一、名词解释1. 等电点
在某一pH值的溶液中,氨基酸或蛋白质解离成阳离子和阴离子的趋势或程度相等,成为兼性离子,呈电中性,此时溶液的pH值称为该氨基酸或蛋白质的等电点。
2. 乳酸循环
乳酸循环是指肌肉缺氧时产生大量乳酸。大部分经血液运到肝脏,通过糖异生作用,肝糖原或葡萄糖补充血糖,血糖可再被肌肉利用,这样形成的循环。
3. 磷酸甘油酸激酶
磷酸甘油酸激酶是指糖酵解过程中催化1,3-二磷酸甘油酸生成3-磷酸甘油酸的酶,所谓“激酶”是按照该反应的逆方向命名。该反应释放高能磷酸键能,推动ATP合成,是酵解中第一次产能反应(底物水平磷酸化合成ATP)。
4. PRPP
5-磷酸核糖在磷酸核糖焦磷酸激酶催化下与ATP作用生成,为嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸生物合成提供磷酸核糖,它对于核苷酸代谢有重要意义。
5. 酶的非竞争性抑制
酶的非竞争性抑制是指非竞争性抑制剂与酶活性中心以外的基团结合,形成复合物,从而不能进一步形成E和P,因此使酶反应速率降低的可逆作用不能通过增加底物的方法解除。
6. 流体镶嵌模型
流动镶嵌模型是针对生物膜的结构提出的一种模型。在这个模型中,生物膜被描述成镶嵌有蛋白质的流体脂双层,脂双层在结构和功能上都表现出不对称性。有的蛋白质“镶”在脂双层表面;有的则部分或全部嵌入其内部;有的则横跨整个膜。另外,脂和膜蛋白都可以进行侧向扩散。
7. 核酸的变性
核酸的变性是指核酸双螺旋的氢键断裂,变成单链,并不涉及共价键的断裂的过程。
8. Tollen试验(Tollen's test)
Tollen试验是指戊糖经浓盐酸脱水生成糠醛,后者与间苯三酚作用生成樱桃红色物质的一种鉴定戊糖的方法。
二、填空题2. 蛋白质的生物合成以______为模板,______作为运输氨基酸的工具,______作为合成的场所。
4. 基因探索五种基本工具(指实验技术方面的重大突破)是______、______、______、______和______。
PCR技术;分子杂交;基因芯片与微阵列技术;图位克隆技术;遗传分子标记
5. 线粒体的氧化______与磷酸化______的偶联是通过______来实现的。
6. 两类核酸在细胞中的分布不同,DNA主要位于______中,RNA主要位于______中。
7. 酶与其专一性底物的结合一般通过______、______等非共价键。
8. 用碱水解核酸,产物主要是______、______的混合物。
9. 蛋白质之所以出现各种内容丰富的构象是______和______键能有不同的程度的转动。
10. 绿色植物中主要的光敏色素是______,其他光敏色素有______等。
五、问答题1. 猪油的皂化价是193~203,碘价是54~70;椰子油的皂化价是246~265,碘价是8~10。这些数值说明猪油和椰子油的分子结构有何差异?
皂化价与脂肪(或脂酸)的平均相对分子质量成反比,而碘价表示脂肪的不饱和程度。猪油的皂化价小于椰子油,说明猪油的相对分子质量比椰子油大,即猪油的脂酸具有较长的碳链。猪油的碘价大于椰子油,说明猪油的不饱和程度大于椰子油,即猪油的脂酸具有较多的双键。
2. 依序写出三羧酸循环中的酶。
柠檬酸合酶、顺乌头酸酶、异柠檬酸脱氢酶、酮戊二酸脱氢酶系、琥珀酰CoA合成酶、琥珀酸脱氢酶、延胡索酸酶、苹果酸脱氢酶。
3. 现有600mg分子量为132000的寡聚蛋白质,在弱碱性下进行2,4-二硝基氟苯反应,反应完全后进行完全水解,发现含有5.5mg的DNP-异亮氨酸(C
11H
16O
6N
3)。问该蛋白质有多少条肽链?
DNP-异亮氨酸(C11H16O6N3)的分子量约为286。
(1)水解获得的DNP-异亮氨酸的毫摩尔数为5.5/286。由于2,4-二硝基氟苯只与游离氨基端反应,所以600mg寡聚蛋白质的肽链的毫摩尔数为5.5/286。
(2)寡聚蛋白质的毫摩尔数为600/132000,所以蛋白质所含的肽链数目为
(5.5×132000)/(286×600)≈4
如果一个DNA分子的序列为pdGpdCpdGpdT,请写出外切核酸酶按照以下三种方式切割生成的产物。4. 3'→5'核酸外切酶切磷酸二酯键的3'酯键;
5. 3'→5'核酸外切酶切磷酸二酯键的5'酯键;
6. 5'→3'核酸外切酶切磷酸二酯键的3'酯键。
7. 为何同源重组只发生在相同或几乎相同的DNA之间?
催化链交换反应的酶只能识别顺序高度相似的区域,并启动三链中间物的形成。在该中间物中,侵入的链不互补链进行碱基配对。如果两种DNA分子的顺序不同,这种配对则是不可能实现的。
8. 是否只有偶数碳原子的脂肪酸才能在氧化降解时产生乙酰辅酶A?为什么?
脂肪酸分偶数链脂肪酸和奇数链脂肪酸,偶数链脂肪酸降解的产物是乙酰CoA,奇数链脂肪酸的最后三个碳原子是丙酰CoA,它可以羧化,经过三个反应步骤能转发成柠檬酸循环的中间产物琥珀酰CoA。另外,丙酸代谢还可通过β-羟丙酸支路进行,最终形成乙酰CoA进入三羧酸循环。
9. 由P.Mitchell提出的化学渗透学说的主要内容是什么?有哪些主要的证据支持化学渗透学说?
(1)P.Mitchell提出的化学渗透学说的主要内容是:电子沿着呼吸链传递的时候,释放出自由能转变为跨膜(跨线粒体内膜或细菌质膜)的质子梯度。当质子通过F1/F0-ATP合酶回到线粒体基质或细菌细胞质的时候,ATP被合成了。
(2)化学渗透学说的主要证据包括:①氧化磷酸化需要完整的线粒体内膜;②随着细胞呼吸的进行,线粒体外室的pH值降低;③人为建立的pH、梯度可驱动ATP的合成;④破坏线粒体内膜的电化学梯度的解偶联剂(uncoupler)或离子载体(ionphore)能够抑制氧化磷酸化。相反能够提高线粒体外室pH值的化合物能刺激ATP的合成;⑤分离纯化到合酶。将该酶在体外与一种来源于嗜盐菌紫膜的细菌视紫红质(bacteriorhodopsin,在光照下,能够形成跨膜的质子梯度)重组到脂质体上,可催化ATP的合成。
10. 某一个酶的K
m=2.4×10
-4mol/L,当[S]=0.1mol/L时,测得V=256μmol/(L·min),计算出底物浓度为10
-4mol/L时的初速度。
因为V=(Vmax×[S])/([S]+Km)
256×10-6=(Vmax×0.1)/(0.1+2.4×10-4)
Vmax=262×10-6
当[S]=1×10-4时:
V=(Vmax×[S])/([S]+Km)
=(262×10-6×1×10-4)/(1×10-4+24×10-4)
=10.48×10-6mol/(L·min)
=10.48μmol/(L·min)
三、判断题4. 用Fe
2+滴定Sn
2+时,滴定度为100%时的电位为计量点电位。
对 错
四、简答题1. 人体血液的pH值约是7.40,KCN进入血液后以什么形态存在?为什么用KCN掩蔽Cu
2+、CO
2+、Ni
2+时,必须先将溶液调到pH10以上(HCN的pK
a=9.31)?
由于PKa(HCN)=9.31,所以只有满足pH>9.31时,溶液才能以CN-为主要存在形态,用KCN掩蔽Cu2+、CO2+、Ni2+时,必须先将溶液pH调到10以上。
2. 在氢氧化物沉淀分离中的氨水法注意事项都有哪些?
可控制溶液的pH范围在8~9,防止沉淀生成;

