生物化學考研考博簡答題及名詞解釋總結(jié)【新】

第131頁共131頁生物化學考研考博簡答題及名詞解釋總結(jié)1試述RNA的種類及其主要功能。RNA大體可以分mRNA(信使RNA)；rRNA(核糖體RNA)；tRNA(轉(zhuǎn)運RNA)不同的RNA有著不同的功能，其中rRNA是核糖體的組成成分，由細胞核中的核仁合成，而mRNA以及tRNA在蛋白質(zhì)合成的不同階段分別執(zhí)行著不同功能。mRNA是以DNA的一條鏈為模板，以堿基互補配對原則，轉(zhuǎn)錄而形成的一條單鏈，主要功能是實現(xiàn)遺傳信息在蛋白質(zhì)上的表達，是遺傳信息傳遞過程中的橋梁；tRNA的功能是攜帶符合要求的氨基酸，以連接成肽鏈，再經(jīng)過加工形成蛋白質(zhì)2酶的化學修飾調(diào)節(jié)的特點是什么？化學修飾的特點：1）絕大多數(shù)屬于這類調(diào)節(jié)方式的酶都具無活性（或低活性）和有活性（或高活性）兩種形式。它們之間在兩種不同酶的催化下發(fā)生共價修飾，可以互相轉(zhuǎn)變。催化互變反應的酶在體內(nèi)受調(diào)節(jié)因素如激素的控制。2）和變構(gòu)調(diào)節(jié)不同，化學修飾是由酶催化引起的共價鍵的變化，且因其是酶促反應，故有放大效應。催化效率長較變構(gòu)調(diào)節(jié)高。3）磷酸化與脫磷酸是最常見的酶促化學反應。3酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)的特點是什么？別構(gòu)酶的催化位點與別構(gòu)位點可共處一個亞基的不同部位，但更多的是分別處于不同亞基上．在后一種情況下具催化位點的亞基稱催化亞基，而具別構(gòu)位點的稱調(diào)節(jié)亞基。多數(shù)別構(gòu)酶處于代謝途徑的開端，而別構(gòu)酶的別構(gòu)劑往往是一些生理性小分子及該酶作用的底物或該代謝途徑的中間產(chǎn)物或終產(chǎn)物。故別構(gòu)酶的催化活性受細胞內(nèi)底物濃度、代謝中間物或終產(chǎn)物濃度的調(diào)節(jié)。終產(chǎn)物抑制該途徑中的別構(gòu)酶稱反饋抑制(feedbackinhibition)．說明一旦細胞內(nèi)終產(chǎn)物增多，它作為別構(gòu)抑制劑抑制處于代謝途徑起始的酶，及時調(diào)整該代謝途徑的速度，以適應細胞生理機能的需要。別構(gòu)酶在細胞物質(zhì)代謝上的調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。故別構(gòu)酶又稱調(diào)節(jié)酶。4簡述糖酵解和有氧氧化的關(guān)鍵酶。糖酵解的關(guān)鍵酶：葡萄糖激酶、6-磷酸果糖激酶1、丙酮酸激酶有氧氧化的關(guān)鍵酶：檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶、α-酮戊二酸脫氫酶復合體5簡述磷酸戊糖途徑的關(guān)鍵酶和生理意義磷酸戊糖途徑的關(guān)鍵酶是6-磷酸葡萄糖脫氫酶。生理意義：1.是體內(nèi)生成NADPH的主要代謝途徑：NADPH在體內(nèi)可用于：⑴作為供氫體，參與體內(nèi)的合成代謝：如參與合成脂肪酸、膽固醇等。⑵參與羥化反應：作為加單氧酶的輔酶，參與對代謝物的羥化。⑶維持巰基酶的活性。⑷使氧化型谷胱甘肽還原。⑸維持紅細胞膜的完整性：由于6-磷酸葡萄糖脫氫酶遺傳性缺陷可導致蠶豆病，表現(xiàn)為溶血性貧血。2.是體內(nèi)生成5-磷酸核糖的唯一代謝途徑：體內(nèi)合成核苷酸和核酸所需的核糖或脫氧核糖均以5-磷酸核糖的形式提供，其生成方式可以由G-6-P脫氫脫羧生成，也可以由3-磷酸甘油醛和F-6-P經(jīng)基團轉(zhuǎn)移的逆反應生成。6a-螺旋的特點：1)以碳原子為轉(zhuǎn)折點，氨基酸側(cè)鏈伸向外側(cè)2)右手螺旋，酶3.6個氨基酸殘基螺旋上升一圈，螺距為0.54nm3)第一個肽鏈的氨基氫和第四個肽鏈的羧基氧形成氫鍵以穩(wěn)定a螺旋結(jié)構(gòu)。7DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型特點：1)DNA及反向平行的互補雙鏈結(jié)構(gòu)，兩條鏈的堿基之間以氫鍵結(jié)合。2)DNA雙鏈及右手螺旋結(jié)構(gòu)，螺距為3.4nm每個堿基平面之間的距離為0.34nm。3)疏水力和氫鍵維系DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。8酶促反應的特點：1)具有極高的效率。2)具有高度的特異性。3)具有可調(diào)節(jié)性。9糖異生的生理意義：1)維持血糖濃度恒定。2)補充肝糖原。3)調(diào)節(jié)酸堿平衡。10說明脂肪在體內(nèi)的分解過程：(一)脂肪的動員：1)儲存在脂肪細胞中的脂肪被脂肪酶逐步水解為FFA及甘油，并釋放入血以供其它組織氧化利用的過程。2)脂肪動員的關(guān)鍵酶是：激素敏感性甘油三酯脂肪酶。3)脂解激素能促進脂肪動員。(二)脂酸的B氧化：1)脂酸的活化；2)脂酰COA進入線粒體；3)脂酸的B氧化。11簡述蛋白質(zhì)生物合成的過程：1)氨基酸的活化。2)翻譯的起始。3)翻譯的延長。4)翻譯的終止。5)蛋白質(zhì)合成后加工和修飾翻譯后加工過程。12糖酵解的生理意義：1）是機體在缺氧的情況下，獲取能量的有效方式2）是某些細胞在氧供應正常情況下的重要供能途徑。13尿素的生成：1）氨基甲酰磷酸的合成；2）瓜氨酸的合成；3）精氨酸的合成；4）精氨酸水解生成尿素。14簡述膽固醇在體內(nèi)轉(zhuǎn)化成哪些重要物質(zhì)？1）膽汁酸；2）類固醇激素；3）7—脫氫膽固醇。15說明血漿脂蛋白的生理意義：1）乳糜微粒：轉(zhuǎn)運外性甘油三酯及膽固醇；2）極低密度脂蛋白：轉(zhuǎn)運內(nèi)性甘油三酯及膽固醇；3）低密度脂蛋白：轉(zhuǎn)運內(nèi)性膽固醇；4）高密度脂蛋白：逆向轉(zhuǎn)運膽固醇。16半保留復制的意義：對了解DNA的功能和物種的延續(xù)性有重大意義。（DNA雙鏈兩股單鏈有堿基互補關(guān)系，雙鏈中的一股可以確定其對應股的堿基序列）按半保留復制的方式，子代保留了親代DNA的全部遺傳信息，體現(xiàn)在代與代之間DNA堿基序列的一致性上。17DNA復制保真性的依據(jù)：1）遵守嚴格的堿基配對規(guī)律。2）聚合酶在復制延長中對堿基的選擇功能。3）復制出錯時DNA－POI的及時校讀功能。18復制保真性的酶學依據(jù)：1）復制保真性的酶學機制：DNA－POI的核酶外切酶活性的及時校讀。2）復制的保真性和堿基選擇。3）復制按照堿基配對規(guī)律進行：是遺傳信息能準確傳代的基本原理。19真核生物啟動子保守序列：1）TATABOX；2）GObox；3)GAATbox20轉(zhuǎn)錄起始需解決兩個問題：1）RNA-POI必需準確地結(jié)合轉(zhuǎn)錄模板的起始區(qū)域。2）DNA雙鏈解開使其中的一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板。21真核生物的轉(zhuǎn)錄起始有何特點？真核生物的轉(zhuǎn)錄起始上游區(qū)段比原核生物多樣轉(zhuǎn)錄起始時RNA－POI不直接結(jié)合模板，其起始過程比原核生物復雜。22說明真核生物轉(zhuǎn)錄后修飾的主要方式？1）首尾的修飾；2）MRNA的剪接，在5&_x27;端形成GPPPmG-3&_x27;端加上polyAtail；3)剪切；4)添加。23說明核酶的研究意義？核酶的發(fā)現(xiàn)，對中心法則作了重要補充是繼逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象之后對RNA重要功能的另一闡明，核酶結(jié)構(gòu)的闡明可以用人工合成的小片段，RNA配合在欲破壞其結(jié)構(gòu)的RNA或DNA分子上，僅成為錘頭結(jié)構(gòu)，這就是人工設(shè)計的核酶。24列舉核苷酸的生理作用？1）作為核酸合成的原料(DNA,RNA)；2）體內(nèi)能量的利用形成；3）參與代謝和生理調(diào)節(jié)；4）組成輔酶；5）活化中間代謝物。25參與嘌呤核苷酸補救合成途徑的酶？1）腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶；2）次黃嘌呤－鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶；3）腺苷激酶。26補救合成的生理意義？一方面在于可以節(jié)省從頭合成的能量和一些氨基酸的消耗。另一方面，體內(nèi)某些組織器官如：腦骨髓等進行補救合成。27嘌呤醇治療痛風癥機制？臨床上常用嘌呤醇治療痛風，痛風癥是由于患者血尿酸含量增高超過8MG%引起關(guān)節(jié)炎，尿路結(jié)石，別嘌呤醇與次黃嘌呤結(jié)構(gòu)類似，只是分子中N7與C8互換位置，故可抑制黃嘌呤氧化酶從而抑制尿酸生成。從而達到治療痛風的目的。28核苷酸分解代謝產(chǎn)物？1）嘌呤核苷酸分解代謝最終分解生成尿酸2）嘧啶核苷酸最終生成NH3CO3,B-丙氨酸。29簡述白化病發(fā)病原因？在黑色素細胞中酪氨酸酶的催化下，酪氨酸羥化生成多巴，后者經(jīng)氧化脫羧等反應轉(zhuǎn)變成吲哚－5.6醌，黑色素即是吲哚醌聚合物，人體缺乏酪氨酸酶黑色素合成障礙導致皮膚毛發(fā)等發(fā)白形成白化病。