四川农业大学历生物化学博士考题解答.doc

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1、生物化学历届博士考题1 名词解释:(1) Rnase /ribozyme:Rnase:核糖核酸酶,即水解核糖核酸的酶,是一种蛋白质; ribozyme:核糖酶,某些RNA分子具有酶活性,1982年Cech等实验发现四膜虫的rRNA分子在没有任何蛋白质酶的存在下,能切除自身的内含子,使两个外显子拼接起来变成成熟的rRNA分子,证明RNA分子具有酶活性。为区别传统的蛋白质酶,对这种具有催化活性的RNA成为ribozyme。(2) 别构酶:酶分子的非催化部位与某些化合物可逆地非共价结合后发生构象改变,进而改变酶的活性状态,称为酶的别构调节。具有这种调节作用的酶称为别构酶。(3) 抗体酶:抗体是专一于

2、抗原分子,有催化活性的一类具有特殊生物学功能的蛋白质,它由抗原分子促进而大量产生,并与抗原分子间有结合专一性,这种专一性和酶与底物间结合的专一性非常相似。因而,人们设想是否可以认为抗原分子能促使机体产生大量的新酶,并模拟酶与底物的过渡态结构合成一些类似物(称半抗原,hapten)对动物进行免疫,诱导出具有相应酶活性的“抗体酶”。(4) 拓扑异构酶:可以改变DNA拓扑异构体的L值(连环数)的酶,称拓扑异构酶。拓扑异构酶有两类,拓扑异构酶使双超螺旋DNA转变成松弛形环状DNA,每一次催化作用可使L值增加1,反应不需能量;拓扑异构酶相反,可使松弛形环状DNA转变成超螺旋DNA,每一次催化作用使L值减

3、少2,由ATP供应能量。(5) 同工酶:指催化相同的化学反应,但其蛋白质分子结构、理化性质和免疫性能等方面都存在明显差异的一组酶。(6) 原级同工酶:多基因座或复等位基因编码的一组酶。(7) 寡聚酶:两个或两个以上亚基组成的酶,称为寡聚酶。这些亚基可以是相同的,也可以是不同的。(8) Km:酶反应速率达到最大反应速率一半时的底物浓度。单位:mol/L。(9) Tm:加热变性使DNA双螺旋结构失去一半时的温度称为该DNA的熔点或熔解温度,用Tm表示。(10) Na+,K+-ATPase:存在于脂膜上,由一个跨膜的催化亚单位亚基和与其结合的一个糖蛋白亚基组成。在膜上形成22四聚体。起着Na+、K+

4、交换泵的作用。(11) 生物酶工程:生物酶工程是酶学和以DNA重组技术为主的现代分子生物学技术相结合的产物,因此,亦可称为高级酶工程。主要包括3个方面内容:用基因工程技术大量生产酶(克隆酶);对酶基因进行修饰,产生遗传修饰酶(突变酶);设计新酶基因,合成自然界不曾有的新酶。(12) 化学酶工程:称初级酶工程,指天然酶、化学修饰酶、固定化酶以及人工模拟酶的研究应用。(13) 亲和标记法:根据酶与底物特异结合的性质,设计或合成一种含有反应基团的底物类似物作为活性部位基团的标记试剂。这种试剂象底物一样进入活性部位,接近结合位点,并以其活泼的化学基团与活性部位的某一基团共价结合,而指示出酶活性部位的特

5、征。(14) 定位诱变法:针对一些结构资料比较齐全的酶,进一步通过单诱变(改变一个氨基酸残基)、双诱变(改变两个氨基酸残基)或多诱变(系统地改变几个相关的氨基酸残基)。对所得到的诱变酶进行系统的动力学分析、x-射线衍射分析,并与野生型酶对比,来判断被诱变氨基酸残基在结合底物、催化底物反应中所起的作用及机理。(15) 透析、超过滤、盐析:透析指蛋白质不能通过半透膜的性质,使蛋白质和其它小分子物质如无机盐、单糖等分开;超过滤指利用压力或离心力,强行使水和其它小分子物质通过半透膜,蛋白质被留在膜上,以达到脱盐和浓缩的目的;盐析指在蛋白质溶液中加入大量中性盐,使蛋白质脱去水层而聚集沉淀。(16) 专一

6、性不可逆抑制剂:分Ks型和Kcat型。Ks型又称亲和标记型抑制剂。(17) Kcat型不可逆抑制剂:与底物结构类似,但分子中还有潜伏的反应基团。当它与酶结合后,其潜伏的反应基团被酶催化而活化,并立即与酶活性中心某基团呈不可逆结合,使酶遭受抑制。此类抑制剂亦称酶的自杀性底物。(18) 非专一性不可逆抑制剂:抑制剂作用于酶的一类或几类基团,这些基团中包含了必需基团,引起酶失活。(19) 酶标免疫分析:酶标免疫分析(enzyme immunoassly EIA)是将酶作为标记物质,使之和抗原(或抗体)结合形成酶与抗原(或抗体)复合物,然后再根据待测抗体(或抗原)与复合物专一且定量的结合关系,通过测定

