进入三疑酸循环和呼吸链彻底氧化产生 10分子 ATP。(4)NADH+H+及FADH经呼吸链彻底氧化分别产生 2.5个ATP和1.5个ATP。
ATP=1*2.5+2*2.5+1.5+1-1+1+2.5+10=22.5 谷氨酸糖异生::(1)通过L-谷氨酸脱氢酶作用形成α-酮戊二酸,产生1分子的NADH+H+,(2)1分子α-酮戊二酸进入三羧酸循环,经过3次脱氢形成2个NADH+H+ 和1分子FADH2,并经历一次底物水平磷酸化产生1分子GTP,形成草酰乙酸;(3)草酰乙酸经磷酸丙酮酸羧激酶催化消耗1分子GTP形成磷酸烯醇式丙酮酸,然后沿糖异生途径消耗1分子ATP,2分子谷氨酸消耗2*2-2*1=2分子ATP生成葡萄糖。 9.什么是联合脱氨基作用,为什么联合脱氨基作用是体内脱去氨基的主要方式?
将转氨基作用和脱氨基作用偶联在一起的脱氨方式。自然界中L-氨基酸氧化酶活力都很低,显然不能满足机体脱氨的需要,而转氨基作用虽然普遍存在,但又不能最终将氨基脱去,所以各种氨基酸首先在转氨酶的作用下,将氨基转移给a-酮戊二酸,生成谷氨酸,再借助高活性的谷氨酸脱氢酶将氨基脱去。所以,这是体内脱氨基的主要方式。
第十一章 核酸生物合成
二、是非题
1.[ ]DNA分子是由两条链组成的,其中一条链作为前导链的模板,另一条链作为后随链的模板。 2.[ ]DNA复制的保真性主要是由DNA聚合酶的3′→5′外切酶的校对来维持。
3.[ ]DNA的后随链的复制是先合成许多冈崎片段,最后再将它们一起连接起来形成一条连续的链。 4.[ ]原核细胞的RNA聚合酶都能够直接识别启动子。
5.[ ]在原核细胞基因转录的过程中,当第一个磷酸二酯键形成以后,ζ因子即与核心酶解离。 6.[ ]大肠杆菌所有的基因转录都由同一种RNA聚合酶催化。 7.[ ]DNA复制时,前导链只需一个引物,滞后链则需多个引物。
8.[ ]RNA的合成和DNA的合成一样,在起始合成前亦需要有RNA引物参加。 9.[ ]真核生物mRNA多数为多顺反子,而原核生物mRNA多数为单顺反子。 10.[ ]合成RNA时,DNA两条链同时都具有转录作用。 三、单选题
1.遗传信息传递的中心法则是 。
A.DNA→RNA→蛋白质 B.RNA→DNA→蛋白质 C.DNA→蛋白质→RNA D.RNA→蛋白质→DNA 2.参与真核细胞线粒体DNA复制的DNA聚合酶是 。
A.DNA聚合酶α B.DNA聚合酶β C.DNA聚合酶γ D.DNA聚合酶δ E.DNA聚合酶ε 3.原核生物DNA复制过程中,催化核苷酸聚合活性最强的DNA的聚合酶是 。 A.DNA聚合酶Ⅰ B. DNA聚合酶Ⅱ C. DNA聚合酶Ⅲ D. DNA聚合酶α 4.下列 是DNA复制的底物。
A.ATP B. dUTP C. dTTP D. dGDP E. dAMP 5.下列有关DNA聚合酶Ⅰ的论述, 是错误的。
A.是复制酶又是修复酶 B.有5’→3’聚合活性 C.有3’→5’外切酶活性 D.没有5’→3’外切酶活性 6.下列有关DNA复制的论述正确的是 。
A.DNA复制是全保留复制 B.新链合成的方向与复制叉前进方向相反者,称前导链
C.新链合成的方向与复制叉前进方向相同者,称前导链 D.前导链是不连续合成 E.滞后链是连续合成 7.具有催化DNA聚合及校对功能的酶是 。
