一、单项选择题下列每题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。 三、实验题1. 请设计实验证明植物遭遇冷害后引起细胞膜透性增大。
[答题要点]
测定质膜透性变化最常用的方法是测定组织外渗液的电导率的变化。将植物组织浸入去离子水中,水的电导率将因电解质的外渗而增加,冷害越严重,电解质的外渗量越大,电导率的增加就越大。
用电导仪测定正常植物和遭遇冷害的植物的叶片或茎段浸出液的电导率,电导率增加,表明细胞膜透性增大,膜受伤害的程度越大。
[考点] 膜透性的测定。
[解析] 逆境对细胞膜结构的影响是多方面的,逆境胁迫使细胞膜透性增大,导致大量细胞质外渗,引起细胞外液电导率增加。
五、单项选择题下列每题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。 六、简答题1. 请计算16:1的脂肪酸在经过β-氧化彻底产生二氧化碳和水的过程中ATP生成的数量。
[答题要点]
(1)16:1的脂肪酸经过7轮β-氧化能够生成8个乙酰CoA;由于16:1的脂肪酸有一个不饱和双键,所以有一次β-氧化没有FADH2的生成,总计6分子FADH2,7分子NADH;这些还原性辅酶进入电子传递链能够生成33分子ATP(2×6+3×7)。
(2)8个乙酰CoA进入TCA循环,合计生成96个ATP(8×12)。
(3)脂肪酸活化用掉2个高能磷酸键,计算为消耗2个ATP。
(4)合计127个ATP(33+96-2)。
[考点] 脂肪酸经过β-氧化和TAC循环的能量计算。
[解析] 相似的题目:如计算18:1或者12:0,14:0等脂肪酸在经过β-氧化彻底产生二氧化碳和水的过程中ATP生成的数量。
2. 请比较DNA复制、RNA转录和蛋白质合成过程,说明各自合成的忠实性机制。
[答题要点]
(1)每掺入一个核苷酸,DNA复制错误率为10-10,RNA转录错误率为10-5,每掺入一个氨基酸,蛋白质合成的错误率为10-4。由此可知DNA复制的准确性最高。
(2)首先,DNA复制过程中DNA聚合酶具有3′→5′外切酶活性,可以对错误掺入的核苷酸进行校正。其次,细胞还存在DNA的修复机制。这些机制保证了DNA复制的高度忠实性。
(3)RNA转录不存在校正机制,转录忠实性较差。
(4)蛋白质合成时,tRNA的装载非常重要,氨酰tRNA合成酶在装载tRNA时保证精确性。氨酰tRNA合成酶专一性很强,对于专一性相对较弱的氨酰tRNA合成酶而言,其有校正活性。氨酰tRNA进入核糖体时,由EF-Tu-GTP领位进入,只有密码子反密码子正确识别后GTP水解,EF-Tu-GDP离开核糖体。上述对保证蛋白质合成忠实性都给予了贡献。目前研究认为保证蛋白质合成准确性还有其他机制。
[考点] DNA复制、RNA转录和蛋白质合成的一些知识点。
3. 简述利用Sanger法鉴定多肽链氨基末端氨基酸的基本原理。并列出另外两种方法的名称。
[答题要点]
(1)Sanger反应所需要的主要试剂为2,4-二硝基氟苯(DNFB);DNFB在弱碱性条件下与多肽链N端氨基酸残基α-氨基反应形成DNP-肽;
(2)在对DNP-肽进行酸水解时,由于新形成的共价键比肽键稳定,水解产物中只有N末端氨基酸以“DNP-氨基酸”(黄色)形式存在,其他均为无色游离氨基酸,结合层析技术即可鉴定出多肽链N端氨基酸。
(3)其他方法有:氨肽酶法、丹磺酰氯(或Edman降解法等)。
[考点] 多肽链末端分析。
