生物化學(xué)簡答題及答案

1．說明動物體內(nèi)氨的來源、轉(zhuǎn)運(yùn)和去路。

答:（一）體內(nèi)氨的來源1.氨基酸脫氨氨基酸脫氨基作用產(chǎn)生的氨是體內(nèi)氨的主要來源。2.腸道吸收的氨一是腸道細(xì)菌通過腐敗作用分解蛋白質(zhì)和氨基酸產(chǎn)生氨，二是血中尿素擴(kuò)散入腸道后經(jīng)細(xì)菌尿素酶作用下水解產(chǎn)生氨。3.腎小管上皮細(xì)胞分泌氨在腎小管上皮細(xì)胞內(nèi)，谷氨酰胺酶催化谷氨酰胺水解生成谷氨酸和氨。腸道和原尿中的pH對氨的來源有一定的影響，NH3易吸收入血，NH+4不易透過生物膜，在堿性環(huán)境中，NH+4易轉(zhuǎn)變?yōu)镹H3，所以腸道pH偏堿時，氨的吸收增加。（二）氨的轉(zhuǎn)運(yùn)1.丙氨酸一葡萄糖循環(huán)肌肉中的氨基酸經(jīng)轉(zhuǎn)氨基作用將氨基轉(zhuǎn)給丙酮酸生成丙氨酸，丙氨酸經(jīng)血液運(yùn)到肝。在肝中，丙氨酸通過聯(lián)合脫氨基作用，釋放出氨，用于合成尿素。轉(zhuǎn)氨基后生成的丙酮酸可經(jīng)糖異生途徑生成葡萄糖，葡萄糖由血液輸送到肌組織，沿糖分解途徑轉(zhuǎn)變成丙酮酸，后者再接受氨基而生成丙氨酸。這一途徑稱為丙氨酸一葡萄糖循環(huán)。通過這個循環(huán)，即使肌肉中的氨以無毒的丙氨酸形式運(yùn)輸?shù)礁巍?.谷氨酰胺的生成作用在腦、心臟及肌肉等組織中，谷氨酸與氨由谷氨酰胺合成酶催化生成谷氨酰胺。谷氨酰胺生成后可及時經(jīng)血液運(yùn)向腎、小腸及肝等組織，以便利用。在腎由谷氨酰胺酶水解為谷氨酸與氨，氨被釋放到腎小管腔中和腎小管腔的H’以增進(jìn)機(jī)體排泄多余的酸。所以，谷氨酰胺是氨的解毒產(chǎn)物，也是氨的儲存及運(yùn)輸?shù)男问健＃ㄈ┌钡娜ヂ?.尿素合成這是氨的主要代謝去路。肝是合成尿素最主要的器官，通過鳥氨酸循環(huán)過程完成的。首先NH3和CO2在ATP、Mg2+及N\|乙酰谷氨酸存在時，合成氨基甲酰磷酸，氨基甲酰磷酸在線粒體中與鳥氨酸氨在鳥氨酸氨基甲酰基轉(zhuǎn)移酶催化下，生成瓜氨酸，然后瓜氨酸與另一分子的氨結(jié)合生成精氨酸，最后在精氨酸酶的作用下，水解生成尿素和鳥氨酸。鳥氨酸再重復(fù)上述反應(yīng)。尿素合成是一個耗能過程，每生成一分子尿素需要4個高能鍵，尿素中的兩個氮原子，一個來自氨基酸脫氨基生成的氨，另一個則來自天冬氨酸。精氨酸代琥珀酸合成酶是尿素合成的限速酶。2.合成谷氨酰胺在腦和肌肉等組織中，氨與谷氨酸合成谷氨酰胺，后者經(jīng)血液循環(huán)運(yùn)到肝和腎進(jìn)一步處理。合成谷氨酰胺是體內(nèi)儲氨、運(yùn)氨以及解毒的一種重要方式。3.參與非必須氨基酸及嘌呤、嘧啶的合成。

2．試說明氨基酸脫氨基后生成的α-酮酸的代謝去向。

答：氨基酸脫氨基后生成的α酮酸主要代謝途徑有三：(1)通過轉(zhuǎn)氨基作用合成非必需氨基酸。(2)轉(zhuǎn)變成糖、脂類。體內(nèi)能轉(zhuǎn)變成糖的氨基酸稱生糖氨基酸；能轉(zhuǎn)變成酮體的稱生酮氨基酸；二者兼?zhèn)涞姆Q生糖兼生酮氨基酸。大多數(shù)氨基酸為生糖氨基酸。(3)氧化供能。3．動物體內(nèi)可生成游離氨的氨基酸脫氨方式有哪些？各有何特點(diǎn)？

