生化题目 第一章附有答案

酸 碱 酶 氨基酸

11. 由于氨基酸既含有碱性的氨基和酸性的羧基，可以在酸性溶液中带_____电荷，在碱性溶液中带_____电荷，因此，氨基酸是_______电解质。当所带的正、负电荷相等时,氨基酸成为______离子，此时溶液的pH值称为该氨基酸的_______。 正 负 两性 兼性 等电点(pI)

12. DNA变性后，其钢性______、粘度_______、紫外吸收峰_______。 减弱 降低 升高

13.稳定蛋白质三级结构的次级键包括_______，_______，_______和_______等。 氢键 离子键 (盐键) 疏水键 范德华力

14.蛋白质的变性是指在理化因素影响下引起蛋白质的_______构象发生改变，_______丧失，没有_______的断裂，变性后使蛋白质______降低，_______增加。 空间 生物学活性 肽键 溶解度 粘度 15.支链氨基酸包括_______、_______、_______。

亮氨酸 异亮氨酸 缬氨酸

16.维持蛋白质胶体稳定的两个因素包括_______和_______，在蛋白质溶液中加入高浓度的中性盐使蛋白质沉淀的方法称为_______，该方法一般不引起蛋白质_______。 表面电荷 水化膜 盐析 变性 17.构成蛋白质的氨基酸有______种，除_______外都有旋光性。其中碱性氨基酸有_______，______，______。酸性氨基酸有_______，_______。

甘氨酸 精氨酸 组氨酸 赖氨酸 天冬氨酸 谷氨酸

18.离子交换层析分离蛋白质是利用了蛋白质的______性质。阴离子交换层析在层析管内填充的交换树脂颗粒上带______电荷，可吸引带_____电荷的蛋白质，然后用带_______电荷的溶液洗柱将蛋白质洗脱下来。 两性解离 正 负 负

19.游离的_______基和游离的_______基，这两端分别称为该链的_______末端和___ ____末端。

氨基酸 肽键 多肽 羧 氨 C N

五、问答题

1. 举例说明模体和结构域的概念及其与三级结构的差别？

在蛋白质分子中，由2个以上具有二级结构的肽段在空间上相互接近，形成一个特殊的空间构象并发挥一定的作用，称之为模体。它由1个α-螺旋和2个反平衡的β-折叠的3个肽段组成，形似手指，具有结合锌离子功能。可见模体只是蛋白质完整结构中的局部空间结构。 一些蛋白质的三级结构常可分割成数个折叠得较为紧密的球状纤维状区域，各行其能，称为结构域。如纤连蛋白每条多肽链含有6个结构域，分别与细胞、胶原、DNA、肝素等结合。可见结构域也只是蛋白质完整三级结构中的局部空间结构。

2. 从蛋白质、氨基酸代谢角度分析肝功能障碍时肝昏迷的成因。

严重肝功能障碍时，肝脏尿素合成功能不足，导致血氨升高，氨进入脑组织可与脑组织中α-酮戊二酸结合生成谷氨酸，并可进一步生成谷氨酰胺，引起脑组织中α-酮戊二酸减少、三羧酸循环减弱，使ATP生成减少，脑功能发生障碍，导致肝昏迷。此外，肠道蛋白质腐败产物吸收后因不能在肝脏有效解毒、处理也成为肝昏迷的成因之一，尤其是酪胺和苯乙胺，因肝功能障碍未分解而进入脑组织，可分别羟化后形成β-羟酪胺和苯乙醇胺，因与儿茶酚胺相似，称假神经递质，可取代正常神经递质儿茶酚胺但不能传导神经冲动，引起大脑异常抑制，导致昏迷。

3. 举例说明蛋白质的四级结构。

蛋白质四级结构是指蛋白质分子中具有完整三级结构的各亚基在空间排布的相对位置。例如血红蛋白，它是由1个α亚基和1个β亚基组成一个单体，二个单体呈对角排列，形成特定的空间位置关系。四个亚基间共有8个非共价键，维系其四级结构的稳定性。

