苏州大学2010年621生物化学真题答案

苏州大学
2010年攻读硕士学位研究生入学考试试题
课程代码：621
科目：生物化学
招生专业：植物学、动物学、水生生物学、微生物学、神经生物学、遗传学、发育生物学、细胞生物学、生化与分子生物学、生物物理学、免疫学
注意：答案请不要做在试题纸上
一、名词解释(写出中文名称并解释，每题3分)
1.peptide bond
2.a-helix
3.ribosome
petitive inhibition
5.ketone bodies
6.oxidative phosphorylation
7.one carbon unit
8.feed-forward activation
9.RNA processing
10.Transcription factor
二、问答（A、B两组中任选一组回答，每题10分，共70
分。

两组都答者不得分）
A组：
1.简述真核生物mRNA的结构特征和各结构的功能。

2.酶活性调节有哪几种方式？并简述之。

3.叙述机体氧化呼吸链的组成与排列顺序，这样排列的依据是什么？
4.简述氨基酸的脱氨方式。

5.蛋白质生物合成体系主要包括哪些成分？并简述其作用。

6.简述乳糖操纵子的结构及其调节机制。

7.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？
B组：
1.酶与一般催化剂相比有何异同？
2.请解释糖异生和糖酵解的定义。

糖异生过程是否为糖酵解的逆反应？为什么？
3.试述胆固醇的来源和去路。

4.什么是血浆脂蛋白，它们的来源及主要功能是什么？
5.影响氧化磷酸化的主要因素有哪些？
6.什么是端粒？简述端粒的结构特点及其功能。

7.什么是转录因子？以真核生物RNA-pol II为例说明转录因子的作用。

三、综合论述题（每题25分，共5分）
1、对给定的某一纯品蛋白质的理化学性质进行分析：
（1）首先利用SDS-PAGE法对其分子量进行测定。

SDS-PAGE的中文全称是什么？
SDS在此实验中有怎样具体的作用，请加以详细阐述。

（5分）
（2）如果SDS-PAGE中使用的是垂直板型仪器，PAGE分为两层，那么上层和下层应分别是哪种？上层PAGE起到什么效果？注入下层液态PAGE后，需在
其顶端封一层水或无水乙醇，此步意义何在？否则会导致什么结果？（8
分）
（3）2名同学独立开展此实验，得到如下图所示的蛋白质电泳图谱。

请分析出现此结果最可能的实验操作原因，及分析该蛋白一级结构的概貌和分子量
大约数值。

（12分）
2、某一重组载体pAneo-gfp含有2个外源基因表达盒，一个是肌动蛋白A3
启动子控制的新霉素抗性基因（neo），该基因的表达产物能使抗生素G418
失活表达盒，另一个肌动蛋白A5启动子控制的绿色荧光蛋白基因（gfp）
表达盒
（1）当该载体用脂质体转染培养24h后，用蓝色紫外光观察细胞可部分细胞呈现绿色荧光，请解释该现象；
（2）转染载体4天后，在细胞培养液中加入终浓度为200μg/ml的G418，连续培养细胞，发现绿色荧光细胞的比例逐渐提高，请解释该现象；
（3）用含终浓度200μg/ml的G418培养细胞一个月后，荧光细胞比例达到80%，但仍有部分细胞不呈现绿色荧光，请分析出现这种现象可能的原因；
（4）仔细观察细胞，发现在不同荧光细胞间荧光强度也有明显不同，试分析其可能的原因。

苏州大学2010年攻读硕士学位研究生
入学考试试题答案解析
一、名词解释
1.peptide bond 肽键
一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基脱去1分子H2O，所形成的酰胺键称为肽键。

