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1、 1 生物化学各章知识要点及复习参考题生物化学各章知识要点及复习参考题 蛋白质的酶促降解蛋白质的酶促降解、氨基酸代谢氨基酸代谢、核苷酸代谢、核苷酸代谢 知识要点 蛋白质和核酸是生物体中有重要功能的含氮有机化合物， 它们共同决定和参与多种多样的生命活动。 在自然界的氮素循环中，大气是氮的主要储库，微生物通过固氮酶的作用将大气中的分子态氮转化成氨， 硝酸还原酶和亚硝酸还原酶也可以将硝态氮还原为氨，在生物体中氨通过同化作用和转氨基作用等方式 转化成有机氮，进而参与蛋白质和核酸的合成。 （一）蛋白质和氨基酸的酶促降解 在蛋白质分解过程中，蛋白质被蛋白酶和肽酶降解成氨基酸。氨基酸用于合成新的蛋白质或转变
2、成 其它含氮化合物（如卟啉、激素等），也有部分氨基酸通过脱氨和脱羧作用产生其它活性物质或为机体 提供能量，脱下的氨可被重新利用或经尿素循环转变成尿素排出体外。 （二）（二）核酸的酶促降解 核酸通过核酸酶降解成核苷酸，核苷酸在核苷酸酶的作用下可进一步降解为碱基、戊糖和磷酸。戊 糖参与糖代谢，嘌呤碱经脱氨、氧化生成尿酸，尿酸是人类和灵长类动物嘌呤代谢的终产物。其它哺乳 动物可将尿酸进一步氧化生成尿囊酸。植物体内嘌呤代谢途径与动物相似，但产生的尿囊酸不是被排出 体外，而是经运输并贮藏起来，被重新利用。 嘧啶的降解过程比较复杂。胞嘧啶脱氨后转变成尿嘧啶，尿嘧啶和胸腺嘧啶经还原、水解、脱氨、 脱羧分别产
3、生 -丙氨酸和 -氨基异丁酸，两者经脱氨后转变成相应的酮酸，进入 TCA 循环进行分解和 转化。-丙氨酸还参与辅酶 A 的合成。 （三）核苷酸的生物合成 生物能利用一些简单的前体物质从头合成嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸。嘌呤核苷酸的合成起始于 5-磷 酸核糖经磷酸化产生的 5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）。合成原料是二氧化碳、甲酸盐、甘氨酸、天冬氨 酸和谷氨酰氨。首先合成次黄嘌呤核苷酸，再转变成腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。嘧啶核苷酸的合成 原料是二氧化碳、氨、天冬氨酸和 PRPP，首先合成尿苷酸，再转变成 UDP、UTP 和 CTP。 在二磷酸核苷水平上，核糖核苷二磷酸（NDP）可转变成相应的脱氧核糖
4、核苷二磷酸。催化此反应 的酶为核糖核苷酸还原酶系，此酶由核苷二磷酸还原酶、硫氧还蛋白和硫氧还蛋白还原酶组成。脱氧胸 苷酸（dTMP）的合成是由脱氧尿苷酸（dUMP）经甲基化生成的。 习题 一、选择题 1、生物体内大多数氨基酸脱去氨基生成 -酮酸是通过下面那种作用完成的？（ ） A、氧化脱氨基 B、还原脱氨基 C、联合脱氨基 D、转氨基 2、下列氨基酸中哪一种可以通过转氨作用生成 酮戊二酸？（ ） A、Glu B、Ala C、Asp D、Ser 3、转氨酶的辅酶是( ) A、TPP B、磷酸吡哆醛 C、生物素 D、核黄素 4、以下对 L谷氨酸脱氢酶的描述哪一项是错误的？（ ） A、它催化的是氧化
5、脱氨反应 B、它的辅酶是 NAD+或 NADP+ C、它和相应的转氨酶共同催化联合脱氨基作用 D、它在生物体内活力不强 5、磷酸吡哆醛不参与下面哪个反应？（ ） A、脱羧反应 B、消旋反应 C、转氨反应 D、羧化反应 6、合成嘌呤和嘧啶都需要的一种氨基酸是（ ） AAsp BGln CGly DAsn 7生物体嘌呤核苷酸合成途径中首先合成的核苷酸是（ ） AAMP BGMP CIMP DXMP 8人类和灵长类嘌呤代谢的终产物是（ ） A尿酸 B尿囊素 C尿囊酸 D尿素 9从核糖核苷酸生成脱氧核糖核苷酸的反应发生在（ ） A一磷酸水平 B二磷酸水平 C三磷酸水平 D以上都不是 10在嘧啶核苷酸的
