和磷酸核糖氨基轉(zhuǎn)移酶，使PRPP和5¢-磷酸核糖胺的合成受阻。同時(shí)6-巰基嘌呤核苷酸還可抑制次黃苷酸（IMP）進(jìn)一步合成AMP、GMP，從而使核酸的合成受阻。6人體次黃嘌呤鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(HGPRT)缺陷會(huì)引起核苷酸代謝發(fā)生怎樣的變化？其生理生化機(jī)制是什么？解答：次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶是催化次黃嘌呤、鳥(niǎo)嘌呤補(bǔ)救合成的一種重要的酶。正常情況下嘌呤核苷酸從頭合成途徑和補(bǔ)救合成途徑是平衡的，次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤

27、磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶缺陷后，嘌呤補(bǔ)救合成停止了，會(huì)使嘌呤核苷酸從頭合成的底物堆積，尤其是磷酸核糖焦磷酸（PRPP），高水平的PRPP導(dǎo)致嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸過(guò)量生成。由于嘌呤核苷酸的從頭合成是在PRPP基礎(chǔ)上進(jìn)行的，因而HGPRT缺陷對(duì)嘌呤核苷酸合成影響更大。高水平的嘌呤核苷酸進(jìn)而促使它的分解加強(qiáng)，結(jié)果導(dǎo)致血液中尿酸的堆積。過(guò)量尿酸將導(dǎo)致自毀容貌癥，又稱Lesch-Nyhan綜合征。7用氘標(biāo)記胞苷的嘧啶堿基，用14C標(biāo)記胞苷的核糖部分，用標(biāo)記好的胞苷注射動(dòng)物。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，從動(dòng)物組織中除了分離出游離的帶有標(biāo)記的核糖和胞嘧啶，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)分離出的DNA分子中含有帶標(biāo)記的脫氧胞苷酸，從這些實(shí)驗(yàn)事實(shí)中

28、你可得到什么結(jié)論？解答：從這些實(shí)驗(yàn)事實(shí)中可以看出，嘧啶化合物與其他代謝物一樣在體內(nèi)處于不斷的分解和合成中。胞苷進(jìn)入體內(nèi)后可經(jīng)過(guò)合成代謝轉(zhuǎn)變?yōu)榘账岷兔撗醢账?，后者可進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成dCDP和dCTP而摻入DNA分子中。胞苷也可經(jīng)分解代謝產(chǎn)生胞嘧啶和核糖。從這些結(jié)果促使人們?nèi)パ芯亢塑账嵩隗w內(nèi)是如何轉(zhuǎn)變成脫氧核苷酸的？核苷酸還原酶的發(fā)現(xiàn)使這一問(wèn)題得到了答案，原來(lái)核苷酸還原酶能夠以核苷二磷酸為底物，催化核苷二磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)槊撗鹾塑斩姿帷?3 DNA的生物合成1生物的遺傳信息如何由親代傳遞給子代？解答：生物的遺傳信息表現(xiàn)為特定的核苷酸排列順序，通過(guò)DNA的復(fù)制和細(xì)胞分裂由親代細(xì)胞傳遞給子代細(xì)胞。進(jìn)行有性生

29、殖的多細(xì)胞生物形成性細(xì)胞時(shí)，通過(guò)減數(shù)分裂，使性細(xì)胞形成單倍體，在受精過(guò)程中形成的雙倍體細(xì)胞中，一半染色體來(lái)自父親，另一半染色體來(lái)自母親，從而實(shí)現(xiàn)了遺傳信息從親代到子代的傳遞。2何謂DNA的半保留復(fù)制？是否所有DNA的復(fù)制都以半保留的方式進(jìn)行？解答：DNA的半保留復(fù)制指新合成的DNA雙鏈中，有一條鏈?zhǔn)莵?lái)自親代的，另一條鏈?zhǔn)切潞铣傻摹０氡Ａ魪?fù)制的方式只適用于雙鏈分子，單鏈DNA分子要轉(zhuǎn)化成雙鏈的復(fù)制型DNA，再以半保留方式復(fù)制。3若使15N標(biāo)記的大腸桿菌在14N培養(yǎng)基中生長(zhǎng)三代，提取DNA，并用平衡沉降法測(cè)定DNA密度，其14N-DNA分子與14N-15N雜合DNA分子之比應(yīng)為多少？解答：15N標(biāo)