作为抗衡离子,减少氢氧化物对其他金属离子的吸附;促进股状沉淀的凝聚。
3. 弱酸及其共轭碱所组成的混合溶液为何具有控制溶液pH的能力?
因为弱酸及其共轭碱所组成的混合溶液中有抗碱组分弱酸和抗酸组分共轭碱,所以该混合溶液在某种范围内具有控制溶液pH的能力。
4. 何为金属指示剂的封闭现象和僵化现象?应如何解决?
(1)指示剂封闭现象:某些金属离子与指示剂形成的络合物较其与EDTA形成的络合物更为稳定。
如果溶液中存在着这些金属离子,即使滴定已经到达计量点,甚至过量的EDTA也不能夺取出Min络合物中的金属离子指示剂In,因而看不到滴定终点应有的颜色突变。通常加入掩蔽剂加以消除。
(2)指示剂的僵化现象:有些指示剂或Min络合物在水中的溶解度较小,因Min只稍逊于MY的稳定性,致使EDTA与Min之间的置换反应速率缓慢,终点拖长或颜色变化很不敏锐。一般采用加入适当的有机溶剂或加热来使指示剂颜色变化敏锐。
5. 配位滴定的突跃范围的影响因素有哪些?如何影响?
受CM和K'MY影响。在浓度一定的条件下,K'MY越大,突跃越大;在K'MY一定的条件下,CM越大,突跃越大。
6. 在络合滴定中,在何种情况下不能采用直接滴定的方式?请举例说明。
不能直接滴定的条件主要有三种:
(1)待测离子与EDTA配位反应速率较慢,不能满足lgcMsp K'MY≥6,或本身易水解,或能封闭指示剂,如Al3+、Cr3+等;
(2)滴定反应没有变色敏锐的指示剂指示终点,如Ba2+、Sr2+等的滴定;
(3)待测金属离子与EDTA不能形成络合物或形成的络合物不稳定,如碱金属。
7. Ca
3(PO
4)
2沉淀在纯水中的溶解度是否会受到溶解在纯水中的CO
2的影响?
由于H
3PO
4的K"
a3=4.4×10
-13,K'
a2=6.3×10
-8,H
2CO
3的K
a1=4.2×10
-7,即