肽键的键长为0.132nm，具有一定程度的双键性质。

参与肽键的6个原子位于同一平面。

2.a-helix a-螺旋
蛋白质中常见的二级结构，肽链主链绕假想的中心轴盘绕成螺旋状，一般都是
右手螺旋结构，螺旋是靠链內氢键维持的。

每个氨基酸残基（第n个）的羰基与多
肽链C端方向的第4个残基（第4+n个）的酰胺氮形成氢键。

在古典的右手a-螺
旋结构中，螺距为0.54nm，每一圈含有3.6个氨基酸残基，每个残基沿着螺旋的
长轴上升0.15nm。

3.ribosome 核糖体
核糖体由rRNA与核糖体蛋白共同构成，分为大、小两个亚基。

核糖体的功能是作为细胞内蛋白质的合成场所。

在核糖体中，rRNA和核糖体蛋白共同为mRNA、tRNA与氨基酸的复合物、翻译起始因子、翻译延长因子等多种参与蛋白质合成过程的分子提供了识别和结合部位。

petitive inhibition 竞争性抑制作用
通过增加底物浓度可以逆转的一种酶抑制类型。

竞争性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比以及酶对它们的亲和力有关。

此类抑制作用最大速度Vmax不变，表观Km值升高。

5.ketone bodies 酮体
酮体是脂肪酸在肝脏有限氧化分解后转化形成的中间产物，包括乙酰乙酸、β
-羟丁酸和丙酮，是肝脏向肝外输出能量的一种方式。

在饥饿期间酮体是包括脑在
内的许多组织的能量来源，酮体过多会导致中毒。

6.oxidative phosphorylation 氧化磷酸化作用
在底物脱氢被氧化时，电子或氢原子从一个底物传递给分子氧的过程中伴随
ADP 磷酸化生成ATP 的作用，称为氧化磷酸化。

氧化磷酸化是生物体内的糖、脂
肪、蛋白质氧化分解合成ATP 的主要方式。

7.one carbon unit 一碳单位
仅含一个碳原子的基团如甲基（CH 3 -、亚甲基（CH 2 =）、次甲基（CH≡）、甲酰基（O=CH-)、亚氨甲基（HN=CH-）等，一碳单位可来源于甘氨酸、苏氨酸、丝氨酸、组氨酸等氨基酸，一碳单位的载体主要是四氢叶酸，功能是参与生物分子的修饰。

8.feed-forward activation 前馈激活
在反应序列中，前身物质对后面的酶起激活作用，使反应向前进行。

9.RNA processing RNA加工过程
将一个RNA原初转录产物转换成成熟RNA分子的反应过程。

加工包括从原初产物
中删除一些核苷酸，添加一些基因没有编码的核苷酸和对那些碱基进行共价修饰。

10.Transcription factor 转录因子
在转录起始复合物的组装过程中，与启动子区结合并与RNA聚合酶相互作用的一
种蛋白质，称为转录因子。

某些转录因子在RNA延伸时一直维持着结合状态。

二、问答
A组：
1、
答：成熟的真核生物mRNA的结构特点及各结构的功能是：
（1）大多数真核mRNA在5′-端以m7GpppN为分子的起始结构。

这种结构称为帽子结构。

帽子结构在mRNA作为模板翻译成蛋白质的过程中具有促进核糖体与mRNA的结合，加速翻译起始速度的作用，同时可以增强mRNA的稳定性；
（2）在真核mRNA的3′末端，大多数有一段长短不一的多聚腺苷酸结构，通常称为多聚A 尾。

一般有数十个至一百几十个腺苷酸连接而成。

因为在基因内没有找到它相应的序列，因此认为它是在RNA生成后才加上去的。

随着mRNA存在的时间延续，这段多聚A尾巴慢慢变短。

因此，目前认为这种3′-末端结构可能与mRNA从细胞核向细胞质的转位及mRNA的稳定性有关。

2、
答：
酶活性的调节方式有变构调节、共价调节、酶原激活、激促蛋白和抑制蛋白。

（1）变构调节：
①体内一些代谢物可以与某些酶分子活性中心以外的某一部位可逆地结合，使酶发生变构并改变其催化活性，这种调节方式叫变构调节。

受变构调节的酶叫变构酶。

根据对反应速度的影响分为变构激活剂、变构抑制剂。

变构酶常由多亚基构成，包括催化亚基和调节亚基。

有多个亚基的酶存在协同效应，若底物即为效应剂，则效应剂对酶的影响与O2对血红蛋白携氧力的影响相似。

②大部分变构酶的[S]对反应速度的影响曲线为S形曲线，不符合米氏方程。

这种曲线表明酶与一分子底物（或效应物）分子结合后，其构象发生改变，有利于后续分子的结合，称为正协同效应。

这种现象有利于对反应速度的调节，在未达到最大反应速度时，底物浓度的略微增加，将使反应速度有极大提高。

所以正协同效应使酶对底物浓度的变化极为敏感。

③另一类别构酶具有负协同效应，其动力学曲线类似双曲线，在底物浓度较低时反应速度变化很快，但继续下去则速度变化缓慢。

所以负协同效应使酶对底物浓度变化不敏感。

（2）共价调节：
酶蛋白肽链上的一些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合，改变酶的活性，这一过程称为酶的共价修饰或化学修饰。