6、生物合成中不需要下列哪种物质（ ） A氨甲酰磷酸 B天冬氨酸 C谷氨酰氨 D核糖焦磷酸 11、嘌呤环中第 4 位和第 5 位碳原子来自下列哪种化合物？（ ） A、甘氨酸 B、天冬氨酸 C、丙氨酸 D、谷氨酸 12、嘌呤核苷酸的嘌呤核上第 1 位 N 原子来自（ ） A、Gly B、Gln C、ASP D、甲酸 13、dTMP 合成的直接前体是：（ ） A dUMP B、TMP C、TDP D、dUDP 二、是非题（在题后括号内打或） 1、Lys 为必需氨基酸，动物和植物都不能合成，但微生物能合成。（ ） 2 2、人体内若缺乏维生素 B6 和维生素 PP，均会引起氨基酸代谢障碍。（ ） 3、磷酸
7、吡哆醛只作为转氨酶的辅酶。（ ） 4限制性内切酶的催化活性比非限制性内切酶的催化活性低。（ ） 5尿嘧啶的分解产物 -丙氨酸能转化成脂肪酸。（ ） 6嘌呤核苷酸的合成顺序是，首先合成次黄嘌呤核苷酸，再进一步转化为腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷 酸。（ ） 7嘧啶核苷酸的合成伴随着脱氢和脱羧反应。（ ） 8脱氧核糖核苷酸的合成是在核糖核苷三磷酸水平上完成的。（ ） 三、问答题： 1、催化蛋白质降解的酶有哪几类？它们的作用特点如何？ 2、氨基酸脱氨后产生的氨和 a-酮酸有哪些主要的去路？ 3核酸酶包括哪几种主要类型？ 4嘌呤核苷酸分子中各原子的来源及合成特点怎样？ 5嘧啶核苷酸分子中各原子的来源及合成特
8、点怎样？ 四、名词解释 联合脱氨基作用 转氨基作用 必需氨基酸 限制性内切酶 核苷酸的从头合成和补 救途 核酸、蛋白质的生物合成核酸、蛋白质的生物合成 知识要点 在细胞分裂过程中通过 DNA 的复制把遗传信息由亲代传递给子代， 在子代的个体发育过程中遗传 信息由 DNA 传递到 RNA，最后翻译成特异的蛋白质；在 RNA 病毒中 RNA 具有自我复制的能力，并 同时作为 mRNA，指导病毒蛋白质的生物合成；在致癌 RNA 病毒中，RNA 还以逆转录的方式将遗传 信息传递给 DNA 分子。这种遗传信息的流向称为中心法则。 复制是指以原来 DNA 分子为模板，合成出相同 DNA 分子的过程；转录是
9、在 DNA（或 RNA）分 子上合成出与其核苷酸顺序相对应的 RNA（或 DNA）的过程；翻译是在以 rRNA 和蛋白质组成的核糖 核蛋白体上，以 mRNA 为模板，根据每三个相邻核苷酸决定一种氨基酸的三联体密码规则，由 tRNA 运送氨基酸，合成出具有特定氨基酸顺序的蛋白质肽链的过程。 （一） DNA 的生物合成 在 DNA 复制时，亲代 DNA 的双螺旋先行解旋和分开，然后以每条链为模板，按照碱基配对原则， 在这两条链上各形成一条互补链，这样从亲代 DNA 的分子可以精确地复制成 2 个子代 DNA 分子。每 个子代 DNA 分子中，有一条链是从亲代 DNA 来的，另一条则是新形成的，这叫
10、做半保留复制。通过 14N 和 15N 标记大肠杆菌实验证实了半保留复制。 1复制的起始点与方向 DNA 分子复制时，在亲代分子一个特定区域内双链打开，随之以两股链为模板复制生成两个子代 DNA 双链分子。开始时复制起始点呈现一叉形（或 Y 形），称之为复制叉。DNA 复制要从 DNA 分子 的特定部位开始，此特定部位称为复制起始点（origin of replication），可以用 ori 表示。在原核生物 中复制起始点常位于染色体的一个特定部位，即只有一个起始点。真核生物的染色体是在几个特定部 位上进行 DNA 复制的，有几个复制起始点的。酵母基因组与真核生物基因组相同，具有多个复制起始