30、記的大腸桿菌利用培養(yǎng)基中的14N合成DNA，第一代DNA雙鏈都是14N-15N雜合DNA分子。第二代分別是以第一代中的14N和15N鏈作為母鏈合成新的DNA，所以14N-DNA分子與14N-15N雜合DNA分子之比為1：1。第三代中的14N和15N母鏈的分子之比是3:1，所以14N-DNA分子與14N-15N雜合DNA分子之比應(yīng)為3:1。4已知DNA的序列為：W: 5-AGCTGGTCAATGAACTGGCGTTAACGTTAAACGTTTCCCAG-3C: 3-TCGACCAGTTACTTGACCGCAATTGCAATTTGCAAAGGGTC-5 上鏈和下鏈分別用W和C表示，箭頭表明DNA復(fù)

31、制時(shí)復(fù)制叉移動(dòng)方向。試問(wèn)： 哪條鏈?zhǔn)呛铣珊箅S鏈的模板? 試管中存在單鏈W，要合成新的C鏈，需要加入哪些成分? 如果需要合成的C鏈被32P標(biāo)記，核苷三磷酸中的哪一個(gè)磷酸基團(tuán)應(yīng)帶有32P? 如果箭頭表明DNA的轉(zhuǎn)錄方向，哪一條鏈?zhǔn)呛铣蒖NA的模板? 解答： W鏈； DNA聚合酶，引物，dNTP，mg2+； -磷酸基團(tuán)； C鏈。5用什么實(shí)驗(yàn)可以證明DNA復(fù)制時(shí)存在許多小片段（岡崎片段）？解答：用帶標(biāo)記的脫氧核苷三磷酸作為合成DNA的原料，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，加入堿溶液使合成停止，檢查發(fā)現(xiàn)標(biāo)記出現(xiàn)在大約1000個(gè)核苷酸的小片段DNA即岡崎片段上，追趕標(biāo)記發(fā)現(xiàn)，這些帶標(biāo)記的小片段DNA很快能夠連接成DNA長(zhǎng)

32、鏈，后來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，DNA復(fù)制時(shí)，前導(dǎo)鏈?zhǔn)沁B續(xù)合成的，后隨鏈需要先合成岡崎片段。6某哺乳動(dòng)物的細(xì)胞中，每個(gè)細(xì)胞的DNA長(zhǎng)1.2m，細(xì)胞生長(zhǎng)周期中的S期約為5h，如果這種細(xì)胞DNA延長(zhǎng)的速度與E.coli相同，即16m/min，那么染色體復(fù)制時(shí)需要有多少?gòu)?fù)制叉同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)？解答：每個(gè)復(fù)制叉5h復(fù)制DNA片段的長(zhǎng)度為16m/min × 300min = 4800m。每個(gè)細(xì)胞內(nèi)DNA長(zhǎng)1.2m = 1.2 × 106m，染色體復(fù)制時(shí)應(yīng)當(dāng)有1.2 × 106m ÷ 4800m = 250個(gè)復(fù)制叉。 7DNA復(fù)制的精確性、持續(xù)性和協(xié)同性是通過(guò)怎樣的機(jī)制實(shí)現(xiàn)的？解答：D

33、NA聚合酶具有復(fù)雜的亞基結(jié)構(gòu)。其35外切酶活性起到校對(duì)作用，不對(duì)稱二聚體相互協(xié)調(diào)，兩個(gè)亞基形成滑動(dòng)夾子，維持了DNA合成的持續(xù)性。復(fù)制叉有多種蛋白質(zhì)協(xié)同作用，使DNA復(fù)制的各個(gè)環(huán)節(jié)能夠協(xié)調(diào)進(jìn)行。8真核生物DNA聚合酶有哪幾種？它們的主要功能是什么？解答：真核生物的DNA聚合酶主要有、五種，均具有5 3聚合酶活性，DNA聚合酶、和有35外切酶活性，DNA聚合酶和無(wú)外切酶活性。因此設(shè)想細(xì)胞核DNA復(fù)制時(shí)，在復(fù)制叉上由DNA聚合酶/引物酶合成RNA引物和一小段DNA，DNA聚合酶或DNA聚合酶合成前導(dǎo)鏈和滯后鏈。不過(guò)目前尚不清楚兩種酶哪個(gè)合成前導(dǎo)鏈，哪個(gè)合成后隨鏈。DNA聚合酶和主要起修復(fù)作用，DN

