四川大学生化题库及答案3

糖
一、已知一个只含有C、H和O的未知物质是从鸭肝中分离出的。

当该物质在过
量氧气存在下完全燃烧后生成和。

该物质的实验式与糖的是不是一致？
O，是一种典型的糖。

答: 一致；该物质的实验式为CH
2
二、醛糖的羰基氧能够还原为羟基，醛糖转化为糖醇，当D-甘油醛还原为甘油
后，什么缘故再也不命名为D-或L-甘油了呢？
答: 当甘油醛的羰基还原为羟基后，C-1和C-3的化学特性相同，因此甘油分子不是一个手性分子。

3、蜂蜜中的果糖主若是β-D-吡喃糖。

它是已知最甜的一种物质，其甜度大约
是葡萄糖的两倍。

但β-D-呋喃型果糖的甜度就低得多了。

在温度高时，蜂蜜的甜味慢慢减少。

高浓度果糖的玉米糖浆经常使用来增强冷饮而不是热饮饮料的甜味，这是利用了果糖的什么化学性质？
答：因为果糖既可环化生成吡喃糖，也可环化成呋喃糖。

增加温度会使平稳偏向于甜味较少的呋喃果糖生成的方向。

4、刚制备的D-α-半乳糖溶液（1克／毫升，在10cm小室中）的旋光度为＋°，
放置一段时刻后，溶液的旋光度慢慢降低，最后达到平稳值：＋°，而刚制备的D-b-半乳糖溶液（1克／毫升）旋光度只有＋°，但慢慢增加，过一段时刻后，亦变成＋°。

（a）画出a，b两种构型的Haworth投影式，两构型的特征表现在哪？（b）为什么刚制备的a型溶液其旋光度随时间渐减？而等浓度的a型和b型在达到平衡时其旋光度又相同？
（c）试计算平衡时两种构型半乳糖各占百分比是多少？
答：（a）（b）新制备的α-D-半乳糖溶液经变旋作用形成α和β型的平稳混合物。

（c）28％α型，72％β型。

五、蔗糖（旋光度为＋°）水解生成等摩尔的D-葡萄糖（旋光度为＋°）和D-
果糖（旋光度为－92°）的混合物。

（a）提出一方便的方法，以确定由小肠壁提取的转化酶水解蔗糖的速率。

（b）为什么由蔗糖水解形成的等摩尔D-葡萄糖和D-果糖的混合液在食品工业上被称之转化糖？
（c）转化酶（即蔗糖酶）作用于蔗糖溶液至混合液的旋光度变为0时，多少蔗糖被水解？
答：（a）监测旋光度随时刻的转变。

（b）混合物的旋光度相关于蔗糖溶液的旋光度是负值（由原先的正值转化为负值）。

（c）63％蔗糖。

六、乳糖存在二个异构体，但蔗糖没有异构体，如何说明？
答：因为蔗糖没有游离异头碳，蔗糖是个还原糖。

7、纤维素和糖原都是由D-葡萄糖残基通过（1→4）连接形成的聚合物，但它们
的物理特性不同专门大。

例如从棉花丝取得的几乎纯的纤维素是坚韧的纤维，完全不溶于水。

相反从肌肉或肝脏中取得的糖原容易分散到热水中，形成混浊液。

这两种聚合糖的什么结构特点使得它们的物理特性有这么大的不同？
纤维素和糖原的结构特点确信了它们的什么生物学作用？
答：天然纤维素是由通过β（1→4）糖苷键连接的葡萄糖单位组成的，这种糖苷键迫使聚合物链成伸展的构型。

