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文檔簡介

1、緒論1.生物化學(xué)研究的對(duì)象和內(nèi)容是什么?解答:生物化學(xué)主要研究:(1)生物機(jī)體的化學(xué)組成、生物分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及功能;(2)生物分子分解與合成及反應(yīng)過程中的能量變化;(3)生物遺傳信息的儲(chǔ)存、傳遞和 表達(dá);(4)生物體新陳代謝的調(diào)節(jié)與控制。2 .你已經(jīng)學(xué)過的課程中哪些內(nèi)容與生物化學(xué)有關(guān)。提示:生物化學(xué)是生命科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科,注意從不同的角度, 去理解并運(yùn)用生物化學(xué)的知識(shí)。3.說明生物分子的元素組成和分子組成有哪些相似的規(guī)侓。解答:生物大分子在元素組成上有相似的規(guī)侓性。碳、氫、氧、氮、磷、硫等6種是解答蛋白質(zhì)、核酸、糖和脂的主要組成元素。碳原子具有特殊的成鍵性質(zhì),即碳原子最外 層的4個(gè)電子可使碳與

2、自身形成共價(jià)單鍵、共價(jià)雙鍵和共價(jià)三鍵,碳還可與氮、氧和氫原子形成共價(jià)鍵。碳與被鍵 合原子形成4個(gè)共價(jià)鍵的性質(zhì),使得碳骨架可形成線性、分 支以及環(huán)狀的多O種多性的化合物。特殊的成鍵性質(zhì)適應(yīng)了生物大分子多樣性的需要。氮、氧、硫、磷元素構(gòu)成了生物分子碳骨架上的 氨基(一NH2 )、羥基(一0H )、羰基(C)、羧基(一COOH )、巰基(一SH)、磷酸基(一P04 )等功能基團(tuán)。這些功能基團(tuán)因氮、硫和磷有著可變的氧化數(shù)及氮和氧有著較強(qiáng)的電負(fù)性而與生命物質(zhì)的許多關(guān)鍵作用密切相關(guān)。生物大分子在結(jié)構(gòu)上也有著共同的規(guī)律性。生物大分子均由相同類型的構(gòu)件通過定的共價(jià)鍵聚合成鏈狀,其主鏈骨架呈現(xiàn)周期性重復(fù)。 構(gòu)成

3、蛋白質(zhì)的構(gòu)件是 20種基本氨基 酸。氨基酸之間通過肽鍵相連。 肽鏈具有方向性(N端TC端),蛋白質(zhì)主鏈骨架呈“肽單 位”重復(fù);核酸的構(gòu)件 是核苷酸,核苷酸通過3 ;5 -磷酸二酯鍵相連,核酸鏈也具有方 向性(5 '、弋),核酸的主鏈骨架呈“磷酸-核糖(或脫氧核糖)”重復(fù);構(gòu)成脂質(zhì)的構(gòu)件 是甘油、脂肪酸和膽堿,其非極性烴長鏈也是一種重復(fù)結(jié)構(gòu);構(gòu)成多糖的構(gòu)件是單 糖,單糖間通過糖苷鍵相連,淀粉、纖維素、糖原的糖鏈 骨架均呈葡萄糖基的重復(fù)。蛋白質(zhì)化學(xué)1 .用于測(cè)定蛋白質(zhì)多肽鏈N端、C端的常用方法有哪些?基本原理是什么?解答:(1) N-末端測(cè)定法:常采用2, 4 二硝基氟苯法、Edman降解

4、法、丹磺酰氯法。2, 4 二硝基氟苯(DNFB或FDNB)法:多肽或蛋白質(zhì)的游離末端氨基與2, 4 二硝 基氟苯2, 4 -DNFB )(反應(yīng)(Sanger反應(yīng))生成DNP 多肽或DNP 蛋白質(zhì)。由于DNFB與氨基形成的鍵對(duì)酸水解遠(yuǎn)比肽鍵穩(wěn)定,因此DNP 多肽經(jīng)酸水解后,只有N 末端氨基 酸為黃色 DNP 氨基酸衍生物,其余的都是游離 氨基酸。 丹磺酰氯(DNS)法:多肽或蛋白質(zhì)的游離末端 氨基與與丹磺酰氯(DNS £1)反應(yīng) 生成DNS 多肽或DNS 蛋白質(zhì)。由于DNS與氨基形成的鍵對(duì)酸水解遠(yuǎn)比肽 鍵穩(wěn)定,因此DNS 多肽經(jīng)酸水解后,只有N 末端氨基酸 為強(qiáng)烈的熒光物質(zhì) DNS 氨

5、基酸,其余的都 是游離氨基酸。苯異硫氰酸脂(PITC或Edman降解)法:多肽或蛋白質(zhì)的游離末端氨基與異硫氰酸苯酯(PITC)反應(yīng)(Edman反i=f應(yīng)),生成苯氨基硫甲酰多肽或蛋白質(zhì)。在酸性有機(jī)溶劑 加熱時(shí),N 末端的PTC氨基酸發(fā)生環(huán)化, 生成苯乙內(nèi)酰硫脲的衍生物并從肽鏈上掉下來,除去N 末端氨基酸后剩下的肽鏈仍然是完整的。 氨肽酶法: 氨肽酶是類肽鏈外切酶或叫外肽酶,能從多肽鏈的 N端逐個(gè)地向里切。根據(jù)不同的反應(yīng)時(shí)間測(cè)出酶水解釋放的氨基酸種類和數(shù)量,按反應(yīng)時(shí)間和殘基釋放量作動(dòng)力學(xué)曲線,就能知道該蛋白質(zhì)的N端殘基序列。(2)C 末端測(cè)定法:常采用肼解法、還原法、羧肽酶法。 肼解法:蛋白質(zhì)或

6、多肽與無水肼加熱發(fā)生肼解,反應(yīng)中除C端 氨基酸以游離形式存在外,其他氨基酸都轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氨 基酸酰肼化物。 還原法:肽鏈C端氨基酸可用硼氫化鋰還原成相應(yīng)的 a氨基醇。肽鏈完全水解后,代表原來C末端氨基酸的a 氨基醇,可用層析法加以鑒別肽酶法:是一類肽鏈外切酶,專一的從肽鏈的C末端開始逐個(gè)降解,釋放出游離的氨基酸。被釋放的氨基酸數(shù)目與種類隨反應(yīng)時(shí)間的而變化。根據(jù)釋放的氨基酸量(摩爾數(shù))與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系,便可以知道該肽鏈的C末端氨基酸序列。2 .測(cè)得一種血紅蛋白含鐵0.426%,計(jì)算其最低相對(duì)分子質(zhì)量。一種純酶按質(zhì)量計(jì)算含亮氨酸1.65%和異亮氨酸2.48%,問其最低相對(duì)分子質(zhì)量是多少?解答:(1