30膽固醇在體內(nèi)轉(zhuǎn)化成哪些重要的物質(zhì)？1）轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼帷?）轉(zhuǎn)化為類固醇激素。3）轉(zhuǎn)化為7－脫氫膽固醇。31說明血漿脂蛋白生理功能？乳糜微粒功能轉(zhuǎn)運外性甘油三酯及膽固醇及低密度脂蛋白功能，轉(zhuǎn)運內(nèi)性甘油三酯及膽固醇，低密度脂蛋白轉(zhuǎn)運內(nèi)性膽固醇，高密高脂蛋白逆向轉(zhuǎn)運膽固醇。32基因轉(zhuǎn)錄激活調(diào)節(jié)基本要素？特異DNA序列，調(diào)節(jié)蛋白，DNA蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)－蛋白質(zhì)相互作用。33原核基因表達調(diào)控的特點？1）E因子決定RNA聚合酶識別特異性。2）操縱子模型的普遍性。3）阻遇蛋白與阻遇機制的普遍性。34遺傳密碼有那些特點？1）連續(xù)性2）間并性3）通用性4）擺動性。35參與pr生成物合成包括哪些物質(zhì)？MRNA指導合成多肽鏈的模板tRNA結(jié)合并運載各種氨基酸RNA和多和pr構(gòu)成核蛋白體，作為合成多肽鏈的場所，還包括參與氨基酸生化及起始，延長。終止階段的多種蛋白質(zhì)因子其它PR，酶等。36簡述釋放因子的功能？1）是識別終止密碼，如RT-1特異識別UAA,UAC2）是誘導轉(zhuǎn)肽酶改變?yōu)轷ッ富钚?，相等于催化肽?；D(zhuǎn)移到水分子－OH上，側(cè)肽鏈從核蛋白體上釋放。37列舉幾種有促進蛋白折疊功能的大分子？1）分子伴侶：促進各功能域和整體蛋白質(zhì)的正確折疊。2）伴侶素：為非自發(fā)性折疊蛋白質(zhì)提供能折疊形成天然空間構(gòu)象的微環(huán)境。3）蛋白二硫鍵異構(gòu)酶：最終使蛋白質(zhì)形成熱力學最穩(wěn)定的天然構(gòu)象。38說明干擾素的作用機制：1）在某些病毒等雙鏈RNA存在時，能誘導特異蛋白激酶活化，活化的激酶使真核主要起始因子eff2磷酸化失活，從而抑制病毒蛋白質(zhì)合成。2）能與雙鏈RNA共同活化特殊的2&_x27;－5&_x27;A合成酶使ATP以2&_x27;－5&_x27;磷酸二酯鏈連接聚合為2&_x27;-5&_x27;寡聚腺苷酸，2&_x27;-5&_x27;A則可活化一種核酸內(nèi)切酶RNASTL。后者使病毒MRNA發(fā)生降解阻斷病毒蛋白質(zhì)合成。39試述一碳單位代謝的重要意義？1）合成嘌呤及嘧啶的原料。2）提供胸苷酸（DTMP）合成甲基的來。3）與乙酰輔酶A在聯(lián)系糖脂肪氨基酸代謝中所起的樞紐作用相類似。4）一碳單位代謝障礙可造成某些病理情況。如：巨幼RBC貧血（碘胺藥及某些抗惡性腫瘤藥）也正是分別通過干擾細菌及惡性腫瘤細胞的葉酸四氫葉酸合成，進一步影響一碳單位代謝與核酸合成而發(fā)揮其藥理作用。40簡述肝性腦病的發(fā)病原因？氨進入腦組織與腦中的a－酮戊二酸結(jié)合生成谷氨酸，氨也可與腦中的谷氨酸進一步結(jié)合生成谷氨酰氨；腦中氨的增加可以使腦細胞中a－酮戊二酸的減少導致三羧酸循環(huán)減弱，從而使腦組織中ATP生成減少，引起大腦功能障礙，嚴重時可發(fā)生昏迷41PR的分離和純化：1）透析和超濾法2）丙酮沉淀鹽析及免疫沉淀3）電泳4）層析5）超速離心。42DNA聚合反應的特點：1）DNA新鏈生成需引物和模板2）新鏈的延長只可沿5‘—3’方向進行。3）3‘—5’外切酶活性：能辨認錯配的堿基對4）5‘—3’外切酶活性：能切除突變的DNA片段。43氨在體內(nèi)的代謝過程：（一）體內(nèi)氨的1）氨基酸脫氨作用產(chǎn)生的氨是血氨的主要來2）腸道吸收的氨：（1）氨基酸在腸道細菌作用下產(chǎn)生的氨（2）尿素經(jīng)腸道細菌尿素酶水解產(chǎn)生的氨3）腎小管上皮細胞分泌的氨主要來自谷氨酰氨。(二)氨的轉(zhuǎn)運：1）丙氨酸—葡萄糖循環(huán)2）谷氨酰氨的運氨作用。44血氨升高的原理：正常生理情況下，血氨的來與去路保持動態(tài)平衡，血氨濃度處于較低的水平，氨在肝中合成尿素是維持這種平衡的關(guān)鍵，當肝功能嚴重損傷時，尿素合成發(fā)生障礙，血氨濃度升高。45三羧酸循環(huán)的生理意義：1）是三大營養(yǎng)物質(zhì)氧化分解的共同途徑2））是三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝聯(lián)系的樞紐3）為其他物質(zhì)代謝提供小分子前體4）為呼吸鏈提供H＋e.三羧酸循環(huán)的生物學意義：1.三羧酸循環(huán)是機體獲取能量的主要方式。1個分子葡萄糖經(jīng)無氧酵解僅凈生成2個分子ATP，而有氧氧化可凈生成32個ATP，其中三羧酸循環(huán)生成20個ATP，在一般生理條件下，許多組織細胞皆從糖的有氧氧化獲得能量。糖的有氧氧化不但釋能效率高，而且逐步釋能，并逐步儲存于ATP分子中，因此能的利用率也很高。2.三羧酸循環(huán)是糖，脂肪和蛋白質(zhì)三種主要有機物在體內(nèi)徹底氧化的共同代謝途徑，三羧酸循環(huán)的起始物乙酰CoA，不但是糖氧化分解產(chǎn)物，它也可來自脂肪的甘油、脂肪酸和來自蛋白質(zhì)的某些氨基酸代謝，因此三羧酸循環(huán)實際上是三種主要有機物在體內(nèi)氧化供能的共同通路，估計人體內(nèi)2/3的有機物是通過三羧酸循環(huán)而被分解的。3.三羧酸循環(huán)是體內(nèi)三種主要有機物互變的聯(lián)結(jié)機構(gòu)，因糖和甘油在體內(nèi)代謝可生成α-酮戊二酸及草酰乙酸等三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物，這些中間產(chǎn)物可以轉(zhuǎn)變成為某些氨基酸；而有些氨基酸又可通過不同途徑變成α-酮戊二酸和草酰乙酸，再經(jīng)糖異生的途徑生成糖或轉(zhuǎn)變成甘油，因此三羧酸循環(huán)不僅是三種主要的有機物分解代謝的最終共同途徑，而且也是它們互變的聯(lián)絡(luò)機構(gòu)。46三羧酸循環(huán)的過程：1）檸檬酸的形成：已酰CoA與草酰已酸縮合成檸檬酸，由檸檬酸合酶催化不可逆反應2）異檸檬酸形成：檸檬酸與異檸檬酸的異構(gòu)化可逆互變反應由順烏頭酸催化。3）第一次氧化脫羧：異檸檬酸在異檸檬酸脫氫酸作用下氧化脫羧，a—酮戊二酸4）第二次氧化脫羧：a—酮戊二酸氧化脫羧生成琥玻酰CoA酶a—酮戊二酰脫氫酶5）底物水平磷酸化反應：反應是可逆的，由琥玻酸CoA合成酶催化，底物水平磷酸化也是三羧酸循環(huán)中唯一直接生成高能磷酸鍵的反應6）琥玻酸脫氫生成延胡索酸：反應由琥玻酸脫氫酸催化7）延胡索酸加水生成蘋果酸：延胡索酸酶催化此可逆反應8）蘋果酸脫氫生成草酰已酸：蘋果酸脫氫酶催化生成NADH＋H＋。47磷酸戊糖途徑的生理意義：1）為核酸的生物合成提供核糖。2）提供NADPH作為供氫體參與多種代謝反應。48糖有氧氧化的三個階段：1）糖酵解途徑分解成丙酮酸；2）丙酮酸進入線粒體內(nèi)氧化脫羧生成已酰CoA；3）三羧酸循環(huán)及氧化磷酸化49DNA分子二級結(jié)構(gòu)有哪些特點？按Watson-Crick模型，DNA的結(jié)構(gòu)特點有：兩條反相平行的多核苷酸鏈圍繞同一中心軸互繞；堿基位于結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)，而親水的糖磷酸主鏈位于螺旋的外側(cè)，通過磷酸二酯鍵相連，形成核酸的骨架；堿基平面與軸垂直，糖環(huán)平面則與軸平行。兩條鏈皆為右手螺旋；雙螺旋的直徑為2nm，堿基堆積距離為0.34nm，兩核酸之間的夾角是36°，每對螺旋由10對堿基組成；堿基按A=T，G≡C配對互補，彼此以氫鍵相連系。維持DNA結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的力量主要是堿基堆積力；雙螺旋結(jié)構(gòu)表面有兩條螺形凹溝，一大一小。50簡述tRNA二級結(jié)構(gòu)的組成特點及其每一部分的功能。tRNA的二級結(jié)構(gòu)為三葉草結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)特征為：（1）tRNA的二級結(jié)構(gòu)由四臂、四環(huán)組成。已配對的片斷稱為臂，未配對的片斷稱為環(huán)。（2）葉柄是氨基酸臂。其上含有CCA-OH3’，此結(jié)構(gòu)是接受氨基酸的位置。（3）氨基酸臂對面是反密碼子環(huán)。在它的中部含有三個相鄰堿基組成的反密碼子，可與mRNA上的密碼子相互識別。（4）左環(huán)是二氫尿嘧啶環(huán)（D環(huán)），它與氨基酰-tRNA合成酶的結(jié)合有關(guān)。（5）右環(huán)是假尿嘧啶環(huán)（TψC環(huán)），它與核糖體的結(jié)合有關(guān)。（6）在反密碼子與假尿嘧啶環(huán)之間的是可變環(huán)，它的大小決定著tRNA分子大小。51蛋白質(zhì)的α—螺旋結(jié)構(gòu)有何特點？（1）多肽鏈主鏈繞中心軸旋轉(zhuǎn)，形成棒狀螺旋結(jié)構(gòu)，每個螺旋含有3.6個氨基酸殘基，螺距為0.54nm,氨基酸之間的軸心距為0.15nm.。（2）α-螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定主要靠鏈內(nèi)氫鍵，每個氨基酸的N—H與前面第四個氨基酸的C＝O形成氫鍵。