2015年生物化學(xué)簡(jiǎn)明教程(第四版)課后習(xí)題及答案

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)俾。

解答：生物大分子在元素組成上有相似的規(guī)律性。碳、氫、氧、氮、磷、硫等6種是

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

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甲。氮、氧、硫、磷元素構(gòu)

成了生物分子碳骨架上的氨基（一NH?）、羥基（-011）、城基（一C—）、竣基（-C00H）、筑

基（-SH）、磷酸基（-P0,）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)件通過一

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端一C端），蛋白質(zhì)主鏈骨架呈“肽單

位”重復(fù)；核酸的構(gòu)件是核甘酸，核甘酸通過3,，5,-磷酸二酯鍵相連，核酸鏈也具有方

向性（5'、一3，），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

是廿油、脂肪酸和膽堿，其非極性煌長(zhǎng)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

間通過糖背鍵相連，淀粉、纖維素、糖原的糖鏈骨架均呈葡萄糖基的重復(fù)。

2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2,4一二硝基氟苯法、Edman降解法、丹磺酰氯法。

①2,4一二硝基氟苯（DNFB或FDNB）法：多肽或蛋白質(zhì)的游離末端氨基與2,4一二硝

基氟苯（2,4-DNFB）反應(yīng)（Sanger反應(yīng)），生成DNP一多肽或DNP一蛋白質(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一末端氨基

酸為黃色DNP—氨基酸衍生物，其余的都是游離氨基酸。

②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-CD反應(yīng)

生成DNS一多肽或DNS一蛋白質(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-氨基酸，其余的都

是游離氨基酸。

③苯異硫氟酸脂（PITC或Edman降解）法：多肽或蛋白質(zhì)的游離末端氨基與異硫氟

酸苯酯（PITC）反應(yīng)（Edman反應(yīng)），生成苯氨基硫甲酰多肽或蛋白質(zhì)。在酸性有機(jī)溶劑中

加熱時(shí)，N—末端的PTC—氨基酸發(fā)生環(huán)化，生成苯乙內(nèi)酰硫胭的衍生物并從肽鏈上掉下來,

除去N一末端氨基酸后剩下的肽鏈仍然是完整的。

④氨肽酶法：氨肽能是一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：常采用啡解法、還原法、狡肽酶法。

崩解法：蛋白質(zhì)或多肽與無水腫加熱發(fā)生肺解，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)的氨基酸酰腫化物。

②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一末端氨基酸的a—氨基醇，可用層析法加以鑒別。

③竣肽酶法：是一類肽鏈外切酶，專--的從肽鏈的C一末端開始逐個(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)得種血紅蛋白含鐵0.426%,計(jì)算其最低相對(duì)分子質(zhì)量。?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）血紅蛋白:

最低知對(duì)分子質(zhì)量=線黑黑黑量X吁箴X】周3100

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,以監(jiān)1.胸酶伽干中至少含有2個(gè)亮氨酸，3個(gè)異亮氨酸。

Mr(最低)==15900

0/山33x131?埴X100

M(最低)==15900

rV'2.48

3.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(pl1.0),在pH5.0；

(2)血清清蛋白(pI4.9),在pH6.0；

(3)a-脂蛋白(pl5.8),在pH5.0和pH9.0；

解答：(1)胃蛋白酶pl1.0〈環(huán)境pH5.0,帶負(fù)電荷，向正極移動(dòng)；

(2)血清清蛋白pl4.9〈環(huán)境pH6.0,帶負(fù)電荷，向正極移動(dòng)；

(3)a-脂蛋白pl5.8＞環(huán)境pH5.0,帶正電荷，向負(fù)極移動(dòng)；

a-脂蛋白pl5.8〈環(huán)境pH9.0,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？

解答：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)：①生物學(xué)活性消失；②理化性質(zhì)改變：溶解度下降，黏度增

加，紫外吸收增加，側(cè)鏈反應(yīng)增強(qiáng)，對(duì)酚的作用敏感，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?，破壞了蛋白質(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醉(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,異硫氨酸苯酯，丹磺酰氯，厥，

6mol/LHC1夕■筑基乙醇，水合苗三酮，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。

(2)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。若有二硫鍵存在時(shí)還需加什么試劑？

(4)在芳香族氨基酸殘基般基側(cè)水解肽鍵。

(5)在甲硫氨酸殘基竣基側(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)異硫氟酸苯酯；(2)丹黃酰氯；(3)W;/-筑基乙醇還原二硫鍵；(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-Ala和DNP-VaL

