5.①Gly参与合成谷胱甘肽(GSH)。GSH的活性基团是半胱氨酸巯基(-SH)GSH在体内的重要功能之一是保护某些蛋白质或酶分子中的-SH不被氧化,从而维持各自的生物学功能。 ②甘氨酸、丝氨酸、组氨酸、色氨酸都可提供“一碳基团”。“一碳基团”的主要生理功能是作为合成嘌呤和嘧啶的原料。
③Gly和琥珀酰CoA及Fe合成血红素,而血红素是血红蛋白和肌红蛋白的辅基,在氧的运输和贮存中发挥极其重要的作用。
④Gly可以和游离型胆汁酸(胆酸、鹅脱氧胆酸)结合,形成结合型胆汁酸-甘氨胆酸和甘氨鹅脱氧胆酸。胆汁酸是界面活性物质,他们在脂肪的消化和吸收中起重要作用。另外,甘氨酸和其他氨基酸都是蛋白质、肽类合成的原料。蛋白质、肽具重要的生理功能。尤其是结构蛋白胶原中,甘氨酸含量特别多。
6.分子伴侣是一类帮助新生多肽链正确折叠的蛋白质。它可逆地与未折叠肽段的疏水部分结合,随后松开,如此重复进行,可防止错误的聚集发生,使肽链正确折叠。分子伴侣在蛋白质二硫键的正确配对中也起重要作用。
7.一级结构是空间结构和功能的基础。一级结构相似其功能也相似,例如不同哺乳动物的胰岛素一级结构相似,仅有个别氨基酸差异,故他们都具有胰岛素的生物学功能;一级结构不同,其功能也不同;一级结构发生改变,则蛋白质功能也发生改变,例如血红蛋白由2条α链和2条β链组成,正常人β链的第6位谷氨酸换成了缬氨酸,就导致分子病-镰刀状红细胞贫血的发生,患者红细胞带氧能力下降,易溶血。
空间结构与功能的关系也很密切,空间结构改变,其理化性质与生物学活性也改变。如核糖核酸酶变性或复性时,随之空间结构破坏或恢复,生理功能也丧失或恢复。变构效应也说明空间结构改变,功能改变。
8.蛋白质分离纯化的方法主要有:盐析、透析、凝胶过滤(分子筛)、电泳、离子交换层析(色谱)、超速离心等方法。 各自原理:盐析主要是利用不同蛋白质在不同浓度的中性盐溶液中的溶解度不同,向蛋白质溶液加入中性盐,破坏水化膜和电荷两个稳定因素,使蛋白质沉淀。
透析和凝胶过滤均根据分子大小不同而设计的。透析是利用仅有小分子化合物能通透半透膜,使大分子蛋白质与小分子化合物分离,达到除盐目的。凝胶过滤柱内填充带小孔的葡聚糖颗粒,样品中小分子蛋白质进入颗粒,而大分子蛋白质则不能进入,由于二者路径长短不同,故大分子先于小分子流出柱,可将蛋白质按分子量大小不同而分离。 蛋白质是两性电解质,在不同PH溶液中所带电荷种类和数量不同,故在电场中向相反的电极方向泳动,电泳的速度取决于场强、蛋白质所带电荷数量和其分子大小与形状。 如在层析柱内,带电荷蛋白质可与带相反电荷的离子交换树脂相结合,然后用盐溶液洗脱,随着盐浓度增加,带电荷少与多的蛋白质先后被洗脱出来,分部收集洗脱液,达到分离蛋白质的目的。
根据不同蛋白质的密度与形态区别,可用超速离心法,使其在不同离心力作用下沉降,达到分离目的。
9.多肽链的N末端和C末端分析,均可用化学法和酶法。N末端分析可用2,4-二硝基氟苯法、二甲基氨基萘磺酰氯法、丹伯磺酰氯法(Dabsyl-CL)和Edman降解法,以及氨基肽
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2+
酶法。C末端分析可用肼解法和羧基肽酶法。
10.沉淀蛋白质的主要方法有:盐析、有机溶剂、某些酸类、重金属盐、加热凝固。
上述方法的特点:中性盐破坏蛋白质的水化膜和电荷,采用不同浓度盐可将不同蛋白质分段析出,盐析得到的蛋白质具有生物学活性。
有机溶剂可破坏蛋白质的水化膜使其沉淀,常温下操作,蛋白质无活性,低温下操作,则有活性。
