动物生化

第一章 核酸与蛋白质化学

1.DNA和RNA在化学组成上、分子结构上、生物学功能上各有何特点？

答：化学组成上DNA主要含有脱氧核糖核苷酸，磷酸基团，以及碱基；RNA含有核糖核苷酸，磷酸基团，碱基。要注意的就是其中胸腺嘧啶只存在于DNA中，尿嘧啶只存在于RNA中，其他碱基是它们所共有的。
分子结构上DNA是双螺旋结构，两条链碱基互补；RNA是单链结构
生物功能上DNA是生物体内的主要遗传物质，承载者生物体的主要遗传信息。
RNA主要分三类，即tRNA（转运RNA）, rRNA（核糖体RNA）, mRNA（信使RNA）。
mRNA是合成蛋白质的模板，内容按照细胞核中的DNA所转录；
tRNA是mRNA上碱基序列（即遗传密码子）的识别者和氨基酸的转运者；
rRNA是组成核糖体的组分，是蛋白质合成的工作场所。

2.简述DNA双螺旋结构模型的基本要点。

答：有两条DNA单链，反向平行，一段由3’端开始，一段由5‘端开始，螺旋成双链结构。
外部是磷酸和脱氧核糖交替构成的
内部碱基遵循碱基互补配对原则（A-T,C-G）
碱基之间是由氢键连接
脱氧核苷酸之间由磷酸二脂键链接。

3.核酸的碱基互补规律是什么？

答：在DNA分子结构中，由于碱基之间的氢键具有固定的数目和DNA两条链之间的距离保持不变，使得碱基配对必须遵循一定的规律，这就是A（腺嘌呤）一定与T（胸腺嘧啶）配对，G（鸟嘌呤）一定与C（胞嘧啶）配对，反之亦然。

4.RNA有哪些主要类型,其结构与功能有何异同点？

答：类型：mRNA、tRNA和rRNA；hnRNA、snRNA、miRNA、iRNA等。
相同点：都是通过3′，5′-磷酸二酯键连接而成的单链多聚核糖核酸。
不同点
mRNA：携带从DNA编码链得到的遗传信息，并以三联体读码方式指导蛋白质生物合成的长链RNA，由编码区、上游的5′非编码区和下游的3′非编码区组成。约占细胞RNA总量的3%～5%。真核生物mRNA的5′端带有7-甲基鸟苷-5′-三磷酸的帽子结构和3′端含多腺苷酸的尾巴。
tRNA：通过单链自身回折成三叶草形状，它由3个环，即D环〔因该处二氢尿苷酸（D）含量高〕、反密码环（该环中部为反密码子）和TΨC环〔因绝大多数tRNA在该处含胸苷酸（T）、假尿苷酸（Ψ）、胞苷酸（C）顺序〕，四个茎，即D茎（与D环联接的茎）、反密码茎（与反密码环联接）、TΨC茎（与 TΨC环联接）和氨基酸接受茎〔也叫CCA茎，因所有tRNA的分子末端均含胞苷酸（C）、胞苷酸（C）、腺苷酸（A）顺序， CCA是连接氨基酸所不可缺少的〕，以及位于反密码茎与TΨC茎之间的可变臂构成。三级结构呈“L”状。
rRNA：rRNA的分子量较大，结构相当复杂，目前虽已测出不少rRNA分子的一

级结构，但对其二级、三级结构及其功能的研究还需进一步的深入。rRNA与核糖体蛋白结合成核糖体。真核生物核糖体中通常含28S、18S、5.8S和5S 四种rRNA；原核生物中则含23S、16S和5S 三种rRNA。

5.什么叫增色效应？以及变性后出现增色效应的原因。

答：增色效应是由于DNA变性引起的光吸收增加称增色效应,也就是变性后 DNA 溶液的紫外吸收作用增强的效应。
原因是DNA 分子中碱基间电子的相互作用是紫外吸收的结构基础 , 但双螺旋结构有序堆积的碱基又 " 束缚 " 了这种作用。变性 DNA 的双链解开 , 碱基中电子的相互作用更有利于紫外吸收 , 故而产生增色效应。DNA分子之所以具有紫外吸收是因为DNA分子中存在嘧啶碱基和嘌呤碱基，而不是什么碱基共轭效应。而变性会使在DNA双螺旋内侧的碱基暴露，因此其吸光值更高。