（3）天然蛋白質(zhì)的α-螺旋結(jié)構(gòu)大都為右手螺旋。52蛋白質(zhì)的β—折疊結(jié)構(gòu)有何特點？β-折疊結(jié)構(gòu)又稱為β-片層結(jié)構(gòu)，它是肽鏈主鏈或某一肽段的一種相當伸展的結(jié)構(gòu)，多肽鏈呈扇面狀折疊。（1）兩條或多條幾乎完全伸展的多肽鏈（或肽段）側(cè)向聚集在一起，通過相鄰肽鏈主鏈上的氨基和羰基之間形成的氫鍵連接成片層結(jié)構(gòu)并維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。（2）氨基酸之間的軸心距為0.35nm（反平行式）和0.325nm（平行式）。（3）β-折疊結(jié)構(gòu)有平行排列和反平行排列兩種。53蛋白質(zhì)有哪些重要功能蛋白質(zhì)的重要作用主要有以下幾方面：（1）生物催化作用酶是蛋白質(zhì)，具有催化能力，新陳代謝的所有化學反應幾乎都是在酶的催化下進行的。（2）結(jié)構(gòu)蛋白有些蛋白質(zhì)的功能是參與細胞和組織的建成。（3）運輸功能如血紅蛋白具有運輸氧的功能。（4）收縮運動收縮蛋白（如肌動蛋白和肌球蛋白）與肌肉收縮和細胞運動密切相關(guān)。（5）激素功能動物體內(nèi)的激素許多是蛋白質(zhì)或多肽，是調(diào)節(jié)新陳代謝的生理活性物質(zhì)。（6）免疫保護功能抗體是蛋白質(zhì)，能與特異抗原結(jié)合以清除抗原的作用，具有免疫功能。（7）貯藏蛋白有些蛋白質(zhì)具有貯藏功能，如植物種子的谷蛋白可供種子萌發(fā)時利用。（8）接受和傳遞信息生物體中的受體蛋白能專一地接受和傳遞外界的信息。（9）控制生長與分化有些蛋白參與細胞生長與分化的調(diào)控。（10）毒蛋白能引起機體中毒癥狀和死亡的異體蛋白，如細菌毒素、蛇毒、蝎毒、蓖麻毒素等。54怎樣證明酶是蛋白質(zhì)？（1）酶能被酸、堿及蛋白酶水解，水解的最終產(chǎn)物都是氨基酸，證明酶是由氨基酸組成的。（2）酶具有蛋白質(zhì)所具有的顏色反應，如雙縮脲反應、茚三酮反應、米倫反應、乙醛酸反應。（3）一切能使蛋白質(zhì)變性的因素，如熱、酸堿、紫外線等，同樣可以使酶變性失活。（4）酶同樣具有蛋白質(zhì)所具有的大分子性質(zhì)，如不能通過半透膜、可以電泳等。（5）酶同其他蛋白質(zhì)一樣是兩性電解質(zhì)，并有一定的等電點?？傊甘怯砂被峤M成的，與其他已知的蛋白質(zhì)有著相同的理化性質(zhì)，所以酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)。55構(gòu)成電子傳遞鏈的電子傳遞體成員有哪些構(gòu)成電子傳遞鏈的電子傳遞體成員分五類：（1）煙酰胺核苷酸（NAD＋）多種底物脫氫酶以NAD＋為輔酶，接受底物上脫下的氫成為還原態(tài)的NADH+＋H＋，是氫（H＋和eˉ）傳遞體。（2）黃素蛋白黃素蛋白以FAD和FMN為輔基，接受NADH+＋H＋或底物（如琥珀酸）上的質(zhì)子和電子，形成FADH2或FMNH2，傳遞質(zhì)子和電子。（3）鐵硫蛋白或鐵硫中心也稱非血紅素蛋白，是單電子傳遞體，氧化態(tài)為Fe3＋，還原態(tài)為Fe2＋。（4）輔酶Q又稱泛醌，是脂溶性化合物。它不僅能接受脫氫酶的氫，還能接受琥珀酸脫氫酶等的氫（H＋＋eˉ）。是處于電子傳遞鏈中心地位的載氫體。（5）細胞色素類是含鐵的單電子傳遞載體。鐵原子處于卟啉的中心，構(gòu)成血紅素。它是細胞色素類的輔基。細胞色素類是呼吸鏈中將電子從輔酶Q傳遞到氧的專一酶類。線粒體的電子至少含有5種不同的細胞色素（即b、c、c1、a、a?3）。通過實驗證明，它們在電子傳遞鏈上電于傳遞的順序是b→c1→c→aa3，細胞色素aa3以復合物形式存在，稱為細胞色素氧化酶。是電子傳遞鏈中最末端的載體，所以又稱末端氧化酶。56電子傳遞抑制劑能夠阻斷呼吸鏈中某一部位電子傳遞的物質(zhì)稱為電子傳遞抑制劑。常用的抑制劑有：（1）魚藤酮：阻斷電子由NADH向CoQ的傳遞。它是一種極毒的植物物質(zhì)，常用作殺蟲劑。（2）抗霉素A：能阻斷電子從Cytb到Cytc1的傳遞。（3）氰化物、硫化氫、疊氮化物、CO能阻斷電子由Cytaa3到氧的傳遞。由于這三個部位的電子流被阻斷，因此，也抑制了磷酸化的進行，即不能形成ATP。57氧化磷酸化作用高勢能電子從NADH或FADH2沿呼吸鏈傳遞給氧的過程中，所釋放的能量轉(zhuǎn)移給ADP形成ATP，即ATP的形成與電子傳遞相偶聯(lián)，稱為氧化磷酸化作用，其特點是需要氧分子參與。氧化磷酸化作用與底物水平磷酸化作用是有區(qū)別的：底物水平磷酸化作用是指代謝底物由于脫氫或脫水，造成其分子內(nèi)部能量重新分布，產(chǎn)生的高能鍵所攜帶的能量轉(zhuǎn)移給ADP生成ATP，即ATP的形成直接與一個代謝中間高能磷酸化合物（如磷酸烯醇式丙酮酸、1,3-二磷酸甘油酸等）上的磷酸基團的轉(zhuǎn)移相偶聯(lián)，其特點是不需要分子氧參加。58P/O比和磷酸化部位磷氧比（P/O）是指一對電子通過呼吸鏈傳遞到氧所產(chǎn)生ATP的分子數(shù)。由NADH開始氧化脫氫脫電子，電子經(jīng)過呼吸鏈傳遞給氧，生成3分子ATP，則P/O比為3。這3分子ATP是在三個部位上生成的，第一個部位是在NADH和CoQ之間，第二個部位是在Cytb與Cytc1之間；第三個部位是在Cytaa3和氧之間。如果從FADH2開始氧化脫氫脫電子，電子經(jīng)過呼吸鏈傳遞給氧，只能生成2分子ATP，其P/O比為2。59氧化磷酸化的解偶聯(lián)作用（1）氧化磷酸化的解偶聯(lián)作用在完整線粒體內(nèi)，電子傳遞與磷酸化是緊密偶聯(lián)的，當使用某些試劑而導致的電子傳遞與ATP形成這兩個過程分開，只進行電子傳遞而不能形成ATP的作用，稱為解偶聯(lián)作用。（2）氧化磷酸化的解偶聯(lián)劑能引起解偶聯(lián)作用的試劑稱為解偶聯(lián)劑，解偶聯(lián)作用的實質(zhì)是解偶聯(lián)劑消除電子傳遞中所產(chǎn)生的跨膜質(zhì)子濃度或電位梯度，只有電子傳遞而不產(chǎn)生ATP。（3）解偶聯(lián)劑種類典型的解偶聯(lián)劑是化學物質(zhì)2,4-二硝基苯酚（DNP），DNP具弱酸性，在不同pH環(huán)境可結(jié)合H+或釋放H+；并且DNP具脂溶性，能透過磷脂雙分子層，使線粒體內(nèi)膜外側(cè)的H+轉(zhuǎn)移到內(nèi)側(cè)，從而消除H+梯度。此外，離子載體如由鏈霉素產(chǎn)生的抗菌素——纈氨霉素，具脂溶性，能與K+離子配位結(jié)合，使線粒體膜外的K+轉(zhuǎn)運到膜內(nèi)而消除跨膜電位梯度。另外還有存在于某些生物細胞線粒體內(nèi)膜上的天然解偶聯(lián)蛋白，該蛋白構(gòu)成的質(zhì)子通道可以讓膜外質(zhì)子經(jīng)其通道返回膜內(nèi)而消除跨膜的質(zhì)子濃度梯度，不能生成ATP而產(chǎn)生熱量使體溫增加。解偶聯(lián)劑與電子傳遞抑制劑是不同的，解偶聯(lián)劑只消除內(nèi)膜兩側(cè)質(zhì)子或電位梯度，不抑制呼吸鏈的電子傳遞，甚至加速電子傳遞，促進呼吸底物和分子氧的消耗，但不形成ATP，只產(chǎn)生熱量。60氧化磷酸化的作用機理與電子傳遞相偶聯(lián)的氧化磷酸化作用機理雖研究多年，但仍不清楚。曾有三種假說試圖解釋其機理。這三種假說為：化學偶聯(lián)假說、構(gòu)象偶聯(lián)假說、化學滲透假說。（1）化學偶聯(lián)假說認為電子傳遞中所釋放的自由能以一個高能共價中間物形式暫時存在，隨后裂解將其能量轉(zhuǎn)給ADP以形成ATP。但不能從呼吸鏈中找到高能中間物的實例。（2）構(gòu)象偶聯(lián)假說認為電子沿呼吸鏈傳遞釋放的自由能使線粒體內(nèi)膜蛋白質(zhì)發(fā)生構(gòu)象變化而形成一種高能形式暫時存在。這種高能形式將能量轉(zhuǎn)給F0F1-ATP酶分子使之發(fā)生構(gòu)象變化，F(xiàn)0F1-ATP酶復原時將能量轉(zhuǎn)給ADP形成ATP。（3）化學滲透假說該假說由英國生物化學家PeterMitchell提出的。他認為電子傳遞的結(jié)果將H+從線粒體內(nèi)膜上的內(nèi)側(cè)“泵”到內(nèi)膜的外側(cè)，于是在內(nèi)膜內(nèi)外兩側(cè)產(chǎn)生了H+的濃度梯度。即內(nèi)膜的外側(cè)與內(nèi)膜的內(nèi)側(cè)之間含有一種勢能，該勢能是H+返回內(nèi)膜內(nèi)側(cè)的一種動力。H+通過F0F1-ATP酶分子上的特殊通道又流回內(nèi)膜的內(nèi)側(cè)。當H+返回內(nèi)膜內(nèi)側(cè)時，釋放出自由能的反應和ATP的合成反應相偶聯(lián)。該假說目前得到較多人的支持。實驗證明氧化磷酸化作用的進行需要完全的線粒體內(nèi)膜存在。當用超聲波處理線粒體時，可將線粒體內(nèi)膜嵴打成片段：有些片段的嵴膜又重新封閉起來形成泡狀體，稱為亞線粒體泡（內(nèi)膜變?yōu)榉D(zhuǎn)朝外）。這些亞線粒體泡仍具有進行氧化磷酸化作用的功能。在囊泡的外面可看到F1球狀體。用尿素或胰蛋白酶處理這些囊泡時，內(nèi)膜上的球體F1脫下，F(xiàn)0留在膜上。這種處理過的囊泡仍具有電子傳遞鏈的功能，但失去合成ATP的功能。當將F1球狀體再加回到只有F0的囊泡時，氧化磷酸化作用又恢復。這一實驗說明線粒體內(nèi)膜嵴上的酶（F0）起電子傳遞的作用，而其上的F1是形成ATP的重要成分，F(xiàn)0和F1是一種酶的復合體。