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2015年春季:《动物生物化学》第一至四次作业答案

《动物生物化学》第一次作业答案
第一页
第一大题论述题:
(一)、判断题(注意:判断正误并加以说明):
1.所有氨基酸都具有旋光性。
答:错:由于甘氨酸的α -碳上连接有 2 个氢原子,所以不是不对称碳原子,没有 2 种不同的立体异构体,所以不具有旋光性。其它常见的氨基酸都具有不对称碳原子,因此具有旋光性。
2.在具有四级结构的蛋白质分子中,每个具有三级结构的多肽链是一个亚基。
答:对:在具有四级结构的蛋白质分子中,每个具有三级结构的多肽链是一个亚基。
3.盐析法可使蛋白质沉淀,但不引起变性,所以盐析法常用于蛋白质的分离制备。
答:对: 盐析引起的蛋白质沉淀是由于大量的中性盐破坏了蛋白质胶体的稳定因素 (蛋白质分 子表面的水化膜及所带同性电荷互相排斥) 从而使蛋白质溶解度降低并沉淀, , 但并未破坏蛋 白质的空间结构,所以不引起变性。根据不同蛋白质盐析所需的盐饱和度分段盐析可将蛋白 质进行分离和纯化。

4. DNA 的 Tm 值随(A+T) /(G+C) 比值的增加而减少。
答:对:{(G+C) 含量减少, DNA 的 Tm值减少, (A+T) /(G+C) 比值的增加}
5.毫无例外,从结构基因中 DNA 序列可以推出相应的蛋白质序列。
错:真核生物的结构基因中包括内含子和外显子部分,经转录、加工后只有外显子部分翻译成蛋白质,与蛋白质氨基酸序列相对应。
(二)、问答题:

1.DNA 热变性有何特点?Tm值表示什么?
答:DNA变性可由某些理化因素(温度、PH、离子强度等)引起,特点是双链DNA解离为单链.DNA变性只改变其二级结构,不改变它的核苷酸序列.  Tm是指融解温度,其定义是:在解链过程中,紫外吸光度的变化△A260达到最大变化值的一半时所对应的温度称为DNA的解链温度,或称融解温度(melting temperature,即Tm.)

2.在稳定的 DNA 双螺旋中,哪两种力在维系分子立体结构方面起主要作用?
答:在稳定的DNA双螺旋中,碱基堆积力和碱基配对氢键在维系分子立体结构方面起主要作用。
3.tRNA 二级结构的组成特点及其每一部分的功能是什么?
答:tRNA的二级结构为三叶草结构。其结构特征为:  (1)tRNA的二级结构由四臂、四环组成。已配对的片断称为臂,未配对的片断称为环。  (2)叶柄是氨基酸臂。其上含有CCA-OH3’,此结构是接受氨基酸的位置。  (3)氨基酸臂对面是反密码子环。在它的中部含有三个相邻碱基组成的反密码子,可与mRNA上的密码子相互识别。  (4)左环是二氢尿嘧啶环(D环),它与氨基酰-tRNA合成酶的结合有关。  (5)右环是假尿嘧啶环(TψC环),它与核糖体的结合有关。  (6)在反密码子与假尿嘧啶环之间的是可变环,它的大小决定着tRNA分子大小。

4.蛋白质的α-螺旋结构有何特点?
答:(1)多肽链主链绕中心轴旋转,形成棒状螺旋结构,每个螺旋含有3.6个氨基酸残基,螺距为0.54nm,氨基酸之间的轴心距为0.15nm。  (2)α-螺旋结构的稳定主要靠链内氢键,每个氨基酸的N—H与前面第4个氨基酸的C=O形成氢键。  (3)天然蛋白质的α-螺旋结构大都为右手螺旋。

5.什么是必需氨基酸?构成蛋白质的 20 种氨基酸都是必需氨基酸吗?
答:必需氨基酸是指人(或哺乳动物)自身不能合成机体又必需的氨基酸,包括 8 种氨基酸。其它氨基酸人体自身可以合成,称为非必需氨基酸。