4. 常用的蛋白质分离纯化方法有哪几种？各自的作用原理是什么？

主要有盐析、透析、超离心、电泳、离子交换层析、分子筛层析等。

盐析：是应用中性盐加入蛋白质溶液，破坏蛋白质的水化膜，使蛋白质聚集而沉淀。 透析：利用仅能通过小分子化合物的半透膜，使大分子蛋白质和小分子化合物分离，达到浓缩蛋白质或除去小分子化合物的目的。

超离心：蛋白质为胶体颗粒，在离心力的作用下可降沉，且蛋白质其密度与形态各不相同，也可以应用超离心法将各种不同密度的蛋白质加以分离。

电泳：蛋白质在一定的pH溶液中可带有电荷，成为带电颗粒，在电场中向相反的电极方向泳动，由于蛋白质的质量和电荷量不同，其在电场中的泳动速率也不同，从而将蛋白质分离成泳动速率快慢不等的条带。

离子交换层析：蛋白质是两性电解质，在一定pH溶液中，可解离成带电荷的胶体颗粒，可与层析柱内离子交换树脂颗粒表面的相反电荷相吸引，然后用盐溶液洗脱，带电量小的蛋白质先被洗脱，随着盐浓度增加，带电量多的也被洗脱，分步收集洗脱的蛋白质溶液，达到分离蛋白质的目的。

分子筛是根据蛋白质进入颗粒，而大分子蛋白则不能，因此不同分子量蛋白质在层析柱内的滞留时间不同，流出层析柱的先后不同，将蛋白质按分子量大小而分离。

5.组成蛋白质的元素有哪几种？哪一种为蛋白质分子中的特征性成分？测其含量有何用途？

组成蛋白质的元素主要有碳、氢、氧、氮和硫。有些蛋白质还含有少量磷或金属元素铁、铜、锌、锰、钴、钼等，个别蛋白质还含有碘。各种蛋白质的含氮量很接近，是蛋白质分子中的特征性成分，约占蛋白质总量的16%。即:1克氮相当于6.25克蛋白质，通过测定生物样品中的含氮量乘以6.25即可推算出该样品的蛋白质含量，即常用的定氮法。

6.请设计实验将此蛋白质从组织匀浆中初步分离纯化。

①将组织匀浆进行离心，去除杂质，获得上清液。②将上清液进行分子筛层析，通过标定的该层析柱的脱洗体积和分子量之间的关系，收集待分离的蛋白质的组分，并进行透析浓缩③通过制备型的等电聚集电泳和该蛋白质的等电点，获得该蛋白质的组成④通过Western Blot方法，用该蛋白质的抗体，鉴定该蛋白质。

7.试从蛋白质营养价值角度分析小儿偏食的害处。

食物蛋白质的营养价值高低决定于所含必需氨基酸的种类和数量以及各种氨基酸的比例与人体蛋白质的接近程度。单一食物易出现某些必需氨基酸的缺乏，营养价值较低，如果几种营养价值较低的蛋白质混合使用，则必需氨基酸可相互补充，从而提高营养价值，此称蛋白质的互补作用。小儿偏食易导致体内魔偶写必需氨基酸的不足，食物蛋白质使用效率低，影响小儿的生长发育。

8.什么是蛋白质变性？变性与沉淀的关系如何？

在某些物理和化学因素作用下，蛋白质的空间构象被破坏，使其理化性质改变和生物活性丧失，这就是蛋白质的变性。蛋白质变性后疏水侧链暴露，肽链可相互缠绕而聚集，分子量变大，易从溶液中析出，这就是蛋白质的沉淀。可见变性的蛋白质易于沉淀，有时蛋白质发生沉淀但并没有变性现象。

9.举例说明蛋白质变性和复性的分子基础。

蛋白质的空间结构遭到破坏，可导致蛋白质的理化性质和生物学性质，这称为蛋白质变性。

变性蛋白质，其一级结构仍完好，可在一定条件下恢复其空间结构，随之理化性质和生物学性质也重现，这被称为蛋白质的复性。

1）核糖核酸酶溶液加入尿素和β-巯基乙醇时，其分子中的氢键和4对二硫键解除，从而使空间构象遭破坏，发生蛋白质变性，丧失生物学活性，但其一级结构完好无损。若去除尿素和β-巯基乙醇，核糖核酸酶又可恢复其原有构象，生物学活性也随之恢复。

