生物化学白皮书(4)

遗传密码作用：①体现编码氨基酸信息的密码：61个（ 起始密码，AUG），以碱基配对的方式识别tRNA中的反遗传密码； ②不体现氨基酸信息的密码：3个（UAA、UAG、UGA）。 遗传密码特点*： ①方向性、②连续性、③简并性、④通用性、⑤摆动性。

（2）tRNA：由3′-CCA以酯键结合氨基酸，并通过不稳定性配对识别遗传密码，使氨基酸按mRNA信息指导“对号入坐”。

（3）rRNA：与多种蛋白质构成核糖体RNA，作为合成多肽链的场所。 小亚基中16srRNA与5′mRNA SD序列 （AUG附近）结合 ；

大亚基的P位（给位）在起始阶段进入起始氨基酰tRNA；延长阶段由肽酰tRNA占据，A位（受位）接受新的氨基酰tRNA，大亚基在延长阶段有转肽酶作用，能将P位（给位）进入起始氨基酰tRNA或肽酰tRNA中的氨基酰基或肽酰基与A位（受位）接受新的氨基酰tRNA形成肽键，使肽链延长；大亚基在终止阶段有水解酶作用，水解肽酰tRNA中多肽链。 大亚基的E位（exit site 排出位）：排出空载tRNA。

2.反密码3＇CGI5＇与密码5＇—3＇的碱基怎样进行不稳定的配对？

答：按从5＇→3＇的阅读规则，反密码第一位I可与密码第三位U、C、A 配对，所以3＇CGI5＇可与密码5＇GCU3＇、5＇GCC3＇、5＇GCA3＇配对。 3.简述蛋白质的生物合成的过程,蛋白因子（原核）的作用？ 答：（1）肽链合成起始：小亚基的16srRNA与5′mRNA SD序列结合后，起始氨基酰-tRNA与mRNA起始AUG密码配对再与大亚基结合，而形成翻译起始复合物的过程。

（2）肽链的延长：根据mRNA密码序列的指导，依次添加氨基酸从N 端向C端延伸肽链，直到合成终止的过程。每次循环分进位、成肽和转位三步。

（3）肽链合成的终止：当核蛋白体A位出现mRNA的终止密码后，多肽链合成停止，肽链从肽酰-tRNA中释出，mRNA、核蛋白体大、小亚基等分离的过程。 答：

原核生物蛋白因子作用 起始因子 生物功能

IF-1

占据A位防止结合其他tRNA IF-2

促进起始tRNA与小亚基结合

IF-3

促进大小亚基分离，提高P位对结合起始tRNA敏感性 延长因子

EF-Tu

促进氨基酰-tRNA进入A位，结合分离GTP EF-Ts

调节亚基

EFG

有转位酶活性，促进mRNA-肽酰-tRNA由A位EF-2 前移到P位，促进卸载tRNA释放 释放因子

RF-1

特异识别A 位中的UAA、UAG终止密码，诱导转肽酶改变为酯酶活性 RF-2

特异识别A 位中的UAA、UGA终止密码，同上。 RF-3

有GTP酶活性，能介导RF-1、RF-2与核蛋白体作用。

4.蛋白质生物合成中大亚基有哪些酶作用？ 答: 转肽酶和水解酶的功能。

一.名词解释

1.基因表达：基因转录和翻译的过程，其产物为RNA或蛋白质。

2.管家基因：在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达的基因表达量恒定，不受环境因素影响。 3.启动子： 是操纵子调控序列中RNA聚合酶结合模板DNA的部位，也是控制转录的关键部位。 4.增强子： 指远离转录起始点、决定基因的时间、空间特异性、增强启动子转录活性的DNA序列。 5.操纵子： 转录是不连续分区段进行的，每一转录区段可视为一个转录单位，称为操纵子。它包括若干个结构基因及其上游的调控序列。 6.反义RNA：含有与特定mRNA翻译起始部位互补的序列,通过与mRNA杂交阻断30S小亚基对起始密码子的识别及与SD序列的结合，抑制翻译起始。 二.问答题

1.基因表达的方式，基因转录激活调节基本要素分别有哪些？ 答：方式： 基本表达；诱导和阻遏。

基本要素： 特异DNA序列；调节蛋白；RNA聚合酶。

2.增强子的特点有哪些？ 答：（1）由若干功能组件-----是特异性转录因子结合DNA的核心序列；

（2）其作用与启动子相互依赖，但对启动子无严格专一性，无增强子存在启动子通常不表现活性，无启动子时增强子也无法发挥作用，同一增强子可影响不同的启动子甚至原核启动子； （3）作用无方向性、特异性；