34、A聚合酶用于線粒體DNA的合成。近年又發(fā)現(xiàn)了多種參與修復(fù)的DNA聚合酶。9DNA的復(fù)制過(guò)程可分為哪幾個(gè)階段？其主要特點(diǎn)是什么？解答：DNA的復(fù)制過(guò)程分為三個(gè)階段，各階段的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在復(fù)制體的變化。起始階段，形成起始復(fù)合物；延伸階段，DNA聚合酶進(jìn)行持續(xù)的DNA復(fù)制；終止階段，復(fù)制體解聚，形成兩個(gè)新的子代分子。10哪些因素能引起DNA損傷？生物體有哪些修復(fù)機(jī)制？解答： 引起DNA損傷的途徑有：生物因素如復(fù)制差錯(cuò)或病毒整合，物理因素如紫外線和電離輻射，化學(xué)因素如各種化學(xué)誘變劑。目前已知細(xì)胞有5種對(duì)DNA損傷的修復(fù)系統(tǒng)：錯(cuò)配修復(fù)、直接修復(fù)、切除修復(fù)、重組修復(fù)、易錯(cuò)修復(fù)（SOS修復(fù)）。11在大腸桿菌

35、DNA分子進(jìn)行同源重組的時(shí)候，形成的異源雙螺旋允許含有某些錯(cuò)配的堿基對(duì)。為什么這些錯(cuò)配的堿基對(duì)不會(huì)被細(xì)胞內(nèi)的錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)排除？解答：大腸桿菌在進(jìn)行錯(cuò)配修復(fù)的時(shí)候，根據(jù)老鏈和新鏈的甲基化程度不同而識(shí)別出新鏈上錯(cuò)配的堿基，再將新鏈上錯(cuò)誤的堿基切除，而不會(huì)切掉舊鏈上正確的堿基。在DNA進(jìn)行同源重組的時(shí)候，形成的異源雙螺旋盡管會(huì)含有某些錯(cuò)配的堿基對(duì)，但異源雙螺旋的兩條DNA鏈上都是高度甲基化的，因此這些錯(cuò)配的堿基對(duì)不會(huì)被細(xì)胞內(nèi)的錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)排除。12試比較切除修復(fù)和光復(fù)活機(jī)制是如何清除由紫外線誘導(dǎo)形成的嘧啶二聚體的？你可使用什么方法區(qū)分這兩種機(jī)制？解答：切除修復(fù)需要將嘧啶二聚體切除掉，換上正常的胸苷酸

36、，而光復(fù)活機(jī)制是通過(guò)光復(fù)活酶直接破壞嘧啶二聚體的環(huán)丁烷結(jié)構(gòu)而修復(fù)嘧啶二聚體?？墒褂?H標(biāo)記的胸苷追蹤修復(fù)過(guò)程，如果3H出現(xiàn)在修復(fù)后的DNA分子上，則修復(fù)的方式是切除修復(fù)，否則就是光復(fù)活機(jī)制。13經(jīng)證實(shí)2, 3雙脫氧次黃嘌呤可作為抗HIV藥，試解釋它抑制AID病毒生長(zhǎng)的機(jī)理。 解答：因?yàn)殡p脫氧次黃嘌呤可以轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的雙脫氧次黃嘌呤核苷三磷酸，在DNA復(fù)制時(shí)，它可以作為dGTP的類似物，將雙脫氧次黃嘌呤核苷酸摻入到新合成的DNA鏈中，但由于它沒(méi)有3¢-OH，所以可以阻斷核苷酸鏈的進(jìn)一步延伸，因此HIV基因組的復(fù)制被抑制。14概述PCR的基本過(guò)程。 解答：聚合酶鏈反應(yīng)（polymerase

37、 chain reaction,PCR）的基本過(guò)程是在試管內(nèi)加入含有待擴(kuò)增DNA片段的雙鏈DNA，分別能與待擴(kuò)增DNA片段兩側(cè)的特定序列互補(bǔ)的兩個(gè)寡核苷酸引物，4種dNTP，含有一定濃度Mg2+的緩沖液，和耐熱的DNA聚合酶，通過(guò)加熱到95左右使DNA變性，降溫到55左右使引物與模板結(jié)合，升溫到72左右合成新鏈3個(gè)步驟的循環(huán)，可以使DNA擴(kuò)增。若擴(kuò)增效率為100%，每循環(huán)1次，DNA可增加1倍，若循環(huán)30次，則DNA增加230倍，若擴(kuò)增效率為x（用小數(shù)表示，如80%表示為0.8），擴(kuò)增的次數(shù)為n，得到產(chǎn)物的量為目的基因加入量的y倍，則可用下列公式計(jì)算擴(kuò)增產(chǎn)物的量：y = ( 1 + x )n1