A.大肠杆菌DNA聚合酶 B.真核细胞DNA聚合酶 C.RNA聚合酶 D.DNA连接酶 8.下列酶中 酶需要引物。
A.RNA聚合酶 B.DNA聚合酶 C.引发酶 D.DNA连接酶
大肠杆菌DNA在体外的复制至少需要 。9.DNA复制需要一系列的蛋白质促进复制叉的移动,
A.DNA聚合酶Ⅰ、引发酶、SSB和连接酶 B.SSB、解链酶、和拓扑异构酶
C.连接酶、DNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ D.DNA聚合酶Ⅲ、解链酶、SSB和引发酶 E.拓扑异构酶、解链酶和DNA聚合酶Ⅱ
10.参与DNA复制的几种酶的作用次序是 。
A.DNA解链酶→引发酶→DNA聚合酶→DNA连接酶→切除引物的酶
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B.DNA解链酶→引发酶→DNA聚合酶→切除引物的酶→DNA连接酶 C.引发酶→DNA解链酶→DNA聚合酶→DNA连接酶→切除引物的酶 D.DNA解链酶→引发酶→切除引物的酶→DNA连接酶→DNA聚合酶 E.DNA聚合酶→引发酶→DNA解链酶→DNA连接酶→切除引物的酶 11.下列关于DNA复制的叙述中,错误的是 。
A.半保留复制 B.两条子链均连续合成 C.合成方向5′→3′ D.以四种dNTP为原料 E.有DNA连接酶参加 12.DNA复制时,模板序列5′-TAGA-3′,将合成下列_____________互补结构。
A.5′-TCTA-3′ B.5′-ATCA-3′ C.5′-UCUA-3′ D.5′-GCGA-3′ E.5′-TCTA-3′ 13.DNA复制中的引物是 。
A.由DNA为模板合成的DNA片段B.由RNA为模板合成的RNA片段C.由DNA为模板合成的RNA片段 D.由RNA为模板合成的DNA片段 E.引物仍存在于复制完成的DNA链中 14.DNA复制时,子链的合成是 。
A.一条链5′→3′,另一条链3′→5′ B.两条链均为3′→5′ C.两条链均为5′→3′ D.两条链均为连续合成 E.两条链均为不连续合 15.冈崎片段是指 。
A.DNA模板上的DNA片段 B.引物酶催化合成的RNA片段 C.随从链上合成的DNA片段 D.前导链上合成的DNA片段 E.由DNA连接酶合成的DNA 16.冈崎片段产生的原因是 。
A.双向复制 B.DNA复制的速度太快 C.复制与解链方向不同 D.有RNA引物就有冈崎片段 17.合成DNA的原料是 。
A.dAMP dGMP dCMP dTMP B.dATP dGTP dCTP dTTP C.dADP dGDP dCDP dTDP D.ATP GTP CTP UTP E.AMP GMP CMP UMP
18.大肠杆菌RNA聚合酶全酶分子中负责识别启动子的亚基是 。 A.α亚基 B.β亚基 C.β′亚基 D.ζ因子 E.ω因子 19.在RNA聚合酶催化下,某一DNA分子的一条链被完全转录成mRNA。假定DNA编码链的碱基组成是:G=24.1%,C=18.5%,A=24.6%,T=32.8%。那么,新合成的RNA分子的碱基组成应该是 。 A.G=24.1%,C=18.5%,A=24.6%,U=32.8% B.G=24.6%,C=24.1%,A=18.5%,U=32.8%