某些酸类如钨酸、三氯醋酸等的酸根与带正电荷的蛋白质结合而沉淀,前提是溶液的pH值小于PI。该法得到的蛋白质无活性。
与酸类相反,重金属离子pb2+等可与带负电荷的蛋白质结合而沉淀,故要求溶液pH大于PI。该法得到的蛋白质也无活性。
在等电点时加热蛋白质可形成凝块沉淀。该法得到的是变性蛋白质。
第二章 核酸的结构与功能
[本章要求]
1.熟悉核酸的分类、细胞分布及其生物学功能。
2.熟悉碱基、核苷和核苷酸的基本概念及其结构。掌握常见核苷酸的缩写符号。
3.掌握核酸元素组成特点。掌握两类核酸(DNA与RNA)分子组成的异同。掌握核苷酸的连接,掌握核酸的一级构的概念。 4.掌握DNA的双螺旋结构及碱基配对规律。了解DNA的三级结构。
5.熟记核酸的理化性质及相关的重要概念,准确叙述DNA变性、复性及分子杂交的概念。 6.熟悉RNA的结构与功能。 [内容提要]
核酸是生物体遗传的物质基础。各种生物都含有两类核酸,即核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。病毒只含有DNA或RNA。核酸的基本组成单位是核苷酸,核酸是由数十个到数十万核苷酸连接而成的,故也称为多核苷酸。核苷酸由碱基、戊糖和磷酸组成。碱基与戊糖结合后的生成物称核苷。核苷与磷酸以磷酯键相连称为核苷酸,又分为一磷酸核苷、二磷酸核苷和三磷酸核苷等。
核酸分子的结构分为三级:一级结构是组成核酸的核苷酸按一定顺序排列,以3',5'-磷酸二酯键相连的结构。具3'和5'末端。二级结构及三级结构统称为高级结构,DNA和RNA各有其特点。DNA的二级结构为双螺旋结构。其特点为双链双螺旋、两条链反向平行、碱基向内互补(A-T配对,G-C配对),氢键和碱基堆积力维持双螺旋结构的稳定。DNA的三级结构,原核生物为超螺旋;真核生物为核小体,核小体形成的串珠状结构再进一步卷曲成筒状,即染色质纤维。后者再形成染色体。RNA为单链结构,局部可形成双螺旋结构。RNA按功能不同可分为三类,即信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)及核蛋白体RNA(rRNA)。mRNA分子为线型单链结构,5'端有一个7-甲基鸟苷三磷酸(m7-GTP)的“帽”,3'端有
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多聚腺苷酸(polyA)的“尾”,中间为密码子,从5'→3'每三个相邻的核苷酸决定一个氨基酸。mRNA是蛋白质生物合成的模板。tRNA的二级结构呈三叶草型。有氨基酸臂,可结合氨基酸;有反密码环,其上的反密码子可识别mRNA上的密码子;另外还有DHU环、TψC环和附加叉。tRNA的三级结构为倒“L”型。rRNA不单独存在,它与蛋白质结合成核蛋白体,作为蛋白质合成的场所。DNA双螺旋的一个重要物理特性是双链可分开成单链及重新形成双链。试管内这种分与合的过程,分别称为变性和复性。DNA 在260nm波长处具有强吸收。DNA具有增色效应和减色效应。变性温度Tm值的大小与核酸分子中的G-C对含量多少及核酸分子的长度有关。如果把不同的DNA链放在同一溶液中作变性处理,或把单链DNA与RNA放在一起,只要有某些区域有成立碱基配对的可能,它们之间就可形成局部的双链。这个过程称为核酸杂交。在核酸杂交的基础上发展起来的一种用于研究和诊断的新技术称探针技术。用已知序列的核苷酸片段判断被测DNA是否与其具有同源性。
测 试 题 一、单项选择题
1.组成核酸的基本结构单位是:
A.核糖和脱氧核糖 B.磷酸和核糖 C.含氮碱基 D.单核苷酸 E.多核苷酸
2.下列哪种碱基几乎仅存在于RNA中?