答：①氧化脫氨基作用：人體內(nèi)只有L—谷氨酸脫氫酶催化反應(yīng)，其他D—氨基酸氧化酶，L—氨基酸氧化酶不起作用。

②聯(lián)合脫氨基作用：轉(zhuǎn)氨基作用和L—谷氨酸氧化脫氨基同時作用，是肝臟等器官的主要作用方式。

③嘌呤核苷酸循環(huán)：骨骼肌和心肌作用方式，原因是肌肉缺乏L—谷氨酸脫氫酶，而腺苷酸脫氨酶活性高，催化氨基酸脫氨基反應(yīng)。

4．寫出鳥氨酸循環(huán)過程，說明尿素分子中C、N原子的來源？

答：鳥氨酸循環(huán)又稱“尿素循環(huán)”，是機(jī)體對氨的一種解毒方式。肝臟是鳥氨酸循環(huán)的重要器官。①NH3、CO2、ATP縮合生成氨基甲酰磷酸②瓜氨酸的合成③精氨酸的合成④精氨酸水解生成尿素總反應(yīng)式：NH3+CO2+3ATP+Asp+2H2O→

尿素+2ADP+2Pi+AMP+PPi+延胡索酸該循環(huán)要點(diǎn)：尿素分子中的氮，一個來自氨甲酰磷酸（或游離的NH3），另一個來自天冬氨酸（Asp）；尿素分子中的碳來源于二氧化碳。每合成1分子尿素需消耗4個高能磷酸鍵。循環(huán)中消耗的Asp可通過延胡索酸轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗Ｒ宜幔偻ㄟ^轉(zhuǎn)氨基作用，從其他a-氨基酸獲得氨基而再生。在鳥氨酸循環(huán)中，精氨酸代琥珀酸合成酶活性相對較小，所以該酶被認(rèn)為是鳥氨酸循環(huán)的限速酶。

5．說明糖、脂類、氨基酸和核苷酸代謝的相互聯(lián)系和相互影響？

答：（一）糖代謝與脂肪代謝的相互關(guān)系1、糖可以在生物體內(nèi)變成脂肪。2、脂肪不能大量轉(zhuǎn)變?yōu)樘?，除了油料作物種子。（二）糖代謝與蛋白質(zhì)代謝的關(guān)系1、糖可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉潜匦璋被帷?、蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)樘?。（三）脂肪代謝與蛋白質(zhì)代謝的相互關(guān)系1、由脂肪合成蛋白質(zhì)的可能性是有限的，實(shí)際上僅限于谷氨酸。2、蛋白質(zhì)間接地轉(zhuǎn)變?yōu)橹尽＃ㄋ模┖怂崤c其他物質(zhì)代謝的相互關(guān)系1、蛋白質(zhì)代謝為嘌呤和嘧啶的合成提供許多原料；2、糖類產(chǎn)生二羧基氨基酸的酮酸前身，又是戊糖的來源。3、核酸是細(xì)胞內(nèi)的重要遺傳物質(zhì)，可通過控制蛋白質(zhì)的合成影響細(xì)胞的組成成分和代謝類型。（五）核酸與糖、脂類、蛋白質(zhì)代謝的聯(lián)系DNA新生鏈的合成由DNA聚合酶Ⅲ所催化，然而，DNA必須由螺旋酶在復(fù)制叉處邊移動邊解開雙鏈。這樣就產(chǎn)生了一種拓?fù)鋵W(xué)上的問題:由于DNA的解鏈，在DNA雙鏈區(qū)勢必產(chǎn)生正超螺旋，在環(huán)狀DNA中更為明顯，當(dāng)達(dá)到一定程度后就會造成復(fù)制叉難再繼續(xù)前進(jìn)，從而終止DNA復(fù)制。但是，在細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制不會因出現(xiàn)拓?fù)鋵W(xué)問題而停止。有兩種機(jī)制可以防止這種現(xiàn)象發(fā)生：DNA在生物細(xì)胞中本身就是超螺旋，當(dāng)DNA解鏈而產(chǎn)生正超螺旋時，可以被原來存在的負(fù)超螺旋所中和；DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ要以打開一條鏈，使正超螺旋狀態(tài)轉(zhuǎn)變成松弛狀態(tài)，而DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ(旋轉(zhuǎn)酶)可以在DNA解鏈前方不停地繼續(xù)將負(fù)超螺旋引入雙鏈DNA。這兩種機(jī)制保證了無論是環(huán)狀DNA還是開環(huán)DNA的復(fù)制順利的解鏈，再由DNA聚合酶Ⅲ合成新的DNA鏈。(三)DNA復(fù)制的終止過去認(rèn)為，DNA一旦復(fù)制開始，就會將該DNA分子全部復(fù)制完畢，才終止其DNA復(fù)制。但最近的實(shí)驗表明，在DNA上也存在著復(fù)制終止位點(diǎn)，DNA復(fù)制將在復(fù)制終止位點(diǎn)處終止，并不一定等全部DNA合成完畢。但目前對復(fù)制終止位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和功能了解甚少在NDA復(fù)制終止階段令人困惑的一個問題是，線性DNA分子兩端是如何完成其復(fù)制的?已知DNA復(fù)制都要有RNA引物參與。當(dāng)RNA引物被切除后，中間所遺留的間隙由DNA聚合Ⅰ所填充。但是，在線性分子的兩端以5'→3'為模板的滯后鏈的合成，其末端的RNA引物被切除后是無法被DNA聚合酶所填充的。11．與原核生物相比，真核生物的轉(zhuǎn)錄有何特點(diǎn)？答：真核生物中編碼蛋白質(zhì)的基因通常是間斷的、不連續(xù)的，由于轉(zhuǎn)錄時內(nèi)含子和外顯子是一起轉(zhuǎn)錄的，因而轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的信使RNA必須經(jīng)過加工，將內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄部分剪切掉，將外顯子轉(zhuǎn)錄部分拼接起來，才能成為有功能的成熟的信使RNA。而原核生物的基因由于不含有外顯子和內(nèi)含子，因此，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的信使RNA不需要剪切、拼接等加工過程。