的酸性很弱,或

的碱性较强,故CO
2可将Ca
3(PO
4)
2转化为

而使溶解度增大。
8. 请设计一个实验方案,采用电位法,用NaOH标准溶液滴定HCl溶液,求得未知HCl溶液的浓度(需注明所用仪器设备、实验过程及定量方法等)。
(1)所需仪器设备:酸度计、参比电极(饱和甘汞电极)、指示电极(pH玻璃电极)、电磁搅拌器、搅拌子、滴定管、烧杯等。
(2)实验过程:①预热仪器,清洗玻璃仪器;②饱和甘汞电极的准备;③连接仪器,安装电极;④在洗净的滴定管中加入NaOH标准溶液,并将液面调至0.00;⑤在烧杯中加入适量的HCl溶液,置于搅拌器盘上,将电极插入溶液中,开启搅拌器,滴加NaC)H标准溶液,待pH稳定后,读取pH值及滴定剂加入体积,在滴定开始时,每加5mL标准滴定溶液记一次数,然后依次减少NaOH加入量,在化学计量点(pH突跃)附近,每加0.01mL左右记一次pH,过化学计量点后,每加0.5mL或1.0mL记录一次pH,直至电位变化不再大为止。
(3)数据处理:用二阶微商法计算滴定终点体积V
0,根据公式