7、待测抗体(或抗原)结合的标记酶活力,从而计算出抗原或抗体的量。(20) 酶偶联分析法:某些酶反应的产物不易测定时,可用过量、高度专一的偶联工具酶使被测酶反应能继续进行到某一可直接、连续、简便、准确测定阶段。该方法的关键是偶联工具酶应高纯度、专一且过量,以保证被测反应速度是总反应系统中速度限制因子,且和酶浓度间是线性关系。(21) 生物传感器:生物传感器由两部分组成,一是作为信息供体的生物学识别体系(利用酶,微生物,抗原或抗体,经载体固定化编制成的单个或一组识别单元),二是由电、光或热的信息转换器(电极、分光光度计、荧光光度计、热敏电阻或光学纤维等)构成的生物识别体系。前者专一地识别基质并给出特

8、定信息(生成新的化学物质,或光、电、热等物理量的改变),后者感觉到上述变化并测出其大小,再换算成原来物质的量或浓度。 (22) 竞争性抑制作用:是最常见的一种抑制作用。抑制剂和底物竞争酶的结合部位,从而影响了底物与酶的正常结合。因为酶的活性部位不能同时既与底物结合又与抑制剂结合,因而在底物和抑制剂之间产生竞争,形成一定的平衡关系。大多数竞争性抑制剂的结构与底物结构类似,因此能与酶的活性部位结合,与酶形成可逆的EI复合物,但EI不能分解成产物P,酶反应速率下降。其抑制程度取决于底物及抑制剂的相对浓度,这种抑制作用可以通过增加底物浓度而解除。(23) 反竞争性抑制作用:酶只有与底物结合后,才能与抑

9、制剂结合。反竞争性抑制作用常见于多底物反应中,而在单底物反应中比较少见。(24) 非竞争性抑制作用:这类抑制作用的特点是底物和抑制剂同时和酶结合,两者没有竞争作用。酶与抑制剂结合后,还可以与底物结合;酶与底物结合后,还可以与抑制剂结合。但是中间的三元复合物不能进一步分解为产物,因此酶活力降低。(25) 沉降系数:单位离心场的沉降速度是个定值,称沉降系数,或沉降常数,用s表示。(26) 生糖氨基酸/生酮氨基酸:凡能形成丙酮酸、-酮戊二酸、琥珀酸和草酰乙酸的氨基酸都称为生糖氨基酸;有些氨基酸(Phe、Tyr、Lys、Leu、Trp)在分解过程中转变为乙酰乙酸-CoA,而乙酰乙酸-CoA在动物肝脏中

10、可以转变为内乙酰乙酸和-羟丁酸,这5种氨基酸称为生酮氨基酸。(27) EAA:必需氨基酸,凡是机体不能自己合成,必需由外界获取的氨基酸,称为必需氨基酸。(28) HGP:该计划是美国科学家在1985年率先提出,旨在阐明人类基因组DNA所具有的3109个核苷酸的序列,发现所有的人类基因并阐明其在染色体上的位置,破译人类的全部遗传信息,使得人类第一次在分子水平上全面地认识自我。(29) PCR:聚合酶链式反应。模仿体内DNA的复制过程,首先使DNA变性,两条链解开;然后使引物模板退火,二者碱基配对;DNA聚合酶随即以4种dNTP为底物,在引物的引导下合成与模板互补的DNA新链。重复此过程,DNA以

11、指数方式扩增。该技术可用于扩增任意DNA片段,只要设计出片段的两端引物。(30) 超二级结构:在蛋白质分子中,特别是球状蛋白质中,由若干相邻的二级结构单元(即螺旋、折叠片和转角等)彼此相互作用组合在一起,形成有规则、在空间上能辨认的二级结构组合体,充当三级结构的构件单元,称超二级结构。类型:卷曲-螺旋;单元;X单元;-迂回;回形拓扑结构。(31) 结构域:对于较大的蛋白质分子或亚基,多肽链往往由两个或两个以上相对独立的三维实体缔合而成三级结构,这种相对独立的三维实体称结构域。类型:-螺旋结构域;-折叠结构域;+结构域;无规则卷曲和-回折结构域。(32) 抗原和抗体:当外源性物质,如蛋白质、毒素

12、、糖蛋白、脂蛋白、核酸、多糖、颗粒(细菌、细胞、病毒)进入人或动物体内时,机体的免疫系统便产生相应的免疫球蛋白(immune globin),并与之结合,以消除异物的毒害。此反应称为免疫反应,此异物便是抗原,此球蛋白便是抗体。(33) 多克隆抗体/单克隆抗体:多克隆抗体是由多个不同的B淋巴细胞应答一个抗原,因此,多克隆抗体是识别一个蛋白质(抗原)的不同部分(表位)的多种抗体的混合物;单克隆抗体是由生长在细胞培养物中的同一B细胞的群体(一个克隆)合成并分泌的。这些抗体是均一的,所有的抗体识别同一的表位。(34) 朊病毒:是一种不含核酸的传染性蛋白质分子,能通过自身的构象变化,并传递到其它分子引起