61線粒體的穿梭系統(tǒng)真核生物在細胞質(zhì)中進行糖酵解時所生成的NADH是不能直接透過線粒體內(nèi)膜被氧化的，但是NADH＋H+上的質(zhì)子可以通過一個穿梭的間接途徑而進入電子傳遞鏈。3-磷酸甘油的穿梭過程是最早發(fā)現(xiàn)的。其過程是胞質(zhì)中NADH十H+在3-磷酸甘油脫氫酶作用下與磷酸二羥丙酮反應生成3-磷酸甘油。3-磷酸甘油可進入線粒體，在線粒體內(nèi)膜上的3-磷酸甘油脫氫酶（輔基為FAD）作用下，生成磷酸二羥丙酮和FADH2。磷酸二羥丙酮透出線粒體，繼續(xù)作為氫的受體，F(xiàn)ADH2將氫傳遞給CoQ進入呼吸鏈氧化，這樣只能產(chǎn)生2分于ATP。在動物的肝、腎及心臟的線粒體存在另一種穿梭方式，即草酰乙酸-蘋果酸穿梭。這種方式在胞液及線粒體內(nèi)的脫氫酶輔酶都是NAD＋，所以胞液中的NADH+H+到達線粒體內(nèi)又生成NADH＋H+。從能量產(chǎn)生來看，草酰乙酸-蘋果酸穿梭優(yōu)于α-磷酸甘油穿梭機制；但α-磷酸甘油穿梭機制比草酰乙酸-蘋果酸穿梭速度要快很多。62常見的呼吸鏈電子傳遞抑制劑有哪些？它們的作用機制是什么?常見的呼吸鏈電子傳遞抑制劑有：（1）魚藤酮（rotenone）、阿米妥（amytal）、以及殺粉蝶菌素（piericidin-A），它們的作用是阻斷電子由NADH向輔酶Q的傳遞。魚藤酮是從熱帶植物（Derriselliptiee）的根中提取出來的化合物，它能和NADH脫氫酶牢固結(jié)合，因而能阻斷呼吸鏈的電子傳遞。魚藤酮對黃素蛋白不起作用，所以魚藤酮可以用來鑒別NADH呼吸鏈與FADH2呼吸鏈。阿米妥的作用與魚藤酮相似，但作用較弱，可用作麻醉藥。殺粉蝶菌素A是輔酶Q的結(jié)構(gòu)類似物，由此可以與輔酶Q相競爭，從而抑制電子傳遞。（2）抗霉素A（antimycinA）是從鏈霉菌分離出的抗菌素，它抑制電子從細胞色素b到細胞色素c1的傳遞作用。（3）氰化物、一氧化碳、疊氮化合物及硫化氫可以阻斷電子細胞色素aa3向氧的傳遞作用，這也就是氰化物及一氧化碳中毒的原因。63氰化物為什么能引起細胞窒息死亡？其解救機理是什么？氰化鉀的毒性是因為它進入人體內(nèi)時，CNˉ的N原子含有孤對電子能夠與細胞色素aa3的氧化形式——高價鐵Fe3＋以配位鍵結(jié)合成氰化高鐵細胞色素aa3，使其失去傳遞電子的能力，阻斷了電子傳遞給O2，結(jié)果呼吸鏈中斷，細胞因窒息而死亡。而亞硝酸在體內(nèi)可以將血紅蛋白的血紅素輔基上的Fe2＋氧化為Fe3＋。部分血紅蛋白的血紅素輔基上的Fe2＋被氧化成Fe3＋——高鐵血紅蛋白，且含量達到20%-30%時，高鐵血紅蛋白（Fe3＋）也可以和氰化鉀結(jié)合，這就競爭性抑制了氰化鉀與細胞色素aa3的結(jié)合，從而使細胞色素aa3的活力恢復；但生成的氰化高鐵血紅蛋白在數(shù)分鐘后又能逐漸解離而放出CNˉ。因此，如果在服用亞硝酸的同時，服用硫代硫酸鈉，則CNˉ可被轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒的SCNˉ，此硫氰化物再經(jīng)腎臟隨尿排出體外。64在體內(nèi)ATP有哪些生理作用？ATP在體內(nèi)有許多重要的生理作用：（1）是機體能量的暫時貯存形式：在生物氧化中，ADP能將呼吸鏈上電子傳遞過程中所釋放的電化學能以磷酸化生成ATP的方式貯存起來，因此ATP是生物氧化中能量的暫時貯存形式。（2）是機體其它能量形式的ATP分子內(nèi)所含有的高能鍵可轉(zhuǎn)化成其它能量形式，以維持機體的正常生理機能，例如可轉(zhuǎn)化成機械能、生物電能、熱能、滲透能、化學合成能等。體內(nèi)某些合成反應不一定都直接利用ATP供能，而以其他三磷酸核苷作為能量的直接來。如糖原合成需UTP供能；磷脂合成需CTP供能；蛋白質(zhì)合成需GTP供能。這些三磷酸核苷分子中的高能磷酸鍵并不是在生物氧化過程中直接生成的，而是ATP。（3）可生成c參與激素作用：ATP在細胞膜上的腺苷酸環(huán)化酶催化下，可生成c，作為許多肽類激素在細胞內(nèi)體現(xiàn)生理效應的第二信使。65有人曾經(jīng)考慮過使用解偶聯(lián)劑如2,4-二硝基苯酚（DNP）作為減肥藥，但很快就被放棄使用，為什么？DNP作為一種解偶聯(lián)劑，能夠破壞線粒體內(nèi)膜兩側(cè)的質(zhì)子梯度，使質(zhì)子梯度轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，而不是ATP。在解偶聯(lián)狀態(tài)下，電子傳遞過程完全是自由進行的，底物失去控制地被快速氧化，細胞的代謝速率將大幅度提高。這些將導致機體組織消耗其存在的能形式，如糖原和脂肪，因此有減肥的功效。但是由于這種消耗是失去控制的消耗，同時消耗過程中過分產(chǎn)熱，這勢必會給機體帶來強烈的副作用。66什么是鐵硫蛋白？其生理功能是什么？鐵硫蛋白是一種非血紅素鐵蛋白，其活性部位含有非血紅素鐵原子和對酸不穩(wěn)定的硫原子，此活性部位被稱之為鐵硫中心。鐵硫蛋白是一種存在于線粒體內(nèi)膜上的與電子傳遞有關(guān)的蛋白質(zhì)。鐵硫蛋白中的鐵原子與硫原子通常以等摩爾量存在，鐵原子與蛋白質(zhì)的四個半胱氨酸殘基結(jié)合。根據(jù)鐵硫蛋白中所含鐵原子和硫原子的數(shù)量不同可分為三類：FeS中心、Fe2-S2中心和Fe4-S4中心。在線粒體內(nèi)膜上，鐵硫蛋白和遞氫體或遞電子體結(jié)合為蛋白復合體，已經(jīng)證明在呼吸鏈的復合物I、復合物Ⅱ、復合物Ⅲ中均結(jié)合有鐵硫蛋白，其功能是通過二價鐵離子和三價鐵離子的化合價變化來傳遞電子，而且每次只傳遞一個電子，是單電子傳遞體。67氧化作用和磷酸化作用是怎樣偶聯(lián)的？目前解釋氧化作用和磷酸化作用如何偶聯(lián)的假說有三個，即化學偶聯(lián)假說、結(jié)構(gòu)偶聯(lián)假說與化學滲透假說。其中化學滲透假說得到較普遍的公認。該假說的主要內(nèi)容是：（1）線粒體內(nèi)膜是封閉的對質(zhì)子不通透的完整內(nèi)膜系統(tǒng)。（2）電子傳遞鏈中的氫傳遞體和電子傳遞體是交叉排列，氫傳遞體有質(zhì)子（H＋）泵的作用，在電子傳遞過程中不斷地將質(zhì)子（H＋）從內(nèi)膜內(nèi)側(cè)基質(zhì)中泵到內(nèi)膜外側(cè)。（3）質(zhì)子泵出后，不能自由通過內(nèi)膜回到內(nèi)膜內(nèi)側(cè)，這就形成內(nèi)膜外側(cè)質(zhì)子（H＋）濃度高于內(nèi)側(cè)，使膜內(nèi)帶負電荷，膜外帶正電荷，因而也就形成了兩側(cè)質(zhì)子濃度梯度和跨膜電位梯度。這兩種跨膜梯度是電子傳遞所產(chǎn)生的電化學電勢，是質(zhì)子回到膜內(nèi)的動力，稱質(zhì)子移動力或質(zhì)子動力勢。（4）一對電子（2eˉ）從NADH傳遞到O2的過程中共有3對H十從膜內(nèi)轉(zhuǎn)移到膜外。復合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ著質(zhì)子泵的作用，這與氧化磷酸化的三個偶聯(lián)部位一致，每次泵出2個H十。（5）質(zhì)子移動力是質(zhì)子返回膜內(nèi)的動力，是ADP磷酸化成ATP的能量所在，在質(zhì)子移動力驅(qū)使下，質(zhì)子（H＋）通過F1F0-ATP合酶回到膜內(nèi)，同時ADP磷酸化合戚ATP。（一）糖酵解途徑：糖酵解途徑中，葡萄糖在一系列酶的催化下，經(jīng)10步反應降解為2分子丙酮酸，同時產(chǎn)生2分子NADH+H+和2分子ATP。主要步驟為：1）葡萄糖磷酸化形成二磷酸果糖；2）二磷酸果糖分解成為磷酸甘油醛和磷酸二羥丙酮，二者可以互變；3）磷酸甘油醛脫去2H及磷酸變成丙酮酸，脫去的2H被NAD+所接受，形成NADH+H+。（二）丙酮酸的去路：（1）有氧條件下，丙酮酸進入線粒體氧化脫羧轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴］o酶A，同時產(chǎn)生1分子NADH+H+。乙酰輔酶A進入三羧酸循環(huán)，最后氧化為CO2和H2O。（2）在厭氧條件下，可生成乳酸和乙醇。同時NAD+得到再生，使酵解過程持續(xù)進行。（三）三羧酸循環(huán)：在線粒體基質(zhì)中，丙酮酸氧化脫羧生成的乙酰輔酶A，再與草酰乙酸縮合成檸檬酸，進入三羧酸循環(huán)。檸檬酸經(jīng)脫水加水轉(zhuǎn)變成異檸檬酸，異檸檬酸經(jīng)連續(xù)兩次脫羧和脫羧生成琥珀酰CoA；琥珀酰CoA發(fā)生底物水平磷酸化產(chǎn)生1分子GTP和琥珀酸；琥珀酸再脫氫，加水及再脫氫作用依次變成延胡索酸，蘋果酸及循環(huán)開始的草酰乙酸。三羧酸循環(huán)每循環(huán)一次放出2分子CO2，產(chǎn)生3分子NADH+H+，和一分子FADH2。（四）磷酸戊糖途徑：在胞質(zhì)中，在磷酸戊糖途徑中磷酸葡萄糖經(jīng)氧化階段和非氧化階段被氧化分解為CO2，同時產(chǎn)生NADPH+H+。其主要過程是G-6-P脫氧生成6-磷酸葡萄糖酸，再脫氫，脫羧生成核酮糖-5-磷酸。6分子核酮糖-5-磷酸經(jīng)轉(zhuǎn)酮反應和轉(zhuǎn)醛反應生成5分子6-磷酸葡萄糖。中間產(chǎn)物甘油醛-3-磷酸，果糖-6-磷酸與糖酵解相銜接；核糖-5-磷酸是合成核酸的原料，4-磷酸赤蘚糖參與芳香族氨基酸的合成；NADPH+H+提供各種合成代謝所需要的還原力。（五）糖異生作用：非糖物質(zhì)如丙酮酸，草酰乙酸和乳酸等在一系列酶的作用下合成糖的過程，稱為糖異生作用。