C.G=18.5%,C=24.1%,A=32.8%,U=24.6% D.G=32.8%,C=24.6%,A=18.5%,U=24.1% E.不能确定 20.原核生物参与转录起始的酶是 。
A.引物酶 B.RNA聚合酶Ⅲ C.RNA聚合酶核心酶 D.RNA聚合酶全酶 21.模板DNA的碱基序列是3′-TGCAGT-5′,其转录出RNA碱基序列是 。
A.5′-AGGUCA-3′ B.5′-ACGUCA-3′ C.5′-UCGUCU-3′ D.5′-ACGTCA-3′ E.5′-ACGUGT-3′ 22.识别RNA的转录终止因子是 。
A.α因子 B.β因子 C.ζ因子 D.ρ因子 E.γ因子
23.下列关于DNA指导的RNA合成的叙述中错误的是_______________。
A.只有在DNA存在时,RNA聚合酶才能催化生成磷酸二酯键 B.转录过程中RNA聚合酶需要引物 C.RNA链的合成方向是5′→3′ D.大多数情况下只有一股DNA作为RNA的模板 E.合成的RNA链没有环状的
24.识别转录起始点的是 。
A.ρ因子 B.核心酶 C.RNA聚合酶的ζ因子 D.RNA聚合酶的α亚基 E.RNA聚合酶的β亚基 25. DNA复制和转录过程具有许多异同点。关于DNA复制和转录的描述中错误的是__________。 A.在体内以一条DNA链为模板转录,而以两条DNA链为模板复制
B.在这两个过程中合成方向都为5′→3′ C.复制的产物通常情况下大于转录的产物 D.两过程均需RNA引物 E.DNA聚合酶和RNA聚合酶都需要Mg2+ 26.对RNA聚合酶的叙述不正确的是_____________。
A.由核心酶与ζ因子构成 B.核心酶由α2ββ′组成 C.全酶与核心酶的差别在于β亚单位的存在 D.全酶包括ζ因子 E.ζ因子仅与转录起动有关 27.mRNA转录后的加工不包括 。
A.3′端加CCA-OH B.核苷甲基化反应 C.3′端加polyA尾 D.5′端加7-甲基鸟嘌呤核苷三磷酸 28.嘌呤核苷酸从头合成的特点是 。
A.先合成碱基,再与磷酸核糖相结合 B.直接利用现成的碱基再与PRPP结合 C.是在磷酸核糖的基础上逐步合成的 D.消耗较少能量
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29.绝大多数真核生物mRNA5’端有 。
A.帽子结构 B.PolyA C.起始密码 D.终止密码 四、名词解释
复制叉(replication forks) Y字型结构,在复制叉处作为模板的双链DNA解旋,同时合成新的DNA链。
DNA聚合酶(DNA polymerase) 以 DNA为模板催化核苷酸残基加到已存在的聚核苷酸的3ˊ末端反应的酶。某些DNA聚合酶具有外切核酸酶的活性,可用来校正新合成的核苷酸序列。
前导链(leading strand) 与复制叉移动的方向一致,通过连续地5ˊ→3ˊ聚合合成的新的DNA链。 滞后链(lagging strand) 与复制叉移动的方向相反,通过不连续地5ˊ→3ˊ聚合合成的新的DNA链。 单链结合蛋白(SSB,single-strand binding protein) 一种与单链DNA结合紧密的蛋白质,它的结合可以防止复制叉处的单链DNA本身重新折叠回双链区。
转录(transcription) 在由RNA聚合酶和辅助因子组成的转录复合体的催化下,从双链DNA分子中拷贝生物信息生成单一一条RNA链的过程。