38、5概述基因克隆的基本步驟。解答：基因克隆的基本步驟有： 用相互配套的12種限制酶切割含目的基因的DNA和載體DNA（切）； 連接目的基因和載體DNA得到重組載體（接）； 將重組載體導(dǎo)入宿主細(xì)胞（轉(zhuǎn)），若使用的是質(zhì)粒載體，稱轉(zhuǎn)化，噬菌體載體稱轉(zhuǎn)導(dǎo)，病毒載體稱轉(zhuǎn)染； 將經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化（或轉(zhuǎn)導(dǎo)，轉(zhuǎn)染）的細(xì)菌或細(xì)胞稀釋，在加有選擇性培養(yǎng)基的平皿培養(yǎng)基或細(xì)胞培養(yǎng)板上培養(yǎng)，選擇含目的基因的陽(yáng)性克隆，并用其它方法進(jìn)一步鑒定（篩）； 擴(kuò)大培養(yǎng)選出的陽(yáng)性克?。〝U(kuò)）。隨后可分離目的基因，或在一定的條件下表達(dá)目的基因。14 RNA的生物合成1原核生物的RNA聚合酶由哪些亞基組成？各個(gè)亞基的主要功能是什么？解答：原核生物的

39、轉(zhuǎn)錄作用，不論其產(chǎn)物是mRNA，rRNA，還是tRNA，都是由同一種RNA聚合酶催化合成的。用SDS-PAGE分離大腸桿菌RNA聚合酶可得幾個(gè)大小不等的亞基：、¢亞基的Mr分別為1.5×105和1.6×105，和的Mr分別為4.0×104和7.0×104。用磷酸纖維素柱層析分離出由各個(gè)亞基組成的全酶（holoenzyme），其亞基組成為2¢，Mr約為4.65×105。其中的因子易于從全酶上解離，其他的亞基則比較牢固地結(jié)合成為核心酶（core enzyme），當(dāng)因子與核心酶結(jié)合成全酶時(shí)，即能起始轉(zhuǎn)錄，當(dāng)因子從轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物中釋

40、放后，核心酶沿DNA模板移動(dòng)并延伸RNA鏈。可見(jiàn)因子為轉(zhuǎn)錄起始所必需，但對(duì)轉(zhuǎn)錄延伸并不需要。全酶以4種核苷三磷酸為原料，以DNA為模板，在37下，以40nt/s的速度從5¢3¢合成RNA。一個(gè)大腸桿菌約含7000個(gè)RNA聚合酶分子，大約2 0005 000個(gè)聚合酶同時(shí)催化RNA的合成。亞基由rpo A基因編碼，為核心酶的組裝所必需，需責(zé)識(shí)別和結(jié)合啟動(dòng)子。亞基在全酶與某些轉(zhuǎn)錄因子相互作用時(shí)也發(fā)揮重要作用。和¢亞基分別由基因rpo B和rpo C編碼。亞基是催化部位的主體，研究表明，亞基有兩個(gè)結(jié)構(gòu)域，分別負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄的起始和延伸，¢亞基上結(jié)合的兩個(gè)Zn2+參與催

41、化過(guò)程。¢亞基可能是RNA聚合酶與模板DNA的結(jié)合部位。大腸桿菌的因子由基因rpo D編碼，在對(duì)啟動(dòng)子識(shí)別中起關(guān)鍵作用。因子與核心酶結(jié)合后，全酶對(duì)啟動(dòng)子特異性結(jié)合能力是對(duì)其他DNA序列結(jié)合能力的107倍。2真核細(xì)胞中有幾種RNA聚合酶？它們各自的主要功能是什么？解答：真核生物的RNA聚合酶，按照對(duì)-鵝膏蕈堿的敏感性不同進(jìn)行分類：RNA聚合酶基本不受-鵝膏蕈堿的抑制，在大于10-3mol/L時(shí)才有輕微的抑制。RNA聚合酶對(duì)-鵝膏蕈堿最為敏感，在10-8mol/L以下就會(huì)被抑制。RNA聚合酶對(duì)-鵝膏蕈堿的敏感性介于聚合酶和聚合酶之間，在10-5mol/L到10-4mol/L才會(huì)有抑制現(xiàn)象