(4)濱化氟處理得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：111(2)推出N末端為Ala；由(3)推出Vai位于N端第四，Arg為第三，而

Thr為第二；溟化鼠裂解，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Vai。所以八肽為:Ala-Thr-Arg-Val-Val-Met-Leu-Pheo

7.?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(zhǎng)。

解答：180/3.6=50圈，50x0.54=27nm,該片段中含有50圈螺旋，其軸長(zhǎng)為27nm。

8.當(dāng)一種四肽與FDNB反應(yīng)后，用5.7mol/LHCl水解得到DNP-Val及其他3種氨基酸；

當(dāng)這四肽用胰蛋白酶水解時(shí)發(fā)現(xiàn)兩種碎片段；其中一片用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?級(jí)結(jié)構(gòu)是由哪幾種氨基酸組成的？

解答：(1)四肽與FDNB反應(yīng)后，用5.7mol/LHCl水解得到DNP-Val,證明N端為VaL

(2)UBH4還原后再水解，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)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VaLArg(Lys)以⑴、(2)、(3)

結(jié)果可知道四肽的順序：N—Vai—Arg(Lys)—Trp—Gly—Co

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，各自得到一

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。拆開二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。

3核酸

1.①電泳分離四種核甘酸時(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？②將四種核甘酸吸附于陰離子交換柱上時(shí);應(yīng)將溶液調(diào)到什么pH?

③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甘酸進(jìn)行洗脫分離，其洗脫

順序如何?為什么？

解答：①電泳分離4種核甘酸時(shí)應(yīng)取pH3.5的緩沖液，在該pH時(shí)，這4種單核甘酸

之間所帶負(fù)電荷差異較大，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；②應(yīng)取pH8.0,這樣可使核苜酸帶較多負(fù)電荷，利于吸附于陰離

子交換樹脂柱。雖然pH11.4時(shí)核甘酸帶有更多的負(fù)電荷，但pH過高對(duì)分離不利。③當(dāng)不

考慮樹脂的非極性吸附時(shí)，根據(jù)核甘酸負(fù)電荷的多少來決定洗脫速度，則洗脫順序?yàn)?/p>

CMP>AMP>GMP>UMP,但實(shí)際上核甘酸和聚苯乙烯陰離子交換樹脂之間存在著非極性

吸附，喋吟堿基的非極性吸附是喀呢堿基的3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>GMPo

2.為什么DNA不易被堿水解，而RNA容易被堿水解？

解答：因?yàn)镽NA的核糖上有2'-0H基，在堿作用下形成2，,3'-環(huán)磷酸酯，繼續(xù)水解產(chǎn)生

2'-核昔酸和3'-核昔酸。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.?個(gè)雙螺旋DNA分子中有一?條鏈的成分[A]=0.30,[G]=0.24,①請(qǐng)推測(cè)這--條

鏈上的[T]和[C]的情況。②互補(bǔ)鏈的[A],[G],[T]和[C]的情況。

解答：①[T]+[C]=1-0.30-0.24=0.46；②[T]=0.30,[C]=0.24,[A]+[G]=0.46?

4.對(duì)雙鏈DNA而言，①若一條鏈中(A+G)/(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？②若一條鏈中(A+T)/(G+0=0.7,則互補(bǔ)鏈中和整個(gè)

DNA分子中(A+T)/(G+C)分別等于多少？

解答：①設(shè)DNA的兩條鏈分別為a和。則：Aa=Tp,Ta=Ap,Ga=Cp,Ca=Gp,因

為：(Aa+GJ/(To+Co)=(Tp+Cp)/(Ap+Gp)=0.7,所以互補(bǔ)鏈中(Ap+G。)/(Tp+C(j)

=1/0.7=1.43；在整個(gè)DNA分子中，因?yàn)锳=T,G=C,所以，A+G=T+C,(A+G)