13、同样的变化而致病。(35) 主动运输:物质从低浓度一侧通过膜运送到高浓度一侧,即逆浓度梯度的方向跨膜运送的过程称主动运输 。在该过程中G0。(36) 被动运送:物质从高浓度一侧通过膜运送到低浓度一侧,即顺浓度梯度的方向跨膜运送的过程称被动运输。在该过程中G0。(37) 分子伴侣:Lasky于1978年首先提出分子伴侣(mulecular chaperone)的概念,这是一类可以介导蛋白质正确折叠与装配,但其本身并不构成被介导的蛋白质组成部分的一类蛋白因子,在原核生物和真核生物中广泛存在。(38) 细胞信号转导:生物细胞中进行着复杂的新陈代谢过程,其中包括物质代谢和能量代谢。随着生命科学的发展,

14、揭示出生物细胞还存在着另一种特殊的代谢过程,它传递着环境变化的信息,调节和控制着物质与能量代谢以及生理反应与生长发育,这一体系称为细胞信号转导系统。(39) 受体:是细胞表面或在细胞组分中的一种天然分子,可以识别并特异地与有生物活性的化学信号分子(配体)结合,从而激活或启动一系列生物化学反应,最后导致该信号物质特定的生物效应。受体的特点:受体与配体结合具有特异性、亲和性、饱和性。受体的类别:胞内受体、胞外受体。(40) 标记配体法检测受体:用化学或酶学方法合成一种标记配体,将其加入含有受体的样品(细胞或细胞膜)中,使标记配体和受体结合平衡后再测定结合或游离的标记配体数量,由此得出受体的浓度和解

15、离常数。(41) G蛋白:是一种与膜受体偶联的异三聚体结合蛋白,由、三个亚基组成,充当细胞膜上受体和靶酶之间的信号传递体。(42) 分子克隆技术获得微量受体:从细胞中提取所有mRNA(其中含有能正常表达所需受体蛋白的mRNA),逆转录成cDNA,将其重组入载体质粒,继而让其转染缺乏受体的培养细胞群,其中少数细胞可能含有能编码受体所需的cDNA,并表达成表面受体。(43) 限制性内切酶:原核生物中存在着一类能认识外源DNA双螺旋中4-6个碱基对所组成的特异序列(这些特异序列都具有回文结构),并在此序列的某位点水解DNA双螺旋链,这类酶称作限制性内切酶。(44) 限制性内切酶谱:将染色体或染色体片

16、段用选定的限制性内切酶处理,通过电泳将酶切片段分离,并根据泳动距离推算其分子量(泳动距离与分子量的对数成反比),再依次排列即构成染色体片段的限制性内切酶谱。(45) 后基因组计划的提出:功能基因组学、蛋白质组学、环境基因组学、癌肿基因组解剖学计划。(46) HGP作图:人类基因组的DNA序列分布于22条常染色体的2条性染色体上,染色体不能直接测序。必须将整个基因组一步步由粗到细地进行有序的划分,最终得到可以用于测序的重叠度最小的连续克隆体系,该过程称之为作图。(47) 遗传图:通过计算连锁的遗传标志之间的重组频率,确定它们的相对距离,一般用厘摩(cM,即再次减数分裂的重组频率为1%)来表示。(

17、48) 全基因鸟枪法:Dr.Venter提出一个大胆的设想:将人类基因组的DNA用机械方法随机打断后测序,然后再进行组装。其战略构想正好和人类基因组计划的战略相反,即首先测序,然后才是在测序的基础上作图。(49) 基因文库和cDNA文库:应用DNA重组技术,可以很容易地将各种生物体从比较简单的生物(病毒、细菌)到十分复杂的真核生物的全部基因组的遗传信息,贮存在可以长期保存的稳定重组体中,以备需要时应用。好象将文献资料贮存于图书馆一样,所以称其为genomic library。RNA病毒的基因组是RNA,必须将RNA先转录成cDNA(complemental DNA),再按基因文库的方法建立cD

18、NA文库;真核细胞基因组结构大多数是不连续的,也需要分离出的mRNA反转录成cDNA,再建立文库,称其为cDNA文库。(50) RFLP:限制性片段长度多态性,由限制性内切酶把很大的DNA分子降解成许多长短不同的较小片段,其数目和长度反映了限制性内切酶的切点在DNA分子上的分布,它能作为某DNA或含这种DNA生物所特有的“指纹”,不同个体的等位基因之间碱基代换、重排、插入、缺失等都会引起这种“指纹”的多态性。对于复杂的真核基因,要检测限制性片段长度多态性必须借助于DNA分子杂交。(51) RAPD:随机扩增多态DNA,在PCR技术基础上采用随机核苷酸序列为引物(9-10bp)扩增基因组的随机片