6.核酸杂交的技术基础是什么？有哪些应用价值？

答：核酸杂交的分子基础是：碱基互补配对原则。可通过特定序列的探针检测样品中是否含有与之同源的核酸序列。基因克隆的筛选,酶切图谱制作,基因组中特定基因序列的定量和定性检测,基因突变分析,疾病的诊断、微生物病原体检测。

7.组成蛋白质的基本单位是什么？其结构特点如何？

答：蛋白质的组成单位是氨基酸。组成蛋白质的氨基酸有20种，均为α-氨基酸。每个氨基酸的α-碳上连接一个羧基，一个氨基，一个氢原子和一个侧链R基团。

8.常用的分离纯化蛋白质的方法有哪些？其作用原理是什么？

答：1、沉淀，
2、电泳：蛋白质在高于或低于其等电点的溶液中是带电的，在电场中能向电场的正极或负极移动。根据支撑物不同，有薄膜电泳、凝胶电泳等。
3、透析：利用透析袋把大分子蛋白质与小分子化合物分开的方法。
4、层析：
a.离子交换层析，利用蛋白质的两性游离性质，在某一特定PH时，各蛋白质的电荷量及性质不同，故可以通过离子交换层析得以分离。如阴离子交换层析，含负电量小的蛋白质首先被洗脱下来。
b.分子筛，又称凝胶过滤。小分子蛋白质进入孔内，滞留时间长，大分子蛋白质不能时入孔内而径直流出。
5、超速离心：既可以用来分离纯化蛋白质也可以用作测定蛋白质的分子量。不同蛋白质其密度与形态各不相同而分开。

9.沉淀蛋白质的方法有哪些？各有何特点？

答：（1）盐析法，此方法并未破坏蛋白质天然状态，沉淀出的蛋白质可不变性，所以盐析法是分离制备蛋白质或蛋白类生物制剂的常用方法。
（2）有机溶剂沉淀法，通过破坏蛋白质的水化膜而使蛋白质沉淀，此方法在常温下可使蛋

白质变性，低温下可使变性速度减慢。
（3）重金属盐沉淀法，可与蛋白质结合形成不溶于水的蛋白质盐沉淀，引起蛋白质变性。临床用于救重金属盐中毒。

10.什么是蛋白质的一二三四级结构？稳定各级结构的作用力是什么？

答：（1）一级结构：组成蛋白质多肽链的线性氨基酸序列。
二级结构：依靠不同氨基酸之间的C=O和N-H基团间的氢键形成的稳定结构，主要为α螺旋和β折叠。
三级结构：通过多个二级结构元素在三维空间的排列所形成的一个蛋白质分子的三维结构。
四级结构：用于描述由不同多肽链（亚基）间相互作用形成具有功能的蛋白质复合物分子。
（2）蛋白质分子的一级结构是由共价键形成的，如肽键和二硫键都属于共价键。
氢键是维持蛋白质二级结构结构如α-螺旋，β-折叠等构象的作用力。
疏水键是多肽链上疏水性较强的氨基酸的非极性侧链避开水相粘附聚集在一起，形成的孔穴，对维持蛋白质的三级结构起重要作用。
盐键是由蛋白质中正负电荷的侧链基团互相接近，通过静电吸引而形成的作用力，范德华力是分子间的吸引力这些次级键在维持蛋白质三四结构的构象上起着重要作用。
总之，蛋白质分子的一级结构是由共价键形成，而维持蛋白质的空间构象的稳定性的是次级键。次级键是非共价键，属于次级键的有氢键，盐键，疏水键或称疏水力，范德华力等。

11.什么是蛋白质的变性作用?哪些因素容易导致蛋白质变性？

答：所谓蛋白质变性，就是天然蛋白质的严密结构在某些物理或化学因素作用下，其特定的空间结构被破坏，从而导致理化性质改变和生物学活性的丧失，如酶失去催化活力，激素丧失活性。
引起蛋白质变性的原因可分为物理和化学因素两类。物理因素可以是加热、加压、脱水、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波的作用等；化学因素有强酸、强碱、尿素、重金属盐等。

12.从一级结构、空间结构和主要功能几方面对蛋白质与DNA进行比较。

答：蛋白质以及结构是氨基酸排列顺序，二级结构是阿尔法螺旋贝塔折叠等结构，三级结构是一个可以生成生物活性的最低单位，四级结构是几个三级结构之和。是一个高级的空间结构。
蛋白质一级结构是氨基酸序列，功能是为了体现蛋白质生物学功能更好的解决二三级结构和高级结构所必须。特点是以肽键相互连接。
DNA以及结构是碱基序列，而且是双链。功能是遗传信息载体。为了表达蛋白质而利用密码子的形式组合在一起。A-T,G-C相互连接。