这种调节是通过酶促共价修饰使其在活性形式与非活性形式之间转变。

如磷酸化与去磷酸化，乙酰化与去乙酰化、甲基化与去甲基化等。

酶的共价修饰是体内快速调节的一种重要方式。

（3）酶原激活：
酶原是指无活性的酶的前体。

酶原激活后转化为酶，即具有催化活性。

酶原的激活实际上是酶的活性中心形成或暴露的过程，常通过水解掉一个或几个短肽而实现。

酶原的激活有重要的生理意义：保证酶在其特定的部位与环境发挥其催化作用。

此外，酶原还可视为酶的贮存方式，但要使酶原转化为有活性的酶，发挥对机体的保护作用。

（4）激促蛋白和抑制蛋白
钙调蛋白与钙离子结合后可以结合到许多酶上，将其激活。

视觉激动过程中的
一个酶含有抑制亚基，当这个亚基可逆释放时，酶的活性增加。

3、
答：
（1）机体氧化呼吸链的组成与排列顺序：
机体氧化呼吸链有两条，分别为NADH氧化呼吸链与琥珀酸氧化呼吸链，其组
成与排列顺序于下图：
NADH→复合体I↘
CoQ→复合体Ⅲ→Cytc→复合体Ⅳ
琥珀酸→复合体Ⅱ↗
（2）排列的依据：
这两条呼吸链的排列顺序是由一系列的实验及其结果确定的：
①据呼吸链各组分的标准氧化还原电位，由低到高的顺序排列；
②在体外将呼吸链拆开和重组，鉴定四种复合体的组成与排列；
③利用呼吸链特异的抑制剂阻断某一组分的电子传递，在阻断部位以前的组
分处于还原状态，后面则处于氧化状态；
④根据吸收光谱的改变进行检测；以离体线粒体无氧时处于还原状态作为对
照，缓慢给氧，观察各组分被氧化的顺序。