（4）对启动子远距离发挥影响，且必须先被蛋白质因子结合后，才发挥增强转录子作用。 3.转录调节因子的结构与模体种类？

答：结构：DNA结合域、转录激活域，有的还含有蛋白质-蛋白质结合域（常见的是二聚化结构域）。 答：种类：α-螺旋-转角- α-螺旋、亮氨酸拉链、锌指结构等。

4.解释乳糖操纵子调节机制，原核生物启动子元件有哪些保守序列？其碱基序列组成？该类序列起何作用？

答：乳糖操纵子调节机制：阻遏蛋白的负性调节、CAP的正性调节、协调调节 （1）阻遏蛋白的负性调节

①条件：单纯乳糖不存在——负性调节：结构基因表达抑制

阻遏蛋白+O基因→抑制位于P基因上的RNA聚合酶向结构基因方向移动。 ②条件：单纯乳糖存在——解除负性调节：结构基因表达

阻遏蛋白+别乳糖→复合物→阻遏蛋白失活，离开O基因→位于P基因上的RNA聚合酶向结构基因方向移动→结构基因表达，产生能利用乳糖的酶。 （2）CAP的正性调节

条件：单纯乳糖存在——正性调节：结构基因表达

CAP（分解代谢物基因激活蛋白）+cAMP→复合物→激活P基因上的RNA聚合酶向结构基因方向移动→结构基因表达，产生能利用乳糖的酶。 （3）协调调节

①阻遏蛋白存在，CAP对系统不发挥作用

②无CAP：无阻遏蛋白与操纵序列结合，操纵序列仍无转录活性

③单纯乳糖存在（无葡萄糖），细菌用乳糖作碳源：乳糖诱导下，通过前述过程启动乳糖操纵子转录，合成三种利用乳糖的酶。

④有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共存，细菌首先利用葡萄糖

当lac阻遏蛋白封闭转录时，CAP对该系统不能发挥作用；但如果没有CAP存在来加强转录活性，即使阻遏蛋白从操纵序列上解聚仍无转录活性。 答：

原核生物启动子元件的保守序列 碱基序列组成 -10区——TATA盒 TATAAT -35区

TTGACA

答：作用：共有序列决定启动序列的转录活性大小。 一.名词解释

1. DNA克隆： 应用酶学的方法，在体外将各种来源的遗传物质——同源的或异源的、原核的或真核的、天然的或人工的DNA与载体DNA结合成一具有自我复制能力的DNA分子——复制子，继而通过转化或转染宿主细胞、筛选出含有目的基因的转化细胞，再进行扩增、提取获得大量同一DNA分子，即DNA克隆，又称基因克隆、重组DNA或基因工程。

2.同源重组： 发生在同源序列间的重组称为同源重组，又称基本重组。同源重组的发生依赖两分子之间序列的相同或类似性。如果通过转化或转导获得的外源DNA与宿主DNA同源，那么外源DNA就可以通过同源重组方式整合进宿主染色体。

3.目的基因： 感兴趣的基因或DNA序列就是目的基因，又称目的DNA。目的DNA有两种类型，即cDNA和基因组DNA。

4.回文结构： 大部分Ⅱ类限制性核酸内切酶，识别位点的核苷酸序列呈二元旋转对称，通常称这种特殊的结构顺序为回文结构。 二.问答题

1.试述自然界基因重组的方式。

答：基因重组包括同源重组、特异位点重组和转座重组等类型。

（1）同源重组： 作为最基本的DNA重组方式，同源重组是指发生在同源序列间的重组，它通过链的断裂和再连接，在两个DNA分子同源序列间进行单链或双链片段的交换。又称基本重组。

（2）特异位点重组：是指由整合酶催化，在两个DNA序列的特异位点间发生的整合。

（3）转座重组： 大多数基因在基因组内的位置是固定的，有些基因可以从一个位置移动到另一位置，这种由插入序列和转座子介导的基因移位或重排，称为转座。

典型的插入序列是长750-1500bp的DNA片段，由两个分离的反向重复序列和一个转座酶基因。当转座酶基因表达时，即可引起该序列的转座。

转座子是可从一个染色体位点转移到另一个位点的分散的重复序列，含两个反向重复序列、一个转座酶基因和其他基因（如抗生素抗性基因）。

2.2.II型限制性内切酶切割双链DNA产生哪几种切口？

答：II型限制性内切酶切割双链DNA，能够产生粘性末端和平头末端。

3.4.基因工程载体所具备的条件和常见载体有哪些？

答：基因工程载体所具备的条件有四: ①能自主复制； ②具有两个以上的遗传标记物，便于重组体的筛选和鉴定； ③有多克隆位点（外源DNA插入点），具有多个单一酶切位点，称多克隆位点； ④分子量小，以容纳较大的外源DNA。

答：常见载体有质粒DNA、噬菌体DNA和病毒DNA。

4.试述目的基因的主要来源。 答：（1）化学合成法：如果已知某种基因的核苷酸序列，或根据某种基因产物的氨基酸序列推导出为该多肽链编码的核苷酸序列，可以利用DNA合成仪通过化学合成法合成目的基因。