(三)、论述题:

1、什么是蛋白质的空间结构?蛋白质的空间结构与其生物功能有何关系?
答:RNASE是一种水解RNA的酶,由124个氨基酸残基组成的单肽链蛋白质,其中含有4个链内二硫键。整个分子折叠成球形的天然构象。高浓度脲会破坏肽链中的次级键。巯基乙醇可还原二硫键。因此用脲和巯基乙醇处理RNaSe;蛋白质三维构象破坏,肽链去折叠成松散肽链,活性丧失。淡一级结构并未变化。除去脲和巯基乙醇,并经氧化形成二硫键。RNaSe重新折叠,活性逐渐恢复。由此看来,在一级结构未改变的状况下,其生物功能仍旧发生变化,说明是蛋白质的高级结构决定了蛋白质的功能。  (1)一级结构的变异与分子病蛋白质中的氨基酸序列与生物功能密切相关,一级结构的变化往往导致蛋白质生物功能的变化。如镰刀型细胞贫血症,其病因是血红蛋白基因中的一个核苷酸的突变导致该蛋白分子中β-链第6位谷氨酸被缬氨酸取代。这个一级结构上的细微差别使患者的血红蛋白分子容易发生凝聚,导致红细胞变成镰刀状,容易破裂引起贫血,即血红蛋白的功能发生了变化。  (2)一级结构与生物进化同源蛋白质中有许多位置的氨基酸是相同的,而其它氨基酸差异较大。如比较不同生物的细胞色素C的一级结构,发现与人类亲缘关系接近,其氨基酸组成的差异越小,亲缘关系越远差异越大。

2、举例说明蛋白质的重要功能?(例如:运输功能――血红蛋白具有运输氧的功能)
答:(1)有些蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质,如人和动物的肌肉主要是蛋白质.  (2)有些蛋白质有催化作用,如参与生物体各种生命活动的酶.  (3)有些蛋白质有运输作用,如红细胞中的血红蛋白是运输氧的蛋白质.  (4)有些蛋白质有调节作用,如胰岛素和生长激素都是蛋白质,能够调节人体的新陈代谢和生长发育.  (5)有些蛋白质有免疫作用,如动物和人体内的抗体能消除外来蛋白质对身体的生理功能的干扰,起到免疫作用.

选择题:B;B;C;D。

第二页  选择题:B;C;D;C;B。

第三页  选择题:C;B;C;A;B。
第四页  选择题:A;D;E;B;E。
《动物生物化学》第二次作业
论述题:
一、判断题(注意:判断正误并加以说明)
1.某些酶的Km由于代谢产物存在而发生改变,而这些代谢产物在结构上与底物无关。
答:对:Km是酶的特征性常数,反应的代谢产物可能影响酶性质的改变从而影响Km的变化,而这些代谢产物在结构上并不与底物一致。
2.在非竞争性抑制剂存在下,加入足量的底物,酶促的反应能够达到正常Vmax。
答:错:非竞争性抑制剂只和酶与底物反应的中间产物结合,酶促反应的Vmax是减小的,不能通过增加底物来达到正常的Vmax。而竞争性抑制剂可以通过增加底物的浓度来达到Vmax。
3.竞争性可逆抑制剂一定与酶的底物结合在酶的同一部位。
答:错:竞争性可逆抑制剂可以与酶的底物结合在酶的同一部位,也可以与酶的底物结合在酶的不同部位,由于空间位阻或构象改变的原因而不能同时结合。
4. 只有B1、B3、B7维生素可以作为辅酶的组分参与代谢。
答:错:是所有 B 族维生素都可以作为辅酶或辅酶的组分参与代谢。并非只有B1、B3、B7维生素这三种。
5. 细胞膜是由脂类构成
答:错,细胞膜的化学组成基本相同,主要由脂类、蛋白质和糖类组成。各成分含量分别约为50%、40%、2%~10%。其中,脂质的主要成分为磷脂和胆固醇。此外,细胞膜中还含有少量水分、无机盐与金属离子等。【所以细胞膜不单单由脂类构成】