糖異生作用不是糖酵解的逆反應，因為要克服糖酵解的三個不可逆反應，且反應過程是在線粒體和細胞液中進行的。2分子乳酸經(jīng)糖異生轉(zhuǎn)變?yōu)?分子葡萄糖需消耗4分子ATP和2分子GTP。糖代謝中有很多變構(gòu)酶可以調(diào)節(jié)代謝的速度。酵解途徑中的調(diào)控酶是己糖激酶，6-磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶，其中6-磷酸果糖激酶是關(guān)鍵反應的限速酶；三羧酸反應的調(diào)控酶是檸檬酸合酶，檸檬酸脫氫酶和α-酮戊二酸脫氫酶，檸檬酸合酶是關(guān)鍵的限速酶。糖異生作用的調(diào)控酶有丙酮酸羧激酶，二磷酸果糖磷酸酯酶，磷酸葡萄糖磷酸酯酶。磷酸戊糖途徑的調(diào)控酶是6-磷酸葡萄糖脫氫酶；它們受可逆共價修飾、變構(gòu)調(diào)控及能荷的調(diào)控。（二）脂肪的降解在脂肪酶的作用下，脂肪水解成甘油和脂肪酸。甘油經(jīng)磷酸化和脫氫反應，轉(zhuǎn)變成磷酸二羥丙酮，納入糖代謝途徑。脂肪酸與ATP和CoA在脂酰CoA合成酶的作用下，生成脂酰CoA。脂酰CoA在線粒體內(nèi)膜上肉毒堿：脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)的幫助下進入線粒體襯質(zhì)，經(jīng)β-氧化降解成乙酰CoA，在進入三羧酸循環(huán)徹底氧化。β-氧化過程包括脫氫、水合、再脫氫和硫解四個步驟，每次β-氧化循環(huán)生成FADH2、NADH、乙酰CoA和比原先少兩個碳原子的脂酰CoA。此外，某些組織細胞中還存在α-氧化生成α羥脂肪酸或CO2和少一個碳原子的脂肪酸；經(jīng)ω-氧化生成相應的二羧酸。萌發(fā)的油料種子和某些微生物擁有乙醛酸循環(huán)途徑?？衫弥舅幡?氧化生成的乙酰CoA合成蘋果酸，為糖異生和其它生物合成提供碳。乙醛酸循環(huán)的兩個關(guān)鍵酶是異檸檬酸裂解酶和蘋果酸合成酶前者催化異檸檬酸裂解成琥珀酸和乙醛酸，后者催化乙醛酸與乙酰CoA生成蘋果酸。（三）脂肪的生物合成脂肪的生物合成包括三個方面：飽和脂肪酸的從頭合成，脂肪酸碳鏈的延長和不飽和脂肪酸的生成。脂肪酸從頭合成的場所是細胞液，需要CO2和檸檬酸的參與，C2供體是糖代謝產(chǎn)生的乙酰CoA。反應有二個酶系參與，分別是乙酰CoA羧化酶系和脂肪酸合成酶系。首先，乙酰CoA在乙酰CoA羧化酶催化下生成，然后在脂肪酸合成酶系的催化下，以ACP作酰基載體，乙酰CoA為C2受體，丙二酸單酰CoA為C2供體，經(jīng)過縮合、還原、脫水、再還原幾個反應步驟，先生成含4個碳原子的丁酰ACP，每次延伸循環(huán)消耗一分子丙二酸單酰CoA、兩分子NADPH，直至生成軟脂酰ACP。產(chǎn)物再活化成軟脂酰CoA，參與脂肪合成或在微粒體系統(tǒng)或線粒體系統(tǒng)延長成C18、C20和少量碳鏈更長的脂肪酸。在真核細胞內(nèi)，飽和脂肪酸在O2的參與和專一的去飽和酶系統(tǒng)催化下，進一步生成各種不飽和脂肪酸。高等動物不能合成亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸，必須依賴食物供給。3-磷酸甘油與兩分子脂酰CoA在磷酸甘油轉(zhuǎn)酰酶作用下生成磷脂酸，在經(jīng)磷酸酶催化變成二酰甘油，最后經(jīng)二酰甘油轉(zhuǎn)酰酶催化生成脂肪。68比較脂肪酸氧化和合成的差異：氧化在線粒體，合成在胞液；氧化的?；d體是輔酶A，合成的?；d體是?；d體蛋白；氧化是FAD和NAD+，合成是NADPH；氧化是L型，合成是D型。氧化不需要CO2，合成需要CO2；氧化為高ADP水平，合成為高ATP水平。氧化是羧基端向甲基端，合成是甲基端向羧基端；脂肪酸合成酶系為多酶復合體，而不是氧化酶。69在脂肪生物合成過程中，軟脂酸和硬脂酸是怎樣合成的？1）軟脂酸合成：軟脂酸是十六碳飽和脂肪酸，在細胞液中合成，合成軟脂酸需要兩個酶系統(tǒng)參加。一個是乙酰CoA羧化酶，他包括三種成分，生物素羧化酶、生物素羧基載體蛋白、轉(zhuǎn)羧基酶。由它們共同作用，催化乙酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)楸釂熙oA。另一個是脂肪酸合成酶，該酶是一個多酶復合體，包括6種酶和一個?；d體蛋白，在它們的共同作用下，催化乙酰CoA和丙二酸單酰CoA，合成軟脂酸其反應包括4步，即縮合、還原、脫水、再縮合，每經(jīng)過4步循環(huán)，可延長2個碳。如此進行，經(jīng)過7次循環(huán)即可合成軟脂?！狝CP。軟脂酰—ACP在硫激酶作用下分解，形成游離的軟脂酸。軟脂酸的合成是從原始材料乙酰CoA開始的所以稱之為從頭合成途徑。2）硬脂酸的合成，在動物和植物中有所不同。在動物中，合成地點有兩處，即線粒體和粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。在線粒體中，合成硬脂酸的碳原子受體是軟脂酰CoA，碳原子的給體是乙酰CoA。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，碳原子的受體也是軟脂酰CoA，但碳原子的給體是丙二酸單酰CoA。在植物中，合成地點是細胞溶質(zhì)。碳原子的受體不同于動物，是軟脂酰ACP；碳原子的給體也不同與動物，是丙二酸單酰ACP。在兩種生物中，合成硬脂酸的還原劑都是一樣的。70什么是乙醛酸循環(huán)，有何生物學意義？乙醛酸循環(huán)是一個有機酸代謝環(huán)，它存在于植物和微生物中，在動物組織中尚未發(fā)現(xiàn)。乙醛酸循環(huán)反應分為五步：脂肪酸經(jīng)過β-氧化分解為乙酰CoA，在檸檬酸合成酶的作用下乙酰CoA與草酰乙酸縮合為檸檬酸，再經(jīng)烏頭酸酶催化形成異檸檬酸。隨后，異檸檬酸裂解酶(isocitratelyase)將異檸檬酸分解為琥珀酸和乙醛酸。再在蘋果酸合成酶(malatesynthetase)催化下，乙醛酸與乙酰CoA結(jié)合生成蘋果酸。蘋果酸脫氫重新形成草酰乙酸，可以再與乙酰CoA縮合為檸檬酸，于是構(gòu)成一個循環(huán)。其總結(jié)果是由2分子乙酰CoA生成1分子琥珀酸，反應方程式如下：2乙酰CoA＋NAD+→琥珀酸＋2CoA＋NADH＋H+。總反應說明，循環(huán)每轉(zhuǎn)1圈需要消耗2分子乙酰CoA，同時產(chǎn)生1分子琥珀酸。琥珀酸產(chǎn)生后，可進入三羧酸循環(huán)代謝，或者變?yōu)槠咸烟?。乙醛酸循環(huán)的意義有如下幾點：1）乙酰CoA經(jīng)乙醛酸循環(huán)可琥珀酸等有機酸，這些有機酸可作為三羧酸循環(huán)中的基質(zhì)。2）乙醛酸循環(huán)是微生物利用乙酸作為碳建造自身機體的途徑之一。3）乙醛酸循環(huán)是油料植物將脂肪酸轉(zhuǎn)變?yōu)樘堑耐緩健?1在脂肪酸合成中，乙酰CoA羧化酶起什么作用？在飽和脂肪酸的生物合成中，脂肪酸碳鏈的延長需要丙二酸單酰CoA。乙酰CoA羧化酶的作用就是催化乙酰CoA和HCO3-合成丙二酸單酰CoA，為脂肪酸合成提供三碳化合物。乙酰CoA羧化酶催化反應（略）。乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成反應中的一種限速調(diào)節(jié)酶，它受檸檬酸的激活，但受棕櫚酸的反饋抑制。72什么是尿素循環(huán)，有何生物學意義？1）尿素循環(huán)：尿素循環(huán)也稱鳥氨酸循環(huán)，是將含氮化合物分解產(chǎn)生的氨經(jīng)過一系列反應轉(zhuǎn)變成尿素的過程。有解除氨毒害的作用2）生物學意義：有解除氨毒害的作用73為什么說轉(zhuǎn)氨基反應在氨基酸合成和降解過程中都起重要作用？1）在氨基酸合成過程中，轉(zhuǎn)氨基反應是氨基酸合成的主要方式，許多氨基酸的合成可以通過轉(zhuǎn)氨酶的催化作用，接受來自谷氨酸的氨基而形成。2）在氨基酸的分解過程中，氨基酸也可以先經(jīng)轉(zhuǎn)氨基作用把氨基酸上的氨基轉(zhuǎn)移到α-酮戊二酸上形成谷氨酸，谷氨酸在谷氨酸脫羥酶的作用上脫去氨基。74核酸酶包括哪幾種主要類型？1）脫氧核糖核酸酶（DNase）：作用于DNA分子。2）核糖核酸酶（DNase）：作用于RNA分子。3）核酸外切酶：作用于多核苷酸鏈末端的核酸酶，包括3′核酸外切酶和5′核酸外切酶。4）核酸內(nèi)切酶：作用于多核苷酸鏈內(nèi)部磷酸二酯鍵的核酸酶，包括堿基專一性核酸內(nèi)切酶和堿基序列專一性核酸內(nèi)切酶（限制性核酸內(nèi)切酶）（一）DNA的生物合成在DNA復制時，親代DNA的雙螺旋先行解旋和分開，然后以每條鏈為模板，按照堿基配對原則，在這兩條鏈上各形成一條互補鏈，這樣從親代DNA的分子可以精確地復制成2個子代DNA分子。每個子代DNA分子中，有一條鏈是從親代DNA來的，另一條則是新形成的，這叫做半保留復制。通過14N和15N標記大腸桿菌實驗證實了半保留復制。1．復制的起始點與方向DNA分子復制時，在親代分子一個特定區(qū)域內(nèi)雙鏈打開，隨之以兩股鏈為模板復制生成兩個子代DNA雙鏈分子。開始時復制起始點呈現(xiàn)一叉形（或Y形），稱之為復制叉。DNA復制要從DNA分子的特定部位開始，此特定部位稱為復制起始點（originofreplication），可以用ori表示。在原核生物中復制起始點常位于染色體的一個特定部位，即只有一個起始點。真核生物的染色體是在幾個特定部位上進行DNA復制的，有幾個復制起始點的。