/(T+C)=1：②假設(shè)同(1),則Aa+T產(chǎn)Tp+Ap,Ga+Ca=Cp+Gp,所以，(A.+T”)/

(Ga+Ca)=(A[j+Tp)/(Gp+Cp)=0.7；在整個(gè)DNA分子中，(A&+T?+Ap+Tp)/(Ga+Ca+

Gp+Cp)=2(Aa+To)/2(Ga+Ca)=0.7

5.T7噬菌體DNA(雙鏈B-DNA)的相對(duì)分子質(zhì)量為2.5、1。7,計(jì)算DNA鏈的長(zhǎng)度(設(shè)核

甘酸對(duì)的平均相對(duì)分子質(zhì)量為640)。

解答：0.34x(2.5x1()7/640)=ux104nm=13|imo

6.如果人體有10"個(gè)細(xì)胞，每個(gè)體細(xì)胞的DNA含量為6.4x1()9個(gè)堿基對(duì)。試計(jì)算人

體DNA的總長(zhǎng)度是多少？是太陽一地球之間距離(2.2xKfkm)的多少倍？已知雙鏈DNA

每1000個(gè)核昔酸重1xio-18g,求人體DNA的總質(zhì)量。

解答：每個(gè)體細(xì)胞的DNA的總長(zhǎng)度為：6.4x109x0.34nm=2.176x109nm=2.176m,

人體內(nèi)所有體細(xì)胞的DNA的總長(zhǎng)度為：2.176mxl0i4=2.176xl0“km,這個(gè)長(zhǎng)度與太陽一地

球之間距離(2.2xl()9小)相比為：2.176x10“/2.2x1()9=99倍，每個(gè)核甘酸重1x10-|Sg/1000

=10'2lg,所以，總DNA6.4x1023xW21=6.4x102=640g?

7.有一個(gè)X噬菌體突變體的DNA長(zhǎng)度是15pm,而正常X噬菌體DNA的長(zhǎng)度為17pm,

計(jì)算突變體DNA中丟失掉多少堿基對(duì)？

解答：(17-15)x103/0.34=5.88x103bp

8.概述超螺旋DNA的生物學(xué)意義。

解答：①超螺旋DNA比松弛型DNA更緊密，使DNA分子的體積更小，得以包裝

在細(xì)胞內(nèi)；②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；③超螺旋有利于DNA的轉(zhuǎn)錄、復(fù)制及表達(dá)調(diào)控。

9.為什么自然界的超螺旋DNA多為負(fù)超螺旋？

解答：環(huán)狀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?/p>

將使分子能夠釋放山于自身旋轉(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?fù)洚悩?gòu)酶的操作實(shí)現(xiàn)。

10.真核生物基因組和原核生物基因組各有哪些特點(diǎn)？

解答：不同點(diǎn)：①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

一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)。②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。③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。④真核生物中為蛋白質(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。⑤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。⑥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，稱操

縱子，真核生物不存在操縱子。⑦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甘酸構(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：①控制蛋白質(zhì)合成；②作用于RNA轉(zhuǎn)錄后加工與修飾；

③參與細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)；④生物催化與其他細(xì)胞持家功能；⑤遺傳信息的加工；⑥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)化成單鏈的過程稱變性。引起DNA變性的因素很多，如高溫、超聲波、

強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、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：①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；②天然的線型DNA分子直徑與長(zhǎng)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；③在氯化鈉溶液中進(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；④DNA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)。⑤DNA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，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7m值的大??？

解答：影響7m的因素主要有：①G-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,

故G-C對(duì)相對(duì)含量愈高，％亦越高（圖3-29）o在0.15mol/LNaCl,0.015mol/L檸檬酸鈉溶

液（IxSSC）中，經(jīng)驗(yàn)公式為：（G+C）%=（%-69.3）,2.44。②溶液的離子強(qiáng)度。離子強(qiáng)

度較低的介質(zhì)中，%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。③溶液的pH。高pH下，堿基廣泛去質(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易脫嗯吟，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)。④變性劑。甲酰胺、尿素、甲醛

等可破壞氫鍵，妨礙堿堆積，使壇下降。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：①復(fù)性的溫度，復(fù)性時(shí)單鏈隨機(jī)碰撞，不能形成

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，7m-25℃是較合適的復(fù)性溫度。②

單鏈片段的濃度，單鏈片段濃度越高，隨機(jī)碰撞的頻率越高，復(fù)性速度越快。③單鏈片段

的長(zhǎng)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的核甘酸對(duì)數(shù)越多，復(fù)性的速度越慢，若以G為單鏈的初始濃度，￡為復(fù)性的時(shí)間，復(fù)