7、 )血紅蛋白:(最低相對(duì)分子質(zhì)量=2 )酶鐵的相對(duì)原子質(zhì)量 55.8 X100 = X100 = 13 100鐵的百分 含量0.426 因?yàn)榱涟彼岷彤惲涟彼岬南鄬?duì)分子質(zhì)量相等,所以亮氨酸和異亮氨酸的殘基數(shù)之比為:1.65%:2.48%=2:3 ,因此,該 酶分子中至少含有 2個(gè)亮氨酸,3個(gè)異亮氨酸。2 X 131.11 X100M r ( 最低)=15900 1.65 3 X 131.11 X 100 M r ( 最 低)= 15900 2.48指出下面pH條件下,各蛋白質(zhì)在電場(chǎng)中向哪個(gè)方向移動(dòng),即正極,負(fù)極,還是保 持原點(diǎn)?( 1)胃蛋白酶(pl 1.0 ),在 pH 5.0 ;(2)血清清

8、蛋白(pl 4.9 ),在 pH 6.0 ;( 3) a-脂蛋白(pl 5.8 ),在 pH 5.0 和 pH 9.0 ;解答:(1)胃蛋白酶pl 1.0 V環(huán)境pH 5.0,帶負(fù)電荷,向正極移動(dòng);(2)血清清蛋白 pl 4.9 V環(huán)境pH 6.0,帶負(fù)pH 5.0 ,電荷,向正極移動(dòng);(3)a-脂蛋白pl 5.8 環(huán)境帶正電荷,向負(fù)極移動(dòng);a-脂蛋白pl 5.8 V環(huán)境pH 9.0 ,帶負(fù)電荷,向正極移動(dòng)。4.何謂蛋白質(zhì)的變性與沉淀?二者在本質(zhì)上有何區(qū)別?答:蛋白質(zhì)變性的概念:天然蛋白質(zhì)受物理或化學(xué)因素的影響后,使其失去原有的生物活性,并伴隨著物理化學(xué)性質(zhì)的改變,這種作用稱為蛋白質(zhì)的變性。變

9、性的本質(zhì):分子中各種次級(jí)鍵斷裂,使其空間構(gòu)象從緊密有序的狀態(tài)變成松散無序的狀態(tài),一級(jí)結(jié)構(gòu)不破壞。蛋白質(zhì)變性后的表現(xiàn):生物學(xué)活性消失;理化性質(zhì)改變:溶解度下降,黏度增力口,紫外吸收增加,側(cè)鏈反應(yīng)增強(qiáng),對(duì)酶的作用敏感,易被水解。蛋白質(zhì)由于帶有電荷和水膜,因此在水溶液中形成穩(wěn)定的膠體。如果在蛋白質(zhì)溶液中加入適當(dāng)?shù)脑噭茐牧说鞍踪|(zhì)的水膜或中和了蛋白質(zhì)的電荷,則蛋白質(zhì)膠體溶液就不穩(wěn)定 而出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象。沉淀機(jī)理:破壞蛋白質(zhì)的水化膜,中和表面的凈電荷蛋白質(zhì)的沉淀可以分為兩類:(1)可逆的沉淀:蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)未發(fā)生顯著的變化,除去引起沉淀的因素,蛋白質(zhì)仍能溶于原來的溶劑中,并 保持天然性質(zhì)。如鹽析或低溫下的乙

10、醇(或丙酮)短時(shí)間作 用蛋白 質(zhì)。(2)不可逆沉淀:蛋白質(zhì)分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生重大改變,蛋白質(zhì)變性而沉淀,不再能溶于原溶劑。如加 熱引起蛋白質(zhì)沉淀,與重金屬或某些酸類的反應(yīng)都屬于此 類。蛋白質(zhì)變性后,有時(shí)由于維持溶液穩(wěn)定的條件仍然存在,并不析出。因此變性蛋白質(zhì)并不一定都表現(xiàn)為沉淀, 而沉淀的蛋白質(zhì)也未必都已經(jīng)變性。5 .下列試劑和酶常用于蛋白質(zhì)化學(xué)的研究中:CNBr,異硫氰酸苯酯,丹磺酰氯,脲,6mol/L HClB-巰基乙醇,水合茚三酮,過甲酸,胰蛋白酶,胰凝乳蛋白酶,其中哪一個(gè)最適合完成以下各項(xiàng)任務(wù)?( 1)測(cè)定小肽的氨基酸序列。鑒定肽的氨基末端殘基。(3)不含二硫鍵的蛋白質(zhì)的可逆變性。若有二

11、硫鍵存在時(shí)還需加什么試劑?(4 )在芳香族氨基酸殘基羧基側(cè)水解肽鍵。(5 )在甲硫氨酸殘基羧基側(cè)水解肽鍵。(6 )在賴氨酸和精氨酸殘基側(cè)水解肽鍵。解答:(1 )異硫氰酸苯酯;(2)丹黃酰氯;(3)脲;P-巰基乙醇還原二硫鍵;(4)胰凝乳蛋白酶;(5)CNBr ;(6)胰蛋白酶。6 .由下列信息求八肽的序列。(1 )酸水解得 Ala , Arg ,Leu , Met , Phe , Thr , 2Val。(2) Sanger試劑處理得DNP-Ala 。(3)胰蛋白酶處理得Ala , Arg , Thr 和 Leu ,Met , Phe , 2Val。當(dāng)以 Sanger試劑處理時(shí)分別得到DNP-A

12、la 和 DNP-Val 。(4)溴化氰處理得Ala,Arg,高絲氨酸內(nèi)酯,Thr,2Val,和Leu,Phe,當(dāng)用Sanger試劑處理時(shí),分別得DNP-Ala 和DNP-Leu。解答:由(2)推出N末端為Ala ;由(3)推出Val位于N端第四,Arg為第三,而Thr為第二;溴化氰裂解,得出N端第六位是Met,由于第七位是 Leu,所以Phe為第八;由(4),第五為Val。所以八肽為:Ala-Thr-Arg-Val-Val-Met-Leu-Phe7 .一個(gè)a螺旋片段含有180個(gè)氨基酸殘基,該片段中有多少圈螺旋?計(jì)算該 a-螺旋片 段的軸長。 解答:180/3.6=50 圈,50 X0.54=

13、27nm ,該片段中含有 50 圈螺旋,其軸長為 27nm。8. 一種四肽與 FDNB反應(yīng)后,5.7mol/LHCI水解得到DNP-Val及其他3種氨基酸;用當(dāng)這四肽用胰蛋白酶水解時(shí)發(fā)現(xiàn)兩種碎片段;其中LiBH4 (下標(biāo))還原后再進(jìn)行酸水 解,水解液內(nèi)有氨基乙醇和一種在濃硫酸條件下能與乙醛酸反應(yīng)產(chǎn)生紫(紅)色產(chǎn)物的氨基酸。試問這四肽的一級(jí)結(jié)構(gòu)是由哪幾種氨基酸組成的?解答:用證明N端為Vai。(1)四肽與FDNB反應(yīng)(2)LiBH4 還后,5.7mol/LHCI水解得到 DNP-Val ,原后再水解,水解液中有氨基乙醇,證明肽的C端為Gly。(3 )水解液中有在濃 H2SO4條件下能與乙醛酸反應(yīng)