第二章 酶与辅酶

1.酶对底物为什么有专一性？酶与底物如何形成中间产物

？

答：一种酶只作用于一类化合物或一定的化学键，以促进一定的化学变化，并生成一定的产物，这种现象称为酶的特异性或专一性。受酶催化的化合物称为该酶的底物或作用物。
在酶促反应中，酶首先和底物结合成不稳定的中间配合物（ES），然后再生成产物（P），并释放出酶。反应式为S+E=ES→E+P，这里S代表底物，E代表酶，ES为中间产物，P为反应的产物。

2.酶原激活的实质是什么？

答：酶原激活需在一定条件下水解掉一个或几个特定的肽段，致使空间构象发生改变，暴露酶的活性中心，从而表现出酶的活性。

3.B族维生素与辅酶因子的关系是什么？

答：B族维生素在酶促反应中起载体作用，作为酶的辅酶参与各种化学集团、电子或原子的转移。

4.Km值的意义是什么？

答：一定温度下某酶促反应最大反应速度一半时的底物浓度，越小说明酶与底物亲和力越强，催化效率越高。

5.为什么血液在血管中不凝固，而受伤后会马上凝固？

答：体内有溶血系统和凝血系统两大系统。这两个系统之间相互平衡血液在体内（血管内）就不会凝固，如果失衡就表现相应的症状。血液接触到体外的异物就会启动机体的外源性凝血系统，很快就能凝固。

6.维生素的种类、特点及生理功能。

答：脂溶性维生素： A 视黄醇（维生素A原——胡萝卜素）
D 钙化醇
E 生育酚
K 凝血维生素
水溶性维生素：B族维生素和维生素C
它们主要作为酶的辅或辅酶对新陈代谢过程起着非常重要的调节作用。机体缺少某种维生素时，可以使新陈代谢过程发生紊乱，产生维生素缺乏病。
（1）维生素B族几乎全部参与辅酶的组成
如维生素 Bl 、维生素B2（辅基） 、维生素 PP（ B5）、维生素 B6、叶酸（ B11 ）、泛酸（ B3）等。
（2）有些维生素本身就是辅酶
如维生素 C（抗坏血酸）、硫辛酸（是含硫脂肪酸类维生素）等。

第三章 生物氧化

1.什么是生物氧化？有哪几种方式？其特点如何？

答：生物氧化是糖、蛋白质、脂肪等有机物在细胞内氧化分解生成CO2和H2O并释放能量的过程。

生物氧化的方式有三种：
（1）脱氢：底物在脱氢酶的催化下脱氢。
（2）加氧：底物分子中加入氧原子或氧分子。
（3）脱电子：底物脱下电子，使其原子或离子价增加而被氧化。失去电子的反应为氧化反应，获得电子的反应为还原反应。

特点：生物氧化和有机物质体外燃烧在化学本质上是相同的，遵循氧化还原反应的一般规律，所耗的氧量、最终产物和释放的能量均相同。
（1）在细胞内，温和的环境

中经酶催化逐步进行。
（2）能量逐步释放。一部分以热能形式散发，以维持体温，一部分以化学能形式储存供生命活动能量之需。
（3）生物氧化生成的H2O是代谢物脱下的氢与氧结合产生，H2O也直接参与生物氧化反应；CO2由有机酸脱羧产生。
（4）生物氧化的速度由细胞自动调控。

2.什么是高能化合物？举例说明。什么是高能键？

答：高能化合物指体内氧化分解中，一些化合物通过能量转移得到了部分能量，把这类储存了较高能量的化合物，如三磷酸腺（ATP),磷酸肌酸,称为高能化合物.它们是生物释放,储存和利用能量的媒介,是生物界直接的供能物质。
在生物化学上一般把水解时自由能降超过20 kj/mol的键称为高能键，其特点是连接疏松，容易断开，高能键水解断开或基团转移时能够释放大量的能量。如ATP含有3个磷酸基团，2个高能磷酸键。