这种一系列的平行的聚合物链形成份子间的氢键，它们聚集成长的、坚韧的不溶于水的纤维。

糖原主若是由通过α（1→4）糖苷键连接的葡萄糖单位组成的，这种糖苷键能引发链弯曲，。

避免形成长的纤维。

另外糖原是个具有高分支（通过α（1→6））的聚合物。

它的许多羟基暴露于水，可被高度水合，因此可分散在水中。

纤维素由于它的坚韧特性，所以它是植物中的结构材料。

而糖原是动物中的贮存燃料。

带有许多非还原末端的高度水合的糖原颗粒可被糖原磷酸化酶快速水解释放出葡萄糖-1-磷酸。

八、青霉素是如何发挥它的抗菌作用的？
答：青霉素的抗菌作用是抑制肽聚糖合成中的一步特殊的反映，肽聚糖是革兰氏阳性菌细胞壁的要紧成份。

青霉素抑制催化肽聚糖合成的最后一步反映的转肽酶。

青霉素的结构类似于转肽酶底物结尾的二肽D-Ala-D-Ala的结构。

九、某些糖蛋白的寡糖部份能够作为细胞的识别部位。

为了执行这一功能，寡糖
部份应当具有形成多种结构形式的潜力。

若是寡肽是由5个不同氨基酸残基组成，寡糖是由5个不同的单糖残基组成，那么是寡肽仍是寡糖产生的结构的多样性更多？
答：寡糖；它的单糖单位要比寡肽的氨基酸单位的结合方式更多。

因为每一个单糖的羟基都能够参与糖苷键的形成，而且每一个糖苷键的构型既能够是α型，也能够是β型。

聚合物能够是线性的，也能够是带有分支的。

脂和生物模
1、在 pH＝7时，判定以下物质的带电状况？
（a）磷脂酰胆碱（b）磷脂酰乙醇胺（c）磷脂酰丝氨酸
答:（a）0 （b）0 （c）－1
2、按相变温度由低到高，将以下磷脂酰胆碱排序，并说明排序的理由。

二油酰磷脂酰胆碱 (18:1，顺式双键)，二反油酰磷脂酰胆碱（18:1，反式双健），
二亚麻酰磷脂酰胆碱（18:2顺式双键），二硬脂酰磷脂酰胆碱（18:0）
答: 二亚麻酰磷脂酰胆碱，二油酰磷脂酰胆碱，二反油酰磷脂酰胆碱，二硬脂酰磷脂酰胆碱。

由于一个反式双键并非引发脂酰链的弯折，因此并非降低Tm；而顺式双键那么相反，引入弯折降低Tm，两个顺式双键在脂酰键中产生两个弯折从而比一个顺式双键更大程度地增加流动性。

3、以下十八碳的脂肪酸的熔点别离是：硬脂酸（°），油酸（°），亚油酸（－
5°），亚麻酸（－11°）。

（a）它们的结构与相应的熔点有什么相关性？（b）画出由甘油、软脂酸和油酸组成的可能的三脂酰甘油的结构式，并依照熔点慢慢增加的排序。

（c）某些细胞的膜脂中含有支链脂肪酸，它们的存在是增加仍是降低膜的流动性（即具有较低或较高的熔点），什么缘故？
答：（a）顺式双键数；每一顺式双键都引发碳氢链的一个弯曲，可降低熔点。

（b）能够组成6种不同的三脂酰甘油，按熔点顺序排：OOO < OOP ＝OPO < PPO＝POP < PPP，那个地址的O代表油酸，P代表软脂酸。

（c）支链脂肪酸能增加膜的流动性，因为它们能够降低膜脂的堆积。

4、清除动物脂肪沉积的最多见的方法是利用一些含有氢氧化钠的产品，这是什
么道理？
答：动物脂肪要紧成份是三脂酰甘油，它能够被氢氧化钠水解（皂化），生成香皂，香皂在水中的溶解度比脂肪高得多。