14、產(chǎn)生紫紅色產(chǎn)物的氨基酸,說明此 氨基酸為Trp。說明C端為Gly - Trp(4 )根據(jù)胰蛋白酶的專一性,得知N端片段為 Vai - Arg ( Lys),以(1)( 2)( 3)、結(jié)果可知道四肽的順序:N Val - Arg ( Lys) - Trp - Gly - C。9 .概述測(cè)定蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的基本步驟。解答:(1)測(cè)定蛋白質(zhì)中氨基酸組成。(2 )蛋白質(zhì)的 N端和C端的測(cè)定。(3)應(yīng)用兩種或兩種以上不同的水解方法將所要測(cè)定的蛋白質(zhì)肽鏈斷裂,各自得到系列大小不同的肽段。(4)分離提純所產(chǎn)生的肽,并測(cè)定出它們的序列。(5)從有重疊結(jié)構(gòu)的各個(gè)肽的序列中推斷出蛋白質(zhì)中全部氨基酸排列順序。如果蛋

15、白質(zhì)含有一條以上的肽鏈,則需先拆開成單個(gè)肽鏈再按上述原則確定其一級(jí)結(jié)構(gòu)。如是含二硫鍵的蛋白質(zhì),也必須在測(cè)定其氨基酸排列順序前, 拆開二硫鍵, 使肽鏈分開, 并確定二硫鍵的位置。拆開硫鍵可用過甲酸氧化,使胱氨酸部分氧化成兩個(gè)半胱氨磺 酸。三核酸 1. 電泳分離四種核苷酸時(shí),通常將緩沖液調(diào)到什么pH ?此時(shí)它們是向哪極移動(dòng)?移動(dòng)的快慢順序如何 將四種核苷酸吸附于陰離子交換柱上時(shí),應(yīng)將溶液調(diào)到什么pH ? 如果用逐漸降低 pH的洗脫液對(duì)陰離子交換樹脂上的四種核苷酸進(jìn)行洗脫分離,其洗脫順序如何?為什么?解答:電泳分離4種核苷酸時(shí)應(yīng)取PH3.5 的緩沖液,在該pH時(shí),這4種單核苷酸解答之間所帶負(fù)電荷差異

16、較大,它們都向正極移動(dòng),但移動(dòng)的速度不同,依次為:UMP>GMP>AMP>CMP; 應(yīng)取PH8.0,這樣可使核苷酸帶較多負(fù)電荷,利于吸附于陰離子交換樹脂柱。雖然pH11.4時(shí)核苷酸帶有更多的負(fù)電荷,但pH過高對(duì)分離不利。 當(dāng)不 考慮樹脂的非極性吸附時(shí),根據(jù)核苷酸負(fù)電荷的多少來決定洗脫速度,則洗脫順序?yàn)镃MP>AMP> GMP >UMP,但實(shí)際上核苷酸和聚苯乙烯陰離子交換樹脂之間存在著非極性 吸附, 嘌呤堿基的非極性吸附是嘧啶堿基的倍。靜電吸附與非極性吸附共同作用的結(jié)果使洗脫順序?yàn)椋篊MP>AMP>UMP>GMP2 .為什么DNA不易被堿水解

17、,而RNA容易被堿水解 解 答:因?yàn)镽NA的核糖上有2 -OH基,在堿作用下形成 2 :3'-環(huán)磷酸酯,繼續(xù)水解產(chǎn)生 解答2 -核苷酸和3 -核苷 酸。DNA的脫氧核糖上無 2-0H 基,不能形成堿水解的 中間產(chǎn)物,故對(duì) 堿有一定抗性。3 .一個(gè)雙螺旋 DNA 分子中有一條鏈的成分A = 0.30 , G =0.24, 請(qǐng)推測(cè)這一條 鏈上的T和C的情況。 互補(bǔ)鏈的A , G , T和C的情況。解答: 解答 T + C =1 -0.30 -0.24 = 0.46 :T = 0.30 , C = 0.24 , A +G = 0.46 。4 .對(duì)雙鏈 DNA 而言, 若一條鏈中(A + G)

18、/(T + C)=0.7 ,則互補(bǔ)鏈中和整個(gè)DNA 分 子中(A+G)/(T+C)分別等于多少?若條鏈中(A + T)/(G + C)= 0.7,則互補(bǔ)鏈和整個(gè)DNA 分子中(A + T)/(G + C) 分別等于多少?解 答:設(shè)DNA的兩條鏈分別為 a和3貝y: A a= T 3,T a= A 3, G a= C 3, C a= G P,因解答 為:(A a+ G a)/ (T(A+ C a) = (T 3+ C 3)/ (A 3+ G 3) = 0.7 ,所以互補(bǔ)鏈中3+ G 3) / (T 3+ C 3) = 1/0.7 =1.43;在整個(gè) DNA 分子中,因?yàn)?A = T , G =

19、C ,所以,A + G = T + C , (A + G )/ (T + C ) = 1 :假設(shè)同(1),貝y A a+ T a= T B+ A B,G a+ C a= C B+ G B,所以,(A a+ T a)/( G a+ C a) (AB+ T B)(G B+ C B) 0.7 ;= / = 在整個(gè) DNA 分子中,a+ T a+ A B+ T B)(G a+C a+(A / G B+C B) = 2(A a+T a) /2 ( G a+C a) = 0.75. T7噬菌體 DNA(雙鏈B-DNA)的相對(duì)分子質(zhì)量為2.5 X 107,計(jì)算DNA鏈的長度(設(shè)核苷酸對(duì)的平均相對(duì)分子質(zhì)量為

20、640)。解答:0.34 X (2.5 X107/640 ) = 1.3 X 104nm =13m 。6.如果人體有1014個(gè)細(xì)胞,每個(gè)體細(xì)胞的 DNA含量為6.4 X 109個(gè)堿基對(duì)。試計(jì)算人體DNA 的總長度是多 少?是太陽一地球之間距離(2.2 X 109 km)的多少倍?已知雙鏈DNA 每1000個(gè)核苷酸重1 X10-18g,求人體DNA 的總質(zhì)量。解答:每個(gè)體細(xì)胞的 DNA的總長度為:6.4 X 109 X 0.34nm = 2.176 X 109 nm = 2.176m解答 人體內(nèi)所有體細(xì)胞的 DNA的總長度為:2.176m X1014 = 2.176 X1011km,這個(gè)長度與太

21、陽一地 球之間距離(2.2 X109 km ) 相比為: 2.176 X 1011/2.2 X 109 =99倍,每個(gè)核苷酸重 1 X 10-18g/1000 = 10-21g ,所以,總 DNA 6.4 X 1023 X 10-21 = 6.4 X 102 = 640g。7.有一個(gè)X噬菌體突變體的 DNA 長度是15m ,而正103/0.34 =常X噬菌體 DNA 的長度為17m ,計(jì)算突變體 DNA 中丟失掉多少堿基對(duì)?解答:解答(17 -15 ) X5.88 X 103bp8 .概述超螺旋 DNA的生物學(xué)意義。 解答:解答超螺旋DNA比松弛型DNA更緊密,使 DNA分子的體積更小,得以包