二、简答题:
1.举例说明酶原激活的机理?
答:有些酶,如参与消化的各种蛋白酶(如胃蛋白酶、胰蛋白酶,以及胰凝乳蛋白酶等) ,在最初合成和分 泌时,没有催化活性。这种没有活性的酶的前体,被称为酶原。酶原必须经过适当的切割肽键,才能转变成有催化 活性的酶。使无活性的酶原转变成活性酶的过程,称为酶原激活。这个过程实质上是酶活性部位组建、完善或者暴 露的过程。例如胰凝乳蛋白酶原在胰腺细胞内合成时没有催化活性,从胰腺细胞分泌出来,进入小肠之后,就被胰 蛋白酶激活,接着自身激活(指酶原被自身的活性酶激活)
2.试说明可逆性抑制与不可逆性抑制的不同之处?
答:可逆抑制作用的抑制剂与酶分子的必需基团以非共价键结合,从而抑制酶活性,用透析等物理方法可以 除去抑制剂,便酶活性得到恢复。而不可逆抑制作用的抑制剂,以共价键与酶分子的必需基团相结合,从而抑制酶 活性,用透析、超滤等物理方法,不能除去抑制剂使酶活性恢复。
3.简单说明竞争性抑制与非竞争性抑制的不同特征?
答:竞争性抑制的一个重要特征是可以通过加入大量的底物来消除竞争性抑制剂对酶活性的抑制作用。从动 力学方面看,在竞争性抑制剂作用下,Vmax 不降低;Km增大。非竞争性抑制的特征:加入大量底物不能解除非 竞争性抑制剂对酶活性的抑制;在非竞争性抑制剂作用下,Vmax 明显降低,但 Km 值不改变。
4. 简述生物膜流动镶嵌模型的主要特点。
答:生物膜指的是生物细胞中的膜状结构,包括细胞质膜、细胞核膜、细胞器膜等等.这些膜之间以一种连续或不连续的方式连接起来,称为内膜系统。
生物膜的流动镶嵌模型是一种生物膜结构的模型,它认为生物膜是磷脂以疏水作用形成的双分子层为骨架,磷脂分子是流动性的,可以发生侧移、翻转等.蛋白质分子镶嵌于双分子层的骨架中,可能全部埋藏或者部分埋藏,埋藏的部分是疏水的,同样,蛋白质分子也可以在膜上自由移动。因此称为流动镶嵌模型。
5. 试述小分子物质跨膜运输的三种方式。
  
 答:1.自由扩散其特点是:
①沿浓度梯度(或电化学梯度)扩散、自由扩散;
②不需要提供能量;
③没有膜蛋白的协助。
2.协助扩散也称促进扩散(faciliatied diffusion),其运输特点是:
①比自由扩散转运速率高;
②存在最大转运速率;在一定限度内运输速率同物质浓度成正比。如超过一定限度,浓度再增加,运输也不再增加。因膜上载体蛋白的结合位点已达饱和;
③有特异性,即与特定溶质结合。这类特殊的载体蛋白主要有离子载体和通道蛋白两种类型。举例:红细胞吸收葡萄糖。
3.主动运输 ①逆浓度梯度(逆化学梯度)运输;
②需要能量(由ATP直接供能)或与释放能量的过程偶联(协同运输),并对代谢毒性敏感;
③都有载体蛋白,依赖于膜运输蛋白;
④具有选择性和特异性.举例:小肠吸收K+、Na+、Ca2+等离子,葡萄糖,氨基酸,无机盐等。