酵母基因組與真核生物基因組相同，具有多個復制起始點。復制的方向可以有三種不同的機制。其一是從兩個起始點開始，各以相反的單一方向生長出一條新鏈，形成兩個復制叉。其二是從一個起始點開始，以同一方向生長出兩條鏈，形成一個復制叉。其三是從一個起始點開始，沿兩個相反的方向各生長出兩條鏈，形成兩個復制叉。2．DNA聚合反應有關(guān)的酶及相關(guān)蛋白因子DNA的合成是以四種三磷酸脫氧核糖核苷為底物的聚合反應，該過程除了需要酶的催化之外，還需要適量的DNA為模板，RNA（或DNA）為引物和鎂離子的參與。催化這個反應的酶也有多種：DNA聚合酶、RNA引物合成酶（即引發(fā)酶）、DNA連接酶、拓撲異構(gòu)酶、解螺旋酶及多種蛋白質(zhì)因子參與。3．DNA的復制過程DNA的復制按一定的規(guī)律進行，雙螺旋的DNA是邊解開邊合成新鏈的。復制從特定位點開始，可以單向或雙向進行，但是以雙向復制為主。由于DNA雙鏈的合成延伸均為5′→3′的方向，因此復制是以半不連續(xù)的方式進行，即其中一條鏈相對地連續(xù)合成，稱之為領(lǐng)頭鏈，另一條鏈的合成是不連續(xù)的，稱為隨后鏈。在DNA復制叉上進行的基本活動包括雙鏈的解開；RNA引物的合成；DNA鏈的延長；切除RNA引物，填補缺口，連接相鄰的DNA片段。（二）逆向轉(zhuǎn)錄在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下，以RNA為模板，按照RNA中的核苷酸順序合成DNA，這與通常轉(zhuǎn)錄過程中遺傳信息流從DNA到RNA的方向相反，故稱為逆向轉(zhuǎn)錄。逆轉(zhuǎn)錄酶需要以RNA（或DNA）為模板，以四種dNTP為原料，要求短鏈RNA（或DNA）作為引物，此外還需要適當濃度的二價陽離子Mg2+和Mn2+，沿5′→3′方向合成DNA，形成RNA-DNA雜交分子（或DNA雙鏈分子）。逆轉(zhuǎn)錄酶是一種多功能酶，它除了具有以RNA為模板的DNA聚合酶和以DNA為模板的DNA聚合酶活性外還兼有RNaseH、DNA內(nèi)切酶、DNA拓撲異構(gòu)酶、DNA解鏈酶和tRNA結(jié)合的活性。幾乎所有真核生物的mRNA分子的3′末端都有一段多聚腺苷酸。當加入寡聚dT作引物時，mRNA就可以成為逆轉(zhuǎn)錄酶的模板，在體外合成與其互補的DNA，稱為cDNA。（三）DNA突變DNA突變：是指DNA的堿基順序發(fā)生突然而永久性地變化，從而影響DNA的復制，并使DNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯也跟著改變，表現(xiàn)出異常的遺傳特征。DNA的突變可以有幾種形式：1）一個或幾個堿基對被置換；2）插入一個或幾個堿基對；3）一個或多個堿基對缺失。置換和插入的變化是可逆的，缺失則是不可逆的。最常見的突變形式是堿基對的置換。嘌呤堿之間或嘧啶堿之間的置換稱為轉(zhuǎn)換，嘌呤和嘧啶之間的置換稱為顛換。突變有自發(fā)突變和誘發(fā)突變。在DNA的合成中，自發(fā)突變的機率很低，大約每109個堿基對發(fā)生一次突變；各種RNA腫瘤病毒具有很高的自發(fā)突變頻率。誘發(fā)突變可以由物理因素或化學因素引起，物理因素如電離輻射和紫外光等均可以誘發(fā)突變?；瘜W因素的誘變，如脫氨劑和烷化試劑均可誘發(fā)突變。亞硝酸為強脫氨劑，可使腺嘌呤轉(zhuǎn)變?yōu)榇吸S嘌呤，鳥嘌呤轉(zhuǎn)變?yōu)辄S嘌呤，胞嘧啶轉(zhuǎn)變?yōu)槟蜞奏?，而導致堿基配對錯誤。烷化劑如硫酸二甲酯（DMS）可使鳥嘌呤的N7位氮原子甲基化，使之成為帶一個正電荷的季銨基團，減弱N9位上的N-糖苷鍵，至使脫氧核糖苷鍵不穩(wěn)定，發(fā)生水解而丟失嘌呤堿，以后可被其它堿基取代，或引起DNA的鏈斷裂。（四）DNA損傷與修復某些物理化學因子，如紫外線、電離輻射和化學誘變劑等，都能引起生物突變和致死。因為它們均能作用于DNA，造成其結(jié)構(gòu)和功能的破壞。但細胞內(nèi)具有一系列起修復作用的酶系統(tǒng)，可以除去DNA上的損傷，恢復DNA的正常雙螺旋結(jié)構(gòu)。目前已經(jīng)知道有四種修復系統(tǒng)：光復活，切除修復，重組修復和誘導修復。后三種機制不需要光照，因此又稱為暗修復。1．光復活光復活的機制是可見光（最有效波長為400nm左右）激活了光復活酶，它能分解由于紫外線照射而形成的嘧啶二聚體。光復活作用是一種高度專一的修復方式。2．切除修復又稱為復制前修復。所謂切除修復，即是在一系列酶的作用下，將DNA分子中受損傷部分切除掉，并以完整的那一條鏈為模板，合成出切去的部分，然后使DNA恢復正常結(jié)構(gòu)的過程。這是比較普遍的一種修復機制，它對多種損傷均能起修復作用。參與切除修復的酶主要有：特異的核酸內(nèi)切酶、外切酶、聚合酶和連接酶。3．重組修復遺傳信息有缺損的子代DNA分子可通過遺傳重組而加以彌補，即從完整的母鏈上將相應核苷酸序列片段移至子鏈缺口處，然后用再合成的序列來補上母鏈的空缺。此過程稱為重組修復，因為發(fā)生在復制之后，又稱為復制后修復。參與重組修復的酶系統(tǒng)包括與重組有關(guān)的主要酶類以及修復合成的酶類。重組基因recA編碼的蛋白質(zhì)，具有交換DNA鏈的活力。recA蛋白被認為在DNA重組和重組修復中均起著關(guān)鍵的作用。recB和recC基因分別編碼核酸外切酶V的兩個亞基，該酶亦為重組和重組修復所必需。修復合成時需要DNA聚合酶和連接酶。4．誘導修復許多能造成DNA損傷或抑制復制的處理均能引起一系列復雜的誘導效應，稱為應急反應（SOSresponse）。SOS反應包括誘導出現(xiàn)的DNA損傷修復效應、誘變效應、細胞分裂的抑制以及溶原性細菌釋放噬菌體等等。（五）RNA的生物合成以DNA的一條鏈為模板在RNA聚合酶催化下，以四種核糖核苷磷酸為底物按照堿基配對原則，形成3′→5′磷酸二酯鍵，合成一條與DNA鏈的一定區(qū)段互補的RNA鏈的過程稱為轉(zhuǎn)錄。RNA的轉(zhuǎn)錄起始于DNA模板的一個特定位點，并在另一位點處終止。在生物體內(nèi)，DNA的二條鏈中僅有一條鏈可作為轉(zhuǎn)錄的模板，這稱為轉(zhuǎn)錄的不對稱性。用作模板的鏈稱為反義鏈，另一條鏈稱為有義鏈，因為有義鏈的脫氧核苷酸序列正好與轉(zhuǎn)錄出的RNA的核苷酸序列相同（只是T與U的區(qū)別），所以也稱編碼鏈。但各個基因的有義鏈不一定位于同一條DNA鏈。RNA的合成沿5′→3′方向進行（DNA模板鏈方向為3′→5′），5′未端為核糖核苷三磷酸，即5′位保留PPP。在真核生物細胞里，轉(zhuǎn)錄是在細胞核內(nèi)進行的。合成的RNA包括mRNA、rRNA和tRNA的前體。rRNA的合成發(fā)生在核仁內(nèi)，而合成mRNA和tRNA的酶則定位在核質(zhì)中。另外葉綠體和線粒體也進行轉(zhuǎn)錄。原核細胞中轉(zhuǎn)錄酶類存在于細胞液中。1．RNA聚合酶原核細胞大腸桿菌的RNA聚合酶研究的較深入。這個酶的全酶由5種亞基（α2ββ′δω）組成，還含有2個Zn原子。在RNA合成起始之后，δ因子便與全酶分離。不含δ因子的酶仍有催化活性，稱為核心酶。δ亞基具有與啟動子結(jié)合的功能，β亞基催化效率很低，而且可以利用別的DNA的任何部位作模板合成RNA。加入δ因子后，則具有了選擇起始部位的作用，δ因子可能與核心酶結(jié)合，改變其構(gòu)象，從而使它能特異地識別DNA模板鏈上的起始信號。真核細胞的細胞核內(nèi)有RNA聚合酶I、II和III，通常由4～6種亞基組成，并含有Zn2+。RNA聚合酶I存在于核仁中，主要催化rRNA前體的轉(zhuǎn)錄。RNA聚合酶Ⅱ和Ⅲ存在于核質(zhì)中，分別催化mRNA前體和小分子量RNA的轉(zhuǎn)錄。此外線粒體和葉綠體也含有RNA聚合酶，其特性類似原核細胞的RNA聚合酶。2．RNA的轉(zhuǎn)錄過程RNA轉(zhuǎn)錄過程為起始位點的識別、起始、延伸、終止。①起始位點的識別：RNA聚合酶先與DNA模板上的特殊啟動子部位結(jié)合，σ因子起著識別DNA分上的起始信號的作用。在σ亞基作用下幫助全酶迅速找到啟動子，并與之結(jié)合生成較松弛的封閉型啟動子復合物。這時酶與DNA外部結(jié)合，識別部位大約在啟動子的-35位點處。接著是DNA構(gòu)象改變活化，得到開放型的啟動子復合物，此時酶與啟動子緊密結(jié)合，在-10位點處解開DNA雙鏈，識別其中的模板鏈。由于該部位富含A-T堿基對，故有利于DNA解鏈。開放型復合物一旦形成，DNA就繼續(xù)解鏈，酶移動到起始位點。②起始：在起始位點的全酶結(jié)合第一個核苷三磷酸。第一個核苷三磷酸常是GTP或ATP。形成的啟動子、全酶和核苷三磷酸復合物稱為三元起始復合物，第一個核苷酸摻入的位置稱為轉(zhuǎn)錄起始點。這時σ亞基被釋放脫離核心酶。③延伸：從起始到延伸的轉(zhuǎn)變過程，包括σ因子由締合向解離的轉(zhuǎn)變。DNA分子和酶分子發(fā)生構(gòu)象的變化，核心酶與DNA的結(jié)合松弛，核心酶可沿模板移動，并按模板序列選擇下一個核苷酸，將核苷三磷酸加到生長的RNA鏈的3′-OH端，催化形成磷酸二酯鍵。轉(zhuǎn)錄延伸方向是沿DNA模板鏈的3′→5′方向按堿基酸對原則生成5′→3′的RNA產(chǎn)物。RNA鏈延伸時，RNA聚合酶繼續(xù)解開一段DNA雙鏈，長度約17個堿基對，使模板鏈暴露出來。新合成的RNA鏈與模板形成RNA-DNA的雜交區(qū)，當新生的RNA鏈離開模板DNA后，兩條DNA鏈則重新形成雙股螺旋結(jié)構(gòu)。