当然，有些组分的具体位置还有待进一步研究确定。

4、
答：
氨基酸失去氨基称为脱氨，是机体氨基酸分解代谢的第一步。

绝大多数氨基酸先脱
氨生成a-酮酸，再氧化或转化为其他物质。

氨基酸主要通过三种方式脱氨基，即
氧化脱氨基，非氧化脱氨基和联合脱氨基。

（1）氧化脱氨基：反应过程包括脱氢和水解两步，氨基酸在酶催化下脱氢生成亚
氨基酸，再水解生成酮酸和氢。

反应主要由L-氨基酸氧化酶和谷氨酸脱氢酶所催化。

L-氨基酸氧化酶是一种需氧脱氢酶，该酶在人体内作用不大。

谷氨酸脱氢酶是一种不需氧脱氢酶，以NAD+或NADP+为辅酶。

该酶作用较大，属于变构酶，其活性受ATP，GTP 的抑制，受ADP，GDP 的激活。

（2）非氧化脱氨
①还原脱氨：严格无氧时氢化酶催化生成羧酸和氨。

②水解脱氨：水解酶催化，生成a-羟酸和氨。

③脱水脱氨：丝氨酸和苏氨酸在脱水酶催化下生成烯，重排成亚氨基酸，自发水
解生成酮酸和氨。

脱水酶以磷酸吡哆醛为辅基。

④脱巯基脱氨：半胱氨酸在脱巯氢基酶催化下脱去硫化氢，重排、水解，生成丙
酮酸和氨。

⑤氧化-还原脱氨：两个氨基酸一个氧化，一个还原，脱去两个氨，生成酮酸和
脂肪酸。

（3）联合脱氨基作用：转氨基作用与氧化脱氨基作用联合进行，从而使氨
基酸脱去氨基并氧化为α-酮酸的过程，称为联合脱氨基作用。

可在大多
数组织细胞中进行，是体内主要的脱氨基的方式。

5、
答：
蛋白质生物合成体系及作用：
（1）mRNA：合成蛋白质的模板
（2）tRNA：携带转运氨基酸
（3）rRNA：与蛋白质结合成核蛋白体是合成蛋白质的场所
（4）原料：20 种氨基酸
（3）酶类：氨基酰-tRNA 合成酶（氨基酸的活化），转肽酶（肽链的延长）等（4）蛋白质因子：
起始因子：参与蛋白质生物合成起始的蛋白因子
延长因子：参与蛋白质生物合成过程中肽链延伸的蛋白因子
终止因子：作用是与终止密码子结合终止肽链的合成并使肽链从核糖体上释放出来。

（5）其他：ATP、GTP（提供能量），Mg2+、K +（酶的激活）等。

6、
答：
一、乳糖操纵子的结构：
乳糖操纵子含Z、Y、及A三个结构基因，编码降解乳糖的酶，此外还有一个操纵序列O、一个启动序列P和一个调节基因I，在P序列上游还有一个CAP结合位点。

由P序列、O序列和CAP结合位点共同构成lac操纵子的调控区，三个编码基因由同一个调控区调节。

二、乳糖操纵子的调节机制：
可分为三个方面：
(1)阻遏蛋白的负性调节
没有乳糖时, 阻遏蛋白与O序列结合,阻碍RNA聚合酶与P序列结合,抑制转录起动；有乳糖时,少量半乳糖作为诱导剂结合阻遏蛋白，改变了它的构象，使它与
O序列解离,RNA聚合酶与P序列结合,转录起动。

(2)CAP的正性调节
没有葡萄糖时，cAMP浓度高，结合cAMP的CAP与lac操纵子启动序列附近的
CAP结合位点结合，激活RNA转录活性；有葡萄糖时，cAMP浓度低，cAMP与CAP
结合受阻，CAP不能与CAP结合位点结合，RNA转录活性降低。

(3)协调调节
当阻遏蛋白封闭转录时，CAP对该系统不能发挥作用；如无CAP存在，即使没
有阻遏蛋白与操纵序列结合，操纵子仍无转录活性。

7、
答：
蛋白质的基本组成单位是氨基酸，均为L―α―氨基酸，即在α－碳原子上连有一
个氨基、一个羧基、一个氢原子和一个侧链，即所有蛋白质都含有碳氢氧氮四种元
素，有些蛋白质还含有硫、磷和一些金属元素。

蛋白质平均含碳50%，氢7%，氧
23%，氮16%。

其中氮的含量较为恒定，而且在糖和脂类中不含氮，所以常通过测
量氮的含量来测定蛋白质含量。

如常用的凯氏定氮：
蛋白质含量=蛋白氮*6.25
其中6.25是16%的倒数
B组：
1、
答：
相同点：酶是一种生物催化剂，与一般催化剂一样，只改变反应速度，不改变化学
平衡，并在反应前后本身不变。