19、段,用凝胶电泳来观察扩增片段的多态性,获得特异分子标记。(52) AFLP:扩增片段长度多态性,用特定引物选择性地扩增基因组限制性酶切片段,再用凝胶电泳分离来观察多态性,可看作是PCR和RFLP技术相结合产生的一种新技术,多态性强、稳定性能好。(53) MS和SNP:微卫星和单个核苷酸的多态性,MS是一类由几个重复单位组成,长度小于100bp的DNA序列,该重复单位有很高的变异性,因而显示出高度的长度多态性。SNP是由一个核苷酸组成的重复单位,亦可显出高度的多态性,被称为第三代的多态性标志,其意义已超出了遗传作图的范围,而成为研究基因组多样性和识别、定位疾病相关基因的一种新手段。(54) 信号

20、肽:一段氨基酸序列,一般由10-40个氨基酸残基组成,中部为长约10-15个氨基酸残基组成的疏水片段,前端为带正电荷的碱性氨基酸残基,后端则为富含丙氨酸的片段,也是信号肽酶的水解部位。疏水片段很容易形成-螺旋结构,后端片段较易形成-折叠。信号肽与蛋白质的跨膜(内质网膜)运输密切相关。(55) 导肽:蛋白质N-末端的一段氨基酸序列,对线粒体蛋白质的跨膜运送具有导向和识别功能。带正电荷的氨基酸较丰富,不含或基本不含带负电荷的酸性氨基酸,羟基氨基酸含量比较高,含有两亲(既有亲水又有疏水部分)的-螺旋结构倾向。(56) 单顺反子/多顺反子:一条链上只有一个编码区的mRNA称为单顺反子mRNA,含有两个

21、以上编码区的mRNA称为多顺反子,真核生物mRNA都是单顺反子。(57) 解偶联剂:这类试剂使电子传递和ATP形成两个过程分离,失掉它们的紧密联系,它只抑制ATP的形成过程,不抑制电子传递过程,使电子传递所产生的自由能都变为热能。解偶联试剂的作用只抑制氧化磷酸化的ATP形成,对底物水平的磷酸化没有影响。(58) 氧化磷酸化抑制剂:这类试剂的作用是既抑制氧的利用又抑制ATP的形成,但不直接抑制电子传递链上载体的作用。(59) 肽平面:氨基酸的肽键是一个共振杂化体,共振的后果是肽键具有部分双键性质,不能绕键自由旋转;主链肽基成为刚性平面,称酰胺平面或肽平面,平面内CO与N-H呈反式排列;各原子间有

22、固定的键角和键长。肽链主链上只有碳原子连接的两个键,C一N和C一C是纯的单键,能自由旋转;-碳是两个相邻酰胺平面的连接点,酰胺平面虽然是刚性的,但酰胺平面之间的位置可以任意取向。(60) 第一信使/第二信使:蛋白质、多肽类激素以及前列腺素首先与靶细胞质膜上的特异受体结合,从而改变质膜内侧腺苷酸环化酶的活性。腺苷酸环化酶催化ATP转变为cAMP,cAMP携带着激素的信息完成激素所产生的各种生理效应,起着信息的传递和放大作用。激素称为第一信息,cAMP称为第二信使。第二信使成员逐渐增多,如:cGMP,肌醇三磷酸,二酰甘油,钙离子。(61) SOS修复:SOS反应是细胞DNA受到损伤或复制系统受到抑

23、制的紧急情况下,为求得生存而出现的应急效应。SOS反应诱导的修复系统包括避免差错的修复和易产生差错的修复即错配修复。直接修复、切除修复和重组修复能够识别DNA的损伤或错配碱基而加以消除,在它们的修复过程中并不明显引入错配碱基,因此属于避免差错的修复。SOS反应能诱导切除修复和重组修复中某关键酶和蛋白质的产生,使这些酶和蛋白质在细胞内的含量升高,从而加强切除修复和重组修复的能力。此外,SOS反应还能诱导产生缺乏校对功能的DNA聚合酶,它能在DNA损伤部位进行复制而避免了死亡,可是却带来了高的变异率。(62) 核酸的分子杂交:将不同来源的DNA放在试管里,经热变性后,慢慢冷却,让其复性。若这些异源

24、DNA之间在某些区域有相同的序列,则在复性时,会产生杂交DNA分子。DNA与互补的RNA之间也可能发生杂交。(63) 化学渗透学说:该假说由英国生物化学家Peber提出的。他认为电子传递的结果将H+离子从线粒体内膜基质“泵”到膜外液体中,于是形成了一个跨内膜的H+离子梯度,这梯度中所含有的渗透能正是促使ATP生成所需的能,已经有越来越多的事实支持这一假说,例如,(1)直至现在并没有发现任何一种介于电子传递和ATP形成的高能中间物;(2)氧化磷酸化作用的进行需有完整的线粒体内膜存在;(3)线粒体内膜对H+、OH-、K+、CL-等离子都是不通透的;(4)破坏H+浓度梯度的形成都必然破坏氧化磷酸化作