三、论述题
1.举出三种维生素,说明其辅酶形式和在酶促反应中的主要作用?
答:维生素 B 族,如维生素 B1(硫胺素) 、维生素 B2(核黄素) 、维生素 PP(烟酰胺) 、维生素 B6、叶酸、 泛酸等,几乎全部参与辅酶的形成。甚至于有些维生素,如硫辛酸、维生素 C 等,本身就是辅酶。 在酶促反应过程中,辅酶作为载体,在供体与受体之间之间传递 H 原子或者某种功能团(如:氨基、酰基、磷酸基、 一碳基团等) 。 2.解释磺胺类药物的抑菌机理、有机磷农药的杀虫机理?
答:磺胺类药物是治疗细菌性传染病的有效药物。它能抑制细菌的生长繁殖,而不伤害人和畜禽。细菌体内 的叶酸合成酶能够催化对氨基苯甲酸变成叶酸。磺胺类药物,由于与对氨基苯甲酸的结构,非常相似,因此,对叶酸合成酶有竞争性抑制作用。人和畜禽能够利用食物中的叶酸,而细菌不能利用外源的叶酸,必须自己合成。一旦 合成叶酸的反应受阻,则细菌由于缺乏叶酸,便停止生长繁殖。因此,磺胺类药物有抑制细菌生长繁殖的作用,而 不伤害人和畜禽。有些抑制剂,如有机磷杀虫剂、有机汞化合物、有机砷化合物、一氧化碳、氰化物等剧毒物质能 比较牢固以共价键与酶分子的必需基团相结合,从而抑制酶活性,用透析、超滤等物理方法,不能除去抑制剂使酶 活性恢复。这种抑制作用称为不可逆抑制作用;这种抑制剂,称为不可逆抑制剂。
 