22、裝 在細(xì)胞內(nèi); 超螺旋會(huì)影響雙螺旋分子的 解旋能力,從而影響到 DNA與其他分子之間的相 互作用;超螺旋有利于 DNA的轉(zhuǎn)錄、復(fù)制及表達(dá)調(diào)控。為什么自然界的超螺旋DNA多為負(fù)超螺旋? 解答:環(huán)DNA自身雙螺旋的過度旋轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)不足都會(huì)導(dǎo)致超螺旋,這是因?yàn)槌菪?解答 將使分子能夠釋放由于自身旋轉(zhuǎn)帶來的應(yīng)力。 雙螺旋過度旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致正超螺旋,而旋轉(zhuǎn)不足將導(dǎo)致負(fù)超螺旋。雖然兩種超螺旋都能釋放應(yīng)力,但是負(fù) 超螺旋時(shí),如果發(fā)生 DNA 解鏈(即氫 鏈斷開,部分雙螺 旋分開)就能進(jìn)一步釋放應(yīng)力, 而DNA轉(zhuǎn)錄和復(fù)制需要解 鏈。因此自然界 環(huán)狀DNA采取負(fù)超螺旋,這可以通過拓 撲異構(gòu)酶的操作實(shí)現(xiàn)。10 .真核生

23、物基因組和原核生物基因組各有哪些特點(diǎn) 解答:解答 不同點(diǎn): 真核生物DNA含量高,堿基對(duì) 總數(shù)可達(dá)10 ,且與組蛋白穩(wěn)定結(jié)合形成染色體,具有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)。原核生物 DNA含量低,不含組蛋白,稱為類核體,只有個(gè)復(fù)制起點(diǎn)。真核生物有多個(gè)呈線形的染色體;原核生物只有一條環(huán)形染色體。真核生物DNA 中含有大量重復(fù)序列,原核生物細(xì)胞中無重復(fù)序列。 核生物中為蛋白質(zhì)編 碼的大多數(shù)基因都含有內(nèi)含子 (有斷裂基因);原核生物中不含內(nèi)含子。真核生物的 RNA是細(xì)胞核內(nèi)合成的,它必須運(yùn)輸穿過核膜到細(xì)胞質(zhì)才能翻譯,這樣嚴(yán)格的空間間隔在原核生物內(nèi)是不存在的。原核生 物功能上密切相關(guān)的基因相互靠近,形成一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位,稱

24、操 縱子,真核生物不存在操縱子。病毒基因組中普遍存在重疊基因,但近年發(fā)現(xiàn)這種情況在真核生物也不少見。相同點(diǎn):都是由相同種類的核苷酸構(gòu)成的的雙螺旋結(jié)構(gòu),均是 遺傳信 息的載體,均含有多個(gè)基因。11 .如何看待 RNA功能的多樣性它的核心作用是什么解答:RNA的功能主要有: 控制蛋白質(zhì)合成; 作用于RNA轉(zhuǎn)錄后加工與修飾;解答 參與細(xì)胞功能的調(diào)節(jié);生物催化與其他細(xì)胞持家功能;遺傳信息的加工;可能是生物進(jìn)化時(shí)比蛋白質(zhì)和DNA更早出現(xiàn)的生物大分子。其核心作用是既可以作為信息分子又可以作為功能分 子發(fā)揮作用。12 .什么是DNA 變性? DNA 變性后理化性質(zhì)有何變化?解答:DNA雙鏈轉(zhuǎn)化成單鏈的過程稱

25、變性。解答 引起DNA變性的因素很多,如高溫、超聲波、有機(jī)溶劑和某些化學(xué)試劑(如尿素,酰胺)等都能引起變性。DNA變性后的理 化性質(zhì)變化主要有: 天然DNA 分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)解鏈變成單鏈的無規(guī)則線團(tuán),生物學(xué)活性喪失;天然的線型 DNA 分子直徑與長度之比可達(dá) 1 : 10 ,其水溶液具有很大的黏度。變性后,發(fā)生了螺旋-線團(tuán)轉(zhuǎn)變, 黏度顯著降低; 在氯化銫溶液中進(jìn)行密度梯度離心,變性后的DNA 浮力密度大大增加,故沉降系數(shù)S增加;DNA變性后,堿基的有序堆積被破壞,堿基被暴露出來, 因此,紫外吸收值明顯增加,產(chǎn)生所謂增色效應(yīng)。DNA 分子具旋 光性,旋光方向?yàn)橛倚?。由于DNA分子的高度不對(duì)稱性,

26、因此旋光性很強(qiáng),其a = 150當(dāng)DNA分子變性時(shí),比旋光值就大大下降。13 .哪些因素影響 Tm值的大小? 解答:影響 Tm的因素主要有: G-C對(duì)含量。G-C 對(duì)含3個(gè)氫鍵,A-T對(duì)含2個(gè)氫鍵,解答故G-C對(duì)相對(duì)含量愈高,Tm亦越高檸檬酸鈉(圖 3-29 )。在 0.15mol/L NaCI,0.015mol/L溶 液(1 XSSC)中,經(jīng)驗(yàn)公式為:(G+C ) % = (Tm - 69.3 )X 2.44。 溶液的離子強(qiáng)度。離子強(qiáng) 度較低的介質(zhì)中,Tm 較低。在純水中,DNA在室溫下即可變性。分子生物學(xué)研 究工作中需核 酸變性時(shí),常采用離子強(qiáng)度較低的溶液。溶液的pH。高pH下,堿基廣泛去

27、質(zhì)子而喪失形成氫鍵的有力,pH大于11.3時(shí),DNA完全變性。pH低于5.0時(shí),DNA易脫嘌呤,對(duì)單鏈 DNA進(jìn)行電泳時(shí),常在凝膠中加入NaOH 以維持變性關(guān)態(tài)。變性劑。甲酰胺、尿素、甲醛等可破壞氫鍵,妨礙堿堆積,使Tm下降。對(duì)單鏈DNA進(jìn)行電泳時(shí),常使用上述變性劑。14 .哪些因素影響 DNA復(fù)性的速度?解答:影響復(fù)性速度的因素主要有: 復(fù)性的溫度,復(fù)性時(shí)單鏈隨機(jī)碰撞,不能形成解答堿基配對(duì)或只形成局部堿基配對(duì)時(shí),在較高的溫度下兩鏈重又分離,經(jīng)過多次試探性碰撞才能形成正確的互補(bǔ)區(qū)。所以,核酸復(fù)性時(shí)溫度不宜過低,Tm-25 C是較合適的復(fù)性溫度。 單鏈片段的濃度,單鏈片段濃度 越高,隨機(jī)碰撞的頻