11、 点。 复制的方向可以有三种不同的机制。其一是从两个起始点开始，各以相反的单一方向生长出一条 新链，形成两个复制叉。其二是从一个起始点开始，以同一方向生长出两条链，形成一个复制叉。其 三是从一个起始点开始，沿两个相反的方向各生长出两条链，形成两个复制叉。 2DNA 聚合反应有关的酶及相关蛋白因子 DNA 的合成是以四种三磷酸脱氧核糖核苷为底物的聚合反应，该过程除了需要酶的催化之外，还 需要适量的 DNA 为模板，RNA（或 DNA）为引物和镁离子的参与。催化这个反应的酶也有多种：DNA 聚合酶、RNA 引物合成酶（即引发酶）、DNA 连接酶、拓扑异构酶、解螺旋酶及多种蛋白质因子参与。 3DNA
12、 的复制过程 DNA 的复制按一定的规律进行，双螺旋的 DNA 是边解开边合成新链的。复制从特定位点开始， 可以单向或双向进行，但是以双向复制为主。由于 DNA 双链的合成延伸均为 53的方向，因此复制 是以半不连续的方式进行，即其中一条链相对地连续合成，称之为领头链，另一条链的合成是不连续 的，称为随后链。在 DNA 复制叉上进行的基本活动包括双链的解开；RNA 引物的合成；DNA 链的延 长；切除 RNA 引物，填补缺口，连接相邻的 DNA 片段。 （二）逆向转录 在逆转录酶作用下，以 RNA 为模板，按照 RNA 中的核苷酸顺序合成 DNA，这与通常转录过程中 遗传信息流从 DNA 到
13、RNA 的方向相反，故称为逆向转录。逆转录酶需要以 RNA（或 DNA）为模板， 以四种 dNTP 为原料，要求短链 RNA（或 DNA）作为引物，此外还需要适当浓度的二价阳离子 Mg2+ 和 Mn2+，沿 53方向合成 DNA，形成 RNA-DNA 杂交分子（或 DNA 双链分子）。逆转录酶是一种 多功能酶，它除了具有以 RNA 为模板的 DNA 聚合酶和以 DNA 为模板的 DNA 聚合酶活性外还兼有 RNaseH、DNA 内切酶、DNA 拓扑异构酶、DNA 解链酶和 tRNA 结合的活性。 几乎所有真核生物的 mRNA 分子的 3末端都有一段多聚腺苷酸。 当加入寡聚 dT 作引物时， m
14、RNA 3 就可以成为逆转录酶的模板，在体外合成与其互补的 DNA，称为 cDNA。 （三）DNA 突变 DNA 突变 是指 DNA 的碱基顺序发生突然而永久性地变化，从而影响 DNA 的复制， 并使 DNA 的 转录和翻译也跟着改变，表现出异常的遗传特征。DNA 的突变可以有几种形式：（1）一个或几个碱 基对被置换；（2）插入一个或几个碱基对；（3）一个或多个碱基对缺失。置换和插入的变化是可逆 的，缺失则是不可逆的。最常见的突变形式是碱基对的置换。嘌呤碱之间或嘧啶碱之间的置换称为转 换，嘌呤和嘧啶之间的置换称为颠换。突变有自发突变和诱发突变。在 DNA 的合成中，自发突变的机 率很低，大约每
15、 109 个碱基对发生一次突变；各种 RNA 肿瘤病毒具有很高的自发突变频率。诱发突变 可以由物理因素或化学因素引起，物理因素如电离辐射和紫外光等均可以诱发突变。化学因素的诱变， 如脱氨剂和烷化试剂均可诱发突变。亚硝酸为强脱氨剂，可使腺嘌呤转变为次黄嘌呤，鸟嘌呤转变为 黄嘌呤，胞嘧啶转变为尿嘧啶，而导致碱基配对错误。烷化剂如硫酸二甲酯（DMS）可使鸟嘌呤的 N7 位氮原子甲基化，使之成为带一个正电荷的季铵基团，减弱 N9 位上的 N-糖苷键，至使脱氧核糖苷键 不稳定，发生水解而丢失嘌呤碱，以后可被其它碱基取代，或引起 DNA 的链断裂。 （四）DNA 损伤与修复 某些物理化学因子，如紫外线、电离辐射和化学诱变剂等，都能引起生物突变和致死。因为它们 均能作用于 DNA，造成其结构和功能的破坏。但细胞内具有一系列起修复作用的酶系统，可以除去 DNA 上的损伤，恢复 DNA 的正常双螺旋结构。目前已经知道有四种修复系统：光复活，切除修复， 重组修复和诱导修复。后三种机制不需要光照，因此又称为暗修复。 1光复活 2切除修复 3重组修复 4诱导修复 （五）RNA 的生物合成 以 DNA 的一条链为模板在 RNA 聚合酶催化下，以四种核糖核苷磷酸为底物按照碱基配对原则，形 成 35磷酸二酯键，合成一条与 DN