《动物生物化学》第二次作业第一页
选择题:B;D;B;c。 
《动物生物化学》第二次作业第二页
选择题:B;C;B;A;D。 
选择题:A;E;C;A

第四次作业第一页
论述题:
一、判断题
1. 在动物体内,酪氨酸可以经羟化作用产生去甲肾上腺素和肾上腺素。 答:对
2. 尿嘧啶的分解产物β-丙氨酸能转化成脂肪酸。 答:对
3. 谷氨酸在转氨作用和使游离氨再利用方面都是重要分子。 答:对
4、中心法则概括了 DNA 在信息代谢中的主导作用。 答:对
5. 原核生物中 mRNA 一般不需要转录后加工。 答:对
二、问答题。
1.什么是必需氨基酸和非必需氨基酸?
答:(1)必需氨基酸(essential amino acid):人体(或其它脊椎动物)必不可少, 而机体内又不能合成的,必须从食物中补充的氨基酸,称必需氨基酸。对**来 说,这类氨基酸有8种,包括赖氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨 酸、色氨酸和苯丙氨酸。对婴儿来说,组氨酸也是必需氨基酸。  (2)非必需氨基酸:人体可以自身合成或由其它氨基酸转化而得到,不一定非从食 物直接摄取不可。这类氨基酸包括谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、天门冬氨酸、胱氨 酸、脯氨酸、丝氨酸和酪氨酸等。有些非必需氨基酸如胱氨酸和酪氨酸如果供给 充裕还可以节省必需氨基酸中蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量。非必需氨基酸可在动 物体内合成,作为营养源不需要从外部补充的氨基酸。一般在植物、微生物必需 的氨基酸均由自身合成,这些都称为非必需氨基酸。
2.嘌呤核苷酸分子中各原子的来源及合成特点怎样?
答:(1)各原子的来源:N1-天冬氨酸;C2 和C8-甲酸盐;N7、C4 和C5-甘氨酸;C6- 二氧化碳;N3 和N9-谷氨酰胺;核糖-磷酸戊糖途径的5′磷酸核糖  (2)合成特点:5′磷酸核糖开始→5′磷酸核糖焦磷酸(PRPP)→5′磷酸核糖 胺 (N9)→甘氨酰胺核苷酸(C4、C5 、N7)→甲酰甘氨酰胺核苷酸(C8)→5′ 氨 基咪唑核苷酸(C3)→5′氨基咪唑-4-羧酸核苷酸(C6)5′氨基咪唑甲酰胺 核苷 酸(N1)→次黄嘌呤核苷酸(C2)。
3.简述原核细胞和真核细胞的 RNA 聚合酶有何不同?:
答:(1)原核细胞大肠杆菌的RNA聚合酶研究的较深入。这个酶的全酶由5种亚基( α2ββ′δω)组成,还含有2个Zn原子。在RNA合成起始之后,δ因子便与全酶 分离。不含δ因子的酶仍有催化活性,称为核心酶。δ亚基具有与启动子结合的 功能,β亚基催化效率很低,而且可以利用别的DNA的任何部位作模板合成RNA。 加入δ因子后,则具有了选择起始部位的作用,δ因子可能与核心酶结合,改变 其构象,从而使它能特异地识别DNA模板链上的起始信号。  (2)真核细胞的细胞核内有RNA聚合酶I、II和III,通常由4~6种亚基组成,并 含有Zn2+。RNA聚合酶I存在于核仁中,主要催化rRNA前体的转录。RNA聚合酶Ⅱ和 Ⅲ存在于核质中,分别催化mRNA前体和小分子量RNA的转录。此外线粒体和叶绿体 也含有RNA聚合酶,其特性类似原核细胞的RNA聚合酶。
4.遗传密码如何编码?有哪些基本特性?
答:mRNA上每3个相邻的核苷酸编成一个密码子,代表某种氨基酸或肽链合成的起始或 终止信 (4种核苷酸共组成64个密码子)。 其特点有:  ①方向性:编码方向是5ˊ→3ˊ;  ②无标点性:密码子连续排列,既无间隔又无重叠;  ③简并性:除了Met和Trp各只有一个密码子之外,其余每种氨基酸都有2—6个密 码子;  ④通用性:不同生物共用一套密码;  ⑤摆动性:在密码子与反密码子相互识别的过程中密码子的第一个核苷酸起决定 性作用,而第二个、尤其是第三个核苷酸能够在一定范围内进行变动。
5.简述 tRNA 在蛋白质的生物合成中是如何起作用的?
答:在蛋白质合成中,tRNA 起着运载氨基酸的作用,将氨基酸按照mRNA 链上的密码子所决定的氨基酸顺序搬运到蛋白质合成的场所核糖体的特定部位。tRNA 是多肽 链和mRNA之间的重要转换器。  ①其3ˊ端接受活化的氨基酸,形成氨酰-tRNA  ② tRNA上反密码子识别mRNA链上的密码子  ③ 合成多肽链时,多肽链通过tRNA 暂时 结合在核糖体的正确位置上,直至合成终止后多肽链才从核糖体上脱下。
三、论述题  1. 举例说明氨基酸的降解通常包括哪些方式?
答:(1)脱氨基作用:包括氧化脱氨和非氧化脱氨,分解产物为α-酮酸和氨。  (2)脱羧基作用:氨基酸在氨基酸脱羧酶的作用下脱羧,生成二氧化碳和胺类化 合物。  (3)羟化作用:有些氨基酸(如酪氨酸)降解时首先发生羟化作用,生成羟基氨 基酸,再脱羧生成 二氧化碳和胺类化合物。
2. 蛋白质代谢与脂类代谢的相互关系?
答:(1)脂肪转变为蛋白质:脂肪分解产生的甘油可进一步转变成丙酮酸、α-酮戊 二酸、草酰乙酸等,再经过转氨基作用生成氨基酸。脂肪酸氧化产生乙酰辅酶A与 草酰乙酸缩合进入三羧酸循环,能产生谷氨酸族和天冬氨酸族氨基酸。  (2)蛋白质转变为脂肪:在蛋白质氨基酸中,生糖氨基酸通过丙酮酸转变成甘油 ,也可以氧化脱羧后转变成乙酰辅酶A,用于脂肪酸合成。生酮氨基酸在代谢反应 中能生成乙酰乙酸,由乙酰乙酸缩合成脂肪酸。丝氨酸脱羧后形成胆氨,胆氨甲 基化后变成胆碱,后者是合成磷脂的组成成分 

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