5、假设你在超市上发觉了两种都是由100％玉米油制造的黄油，但一种是通过
使玉米油氢化制造的，另一种是通过乳化制造的。

哪一种黄油含有更多的不饱和脂肪酸？
答：通过乳化工艺制造的黄油含有更多的不饱和脂肪酸。

因为氢化是使不饱和脂肪酸转变成饱和脂肪酸。

6、一些药物必需在进入活细胞后才能发挥药效，但它们中大多是带电或有极性
的，因此不能靠被动扩散跨膜。

人们发觉利用脂质体运输某些药物进入细胞
是很有效的方法，试说明脂质体是如何发挥作用的。

答：脂质体是脂双层膜组成的封锁的、内部有空间的囊泡。

离子和极性水溶性分子（包括许多药物）被包裹在脂质体的水溶性的内部空间，负载有药物的脂质体能够通过血液运输，然后与细胞的质膜相融合将药物释放入细胞内部。

7、一个红细胞的表面积大约为100μm2，从×109个红细胞分离出的膜在水中
形成面积为的单层膜。

从那个实验就细胞膜的组成能得出什么结论？
答：由一个红细胞的膜铺成的单层面积为[×1012μm2]/（×109）＝188。

由于红细胞表面积只有100μm2，所以覆盖红细胞表面积的脂是双层的，即188/100≈2。

换言之红细胞膜是由双层脂构成的。

8、脂质体是一个持续的自我封锁的脂双层结构。

（a）脂双层形成的驱动力是
什么？（b）生物膜的结构对生物有什么重要作用？
答：（a）形成双层的磷脂分子是两性分子（含有亲水和疏水部分）。

脂双层的形成是由磷脂的疏水作用驱动的，这时磷脂疏水的脂酰链倾向于脱离与水的接触，水溶液中的磷脂分子的非极性尾部被水分子包围，磷脂分子之间为避开水疏水尾部彼此靠近，当磷脂双层结构形成时，脂酰链被限制在疏水的内部，而排挤出有序的水分子。

该过程导致这些水分子的熵大大增加，熵增加的量大大地超过由于更多有序的脂双层的形成导致熵减少的量。

增加的熵以及脂双层中的相邻的非极性尾部之间的范德华接触对有利的（负的）自由能变化都有贡献，因此整个过程可以自发进行。

（b）生物膜主要是由蛋白质、脂质、多糖类组成，形成一个流动的自封闭体系，它对生物的作用主要体现在以下方面：
1、可以提供一个相对稳定的内环境。

2、生物膜可以进行选择性的物质运输，保证生物体的正常生理功能。

3、生物膜与信号传导、能量传递、细胞识别、细胞免疫等细胞中的重要过
程相关。

总之，生物膜使细胞和亚细胞结构既各自具有恒定、动态的内环境，又相互联系相互制约。

9、许多埋在膜内的蛋白（内在蛋白）与细胞中的蛋白质不同，它们几乎不可能
从膜上转移至水溶液中。

但是，此类蛋白的溶解和转移，常可用含有十二烷基硫酸钠或其它的去污剂，例如胆酸的钠盐等溶液来完成，这是什么道理？
答：十二烷基磺酸钠和胆酸钠等去污剂，都具有亲水和疏水两部份，它们能够破坏蛋白与膜之间的疏水彼此作用，并用疏水部份结合蛋白的疏水部份，亲水部份向外，形成一个可溶性微团，将蛋白转移到水中。

10、将某细菌从37℃的生长温度转移至25℃后，利用什么手腕能够恢复膜的
流动性？
答：通过生产更多的不饱和脂肪酸链或较短的脂肪酸链可恢复膜的流动性。

因为在较低的生长温度下，细菌必须合成具有更低Tm（高流动性）的不饱和脂肪酸或短的脂肪酸链，才能恢复膜流动性。

核酸
1、比较蛋白质α螺旋中的氢键和DNA双螺旋中的氢键，并指出氢键在稳固这两
种结构中的作用。

答: 在α-螺旋中，一个残基上的羧基氧与旋转一圈后的（该残基后面）第四个残基上的α-氨基中的氮形成氢键，这些在肽链骨架内原子间形成的氢键大致平行于该螺旋的轴，氨基酸侧链伸向骨架外，不参与螺旋内的氢键形成。

在双链DNA中糖-磷酸骨架不形成氢键，相反在相对的两条链中互补的碱基之间形成2个或3个氢键，氢键大致垂直于螺旋轴。

在α-螺旋中，单独的氢键是很弱的，但是这些键的合力稳定了该螺旋结构。

尤其是在一个蛋白质的疏水内部，这里水不与氢竞争成键。

在DNA中形成氢键的主要作用是使每一条链能作为另一条链的模板，尽管互补碱基之间的氢键帮助稳定螺旋结构，但在疏水内部碱基对之间的堆积对螺旋结构的稳定性的供献更大。

2、一段双链DNA包括1000个碱基，其组成中G+C占58%，那么在DNA的该区域
中胸腺嘧啶残基有多少？
答: 若是58%的残基是G+C，42%的残基必然为A+T。