28、率越高,復(fù)性速度越快。 單鏈片段 的 長度,單鏈片段越大,擴(kuò)散速度越慢,鏈間錯(cuò)配的概率也越 高。因面復(fù)性速度也越慢,即 DNA的核苷酸對(duì)數(shù)越多,復(fù)性的速度越慢,若以 C0為單鏈的初始濃度,t為復(fù)性的時(shí)間,復(fù) 性達(dá)一半時(shí)的 cot值稱C0t1/2,該數(shù)值越小,復(fù)性的速度越快。 單鏈片段的復(fù)雜度,在片段大小相似的 情況下,片段內(nèi)重復(fù)序列的重復(fù)次數(shù)越多,或者說復(fù)雜度越小,越容易形成互 補(bǔ)區(qū),復(fù)性的速度就越快。真核生物DNA的重復(fù)序列就是復(fù)生動(dòng)力學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)的,DNA的復(fù)雜度越小,復(fù)性速度越快。15 .概述分子雜交的概念和應(yīng)用領(lǐng)域。解答:在退火條件F,不同來源的 DNA 互補(bǔ)區(qū)形成雙鏈,或 DNA單鏈

29、和RNA 單鏈的互 解答 補(bǔ)區(qū)形成 DNA-RNA 雜合雙鏈的過程稱分子雜交。通常對(duì)天然或人工合成的 DNA或RNA片段進(jìn) 行放射性同位素或熒光標(biāo)記,做成探針,經(jīng)雜交后,檢測(cè)放射性同位素或熒光物質(zhì)的位置,尋找與探針有互補(bǔ)關(guān)系的DNA 或RNA。直接用探針與菌落或組織細(xì)胞中的核酸雜交,因未改 變核酸所在的位置,稱原位雜交技術(shù)。將核酸直接點(diǎn)在膜上,再與探針雜交稱點(diǎn)雜交,使用狹縫點(diǎn)樣器時(shí),稱狹縫印跡雜交。該技術(shù)主要用于分析基因拷貝數(shù)和轉(zhuǎn)錄水平的變化,亦可用于檢測(cè)病原微生物和生物制 品中的核酸污染狀況。雜交技術(shù)較廣泛的應(yīng)用是將樣品DNA切割成大小不等的片段,經(jīng)凝膠電泳分離后,用雜交技術(shù)尋找與探針互補(bǔ)的

30、DNA片段。由于 凝膠機(jī)械強(qiáng)度差,不適合于雜交過程中較高溫度和較長時(shí)間的處理,Southern提出一種方 法,將電泳分離的 DNA片段從凝膠轉(zhuǎn)移到適當(dāng)?shù)哪ぃㄈ缦跛崂w維素膜或尼龍膜)上,在進(jìn)行雜交操作,稱Southern 印跡法,或 Southern 雜交技術(shù)。隨后,Alwine等提出將電泳分離后的變性RNA吸印到適當(dāng)?shù)哪ど显龠M(jìn)行分子雜交的技術(shù),被戲稱為Northern印跡法,或 Northern雜交。分子雜交廣泛用于測(cè)定基因拷貝數(shù)、因定位、確定生物的遺傳進(jìn)化關(guān)系等。Southern 雜交和Northern雜交還可用于研究基因變異,基因重排,DNA 多 態(tài)性分析和 疾病診斷。雜交技術(shù)和 PCR技

31、術(shù)的結(jié)合,使檢出含量極少的 DNA成為可能。促進(jìn)了雜交技術(shù)在分子生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。DNA芯片技術(shù)也是以核酸的分子雜交為基礎(chǔ)的。16.概述核酸序列測(cè)定的方法和應(yīng)用領(lǐng)域。解答:DNA的序列測(cè)定目前多采用Sanger提出的鏈終止法,和Gilbert提出的化學(xué)法。 解答 其中鏈終止法經(jīng)不斷改進(jìn),使用日益廣泛。鏈終止法測(cè)序的技術(shù)基礎(chǔ)主要有:用凝膠電 泳分離DNA單鏈片段時(shí),小片段移動(dòng),大片段移動(dòng)慢,用適當(dāng)?shù)姆椒煞蛛x分子大小僅差個(gè)核苷酸的 DNA片段。用合適的聚合酶可以在試管內(nèi)合成單鏈DNA 模板的互補(bǔ)鏈。反應(yīng) 體系中除單鏈模板外,還應(yīng)包括合適的引物,脫氧核苷三磷酸和若干種適量的無機(jī)離子。4如

32、果在4個(gè)試管中分別進(jìn)行合成反應(yīng),每個(gè)試管的反應(yīng)體系能在一種 核苷酸處隨機(jī)中斷鏈的 合成,就可以得到4套分子大小不 等的片段,如新合成的片段序列為 -CCATCGTTGA-,在A處隨機(jī)中斷鏈的合成, 可得到-CCA和-CCATCGTA 兩種片 段,在G處中斷合成可得到-CCATCG和-CCATCGTTG 兩種片段。在C和T處中斷又可以得到相應(yīng)的 2套片段。用同位素或熒光物 質(zhì)標(biāo)記這4套新合成的鏈,在凝膠中置 于4個(gè)泳道中電泳,檢測(cè)這 4套片段的位置,即可直 接讀出核苷酸的序列。在特定堿基處中斷新鏈合成最有效的 辦法,是在上述4個(gè)試管中按一定比例分別加入一種相應(yīng) 的2 :3 -雙脫氧核苷三磷酸(d

33、dNTP ),由于ddNTP 的3 ' 位無-OH ,不可能形成磷酸二酯鍵,故合成自然中斷。如 上述在A處中斷的試管內(nèi),既有 dATP,又有 少量的ddATP ,新合成的-CCA 鏈中的 A如果是 ddAMP,則鏈的合成中斷,如果是 dAMP,則鏈仍可延伸。因此,鏈中有幾個(gè)A,就能得到幾種大小不等的以A為末端的片段。如果用放射 性同位素標(biāo)記新合成的鏈,4個(gè)試管中新合成的鏈在凝膠的4個(gè)泳道電泳后, 則 經(jīng)放射自顯影可檢測(cè)帶 子的位置,由帶子的位置可以直接讀出核苷酸的序列。采用近年T7測(cè)序酶時(shí),一次 可讀出400多個(gè)核苷酸的序列。采用4種射波長不同的熒光物質(zhì)分別標(biāo)記4種不同的雙脫氧核苷酸,

34、終止反應(yīng)后 4管反應(yīng)物可在同一泳道電泳,用激光掃描收集電泳信號(hào),經(jīng)計(jì)算號(hào),機(jī)處理可將序列直接打印出來。采用毛細(xì)管電泳法測(cè)序時(shí),這種技術(shù)一次可測(cè)定700個(gè)左右核苷酸的序列,一臺(tái)儀器可以有幾十根毛細(xì)管同時(shí)進(jìn)行測(cè)序,且電泳時(shí)間大大縮短,自動(dòng)測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步加快了核酸測(cè)序的步伐,現(xiàn)已完成了包括人類在內(nèi)的幾個(gè)物種的基因組測(cè) 序。RNA序列測(cè)定最早采用的是類似蛋白質(zhì)序列測(cè)定的片段重疊法,Holley用此法測(cè)定酵母丙氨酸t(yī)RNA序列耗時(shí)達(dá)數(shù)年之久。隨后發(fā)展了與DNA測(cè)序類似的直讀法,但仍不如DNA測(cè)序容易,因此,常將RNA 反轉(zhuǎn)錄成互補(bǔ) DNA (cDNA ),測(cè)定 cDNA 序列后推斷RNA的序列,目前16