[解析] 多肽链N末端分析方法很多,各有应用特点。氨肽酶是一类肽链外切酶,专门从N末端开始逐个水解肽键。通过控制酶反应速度,可以分离、鉴定N端氨基酸。实际上,由于酶反应速度很难严格控制,该法在应用中有较大局限性。丹磺酰氯是一种荧光试剂,能专一性地与多肽链N端的α-氨基发生反应,生成稳定的DNS-肽;肽键经酸水解释放出游离氨基酸,结合层析或电泳技术,即可鉴定出带荧光的DNS-氨基酸。相比之下,Edman降解法更有效。
七、实验题1. 何为蛋白质pI?如何用生物化学法快速鉴定一种蛋白质的pI?举一例说明蛋白质pI在分离蛋白质中的应用。
[答题要点]
(1)pI即等电点。蛋白质分子静电荷为零(或正电荷与负电荷相等)时溶液的pH即为该蛋白的pI。
(2)利用等电聚焦电泳可以鉴定。在含有两性电解质的连续pH梯度凝胶中,由于蛋白质属于两性电解质,在电场中可以依据电荷性质和数量在凝胶中移动,当移动到等电点区域时,便停留在那里。与已知pI的标准蛋白条带相比,即可鉴定出未知样品等电点。
(3)应用:如已知一个蛋白质的pI,可通过“等电沉淀”技术粗分离该蛋白质,因为蛋白质在其等电点时溶解度最小。
[考点] 蛋白质pI
[解析] 利用“蛋白质在pI时溶解度最小的原理”,通过在蛋白质溶液中慢慢加入酸或碱,观察、记录蛋白质沉淀情况,也可测出蛋白质pI,但结果精确度不高。pI的应用很广泛,如溶解蛋白质时,溶液的pH要避开等电点;进行离子交换柱层析时,洗脱液pH的选择也要考虑到pI。
八、分析论述题1. 请说明为什么三羧酸循环不仅是糖、脂肪和蛋白质降解的共同途径,而且还是某些物质的合成途径。
[答题要点]
(1)糖原、淀粉降解生成葡萄糖;葡萄糖经过EMP、丙酮酸脱羧脱氢、TCA循环彻底氧化分解;
(2)脂肪降解产生3-磷酸甘油和脂肪酸。前者在激酶作用下生成3-磷酸甘油,在3-磷酸甘油脱氢酶作用下生成磷酸二羟丙酮,继而进入EMP途径、最后进入TCA循环彻底氧化分解;脂肪酸降解生成乙酰CoA,后者也进入TCA循环彻底氧化分解;
(3)蛋白质降解生成的基本氨基酸,这些氨基酸可以进行降解产生如丙酮酸、草酰乙酸、延胡索酸、乙酰CoA、α-酮戊二酸、琥珀酰等CoA等,这些物质都可进入TCA循环彻底氧化分解;
(4)草酰乙酸、α-酮戊二酸可以通过转氨基作用直接生成天冬氨酸和谷氨酸;琥珀酰等CoA是合成卟啉的前体;
(5)柠檬酸参与脂肪酸合成的过程,主要是柠檬酸-丙酮酸循环;
(6)TCA循环的中间产物可通过草酰乙酸合成葡萄糖。
因此,三羧酸循环不仅是糖、脂肪和蛋白质降解的共同途径,而且还是某些物质的合成途径。
[考点] 糖代谢、脂代谢和氨基酸代谢的联系,主要是TCA循环,是综合性很强的题目。
[解析] 这类题目综合性强,与2012年农学门类生物化学考题中42(试论述哺乳动物肌肉细胞在无氧和有氧条件下葡萄糖氧化分解的主要途径)相比,难度还要大。统考题涉及的是糖酵解过程,针对的是同一途径的有无氧和有氧两种情况,而本题是几条代谢途径的联系。参照2012年真题,同学们可以自行设计相关题目进行回答。
2. 比较分析“锁-钥模型”和“诱导契合模型”理论要点,指出它们分别阐述了哪种生物化学原理。
[答题要点]
(1)“锁-钥模型”认为底物分子或底物分子的一部分像钥匙那样专一性地楔入酶活性中心,底物反应部位与酶活性中心必需基团间结构互补;
(2)“诱导契合模型”认为酶受底物诱导发生构象变化,酶与底物互补契合后进行反应。
(3)这两个模型都是用来阐述酶与底物专一性结合的机理。
[考点] 酶的专一性机理。
[解析] “锁-钥模型”是最早提出的有关酶专一性机理分析的学说,形象地说明了酶与底物的关系;“诱导契合模型”强调了酶活性中心的可塑性。酶与底物分子之间在多个位点上发生弱相互作用,这些相互作用是酶诱导契合理论的基础。