不同点：酶作为生物催化剂，与一般的无机催化剂相比有以下特点：
（1）催化效率高，比一般催化剂更有效的降低化学反应所需活化能。

催化效率比
非催化反应高108～1020，比一般催化剂高106～1013。

（2）专一性强，一般催化剂对底物没有严格的要求，能催化多种反应，而酶只催
化某一类物质的一种反应，生成特定的产物。

因此酶的种类也是多种多样的。

根据
酶对底物结构严格选择程度的不同，又分为绝对特异性、相对特异性和立体异构特
异性。

（3）反应条件温和，酶促反应不需要高温高压及强酸强碱等剧烈条件，在常温常
压下即可完成。

（4）酶的活性受多种因素调节，无机催化剂的催化能力一般是不变的，而酶的活
性则受到很多因素的影响。

比如底物和产物的浓度、pH值以及各种激素的浓度都
对酶活有较大影响。

酶活的变化使酶能适应生物体内复杂多变的环境条件和多种多
样的生理需要。

生物通过变构、酶原活化、可逆磷酸化等方式对机体的代谢进行调
节。

（5）稳定性差，酶是蛋白质或者核酸，只能在常温、常压。

近中性的条件下发挥
作用。

高温、高压、强酸、强碱、有机溶剂、重金属盐、超声波、剧烈搅拌、甚至
泡沫的表面张力等都有可能使酶变性失活。

不过自然界中的酶是多种多样的，有些
酶可以在极端条件下起作用。

2、
答：
糖酵解：是酶将葡萄糖降解成丙酮酸并生成ATP的过程。

它是动植物及微生物细胞
中葡萄糖分解产生能量的共同代谢途径。

有氧时丙酮酸进入线粒体，经三羧酸循环
彻底氧化生成CO2和水，糖酵解生成的NADH则经呼吸链氧化产生ATP和水。

缺
氧时NADH把丙酮酸还原生成乳酸。

糖异生：将非糖物质转变为糖，以维持血糖恒定，满足组织对葡萄糖的需要。

糖异生的主要
原料为乳酸、氨基酸和甘油。

糖异生主要在肝脏进行，肾皮质也有异生糖的能力，在长期饥饿时，肾糖异生能力大大加强。

糖异生过程不是糖酵解的逆过程，因为糖酵解中己糖激酶、6—磷酸果糖激酶—1、丙酮酸激酶催化的反应是不可逆反应，所以非糖物质必须依赖葡萄糖—6—磷酸酶、果糖二磷酸酶—1、丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的催化才能异生为糖，亦即酶促反应需要饶过三个能障以及线粒体膜的膜障。

3、
答：
人体胆固醇的来源有：
①食物中摄取。

②机体细胞自身合成。

胆固醇的去路有：
①于构成细胞膜。

②肝脏可转化成胆汁酸。

③在性腺、肾上腺皮质可转化成性激素、肾上腺皮质激素。

④在皮肤可转化成维生素D
3
⑤还可酯化成胆固醇酯，储存在胞液及血浆脂蛋白中。

4、
答：
血浆脂蛋白的定义：是脂质与载脂蛋白结合形成的球形复合体，是血浆脂质的运输和代谢形式。

血浆脂蛋白的分类：
根据其密度由小到大分为乳糜微粒（CM）、极低密度脂蛋白（VLDL）、低密度脂蛋白（LDL）、高密度脂蛋白（HDL）、极高密度脂蛋白（VHDL）五类。