核心酶(core enzyme) 大肠杆菌的RNA聚合酶全酶由五个亚基(α2ββ'δ)组成,没有δ亚基的酶叫核心酶。核心酶只能使已开始合成的RNA链延长,但不具有起始合成RNA的能力,必需加入δ亚基才表现出全部聚合酶的活性。
内含子(introns) 在转录后的加工中,从最初的转录产物除去的内部的核苷酸序列。术语内含子也指编码相应RNA内含子的DNA中的区域。
编码链(coding strand) 双链DNA中,不能进行转录的那条DNA链,该链的核苷酸序列与转录生成的RNA的序列一致(在RNA中是以U取代了DNA中的T)。
聚合酶链式反应(PCR, polymerase chain reaction)聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction),简称PCR,是一种分子生物学技术,用于放大扩增特定的DNA片段。可看作生物体外的特殊DNA复制。 半保留复制(semiconservative replication):DNA复制的一种方式。每条链都可以用作合成互补链的模板,合成出两分子的双链DNA,每个分子都是由一条亲代链和一条新合成的链组成。 冈奇片段(Okazaki fragmengt):相对比较短的DNA链(大约 1000核苷酸残基),是在DNA 的滞后链的不连续合成期间生成的片段,这是Reiji Okazaki 在DNA合成实验中添加放射性的脱氧核苷酸前体观察到的。 模板链(template strand):可作为转录模板为RNA的那条链,该链与转录的RNA碱基互补(A-U,G-C)。在转录过程中,RNA 聚合酶与模板结合,并沿着模板链的3’→ 5’方向移动,按照5’→3’方向催化RNA的合成。
五、问答题
1.比较DNA复制与RNA转录的主要区别?
(1)DNA的复制是整个染色体拷贝产生相同于亲代DNA的子代DNA;转录不是细胞DNA全部的转录,通常仅是个别基因或某些基因被转录,即RNA的转录是有选择的。(2)DNA复制时,两条互补链均可起模板作用;RNA转录时,在一个转录单位中,基因的两条链中只有一条链起模板作用,而且在一个包含许多基因的双链DNA分子中,各个基因的有义链并不一定是同一条链。(3)DNA复制时,DNA聚合酶需要引物,RNA转录时,RNA聚合酶不需要引物。
2.为什么说DNA的复制是半保留半不连续复制?试讨论之。
实验证明DNA复制时,亲代DNA双链解开,每股单链作为模板(template)指导合成其互补链,新合成的两个子代DNA分子与亲代DNA分子碱基序列完全一样。且其中一股单链来自亲代DNA,另一股单链是新合成的,这种复制方式称为半保留复制。
所有的 DNA聚合酶都是以 5'-三磷酸脱氧核苷酸为底物,以单链 DNA为模板从 5'-末端向3'-末端合成,这是DNA聚合酶的催化特性所决定的。DNA复制时亲本DNA双链是逐步被解开的,两条 DNA模板链是反平行的;一条链的走向是 5'→3',另一条链的走 向是3'→5'。在后一条模板链上的DNA合成与复制叉移动方向一致,所以可以连续的合成;在另一模板链上DNA的合成与复制叉移动方向相反,所以只能是模板链解开一段,复制进行一段。于是复制机制是半不连续的。 3.DNA复制的高度准确性是通过什么来实现的?
