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2021年复旦大学生命科学学院338生物化学考研核心题库之论述题精编

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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.举例说明竞争性抑制剂的特点及应用。

【答案】酶的竞争性抑制作用是指抑制剂与酶的正常底物结构相似,因此抑制剂与底物分子竞争地结合酶的活性中心,从而阻碍酶与底物结合形成中间产物,这种抑制作用称为竞争性抑制作用。竞争性抑制作用具有以下特点:

①抑制剂在化学结构上与底物分子相似,两者竞相争夺同一酶的活性中心;

②抑制剂与酶的活性中心结合后,酶分子失去催化作用;

③竞争性抑制作用的强弱取决于抑制剂与底物之间的相对浓度,抑制剂浓度不变时,通过增加底物浓度可以减弱甚至解除竞争性抑制作用;

④酶既可以结合底物分子也可以结合抑制剂,但不能与两者同时结合。

例如:①丙二酸是二羧酸化合物,与琥珀酸结构很相似,丙二酸能与琥珀酸脱氢酶的底物琥珀酸竞争与酶的活性中心结合。由于丙二酸与酶的亲和力远大于琥珀酸的亲和力,当丙二酸的浓度为琥珀酸浓度1/50时,酶的活性可被抑制50%。若增加琥珀酸的浓度,此种抑制作用可被减弱。

②磺胺类药物和磺胺增效剂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。

2.写出米氏方程式,解释、、的关系及意义。

【答案】:米氏常数

意义:反应速率达最大反应速率一半时的底物浓度,单位:;公式:。

(1)不同的酶具有不同的值,它是一种酶的重要的特征性物理常数。值只是在固定的底物、一定的温度及pH条件、一定的缓冲体系中测定的,不同条件下具有不同的值。

(2)可以近似地表示酶与底物之间的亲和程度,越大,表示酶对底物的亲和力越大,反之越小。

(3)当,,反应速率与底物浓度成正比,符合一级反应;时,

,酶已全部被饱和,反应速率与底物浓度无关,符合零级反应,此条件下才能正确测定酶

活力。

:中间产物的解离常数

(1)当时,即解离成E和S的速率大大超过分解成E和P的速率,可以忽略不计,此时近似于ES的解离常数,。

(2),越大表示酶对底物亲和力越小,反之越大。

:催化常数或转换数

(1)当足够大时,,说明和酶浓度呈线性关系,直线的斜率为。

表示酶被底物饱和时每秒钟每个酶分子转换底物的分子数,即催化常数。值越大,表示酶的

催化效率越高。

(2)的意义:的大小,可以比较不同酶或同一酶催化不同底物的催化效率。

是对酶的专一性常数或对不同底物优先权的一种度量。

3.HMGCoA在脂类代谢中有何作用?

【答案】HMGCoA参与脂类代谢中酮体的生成和胆固醇的合成。HMGCoA是由3分子的乙酰CoA缩合而成。在肝细胞,HMGCoA可被HMGCoA裂解酶催化生成酮体,在几乎全身各组织(成人脑组织及成熟红细胞除外)HMGCoA可被HMGCoA还原酶催化生成甲羟戊酸并用于胆固醇的生物合成。

4.酶溶液在加热时,酶的活性会逐渐丧失,己糖激酶在45°C加热12min后,活性丧失50%,但是如果己糖激酶溶液中有大量的底物(葡萄糖)存在时,在45°C加热12min后,活性只丧失3%,为什么有底物存在时,己糖激酶的热变性会受到抑制?