2）蛋白质在强酸、强碱溶液中发生变性后，仍能溶解于该溶液中。若将PH调至蛋白质的等电点，变性蛋白质成絮状析出，若再加热，絮状物可形成比较坚固的凝块，这是蛋白质的凝固作用。

10.试比较DNA和蛋白质的分子组成、分子结构有何不同。

DNA是遗传信息的携带者，是遗传的物质基础，蛋白质使生物活动的物质基础，DNA的遗传信息是靠蛋白质的生物学功能而表达的，在物质组成及分子结构上有着显著的差异。在物质组成上，DNA是由磷酸、戊糖和碱基组成，其基本单位是单核苷酸，靠磷酸二脂键相互连接而形成多核苷酸链。蛋白质的基本单位是氨基酸，是靠肽键相互连接而形成多肽链。 （1）DNA的一级结构是指多核苷酸链中脱氧核糖核苷酸的排列顺序，蛋白质一级结构是指多肽链中氨基酸残基的排列顺序。

1）DNA二级结构是由两条反向平行的DNA链，按照严格的碱基配对关系形成双螺旋结构，每10个bp为一圈，螺距为3.4nm，其结构的维持靠碱基对间形成氢键和碱基对的堆积力维系，蛋白质的二级结构是指一条多肽链进行折叠盘绕，多肽链主链形成的局部构象，其结构形式有α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲，其中，α-螺旋也是右手螺旋，它是3.6个氨基酸残基为一圈，螺距为0.54nm，蛋白质二级结构维持靠肽键平面上的C=O与N-H之间形成的氢键。

(2)DNA的三级结构是在二级结构基础上有组蛋白参与形成的超螺旋结构。蛋白质的三级结构是在二级结构基础上进一步折叠盘绕形成整体的空间构象，并且在三级结构的基础上借次级键缔合成蛋白质的四级结构。

11.简述分子伴侣在蛋白质分子折叠中的作用。

蛋白质在细胞质中合成时，未折叠的肽段有许多疏水基团暴露在外，具有分子内或分子间聚集的倾向，影响蛋白质正确折叠。而细胞内存在一类称为分子伴侣的蛋白质，可以可逆地与未折叠肽段的疏水部分结合随后松开，引导肽链正确折叠。此外分子伴侣还在蛋白质二硫键正确形成中起重要作用。

12.肌红蛋白和血红蛋白的氧解离曲线有何不同，其意义何在？

肌红蛋白的氧解离曲线为矩形双曲线，而血红蛋白亚基与氧气结合可引起另一亚基构象变化，使之更容易与氧气结合，所以血红蛋白的氧解离曲线呈S型。在氧气分压较低时，血红蛋白的S型可释放出较多的氧气，因此，血红蛋白主要功能是运输氧气，而肌红蛋的功能是储存氧气。

13.蛋白质的基本组成单位是什么？其结构特征是什么？

蛋白质的基本组成单位是氨基酸，均为L-α-氨基酸，即在α-碳原子上连有1个氨基、1个羧基、1个氢原子和1个侧链。每个氨基酸的侧链各不相同，是其表现不同性质的结构特征。

14. 竞争性抑制与非竞争性抑制的动力学特点。

a) 竞争性抑制：抑制剂的结构与底物结构相似，共同竞争酶的活性中心。

抑制作用大小与抑制剂和底物的浓度以及酶对它们的亲和力有关。Km升高，Vmax不变。

b) 非竞争性抑制抑制剂与底物结构不相似或完全不同，只与酶活性中心

以外的必需基团结合。不影响酶在结合抑制剂后与底物的结合。该抑制作用的强弱只与抑制剂的浓度有关。Km不变，Vmax降低。

15.如何理解蛋白质一级结构是高级结构的基础。

蛋白质分子中的氨基酸自N-末端向C-末端的排列顺序称为蛋白质的一级结构。不同的蛋白质具有各自特定的一级结构。一级结构相似的蛋白质，其空间构象和功能也相近。因此，蛋白质一级结构是高级结构基础，但不是唯一决定因素，因为蛋白质的正确折叠需要分子伴侣参与。

16.何为氨基酸的等电点？如何计算精氨酸的等电点？（精氨酸的α-羧基、α-氨基和胍基的PK值分别为2.17，9．04和12．48)

氨基酸的等电点是在某一PH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性，此时溶液的PH成为该氨基酸的等电点。 通常氨基酸的PI是由羟基和氨基的解离常数的负对数PK1和PK2决定。PI计算公式为：PI=1/2（PK1+PK2）。则精氨酸的等电点为10.76.

