高级生物化学

第一组试题

一、名词解释

  1. 氨基酸的等电点：

    点击查看答案 在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性，此时的溶液pH称该氨基酸的等电点。

  2. 茚三酮反应：

    点击查看答案 氨基酸与茚三酮在弱酸性溶液中加热，引起氨基酸氧化脱氨，产生相应的醛、氨、二氧化碳和还原茚三酮，产生的氨和还原性茚三酮与另一个茚三酮分子反应生成紫色产物的反应。茚三酮与大多数氨基酸反应生成紫色物质，最大吸收峰在570nm左右，但与脯氨酸或羟脯氨酸反应则生成亮黄色物质。

  3. DNA的变性：

    点击查看答案 DNA的变性是指 DNA 双螺旋区的氢键断裂，空间结构破坏，形成单链无规则线团状态的过程。变性只涉及次级键的变化，不涉及共价键的断裂。

  4. 增色效应：

    点击查看答案 当核酸水解为核苷酸时，紫外吸收值通常增加30%~40%，这种现象被称为“增色效应”。（另一种表述：当DNA 从双螺旋结构变为单链的无规则卷曲状态时，它在260nm 处的紫外吸收值增加）

  5. 核酸分子杂交：

    点击查看答案 在退火条件下，不同来源的DNA互补区形成双链，或DNA单链和RNA单链的互补区形成DNA-RNA杂合双链的过程称分子杂交。

二、判断题

  1. 当单一氨基酸溶液的pH在pKa时缓冲能力最弱。（ ）

    点击查看答案 1.× pH = pKa + log([A-]/[HA])，当pH=pKa时，质子供体和质子受体浓度相等，此时加酸或加碱，有足够的质子受体或质子供体来结合，缓冲能力最强。

  2. 多肽链通过与DNFB反应可以用于测定N-末端氨基酸种类，由此可用于整个氨基酸序列测序。（ ）

    点击查看答案 2.× 该反应由于在水解肽键时会破坏整个肽链结构，因此不能用于序列分析，只能用于鉴定N末端氨基酸。

  3. 蛋白质的变性作用都是不可逆的。（ ）

    点击查看答案 3.× β-巯基乙醇和尿素作用下变性的核糖核酸酶，通过透析去除变性剂后，可以恢复其原有的构象和生物学活性。

  4. 等电点条件下，蛋白质的溶解度最大。（ ）

    点击查看答案 4.× 当蛋白质处于等电点时，其分子净电荷为零，分子间静电斥力消失，疏水相互作用相对增强，水合作用减弱，蛋白质颗粒容易聚集并沉淀析出。

  5. DNA双螺旋结构的稳定性，主要来自碱基对之间的氢键。（ ）

    点击查看答案 5.×（DNA双螺旋结构的稳定性，主要来自碱基堆积力

  6. 双链DNA分子中GC含量越高，Tm值越大。（ ）

    点击查看答案 6.√

  7. 原核生物中水解酶参与DNA的复制过程。（ ）

    点击查看答案 7.×（水解酶不参与）

  8. 核小体是构成染色体的基本单位。（ ）

    点击查看答案 8.√

三、填空题

1.蛋白质通过酸水解后检测不到_______、_______、_______这三种氨基酸。

2.常见氨基酸中_______由于具有_______，还原性较强，易被氧化。

3.当pH＞pI时，氨基酸_______，在电场中_______。

4.维持蛋白质二级结构的主要化学键是_______。

5.氨基酸在晶体和水溶液状态下主要以_______形式存在。

6.纸层析中的Rf指________________________。

7.蛋白质的二级结构中，α-螺旋每圈包含_______个氨基酸残基，螺距大小为_______。

8.测定多肽链N-末端的方法包括_______、_______、_______等。

9.稳定DNA二级结构的作用力主要是_______、_______。

10.核酸的特征元素是_______。

11.蛋白质和核酸的最大紫外线吸收波长分别为_______、_______。

点击查看答案 1. 色氨酸、天冬酰胺、谷酰胺。
2. 半胱氨酸 巯基
3. 带负电 向正极迁移
4. 氢键
5. 兼性离子
6. 氨基酸离开原点的迁移距离与溶剂前沿的距离之比 。
7. 3.6 0.54nm 。
8. 2，4-二硝基氟苯（DNFB）法、苯异硫氰酸酯（PITC）法、丹磺酰氯（DNS-Cl）、氨肽酶法、Edman降解法 等。
9. 氢键 碱基堆积力
10. P（磷）
11. 280nm 260nm

