二、简答题1. 蛋白质和氨基酸分解代谢所产生的氨有哪些去路?动物体内和植物、微生物体内有何不同?
(1)在植物和某些微生物体内,NH3作为氮源而储存占有很重要的地位,主要是生成谷氨酰胺和天冬酰胺,将NH3储存于体内,再用于嘌呤、嘧啶、氨基酸的生物合成。
(2)人和动物也有上述重新利用NH3的能力,但重新利用的NH3仅占代谢中所产生的游离NH3的少部分。游离氨是有毒物质,脱氨作用所产生的氨在动物体内不能大量积存,绝大部分是向体外排泄。
(3)各种动物排氨的方式不同,有的动物(如鱼类)可直接排氨;有的动物则要把氨转变成其他形式的含氮化合物再排出体外,如鸟类排尿酸;人和其他哺乳动物在肝脏中经鸟氨酸循环将氨转变成尿素后再排出体外。
2. 简述解耦联剂(DNP)使线粒体氧化磷酸化和电子传递链解耦联的作用实质。
(1)DNP即2,4-二硝基苯酚,是一种疏水性小分子物质,可以在膜中自由移动。
(2)DNP又是一种弱酸,可以解离出质子。
(3)DNP通过在线粒体内膜上的自由移动,将线粒体电子传递过程中泵出的质子再带回线粒体内,严重破坏跨线粒体内膜的质子梯度,从而切断氧化磷酸化合成ATP的驱动力。
(4)由于DNP不影响电子传递链本身的功能,因此DNP存在时线粒体电子传递可以照常进行。
3. 把两条长度、浓度都相同的单链DNA探针加入到从人细胞系中提取的DNA片段混合组分中,一个探针与核糖体RNA的某个区域互补,另一个与珠蛋白mRNA的某个区域互补。加热混合物使DNA片段变性,然后再冷却。为什么核糖体RNA探针形成双链结构比珠蛋白mRNA探针要早?
因为核糖体RNA基因是多拷贝的。在人体的任何一个细胞中,核糖体RNA基因在数目上远远高于珠蛋白基因,因此一个rRNA探针遇到一个互补的人DNA序列的概率远远高于珠蛋白基因的探针。
4. 柠檬酸在脂肪酸合成中有什么作用?
脂肪酸合成的原料乙酰CoA从线粒体进入细胞质是通过柠檬酸的形式进行的;同时柠檬酸是影响脂肪酸合成的一个效应物质,柠檬酸可激活脂肪酸合成的关键酶-乙酰CoA羧化酶。
5. 酶与化学催化剂相比,有哪些不同的催化特征?
酶与化学催化剂相比,具有以下不同的催化特征:
(1)酶具有高度专一性,酶往往只能催化一种反应或者一类反应,作用于一种或一类物质。
(2)酶具有很高的催化效率,酶的催化反应比非催化反应高108~1020倍,比非生物催化剂高107~1013倍。
(3)酶促反应条件温和。
(4)酶易变性失活。
(5)体内酶活性受调控,酶活力受到调节和控制是酶区别于一般催化剂的重要特征。
6. 凝胶过滤时,相对分子质量小的蛋白质有较长的保留时间,而在SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳时,它为何又“跑”得最快?
(1)凝胶过滤也称分子排阻层析,最常用的作为柱的填充料的物质有葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶等。将具有合适颗粒度的凝胶装入柱中,加入待分离的蛋白质后,用大量的水或稀缓冲液洗脱柱子。在洗脱过程中,相对分子质量大的蛋白质由于不能进入凝胶的网孔中,而沿着颗粒间的空隙最先流出柱子;相对分子质量小的蛋白质由于进入凝胶的网孔中而被阻滞,流出慢,因而最后流出柱子。
(2)SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳中,当SDS与蛋白质结合后形成SDS-蛋白质复合物,消除了电荷及由于天然蛋白质形状的不同而对电泳迁移率的影响,迁移速度仅决定于蛋白质相对分子质量的大小。当其通过一定孔径的分离胶时,受到的摩擦力不同,即分子小的或构型适于通过凝胶孔径的分子,泳动很快,反之则慢。
7. 原核生物mRNA的什么结构与30S亚基结合?在真核生物中又是什么结构促进这种类似的结合?
(1)在原核生物mRNA起始密码子之前的前导顺序中,有一段富含嘌呤的核苷酸顺序(位于起始密码子之前约10个核苷酸处),它能与构成30S核糖体亚基的16SrRNA3′端一段富含嘧啶的核苷酸互补。16SrRNA3′端的这段顺序叫做SD顺序,有利于mRNA与30S亚基的结合。此外,IF-3(参与并促进原核生物起始复合物形成的起始因子)能促进这种结合。
(2)在真核生物的18SrRNA没有观察到类似的SD顺序存在,并且许多真核生物mRNA的起始AUG离该分子5′很近,不可能有与假定存在的SD顺序互补的顺序存在。实验表明,真核生物5′端的“帽子”结构是翻译起始不可缺少的。如果“帽子”丢失,翻译是无效的。现已证明,40S亚基同mRNA5′端的结合需要一种叫做帽子结合蛋白的参与。这就说明5′端的帽子结构是40亚基结合所需要的主要结构特征。
8. 何谓糖酵解和发酵?二者有何区别?
(1)糖酵解
糖酵解作用是在细胞质中将葡萄糖分解成丙酮酸和生成ATP的过程。在有氧及无氧情况下均可进行。
(2)发酵
发酵是在无氧条件下经丙酮酸生成乙醇或乳酸的过程。发酵过程是糖酵解过程的延续,存在于微生物中,必须在无氧条件下才能进行,产生乙醇或乳酸;糖酵解存在于所有生物中,反应产生丙酮酸和NADH。