25、用的进行;(5)线粒体电子传递所形成的电子流能够从线粒体内膜逐出H+离子。所有这些事实都能从化学渗透假说得到解释。电子传递链是一H+离子泵,使H+离子从基质排到内膜外液体中,于是在膜内外液相之间产生了H+离子梯度。在内膜外面的H+离子浓度比膜内部高,也就是说包含一种势能,由电子传递“泵”出的H+离子,为H+浓度梯度所驱使,通过在FoFlATP酶分子上的特殊通道又流回线粒体基质。当H+离子通过FoFlATP酶流回线粒体内膜基质时,释放出自由能的反应和ATP的合成反应相偶联。在这里不需要有任何高能中间体存在,起作用的正是跨膜的H+离子梯度。化学渗透假说需要线粒体膜或亚线粒体囊泡的完整性,膜不完整则

26、不能形成跨膜H+梯度。(64) 内含子/外显子:将断裂基因中经转录被除去的序列称为内含子;在成熟RNA产物中出现的序列称为外显子。(65) 同源蛋白质:一个基因的转录产物在不同发育阶段、分化细胞和生理状态下,通过不同的拼接方式,可以得到不同的mRNA和翻译产物,称为选择性拼接,所产生的多个蛋白质即为同源蛋白质。(66) 转导/转化:转导是通过噬菌体将细菌基因从供体转移到受体细胞的过程。转化指细菌品系由于吸收了外源DNA而发生遗传性状的改变现象。(67) 转座子:是一种可以由染色体的一个位置转移到另外位置的遗传因子,也就是一段可以发生转座的 DNA。(68) 反义RNA:转座酶的启动部位有两个启

27、动子,其一转录转座酶mRNA,另一反方向转录的RNA,称反义RNA。而者5末端重叠40个碱基,可以形成碱基配对。2、简答题(1)米氏方程的局限性 a其动力学只适合于单底物反应过程,对多底物多产物反应不适用。b对多酶体系催化的过程不能作很好的解释。c不适合于变构酶催化的反应。d不能直接用来求Vmax。(2)Km的意义及应用 a计算反应速度v达到Vmax的百分率,确定v达到Vmax的S;b判断酶和底物亲和力的大小,寻找天然底物,判断在细胞中酶催化反应的主要方向;c寻找连锁反应的限速步骤;d作为判断同工酶的依据。(3)Ks型不可逆抑制剂特点: 具有与底物相似的可以与酶结合的基团,同时还具有一个能与活

28、性部位的其它功能基团反应的活性基团。(4)不同类型可逆抑制作用的米氏方程常数类型方程式VmaxKm无抑制剂VmaxKm竞争性抑制不变增加非竞争性抑制减小不变反竞争性抑制减小减小(5)朊病毒研究的意义 朊病毒的发病和传播机制发现的巨大理论意义在于表明翻译后水平蛋白质分子的构象变化可在蛋白质致病中起关键作用,使人们对蛋白质结构与功能的关系的认识进入一个新的阶段。从更深远的意义上看,这也许暗示着分子生物学的视线将从核酸转回到蛋白质,因为这种新的理论显然是对分子生物学中关于核酸是唯一的遗传信息载体传统观念的一种挑战。(6)分子伴侣的功能a可稳定未折叠或部分折叠的多肽,并防止不适当的多肽链内或链间相互作

29、用; b.可与天然构象的蛋白质相互作用以促使寡聚肽蛋白质发生结构重排;c.能识别并调节胞内多肽的折叠,因此还具有介导线粒体蛋白质跨膜转运、调节信息传导通路和转录、复制,以及微管形成与修复等功能。(7)Boyer和Walker的工作 美国科学家Boyer提出旋转催化假说,认为ATP合成酶亚基有三种不同的构象,一种构象有利于ADP和Pi结合,一种构象可使结合的ADP和Pi合成ATP,第三种构象使合成的ATP容易被释放出来。在ATP合成过程中,三个亚基通过转动,依次进行上述三种构象的交替变化,所需能量由跨膜H+提供。英国科学家Walker通过x光衍射获得高分辩率的牛心线粒体ATP酶晶体的三维结构,证

30、明在ATP酶合成ATP的催化循环中三个亚基的确有不同构象,从而有力地支持了Boyer的假说。Boyer和Walker共同获得1997年诺贝尔化学奖。(8)DNA重组的技术路线 (1)目的基因的获取;(2)选择载体;(3)外源DNA与载体连接;(4)重组DNA引入受体;(5)筛选含有重组引的克隆。(9)生物膜主要有哪些生物学功能?任举一例阐述膜结构和功能的相互关系 生物膜的主要功能有能量转换、物质运输、信息识别和传递。例如Na+和K+的运输。(10)阐明酶的活性中心的概念。指出可用哪些主要的方法研究酶的活性中心?新技术“定点突变”是怎样用于此类研究的? 通过各种研究证明,酶的特殊催化能力只局限在