35、S rRNA 1 542 b的全序列 測(cè)定,23S rRNA 2 904 b 的全序列測(cè)定,噬菌體 MS2 RNA3 569 b的全序列測(cè)定均已完成。四糖類的結(jié)構(gòu)與功能1 .書寫a -D-吡喃葡萄糖,L-(-)葡萄糖,P -D- (+)吡喃葡萄糖的結(jié)構(gòu)式,并說明L; +、代表的意義。 解答:書寫單糖的結(jié)構(gòu)常用D、 L; d 或(+)、l或(-);a、 P表示。D-、L-是人為規(guī)解答定的單糖的構(gòu)型。是以 D-、L-甘油醛為參照物,以距醛基最遠(yuǎn)的不對(duì)稱碳原子為準(zhǔn),羥基在 左面的為L構(gòu)型,羥基在右的為 D構(gòu)型。單糖由于具有不對(duì)稱碳原子 ,可使平面偏振光的偏 振面發(fā)生一定角度的旋轉(zhuǎn),這種性質(zhì)稱為旋光性

36、。其旋轉(zhuǎn)角度 稱為旋光度,偏振面向左旋轉(zhuǎn) 稱為左旋,向右則稱為右旋。d或(+)表示單糖的右旋光性,1或(-)表示單糖的左旋光性。2 .寫出下列糖的結(jié)構(gòu)式:a -D-葡萄糖-1-磷酸,2-脫氧-3-D-呋喃核糖,a -D-呋喃 果糖,D-甘油醛-3-磷酸,蔗糖, 葡萄糖醛酸。解答3 .已知某雙糖能使本尼地(Benedict)試劑中的Cu2+氧化成Cu2O的磚紅色沉淀,用P -葡糖糖苷酶可將其水解為兩分子3 -D-吡喃葡糖糖,將此雙糖甲基化后再水解將得到 2,3,4,6-四氧甲基-D-吡喃葡糖糖和123,6-四氧甲基-D-吡喃葡糖糖,試寫出此雙糖的名稱和結(jié)構(gòu)式。蔗糖雙糖能使 本尼地(Benedic

37、t)試劑中的 Cu2+氧化成 Cu2O 的磚紅色 沉淀,說明該雙 解答:糖具還原性,含有半縮醛羥基。用3 葡糖苷酶可將其水解為兩分子3-D-吡喃葡糖,說明該雙糖是由3-糖苷鍵構(gòu)成的。將此雙糖甲基化后再水解將得到2,3,4,6-四氧甲基-D-吡喃葡 糖糖和1,2,3,6-四氧甲基-D-吡喃葡糖,糖基上只有自由羥基才能被甲基化,說明3-葡糖 (1 T4)葡糖構(gòu)成的為纖維二糖。4 .根據(jù)下列單糖和單糖衍生物的結(jié)構(gòu):CH2 0H C HO H H C C C O H 0H 0HCHO H C 0H H0 H H C C C H 0H 0H CHO CHOH C NHC0CH3 H0 C H H0 H0

38、 H C C C H H 0H H HH0 C C C 0H 0H HCH20HCH20HCH20HCH20H(A)(B)(C)(D)寫出其構(gòu)型(D或L)和名稱;指出它們能否還原本尼地試劑;(3)指出哪些能發(fā)生 成苷反應(yīng)。解答:(1)構(gòu)型是以D-,L-甘油醛為參照物,以距醛基最遠(yuǎn)的不對(duì)稱碳原子為準(zhǔn),羥基解答在左面的為L構(gòu)型,羥基在右的為 D構(gòu)型。A、B、C為D構(gòu)型,D為L構(gòu)型。B、C、D均有醛基具還原性,可還原本尼地試劑。A為酮糖,無還原性。(3)單糖的半縮醛上羥基與非糖物質(zhì)(醇、酚等)的羥基形成的縮醛結(jié)構(gòu)稱為糖苷,B,C,D均能發(fā)生成苷反應(yīng)。5 .透明質(zhì)酸是細(xì)胞基質(zhì)的主要成分,是一種黏性的多

39、糖,分子量可達(dá)100000,由兩單 糖衍生物的重復(fù)單位構(gòu)成,請(qǐng)指 出該重復(fù)單位中兩組分的結(jié)構(gòu)名稱和糖苷鍵的結(jié)構(gòu)類型。解答:透明質(zhì)酸的兩個(gè)重復(fù)單位是由p D 葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基葡萄糖通過P解答-1,3糖苷鍵連接而成。6 .纖維素和淀粉都是由1 T4糖苷鍵連接的 D葡萄糖聚合物,相對(duì)分子質(zhì)量也相當(dāng),但它們?cè)谖锢硇再|(zhì)上有很大 的不同,請(qǐng)問是什么結(jié)構(gòu)特點(diǎn)造成它們?cè)谖锢硇再|(zhì)上的如此差別 解釋它們各自性質(zhì)的生物學(xué)優(yōu)點(diǎn)。解答:淀粉是葡 萄糖聚合物,既有aT 1 , 4糖苷鍵,也有aT 1 , 6糖苷鍵,為多分支 解答 結(jié)構(gòu)。直鏈淀粉分子的空間構(gòu)象是卷曲成螺旋形的,每一回轉(zhuǎn)為6個(gè)葡萄糖基,淀粉在水溶 液

40、中混懸時(shí)就形成這種螺旋圈。支鏈淀粉分子中除有a -(1,4)糖苷鍵的糖鏈外,還有a -(1,6)糖苷鍵連接的分支處,每一分支平均約含2030個(gè)葡萄糖基,各分支也都是卷曲成螺旋。螺旋構(gòu)象 是碘顯色反應(yīng)的必要條件。碘分子進(jìn)入淀粉螺旋圈內(nèi),糖游 離羥基成為電子 供體,碘分子成為電子受體,形成淀粉碘 絡(luò)合物,呈現(xiàn)顏色。其顏色與糖鏈的長度有關(guān)。于6個(gè)葡萄糖基時(shí),不能形成一個(gè)螺旋圈,因而不能呈色。當(dāng)平均長度為20個(gè)葡萄糖基時(shí)呈紅色,紅糊精、無色糊精也因而得名。大于60個(gè)葡萄糖基的直鏈淀粉呈藍(lán)色。支淀粉相對(duì)分子質(zhì)量雖大,但分支單位的長度只有 2030個(gè)葡萄糖基,故與碘反應(yīng)呈紫紅色。纖維素雖然也是由D-吡喃葡

41、萄糖基構(gòu)成,但它是以P-(1,4)糖苷鍵連接的一種沒有分支的線性分子,它不卷曲成螺旋。纖維素分子的鏈與鏈間,能以眾多氫鍵像麻繩樣擰在起,構(gòu)成堅(jiān)硬的不溶于水的纖維狀高分子(也稱纖維素微晶束),構(gòu)成植物的細(xì)胞壁。人 和哺乳動(dòng)物體內(nèi)沒有纖維素酶(cellulase),因此不能將纖維素水解成葡萄糖。雖然纖維素不能作為人類的營養(yǎng)物,但 人類食品中必須含纖維素。因?yàn)樗梢源龠M(jìn)胃腸蠕動(dòng)、促進(jìn) 消化和排便。7 .說明下列糖所含單糖的種類、糖苷鍵的類型及有無還原性(1 )纖維二糖 (2)麥芽糖(3)龍膽二糖(4)海藻糖(5)蔗糖(6)乳糖解答:性。解答 (2 )麥芽糖含葡萄糖,a1,4糖苷鍵,有還(1 )纖維二