A.腺嘌呤 B.鸟嘌呤 C.胞嘧啶 D.尿嘧啶 E.胸腺嘧啶
3.下列哪种碱基几乎仅存在于DNA中?
A.腺嘌呤 B.鸟嘌呤 C.胞嘧啶 D.尿嘧啶 E.胸腺嘧啶 4.真核细胞的DNA主要存在于:
A.线立体 B.核染色质 C粗面内质网 D.溶酶体 E.滑面内质网
5.DNA携带生物遗传信息这一事实意味着什么?
A.不论哪一物种的碱基组成均应相同
B.病毒的侵染是靠蛋白质转移至宿主细胞来实现的 C.同一生物不同组织的DNA,其碱基组成相同
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D.DNA的碱基组成随机体年龄及营养状况而改变
E.DNA以小环状结构存在
6.关于DNA和RNA彻底水解产物的比较,下列哪项是正确的?
A.碱基相同,戊糖不同 B.部分碱基相同,戊糖相同 C.碱基不同,戊糖相同 D.碱基相同,戊糖相同 E.部分碱基相同,戊糖不同 7.假尿苷中的糖苷键是
A.N-N键 B.C-C 键 C.N-C 键 D.C-O键 E.N-O键
8.核酸溶液在下列哪个波长有最大光吸收? A.280nm B.260 nm C.340nm D.225nm E.400nm
9.核酸中核苷酸之间的连接方式是
A.2',3'-磷酸二酯键 B.3',5'-磷酸二酯键 C.2',5'-磷酸二酯键 D.糖苷键
E.氢键
10.可用于测量生物样品中核酸含量的元素
是:
A.碳 B.氢 C.氧 D.氮 E.磷 11.含有稀有碱基比例较多的核酸是:
A.核DNA B.线立体DNA C.tRNA D.mRNA E.rRNA
12.关于DNA碱基组成的规律,下列哪项是
正确的?
A.DNA主要由A、G、C、U四种碱基组成 B.在DNA中,A+T/C+G=A+C/G+T C.在DNA中,A+G/T+C=1
D.DNA中的碱基组成具有种族特异性和器官特异性 E.以上都不是
13.DNA的二级结构是:
A.α-螺旋 B.β-片层 C.β-转角 D.超螺旋结构 E.双螺旋结构
14.核酸在260nm处有最大光吸收是因为:
A.氢键
B.磷酸二酯键
C.嘌呤和嘧啶环上的共轭双键 D.糖苷键
E.核糖和脱氧核糖的呋喃型环状结构 15.关于tRNA的叙述哪项是错误的?
A.tRNA二级结构呈三叶草形 B.tRNA分子中含有稀有碱基 C.tRNA分子中有一个额外环
D.tRNA的二级结构有二氢尿嘧啶环 E.反密码环上有CCA三个碱基组成反密码子
16.在DNA双螺旋结构中,互补碱基配对规
律是:
A.A-T,G-U B.A-T,U-C C.G-C,T-A D.A-C,G-T E.A-G,T-C
17.Watson-Crick的DNA结构模型是指:
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A.三螺旋结构 B.三叶草结构 C.右手双螺旋结构 D.核小体结构 E.左手双螺旋结构
18.维持DNA双螺旋横向稳定性的力是:
A.碱基堆积力
B.碱基对之间的氢键 C.螺旋内侧疏水力 D.二硫键
E.磷酸二酯键
19.关于B-DNA双螺旋的叙述,下列哪项是
正确的?