性達(dá)一半時(shí)的Gt值稱G3z,該數(shù)值越小，復(fù)性的速度越快。④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：在退火條件下，不同來源的DNA互補(bǔ)區(qū)形成雙鏈，或DNA單鏈和RNA單鏈的互

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(zhǎng)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)、基因定位、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。

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：①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分子大小僅差一

個(gè)核甘酸的DNA片段。②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，4種脫氧核甘三磷酸和若干種適量的無機(jī)離子。

如果在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)體系能在一種核甘酸處隨機(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

接讀出核甘酸的序列。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'-雙脫氧核甘三磷酸（ddNTP）,由于ddNTP的3'位無-0H,

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，則4個(gè)試管中新合成的鏈在凝膠的4個(gè)泳道電泳后，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甘酸的序列。采用T7測(cè)序酶時(shí)，一次

可讀出400多個(gè)核苜酸的序列。近年采用4種射波長(zhǎng)不同的熒光物質(zhì)分別標(biāo)記4種不同的雙

脫氧核甘酸，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

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

右核甘酸的序列，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)的幾卜個(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16SrRNA1542b的全序列測(cè)定，23srRNA2904b的全序列測(cè)定，噬菌體MS2RNA3

569b的全序列測(cè)定均已完成。

4糖類的結(jié)構(gòu)與功能

1.書寫a-D-毗喃葡萄糖，L-(-)葡萄糖，1-D-(+)叱喃葡萄糖的結(jié)構(gòu)式，并說明D、

L；+、-；&、4各符號(hào)代表的意義。

解答：書寫單糖的結(jié)構(gòu)常用D、L；d或(+)、/或㈠；a、夕表示。D-、L-是人為規(guī)

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(zhǎng)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。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，，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-夕-D-吠喃核糖，a-D-吠喃

果糖，D-甘油醛-3-磷酸，蔗糖，葡萄糖醛酸。

解答：略。

3.已知某雙糖能使本尼地(Benedict)試劑中的Ci?+氧化成Cu2O的磚紅色沉淀，用4-葡

糖糖背酶可將其水解為兩分子B-D-毗喃葡糖糖，將此雙糖甲基化后再水解將得到2,3,4,6-四

氧甲基-D-毗喃葡糖糖和1,2,3,6-四氧甲基-D-毗喃葡糖糖，試寫出此雙糖的名稱和結(jié)構(gòu)式。

解答:蔗糖雙糖能使本尼地(Benedict)試劑中的G?+氧化成Cu2O的磚紅色沉淀，說明該雙

糖具還原性，含有半縮醛羥基。用葡糖甘醐可將其水解為兩分子B-D-毗喃葡糖，說明

該雙糖是由B-糖苜鍵構(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-毗喃葡

糖糖和1,2,3,6-四氧甲基-DT此喃葡糖，糖基上只有自由羥基才能被甲基化，說明B-葡糖(1

-4)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)：

CH2OH(pHOfHOfHO

1

c=oH—C—OHH—C—NHCOCH3HO—C—H

1|

HO—HHO—C—HHO—C—HH—C—OH

H-C—OHH-C—OHHO—C-HH—C-OH

?

H-C—OHH—C—OHH—C—OHHO—C—H

CH2OHCH2OHCH2OHCH2OH

(A)(B)(C)(D)

(1)寫出其構(gòu)型(D或L)和名稱；(2)指出它們能否還原本尼地試劑；(3)指出哪些能發(fā)生

成昔反應(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

在左面的為L(zhǎng)構(gòu)型，羥基在右的為D構(gòu)型。A、B、C為D構(gòu)型，D為L(zhǎng)構(gòu)型。

(2)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)稱為糖甘，B,C,D

均能發(fā)生成昔反應(yīng)。

5.透明質(zhì)酸是細(xì)胞基質(zhì)的主要成分，是一種黏性的多糖，分子量可達(dá)100000,由兩單

糖衍生物的重復(fù)單位構(gòu)成，清指出該重復(fù)單位中兩組分的結(jié)構(gòu)名稱和糖背鍵的結(jié)構(gòu)類型。

解答：透明質(zhì)酸的兩個(gè)重復(fù)單位是由B-D—葡萄糖醛酸和肝乙酰氨基葡萄糖通過B

T,3糖背鍵連接而成。

6.纖維素和淀粉都是由1-4糖背鍵連接的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a-1,4糖昔鍵，也有a-1,6糖昔鍵，為多分支