再有，原核生物基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯通常是在同一時間同一地點(diǎn)進(jìn)行的，即在轉(zhuǎn)錄未完成之前翻譯便開始進(jìn)行。如大腸桿菌乳糖分解代謝過程中，三個結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯就是同時在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的。真核生物由于有細(xì)胞核，核膜將核質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分隔開來，因此，轉(zhuǎn)錄是在細(xì)胞核中進(jìn)行的，翻譯則是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的?？梢?真核生物基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯具有時間和空間上的分隔。上述真核生物基因轉(zhuǎn)錄后的剪切、拼接和轉(zhuǎn)移等過程，都需要有調(diào)控序列的調(diào)控，這種調(diào)控作用是原核生物所沒有的。

12．說明RNA的轉(zhuǎn)錄生成過程。

答：轉(zhuǎn)錄全過程分起始、延長、終止3個階段1．轉(zhuǎn)錄起始：轉(zhuǎn)錄起始的第一步是先由s因子辨認(rèn)DNA的啟動子，并由RNA-pol全酶與啟動子結(jié)合，DNA雙鏈打開10～20個堿基對，形成轉(zhuǎn)錄空泡(transcriptionbubble)。RNA-pol按模板鏈上核苷酸的序列，以四種NTP為原料，按堿基互補(bǔ)原則依次與模板鏈上的相應(yīng)堿基配對(A—T，U—A，G—C)。在起始點(diǎn)處，兩個與模板配對的核苷酸，在RNA-pol的催化下，以3￠-5￠磷酸二酯鍵相連，形成RNA聚合酶全酶、模板和轉(zhuǎn)錄5￠端首位的四磷酸二核苷組成的轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物。RNA5￠端總是三磷酸嘌呤核苷酸，GTP或ATP。以GTP最常見．所以起始復(fù)合物是由RNA聚合酶全酶、DNA、pppGpN-OH3￠所構(gòu)成。起始復(fù)合物生成后，s因子即脫落。脫落的s因子可再次與核心酶結(jié)合，開始下一次轉(zhuǎn)錄開始，所以s因子可反復(fù)使用于轉(zhuǎn)錄起始過程的。2．轉(zhuǎn)錄延長：是在轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物3￠-OH端逐個加入NTP形成RNA鏈。：延長階段的化學(xué)反應(yīng)主要是催化與模板相配對的核苷三磷酸(NTP)相聚合，形成3，5-磷酸二酯鍵。因此，轉(zhuǎn)錄延長的方向也是3’到5’。s因子脫落以后，核心酶向模板鏈下游移動，在核心酶的催化下，與DNA摸板鏈互補(bǔ)的NTP逐個聚合到新生的RNA鏈上。聚合時，是與前一個核苷酸以3’-5’磷酸二酯鍵相連，合成方向5’到3’，這樣RNA鏈不斷延長。形成核心酶-DNA-RNA轉(zhuǎn)錄復(fù)合物。。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，核心酶沿著DNA鏈向前移動，繼續(xù)催化下一個核苷酸的聚合，這樣逐漸形成一條RNA新鏈，新鏈與DNA模板構(gòu)成雜化雙鏈，它們與轉(zhuǎn)錄酶共同構(gòu)成轉(zhuǎn)錄復(fù)合物。隨著轉(zhuǎn)錄的進(jìn)一步延長，RNA與模板逐漸分離，DNA重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。