31、大分子的一定区域,也就是说,只有少数特异的氨基酸残基参与底物结合及催化作用。这些特异的氨基酸残基比较集中的区域,即与酶活力直接相关的区域称为酶的活性部位或活性中心。主要的研究方法有:X射线衍射法、差示标记法、亲和标记法和定位诱变法。 针对一些结构资料比较齐全的酶,进一步通过单诱变(改变一个氨基酸残基)、双诱变(改变两个氨基酸残基)或多诱变(系统地改变几个相关的氨基酸残基)。对所得到的诱变酶进行系统的动力学分析、x-射线衍射分析,并与野生型酶对比,来判断被诱变氨基酸残基在结合底物、催化底物反应中所起的作用及机理。(11)大肠杆菌DNA聚合酶是一种多功能酶,其5/-3/外切酶功能在DNA复制中的作

32、用是什么 大肠杆菌DNA聚合酶具有5/-3/外切酶活性,它只作用于DNA碱基配对部分,从5/末端水解下核苷酸或寡核苷酸,因此该酶被认为在切除由紫外照射而形成的嘧啶二聚体中起着重要作用。DNA半不连续合成中冈崎片段5/端RNA引物的切除也有赖于这个外切酶。(12)PCR技术与RAPD技术的区别和联系是什么 PCR技术:聚合酶链式反应。模仿体内DNA的复制过程,首先使DNA变性,两条链解开;然后使引物模板退火,二者碱基配对;DNA聚合酶随即以4种dNTP为底物,在引物的引导下合成与模板互补的DNA新链。重复此过程,DNA以指数方式扩增。该技术可用于扩增任意DNA 片段,只要设计出片段的两端引物。R

33、APD技术:随机扩增多态DNA,在PCR技术基础上采用随机核苷酸序列为引物(9-10bp)扩增基因组的随机片段,用凝胶电泳来观察扩增片段的多态性,获得特异分子标记。 区别是PCR技术引物是根据需要设计的,RAPD技术引物是随机核苷酸序列。(13)现今所发现的所有生物催化剂的本质都是蛋白质。这句话对否?为什么?不对,因为1982年Cech等实验发现四膜虫的rRNA分子在没有任何蛋白质酶的存在下,能切除自身的内含子,使两个外显子拼接起来变成成熟的rRNA分子,证明RNA分子具有酶活性。为区别传统的蛋白质酶,对这种具有催化活性的RNA成为核糖酶(ribozyme)。(14)据TM值高低,可以比较DN

34、A分子GC含量高低,为什么? Tm指加热变性使DNA双螺旋结构失去一半时的温度称为该DNA的熔点或熔解温度。在DNA 分子中,GC形成3个氢键,A与T形成两个氢键,GC密度大,含GC含量高的DNA分子,其TM值较高,因此据TM值高低,可以比较DNA分子GC含量高低。(15)从生物能学观点,简述主动运输和被动运输的主要区别?主动运输:物质从低浓度一侧通过膜运送到高浓度一侧,即逆浓度梯度的方向跨膜运送的过程称主动运输。根据热力学第二定律,此过程自由能增加(G0),此过程不能自发进行,必须由外界提供能量,这一过程才能发生。 被动运送:物质从高浓度一侧通过膜运送到低浓度一侧,即顺浓度梯度的方向跨膜运送

35、的过程称被动运输。根据热力学第二定律,此过程自由能减少(G0,它是一个不需要提供能量的自发过程。(16)同工酶产生的原因是什么?用同工酶作遗传标记有什么优点?有什么局限性? 同工酶有多种形式,其产生的原因有多基因决定的酶蛋白由两条或两条以上多肽链 以非共价结合的杂聚体遗传变遗体(等位基因酶)结合的或衍生的酶蛋白(与其它基团结合的;由单一多肽链衍生的)由单一亚单位组成的多聚体构象改变。 用同工酶作遗传标记有的优点:同工酶是分子水平的指标,按照一个基因编码一个同工酶的理论,可从同工酶的表现型变异直接推测其基因型的变异,显然优于某些形态学的指标,后者往往是多个基因型的综合表现型;同工酶可用测定酶活力

36、的方法鉴定,较非酶蛋白质分析方便;同工酶比其它指标灵敏,可以反映DNA上一个碱基的微小变异。局限性?(17)什么是遗传密码?有何特点?试述一种遗传密码破译的方法。 确定遗传信息的三联体(碱基)密码,称遗传密码。特点:无标点符号,即两个密码子之间无任何标点符号加以隔开;不重叠性;简并性,大多数氨基酸都具有剂组不同的密码子。密码子中第三位碱基的摇摆性,密码子的专一性由前两位碱基决定,第三位碱基的重要性不大;有三组密码子不编码氨基酸,是多肽链的终止密码子;密码子是近乎完全通用的。用大肠杆菌无细胞体系,外加 20种标记氨基酸混合物及polyU,经保温反应后,发现在酸不溶性部分中(即多肽中)只有苯丙氨酸

