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2021年西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室834生物化学考研核心题库之论述题精编

特别说明

本书根据历年考研大纲要求并结合历年考研真题对该题型进行了整理编写,涵盖了这一考研科目该题型常考试题及重点试题并给出了参考答案,针对性强,考研复习首选资料。

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1.简述核酶的含义及其在医学发展中的作用。

【答案】美国科学家Cech于1982年在研究原生动物四膜虫的RNA前体加工成熟时发现具有催化作用的RNA,被称为核酶。核酶的发现一方面推动了对生命活动多样性的理解,另一方面在医学上有其特殊的用途。锤头核酶结构的发现促使人们设计并合成出许多种核酶,用以剪切破坏一些有害基因转录出的mRNA或其前体、病毒RNA,现已被试用于治疗肿瘤、病毒性疾病和基因治疗研究。

2.磷酸果糖激酶活性受哪些因素的影响?有何生理意义?

【答案】磷酸果糖激酶是糖酵解途径中最重要的限速酶,其催化活性的改变直接影响着糖的分解代谢速率和细胞内能量供应状态。该酶受到多种代谢物的变构调节:2,二磷酸果糖、ADP、AMP等为其变构激活剂;柠檬酸、长链脂肪酸、ATP等为其变构抑制剂。在这些代谢物的共同调节下,机体可根据能量需求状况调整糖的分解代谢速率,以适应机体的生理需要。当细胞内能量不足时,A TP减少,AMP、ADP增多,则磷酸果糖激酶被激活,糖分解速率加快,使ATP生成增加。反之,当细胞内能量供应过剩时,则该酶活性被抑制,糖分解减慢,ATP生成减少,避免了能量不必要的浪费。当饥饿时,脂肪动员增强,长链脂肪酸和柠檬酸均抑制该酶活性,使糖的分解减少,避免血糖浓度的进一步降低。

3.为什么脂肪酸合成中的缩合反应是丙二酸单酰辅酶A,而不是两个乙酰辅酶A?

【答案】这是因为羧化反应利用A TP供给能量,能量贮存在丙二酸单酰辅酶A中,当缩合反应发生时,丙二酸单酰辅酶A脱羧放出大量的能供给二碳片段与乙酰CoA缩合所需的能量,反应过程中自由能降低,使丙二酸单酰辅酶A与乙酰辅酶A的缩合反应比两个乙酰辅酶A分子缩合更容易进行。

4.动物体内脂肪酸代谢调控如何进行?

【答案】(1)脂肪酸氧化的主要调控酶是肉碱脂酰转移酶Ⅰ,脂肪酸合成的主要调控酶是乙酰CoA羧化酶。

(2)脂肪酸代谢的主要调节物是胰岛素,脂解的速率对胰岛素的水平非常敏感,胰岛素可促进环腺苷酸的水解,抑制甘油三酯的降解,抑制脂肪酸的氧化,同时也促进乙酰CoA羧化酶的活性,促进脂肪酸的合成。

(3)肾上腺素等脂解激素可促进环腺苷酸的生成,促进甘油三酯的降解,抑制脂肪酸的合成。

(4)丙二酸单酰CoA抑制肉碱脂酰转移酶Ⅰ和活性。

(5)柠檬酸是乙酰CoA羧化酶的激活剂,脂酰CoA是该酶的抑制剂。

5.应用竞争性抑制的原理阐明某些药物的作用机理。

【答案】如磺胺类药物和磺胺增效剂便是通过竞争性抑制作用抑制细菌生长的。对磺胺类药物敏感的细菌在生长繁殖时不能利用环境中的叶酸,而是在细菌体内二氢叶酸合成酶的作用下,利用对氨苯甲酸(PABA)、二氢蝶呤及谷氨酸合成二氢叶酸(),后者在二氢叶酸还原酶的作用下进一步还原成四氢叶酸(),四氢叶酸是细菌合成核酸过程中不可缺少的辅酶。磺胺类药物与对氨苯甲酸结构相似,是二氢叶酸合成酶的竞争性抑制剂,可以抑制二氢叶酸的合成;磺胺增效剂(TMP)与二氢叶酸结构相似,是二氢叶酸还原酶的竞争性抑制剂,可以抑制四氢叶酸的合成。磺胺类药物与其增效剂在两个作用点分别竞争性抑制细菌体内二氢叶酸的合成及四氢叶酸的合成,影响一碳单位的代谢,从而有效地抑制了细菌体内核酸及蛋白质的生物合成,导致细菌死亡。人体能从食物中直接获取叶酸,所以人体四氢叶酸的合成不受磺胺及其增效剂的影响。

6.动物以脂的形式贮存能量有显著的优越性,为什么还要以糖原的形式贮存能量?