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决定DNA复制准确的因素有:(1)DNA聚合酶具有模板依赖性,复制时dNTP按A-T或T-A、G-C或C-G碱基配对规律对号入座,使子代DNA与亲代DNA核苷酸顺序相同,但大约有10-4的错配;(2)
-6
(3)DNA聚合酶Ⅰ,DNA聚合酶Ⅲ均具有3′→5′外切酶活性,有纠正错配的校正作用,使错配减至10;
-9
再经错配修复机制时,使错配减至10以下。通过上述三种机制保证了复制的准确性。
4. 在给定的时间里,尽管细菌合成的RNA中约有40%-50%mRNA,但转录出来的mRNA很容易水解,甚至在其3’端还没有合成好时,5’端就开始水解。因而它的半寿期极短,在细胞中不容易累积,只占细胞总RNA的很少部分。虽然tRNA和rRNA转录的比率低,但是其稳定性高于mRNA,所以它们在细胞中容易堆积,占细胞总RNA的比例反而大。
与原核生物mRNA相比,真核生物mRNA的5’端有帽子结构,3’端有尾巴结构的保护,因而其稳定性高于原核生物的mRNA,因此它占细胞总RNA的比例应高于原核生物。
5.从以下几方面对蛋白质和DNA进行比较:①分子组成;②一、二级结构;③主要生理功能 分子组成:蛋白质是由氨基酸组成一类生物大分子;DNA组成是由脱氧核糖核苷酸组成的生物大分子。 结构:蛋白质是由20种氨基酸通过酰胺键(肽键)连接;DNA由4种脱氧核糖核酸通过 3’,5’-磷酸二酯键连接的。二级结构蛋白质常见的构型为α-螺旋和β-折叠,结构的维持主要依靠氢键维持;DNA是双螺旋结构,结构的维持作用力主要依靠碱基堆积力。
蛋白质的功能:有机体内的结构组分,催化功能,调节功能,运输功能,免疫功能,运动功能,贮藏功能,遗传信息表达的调节等 DNA的功能:遗传信息的传递
6. 一双螺旋DNA的模板链中一段序列如下: CTTATCACCCCTGACTTCGCGCCATCG
(a) 写出转录出的mRNA核苷酸序列?(b) 转录出的mRNA可编码出的肽有几个氨基酸组成?(c) 假设此DNA的另一条链被转录和翻译,所得的氨基酸序列会与(b)中的一样吗?(b)与(c)得出的答案在生物学上有什么意义?
(a)5’-CGAUGGCGCGAAGUCAGGGGUGAUAAG-3’ (b)6肽
(c)不一样,DNA互补的双螺旋反平行链的两个方向碱基顺序是不同的,RNA的转录是以其中特殊的一条为模板,所以RNA聚合酶就必须识别正确的链为模板。
7.DNA和RNA在结构与合成上的主要差别有哪些?这些差别的存在为什么是必需的?
结构差别:DNA是由四种脱氧核糖核酸组成的双链核酸分子,其碱基组成为ATCG,分子以碱基配对方式形成双螺旋结构。RNA是由四种核糖核酸组成的单链核酸分子,其碱基组成为AUCG,部分区域形成碱基配对。分子较DNA小。
合成:DNA的合成为半保留半不连续复制,复制具有高保真性。RNA的合成称为转录,是以DNA分子的一条链为模板合成的,转录其中的一条链。
(1)DNA的复制是整个染色体拷贝产生相同于亲代DNA的子代DNA;转录不是细胞DNA全部的转录,通常仅是个别基因或某些基因被转录,即RNA的转录是有选择的。
(2)DNA复制时,两条互补链均可起模板作用;RNA转录时,在一个转录单位中,基因的两条链中只有一条链起模板作用,而且在一个包含许多基因的双链DNA分子中,各个基因的有义链并不一定是同一条链。
(3)DNA复制时,DNA聚合酶需要引物,RNA转录时,RNA聚合酶不需要引物。 半保留复制保证了高保真性,从而保证其作为遗传物质的稳定性。RNA是将遗传信息传递给蛋白质的介质,包括mRNA、tRNA、rRNA,选择性表达从而使基因种类更多,合成的蛋白种类更多。 8.一个mRNA的序列如下: 5’AGCCAUGCGAGCUGACUCAUAACG3’ 写出其对应的模板链和编码链,并确定其能够编码的氨基酸数量。 DNA的编码链:5’AGCCATGCGAGCTGACTCATAACG3’ DNA的模版链:5’CGTTATGAGTCAGCTCGCATGGCA3’ 可以翻译形成含五个氨基酸残基的肽