四、单项选择

  1. 下列哪个氨基酸是杂环氨基酸？（ ）
    A. 色氨酸 B. 酪氨酸 C. 丝氨酸 D. 赖氨酸
  2. 关于氨基酸的分类和性质，以下说法正确的是（ ）
    A. 在人体正常生理环境下（偏中性），多数蛋白质带正电
    B. 芳香族氨基酸的侧链含有苯环，因此它们在260 nm处有最大吸收峰
    C. 含硫氨基酸在蛋白质中主要通过形成二硫键来维持结构稳定性
    D. 支链氨基酸能够直接调控蛋白质合成过程
  3. 下列哪种因素从理论上会影响影响蛋白质的等电点？（ ）
    A. 氨基酸组成 B. 溶液离子强度 C. 溶液pH D. 蛋白质浓度
  4. 关于蛋白质的结构与功能，以下说法正确的是（ ）
    A. 蛋白质的三级结构是指多肽链主链的局部折叠形式，如α-螺旋和β-折叠
    B. 蛋白质的四级结构是指多条多肽链通过共价键连接形成的复合体
    C. 酶的活性中心通常由其三级结构中的氨基酸残基组成
    D. 所有蛋白质的功能都依赖于其完整的四级结构
  5. 关于蛋白质的四级结构，以下说法正确的是（ ）
    A. 所有蛋白质都具有四级结构
    B. 血红蛋白的四级结构由两个α亚基和两个β亚基组成，这种结构使其具有协同效应
    C. 四级结构的形成主要依赖于共价键，如二硫键
    D. 蛋白质的四级结构在生理条件下很容易解离
  6. 下列碱基环结构不带氨基基团的是（ ）
    A.腺嘌呤 B.鸟嘌呤 C.胞嘧啶 D. 尿嘧啶
  7. DNA与RNA共有的成分是（ ）
    A.D-核糖 B.D-2-脱氧核糖 C.鸟嘌呤 D.尿嘧啶
  8. 关于DNA双螺旋模型的描述错误的是（ ）
    A.两条链的走向相反 B.碱基配对是A与G，C与T
    C. 双螺旋中碱基对位于内侧 D.维持双螺旋稳定依靠氢键和碱基堆积力
  9. 不同DNA单链重新形成的局部双链的过程称为（ ）
    A.复性 B.变性 C.杂交 D.重组
  10. 变性的核酸会发生（ ）
    A.增色效应 B.最大吸收波长改变 C.溶液黏度增加 D.磷酸二酯键断裂
    点击查看答案 1.A
    2.A——多数蛋白质的等电点在pH 4~7之间，中性条件下pH>pI带负电；B——280nm；D——间接
    3.等电点是由其氨基酸组成中可解离基团的类型和数量决定的固有属性，不随溶液pH和蛋白质浓度变化，pH决定蛋白质的带电状态，蛋白质浓度影响蛋白质的溶解度或沉淀行为。溶液离子强度可能通过德拜-休克尔效应轻微改变表观pI（影响基团pKa），但题目为理论pI，则视为不影响。
    4.A——α-螺旋和β-折叠是二级结构形式；B——非共价键；C——不是所有蛋白质都具有四级结构，却同样具有生物学功能，例如肌红蛋白。
    5.A——不是所有蛋白质都具有四级结构，例如肌红蛋白；C——非共价键（疏水相互作用力）；D——蛋白质的四级结构在生理条件下通常相对稳定，这是因为构成四级结构的亚基之间存在多种非共价相互作用。
    6.本题考查含氮碱基的结构。由下图可知，腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶均含有氨基基团（-NH2），只有尿嘧啶和胸腺嘧啶不具有氨基基团结构。
    7.本题考查DNA与RNA组成成分的异同点。RNA与DNA的差别在于：DNA的戊糖是脱氧核糖，而RNA的戊糖是核糖而不是脱氧核糖；RNA的嘧啶是胞嘧啶和尿嘧啶，而没有胸腺嘧啶。
    8.本题考查DNA双螺旋模型的要点。DNA双螺旋模型的碱基遵循严格的碱基互补配对原则：A与T配对，G与C配对；两条链反向平行；碱基对位于螺旋内侧，磷酸-脱氧核糖骨架在外侧；氢键（碱基间）和碱基堆积力（疏水作用）共同维持双螺旋结构的稳定。
    9.本题考查核酸变性、复性、杂交和重组的概念区分。变性是双链DNA互补碱基对之间的氢键断裂，从而解链为单链的过程；复性通常指同一来源的DNA单链重新结合成双链； 杂交特指不同来源的DNA单链（或DNA与RNA）通过碱基互补配对形成双链结构；重组涉及DNA断裂和重新连接，与局部双链形成无关，与以上三种概念不同。
    10.本题考查核酸的理化性质。DNA变性指DNA双链的互补碱基对之间的氢键断裂，成为单链，并不产生磷酸二酯键的断裂。DNA在解链过程中，更多的共轭双键得以暴露，DNA在紫外区260nm处的吸光值增加，因此呈现增色效应。DNA无论是双链还是单链状态，碱基的基本结构并没有改变，共轭双键系统也没有发生断裂或延长，因此它们的最大吸收波长（通常在260nm左右）并不会发生显著的变化。变性的主要影响是吸光度的增加（增色效应），而不是吸收峰位置的移动，因此DNA变性不产生吸收波长发生转移。DNA具有大分子的一般特性，其溶液表现胶体溶液性质，具有一定的黏度。DNA变性将导致一些物理性质的改变，如黏度降低。