【答案】(1)因为糖代谢与脂代谢之间有很大差异,特别是脂肪酸氧化时只能在有氧情况下才能产生可利用能量,在缺氧条件下不能产生能量。

(2)由于生物膜的特殊性。中枢神经系统不能拥有大量的脂肪酸,即不能利用这些底物产生大量的能量。

7.比较嘌呤与嘧啶核苷酸合成区别。

【答案】相同点:(1)合成原料基本相同;(2)合成部位对高等动物来说主要在肝脏;(3)都有两种合成途径;(4)都是先合成一个与之有关的核苷酸,然后在此基础上进一步合成核苷酸。

不同点:(1)嘌呤在PRPP基础上合成嘌呤环,嘧啶是先合成嘧啶环再与PRPP结合;(2)嘌呤先合成IMP,嘧啶先合成UMP;(3)嘌呤在IMP基础上合成AMP和GMP,嘧啶是在UMP 基础上合成CMP和TMP。

8.采用哪些方法可获取目的基因?

【答案】(1)基因组DNA文库:采用限制性酶将基因组DNA切成片段,每一DNA片段都与一个载体分子拼接成重组DNA。将所有的重组DNA分子都引入宿主细胞并进行扩增,得到分子克隆的混合体,这样一个混合体称为基因文库。完成DNA重组后可通过杂交筛选获得特定的基因片段。

(2)制备cDNA文库:以mRNA为模板,经逆转录酶催化合成cDNA,将cDNA的混合体与载体进行连接,使每一个cDNA分子都与一个载体分子拼接成重组DNA。将所有的重组DNA 分子都引入宿主细胞并进行扩增,得到分子克隆的混合体,这样一个混合体就称为cDNA文库。完成DNA重组后可通过杂交筛选获得特定的cDNA克隆。

(3)聚合酶链反应(PCR):如果已经知道目的基因的序列,可以用PCR从基因组DNA中

获得目的基因,也可以采用逆转录PCR(RT-PCR)方法直接从mRNA获得特定基因的cDNA。

(4)化学合成:如果知道肽链的氨基酸顺序,则可按照对应的密码子推导出DNA的碱基序列,然后用化学方法将这段序列合成出来。目前使用DNA合成仪合成的片段长度有限,较长的链则须分段合成,然后用连接酶进行连接。

9.当离子强度从零逐渐增加时,球状蛋白质的溶解度如何变化?

【答案】当离子强度从零逐渐增加时,其溶解度开始增加,然后下降,最后出现沉淀。球状蛋白质在形成空间结构时,极性氨基酸残基位于分子表面,非极性氨基酸残基位于分子内部,由于其表面所带电荷及水化膜而形成稳定的胶体溶液。

当离子强度较低时,即加入少量中性盐,对稳定带电基团有利,增加了蛋白质的溶解度,此过程称盐溶。随着盐离子浓度的增加,盐离子夺取了与蛋白质结合的水分子,降低了蛋白质的水合程度,使蛋白质水化层破坏,从而使蛋白质沉淀,此过程称盐析。

10.丙酮酸的氧化速率取决于细胞对能量的需要,试比较一个人在静止休息时和在做长距离运动时,骨骼肌对丙酮酸的利用。

【答案】(1)当一个人静止休息时,骨骼肌的能量需要是很小的,因此和

的值相对很高。这就从两个方面对丙酮酸脱氢酶复合物的活性产生影响:

①高浓度的ATP作为丙酮酸脱氢酶激酶的别构激活剂刺激它的活性,该活性又可利用ATP 使丙酮酸脱氢酶磷酸化而失去活性(共价修饰调节)。

②残留的丙酮酸脱氢酶复合物的活性可被高水平的ATP和NADH别构抑制。NADH的高水平也抑制乙酰CoA在柠檬酸合酶催化下进入TCA循环。此外,ADP的低水平不会刺激异柠檬酸脱氢酶的活性,导致异柠檬酸和柠檬酸的积累,并进一步抑制柠檬酸合酶的活性。其净结果是限制了骨骼肌对丙酮酸的利用。

③当一个人做长距离运动时,骨骼肌对能量的需要显著升高,其结果是和

,比例降低。这样就导致丙酮酸脱氢酶活性升高。因为当细胞需要能量时就会导致

线粒体内浓度升高,它是丙酮酸脱氢酶的激活剂,激活后的丙酮酸脱氢酶磷酸酶使丙酮酸脱氢酶去磷酸化而恢复活性。此外,ADP水平的升高刺激异柠檬酸脱氢酶,它可以消除柠檬酸的积累并解除对柠檬酸合酶的抑制。其净结果是丙酮酸利用大大增加。

11.胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶都是丝氨酸蛋白酶,而且都是从胰腺分泌的消化酶,为什么作用底物不同?

【答案】丝氨酸蛋白酶的活性部位的共同点:(1)酶的活性中心都有一个、一个

和一个,它们成串排列,通过氢键网络成一个所谓的催化三联体,催化三联体在功能上起转移电荷的作用;(2)丝氨酸蛋白酶的活性中心在丝氨酸残基附近都有一个“口袋”,它对每种丝氨酸蛋白酶是不同的。也是催化不同底物的关键因素。

胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和弹性蛋白酶在结构上的微小差异反映出它们底物的特异性在胰蛋白酶中,这个“口袋”深而窄,在其底部有一个带负电荷的羧酸根——残基,它能与带正

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