（2）基因组DNA文库：从生物组织细胞提取出全部DNA，用物理方法（超声波、搅拌剪力等）或酶法（限制性核酸内切酶的不完全酶解）将DNA降解成预期大小的片段，即我们感兴趣的基因片段。将它们与适当的克隆载体拼接成重组DNA分子，继而转入受菌体扩增，使每个细菌内都携带一种重组DNA分子的多个拷贝。不同细菌所包含的重组DNA分子内可能存在不同的染色体DNA片段，这样生长的全部细菌所携带的各种染色体片段就代表了整个基因组。存在于转化细菌内、由克隆载体所携带的所有基因组DNA

的集合称基因组DNA文库。

（3）cDNA文库：以m RNA为模板，经反转录酶催化合成与m RNA互补的DNA，再复制成双链cDNA片段，与适当载体连接后转入受菌体，即获得cDNA文库。 （4）聚合酶链反应（PCR）：是一种在体外利用酶促反应获得特异序列的基因组DNA或cDNA的专门技术。

6.转化菌鉴定的有哪些方法？

答：转化菌鉴定有两种方法，即直接选择法和非直接选择法。

⑴直接选择法：针对载体携带某种或某些标志基因和目的基因而设计的筛选方法。

①抗药性标志选择：如果克隆载体携带有某种抗药性标志基因，如ampr﹑tetr或加kanr,转化后只有含这种抗药基因的转化子细菌才能在含该抗生素的培养板上生存并形成菌落，这样就可将转化菌与非转化菌区别开来。

②标志补救： 若克隆的基因能够在宿主菌表达，且表达产物与宿主菌的营养缺陷互补，那么就可以利用营养突变菌株进行筛选。

③分子杂交法：这是利用32p标记的探针与转移至硝酸纤维素膜上的转化子DNA或克隆的DNA片段进行分子杂交，直接选择并鉴定目的基因。包括原位杂交和Southern印迹。

⑵免疫学方法：如果克隆基因的蛋白质产物是已知的，可利用特异抗体与目的基因表达产物相互作用进行筛选，因此属非直接选择法。可分为免疫化学方法和酶免检测分析。

一.名词解释

1.G蛋白： 即鸟苷酸结合蛋白。是一类位于细胞膜胞浆面,能与GDP或GDP结合的外周蛋白，由α、β、γ三个亚基组成。

2.第二信使： 激素与受体结合后，靶细胞内由膜外激素信号转导的某些小分子化合物，如 cAMP、cGMP、 Ca2+、IP3等。第二信使在激素作用中起信息传递和放大作用。

3.钙调蛋白（CaM）： 由一条多肽链组成，有4个Ca2+结合位点，当胞浆Ca2+增高，Ca2+与CaM结合，其构象发生改变而活化，激活Ca2+-CaM激酶。

4.受体（recepter）：受体是细胞膜上或细胞内能识别生物活性分子并与之结合的成分，它能把识别和接受的信号正确无误地放大并传递到细胞内部，进而引起生物学效应。

5.cAMP依赖性蛋白激酶：是一种由两个催化亚基（C）和两个调节亚基（R）组成的四聚体。每个R上有两个cAMP结合位点，当cAMP与R结合后，R脱落，游离的C能使底物蛋白特定的Ser／Thr残基磷酸化。因其活性受cAMP调控，故称cAMP依赖性蛋白激酶。

二.问答题

1.受体作用特点有哪些？ 答：（1）高度专一性（2）高度亲和力（3）可饱和性（4）可逆性（5）特定的作用模式 2第二信使有哪些?

答：有Ca2+ ,cAMP, cGMP, DAG ,IP3,花生四烯醇等等

3根据所学知识说明G蛋白是如何调控细胞膜上腺苷酸环化酶活性的。

答：很多激素或递质的受体通过调节细胞膜上腺苷酸环化酶（AC）活性产生效应。有两类G蛋白介导激素、受体等对AC的作用。一类是介导激活AC作用的Gs，另一类是介导抑制AC作用的Gi。当激动剂（HS）与相应的激动型受体（Rs）结合后，原来与Rs偶联以三聚体形式存在，且与GDP结合的无活性的Gs蛋白释放GDP，在Mg2+存在的情况下，GTP与GS结合，进而整个复合体解离成对比亲和力低下的受体，βγ复合体和αs-GTP亚单位三个部分，αs-GTP即可激活AC。由于αs本身就有GTP酶活性，αs－GTP被水解成αs－GDP，后者再与β、γ形成无活性的 Gs三聚体。 AC抑制剂（Hi）与相应的抑制型受体（Ri）结合，历经同样的过程，由 Gi介导对 AC的抑制。此外，两类 G蛋白在调控过程中产生的βγ复合体可与彼此的活性亚单位结合使之灭活，可以协调两类G蛋白对AC的作用