,即可求得HCl溶液的浓度。
五、计算题分光光度法中,以下四种情况,如何选择参比溶液?2. 显色剂无色,而被测离子中存在其他有色离子时;
4. 显色剂和试液均有颜色时。
可将试液中加入适当掩蔽剂,使被测组分掩蔽而不再与显色剂反应,其余试剂按正常操作加入,以此作参比。
5. 欲使100mL 0.1000mo/L的HCl溶液的pH值从1.00增加到4.44,需加入固体NaAc多少克?己知K
a=1.8×10
-5(忽略体积的变化)。
6. 计算pH=2和pH=5时,ZnY的条件稳定常数。
查表可知:pH=2时,lgα
Y(H)=13.51;pH=5时,lgα
Y(H)=6.45
查表

lgK
ZnY=16.50
lgK'
ZnY=lgK
ZnY-lgα
Y(H)
pH=2时,lgK'
ZnY=16.50-13.51=2.99
pH=5时,lgK'
ZnY=16.50-6.45=10.05
7. 23.00 mL KI溶液用稀盐酸及10.00mL、浓度为0.0500moL/L的KIO溶液处理,反应后煮沸驱尽所生成的I
2,冷却,加入过量的KI与剩余KIO
3反应,析出的I
2用0.1000moL/L的Na
2S
2O
3溶液滴定,消耗21.00mL,求KI溶液的浓度?
8. 为验证二元碱纯品的合成工艺,称取该产品1.4242g,溶解后,稀释至100.00mL,取出25.00mL,以0.09876mol/LHCl标准溶液滴定至化学计量点时,消耗溶液68.04mL,求该二元碱纯品的摩尔质量。
设该二元碱纯品的摩尔质量为M,根据反应方程式:
可以列出方程:

解得M=106.00g/mol。
9. 欲将100mL 0.10mol/L HCl溶液的pH值从1.00增加至4.43时,需加入固体乙酸钠多少克(不考虑加入NaAc后溶液体积的变化)?[M
NaAc=82.0,pK
HAc=4.74]
由pH计算公式得:

代入数据得:

从而得到下面的关系式:

加入了NaAc,它HCl定量反应生成了HAc,从题意可知,还有剩余的NaA,因为已知[HAc]=0.1mol/L剩余的[Ac
-]=0.05mol/L
这样,就可以求得需加入的固体醋酸钠NaAc质量为:
m
NaAc=(0.1+0.5)×100×10
-3×82.0=1.2g
10. 考虑S
2-的水解,计算Ag
2S在纯水中的溶解度。(K
sp=2.0×10-49;H
2S的K
a1=1.3×10
-7,K'
a2=7.0×10
-15)
Ag
2S=2Ag
++S
2-;
溶液中虽然没有加入酸或碱,但由Ag
2S溶解出来的S
2-在溶液中有以下平衡关系:
S
2-+H
2O=HS
-+OH
-;K
b1=K
w/K
a1
HS
-+H
2O=H
2S+OH
-;K'
b2=K
w/K'
a2
由于Ag
2S的溶解度很小,所以溶液中S
2-的浓度也很小,虽然S
2-水解很严重,但产生的的浓度仍然可以忽略不计,溶液的pH值就是纯水的pH值,等于7,但是,由于S
2-水解,使Ag
2S的溶解度增大,设其溶解度为S,则
[2Ag
+]=2S
c
S2-=[S
2-]+[HS
-]+[H
2S]=S

[S
2-]=δ
S2--c
S2-=δ
S2--S
[2Ag
+]
2[S2-]=(2S)
2·δ
S2-·S=K
sp

11. 称取纯H
2A0.3658g,溶解后,用0.09540mol/L NaOH进行电位滴定,出现两个突跃,得到数据如下,计算H
2A的摩尔质量、pK
a1和pK'
a2。
加入NaOH体积/mL | pH | | 加入NaOH体积/mL | pH |
18.42 | 2.85 | | 45.8 | 5.23 |
20.00 | 2.98 | | 55.2 | 5.66 |
36.84(sp1) | 4126 | | 73.66(sp2) | 8.50 |
sp
1时,H
2A+NaOH