37、的多聚体。显然polyU起了信使RNA的作用。 所以UUU是编码丙氨酸的密码。(18)(21)什么叫受体?有何特征和类别?简述一种分离提纯的方法原理。 受体:是细胞表面或在细胞组分中的一种天然分子,可以识别并特异地与有生物活性的化学信号分子(配体)结合,从而激活或启动一系列生物化学反应,最后导致该信号物质特定的生物效应。受体的特点:受体与配体结合具有特异性、亲和性、饱和性。受体的类别:胞内受体、胞外受体。亲和技术提纯受体:在含有配体的洗脱柱中,用去垢剂溶解膜蛋白 加洗脱液,从柱中洗去结合的蛋白,去掉非特异性蛋白 加过量的配体,将受体从固定化的配体上洗下来 洗脱下来的是受体-配体复(19)简述人

38、类基因组计划(HGP)概况,结合自己的专业,阐述HGP对生命科学发展的重大意义。HGP计划是美国科学家在1985年率先提出,旨在阐明人类基因组DNA所具有的3109核苷酸的序列,发现所有的人类基因并阐明其在染色体上的位置,破译人类的全部遗传信息,使得人类第一次在分子水平上全面地认识自我。完成人类基因组DNA全序列测定的意义是十分明显的,人类对自己遗传信息的认识将有益于人类健康、医疗、制药、人口、环境等诸多方面,并且对生命科学也将有极大贡献。中国是在1999年加入的,承担了1的测序任务。全序列的测定现已基本完成。一些低等生物的DNA全序列也已陆续被测定。生命科学已经进入了后小基因组时代。 在后基

39、因组时代,科学家们的研究重心已从揭示基因组DNA的序列转移到在整体水平上对基因组功能的研究。这种转向的第一个标志就是产生了一门称为功能基因组学的新学科;但是,生物功能是通过蛋白质来体现的,蛋白质有其自身活动规律,显然仅仅从基因角度来研究是远远不够的。因此,在功能基因组学的基础上产生了蛋白质组学。蛋白质组学是在整体水平上研究细胞内蛋白质组分及其活动规律的新学科。“蛋白质组”这一概念是于1994年澳大利亚的学者MWilkins和KWilliams首先提出来的,是指细胞内基因组表达的所有蛋白质。这两位学者认为,生命科学的研究重点将转移到在蛋白质组水平上揭示细胞的生命活动规律。人类基因组中编码蛋白质的

40、基因总数超过3万,能够产生蛋白质的数目是基因数的10倍,通常细胞内只有部分基因表达,合成的肽链需经加工修饰才成为有活性的蛋白。所以细胞基因组的转录谱,mRNA或cDNA谱并不代表蛋白质组。另一方面蛋白质的许多性质和功能,不仅要在蛋白质的一级结构和表达水平的差异上来认识,而且还必须从蛋白质空间结构、动态变化以及分子间相互作用来加以阐明。自从1997年举行第一次国际“蛋白质组学”会议以来,在这个研究领域内基础研究和实际应用都得到了迅速发展。 由于生物功能是由结构决定的,功能基因组学需要从测定基因产物的结构人手进行研究,因此产生了结构基因组学这一新的研究领域。结构基因组学的任务是系统测定基因组所代表

41、全部大分子的结构,目前它仅关注于蛋白质的结构。然而RNA也是基因组产生的重要功能分子。近年来不断发现新的RNA功能和新的RNA基因,RNA结构与功能的研究是功能基因组学的一个重要方面。与蛋白质组学和蛋白质结构基因组学相对应,形成了RNA组学(RNomics)或核糖核酸组学,以研究细胞全部功能RNA的结构和作用。RNA结构基因组学的任务是研究所有编码RNA以及与其作用的分子和形成复合物的结构特征。随着人类基因组研究的迅速进展,生物技术产业也获得了空前规模的发展。据统计,信息技术对世界经济的贡献比率达到18%,而生物技术对世界经济的推动作用将不亚于信息技术。(20)什么是双信使信号转导系统,试述胞

42、外信息通过该系统在胞内得以传递的机制。 激素通过二酰基甘抽(DAG)和肌醇三磷酸(IP3)传递信号的系统,称双信使信号转导系统。激素通过结合到细胞表面的激素受体上,激活G蛋白,G蛋白开启磷酸肌醇酶的催化活性,通过导致磷酸肌醇的级联放大而起作用,从而在许多种细胞种引起广泛的不同反应。在磷酸肌醇酶催化下先产生二酰基甘抽(DAG)和肌醇三磷酸(IP3),例如,蛋白激酶c被磷酸化后,停止合成糖原。DAG进一步活化蛋白激酶c,促使靶蛋白质中的苏氨酸残基与丝氨酸残基磷酸化,最终改变一系列酶的活性;IP3则打开Ca2+通道,升高细胞质内Ca2+浓度,改变钙调蛋白和其他的钙传感器的构象,使之变得更易于与其靶蛋