42、糖含葡萄糖,p7 1 , 4糖苷鍵,有還原原性原性(4 )海藻糖含葡萄糖,a1 , 1糖苷鍵,無還原(3)龍 膽二糖含葡萄糖,pT 1 , 6糖苷鍵,有還性。(5)蔗糖含葡萄糖和果糖,a7 1 , 2糖苷鍵,無還原性。(6)乳糖含葡萄糖和半乳糖,aT 1 , 4糖苷鍵,有還原性。8 .人的紅細(xì)胞質(zhì)膜上結(jié)合著一個(gè)寡糖鏈,對(duì)細(xì)胞的識(shí)別起重要作用。被稱為抗原決定基團(tuán)。根據(jù)不同的抗原組合,人的血型主要分為 A 型、B型、AB型和0型4類。不同血型的血液互相混合將發(fā)生凝血,危及生命。紅細(xì)胞N Ac GlcGala 1,2 Fuc a 1,3X已知4種血型的差異僅在X位組成成分的不同。請(qǐng)指出不同血型(A型

43、、B型、AB型、0型)X位的糖基名稱。解答:A型X位是N-乙酰氨基-a-D-半乳糖;解答B(yǎng)型X位是a -D-半乳糖;AB型X位兼有A型和B型的糖;0型X位是空的。9 .請(qǐng)寫出下列結(jié)構(gòu)式:(1)a巖藻糖(3) N 乙酰氨基a葡萄糖解答:略。10 .隨著分子生物學(xué)的飛速發(fā)展,生命的奧秘正在逐漸被揭示。大量的研究已表明,各種錯(cuò)綜復(fù)雜的生命現(xiàn)象的產(chǎn)生和疾病的形成過程均與糖蛋白的糖鏈有關(guān)。請(qǐng)閱讀相關(guān)資料,列舉你感興趣的糖的生物學(xué)功能。解答:略。解答(2)半乳糖(4)N 乙酰氨基一a半乳糖胺五脂類化合物和生物膜1 .簡述脂質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生物學(xué)作用。解答:(1)脂質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):脂質(zhì)是生物體內(nèi)一大類不溶于水而

44、易溶于非極性有機(jī)溶劑的 有機(jī)化合物, 大多數(shù)脂質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是脂肪酸和醇形成的酯及其衍生物。脂肪酸多為4碳以上的長鏈元羧酸,醇成分包括甘油、鞘氨醇、高級(jí)一元醇和固醇。脂 質(zhì)的元素組成主要為 碳、氫、氧,此外還有氮、磷、硫等。脂肪(2)脂質(zhì)的生物學(xué)作用:脂質(zhì)具有許多重要的生物功能。是生物體貯存能量的主要形式,脂肪酸是生物體的重要代謝燃料,生物體表面的脂質(zhì)有防止機(jī)械損傷和防止熱量散發(fā)的 作用。磷脂、糖脂、固醇等是構(gòu)成生物膜的重要物質(zhì),它們作為細(xì)胞表面的組成成分與細(xì)胞的識(shí)別、 物種的特異性以及組織免疫性等有密切的關(guān)系。有些脂質(zhì)(如萜類化合物和固醇等)還具有重要生物活性,具有維生素、激素等生物功能。脂質(zhì)

45、在生物體中還常以共價(jià)鍵或通過次級(jí)鍵與其他生物分子結(jié)合形成各種復(fù)合物,如糖脂、脂蛋白等重 要的生物大分子物質(zhì)。2 .概述脂肪酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。解答:(1)脂肪酸的結(jié)構(gòu):脂 肪酸分子為一條長的烴鏈 (“尾”)和一個(gè)末端羧基(“頭”) 解答 組成的羧酸。烴鏈以線性為主,分枝或環(huán)狀的為數(shù)甚少。根據(jù)烴鏈?zhǔn)欠耧柡?,可將脂肪酸分為飽和脂肪酸和?飽和脂肪酸。(2)脂肪酸的性質(zhì):脂肪酸的物理性質(zhì)取決于脂肪酸烴鏈的長度和不飽和程度。烴鏈越長,非極性越強(qiáng), 溶解度也就越低。 脂肪酸的熔點(diǎn)也受脂肪酸烴鏈的長度和不飽和程度的影響。脂肪酸中的雙鍵極易被強(qiáng)氧化劑,H2O2、如超氧陰離子自由基 0 2 )羥自由基0H ) 等

46、所氧化,因此含不飽和脂肪酸豐富的生物膜容易發(fā)生脂 質(zhì)過氧化作用, 從而繼發(fā)引起膜蛋 白氧化,嚴(yán)重影響膜的 結(jié)構(gòu)和功能。脂肪酸鹽屬于極性脂質(zhì),具有親水基(電離的羧基)和疏水基(長的烴鏈),是典型的兩親性化合物,屬于離子型去污劑。必需脂肪酸中的亞油酸和亞麻酸可直接從植物食物中獲得,花生四烯酸則可由亞油酸 體內(nèi)轉(zhuǎn)變而來。它們是前列腺素、血栓噁烷和白三烯等生物 活性物質(zhì)的前體。3 .概述磷脂、糖脂和固醇類的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和生物學(xué)作用 解答:解答I .磷脂包括甘油磷脂和鞘磷脂兩類,它們主要參與細(xì)胞膜系統(tǒng)的組成,少量存在于其 他部位。(1)甘油磷脂的結(jié)構(gòu):甘油磷脂是由sn-甘油-3-磷酸衍生而來,分子中甘油的

47、兩個(gè)醇羥基與脂肪酸成酯,第三個(gè)醇羥基與磷 酸成酯或磷酸再與其他含羥基的物質(zhì) (如膽堿、乙醇胺、氨酸等醇類衍生物)結(jié)合成酯。(2)甘油磷脂的理化性質(zhì):物理性質(zhì):甘油磷脂脂雙分子層結(jié)構(gòu)在水中處于熱力學(xué)的穩(wěn)定狀態(tài),構(gòu)成生物膜的結(jié)構(gòu)基本特征之化學(xué)性質(zhì):a.水解作用:在弱堿溶液中,甘油磷脂水解產(chǎn)生脂肪酸的金屬鹽。如果用強(qiáng)堿水解,甘油磷脂水解生成脂肪酸鹽、(X -OH )和磷酸甘油。b.氧化作用:與三酰甘油相似,甘油磷脂中所含的不飽和脂肪酸在空氣中能被氧化生成過氧化 物,最終形成黑色過氧化物的聚合物。C.酶解作用:甘油 磷脂可被各種磷脂酶(PLA)專一水解。(3)鞘磷脂即鞘氨 醇磷脂,在高等動(dòng)物的腦髓鞘和