9.试述DNA分子的结构特点及其信息表达的所经历的过程。
DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链,绕同一轴心的右手双螺旋。主链由磷酸和脱氧核糖连接
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而成,位于螺旋外侧。碱基位于螺旋的内侧,螺旋表面有两条螺旋的凹槽,大沟(深沟)和 小沟(浅沟)。双螺旋直径2nm,螺距3.4nm,每个螺距内有10对核苷酸。 两条链的碱基以氢键相互配对,A与T配对,有两个氢键,G与C配对,有三个氢键。这种结构保证了DNA分子的保守性,利于其遗传稳定性。 信息分表达符合中心法则,对真核生物来讲,DNA将信息传递给mRNA,然后又其将信息通过识别作用翻译成蛋白质。
10. DNA复制有何特点,主要有哪些蛋白质参与了DNA的复制过程。 DNA复制的特点是:半保留、半不连续复制。
在DNA指导下合成DNA的过程。需要:DNA聚合酶I、III,连接酶,引物酶,引物体,解螺旋酶,单链DNA结合蛋白,拓扑异构酶。
第十二章 蛋白质的合成
二、是非题(在题后括号内打√或×)
1.[ ]在蛋白质生物合成中,所有的氨酰-tRNA都是首先进入核糖体的A部位。
2.[ ]由于遗传密码的通用性,所以真核细胞的mRNA可在原核翻译系统中得到正常的翻译。 3.[ ]EF-Tu的GTPase活性越高,翻译的速度就越快,但翻译的忠实性就越低。 4.[ ]氨酰-tRNA进入A部位之前,与EF-Tu结合的GTP必须水解。
5.[ ] 从DNA的三联体密码子中可以推定氨基酸的顺序,相反从氨基酸的序列并不能准确地推导出相应基因的核苷酸序列。
6.[ ]蛋白质翻译一般以AUG作为起始密码子,有时也以GUG为起始密码子,但以GUG为起始密码子,则第一个被参入的氨基酸为Val。
7.[ ]原核细胞新生肽链N端第一个残基为fMet,真核细胞新生肽链肽链N端第一个氨基酸残基为Met。 8.[ ]蛋白质生物合成所需的能量都由ATP直接供给。 9.[ ]反密码子GAA只能辨认密码子UUC。
10.[ ]在蛋白质生物过程中mRNA是由3’-端向5’端进行翻译的。 三、单选题
1.能与密码子ACU相识别的反密码子是 。 A.UGA B.IGA C.AGI D.AGU
2.原核细胞中新生肽链的N-末端氨基酸是 。
A.甲硫氨酸 B.蛋氨酸 C.甲酰甲硫氨酸 D.任何氨基酸 3.tRNA的作用是 。
A.把一个氨基酸连到另一个氨基酸上 B.将mRNA连到rRNA上
C.增加氨基酸的有效浓度 D.把氨基酸带到mRNA的特定位置上。 4.关于遗传密码的描述中错误的是 。
A.密码阅读有方向性,5'端开始,3'端终止 B.密码第3位碱基具有一定自由度,可能出现多对一 C.一种氨基酸只能有一种密码子 D.一种密码子只代表一种氨基酸 5.蛋白质合成所需的能量来自 。
A.ATP B.GTP C.ATP和GTP D.CTP
6.蛋白质生物合成中多肽的氨基酸排列顺序取决于 。
A.相应tRNA的专一性 B.相应氨酰tRNA合成酶的专一性 C.相应mRNA中核苷酸排列顺序 D.相应tRNA上的反密码子 7.在蛋白质合成过程中,下列说法正确的是 。
A.氨基酸随机地连接到tRNA上去 B.新生肽链从C-端开始合成
C.通过核糖核蛋白体的收缩,mRNA不断移动 D.合成的肽链通过一个tRNA与核糖核蛋白相连 8.蛋白质生物合成的方向是 。
A.从C端到N端 B.从N端到C端 C.定点双向进行 D.从C端、N端同时进行 9.原核细胞中氨基酸掺入多肽链的第一步反应是 。
A.甲酰蛋氨酸-tRNA与核蛋白体结合 B.核蛋白体30S亚基与50S亚基结合
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