43、白质结合改变,引起平滑肌收缩等。 (21)1953年Sanger完成了胰岛素A和 B链的A序列的分析,奠定了蛋白质一级结构测定的方法基础,1975年Sanger又建立了DNA序列测定的快速方法,他前后提出的方法在战略上有什么不同蛋白质一级结构测定的战略原则是将大化小,逐段分析,片段重迭,确定全序。DNA序列测定的战略原则是设法产生带标记的不同长度的成套DNA片段,各带有标记的片段起点相同、终点不同,使DNA链中的每个核苷酸处都有DNA的断裂或终止,通过PAGE电泳,能够将相差一个核苷酸的DNA片段分开,放射自显影后,根据长短排列,根据特定末端碱基的DNA片段就可读出待测DNA的碱基序列。(22

44、)磺胺药物作为一种抗菌素可抑制微生物生长,对人体副作用比较小,有机磷农药不仅可杀死害虫,对人也有很大的毒性,为什么?磺胺药物是可逆抑制剂,在体内与对氨基苯甲酸竞争,抑制二氢叶酸合成酶的活性,导致细菌的生长受到抑制,对人体副作用比较小。有机磷农药是不可逆抑制剂。有机磷化合物能抑制某些蛋白酶及酯酶活力,与酶分子活性部位的丝氨酸羟基共价结合,从而使酶失活。这类化合物强烈地抑制对神经传导有关的胆碱酯酶活力,使乙酰胆碱不能分解为乙酸和胆碱,引起乙酰胆碱的积累,使一些以乙酰胆碱为传导介质的神经系统处于过渡兴奋状态,引起神经中毒症状,因此这类有机磷化合物又称为神经毒剂。(23) 酶裂解蛋白质的特点胰蛋白酶裂

45、解Lys和Arg残基的羧基参与形成的肽健,马来酸酐(顺丁烯二酸酐)保护Lys不裂解,1,2-环己二酮保护Arg不裂解;木瓜蛋白酶裂解Lys和Arg残基的羧基参与形成的肽健;糜蛋白酶断裂Phe、Trp、Tyr的羧基端肽健;胃蛋白酶裂解两端都是疏水氨基酸的肽健,如Phe-Phe; 葡萄球菌蛋白酶裂解Glu和Asp残基的的羧基的肽健;梭菌蛋白酶裂解Arg残基的羧基端肽健。(24)(34)稳定蛋白质三维结构的作用力 氢健、范德华、疏水作用、盐健、二硫健。(25)蛋白质二级结构形式 螺旋、折叠、转角和凸起、无规卷曲。(26)蛋白质分子构象的研究方法 X射线衍射法、紫外差光谱法、荧光光谱法、园二色性法(C

46、D光谱法)、核磁共振光谱法(27)蛋白质分子量的测定方法 化学组成测定最低分子量、渗透压法、扩散系数法、沉降分析法、凝胶过滤法、SDS聚丙烯胺凝胶电泳法、蛋白质的分子形状。(28)蛋白质的分离纯化方法 根据分子大小(透析何超过滤、密度梯度离心、凝胶过滤)、溶解度差异(等电点沉淀、盐溶和盐析、有机溶剂分离、温度)、电荷不同(电泳、聚丙烯胺凝胶电泳、毛细管凝胶电泳、等电聚焦、层析聚焦离子交换层析)、选择性吸附、亲和层析、高效液相层析。(29)可逆抑制剂和不可逆抑制剂的判断(1 - 无抑制剂 2 -有不可逆抑制剂 3 - 有可逆抑制剂)(同时加底物、抑制剂和酶) (抑制剂与酶先保温后再加底物)(30

47、)酶反应级数的确定 (31)假说 酶和底物:锁和钥匙;生物膜运输的机制:构像变换学说;电子传递:化学渗透学说;(32)酶活性部位的研究方法 酶分子侧链的化学修饰、动力学参数、X射线晶体结构分析。(33)影响酶催化效率的因素 底物和酶的邻近效应、底物的形变和诱导楔合、酸碱催化、共价催化、金属离子催化、多元催化和协同效应、活性部位微环境的影响。(34)光合磷酸化和氧化磷酸化比较(35)试述诱变育种的分子基础(36)试述遗传的分子基础(37)试述动物体内糖、脂肪和蛋白质代谢的相互联系(38)稳定同位素示踪法和放射性同位素示踪法有什么异同?举例说明它们在代谢研究中的作用(39)为什么大多数核苷酸受一些螯合剂如EDTA的抑制(40)已知蛋白质有TrpMetAspTrpGlg序列,为了合成一个12核苷酸长度的探针,用于检测该蛋白质的gene,因此由上述序列推测: 该pr的mRNA序列: 该pr的DNA中有义链序列: 该pr的DNA中反义链序列 12核苷酸长度的探针序列:(51) 葡萄糖为唯一碳源培养大肠杆菌,加入羧基碳原子同位素标

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