48、紅細(xì)胞膜中特別豐富,也存在于許多植 物種子中。鞘磷脂由鞘氨醇、脂肪酸和磷脂酰膽堿(少數(shù)磷脂酰乙醇胺)組成。n .糖脂是指糖基通過其半縮醛羥基以糖苷鍵與脂質(zhì)連接的化合物。糖脂可分為鞘糖脂、 甘油糖脂以及由固醇衍生的糖脂,其中鞘糖脂和甘油糖脂是膜脂的主要成分。(1)鞘糖脂是神經(jīng)酰胺的1位羥基被糖基化形成的糖苷化合物。依據(jù)糖基是否含有唾液 或硫酸基成分,鞘糖脂又可分為中性鞘糖脂和酸性鞘糖脂。中性鞘糖脂:又稱腦苷脂,是由神經(jīng)酰胺的 C1上的羥基與一單糖分子(半乳糖、葡萄糖等)以糖苷鍵結(jié)合而成, 不含唾液酸成分。中性鞘糖脂一般為白色粉狀物, 不溶于水、 乙醚,溶于熱乙醇、熱丙酮、吡啶及苯等,性質(zhì)穩(wěn)定,不

49、被皂化。它們不僅是血型抗原,而且與組織和器官的特異性,細(xì)胞之間的識(shí)別有關(guān)。酸性鞘糖脂:糖基部分含有唾液酸或硫酸基的鞘糖脂稱為酸性鞘糖脂。糖基部分含有唾液酸的鞘糖脂常稱神經(jīng)節(jié)苷脂,是最復(fù)雜的一類甘油鞘脂,由神經(jīng)酰胺與結(jié)構(gòu)復(fù)雜的寡糖結(jié)合而成,是大腦灰質(zhì)細(xì)胞膜的組分之一,也存在于脾、腎及其他器官中。(2)甘油糖脂是糖基二酰甘油,它是二酰甘油分子sn-3位上的羥基與糖基以糖苷鍵連接而成。甘油糖脂主要存在于植物和微 生物中。 植物的葉綠體和微生物的質(zhì)膜含有大量的甘油脂。它可能在神經(jīng)髓鞘形成中起作用。m .固醇類也稱甾類,所有固醇類化合物都是以環(huán)戊烷多氫菲為核心結(jié)構(gòu),因羥基的 構(gòu)型不同,可有 a及P兩型。

50、 膽固醇(也稱膽甾醇)是種重要的甾醇類物質(zhì),一種環(huán)戊烷多氫菲的衍生物。是動(dòng) 物 組織中含量最豐富的固醇類化合物,有游離型和酯型兩種形式。存在于一切動(dòng)物細(xì)胞中,以腦、神經(jīng)組織及腎上 腺中含量特別豐富,其次為肝、腎、脾和皮膚及脂肪組織。4.生物膜由哪些脂質(zhì)化合物組成的?各有何理化性質(zhì)?答:組成生物膜的脂質(zhì)主要包括磷脂、固醇及糖脂。解答sn-甘油的兩個(gè)醇羥基與脂肪酸成酯,第三(1 )磷脂: 甘油磷脂,是生物膜的主要成分。是由個(gè)醇羥基與磷酸成酯或磷酸再與其他含羥基的物質(zhì)(如膽堿、乙醇胺、絲氨酸等醇類衍生物)結(jié)合成酯。物理性質(zhì):純的 甘油磷脂是白色蠟狀固體,大多溶于含少量水的非極性溶劑 中。用氯仿 一甲

51、醇混合溶劑很容易將甘油磷脂從組織中提取出來。 這類化合物又稱為兩性脂質(zhì)或稱極性脂質(zhì),具有極性頭和非極性尾兩個(gè)部分。化學(xué)性質(zhì):a.水解作用:在弱堿溶液中, 甘油磷脂水解產(chǎn)生脂肪酸的金屬鹽。強(qiáng)堿水解,生成脂肪酸鹽、醇(X9H )和磷酸甘油。b.氧化作用:甘油磷脂中所含的不飽和脂肪酸在空氣中能被氧化生成過氧化物,最終形成黑色過氧化物的聚合物。c.酶解作用:油磷 脂可被各種磷脂酶(PLA)專一水解。鞘磷脂(SM ): 鞘磷脂由鞘氨醇、脂肪酸和磷脂酰膽堿(少數(shù)為磷脂酰乙醇胺)組成。 鞘磷脂為白色晶體,性質(zhì)穩(wěn)定,不溶于丙酮和乙醚,而溶于熱乙醇中,具兩性解離性質(zhì)。(2 )固醇:高等植物的固醇主要為谷甾醇和豆

52、甾醇。動(dòng)物細(xì)胞膜的固醇最多的是膽固 醇。膽固醇分子的一端有一極性頭部基團(tuán)羥基因而親水, 分子的另一端具有羥鏈及固醇的環(huán)狀結(jié)構(gòu)而疏水。因此固醇與磷脂類化合物相似也屬于兩性分子。物理性質(zhì):膽固醇為白色斜方晶體,無味、無臭,熔點(diǎn)為148.5 °C,高度真空條件下能 被蒸餾。膽固醇不溶于水,易溶于乙醚、氯仿、苯、丙酮、熱乙醇、醋酸乙酯及膽汁酸鹽溶液中。介電常數(shù)高,不導(dǎo)電?;瘜W(xué)性質(zhì):膽固醇 C3上的羥基易與高級(jí)脂肪酸(如軟脂酸、硬脂酸及油酸等)結(jié)合形成 膽固醇酯。膽固醇的雙鍵可與氫、溴、 碘等發(fā)生加成反應(yīng)。膽固醇可被氧化成一系列衍生物。膽固醇易與毛地黃糖苷結(jié)合而沉淀, 這一特性可以用于膽固醇的

53、定量測(cè)定。膽固醇的氯仿溶液與醋酸酐和濃硫酸反應(yīng),產(chǎn)生藍(lán)綠色(3)糖脂:是指糖基通(Liebermann Burchard反應(yīng))。過其半縮醛羥基以糖苷鍵與脂質(zhì)連接的化合物。鞘糖脂和甘油 糖脂是膜脂的主要成分。鞘糖脂:依據(jù)糖基是否含有唾液酸或硫酸基成分,鞘糖脂又可分為中性鞘糖脂和酸性 鞘糖脂。中性鞘糖脂,是非極性的。鞘糖脂的疏水尾部伸入膜的脂雙層,極性糖基露在細(xì)胞表面,它們不僅是血型抗原,而且與組織和器官的特異性,細(xì)胞之間的識(shí)別有關(guān)。中性鞘糖 脂一般為白色粉狀物,不溶于水、乙醚.溶于熱乙醇、熱丙酮、吡啶及苯等,性質(zhì)穩(wěn)定,不被皂化。酸性 鞘糖脂,糖基部分含有唾液酸或硫酸基的鞘糖脂。糖基部分含有唾液酸的鞘糖 脂常稱神經(jīng)節(jié)苷脂,不溶于乙醚、丙酮,微溶于乙醇,易

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