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)糖昔鍵的糖鏈外,還有a

-(1,6)糖背鍵連接的分支處,每一分支平均約含20-30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(zhǎng)度有關(guān)。

當(dāng)鏈長(zhǎng)小于6個(gè)葡萄糖基時(shí)，不能形成?個(gè)螺旋圈，因而不能呈色。當(dāng)平均長(zhǎng)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

鏈淀粉相對(duì)分子質(zhì)量雖大，但分支單位的長(zhǎng)度只有20?30個(gè)葡萄糖基，故與碘反應(yīng)呈紫紅

色。纖維素雖然也是由DT此喃葡萄糖基構(gòu)成，但它是以B-(1,4)糖甘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一

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、糖背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：（1）纖維二糖含葡萄糖，B-H,4糖背鍵，有還原性。

（2）麥芽糖含葡萄糖，a-1,4糖昔鍵，有還原性。

（3）龍膽二糖含葡萄糖，3-1,6糖背鍵，有還原性。

（4）海藻糖含葡萄糖，a-H,1糖背鍵，無還原性。

（5）蔗糖含葡萄糖和果糖，a-1,2糖昔鍵，無還原性。

（6）乳糖含葡萄糖和半乳糖，a-1,4糖甘鍵，有還原性。

8.人的紅細(xì)胞質(zhì)膜上結(jié)合著?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。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一"

ex—1,3Fuc

X

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、B型、AB型、

0型）X位的糖基名稱。

解答：A型X位是小乙酰氨基-a-D-半乳糖；

B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）。一L—巖藻糖（2）。一D一半乳糖

（3）/V—乙酰氨基一a—D—葡萄糖（4）/V-乙酰氨基一。一D一半乳糖胺

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。

5脂類化合物和生物膜

1.簡(jiǎn)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(zhǎng)鏈一元竣酸，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。

（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。脂肪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、固靜等是構(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)（如菇類化合物和固醇等）

還具有重要生物活性，具有維生素、激素等生物功能。脂質(zhì)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(zhǎng)的煌鏈（“尾”）和一個(gè)末端段基（“頭”）

組成的竣酸。燒鏈以線性為主，分枝或環(huán)狀的為數(shù)甚少。根據(jù)蜂鏈?zhǔn)欠耧柡?，可將脂肪酸?/p>

為飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸。

（2）脂肪酸的性質(zhì)：

①脂肪酸的物理性質(zhì)取決于脂肪酸煌鏈的長(zhǎng)度和不飽和程度?；玩溤介L(zhǎng)，非極性越強(qiáng)，

溶解度也就越低。

②脂肪酸的熔點(diǎn)也受脂肪酸煌鏈的長(zhǎng)度和不飽和程度的影響。

③脂肪酸中的雙鍵極易被強(qiáng)氧化劑,如力。2、超氧陰離子自由基（°2）、羥自由基（QH）

等所氧化，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。

④脂肪酸鹽屬于極性脂質(zhì)，具有親水基（電離的竣基）和疏水基（長(zhǎng)的燃鏈），是典型

的兩親性化合物，屬于離子型去污劑。

⑤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

在體內(nèi)轉(zhuǎn)變而來。它們是前列腺素、血栓嗯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：

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，分子中甘油的兩個(gè)醉羥基

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、

絲氨酸等醉類衍生物)結(jié)合成酯。

(2)甘油磷脂的理化性質(zhì):

①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)基本特征之一

②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、醇(X—0H)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.酷解作用：甘油磷脂可被各種磷脂前(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。鞘磷脂由鞘氨醉、脂肪酸和磷脂酰膽堿(少數(shù)磷脂酰乙醇胺)組成。

II.糖脂是指糖基通過其半縮醛羥基以糖普鍵與脂質(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普化合物。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。

①中性鞘糖脂：又稱腦甘脂，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)以糖背鍵結(jié)合而成，不含唾液酸成分。中性鞘糖脂?般為白色粉狀物，不溶于水、

乙醛，溶于熱乙醉、熱丙酮、毗咤及苯等，性質(zhì)穩(wěn)定，不被皂化。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)。

②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)甘脂，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昔鍵連接

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

糖脂。它可能在神經(jīng)髓鞘形成中起作用。

III.固靜類也稱俗類，所有固醉類化合物都是以環(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。兩型。