42、。RNA聚合酶存在于核仁中，其功能是合成5.8S rRNA、18 S rRNA和28 S rRNA。RNA聚合酶存在于核質(zhì)中，其功能是合成mRNA、snRNA。RNA聚合酶也存在于核質(zhì)中，其功能是合成tRNA和5 S rRNA及轉(zhuǎn)錄Alu序列。3下面是單鏈DNA模板的堿基序列，將它與RNA聚合酶、GTP、CTP、UTP和-32PATP混合物一起保溫，再用脾磷酸二酯酶水解RNA產(chǎn)物，試問(wèn)可得到哪些3-32P標(biāo)記的NMP？5ATCTTCGTATGCATGTCT 3解答：根據(jù)DNA模板的堿基序列先寫出RNA產(chǎn)物的堿基序列，每個(gè)A的5¢端為32p：532pApG32pApC32pApUpGp

43、C32pApU32pApCpG32pA32pApG32pAp U 3脾磷酸二酯酶從RNA的5¢末端開(kāi)始依次水解生成3¢NMP，得到3¢32pGMP3¢32pCMP3¢ 32pUMP3¢32pAMP=3211。4原核生物的啟動(dòng)子和真核生物的三類啟動(dòng)子各有何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？ 解答：原核生物的啟動(dòng)子在-10區(qū)有一共有序列（consensus sequence）TATAAT，以發(fā)現(xiàn)者的名字命名為Pribnow框(Pribnow box)，或被稱作-10序列。在-35區(qū)還有一個(gè)共有序列TTGACA，被稱作識(shí)別區(qū)域，或-35序列。在不同基因的啟動(dòng)子中，

44、這兩個(gè)共有序列的位置和序列略有區(qū)別。對(duì)上述共有序列進(jìn)行化學(xué)修飾和定位誘變證明，-35序列與聚合酶對(duì)啟動(dòng)子的特異性識(shí)別有關(guān)，-10區(qū)富含A-T對(duì)，有利于DNA局部解鏈，-10區(qū)與-35區(qū)之間的距離，明顯影響轉(zhuǎn)錄的效率。真核生物三類啟動(dòng)子分別起始RNA聚合酶I、II、III的轉(zhuǎn)錄。類別I啟動(dòng)子包括核心啟動(dòng)子和上游控制元件兩部分，需要UBF1和SL1因子參與作用。類別II啟動(dòng)子包括四類控制元件：基本啟動(dòng)子、起始子、上游元件和應(yīng)答元件。識(shí)別這些元件的反式作用因子有通用轉(zhuǎn)錄因子、上游轉(zhuǎn)錄因子和可誘導(dǎo)的因子。類別III啟動(dòng)子有兩類：上游啟動(dòng)子和基因內(nèi)啟動(dòng)子，分別由裝配因子和起始因子促進(jìn)轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成

45、和轉(zhuǎn)錄。5簡(jiǎn)要說(shuō)明原核生物和真核生物轉(zhuǎn)錄調(diào)控的主要特點(diǎn)解答：原核生物與真核生物基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的共同之處主要有兩個(gè)方面。其一，調(diào)控的關(guān)鍵步驟均在轉(zhuǎn)錄的起始階段。其二，DNA上均包括參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控的順式作用元件，細(xì)胞中均含有可以同順式作用元件相互作用的反式作用因子。原核生物基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的特點(diǎn)可歸納為3個(gè)方面：因子決定RNA聚合酶的識(shí)別特異性。原核生物只有一種RNA聚合酶，核心酶催化轉(zhuǎn)錄的延長(zhǎng)，因子識(shí)別特異的啟動(dòng)序列，即不同的因子協(xié)助啟動(dòng)不同基因的轉(zhuǎn)錄。操縱子模型的普遍性。除個(gè)別基因外，原核生物的絕大多數(shù)基因按功能相關(guān)性成簇地連續(xù)排列在DNA分子上，共同組成一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位即操縱子（operon），如乳糖操

46、縱子等。一個(gè)操縱子含一個(gè)啟動(dòng)序列及數(shù)個(gè)編碼基因。在同一個(gè)啟動(dòng)序列控制下，轉(zhuǎn)錄出多順?lè)醋觤RNA。阻遏蛋白與阻遏機(jī)制的普遍性。在原核生物中特異的阻遏蛋白是控制啟動(dòng)序列活性的重要因素。當(dāng)阻遏蛋白與操縱基因結(jié)合或解離時(shí)，結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄被阻遏或去阻遏。真核生物基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的特點(diǎn)可歸納為6個(gè)方面：真核生物有復(fù)雜的染色體結(jié)構(gòu)，染色體結(jié)構(gòu)的變化對(duì)基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控有重要作用。與原核生物相比，真核生物有更多種類的順式作用元件和反式作用因子，基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的機(jī)制更加復(fù)雜。原核生物的反式作用因子對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控既有正調(diào)控，又有負(fù)調(diào)控，其中負(fù)調(diào)控的作用較普遍。真核生物的反式作用因子對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控主要是正調(diào)控，通常需要多

