二、简答题1. 有两个DNA样品,分别来自两种未确认的细菌。这两个DNA样品的腺嘌呤碱基含量分别占它们DNA总碱基的32%和17%。这两个DNA样品的腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶的相对比例是多少?其中哪一种DNA是取自温泉环境下的细菌,哪一种DNA是取自嗜热菌?答案的依据是什么?
一个DNA各碱基含量为32%A、32%T、18%G和18%C,另一个为17%A、17%T、33%G和33%C,均为双链DNA。前一种取自温泉的细菌,后一种取自嗜热菌,因为其G-C含量高,变性温度高,因而在高温下更稳定。
2. 什么是酶的活性中心?有什么功能?
(1)酶活动中心的定义
酶分子中直接与底物结合,并催化底物发生化学反应的部位称为酶的活性中心。
(2)功能
活性中心上的基团可分为两类:
①结合部位与底物结合。
②催化部位催化底物发生反应。
3. mRNA遗传密码排列顺序翻译成多肽链的氨基酸排列顺序时,保证准确翻译的关键是什么?
保证翻译准确性的关键有:
(1)氨基酸与tRNA的特异结合,依靠氨酰-tRNA合成酶的特异识别作用实现。
(2)密码子与反密码子的特异结合,依靠互补配对结合实现,也有赖于核蛋白体的构象正常而实现正常的装配功能。
4. 指出糖酵解、三羧酸循环、氧化磷酸化、核酸的生物合成和蛋白质的生物合成的亚细胞定位。
(1)糖酵解发生在细胞质中。
(2)三羧酸循环发生在线粒体上。
(3)氧化磷酸化发生在线粒体内膜上。
(4)核酸的生物合成发生在细胞核中。
(5)蛋白质的生物合成发生在核糖体中。
5. 请描述脂肪酸合成与降解过程的物质运输情况。
(1)脂肪酸降解时,肉碱转运系统将脂肪酸从细胞质运输到线粒体内,如图所示。
(2)脂肪酸从头合成需要的底物乙酰CoA从线粒体向细胞质的转运需要通过柠檬酸-丙酮酸循环,如图所示。
6. DNA热变性有什么特点?
(1)DNA热变性的概念
将DNA的稀盐溶液加热到70~100℃几分钟后,双螺旋结构即发生破坏,氢键断裂,两条链彼此分开,形成无规则线团状,一系列的理化性质也随之改变,生物活性部分或全部丧失,这一过程就是DNA的热变性。
(2)DNA热变性的特点
包括260nm的紫外吸收值升高,黏度下降,变性温度范围很窄,浮力密度升高,比旋度下降,酸碱滴定曲线改变等。
7. 为何肌糖原不能直接补充血糖?试说明肌糖原如何转变为血糖的?
因为肌肉中缺乏葡萄糖-6-磷酸酶,所以糖异生途径的最后一步反应受阻。故肌糖原分解出葡萄糖-6-磷酸后,要经过酵解途径产生乳酸,后者经血液循环进入肝脏,以乳酸为原料经糖异生作用转变为葡萄糖,并释放入血补充血糖。
8. DNA的双螺旋模型有哪些特征?利用这种模型可以解释生物体的哪些活动?
(1)两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴相互缠绕;两条链均为右手螺旋。
(2)嘌呤和嘧啶碱位于双螺旋的内侧。磷酸与核糖在外侧,彼此通过3',5'-磷酸二酯键相连接,形成DNA分子的骨架。碱基平面与纵轴垂直,糖环的平面则与纵轴平行。多核苷酸链的方向取决于核苷酸间磷酸二酯键的走向,习惯上以C3′→C5′为正向。两条链配对偏向一侧,形成一条大沟和一条小沟。
(3)双螺旋的平均直径为2nm,两个相邻的碱基对之间相距的高度,即碱基堆积距离为0.34nm,两个核苷酸之间的夹角为36°。因此,沿中心轴每旋转一周有10个核苷酸。每一转的高度(即螺距)为3.4nm。
(4)两条核苷酸链依靠彼此碱基之间形成的氢键相连系而结合在一起。根据分子模型的计算,一条链上的嘌呤碱必须与另一条链上的嘧啶碱相匹配,其距离才正好与双螺旋的直径相吻合。碱基之间所成的氢键,根据对碱基构象研究的结果,A只能与T相配对,形成两个氢键;G与C相配对,形成3个氢键。所以GC之间的连接较为稳定。
(5)碱基在一条链上的排列顺序不受任何限制。但是根据碱基配对原则,当一条多核苷链的序列被确定后,即可决定另一条互补链的序列。这就表明,遗传信息由碱基的序列所携带。
三、分析论述题1. 讨论真核生物细胞质中产生的NADH是如何进入电子传递链的?
(1)磷酸甘油穿梭
在哺乳动物的肌肉和神经组织中,当细胞质中存在NADH时,细胞质中的磷酸甘油脱氢酶能够催化磷酸二羟丙酮和NADH反应生成3-磷酸甘油,而后3-磷酸甘油在线粒体内膜上的磷酸甘油脱氢酶催化下,将电子传递给该酶的辅酶FAD产生FADH
2,自身转化为磷酸二羟丙酮。通过这种转化NADH进入电子传递链。如下图所示。
(2)苹果酸-天冬氨酸穿梭
在哺乳动物的心脏、肝脏等器官中,当细胞质中存在NADH时,细胞质中的苹果酸脱氢酶能够催化草酰乙酸和NADH反应生成苹果酸。产生的苹果酸通过线粒体内膜上的苹果酸-α酮戊二酸转运体进入线粒体基质。随后,线粒体基质中的苹果酸脱氢酶催化苹果酸脱氢产生草酰乙酸的反应,并产生NADH,NADH再进入电子传递链。因此,通过这种方式细胞质中存在NADH能够进入到线粒体中。如下图所示。