4机体以何种方式激活蛋白激酶A和磷酸化酶b激酶？说明两种激酶激活方式的主要区别

答：（1）以别构调节方式激活PKA，cAMP为别构激活剂；以化学修饰方式激活磷酸化酶b激酶，由PKA催化其特定Ser／Thr残基的磷酸化。（2）两种调节方式的主要区别①影响因素：别构调节通过胞内别构效

应剂浓度变化影响酶活性；而化学修饰调节则通过另一种酶的作用引起被调节酶的共价修饰影响其活性。②酶结构改变：别构调节中别构效应剂通过非共价键与酶的调节亚基或调节部位可逆结合，引起酶分子构象改变，常表现为别构酶亚基的解聚或聚合；而化学修饰时酶蛋白的某些基团在其他酶的催化下发生了共价键的变化。③特点及生理意义：别构调节动力学特征为S型曲线，在反馈调节中可防止产物堆积和能源浪费；化学修饰调节耗能少，作用快，有放大效应。

5膜受体介导的信息传递有哪些主要途径？下列各组信息物质主要通过其中哪种途径传递信息？ ①肾上腺素、胰高血糖素、促肾上腺皮质激素

②去甲肾上腺素、促甲状腺激素释放激素、抗利尿缴素 ③心钠素、一氧化氮

④生长素、胰岛素、干扰素

答：（l）cAMP一蛋白激酶途径：第①组信息物质通过该途径传递信息。

（2）Ca2+磷脂依赖性蛋白激酶途径：第②组信息物质通过该途径传递信息。 （3）Ca2+-CaM激酶途径。第②组信息物质通过该途径传递信息。

（4）cGMP-蛋白激酶途径；第③组信息物质通过该途径传递信息。 （4）受体型TPK－Ras一MAPK途径。（5）JAKs－STAT途径；第④组信息物质通过该途径传递信息。 一.问答题

1.血浆蛋白的功能有哪些?

答: （1）维持血浆胶体渗透压；（2）维持血浆正常的pH；（3）运输作用；（4）免疫作用；（5）催化作用；（6）营养作用；（7）凝血,抗凝血和纤溶作用。 2.在成熟红细胞内糖酵解，2,3-二磷酸甘油酸旁路,磷酸戊糖途径的生理意义是什么?

答: 其糖酵解生理意义：提供ATP。 ATP的功能： ①维持红细胞膜上钠泵的转运； ②维持红细胞膜上钙泵的转运； ③维持红细胞膜上脂质与血浆蛋白中脂质进行交换； ④少量ATP用于谷胱甘肽,NAD的生物合成； ⑤ATP用于葡萄糖的活化,启动糖酵解过程。

答: 2,3-二磷酸甘油酸旁路生理意义： 2,3-BPG的功能,降低血红蛋白与O2的亲和力,有利于红细胞在氧分压低时释放氧。

答: 其酸戊糖途径生理意义：提供NADH和NADPH。

NADH和NADPH的功能：①对抗氧化剂，保护细胞膜蛋白，血红蛋白和酶蛋白等的不被氧化，从而维持红细胞的正常功能；②能维持细胞还原型谷胱甘肽的含量，使红细胞免遭外源性和内源性氧化剂的损害；③催化MHB还原为HB。

3.血红素合成的原料，关键酶分别是什么？ 答：合成原料: 甘氨酸，琥珀酰辅酶A，Fe2+ 关键酶: ALA合酶

一.名词解释

1.生物转化作用: 指肝脏将非营养性物质进行转化,改变其极性,使其易于随胆汁或尿排出体内的过程。 二.问答题

1.肝脏能特异性产生哪些物质?肝硬化时血浆哪些物质会有何变化?

答： 特异性合成尿素、酮体、25-OH-VD3、血浆清蛋白、凝血因子、血浆功能酶、胆汁酸。

肝硬化时,血浆总蛋白降低,A/G<1,倒置;水肿,腹水;凝血因子减少有出血倾向。激素灭活功能降低,体内的雌激素,醛固酮,抗利尿激素等水平升高。 2.肝脏在激素代谢中的作用是什么？ 答：灭活

3.胆汁酸由什么化合物转变产生?初级,游离,结合胆汁酸有哪些?初级胆汁酸生理功能是什么? 答：（1）胆汁酸合成的原料为胆固醇。

（2）初级结合胆汁酸有胆酸,鹅脱氧胆酸与甘氨酸和牛磺酸的结合产物即甘氨胆酸,牛磺胆酸,甘氨鹅脱氧胆酸和牛磺鹅脱氧胆酸；初级游离胆汁酸包括胆酸,鹅脱氧胆酸。

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