各自组成及结构和功能：
①乳糜微粒：由小肠上皮细胞合成，主要来自食物油脂，颗粒大，使光散射，
呈乳浊状，这是用餐后血清浑浊的原因。

主要生理功能是从小肠运输外源性甘油三酯和胆固醇到其他组织。

②极低密度脂蛋白：由肝细胞合成，主要成分也是油脂。

当血液经油脂组织、
肝和肌肉等组织的毛细血管时，乳糜微粒和极低密度脂蛋白被毛细血管壁脂蛋白酶水解，所以正常人空腹时不易检出乳糜微粒和极低密度脂蛋白。

主要生理功能是从肝脏运输内源性甘油三酯和胆固醇至各靶组织。

③低密度脂蛋白：由 VLDL 在血浆中转化而来，富含磷脂和胆固醇。

主要生理功
能是转运内源性胆固醇和磷脂到肝脏，含量过高易患动脉粥样硬化。

④高密度脂蛋白：来自肝脏，其颗粒最小，脂类主要是磷脂和胆固醇。

主要生
理功能是转运内源性胆固醇和磷脂。

电泳时称a脂蛋白，可激活脂肪酶，清除胆固醇。

⑤极高密度脂蛋白：由清蛋白和游离脂肪酸构成，前者由肝脏合成，在油脂组
织种组成极高密度脂蛋白。

主要生理功能是转运游离脂肪酸。

5、
答：
氧化磷酸化的影响因素：
1．ATP/ADP 比值：ATP/ADP 比值是调节氧化磷酸化速度的重要因素。

ATP/ADP 比
值下降，可致氧化磷酸化速度加快；反之，当ATP/ADP 比值升高时，则氧化磷酸
化速度减慢。

2．甲状腺激素：甲状腺激素可以激活细胞膜上的Na+,K+-ATP 酶，使ATP水解增
加，因而使ATP/ADP 比值下降，氧化磷酸化速度加快。

3．药物和毒物：
⑴呼吸链的抑制剂：能够抑制呼吸链递氢或递电子过程的药物或毒物称为呼吸链的
抑制剂。

能够抑制第一位点的有异戊巴比妥、粉蝶霉素A、鱼藤酮等；能够抑制
第二位点的有抗霉素A 和二巯基丙醇；能够抑制第三位点的有CO、H2S 和CN-、
N3-。

其中，CN-和N3-主要抑制氧化型Cytaa3-Fe3+，而CO 和H2S 主要抑制还原
型Cytaa3-Fe2+。

⑵解偶联剂：不抑制呼吸链的递氢或递电子过程，但能使氧化产生的能量不能用于
ADP 的磷酸化的试剂称为解偶联剂。

其机理是增大了线粒体内膜对H+的通透性，
使H+的跨膜梯度消除，从而使氧化过程释放的能量不能用于ATP 的合成反应。

主要的解偶联剂有2,4-二硝基酚。

⑶氧化磷酸化的抑制剂：对电子传递和ADP 磷酸化均有抑制作用的药物和毒物称
为氧化磷酸化的抑制剂，如寡霉素。

6、
答：
(1)端粒的定义：
真核生物线形染色体的末端具有一种特殊的结构，称为端区或端粒。

(2)端粒的结构特点：
端粒结构中有核苷酸重复序列，一般在一条链上为TxGy，互补链为CyAx，x与y大约在1-4范围内，人的端粒区含有TTAGGG重复序列。

(3)端粒的功能：
端粒具有保护DNA双链末端，使其免遭降解及彼此融合的功能。

端粒的平均长度随着细胞分裂次数的增多及年龄的增长而变短，可导致核生物染色体稳定性下降，并导致衰老。

其分子机制在于，线形DNA分子不能从末端核苷酸外合成RNA引物，如此染色体将逐代缩短。

但是在生殖细胞、胚胎细胞和肿瘤细胞中，由于有端粒酶，所以并不出现这种情况。

7、
答：
转录因子的定义：
在转录起始复合物的组装过程中，与启动子区结合并与RNA聚合酶相互作用的一
种蛋白质，称为转录因子。

某些转录因子在RNA延伸时一直维持着结合状态。

转录因子的作用：
真核RNA聚合酶Ⅱ不能单独识别、结合启动子，而是由基本转录因子TF ⅡD组成
成分TBP识别TATA盒或启动元件，并有TF ⅡA参与结合，形成TF ⅡD-启动子复
合物；继而在TG ⅡAF等参与下，RNA聚合酶Ⅱ与TF ⅡD、TF ⅡB聚合，形成一
个功能性的前起始复合物。

在几种基本转录因子中，TF ⅡD是唯一具有位点特异
的DNA结合能力的转录因子，在上述有序的组装过程起关键性指导作用。

这样形
成的前起始复合物尚不稳定，也不能有效启动mRMA转录。

然后由结合在增强子
上的转录激活因子直接或间接与TF ⅡD结合，从而影响前起始复合物的形成、稳
定性以及RNA聚合酶的活性。

三、综合题
1、
答：
（1）SDS-PAGE全称：十二烷基硫酸钠聚丙烯酰氨凝胶电泳
SDS的作用：
①在蛋白质混合样品中各蛋白质组分的迁移率主要取决于分子大小和形状以
及所带电荷多少。

在聚丙烯酰胺凝胶系统中，加入一定量的十二烷基硫酸钠（SDS），SDS是一种阴离子表面活性剂，加入到电泳系统中能使蛋白质的氢键和疏水键打开，并结合到蛋白质分子上（在一定条件下，大多数蛋白质与SDS 的结合比为1.4gSDS/1g蛋白质），使各种蛋白质-SDS复合物都带上了相同密度的负电荷，其数量远远超过了蛋白质分子原有的电荷差别。

②SDS改变了蛋白质单体分子的构象，SDS-蛋白质复合体在水溶液中的形状近
似于长椭圆棒，不同蛋白质的SDS复合体的短轴长度都一样，而长轴长度则与蛋白质的相对分子质量成正比。

此时，蛋白质分子的电泳迁移率主要取决于它的分子量大小，而其他因素对电泳迁移率的影响几乎可以忽略不计。

（2）。