膽固醇(也稱膽脩醇)是?種重要的幽醇類物質(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.生物膜山哪些脂質(zhì)化合物組成的？各有何理化性質(zhì)？

解答：組成生物膜的脂質(zhì)主要包括磷脂、固醇及糖脂。

（1）磷脂：

①甘油磷脂，是生物膜的主要成分。是由sn-甘油-3-磷酸分子中甘油的兩個(gè)噂羥基與脂

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、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（X—0H）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：甘油磷

脂可被各種磷脂酚（PLA）專一水解。

②鞘磷脂（SM）：鞘磷脂山鞘氨醇、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，不溶于丙酮和乙酸，而溶于熱乙醉中，具兩性解離性質(zhì)。

（2）固醇：高等植物的固醇主要為谷密醇和豆粕醇。動(dòng)物細(xì)胞膜的固醇最多的是膽固

醇。膽固醇分子的?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148.5C,高度真空條件下能

被蒸儲(chǔ)。膽固醇不溶于水，易溶于乙醛、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。

化學(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、浪、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苗結(jié)合而沉淀，這一特性可以用于膽固醇的定量測(cè)定。膽固醇的氯仿溶

液與醋酸酊和濃硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生藍(lán)綠色（Liebermann-Burchard反應(yīng)）。

（3）糖脂：是指糖基通過其半縮醛羥基以糖昔鍵與脂質(zhì)連接的化合物。鞘糖脂和甘油

糖脂是膜脂的主要成分。

①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、乙醛.溶于熱乙醇、熱丙酮、毗咤及苯等，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)甘脂，不溶于乙酸、丙酮，微溶于乙醇，易溶于氯仿和乙醇的混合液。

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料鍵連

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

油糖脂。在哺乳動(dòng)物組織中也檢測(cè)出了半乳糖基甘油酯，可能在神經(jīng)髓鞘形成中起作用。

5.何為必需脂肪酸？哺乳動(dòng)物體內(nèi)所需的必需脂肪酸都有哪些？

解答：哺乳動(dòng)物體內(nèi)能夠自身合成飽和及單不飽和脂肪酸，但不能合成機(jī)體必需的亞油

酸、亞麻酸和花生四烯酸等多不飽和脂肪酸。我們將這些機(jī)體生長(zhǎng)必需的而自身不能合成，

必須由膳食提供的脂肪酸稱為必需脂肪酸。

6.何為生物膜？主要組成是什么？各有何作用？

解答：任何細(xì)胞都以一層薄膜將其內(nèi)容物與環(huán)境分開，這層薄膜稱為細(xì)胞的質(zhì)膜。此外

大多數(shù)細(xì)胞中還有許多內(nèi)膜系統(tǒng)，它們組成具有各種特定功能的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)和細(xì)胞器如細(xì)胞

核、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體、高爾基體、過氧化能體等，在植物細(xì)胞中還有葉綠體。所有

這些膜雖然組分和功能不同，但在電鏡下卻表現(xiàn)出大體相同的形態(tài)、厚度6?9nm的3片層

結(jié)構(gòu)。這樣細(xì)胞的外周膜和內(nèi)膜系統(tǒng)稱為“生物膜”。

（1）膜脂：其中磷脂、糖脂、固醇等脂質(zhì)物質(zhì)都屬于兩性分子。當(dāng)磷脂分散于水相時(shí),

分子的疏水尾部?jī)A向于聚集在一起，避開水相，而親水頭部暴露在水相，形成具有雙分子層

結(jié)構(gòu)的封閉囊泡，通稱為脂質(zhì)體。脂質(zhì)體的形成將細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境分開。膜脂不但是構(gòu)成生物

膜的重要物質(zhì)。而且與細(xì)胞識(shí)別、種的特異性、組織免疫性等有密切的關(guān)系。

（2）膜蛋白：對(duì)物質(zhì)代謝（酶蛋白）、物質(zhì)傳送、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、信息的接受與傳遞、支持