3.什么是呼吸链？由哪些复合物组成？

答：呼吸链又称电子传递链，是由一系列电子载体构成的，从NADH或FADH2向氧传递电子的系统。还原型辅酶通过呼吸链再氧化的过程称为电子传递过程。包括:
NADH呼吸链（最常见），由复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ及CoQ、Cytc组成，在糖、脂肪、蛋白质许多代谢反应中，以NAD+为辅酶的脱氢酶脱下的氢都要通过此呼吸链的递氢、递电子过程，最终把氢交给氧生成水。放出的能量则使ADP和磷酸生成ATP。
FADH2呼吸链，由复合体Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ及CoQ、Cytc组成，以FAD为最初受氢体经复合体Ⅱ，将得到的氢传给CoQ后，再向后的传递过程与NADH呼吸链相同。
电子传递和ATP形成的偶联机制称为氧化磷酸化作用。整个过程称为氧化呼吸链或呼吸代谢。
呼吸链包含15种以上组分，主要由4种酶复合体和2种可移动电子载体构成，包括复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、辅酶Q和细胞色素C。

4.什么是氧化磷酸化和底物水平磷酸化？举例说明。

答：氧化磷酸化物质在体内氧化时释放的能量供给ADP与无机磷合成ATP的偶联反应，利用呼吸链中电子的传递释放的自由能供给ADT合成ATP的过程。

底物磷酸化是底物由于脱氢、脱水等作用，使分子重排，分子内部能量重新分布而形成的高能磷酸键（或高能硫脂键）直接将能量转移给ADP形成ATP的过程。

5.氧化作用与磷酸化作用是怎样偶联的？

答：就是把生物氧化作用产生的NADH和FADH2重新氧化成NAD+和FAD，同时产生ATP的过程。参与作用的酶有NADH-Q还原酶，辅酶Q，琥珀酸-Q还原酶，细胞色素还原酶，细胞色素C，细胞色素氧化酶。
1个NADH产生2.5个ATP，1个FADH2产生1.5个ATP

6.糖酵解过程中产生的NADH是怎样进入呼吸链氧化的？

答：NADH进入线粒体有两个通路
磷酸甘

油穿梭系统：这一系统以3-磷酸甘油和磷酸二羟丙酮为载体，在两种不同的α-磷酸甘油脱氢酶的催化下，将胞液中NADH的氢原子带入线粒体中，交给FAD，再沿琥珀酸氧化呼吸链进行氧化磷酸化。因此，如NADH通过此穿梭系统带一对氢原子进入线粒体，则只得到2分子ATP。
苹果酸穿梭系统：此系统以苹果酸和天冬氨酸为载体，在苹果酸脱氢酶和谷草转氨酶的催化下。将胞液中NADH的氢原子带入线粒体交给NAD+，再沿NADH氧化呼吸链进行氧化磷酸化。因此，经此穿梭系统带入一对氢原子可生成3分子ATP。

7.说明CO2的产生过程？

答：生物氧化中，CO2的生成并不是由体内物质代谢过程中碳原子直接与氧结合，而是糖、蛋白质、脂肪等有机物在体内代谢过程中先形成羧基化合物，然后再脱羧基作用下，进行脱羧反应生成CO2。脱羧反应分为单纯脱羧（非氧化）和氧化脱羧。

第四章 糖代谢

1.什么是糖酵解？以及其酶促反应方程式。

答：糖酵解就是葡萄糖或糖原在组织中的无氧条件下进行类似发酵的降解反应过程。最终形成乳酸或丙酮酸，同时释放出部分能量，形成ATP供组织利用。
在细胞液中进行，可分为两个阶段。第一阶段从葡萄糖生成2个磷酸丙糖，第二阶段从磷酸丙糖转化为丙酮酸，是生成ATP的阶段。
第一阶段包括4个反应：
（1）葡萄糖被磷酸化为6-磷酸葡萄糖。此反应由己糖激酶或葡萄糖激酶催化，消耗一分子ATP;
(2)6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖；
（3）6-磷酸果糖转变为1，6-二磷酸果糖。此反应由6-磷酸果糖激酶-1催化，消耗一分子ATP;
(4)1,6-二磷酸果糖分裂成两个磷酸丙糖。
第二阶段由磷酸丙糖通过多步反应生成丙酮酸，在此阶段
（1）每分子磷酸丙糖可以生成1分子NADH+H(+)和二分子ATP，ATP由底物水平磷酸化产生；
（2）1，3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸时产生一分子ATP；
（3）磷酸烯醇型丙酮酸转化为丙酮酸时又产生一分子ATP,此反应由丙酮酸激酶催化；
（4）丙酮酸接收酵解过程产生的一对氢被还原为乳酸，乳酸是糖酵解的最终产物。
糖酵解的关键酶：有3个，即己糖激酶、6-磷酸果糖激酶-1和丙酮酸激酶，它们催化的反应基本上都是不可逆的。