④終止在DNA分子上有終止轉(zhuǎn)錄的特殊堿基順序稱為終止子（terminators），它具有使RNA聚合酶停止合成RNA和釋放RNA鏈的作用。這些終止信號有的能被RNA聚合酶自身識別，而有的則需要有ρ因子的幫助。ρ因子是一個四聚體蛋白質(zhì)，它能與RNA聚合酶結(jié)合但不是酶的組分。它的作用是阻RNA聚合酶向前移動，于是轉(zhuǎn)錄終止，并釋放出已轉(zhuǎn)錄完成的RNA鏈。對于不依賴于ρ因子的終止子序列的分析^p，發(fā)現(xiàn)有兩個明顯的特征：即在DNA上有一個15～20個核苷酸的二重對稱區(qū)，位于RNA鏈結(jié)束之前，形成富含G-C的發(fā)夾結(jié)構(gòu)。接著有一串大約6個A的堿基序列它們轉(zhuǎn)錄的RNA鏈的末端為一連串的U。寡聚U可能提供信號使RNA聚合酶脫離模板。在真核細胞內(nèi)，RNA的合成要比原核細胞中的復雜得多。（六）轉(zhuǎn)錄后加工在轉(zhuǎn)錄中新合成的RNA往往是較大的前體分子，需要經(jīng)過進一步的加工修飾，才轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂猩飳W活性的、成熟的RNA分子，這一過程稱為轉(zhuǎn)錄后加工。主要包括剪接、剪切和化學修飾。1．mRNA的加工在原核生物中轉(zhuǎn)錄翻譯相隨進行，多基因的mRNA生成后，絕大部分直接作為模板去翻譯各個基因所編碼的蛋白質(zhì)，不再需要加工。但真核生物里轉(zhuǎn)錄和翻譯的時間和空間都不相同，mRNA的合成是在細胞核內(nèi)，而蛋白質(zhì)的翻譯是在胞質(zhì)中進行，而且許多真核生物的基因是不連續(xù)的。不連續(xù)基因中的插入序列，稱為內(nèi)含子；被內(nèi)含子隔開的基因序列稱為外顯子。一個基因的外顯子和內(nèi)含子都轉(zhuǎn)錄在一條很大的原初轉(zhuǎn)錄本RNA分子中,故稱為核內(nèi)不均一RNA（hnRNA）。它們首先降解為分子較小的RNA，再經(jīng)其它修飾轉(zhuǎn)化為mRNA。真核細胞mRNA的加工包括：1）hnRNA被剪接，除去由內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄來的序列，將外顯子的轉(zhuǎn)錄序列連接起來。2）在3′末端連接上一段約有20～200個腺苷酸的多聚腺苷酸（polyA）的“尾巴”結(jié)構(gòu)。不同mRNA的長度有很大差異。3）在5′末端連接上一個“帽子”結(jié)構(gòu)m7GpppmNP。4）在內(nèi)部少數(shù)腺苷酸的腺嘌呤6位氨基發(fā)生甲基化（m6A）.2．tRNA的加工原核生物的tRNA基因的轉(zhuǎn)錄單元大多數(shù)是多基因的。不但相同或不同的tRNA的幾個基因可轉(zhuǎn)錄在一條RNA中，有的tRNA還與rRNA組成轉(zhuǎn)錄單元，因此tRNA前體的加工過程包括剪切、剪接，在3′-末端添加CCAOH、以及核苷酸修飾轉(zhuǎn)化為成熟的tRNA。tRNA中含有許多稀有堿基，所有這些堿基均是在轉(zhuǎn)錄后由四種常見堿基經(jīng)修飾酶催化，發(fā)生脫氨、甲基化、羥基化等化學修飾而生成的。3．rRNA的加工原核細胞首先生成的是30S前體rRNA，經(jīng)核糖核酸酶作用，逐步裂解為16S、23S、5S的rRNA，其裂解過程可歸納如下：30S→17.5S→16SrRNA；30S→25S→23SrRNA；30S→小碎片→5SrRNA三種。原核生物16SrRNA和23SrRNA含有較多的甲基化修飾成分，特別是2-甲基核糖。一般5SrRNA中無修飾成分。在真核細胞中rRNA的轉(zhuǎn)錄后加工與原核細胞類似，但更為復雜。rRNA在核仁中合成，生成一個更大35～45S前體rRNA。前體分裂而轉(zhuǎn)變?yōu)?8S、18S和5.8S的rRNA分子。真核生物5SrRNA前體是由獨立于上述三種rRNA之外的基因轉(zhuǎn)錄的。真核生物rRNA中與含有較多的甲基化成分。有關(guān)RNA剪接、剪切機制的研究不僅發(fā)現(xiàn)了RNA分子本身具有催化功能，這種具有剪接功能的RNA催化劑命名為核酶。目前已發(fā)現(xiàn)的具有催化功能的RNA有磷酸二酯酶（核糖核酸酶）、磷酸單酯酶、核苷酸轉(zhuǎn)移酶、磷酸轉(zhuǎn)移酶、RNA限制性內(nèi)切酶、tRNA5′端成熟酶、α-1,4-葡聚糖分支酶和肽基轉(zhuǎn)移酶等。目前研究表明核酶催化rRNA、tRNA、mRNA的剪接機理是不相同的。RNA內(nèi)含子有四種類型，即Ⅰ型自我拼接內(nèi)含子、Ⅱ型自我拼接內(nèi)含子、核mRNA內(nèi)含子和核tRNA內(nèi)含子。（七）RNA的復制大多數(shù)生物的遺傳信息貯藏的DNA中，遺傳信息按中心法則由DNA轉(zhuǎn)錄成RNA，再由RNA翻譯成蛋白質(zhì)的。對RNA病毒的研究表明，某些RNA病毒是以RNA作模板復制出病毒RNA分子。Qβ噬菌體RNA的復制可分為兩個階段：（1）當Qβ噬菌體侵染大腸桿菌細胞后，其單鏈RNA充當mRNA，利用宿主細胞中的核糖體合成噬菌體外殼蛋白質(zhì)和復制酶β亞基；（2）當復制酶的β亞基和宿主細胞原有的α、γ、δ亞基自動裝配成RNA復制酶以后，就進行RNA復制。以侵染的噬菌體RNA作模板，通過RNA復制酶合成互補的RNA鏈。常把具有mRNA功能的鏈稱為正鏈，與它互補的鏈稱為負鏈。在噬菌體特異的復制酶裝配好后不久酶就吸附到正鏈RNA的3′末端，以它為模板合成出負鏈，至合成結(jié)束，然后負鏈從正鏈模板上釋放出來。同一個酶又吸附到負鏈RNA的3′末端，合成出病毒正鏈RNA，正鏈RNA與外殼蛋白裝配成噬菌體顆粒，所以正鏈和負鏈的合成方向都是由5′→3′。（八）基因工程的操作技術(shù)1．目的基因體外操作DNA的主要步驟之一是提取載體DNA和所需要的外目的基因。在細胞中DNA并非以游離態(tài)分子存在，而是和RNA及蛋白質(zhì)結(jié)合在一起形成復合體。DNA純化的基本步驟是：（1）從破壞的細胞壁和膜里釋放出可溶性的DNA；（2）通過變性或蛋白質(zhì)分解，使DNA和蛋白質(zhì)的復合體解離；（3）將DNA從其它大分子中分離出來；（4）DNA濃度和純度的光學測定。2．載體外DNA片段（目的基因）要進入受體細胞，必須有一個適當?shù)倪\載工具將帶入細胞內(nèi)，并載著外DNA一起進行復制與表達，這種運載工具稱為載體。載體必須具備下列條件：1）在受體細胞中，載體可以獨立地進行復制。所以載體本身必須是一個復制單位，稱復制子（replicon），具有復制起點。而且插入外DNA后不會影響載體本身復制的能力。2）易于鑒定、篩選。也就是說，容易將帶有外DNA的重組體與不帶外DNA的載體區(qū)別開來。3）易于引入受體細胞。常用的載體主要有以下幾類：細菌和酵母的質(zhì)粒，λ噬菌體和M13以及病毒。3．連接外DNA與載體DNA之間可以通過多種方式相連接，主要有以下幾種(1)粘性末端連接；(2)平頭末端連接；(3)接頭連接等。4．轉(zhuǎn)化任何外DNA重組到載體上，然后轉(zhuǎn)入受體細胞中復制繁殖，這一過程稱為DNA的克隆。外DNA進入受體細胞并使它獲得新遺傳特性的過程稱為轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化作用是將外DNA引入細胞的過程。5．篩選由于細胞轉(zhuǎn)化的頻率較低，所以從大量的宿主細胞中篩選出帶有重組體的細胞并不是很容易的，當前，在實驗室中，常用的篩選手段有以下幾種：(1)插入失活；(2)菌落原位雜交；(3)免疫學方法．此外，對重組體轉(zhuǎn)化的鑒定還可以采用表現(xiàn)型的鑒定；對重組質(zhì)粒純化并重新轉(zhuǎn)化；限制性酶切圖譜的繪制；重組質(zhì)粒上的基因定位等更深入的方法。75簡述中心法則。在細胞分裂過程中通過DNA的復制把遺傳信息由親代傳遞給子代，在子代的個體發(fā)育過程中遺傳信息由DNA傳遞到RNA，最后翻譯成特異的蛋白質(zhì)；在RNA病毒中RNA具有自我復制的能力，并同時作為mRNA，指導病毒蛋白質(zhì)的生物合成；在致癌RNA病毒中，RNA還以逆轉(zhuǎn)錄的方式將遺傳信息傳遞給DNA分子。76DNA復制的基本規(guī)律？1）復制過程是半保留的。2）細菌或病毒DNA的復制通常是由特定的復制起始位點開始，真核細胞染色體DNA復制則可以在多個不同部位起始。3）復制可以是單向的或是雙向的，以雙向復制較為常見，兩個方向復制的速度不一定相同。4）兩條DNA鏈合成的方向均是從5’向3’方向進行的。5）復制的大部分都是半不連續(xù)的，即其中一條領(lǐng)頭鏈是相對連續(xù)的，其他隨后鏈則是不連續(xù)的。6）各短片段在開始復制時，先形成短片段RNA作為DNA合成的引物，這一RNA片段以后被切除，并用DNA填補余下的空隙。77簡述DNA復制的過程？DNA復制從特定位點開始，可以單向或雙向進行，但是以雙向復制為主。由于DNA雙鏈的合成延伸均為5′→3′的方向，因此復制是以半不連續(xù)的方式進行，可以概括為：雙鏈的解開；RNA引物的合成；DNA鏈的延長；切除RNA引物，填補缺口，連接相鄰的DNA片段。1）雙鏈的解開在DNA的復制原點，雙股螺旋解開，成單鏈狀態(tài)，形成復制叉，分別作為模板，各自合成其互補鏈。在復制叉上結(jié)合著各種各樣與復制有關(guān)的酶和輔助因子。2）RNA引物的合成引發(fā)體在復制叉上移動，識別合成的起始點，引發(fā)RNA引物的合成。移動和引發(fā)均需要由ATP提供能量。以DNA為模板按5′→3′的方向，合成一段引物RNA鏈。