17.为何蛋白质的含氮量能表示蛋白质相对量？实验中又是如何依此原理计算蛋白质含量的？

答：各种蛋白质的含氮量颇为接近，平均为16%，因此测定蛋白质的含氮量就可推算出蛋白质含量。常用的公式为：100克样品中蛋白质含量（克%）=每克样品含氮克数×6.25×100

18. 何谓肽键和肽链及蛋白质的一级结构

答：一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基进行脱水缩合，生成的酰胺键为肽键。有许多氨基酸通过肽键相连而形成的长链，为肽链。蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸排列顺序。

19. 举例说明蛋白质一级结构与功能、空间构想与功能之间的关系。

答：蛋白质一级结构是高级结构的基础。有相似一级结构的蛋白质，其空间构想和功能也有相似之处。如垂体前叶分泌的肾上腺皮质激素的第4至第10个氨基酸残基与促黑激素（α-MSH、β-MSH）有相同序列，因此ACTH有较强的促黑激素作用。又如广泛存在于生物学的细胞色素C，在相近的物种间，其一级结构越相似，空间构想和功能也越相似。在物种上，猕猴和人类和接近，两者的细胞色素C只相差1个氨基酸残基，所以空间构想和功能也极相似。

20.什么是蛋白质的二级结构？它主要有哪几种？各有何结构特征？

答：蛋白质二级结构是指多肽链主链原子的局部空间排布，不包括侧链的构象。它主要有α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规卷曲四种。在α-螺旋结构中，多肽链主链围绕中心轴以右手螺旋方式旋转上升，每隔3.6个氨基酸残基上升一圈。氨基酸残基的侧链伸向螺旋外侧。每个氨基酸残基的亚氨基上的氢与第四个氨基酸残基羰基上的氧形成氢键，以维持α-螺旋稳定。在β-折叠结构中，多肽链的肽键平面折叠成锯齿状结构，侧链交错位于锯齿状结构的上下方。两条以上肽链或一条肽链内的若干肽段平行排列，通过链间羰基氧和亚氨基氢形

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成氢键，维持β-折叠构象稳定。在球状蛋白质分子中，肽链主链常出现180回折，回折部分称为β-转角。β-转角通常有4个氨基酸残基组成，第二个残基常为脯氨基。无规卷曲是指肽链中没有确定规律的结构。

21．已知核糖核酸酶分子中有4个二硫键，用尿素和β-巯基乙醇使该酶变性后，其4个二硫键全部断裂。在复性时，该酶4个二硫键由半胱氨酸随机配对产生，理论预期的正确配对率为1%，而实验结果观察到正确配对率为95%～100%，为什么？

答：核糖核酸酶为一条多肽链的蛋白质，链内含有4个二硫键。当变性的酶进行复性时，多肽链的一级结构决定高级结构，其四对二硫键在适当的条件下都能正确配对，形成具有生物活性的高级结构。

22.举例说明蛋白质变构效应。

答：当配体与蛋白质亚基结合，引起亚基构象变化，从而改变蛋白质的生物活性，此种现象

称为变构效应。变构效应也可发生与亚基之间，即一个亚基构象的改变引起相邻的另一亚基的构象和功能的变化。例如一个氧分子与Hb分子中一个亚基结合，导致其构象变化，进一步影响第二个亚基的构象变化，使之更易于氧分子结合，依次使四个亚基均发生构象改变而与氧分子结合，起到运氧的作用。

23.测定蛋白质空间构象的主要方法是什么？其基本原理是什么？

答：测定蛋白质的空间构象方法主要为X射线晶体衍射法。X射线射至蛋白质晶体上，可发生不同方向的衍射，X光片可接受衍射光束，形成衍射图。而衍射图实质上是X射线穿过晶体的一系列平行剖面所表示的电子密度图，经计算机绘制出三维空间的电子密度图从而得出三维空间结构。二维核磁共振技术是又一种三维空间结构测定技术。