因为每一个A与相对链上的一个T相配，A残基的数量与T残基的数量相等，因此21%或420个残基为T（2000×=420）。

3、双螺旋DNA一条链的碱基序列为（5ˊ）GCGCAATATTTCTCAAAATATTGCGC-3ˊ，
写出它的互补链。

该DNA片段中含有什么特殊类型的序列？该双链DNA有能力形成另外一种结构吗？
答：（5ˊ）GCGCAATATTTTGAGAAATATTGCGC-3ˊ，含有回文序列；单链内可形成发卡结构；双链可形成十字结构。

4、用适当的碱基取代下面序列中的X，给出一个完整的反向重复结构。

5ˊG－A－T－C－A－T－X－X－X－X－X－X 3ˊ
3ˊX－X－X－X－X－X－X－X－X－X－X－X 5ˊ
答： 5ˊG－A－T－C－A－T－A－T－G－A－T－C 3ˊ
3ˊC－T－A－G－T－A－T－A－C－T－A－G 5ˊ
5、两个DNA分子，其长度相等，碱基组成不同，一个含有20%（A+T），另一个
含有60% （A+T），哪个分子的Tm较高？
答：含有20%（A+T）的DNA分子具有更高的Tm。

因为它含有80%（G+C）。

因为G-C碱基对之间存在3个氢键，所以使富含G/C的DNA变性需要更多的能量。

6、有二个DNA样品，别离来自两种未确认的细菌，两种DNA样品中的腺嘌呤碱
基含量别离占它们DNA总碱基的32％和17％。

这两个DNA样品的腺嘌呤，鸟嘌呤，胞嘧啶和胸腺嘧啶的相对照例是多少？其中哪一种DNA是取自温泉（64℃）环境下的细菌，哪一种DNA是取自嗜热菌？答案的依据是什么？
答：一个DNA含量为32％A、32％T、18％G和18％C，另一个为17％A、17％T、33％G和33％C，均为双链DNA。

前一种取自温泉的细菌，后一种取自嗜热菌，因为其G－C含量高，变性温度高因而在高温下更稳定。

7、溶液A中含有浓度为1M的20个碱基对的DNA分子，溶液B中含有的400个
碱基对的DNA分子，因此每种溶液含有的总的核苷酸残基数相等。

假设DNA 分子都有相同的碱基组成。

（a）当两种溶液的温度都缓慢上升时，哪个溶液首先得到完全变性的DNA？
（b）哪个溶液复性的速度更快些？
答：（a）溶液A中的DNA将首先被完全变性，因为在20个碱基对螺旋中的堆积作用力比在400个碱基对螺旋中的力小很多，在DNA双链的末端的DNA的碱基对只是部分堆积。

在片段短的分子中这种"末端效应"更大。

（b）在溶液A中复性的速率更大。

成核作用（第一个碱基对的形成）是一个限速步骤，单链分子的数目越大，重新形成碱基对的机率就越大，因而在溶液A中的DNA（含有2M单链DNA）将比溶液B中的DNA（含有单链DNA）更快地复性。

8、一DNA样品，为线性的双螺旋。

取部份样品涂布在栅板上，温度维持在20℃
用电子显微镜观看；另取部份样品进行一样的操作，只是温度为60℃，30
分钟后，用电子显微镜观看。

发觉线性的双螺旋中显现了一些"眼"形（也称之θ形）结构，请说明此现象？这种现象能提供什么有效的信息？
答："眼"形结构是由于双螺旋DNA局部片段解旋形成的。

这些片段富含A －T碱基对，A－T比G－C的热稳定性差。

用这种方法可以检测DNA双螺旋链中碱基组成上的差别。

9、两条长度、浓度都相同的单链DNA探针加入到从人细胞系中提取的DNA片段
混合组分中。

一个探针与核糖体RNA的某个区域互补，另一个与球蛋白mRNA 的某个区域互补。

加热混合物使DNA片段变性，然后再冷却。

什么缘故核糖体RNA探针形成双链结构比球蛋白mRNA要早？
答：因为核糖体RNA基因是多拷贝的。

在人体内的任一个细胞中，核糖体RNA基因在数目上远远高于球蛋白基因，因此一个rRNA探针遇到一个互补的人DNA序列的几率远远高于球蛋白探针。

10、若是人体有1014个细胞，每一个体细胞的DNA含有×109对核苷酸，试
计算人体DNA 的总长度为多少千米？那个长度相当于地球与太阳之间距离（×109千米）的多少倍？
答：×1011千米；100倍
代谢导论
一、.在磷酸解中，一个键是受到无机磷酸的解决（而不是象水解那样受水解决）
并被切断。