引物長度約為幾個至10個核苷酸。在引物的5′端含3個磷酸殘基，3′端為游離的羥基。3）DNA鏈的延長當RNA引物合成之后，在DNA聚合酶Ⅲ的催化下，以四種脫氧核糖核苷5′-三磷酸為底物，在RNA引物的3′端以磷酸二酯鍵連接上脫氧核糖核苷酸并釋放出PPi。DNA鏈的合成是以兩條親代DNA鏈為模板，按堿基配對原則進行復制的。親代DNA的雙股鏈呈反向平行，一條鏈是5′→3′方向，另一條鏈是3′→5′方向。在一個復制叉內(nèi)兩條鏈的復制方向不同，所以新合成的二條子鏈極性也正好相反。由于迄今為止還沒有發(fā)現(xiàn)一種DNA聚合酶能按3′→5′方向延伸，因此子鏈中有一條鏈沿著親代DNA單鏈的3′→5′方向（亦即新合成的DNA沿5′→3′方向）不斷延長。4）切除引物，填補缺口，連接修復當新形成的岡崎片段延長至一定長度，其3′-OH端與前面一條老片斷的5′斷接近時，在DNA聚合酶Ⅰ的作用下，在引物RNA與DNA片段的連接處切去RNA引物后留下的空隙，由DNA聚合酶Ⅰ催化合成一段DNA填補上；在DNA連接酶的作用下，連接相鄰的DNA鏈；修復摻入DNA鏈的錯配堿基。這樣以兩條親代DNA鏈為模板，就形成了兩個DNA雙股螺旋分子。每個分子中一條鏈來自親代DNA，另一條鏈則是新合成的。78簡述原核細胞和真核細胞的RNA聚合酶有何不同？1）原核細胞大腸桿菌的RNA聚合酶研究的較深入。這個酶的全酶由5種亞基（α2ββ′δω）組成，還含有2個Zn原子。在RNA合成起始之后，δ因子便與全酶分離。不含δ因子的酶仍有催化活性，稱為核心酶。δ亞基具有與啟動子結(jié)合的功能，β亞基催化效率很低，而且可以利用別的DNA的任何部位作模板合成RNA。加入δ因子后，則具有了選擇起始部位的作用，δ因子可能與核心酶結(jié)合，改變其構(gòu)象，從而使它能特異地識別DNA模板鏈上的起始信號。2）真核細胞的細胞核內(nèi)有RNA聚合酶I、II和III，通常由4～6種亞基組成，并含有Zn2+。RNA聚合酶I存在于核仁中，主要催化rRNA前體的轉(zhuǎn)錄。RNA聚合酶Ⅱ和Ⅲ存在于核質(zhì)中，分別催化mRNA前體和小分子量RNA的轉(zhuǎn)錄。此外線粒體和葉綠體也含有RNA聚合酶，其特性類似原核細胞的RNA聚合酶。79簡述RNA轉(zhuǎn)錄的過程？RNA轉(zhuǎn)錄過程為起始位點的識別、起始、延伸、終止。1）起始位點的識別RNA聚合酶先與DNA模板上的特殊啟動子部位結(jié)合，σ因子起著識別DNA分子上的起始信號的作用。在σ亞基作用下幫助全酶迅速找到啟動子，并與之結(jié)合生成較松弛的封閉型啟動子復合物。這時酶與DNA外部結(jié)合，識別部位大約在啟動子的-35位點處。接著是DNA構(gòu)象改變活化，得到開放型的啟動子復合物，此時酶與啟動子緊密結(jié)合，在-10位點處解開DNA雙鏈，識別其中的模板鏈。由于該部位富含A-T堿基對，故有利于DNA解鏈。開放型復合物一旦形成，DNA就繼續(xù)解鏈，酶移動到起始位點。2）起始留在起始位點的全酶結(jié)合第一個核苷三磷酸。第一個核苷三磷酸常是GTP或ATP。形成的啟動子、全酶和核苷三磷酸復合物稱為三元起始復合物，第一個核苷酸摻入的位置稱為轉(zhuǎn)錄起始點。這時σ亞基被釋放脫離核心酶。3）延伸從起始到延伸的轉(zhuǎn)變過程，包括σ因子由締合向解離的轉(zhuǎn)變。DNA分子和酶分子發(fā)生構(gòu)象的變化，核心酶與DNA的結(jié)合松弛，核心酶可沿模板移動，并按模板序列選擇下一個核苷酸，將核苷三磷酸加到生長的RNA鏈的3′-OH端，催化形成磷酸二酯鍵。轉(zhuǎn)錄延伸方向是沿DNA模板鏈的3′→5′方向按堿基酸對原則生成5′→3′的RNA產(chǎn)物。RNA鏈延伸時，RNA聚合酶繼續(xù)解開一段DNA雙鏈，長度約17個堿基對，使模板鏈暴露出來。新合成的RNA鏈與模板形成RNA-DNA的雜交區(qū)，當新生的RNA鏈離開模板DNA后，兩條DNA鏈則重新形成雙股螺旋結(jié)構(gòu)。4）終止在DNA分子上有終止轉(zhuǎn)錄的特殊堿基順序稱為終止子，它具有使RNA聚合酶停止合成RNA和釋放RNA鏈的作用。這些終止信號有的能被RNA聚合酶自身識別，而有的則需要有ρ因子的幫助。ρ因子是一個四聚體蛋白質(zhì)，它能與RNA聚合酶結(jié)合但不是酶的組分。它的作用是阻RNA聚合酶向前移動，于是轉(zhuǎn)錄終止，并釋放出已轉(zhuǎn)錄完成的RNA鏈。對于不依賴于ρ因子的終止子序列的分析^p，發(fā)現(xiàn)有兩個明顯的特征：即在DNA上有一個15～20個核苷酸的二重對稱區(qū)，位于RNA鏈結(jié)束之前，形成富含G-C的發(fā)夾結(jié)構(gòu)。接著有一串大約6個A的堿基序列它們轉(zhuǎn)錄的RNA鏈的末端為一連串的U。寡聚U可能提供信號使RNA聚合酶脫離模板。在真核細胞內(nèi)，RNA的合成要比原核細胞中的復雜得多。80簡述基因工程過程。1）目的基因調(diào)取體外操作DNA的主要步驟之一是提取載體DNA和所需要的外目的基因。在細胞中DNA并非以游離態(tài)分子存在，而是和RNA及蛋白質(zhì)結(jié)合在一起形成復合體。DNA純化的基本步驟是:（1）從破壞的細胞壁和膜里釋放出可溶性的DNA；（2）通過變性或蛋白質(zhì)分解，使DNA和蛋白質(zhì)的復合體解離；（3）將DNA從其它大分子中分離出來；（4）DNA濃度和純度的光學測定。2）載體選擇外DNA片段（目的基因）要進入受體細胞，必須有一個適當?shù)倪\載工具將帶入細胞內(nèi)，并載著外DNA一起進行復制與表達，這種運載工具稱為載體。載體必須具備下列條件：①在受體細胞中，載體可以獨立地進行復制。所以載體本身必須是一個復制單位，稱復制子，具有復制起點。而且插入外DNA后不會影響載體本身復制的能力。②易于鑒定、篩選。也就是說，容易將帶有外DNA的重組體與不帶外DNA的載體區(qū)別開來。③易于引入受體細胞。3）連接外DNA與載體DNA之間可以通過多種方式相連接，主要有以下幾種：①粘性末端連接；②平頭末端連接；③接頭連接等。4）轉(zhuǎn)化任何外DNA重組到載體上，然后轉(zhuǎn)入受體細胞中復制繁殖，這一過程稱為DNA的克隆。外DNA進入受體細胞并使它獲得新遺傳特性的過程稱為轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化作用是將外DNA引入細胞的過程。5）篩選由于細胞轉(zhuǎn)化的頻率較低，所以從大量的宿主細胞中篩選出帶有重組體的細胞并不是很容易的，當前，在實驗室中，常用的篩選手段有以下幾種：①插入失活；②菌落原位雜交；③免疫學方法．此外，對重組體轉(zhuǎn)化的鑒定還可以采用表現(xiàn)型的鑒定；對重組質(zhì)粒純化并重新轉(zhuǎn)化；限制性酶切圖譜的繪制；重組質(zhì)粒上的基因定位等更深入的方法。81糖代謝與脂類代謝的相互關(guān)系?1）糖轉(zhuǎn)變?yōu)橹荆禾墙徒馑a(chǎn)生的磷酸二羥丙同酮還原后形成甘油，丙酮酸氧化脫羧形成乙酰輔酶A是脂肪酸合成的原料，甘油和脂肪酸合成脂肪。2）脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)樘牵褐痉纸猱a(chǎn)生的甘油和脂肪酸，可沿不同的途徑轉(zhuǎn)變成糖。甘油經(jīng)磷酸化作用轉(zhuǎn)變成磷酸二羥丙酮，再異構(gòu)化變成3-磷酸甘油醛，后者沿糖酵解逆反應生成糖；脂肪酸氧化產(chǎn)生乙酰輔酶A，在植物或微生物體內(nèi)可經(jīng)乙醛酸循環(huán)和糖異生作用生成糖，也可經(jīng)糖代謝徹底氧化放出能量。3）能量相互利用：磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的NADPH直接用于脂肪酸的合成，脂肪分解產(chǎn)生的能量也可用于糖的合成。82糖代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互關(guān)系?1）糖是蛋白質(zhì)合成的碳和能：糖分解代謝產(chǎn)生的丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸、磷酸烯醇式丙酮酸、4-磷酸赤蘚糖等是合成氨基酸的碳架。糖分解產(chǎn)生的能量被用于蛋白質(zhì)的合成。2）蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物進入糖代謝：蛋白質(zhì)降解產(chǎn)生的氨基酸經(jīng)脫氨后生成α-酮酸，α-酮酸進入糖代謝可進一步氧化放出能量，或經(jīng)糖異生作用生成糖。83蛋白質(zhì)代謝與脂類代謝的相互關(guān)系?1）脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)榈鞍踪|(zhì)：脂肪分解產(chǎn)生的甘油可進一步轉(zhuǎn)變成丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸等，再經(jīng)過轉(zhuǎn)氨基作用生成氨基酸。脂肪酸氧化產(chǎn)生乙酰輔酶A與草酰乙酸縮合進入三羧酸循環(huán)，能產(chǎn)生谷氨酸族和天冬氨酸族氨基酸。2）蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橹荆涸诘鞍踪|(zhì)氨基酸中，生糖氨基酸通過丙酮酸轉(zhuǎn)變成甘油，也可以氧化脫羧后轉(zhuǎn)變成乙酰輔酶A，用于脂肪酸合成。生酮氨基酸在代謝反應中能生成乙酰乙