【答案】没有底物时,酶分子以游离状态存在,当有大量底物时,大多数酶分子与底物形成酶-底物复合物。在加热时,酶-底物复合物热稳定性比游离酶高,酶分子不易发生热变性,活性丧失大大。

5.简述脂代谢紊乱引发的代谢症状。

【答案】(1)脂肪酸与酮尿症:在肝中脂肪酸除经氧化产生能量外,也能转化为酮体。在糖尿病或禁食情况下,脂肪动员增加,酮体生成随之增多,当酮体的生成大于酮体利用,将出现酮血,由于酮体呈酸性,会出现酸中毒。

(2)甘油磷脂与脂肪肝:肝脏能合成脂蛋白,有利于脂肪运输。正常情况下,肝脏中脂肪仅占四分之一,但当肝脏脂蛋白合成或肝脏脂肪酸氧化发生障碍,不能及时将肝细胞内脂肪运出或氧化利用时,造成脂肪在肝细胞中堆积以致产生脂肪肝,肝细胞机能异常。

(3)胆固醇和动脉粥样硬化。

6.何为PCR?简述其基本原理。

【答案】PCR又称基因体外扩增特定序列方法。是在反应体系中加入模板DNA、dNTP、特定设计的引物及耐热的DNA聚合酶,经多次变性、退火、延伸循环反应,使目的DNA呈指数形

式合成的过程。

PCR扩增首先需要一对引物,根据待扩增区域两端已知序列合成两个与模板DNA互补的寡核苷酸引物,这一单链引物的序列将决定扩增片段特异性和长度。PCR反应体系由基因组DNA、一对引物、dNTP、聚合酶、酶反应缓冲体系及必需的离子强度等组成。在加热变性,使基因组双链DNA变性为单链后,通过降低温度使特异引物与互补的DNA序列特异结合(退火或复性)后,在耐热聚合酶作用下,以基因组单链DNA为模板,从引物端开始按

方向合成DNA(延伸)。这样经过变性—复性—延伸三步为一个循环,每一循环的产物作为下一个循环的模板,如此循环30次,介于两个引物之间的新生DNA片段理论上达到拷贝,约为

个分子。

7.给酮血症的动物适当注射葡萄糖后,为什么能够消除酮血症?

【答案】当糖代谢障碍时,由于机体不能很好地利用葡萄糖氧化供能,致使脂肪动员增强,脂肪酸氧化增加,酮体生成增多。当肝内酮体的生成量超过肝外组织的利用能力时,可使血中酮体升高,称酮血症。给酮血症的动物适当注射葡萄糖之后,能够消除酮血症是因为:(1)糖代谢增强可使草酰乙酸生成增多,促进酮体的代谢;

(2)糖代谢增强可使脂肪动员减少、脂肪酸氧化减弱,乙酰CoA生成减少,肝内酮体的生成量也相应减少。

8.举例说明可逆抑制作用的特点。

【答案】可逆性抑制是指抑制剂以非共价键与酶可逆性结合,使酶活性降低或丧失。此种抑制采用透析或超滤等方法可将抑制剂除去,恢复酶的活性。根据抑制剂与底物的关系,可逆性抑制作用可分为三种类型:竞争性抑制作用、非竞争性抑制作用和反竞争性抑制作用。例如:丙二酸是二羧酸化合物,与琥珀酸结构很相似,丙二酸能与琥珀酸脱氢酶的底物琥珀酸竞争与酶的活性中心结合。

9.说明油料种子发芽时脂肪转化为糖类的主要代谢途径。

【答案】油料种子中主要成分为脂肪,所以其转化为糖类的代谢途径如下。

(1)脂肪动员:脂肪降解为甘油与脂肪酸。

(2)甘油代谢:甘油→磷酸甘油→磷酸二羟基丙酮→糖异生途径→糖。

(3)脂肪酸氧化:生成乙酰CoA。

(4)乙醛酸循环:乙酰CoA→琥珀酸→糖异生途径→糖。

10.一个可逆抑制剂对酶的抑制常数()是否就是等于当酶的活性被抑制到时的抑制剂浓度?请你通过对一个竞争性抑制剂和一个非竞争性抑制剂的酶动力学分析,对问题做出解答。

【答案】(1)在竞争性抑制剂存在时,设为游离酶的浓度。

(2)当酶的活性被抑制到50%时,,,;因为

,,所以,—。

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