NaHA+H
2O

因为sp
2时耗36.84mL,当滴入

×36.84=18.42mL时,[H
2A]=[HA
-],由

得pK
a1=pH=2.85
同理sp
2时,NaHA+NaOH

Na
2A+H
2O
当滴入36.84+

×(73.66-36.84)=55.25mL时,[HA
-]=[A
2-]
故pH=pK'
a2=5.66
二、填空题1. 指出以下化合物碱性由大到小的顺序______。

2. 写出以下反应的主要产物。

______。
3.

______。
4. 比较以下含氮杂环化合物的碱性,并由强到弱排列______。
(1)

(2)

(3)

5.

6. 比较以下化合物的氢原子(粗体)自由基型氯代反应的活性:______。
(1)

(2)

(3)

(4)

三、简答题以下各组化合物、碳正离子或自由基哪个比较稳定?为什么?1.

2. 3-甲基-2,5-庚二稀和5-甲基-2,4-庚二烯;
5-甲基-2,4-庚二烯较稳定,因为该化合物两个双键为共轭体系,电子发生离域,能量低,稳定。
3.

第一个碳正离子较稳定,它比其他两个碳正离子的共轭体系长,共轭体系越长,电子离域程度越大,体系能量越低,越稳定。
4.

第一个碳正离子较稳定,因为该碳正离子存在p-π共轭。
5.

6.

7. 完成下面的反应式,写出以下反应式的反应机理:

苯乙烯在甲醇溶液中溴化,生成1-苯基-1,2-二溴乙烷和1-苯基-1-甲氧基-2-溴乙烷,反应历程如下:

一种名为Aspartame的人工合成甜味剂比常用的白糖甜100倍,它是由天冬鼠酸和苯丙氨酸组成的二肽甲酯Asp-Phe-OCH3。己知天冬氨酸和苯丙氨酸的结构式分别为:

8. 画出Aspartame的结构式。
Aspartame的结构式为:

9. 已知Aspartame的等电点为5.9,画出它在等电点时水溶液中的结构式。
在等电点时其结构式为:

10. 画出Aspartame在pH值为7.3的生理条件下的结构式。
在pH值为7.3的结构式为:

11. 把以下分子解剖成较小的前体,断裂处的键合要能用羟醛缩合法连接起来,找出这种键。指明前体的结构和进行适当缩合的反应条件。
(1)

(2)

预言以下氧化反应的产物。如有可能,生成立体异构体时要注意标出立体化学。12.

13.

14.


反应历程如下:

反应经过三步:①烯与二氧化硒的亲电反应;②α键重排,恢复成原来的烯键;③硒酯断裂成醇,醇进一步氧化得到E构型的醛。
15.

16.

17.

18. 化合物A,B,C,D分子式均为根据以下信息推测A,B,C,D的构造式;

根据C
6H
8O
3可计算出不饱和度为3,由所给出的信息可推断出A,B,C,D应为酸酐:

19. 有一固体化合物A(C
14H
12NOCl),与6mol/L盐酸回流可得到两个物质B(C
7H
5O
2Cl)和C(C
7H
10NCl)。B与NaHCO3溶液反应放出CO
2,C与NaOH反应后再和HNO
2作用得黄色油状物,与苯磺酰氯反应生成不溶于碱的沉淀,当C与过量的CH
3Cl加热反应时,得一带有芳环的季铵盐,计算出A,B,C的可能构造式。
20. 用苯和不大于4个碳的有机原料合成:

目标产物是环己烯衍生物,可用Diels-Alder反应构建。合成中用到的α,β-不饱和酮可采用羟醛缩合反应合成。逆合成分析为:
