高级生物化学复习

1、高级生物化学复习资料 整理人：方义高级生物化学复习资料一 名词解释1、复性：DNA复性(renaturation)：变性DNA在适当条件下，又可使两条彼此分开的链重新缔合成为双螺旋结构，这一现象称为复性。2、变性：指DNA分子中的双螺旋结构解链为无规则线性结构的现象。3、分子杂交：当两条不同来源的DNA链或DNA链与RNA链之间存在互补顺序时，在复性时可发生碱基互补配对形成局部双螺旋区，称分子杂交 4、构象：指一个分子结构中的一切原子绕共价单键旋转时产生的不同空间排列方式。一种构象变成另一种构象不涉及共价键的形成或破坏。5、二面角：只有碳原子连接的两个键（CN和C -C）是单键，能自由旋转。环

2、绕CN键旋转的角度为，环绕CC键旋转的角度称多肽链的主链骨架构象，是由一系列-碳原子的成对二面角所决定的。也就是说，二面角决定多肽链主链骨架的构象。 6、超二级结构：在蛋白质中，某些相邻的二级结构单位（螺旋、折叠、转角、无规卷曲）组合在一起，相互作用，从而形成有规则的二级结构集合体，充当更高层次结构的构件，称为超二级结构。 7、结构域：对于较大的球蛋白分子，一条长的多肽链，在超二级结构的基础上，往往组装成几个相对独立的球状区域，彼此分开，以松散的单条肽链相连。这种相对独立的球状区域，称为结构域。8、酶活性中心：是指酶分子中直接与底物结合，并和酶催化作用直接有关的基团所构成的微区。 9、共价催化

3、：某些酶可以和底物形成一个反应活性很高的不稳定的共价中间产物，这个中间产物极易变成过渡态，因此反应的活化能大大降低。共价催化分为亲核催化和亲电催化。10、亲和催化：是指酶活性中心的亲核催化基团提供一对电子，与底物分子中缺少电子具有部分正电荷的碳原子形成共价键，从而产生不稳定的共价中间物。11、Km值：Km值等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度，单位是mol/L。12、可逆性抑制作用：抑制剂通常以非共价键与酶或酶-底物复合物可逆性结合，使酶的活性降低或丧失；抑制剂可用透析、超滤等方法除去。13、竞争性抑制作用：抑制剂与底物的结构相似，能与底物竞争酶的活性中心，从而阻碍ES复合物的形成，

4、使酶的活性降低。这种抑制作用称为竞争性抑制作用。 14、非竞争性抑制作用：底物和抑制剂与酶的结合没有竞争性。底物和酶结合后还可与抑制剂结合，同样抑制剂与酶结合后还可能与底物结合；即酶可以同时和抑制剂及底物结合，形成酶-底物-抑制剂三元复合物；但后者不能转变为产物。15、反竞争性抑制作用：抑制剂不与酶结合，只与ES复合物结合。当反应体系中存在反竞争性抑制剂时，不仅不排斥E和S的结合，反而增加了二者的亲和力；这与竞争性抑制作用恰巧相反，故称为反竞争性抑制用。16、别构调节：指酶分子的非催化部位与某些化合物可逆地非共价结合后，引起酶的构象的改变，进而改变酶的活性状态，酶的这种调节作用称为别构调节17

5、、共价修饰调节：指一类可在其它酶的作用下其结构通过共价修饰，使该酶活性发生改变，这种调节称为共价修饰调节。 18、核酶：具有酶促活性的RNA称为核酶19、抗体酶：抗体酶 或催化抗体（Catalytic antibody) 是一种具有催化功能的抗体分子，在其可变区赋予了酶的属性。它是利用现代生物学与化学的理论与技术交叉研究的成果，是抗体的高度选择性和酶的高效催化能力巧妙结合的产物。20、生物膜：生物膜是细胞质膜和细胞内膜系统的总称。包括质膜、线粒体膜、高尔基体膜、内质网系膜、溶酶体膜、过氧化酶体膜、核膜等。21、细胞信号转导：是指特定的化学信号在靶细胞内的传递过程。22、受体：受体是细胞表面或亚

6、细胞组分中的一种天然分子，可以识别并特异地与有生物活性的化学信号物质（配体）结合，从而激活或启动一系列生物化学反应，最后导致该信号物质特定的生物效应。23、双信使途径：以肌醇磷脂代谢为基础的细胞信号系统，最大的特点是胞外信号被膜受体接受后，同时产生两个胞内信使，分别激动两个信号传递途径即IP3/Ca2+和DG/PKC途径，因此又把这一信号系统称为“双信使途径”。24、基因组：基因组（Genome）细胞或生物体的全套遗传物质。25、基因组学：基因组学（Genomics）就是研究基因组结构和功能的科学。26、单顺反子：即一个编码基因转录生成一个mRNA分子，经翻译生成一条多肽链。27、多顺反子：受

7、同一个控制区调控的一组基因。它们前后排列，并一起被转录和翻译而得到一组功能相关的蛋白质或酶。多见于原核生物。28、反义RNA：反义RNA是指与靶RNA具有互补序列的RNA分子，它通过与靶RNA进行碱基配对结合的方式参与基因表达的调控。29、RNA干扰技术：RNAi是指在生物体细胞内，外源性或内源性的双链RNA（double-stranded RNA,dsRNA）引起与其同源mRNA的特异性降解，因而抑制其相应基因表达的过程。30、蛋白质组学：是研究细胞内全部蛋白质的组成及其活动规律的科学。31、双向凝胶电泳two-dimensional electrophoresis，2-DE)：利用蛋白质的

8、等电点和分子量，结合凝胶化学特性，分离各种蛋白质的方法。32、基因表达：基因经过转录、翻译，产生具有特异生物学功能的 蛋白质分子的过程称为基因表达(gene expression)33、锌指：由约30个氨基酸残基组成。4个Cys残基或2个Cys残基加上2个His残基与1个Zn2+形成配位键结合，使这段肽链成指状，故称锌指。34、操纵子：所谓操纵子（operon）是指原核生物基因组的一个表达调控序列，由若干结构基因串联在一起，其表达受到同一调控系统的调控。 35、反式作用因子：是影响基因转录的调节蛋白 ，属于转录调节因子36、顺式作用元件：是真核生物DNA调控元件，包括启动子、增强子和沉默子。3

9、7、启动子结构：RNA聚合酶结合并启动转录的特异DNA序列，RNA聚合酶识别35区（TTGACA序列），紧密结合10区（TATAAT序列），即启动子包括两个共有序列35区和10区再加上RNA转录起始点。38、病毒基因组：已知大多数病毒的成熟颗粒主要是由核酸和蛋白质组成，核酸形成病毒的核心。病毒的基因都能进行复制，但复制的方式有多种，常不是半保留复制。病毒不含能量代谢的酶，也没有自身的核糖体，所以不能独立生长繁殖，必须依赖宿主细胞。39、断裂基因：即结构基因由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因。 40

10、、层析技术：层析技术（Chromatographic Techniques）是利用混合物中各组分的理化性质（如吸附力、分子形状和大小、分子极性、分子亲和力、分配系数等）的差别，使各组分在两相中的分布不同，从而使各组分以不同速度随流动相向前移动而达到分离的目的。 41、亲和层析：根据生物特异性吸附进行分离，固定相只和一种待分离组分有高度特异性的亲和能力而结合，而与无结合能力的其他组分分离。42、基因工程：基因工程亦称遗传工程，即利用DNA重组技术在细胞外将一种外源DNA（目的基因）和载体DNA重新组合连接（重组），最后将重组体转入宿主细胞，使外源基因DNA在宿主细胞中，随细胞的繁殖而增殖（clo

11、ning，克隆），或最后得到表达，最终获得基因表达产物或改变生物原有的遗传性状。43、聚合酶链反应（polymerase chain reaction,PCR）: PCR是模拟体内DNA复制条件，应用DNA聚合酶反应，特异性扩增某一DNA片段的技术。二 小题与简答题1、肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌能引起人的肺炎和小鼠的败血症。实验过程如下：将无毒性的R型活细菌注射到小鼠体内，小鼠不死亡。将有毒性的S型活细菌注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内，小鼠不死亡。将无毒性的R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡。实验证明，DNA是遗传

12、物质，像这样一种生物由于获得另一生物的DNA而发生遗传性状改变的现象称为转化。2、生物学中心法则是指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。也可以从DNA传递给DNA，即完成DNA的复制过程。这是所有有细胞结构的生物所遵循的法则。在某些病毒中的RNA自我复制（如烟草花叶病毒等）和在某些病毒中能以RNA为模板逆转录成DNA的过程（某些致癌病毒）是对中心法则的补充。 3、DNA碱基组成的Chargaff规则Chargaff首先注意到DNA碱基组成的某些规律性，在/年总结出DNA碱基组成的规律：（1）. 同一生物的不同组织的DNA碱基组成相同；（2）.

13、 同一种生物DNA碱基组成不随生物体的年龄、营养状态或者环境变化而改变； （3）. 几乎所有的DNA，无论种属来源如何，其腺嘌呤摩尔含量与胸腺嘧啶摩尔含量相同A =T，鸟嘌呤摩尔含量与胞嘧啶摩尔含量相同G =C，总的嘌呤摩尔含量与总的嘧啶摩尔含量相同AG=CT。（4）. 不同生物来源的DNA碱基组成不同，表现在AT/GC比值的不同。这些结果后来为DNA的双螺旋结构模型提供了一个有力的佐证。4、DNA双螺旋结构模型要点 （1） DNA分子由两条反向平行的多核苷酸链构成双螺旋结构。两条链围绕同一个“中心轴”形成右手螺旋，螺旋表面有一条大沟和一条小沟。（2）嘌呤碱和嘧啶碱层叠于螺旋内侧，碱基平面与纵

14、轴垂直，碱基之间的堆积距离为0.34nm 。磷酸与脱氧核糖在外侧，彼此之间通过磷酸二酯键连接，形成DNA的骨架。糖环平面与中轴平行。（3）双螺旋的直径为2nm，顺轴方向每隔0.34nm有一个核苷酸,两个核苷酸之间的夹角为36º，因此，沿中心轴每旋转一周有10个核苷酸。（4）一条多核苷酸链上的嘌呤碱基与另一条链上的嘧啶碱基以氢键相连，匹配成对，配对的原则是A= T之间形成二个氢键，Gº C之间形成三个氢键。因此， DNA的一条链为另一条链的互补链5、核酸的一般性质（了解）（1）、性状：DNA为白色纤维状固体，RNA为白色粉末。（2）、粘性：核酸的水溶液粘度很大，DNA分子粘度

15、大于RNA。核酸变性后，粘度下降。（3）、溶解性：RNA和DNA都是极性的化合物，两者都微溶于水，不溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂。它们的钠盐易溶于水。（4）、核酸的酸碱性质 核酸的磷酸基具有酸性，碱基具有碱性，因此，核酸具有两性电离的性质。但核酸中磷酸基的酸性大于碱基的碱性，其等电点偏酸性。DNA的pI约为45，RNA的pI约为2.02.5，在pH78电泳时泳向正极。6、核酸的紫外吸收特性，应用（一）、光吸收： 紫外吸收波段：240290nm 最大吸收峰：260nm（二）、变性后的光学性质：（1）增色效应： 与天然DNA相比，变性DNA因其双螺旋结构破坏，使碱基充分外露，因此，紫外吸收增加，

16、这种现象叫增色效应。（2）减色效应： 若变性DNA复性形成双螺旋结构后，其紫外吸收降低，这种现象叫减色效应。OD260的应用1. DNA或RNA的定量OD260RNA浓度（ug/mL）=0.022XLX稀释倍数DNA浓度（ug/mL）=0.02XLOD260X稀释倍数式中：OD260为260nm波长处光密度值；L为比色杯的光程，一般为1cm；0.022为每毫升溶液含1微克RNA的光密度； 0.02为每毫升溶液内含1微克DNA钠盐时的光密度。7、判断核酸样品的纯度DNA纯品: OD260/OD280 = 1.8RNA纯品: OD260/OD280 = 2.08、核酸分子杂交的理论基础和应用价值（

17、1）分子杂交：当两条不同来源的DNA链或DNA链与RNA链之间存在互补顺序时，在复性时可发生碱基互补配对形成局部双螺旋区，称分子杂交 分为：Southern杂交，Northern杂交，Western杂交（2）理论基础：基本原理是待测单链核酸与已知序列的单链核酸（叫做探针）间通过碱基配对形成可检出的双螺旋片段。这种技术课在DNA与DNA，RNA与RNA之间进行，形成DNADNA,RNARNA或RNADNA等不同类型的杂交分子作为探针的已知DNA或 RNA片段一般为3050核苷酸长，可用化学方法合成或者直接利用从特定细胞中提取的mRNA。探针必需预先标记以便检出杂交分子。标记方法有多种，常用的为同

18、位素标记法和生物素标记法。杂交方法又可分为液相杂交和固相杂交。相互杂交的两种核酸分子间有时并非完全一致，但必有一定的相关性。（3）应用价值：核酸杂交技术是目前研究核酸结构、功能常用手段之一用来检测核酸的缺失、插入制备特定的探针通过杂交技术可进行基因检测和定位研究9、分离核酸的一般原则（1）保证核酸的一级结构的完整性（2）排除其他分子的污染10、思考题：如果你有翻译活性很高的人胰岛素mRNA,试设计两个试验队一个克隆基因片段进行鉴定，你是否确定它是胰岛素基因？答：试验一：设计polyT引物，用P32标记的dNTP为原料，对人胰岛素进行反转录获得人胰岛素cDNA，然后以cDNA为探针与克隆基因片段

19、进行Southern杂交，若克隆基因片段能与cDNA互补杂交，说明其克隆基因是胰岛素基因。试验二: 将克隆基因片段通过合适的载体导入到受体菌株中，使克隆基因在受体中表达得到蛋白质产物，然后以人胰岛素mRNA为模板得到与mRNA互补的反义RNA，将反义RNA导入受体菌中，若受体菌中不再出现克隆基因的产物，说明反义RNA与克隆基因的mRNA互补阻断了基因表达，则可证明克隆基因是胰岛素基因。11、蛋白质氨基酸分类：非极性氨基酸、酸性氨基酸、碱性氨基酸、非解离的极性氨基酸12、蛋白质的构象单元（1）a-螺旋 ( a -helix ) （2）b-折叠 ( b-pleated sheet ) （3）b-转

20、角 ( b-turn )（4）无规卷曲 ( random coil 13、a-螺旋结构的特征（1）多肽链主链骨架围绕一个中心轴一圈又一圈地上升，从而形成了一个螺旋式的构象，每一圈包含3.6个氨基酸残基，每圈螺距0.54nm，每个氨基酸残基沿轴上升0.15nm，绕轴旋转100°。 （2）相邻的螺旋之间形成链内的氢键。即：一个肽平面上的C=O基氧原子与其前的第三个肽平面上的NH基氢原子生成一个氢键：C=OHN。（3）与-碳原子相连的R侧链，位于-螺旋的外侧，对-螺旋的形成和稳定性有较大的影响。（4）-螺旋有左手和右手之分。天然蛋白质中的-螺旋绝大多数都是右手螺旋。14、蛋白质三级结构、四

21、级结构特征（1）蛋白质的三级结构（tertiary structure）是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，也就是整条肽链所有原子在三维空间的排布位置。 多肽链主链骨架包含长短不等的A、B、C、D、E、F、G、H 8个-螺旋。-螺旋之间拐弯处（AB、CD、EF、FG、GH）是无规卷曲。分子表面有一个深陷的洞穴。该洞穴由C、E、F、G 4个螺旋段构成，洞穴周围分布许多疏水性R侧链，从而为洞穴构成了疏水性环境。血红素或称铁卟啉（ironporphyrin）辅基处于疏水的洞穴内。三级结构主要靠次级键维系，主要有：氢键、离子键、疏水键、范德华力、配位键，另外二硫键（共价键）也参与维系三级结构。

22、（2）蛋白质四级结构:由两个或两个以上具有三级结构的亚基或亚单位（subunit）通过非共价键彼此缔合在一起而形成的具有三维结构的聚集体，称蛋白质的四级结构。通常亚基只有一条多肽链，但有的亚基由两条或多条多肽链组成，这些多肽链相互以二硫键相连。组成蛋白质四级结构的亚基可以是相同的，也可以是不同的。15、蛋白质一级结构与功能的关系（一）一级结构是空间构象的基础（二）一级结构与生物进化在不同的生物体内行使相同或相似功能的蛋白质。如：血红蛋白在不同的脊椎动物中都具有输送氧气的功能，细胞色素在所有的生物中都是电子传递链的组分。（三）一级结构与分子疾病由于基因突变导致蛋白质一级结构发生变异，使蛋白质的生

23、物学功能减退或丧失，甚至造成生理功能的变化而引起的疾病，称为“分子病”。16、蛋白质空间结构与功能的关系 （一）肌红蛋白与血红蛋白的结构 （二）血红蛋白的构象变化与结合氧 血红蛋白（Hb）与肌红蛋白（Mb）一样能可逆地与O2结合， Hb与O2结合后称为氧合Hb。氧合Hb占总Hb的百分数（称百分饱和度）随O2浓度变化而改变。17、血红蛋白氧和解离曲线Hb与Mb一样能可逆地与O2结合， Hb与O2结合后称为氧合Hb。氧合Hb占总Hb的百分数（称百分饱和度）随O2浓度变化而改变。 肌红蛋白(Mb)和血红蛋白(Hb)的氧解离曲线18、盐析的原理破坏蛋白的水化膜，中和表面的净电荷19、思考题：有一种蛋白

24、质，在某组织内含量较低，很难分离纯化，现以知其分子量，并从其他实验室要来该蛋白质的抗体，问用哪些实验方法可初步证实该组织内的确含有该蛋白质？答：首先，将该组织的蛋白质提取物进行SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳，分离出一系列相对分子量不同的蛋白质电泳条带，将与其分子量相对应的蛋白质带分离出并印迹在硝酸纤维膜上，然后用带标记的抗体与之进行反应，若出现阳性结果，则说明该组织内的确含有该蛋白质。20、酶活性中心及研究方法（1）酶活性中心：是指酶分子中直接与底物结合，并和酶催化作用直接有关的基团所构成的微区。 （2）研究方法：X-射线衍射分析法：是目前最可靠的方法。化学修饰法：某些化学试剂与酶分子中的某些侧链基

25、团共价结合来确定这些基团是否与酶的催化作用有关，是研究酶活性部位的有效方法之一。亲和标记法：亲和试剂用于胰凝乳蛋白酶活性中心的标记定点诱变法：利用定点诱变技术改变编码蛋白质基因中的DNA顺序，研究酶活性部位的必需氨基酸21、Km值及意义（1）Km值等于酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度，单位是mol/L。（2）意义：Km是酶促反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度。其单位为浓度单位，一般用mol/L或mmol/L表示。Km是酶的特征性常数之一。与酶的性质、酶所催化的底物和酶促反应条件(如温度、pH、有无抑制剂等)有关，与酶的浓度无关。酶的种类不同，Km值不同，同一种酶与不同底物作用时，

26、Km 值也不同。各种酶的 Km 值范围很广，大致在 10 10 M 之间。Km可近似表示酶对底物的亲和力。Km 值愈大，酶与底物的亲和力愈小；Km值愈小，酶与底物亲和力愈大。酶与底物亲和力大，表示不需要很高的底物浓度，便可容易地达到最大反应速度。判断酶的最佳底物：如果一种酶可作用于多个底物,就有几个Km值，其中Km最小对应的底物就是酶的天然底物。如蔗糖酶既可催化蔗糖水解(Km=28mmol/L),也可催化棉子糖水解(Km=350mmol/L),两者相比，蔗糖为该酶的天然底物。可计算某一底物浓度时，其反应速率相当于Vmax的百分率。Km可以帮助推断某一代谢反应的方向和途径。22、竞争性抑制作用，

27、反竞争性抑制作用，非竞争性抑制作用的动力学参数变化 23、抗体酶的催化特征1、与天然酶相比抗体酶的特点(1)能催化一些天然酶不能催化的反应(2)有更强的专一性和稳定性A.由于作为酶分子的抗体酶为IgG，其蛋白性质较酶蛋白更稳定，作用更持久；B.天然酶分子底物识别部位所占有的氨基酸一般为7个左右，而抗体酶底物识别部位的氨基酸约15-20个，从而增加了催化反应的底物特异性。(3)催化作用机制不同24、膜脂，膜蛋白的特点（1）膜脂的特点：膜脂的不对称性分布一般来说，脂质分子在膜两侧的分布是不对称的，例如，人红细胞膜的外层含磷脂酰胆碱和鞘磷脂较多，内层则含磷脂酰丝氨酸和磷脂酰乙醇胺较多。这种不对称分布

28、会导致膜两层电荷数量、流动性等的差异。膜脂的不对称分布与膜蛋白的定向分布及其功能都有密切关系。脂质的多形性：膜脂具有两性。因此膜脂包括磷脂分子在水溶液中的溶解度是很有限的。（2）膜蛋白的特点：根据膜蛋白与脂质分子的结合方式和分离的难易程度可将其分为外周蛋白和内在蛋白两类。外周蛋白通过共价结合的脂酰基、异戊烯基或糖肌醇磷脂酰基，插入膜脂双层，也称为膜锚蛋白。外周蛋白约占膜蛋白总量的20-30%。内在蛋白占膜蛋白总量的70-80%。这类蛋白多数为跨膜蛋白，也有些插入或整合在脂质双分子层中。25、信号分子的分类化学信号可分为激素、神经递质、局部化学介导因子以及气体信号分子四类。26、受体的分类（1）

29、膜受体：离子通道受体，G蛋白偶联受体和具有酶活性的受体。（2）胞内受体：27、异三聚体G蛋白的调节作用模式（1）构象：G蛋白有2种构象：活化型与非活化型（2）激活：信号分子作用于G蛋白偶联型受体后，受体变构，其G蛋白偶联结构域与细胞膜上的G蛋白相互作用，使亚基与亚基解离，且亚基发生鸟苷酸交换与1分子GTP结合而被激活。28、质膜Ca 泵活性的调控机理第一、钙调素激活第二、二磷酸肌醇磷脂（PIP2）激活第三、有限水解活化第四、PKC和依赖cAMP的激酶（PKA）29、肌醇磷脂的特点第一、肌醇磷脂具有极高的代谢速率，使它具有信号分子的特点，即可迅速产生又可迅速灭活。第二、肌醇环上具有5个自由羟基，

30、其中至少有两个可被磷酸化，被水解后形成的IP3在Ca2+动员中具有重要作用，其它多磷酸肌醇如IP4也可能以某种方式参与信号传递。第三、IP3等磷酸肌醇为水溶性，在细胞质中可以迅速扩散到作用部位。第四、肌醇磷脂上甘油骨架第2位碳原子上所连接的脂肪酸常常是花生四烯酸，它是前列腺素等生物活性物质的前体，在胞内进一步代谢可能形成另外的信号分子。第五、产生第二信使的直接前体PIP2只占膜脂的极小部分，它的水解不会影响膜的稳定性。30、思考题（一）简述cGMP信号转导途径及其在NO信号转导途径中的作用（1）cGMP信号转导途径信号分子受体/GCcGMP蛋白激酶G效应蛋白/酶生理效应GC有膜结合型和可溶性G

31、C两种。可溶性GC含有血红素辅基结构，血红素能与NO直接结合而激活GC，可溶性GC为NO的受体。NO作为一种气体信号分子，通过扩散的方式进入临近的血管平滑肌细胞后，NO与GC的血红素结合而激活GC，激活的GC使细胞产生大量的cGMP，cGMP激活PKG，进而PKG磷酸化一系列平滑蛋白，导致平滑肌松弛和血管舒张。（2）cGMP在NO信号转导过程中的作用NO是一种胞间通讯的气体分子，它是由L-精氨酸氧化形成的，催化该反应的酶称为NO合成酶（NOS）。该酶有多种形式的同功酶，主要分为两类：一类为组成性表达型，另一类为诱导型；前者的活性依赖于钙-钙调蛋白，而后者的调节方式还不十分清楚。NO作为信号分子

32、调节的生理功能包括血管舒张，血小板凝集，在中枢神经系统中介导兴奋性神经传导等。在内皮细胞依赖性血管舒张现象中研究得比较清楚。（二）简述cAMP信号转导途径，并举例说明在糖代谢中的调节转导过程（1）cAMP信号转导途径信号分子受体G蛋白ACcAMP蛋白激酶A效应蛋白/酶生理效应未受刺激前G蛋白以异三聚体的形式存在，含、三个亚基，亚基与GDP结合，当受体被信号分子刺激后，受体的构象改变，露出与G蛋白结合的位点。受体配体复合物与G蛋白结合，降低其对GDP的亲和性，GDP解离，GTP取代GDP与亚基结合，使亚基从G蛋白上解离。 亚基结合并活化腺苷酸环化酶产生cAMP，同时配体与受体解离，受体回复原构象

33、。GTP水解导致亚基脱离腺苷酸环化酶，并与、复合物形成G蛋白。（2）对代谢的调节作用通过对效应蛋白的磷酸化作用，实现其调节功能。如肾上腺素作为胞外的内分泌激素，作为信号分子与蛋白质结合。31、病毒基因组的结构特点结构简单，基因组小基因组可由DNA、也可由RNA组成基因重叠重复顺序少非编码区少相关基因丛集基因组是单倍体32、真核生物基因组的结构特点真核生物基因组远大于原核生物的基因组，结构复杂，基因数庞大，具有许多复制起点，但每个复制子的长度较小。真核基因的转录产物为单顺反子。即一个结构基因经转录和翻译生成一个mRNA分子和一条多肽链。基因组中非编码区域多于编码区域，占90%以上的DNA序列。真

34、核生物DNA中含有大量的重复序列，所谓重复序列是指基因组中多次反复出现的DNA序列。33、基因表达调控的基本原理（一）基因表达的多级调控基因激活转录起始 转录后加工mRNA降解蛋白质翻译翻译后加工修饰蛋白质降解等（二）基因转录激活调节基本要素基因表达的调节与基因的结构、性质，生物个体或细胞所处的内、外环境，以及细胞内所存在的转录调节蛋白有关。三个基本要素：1）特异的DNA调节序列2）调节蛋白3）RNA聚合酶34、转录因子的作用转录因子是起调控作用的反式作用因子。转录因子是转录起始过程中RNA聚合酶所需的辅助因子。真核生物基因在无转录因子时处于不表达状态，RNA聚合酶自身无法启动基因转录，只有当

35、转录因子结合在其识别的DNA序列上后，基因才开始表达。35、原核生物操纵子的结构及三种操纵子的机制典型的操纵子可分为控制区和信息区两部分。控制区由各种调控基因所组成，而信息区则由若干结构基因串联在一起构成。 （一）乳糖操纵子调节机制（1）原核生物乳糖操纵子(Lac operon)：其控制区包括调节基因（阻遏基因），启动基因和操纵基因；其信息区由-半乳糖苷酶基因（lacZ），透过酶基因（lacY）和转乙酰酶基因（lacA）串联在一起构成。 （二）色氨酸操纵子的调节机制色氨酸操纵子（trp operon）主要参与调控一系列用于色氨酸合成代谢的酶蛋白的转录合成。通过阻遏蛋白的负调控和转录衰减作用调节

36、。转录衰减作用是转录能正常开始，但是转录过程可因细胞内氨基酸浓度太高而使转录中止的一种调节机制。色氨酸操纵子的衰减作用是由162个核苷酸残基的RNA前导顺序进行的。这个前导顺序位于操纵子mRNA的5´末端，在第一个结构基因的起始密码子的前面。这个前导顺序可分为四段，分别标为1，2，3，4号顺序。3号和4号顺序之间能通过碱基配对形成茎环结构。在其茎部富含GC碱基，而其3´端有一个多尿嘧啶核苷酸串列，这种结构实际上是一个不依赖因子的转录终止子。当这种结构形成时，转录受到阻碍。这种茎环结构能否形成取决于为14个氨基酸残基编码的前导顺序的翻译事件。这段顺序为1号顺序。前导顺序中的1

37、号顺序是个能感觉色氨酸浓度的关键元件。它含有多个色氨酸密码子，可以看成是色氨酸传感器。它决定着3号顺序是与4号顺序还是和2号顺序配对。当色氨酸浓度高时，携带色氨酸的tRNA浓度也高，翻译就可紧跟着转录而通过多个色氨酸密码，在这种情况下2号顺序被核糖体所覆盖因而不能跟3号顺序配对，终止子结构就可以在3、4号顺序之间形成，转录就停止。当色氨酸浓度低时，由于缺乏携带色氨酸的tRNA，核糖体被滞留在两个色氨酸密码子上，此时2号顺序能自由和3号顺序配对，因此转录就可继续进行。这样转录可以随着色氨酸浓度进行衰减调节。（三）阿拉伯糖操纵子的调节机制这是一个利用同一种调节蛋白的不同结构形式活化和抑制操纵子的调

38、控方式。（1）AraC蛋白是一个具有两种不同功能构象的蛋白质。P1型为阻遏子，P2型为激活子。（2） AraC蛋白靠阻遏它本身基因的转录调节它自身的合成。（3）一些参与调节的DNA序列可以在较远的距离起作用。调节作用分三种情况：1）葡萄糖很丰富且没有阿拉伯糖情况下，结合于araO2和araI的两个AraC蛋白之间互相结合，形成一个约210碱基对的一个环，从而使araBAD启动子的转录被抑制，基因araB、A、D不被转录，阻止操纵子的转录（阴性调控或负调节作用）2）当葡萄糖不存在（或低水平）而阿拉伯糖存在时，CAP-cAMP很丰富，与araI附近的CRP结合位点结合，阿拉伯糖与AraC蛋白结合改

39、变了构象，成为激活子，DNA环被打开，能与CAP-cAMP协同诱导araBAD基因的转录（阳性调控或正调节）3）阿拉伯糖和葡萄糖均不存在或阿拉伯糖和葡萄糖均丰富时，操纵子均处于阻遏状态。36思考题（三题中必考一题）（一）一般培养基的碳源中有葡萄糖存在时，大肠杆菌是不利用乳糖的，只给乳糖时，则产生出大量的半乳糖苷酶，并利用乳糖。然而，用葡萄糖替换乳糖时，就几乎不产生半乳糖苷酶。回答下列问题:（1）能产生半乳糖苷酶有关的四个基因是什么？答：结构基因，操纵基因，启动基因，调节基因（2）能利用乳糖是由于乳糖和什么结合？答：阻遏蛋白（3）发现没有乳糖而大量产生半乳糖苷酶的变异株，这种变异株的产生是由于（

40、调节基因）的突变，因而不能生成（阻遏物）或者由于（操纵基因）的突变，（阻遏蛋白）不能和（操纵基因）结合，所以没有乳糖时（结构基因）也可以活动，它的遗传信息传递给（mRNA），最后在（核糖体）上合成了半乳糖苷酶。（二）衰减机制需要一个先导区域存在，预测下列变化对色氨酸操纵子的调控有何影响（1）删除整个前导区域；（2）删除编码前导肽的序列；（3）前导区域不含AUG密码子答：（1）如果整个前导区缺失，弱化作用（即衰减作用）则是不可能的，转录只是单纯由色氨酸阻遏物调控，而色氨酸阻遏调控很弱，因此，色氨酸操纵子转录的总速度是增加的（2）如果编码前导肽的序列缺失，转录只由色氨酸阻遏物控制。编码前导肽的序列

41、缺失，则没有片段1的形成，从而允许形成稳定的2.，3茎环结构，而阻止了3，4茎环结构的形成，即无法形成衰减作用。对已启动的色氨酸操纵子的转录将继续进行。（3）如果前导区不含AUG，色氨酸操纵子则难以启动转录，由于起始密码子的缺乏，前导肽的合成不会发生，1，2-茎环和3，4-茎环几乎处于形成状态，从而导致转录终止。（三）大肠杆菌细胞能在不同碳源上生长，当细菌在以下物质条件存在下生长时，乳糖操纵子的转录速度如何？（1）乳糖和葡萄糖存在时；（2）葡萄糖存在时；（3）只有乳糖存在时答：（1）乳糖和葡萄糖同时存在时，乳糖与阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白空间的构象改变，而不与操纵子基因结合，使操纵基因处于开放状

42、态。但由于葡萄糖存在时，使细菌细胞中cAMP浓度处于很低水平，不能与CAP结合形成cAMPCAP复合物,不能与启动子特定区域结合促进转录，故结构基因不能表达或仅本底水平表达，乳糖操纵子转录处于很低水平。（2）只有葡萄糖存在时，细菌细胞中cAMP浓度很低，不能与CAP结合形成cAMPCAP复合物，CAP不与启动子特定区域结合，因此，RNA聚合酶也不能与DNA结合。此外，没有诱导物乳糖与阻遏蛋白结合，阻遏蛋白结合在操纵基因上，也阻断了转录表达。故乳糖操纵子不转录。（3）只有乳糖时，乳糖与阻遏蛋白结合改变了阻遏蛋白的构象，不能与操纵基因结合，使操纵基因处于开放状态，同时cAMP浓度很高，与CAP结合

43、形成复合物，cAMPCAP复合物与启动子特定区域结合促进转录进行。故乳糖操纵子处于高水平的转录速度。37、目的基因制备方法（选择题）（1）化学合成法要求：已知目的基因的核苷酸序列或其产物的氨基酸序列 。（2）基因组DNA文库(genomic DNA library)获取（3）cDNA文库(cDNA library) 获取（4）聚合酶链反应(polymerase chain reaction, PCR) 获取38、思考题（一）简述基因工程基本过程，有何理论与实践意义（1）基因工程：基因工程亦称遗传工程，即利用DNA重组技术在细胞外将一种外源DNA（目的基因）和载体DNA重新组合连接（重组），最后将重组体转入宿主细胞，使外源基因DNA在宿主细胞中，随细胞的繁殖而增殖（cloning，克隆），或最后得到表达，最终获得基因表达产物或改变生物原有的遗传性状。（2）过程： 目的基因的获取DNA导入受体菌外源基因与载体的连接克隆载体的选择和构建重组体的筛选克隆基因的表达 （3）意义：1、开辟生物学研究的新纪元 反向生物学（invese biology）的诞生2、促进生物技术产业的兴起利用基因工程技术，可以大量生产在一些正常细胞中产量很低的多肽物质，用于医药等工业生产中定向改造生物基因结构，以生产抗病强、品质优的各种农副产品，提高其经济价值；用于生命科学的基础研究。（二）如果想要人 胰岛素基因在