與保護(hù)均有重要意義。

7.一些藥物必須在進(jìn)入活細(xì)胞后才能發(fā)揮藥效，但它們中大多是帶電荷或有極性的，

因此不能靠被動(dòng)擴(kuò)散跨膜。人們發(fā)現(xiàn)利用脂質(zhì)體運(yùn)輸某些藥物進(jìn)入細(xì)胞是很有效的辦法，試

解釋脂質(zhì)體是如何發(fā)揮作用的。

解答：脂質(zhì)體是脂雙層膜組成的封閉的、內(nèi)部有空間的囊泡。離子和極性水溶性分子（包括

許多藥物）被包裹在脂質(zhì)體的水溶性的內(nèi)部空間，負(fù)載有藥物的脂質(zhì)體可以通過血液運(yùn)輸，

然后與細(xì)胞的質(zhì)膜相融合將藥物釋放入細(xì)胞內(nèi)部。

6酶

i.作為生物催化劑，酶最重要的特點(diǎn)是什么？

解答：作為生物催化劑，酶最重要的特點(diǎn)是具有很高的催化效率以及高度專一性。

2.酶分為哪幾大類？每一大類酶催化的化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)是什么？請(qǐng)指出以下幾種酶分

別屬于哪一大類酶：

①磷酸葡糖異構(gòu)酶(phosphoglucoseisomerase)

②堿性磷酸酶(alkalinephosphatase)

③肌酸激酶(creatinekinase)

④甘油醛一3一磷酸脫氫酶(glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase)

⑤琥珀酰一CoA合成酶(succinyl-CoAsynthetase)

⑥檸檬酸合能(citratesynthase)

?葡萄糖氧化酶(glucoseoxidase)

⑧谷丙轉(zhuǎn)氨酶(glutamic-pyruvictransaminase)

⑨蔗糖酶(invertase)

⑩T4RNA連接酶(T4RNAligase)

解答：前兩個(gè)問題參考本章第3節(jié)內(nèi)容。

①異構(gòu)酶類；

②水解酶類；

③轉(zhuǎn)移酶類；

④氧化還原能類中的脫氫醐；

⑤合成酶類；

⑥裂合酶類；

⑦氧化還原酶類中的氧化酶；

⑧轉(zhuǎn)移酶類；

⑨水解酶類；

⑩合成酶類(又稱連接酶類)。

3.什么是誘導(dǎo)契合學(xué)說，該學(xué)說如何解釋酶的專一性？

解答：“誘導(dǎo)契合”學(xué)說認(rèn)為酶分子的結(jié)構(gòu)并非與底物分子正好互補(bǔ)，而是具有一定的柔

性，當(dāng)酶分子與底物分子靠近時(shí)，前受底物分子誘導(dǎo)，其構(gòu)象發(fā)生有利于與底物結(jié)合的變化,

酶與底物在此基礎(chǔ)上互補(bǔ)契合進(jìn)行反應(yīng)。根據(jù)誘導(dǎo)契合學(xué)說，經(jīng)過誘導(dǎo)之后，酶與底物在結(jié)

構(gòu)上的互補(bǔ)性是酶催化底物反應(yīng)的前提條件，酶只能與對(duì)應(yīng)的化合物契合，從而排斥了那些

形狀、大小等不適合的化合物，因此酶對(duì)底物具有嚴(yán)格的選擇性，即酶具有高度專一性。

4.闡述酶活性部位的概念、組成與特點(diǎn)。

解答：參考本章第5節(jié)內(nèi)容。

5.經(jīng)過多年的探索，你終于從一噬熱菌中純化得到一種蛋白水解酶，可用作洗衣粉的

添加劑。接下來，你用定點(diǎn)誘變的方法研究了組成該酶的某些氨基酸殘基對(duì)酶活性的影響作

用：

（1）你將第65位的精氨酸突變?yōu)楣劝彼?，發(fā)現(xiàn)該酶的底物專一性發(fā)生了較大的改變，

試解釋原因；

（2）你將第108位的絲氨酸突變?yōu)楸彼幔l(fā)現(xiàn)醐活力完全失去，試解釋原因；

（3）你認(rèn)為第65位的精氨酸與第108位的絲氨酸在酶的空間結(jié)構(gòu)中是否相互靠近，為

什么？

解答：（1）第65位的氨基酸殘基可能位于醐活性部位中的底物結(jié)合部位，對(duì)前的專一

性有較大影響，當(dāng)該氨基酸殘基山精氨酸突變?yōu)楣劝彼岷?，其帶電性質(zhì)發(fā)生了改變，不再具

有與原底物之間的互補(bǔ)性，導(dǎo)致酶的專一性發(fā)生改變。

（2）第108位的絲氨酸殘基應(yīng)位于酶活性部位的催化部位，是決定酶是否有活力的關(guān)