另外發(fā)現(xiàn)，在同一DNA模板上，可以有相當(dāng)多的RNA聚合酶在同時催化轉(zhuǎn)錄，生成相應(yīng)的RNA，而且在較長的RNA鏈上可以看到核糖體附著，說明轉(zhuǎn)錄過程未完全終止，就可以開始進(jìn)行翻譯。3．轉(zhuǎn)錄終止：核心酶移動到DNA模板的的轉(zhuǎn)錄終止部位，就停頓下來不再向前移動，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA從轉(zhuǎn)錄復(fù)合物上脫落下來。轉(zhuǎn)錄終止有依賴r因子的轉(zhuǎn)錄終止和非依賴r因子的轉(zhuǎn)錄終止兩種機(jī)制。r因子可以識別井結(jié)合轉(zhuǎn)錄終止信號，還有ATP酶和解螺旋酶的兩種活性，與終止信號結(jié)合后，可以使RNA聚合酶停止移動，聚合反應(yīng)停止，利用兩種酶的活性，可使產(chǎn)物RNA脫離DNA模板，完成轉(zhuǎn)錄終止。非依賴r因子的轉(zhuǎn)錄終止是通過RNA產(chǎn)物的特殊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。模板鏈終止部位的一些特殊的堿基序列轉(zhuǎn)錄出來的RNA產(chǎn)物的3’端常常形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)以及后隨的一連串的寡聚U，莖環(huán)結(jié)構(gòu)可使RNA聚合酶核心酶變構(gòu)不再前移，而寡聚U則有利于RNA鏈與摸板鏈脫離，因為U-A堿基配對是所有堿基配對中最不穩(wěn)定的配對。13．簡要說明原核生物蛋白質(zhì)的生物合成過程。

答：蛋白質(zhì)生物合成也叫核蛋白體循環(huán)，分起始、延長、終止三個階段。1．翻譯起始：就是把起始氨基酰-tRNA、mRNA和核蛋白體組裝在一起，形成起始氨基酰-tRNA-mRNA-核蛋白體起始復(fù)合物，這一過程需要GTP。具體步驟分為以下4步：①核蛋白體大小亞基分離；②mRNA與核蛋白體小亞基結(jié)合；③起始氨基酰-tRNA對應(yīng)于mRNA的起始密碼子并進(jìn)入核蛋白體的P位。原核生物起始氨基酰-tRNA是N-甲酰蛋氨酰-tRNA(fmet-tRNAimet)。④核糖體大小亞基結(jié)合。2．肽鏈的延長：翻譯過程的肽鏈延長，狹義上也稱核蛋白體循環(huán)。每次循環(huán)又包括進(jìn)位或注冊、成肽和轉(zhuǎn)位。具體步驟如下：進(jìn)位：第二個氨基酸進(jìn)入受位，此步需要延長因子EFTu和EFrs及GTP、M2+參加。氨基酰-tRNA靠tRNA上的反密子與在A位上的mRNA密碼子相互辨認(rèn)配對的。轉(zhuǎn)肽：50S大亞基給位有轉(zhuǎn)肽酶的存在，可催化肽鍵形成。經(jīng)轉(zhuǎn)肽酶催化，P位上的甲酰蛋氨酸被轉(zhuǎn)移到A位上，與A位的氨基酰(第二次以后是肽酰-tRNA)的氨基(以后是肽?；?形成肽鍵，P位上空載的tRNA隨即脫落，P位留空。此步需要Mg2+和K+。轉(zhuǎn)位：在轉(zhuǎn)位酶(EFG)的作用下，A位上的肽酰-tRNA-mRNA與核蛋白體相對移位一個密碼子的距離，使其從A位轉(zhuǎn)至P位，A位留空，而mRNA的下一個密碼子到達(dá)A位，開始下一個氨基酰-tRNA的進(jìn)位。核蛋白體閱讀mRNA密碼子從5’向3’方向進(jìn)行，肽鏈合成是從N-端向C-端方向進(jìn)行的，核蛋白體循環(huán)每進(jìn)行一次，肽鏈在C一端就增加一個氨基酸殘基，直至mRNA上出現(xiàn)終止密碼，延長終