五、简答题

1、试比较蛋白质变性、蛋白质沉淀、蛋白质盐析三者的异同点。

点击查看答案 关键得分点：
相同点：
均涉及蛋白质从溶液中析出，可用于蛋白质的分离和纯化
不同点：
变性是物理或化学因素（如高温、强酸）破坏蛋白质的二、三、四级结构，导致生物活性丧失（如酶失活），但一级结构保留，通常不可逆（如煮熟的鸡蛋）； 沉淀是蛋白质从溶液中析出的现象，原因多样，既可通过非变性方法（如盐析、低温有机溶剂）实现，此时结构完整且可逆（如硫酸铵沉淀血浆蛋白），也可通过变性手段（如重金属、强酸）引发，此时结构破坏且不可逆； 盐析特指高浓度中性盐中和蛋白质表面电荷并破坏水化膜，使其沉淀，属于非变性、可逆的沉淀方法（如分离血清球蛋白）。 盐析是沉淀的一种特殊形式，变性未必伴随沉淀，而沉淀未必伴随变性。

2、为什么DNA不易被碱水解，而RNA容易被碱水解？

点击查看答案 参考答案：
（1）DNA：
① DNA 的脱氧核糖上无2-OH基，使糖环在碱性条件下更难被OH⁻攻击，不能形成碱水解的中间产物，故对碱有一定抗性。
② 双螺旋结构，碱基堆积效应形成了稳定的疏水性结构，保护磷酸骨架免受水分子的直接攻击。
（2）RNA：
① RNA 的核糖上有2-OH基，在碱作用下形成2，3-环磷酸酯继续水解产生2-核酸和3-核酸，加速了糖苷键和磷酸酯键的断裂。
② 单链，磷酸基团完全暴露，更易被OH⁻攻击，加速水解。

3、简述真核生物基因组和原核生物基因组的异同点。

点击查看答案 参考答案：
不同点：（每点1分）
① 基因组大小：真核生物基因组较大，DNA与组蛋白稳定结合形成染色体，具有多个复制起点。原核生物基因组较小，不含组蛋白，称为类核体，只有一个复制起点。
② 染色体形态：真核生物有多个呈线形的染色体；原核生物只有一条环形染色体。
③ 重复序列的多少：真核生物 DNA 中含有大量重复序列，原核生物细胞中只有少量重复序列。
④ 内含子的有无/断裂基因的有无：真核生物中为蛋白质编码的大多数基因含有内含子（有断裂基因），原核生物中不含内含子（无断裂基因）。
⑤ 基因表达的空间间隔：真核生物的 RNA是细胞核内合成的，它必须运输穿过核膜到细胞质才能翻译，这样严格的空间间隔在原核生物内是不存在的。
⑥ 操纵子的有无：原核生物功能上密切相关的基因相互靠近，形成一个转录单位，称操纵子。真核生物不存在操纵子。
相同点：（每点1分）
①都是由相同种类的核苷酸构成的双螺旋结构。
②均是遗传信息的载体。
③均含有多个基因。

4、根据蛋白质分子大小不同而采取的分离纯化方法有哪些?并简要说明其原理。

点击查看答案 关键得分点：
方法主要包括透析、超滤、密度梯度离心、凝胶过滤层析。
透析——半透膜的选择性透过性+浓度差
超滤——半透膜的选择性透过性+静压力差
密度梯度离心——蛋白质的大小和密度差异+离心分离成不同区带
凝胶过滤层析——多孔凝胶球介质+滞留+大分子先洗脱，小分子后洗脱