鍵氨基酸，通常它通過側(cè)鏈上的羥基起到共價(jià)催化的功能，當(dāng)該殘基突變?yōu)楸彼岷?，?cè)鏈

羥基被氫取代，不能再起原有的共價(jià)催化作用，因此酶活力完全失去。

（3）第65位的精氨酸與第108位的絲氨酸在醐的空間結(jié)構(gòu)中應(yīng)相互靠近，因?yàn)檫@兩個(gè)

氨基酸殘基都位于酶的活性部位，根據(jù)酶活性部位的特點(diǎn)，參與組成酶活性部位的氨基酸殘

基在前的空間結(jié)構(gòu)中是相互靠近的。

6.醐具有高催化效率的分子機(jī)理是什么？

解答：酶具有高催化效率的分子機(jī)理是：酶分子的活性部位結(jié)合底物形成酶一底物復(fù)合

物，在酶的幫助作用下（包括共價(jià)作用與非共價(jià)作用），底物進(jìn)入特定的過渡態(tài)，由于形成

此過渡態(tài)所需要的活化能遠(yuǎn)小于非酶促反應(yīng)所需要的活化能，因而反應(yīng)能夠順利進(jìn)行，形成

產(chǎn)物并釋放出游離的酶，使其能夠參與其余底物的反應(yīng)。

7.利用底物形變和誘導(dǎo)契合的原理，解釋酶催化底物反應(yīng)時(shí)，酶與底物的相互作用。

解答：當(dāng)前與底物互相接近時(shí)，在底物的誘導(dǎo)作用下，前的構(gòu)象發(fā)生有利于底物結(jié)合的

變化，與此同時(shí)，酶中某些基團(tuán)或離子可以使底物分子中圍繞其敏感鍵發(fā)生形變。酶與底物

同時(shí)發(fā)生變化的結(jié)果是酶與底物形成?個(gè)互相契合的復(fù)合物，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成過渡態(tài)形式，

在過渡態(tài)形式中，酶活性部位的構(gòu)象與底物過渡態(tài)構(gòu)象十分吻合，從而降低活化能，增加底

物的反應(yīng)速率。

8.簡(jiǎn)述酶促反應(yīng)酸堿催化與共價(jià)催化的分子機(jī)理。

解答：在酶促反應(yīng)酸堿催化中，酶活性部位的一些功能基團(tuán)可以作為廣義酸給出質(zhì)子（例

如谷氨酸殘基不帶電荷的側(cè)鏈竣基、賴氨酸殘基帶正電荷的側(cè)鏈氨基等），底物結(jié)合質(zhì)子，

形成特定的過渡態(tài)，由于形成該過渡態(tài)所需活化能相比于非酶促反應(yīng)更低，因此反應(yīng)速率加

快；另外一些功能基用可以作為廣義堿從底物接受質(zhì)子（例如谷氨酸殘基帶負(fù)電荷的側(cè)鏈竣

基、賴氨酸殘基不帶電荷的側(cè)鏈氨基等），底物失去質(zhì)子后，形成過渡態(tài)所需的活化能比非

酶促反應(yīng)低，因此反應(yīng)速率加快。

在酶促反應(yīng)共價(jià)催化中，醐活性部位的?些功能基團(tuán)作為親核試劑作用于底物的缺電子

中心，或者作為親電試劑作用于底物的負(fù)電中心，導(dǎo)致酶一底物共價(jià)復(fù)合物的形成，該共價(jià)

復(fù)合物隨后被第二種底物（在水解反應(yīng)中通常是水分子）攻擊，形成產(chǎn)物與游離酶。由于該

共價(jià)復(fù)合物形成與分解的反應(yīng)所需活化能均比非酶促反應(yīng)低，因此反應(yīng)速率被加快。

9.解釋中間絡(luò)合物學(xué)說和穩(wěn)態(tài)理論，并推導(dǎo)修正后的米氏方程。

解答：參考本章第6節(jié)內(nèi)容。

10.乙醇脫氫酶催化如下反應(yīng)：

乙醇+NAD+乙醛+NADH+H+

（1）已知反應(yīng)體系中NADH在340nm有吸收峰，其他物質(zhì)