47、個(gè)反式作用因子協(xié)同作用，使基因表達(dá)的調(diào)控更加精確。迄今為止，在真核生物中尚未發(fā)現(xiàn)操縱子結(jié)構(gòu)，功能相關(guān)基因的協(xié)調(diào)表達(dá)比原核生物更加復(fù)雜。原核生物的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物通常不需要加工，即可用于指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，真核生物的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物通常需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的加工，才可用于指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成。真核生物大多為多細(xì)胞生物，在細(xì)胞分化和個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，基因表達(dá)除受細(xì)胞內(nèi)調(diào)控因子的影響外，還受一些細(xì)胞外因子（如激素和細(xì)胞因子）的影響。6簡(jiǎn)要說(shuō)明四類內(nèi)含子剪接作用的特點(diǎn)。解答：第一類內(nèi)含子的剪接反應(yīng)需要一個(gè)鳥(niǎo)嘌呤核苷或核苷酸輔因子，這一輔因子并不是被作為能源使用，而是直接參與反應(yīng)的催化。剪接反應(yīng)是第一步中鳥(niǎo)苷的3¢-羥基作為親核

48、基團(tuán)，與內(nèi)含子5¢-末端形成一個(gè)正常的3¢,5¢ -磷酸二酯鍵。這一步中5¢外顯子的3¢-羥基被釋放出來(lái)，然后作為親核基團(tuán)在內(nèi)含子的3¢末端進(jìn)行同樣的反應(yīng)。導(dǎo)致內(nèi)含子的切除，及外顯子的連接。第二類內(nèi)含子的剪接模式與第一類剪接反應(yīng)的差別，是在第一步中的親核基團(tuán)是內(nèi)含子內(nèi)部的一個(gè)腺苷酸殘基的2¢-羥基，而不是外源的輔因子。這步反應(yīng)中產(chǎn)生一種不尋常的分叉套索樣中間體。第三類也是最大的一類內(nèi)含子，通過(guò)同樣的套索機(jī)制進(jìn)行剪接。然而，它們的剪接需要特殊的叫做剪接體（spliceosome）的RNA-蛋白復(fù)合物發(fā)揮作用。在一些tRNA中發(fā)

49、現(xiàn)的第四類內(nèi)含子與第一、二類不同，它們的剪接需要ATP提供能量，由內(nèi)切核酸酶水解內(nèi)含子兩端的磷酸二酯鍵，兩個(gè)外顯子隨即被連接起來(lái)，連接反應(yīng)與DNA連接酶的連接機(jī)制相同。7設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)確定體內(nèi)基因轉(zhuǎn)錄時(shí)，RNA鏈延伸的平均速率，即每一條RNA鏈每分鐘摻入的核苷酸數(shù)目。 解答：用放射性標(biāo)記的NTP脈沖標(biāo)記細(xì)胞，然后殺死細(xì)胞，提取其RNA，再使用弱堿水解。RNA鏈延伸的平均速率可通過(guò)水解物中被標(biāo)記核苷酸的量除以脈沖標(biāo)記的時(shí)間計(jì)算得出。8為什么野生型的大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)得不到rRNA基因的初級(jí)轉(zhuǎn)錄物？解答：大腸桿菌rRNA后加工并非絕對(duì)發(fā)生在轉(zhuǎn)錄以后，一些后加工反應(yīng)在轉(zhuǎn)錄還沒(méi)有完成的時(shí)候就已開(kāi)始，其中包括

50、某些剪切反應(yīng)，因此在野生型的大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，等轉(zhuǎn)錄結(jié)束以后得到的并不是原始的初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。只有當(dāng)大腸桿菌某些參加后加工的酶有缺陷時(shí)，才有可能得到真正的初級(jí)轉(zhuǎn)錄物。9HIV的什么性質(zhì)使得研制艾滋病的疫苗非常困難？解答：HIV是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒，負(fù)責(zé)逆轉(zhuǎn)錄病毒RNA復(fù)制的逆轉(zhuǎn)錄酶沒(méi)有校對(duì)功能，這使得該病毒的基因突變率比DNA病毒要高許多，作為疫苗靶子的抗原基因更容易突變，這就增加了額外的難度。10如果一種突變菌株合成的因子與核心酶不易解離，對(duì)RNA合成可能產(chǎn)生什么影響？解答：RNA聚合酶全酶與DNA模板的結(jié)合比核心酶緊密得多。RNA合成起始之后，突變的因子不能及時(shí)解離，極大地降低了RNA聚合酶沿模板