某细菌含有蔗糖磷酸化酶，它能催化蔗糖的磷酸解：
蔗糖+磷酸→葡萄糖1-磷酸+果糖
（a）从以下数据，计算蔗糖的磷酸解中的标准自由能变化。

H2O+蔗糖→葡萄糖+果糖△G0ˊ=-29KJ/ mol
H
2
O+葡萄糖-1-磷酸→葡萄糖+磷酸△G0ˊ=-21KJ/mol
（b）计算蔗糖磷酸解的平衡常数。

答: （a）计算蔗糖磷酸解的标准自由能转变，只需要将两个反映原标准自由能转变加起来，而这两个反映组合确实是总反映。

△G0ˊ（KJ /mol）
H 2O+蔗糖→葡萄糖+果糖 -29 葡萄糖+磷酸→H
2
O+葡萄糖-1-磷酸 21
蔗糖+磷酸→葡萄糖-1-磷酸+果糖 -8
因此蔗糖磷酸解的标准自由能变化为-8KJ/mol。

（b）△G0ˊ=-RTlnK
eq
, Keq=25
二、指出以下磷酸化合物中哪些是高能量的，并指明高能键。

见图
答: 术语"高能"通经常使用于指在水解时释放相当大能量的化合物，该化合物分子的裂解时断裂的键就叫做"高能键"。

可是在基团转移反映中这些化合物的高反映活性并非是由于仅仅一个键的缘故而在于整体的结构。

（a）是一个高能分子，可是仅有一个磷酰基团，即羧基-磷酸酐具有高能，而磷酯键不是高能键。

（b）不是一个高能分子，因为它是一个磷酯。

（c）是一个类似于氨甲酰磷酸的高能分子，氨甲酸磷酸酐是高能化合物。

（d）是一个高能分子，类似于磷酸烯醇式丙酮酸，该化合物含有一个高能的烯醇式磷酸键。

（e）是一个高能分子，类似于磷酸肌酸或磷酸精氨酸的水解，该分子磷酸胍N-P键的水解放出相当大的能量。

却2个图
3、辅酶Q的标准还原电势是+，黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）的标准还原电势为。

说明FADH2被辅酶Q氧化时理论上释放的能量在标准条件下能够驱动由ADP
＋P
合成ATP。

i
答：首先计算耦合的氧化-还原反应的标准还原电势，然后计算标准自由能变化。

因为将ATP水解为ADP+Pi的标准自由能变化为-30KJmol-1，因此ATP
被辅酶Q氧化时理论上释放合成的标准自由能变化为+30KJ/mol。

所以FADH
2
合成ATP所需的自由能更多。

见图
的能量要比由ADP+P
i
4、成年人天天利用ATP情形。

（a）一个68kg的成年人每天（24h）需要此食物中摄取2000kcal（8360kJ）热量。

食物代谢产生的能量主要用于身体日常的化学反应和机械功。

假设食物能量转化为ATP的效率是50％，计算成年人24h所利用的ATP的重量，它是人体重的百分之多少？
（b）虽然成年人每天合成大量的ATP，但人本身的重量、构造和组成在此期间没有明显改变，试解释看似矛盾的现象。

，答：（a）46kg；68％（b）ATP按照身体需要合成，然后降解为ADP和P
i 因此ATP的浓度维持在一个稳态水平，对躯体没有明显阻碍。

五、任何氧化还原电对的标准还原电位都是由半电池反映确信的。

NAD＋／NADH
和丙酮酸／乳酸的标准还原电位别离为－和－。

（a）哪一个共轭电对有较大失去电子的倾向？
（b）哪一个共轭电对有较强的氧化能力？
（c）如果在pH7时，每一反应物和生成物的浓度为1M，试问下列反应进行的方向。

丙酮酸＋NADH＋H＋=乳酸＋NAD＋
（d）在25℃，此反映的标准自由能的转变ΔG°′。

（e）在25℃，此反映的平稳常数？
答：（a）NAD+/NADH（b）丙酮酸/乳酸（c）乳酸形成方向（d）-25KJ/mol（e）×104。