A.DNA分子由两条以糖-磷酸作骨架的双链组成
B.以左手螺旋的方式围绕同一公共轴有规律地盘旋
C.每旋转一周包括10个碱基对 D.每一螺距为0.54nm E.双螺旋表面只有深沟
20.核酸变性会出现下列哪种现象?
A.减色效应
B.增色效应
C.粘度增加
D.失去对紫外线的吸收能力 E.分子量发生改变 21.DNA变性是指:
A.分子中磷酸二酯键断裂 B.多核苷酸链解聚
C.DNA分子由超螺旋转变为双螺旋 D.互补碱基之间氢键断裂
E.DNA分子中碱基丢失
22.现有一段DNA,其核苷酸的序列为:
5'-GGATGCAATGCGCATTGGC-3'
3'-CCTACGTTACGCGTAACCG-5'它的Tm值是:
A.60 ℃ B.68℃ C.64℃ D.62.℃ E.78℃
23.下列哪种分子含有核糖胸苷酸?
A.rRNA B.DNA C.tRNA
D.mRNA E.hnRNA
24.关于DNA和RNA的叙述,下列哪项是正
确的?
A.DNA和RNA分子中均含二氢尿嘧啶和假尿嘧啶等稀有碱基
B.DNA和RNA的二级结构呈现三叶草结构
C.DNA和RNA的热变性随温度上升而逐渐发生 D.DNA和RNA都是单链线性分子 E.DNA和RNA变性后均出现增色效应 25.从某细菌中分离的DNA样品内含有
15.1%的腺嘌呤,那么其它碱基的百分含量是:
A.G=34.9% B.C=15.1%
C.T=34.9% D.G=69.8% E.C=30.2%
26.下列哪一种力不参与维持DNA双螺旋的
稳定?
A.碱基堆积力 B.互补碱基对间的氢键
C.范德华力
D.磷酸基团上的负电荷与介质中的阳离子之间形成的离子键 E.二硫键
27.关于真核细胞mRNA的叙述,下列哪项是
错误的?
A.在5'-端有帽子结构,在3'-端有多聚A尾巴
B.生物体内各种mRNA的长短差别很大 C.三类RNA中mRNA的合成率和转化率最快
D.聚A尾巴是DNA的转录产物
E.真核细胞的mRNA前身是hnRNA,在细胞核内合成,在核内剪接、加工而成 28.关于DNA变性的叙述哪一项是正确的?
A.升高温度是DNA变性的唯一原因 B.DNA热变性是一种渐进过程,无明显
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分界线
C.变性必有DNA分子中共价键断裂 D.核酸变性是DNA的独有现象,RNA无此现象
E.凡引起DNA氢键断裂的因素都可使其变性 29.在下列哪一种情况下,互补的两条DNA
单链将会结合成DNA双链?
A.变性 B.退火 C.加连接酶
D.加聚合酶 E.以上都不是 30.关于tRNA的叙述,下列哪项是错误的?
A.tRNA由70-90余个核苷酸构成
B.tRNA的3'-末端都为-CpApAOH,用来接受活化的氨基酸
C.tRNA含有10%-20%的稀有碱基 D.tRNA分子中有反密码环
E.三叶草型是tRNA共同的二级结构
31.关于rRNA的叙述,下列哪项是错误的?
A.rRNA是细胞内含量最多的RNA
B.rRNA与核糖体蛋白共同组成核糖体 C.核糖体由易于解聚的大、小两个亚基组成
D.真核细胞的核糖体包括5S、16S和23S三种rRNA
E.rRNA分子中有一些能配对的区域形成局部的双链
32.有关核酶的正确描述是:
A.它是DNA分子,但具有催化功能
B.它是RNA分子,但具有催化功能 C.它是位于细胞核内的酶
D.它是专门水解核酸的蛋白质 E.它是由RNA和蛋白质构成的酶 33.有关DNA变性,错误的叙述是:
A.变性后生物学活性改变
B.变性后3',5'-磷酸二酯键破坏 C.变性后理化性质改变
D.氢键破坏成为两股单链DNA
E.变性后粘度降低,出现高色效应