51、移動(dòng)的速度。因此該突變株的RNA合成比野生型慢得多。11一個(gè)正在旺盛生長(zhǎng)的大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)約含15000個(gè)核糖體。 如果rRNA前體的基因共含有5000對(duì)核苷酸殘基，若轉(zhuǎn)錄反應(yīng)從5NMP和ATP開(kāi)始，生成這么多rRNA共需消耗多少分子ATP？ 如果這些能量由葡萄糖的有氧氧化提供，共需消耗多少分子葡萄糖？解答： 15000×5000×2=1.5×108個(gè)ATP分子； （1.5×108）/32=4.69×106個(gè)葡萄糖分子。12雞卵清蛋白基因?yàn)?700 bp，經(jīng)轉(zhuǎn)錄后加工從前體分子中剪去內(nèi)含子，拼接成1872 nt的成熟mRNA，其中卵清蛋白的編碼序

52、列含1164 nt(包括一個(gè)終止密碼子)。如果戴帽和內(nèi)部修飾消耗的能量忽略不計(jì)，計(jì)算從轉(zhuǎn)錄出mRNA前體到最后加工成一個(gè)成熟的卵清蛋白mRNA(假定3端還有200個(gè)腺苷酸殘基組成的尾巴)需要消耗多少分子ATP？解答：從卵白蛋清基因轉(zhuǎn)錄出的前體mRNA應(yīng)含7700個(gè)核苷酸殘基，另外有200個(gè)腺苷酸殘基組成的尾巴，因?yàn)閐NMP + 2ATP dNTP + 2ADP，所以每摻入一個(gè)殘基相當(dāng)于消耗兩分子ATP。如果戴帽和內(nèi)部修飾消耗的能量忽略不計(jì)，這個(gè)基因轉(zhuǎn)錄和加工共需消耗的ATP數(shù)為：（7700 + 200）× 2 = 1.58 × 104個(gè)ATP分子。13與DNA聚合酶不同，R

53、NA聚合酶沒(méi)有校正活性，試解釋為什么RNA聚合酶缺少校正功能對(duì)細(xì)胞并無(wú)很大害處。解答：RNA聚合酶缺少校正活性，從而使轉(zhuǎn)錄錯(cuò)誤率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于DNA復(fù)制的錯(cuò)誤率，但是因?yàn)閺囊粋€(gè)基因合成的RNA的絕大多數(shù)的拷貝是正常的，錯(cuò)誤的RNA分子將不可能影響到細(xì)胞的生存。就mRNA分子來(lái)說(shuō)，按照含有錯(cuò)誤的mRNA翻譯的錯(cuò)誤的蛋白質(zhì)數(shù)量只占所合成蛋白總數(shù)的很小百分比。另外，在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中生成的錯(cuò)誤可以很快去除，因?yàn)榇蠖鄶?shù)的mRNA分子的半衰期很短。 14自我拼接反應(yīng)和RNA作為催化劑的反應(yīng)之間的區(qū)別是什么？解答：四膜蟲(chóng)的rRNA的初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物經(jīng)過(guò)一個(gè)自剪切反應(yīng)失去了它的間插序列。因?yàn)樵谶@一反應(yīng)中轉(zhuǎn)錄物被永久的修飾了

54、，因此它不是一個(gè)真正的催化劑。核糖核酸酶P的RNA組分能夠切割tRNA前體分子，并且在反應(yīng)結(jié)束時(shí)仍舊保持不變，因而它稱得上是一個(gè)真正的催化劑。15DNA和RNA各有幾種合成方式，各由什么酶催化新鏈的合成？解答： DNA DNA， 其中DNA半不連續(xù)復(fù)制需要DNA聚合酶III、DNA聚合酶I和DNA連接酶；DNA修復(fù)合成需要DNA聚合酶I、DNA連接酶。 RNA DNA，需要逆轉(zhuǎn)錄酶。 RNA合成包括：DNA RNA，需要RNA聚合酶；RNA RNA，需要RNA復(fù)制酶； RNA DNA RNA需要RNA轉(zhuǎn)錄酶和RNA聚合酶。15 蛋白質(zhì)的生物合成1一個(gè)編碼蛋白質(zhì)的基因，由于插入一段4個(gè)核苷酸序列

55、而被破壞的功能，是否可被一個(gè)核苷酸的缺失所恢復(fù)？解釋原因。解答：一個(gè)編碼蛋白質(zhì)的基因，如果插入4個(gè)核苷酸序列，就會(huì)發(fā)生移碼突變，即從插入處開(kāi)始此蛋白質(zhì)的氨基酸順序都發(fā)生了變化，導(dǎo)致此蛋白質(zhì)功能的喪失。但如果在此插入段相鄰處缺失一個(gè)核苷酸，此蛋白質(zhì)僅在插入處的幾個(gè)氨基酸發(fā)生了改變，如果此變異不是蛋白質(zhì)發(fā)揮功能必需的部位，那么此蛋白質(zhì)可能恢復(fù)其功能。2一個(gè)雙螺旋DNA片段的模板鏈含有順序：5¢GTTAACACCCCTGACTTCGCGCCGTCG 3¢ (a)寫出從這條鏈轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA的堿基順序； (b)從(a)中的mRNA的5¢-末端開(kāi)始翻譯產(chǎn)生的肽鏈的氨基酸順

56、序是什么?（參考密碼表）(c)合成此多肽需消耗多少ATP解答：（a）轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mRNA的堿基順序?yàn)椋?¢-CGACGGCGCGAAGUCAGGGGUGUUAAC-3¢(b) Arg-Arg-Arg-Glu-Val-Arg-Gly-Val-Lys（不考慮起始密碼和終止密碼）(c) 在蛋白質(zhì)合成過(guò)程中，每個(gè)氨基酸活化消耗2個(gè)高能鍵（ATPAMP），進(jìn)位和轉(zhuǎn)肽各需要1個(gè)GTP，每往肽鏈中加入1個(gè)氨基酸要消耗4個(gè)ATP，所以以上肽鏈合成需要9×4=36個(gè)ATP （不考慮起始和終止）。3原核生物是如何區(qū)分AUG是起始密碼還是多肽鏈內(nèi)部Met的密碼的?解答：原核生物在起始密碼上

57、游約10個(gè)核苷酸處(即-10區(qū))通常有一段富含嘌呤的序列，稱為SD序列（Shine-Dalgain sequence）。SD序列可以與小亞基16S rRNA 3-末端的序列互補(bǔ)，使mRNA與小亞基結(jié)合，使得核糖體能夠識(shí)別正確的起始密碼AUG。而多肽鏈內(nèi)部Met的密碼前沒(méi)有SD序列。4原核生物蛋白質(zhì)合成體系由哪些物質(zhì)組成？各起什么作用？解答：原核生物蛋白質(zhì)合成體系的物質(zhì)組成和作用。詳見(jiàn)15.1。5簡(jiǎn)述蛋白質(zhì)合成的起始、延長(zhǎng)和終止過(guò)程。解答：詳見(jiàn)。6試比較原核生物與真核生物在蛋白質(zhì)合成上的差異。解答：（1）原核生物轉(zhuǎn)錄和翻譯同步進(jìn)行，真核生物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物要加工后才進(jìn)行翻譯。（2）原核生物核糖體為70S

58、，由50S與30S兩個(gè)亞基組成；真核生物核糖體為80S，由60S與40S兩個(gè)亞基組成。 （3）原核生物的蛋白質(zhì)合成起始于甲酰甲硫氨酸，需起始因子IF-1、IF-2、 IF-3及GTP、Mg2+參加。真核生物的蛋白質(zhì)合成起始于甲硫氨酸，起始因子為 eIF-1、eIF-2、eIF-3、eIF-4、eIF-5和eIF-6。（4）原核生物在起始密碼上游的SD序列可以與小亞基16S rRNA 3-末端的序列互補(bǔ)，從而確定起始密碼的位置。真核生物核糖體與mRNA 5-末端的帽子結(jié)構(gòu)結(jié)合之后，通過(guò)消耗ATP的掃描機(jī)制向3¢ 端移動(dòng)來(lái)尋找起始密碼。（5）原核生物的延長(zhǎng)因子有EF-Ts、EF-Tu和EF-G。真核生物的延長(zhǎng)因子是eEF-1和eEF-2。（6）肽鏈合成的終止需要有肽鏈釋放因子。原核生物釋放因子有3種