1、生物化学与分子生物学考博历年真题及答案2012 生化分子一、 名词解释1. 氧化磷酸化【答案】伴随电子从底物到氧的传递，ADP被磷酸化形成ATP的酶促过程即是氧化磷酸化作用(oxidative phosphorylation)。氧化磷酸化的全过程可用方程式表示如下：NADH+H+3ADP+3Pi+1/2 O2 NAD+ + 4H2O + 3ATP2. 操纵子【答案】操纵子即基因表达的协调单位(coordination unit), 它们有共同的控制区(control region) 和调节系统(regulation system)。操纵子包括在功能上彼此有关的结构基因和控制部位，后者由启动子(
2、promoter, P) 和 操纵基因(operator, O)所组成。一个操纵子的全部基因都排列在一起，其中虽然包括若干个结构基因，可是通过转录形成的确是一条多顺反子mRNA (polycistronic mRNA)。操纵子中的控制部位可接受调节基因产物的调节。3. 非编码RNA【答案】非编码RNA（Non-coding RNA）是指不编码蛋白质的RNA。其中包括rRNA，tRNA，snRNA，snoRNA 和microRNA 等多种已知功能的 RNA，还包括未知功能的RNA。这些RNA的共同特点是都能从基因组上转录而来，但是不翻译成蛋白，在RNA 水平上就能行使各自的生物学功能了。非编码R
3、NA 从长度上来划分可以分为3类：小于50 nt，包括microRNA，siRNA，piRNA；50 nt到500 nt，包括rRNA，tRNA，snRNA，snoRNA，SLRNA，SRPRNA 等等；大于500 nt，包括长的mRNA-like 的非编码RNA，长的不带polyA 尾巴的非编码RNA等等。4. 表观遗传调控【答案】表观遗传学（epigenetics）则是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下，基因功能发生了可遗传的变化，并最终导致了表型的变化。调节机制包括：DNA修饰 指DNA共价结合一个修饰基团，使具有相同序列的等位基因处于不同修饰状态非编码RNA调控 非编码RNA调控
4、是通过某些机制实现对基因转录的调控，如RNA干扰组蛋白修饰 真核生物DNA被组蛋白组成的核小体紧密包绕，组蛋白上的许多位点都可以被修饰，尤其是赖氨酸。组蛋白修饰可影响组蛋白与DNA双链的亲和性，从而改变染色质的疏松和凝集状态，进而影响转录因子等调节蛋白与染色质的结合，影响基因表达染色质重塑 染色质重塑是由染色质重塑复合物介导的一系列以染色质上核小体变化为基本特征的生物学过程核小体定位 核小体是基因转录的障碍，被组蛋白紧密缠绕的DNA是无法与众多转录因子以及活化因子结合的。因此，核小体在基因组位置的改变对于调控基因表达有着重要影响。5. 代谢组【答案】代谢组是指生物体内源性代谢物质的动态整体。而
5、传统的代谢概念既包括生物合成，也包括生物分解，因此理论上代谢物应包括核酸、蛋白质、脂类生物大分子以及其他小分子代谢物质。代谢组学(metabonomics/metabolomics)是效仿基因组学和蛋白质组学的研究思想，对生物体内所有代谢物进行定量分析，并寻找代谢物与生理病理变化的相对关系的研究方式，是系统生物学的组成部分。其研究对象大都是相对分子质量1000以内的小分子物质。二、 单选1. 蛋白质的二级结构包括：螺旋 折叠 转角和凸起 无规卷曲2. 鉴别精氨酸常用坂口反应精氨酸与-萘酚在碱性次溴酸钠(或次溴酸钾)中发生反应，得到红色产物3. G+C 含量越高，Tm值越高的原因是： G与C配对
6、，形成3个氢键。4. 仅一个手性碳原子的构型不同的非对映异构体成为差向异构体 （epimer）， 如葡萄糖和甘露糖， 葡萄糖和半乳糖5. 多糖根据是由一种还是多种单糖单位组成可分为同多糖和杂多糖。同多糖包括 淀粉，糖原， 右旋糖酐， 菊粉， 纤维素， 壳多糖； 杂多糖包括 果胶，半纤维素，琼脂，角叉聚糖， 藻酸或褐藻酸， 树胶或胶质 6. 外周蛋白可以用高浓度尿素或盐溶液从生物膜上分离下来。这是因为外周蛋白通过与膜脂的极性头部或内在膜蛋白的离子相互作用和形成氢键与膜的内、外表面弱结合的膜蛋白。（氢键结合力较弱且在外侧易分离。）而整合蛋白是部分或全部镶嵌在细胞膜中或内外两侧，以非极性氨基酸与脂双
7、分子层的非极性疏水区相互作用而结合在质膜上（镶嵌在细胞膜中或内外两侧，较难分离）跨膜蛋白是以疏水区跨越脂双层的疏水区，与脂肪酸链共价结合，而亲水的极性部分位于膜的内外表面。这种蛋白质跨越脂双层，也称跨膜蛋白（共价结合，较难分离）共价结合的糖类是以共价键结合于细胞膜外侧，由于是共价键所以结合比较牢固，不易分离7. 酶促反应中决定酶专一性的部分是酶蛋白。8. 在人体内可由胆固醇转化来的维生素是维生素D9. 泛酸是辅酶A的一种成分，参与转酰基作用。10. 胰岛素对肌肉，脂肪，肝脏，皮肤等组织的各类细胞都有直接作用，在胰岛素的生理浓度条件下，引起了糖异生作用的减弱。（糖异生是提高了血糖的含量）11.
8、位于线粒体内膜上酶系统是电子传递呼吸链12. 辅酶Q又称泛醌，以不同的形式在电子传递链中起传递电子的作用。在电子传递链中处于中心地位。13. 在糖酵解中，决定酵解速度关键反应的步骤是其单独具有的不可逆反应，即关键步骤，就是磷酸果糖激酶催化的由果糖-6-磷酸形成果糖-1，6-二磷酸的反应。14. 柠檬酸TCA循环共有四个脱氢步骤，其中3对电子经NADH转递给电子传递链，最后和氧结合生成水。每循环一次形成10个ATP分子。15. 在脂肪酸的合成中，碳链的延长需要丙二酸单酰辅酶A16. 细菌和人共有的代谢途径是嘌呤核苷酸的合成，糖的有氧氧化，脂肪酸的氧化17. 紫外光照射可以使DNA分子中同一条链两
9、相邻胸腺嘧啶碱基之间形成二聚体18. 逆转录是以RNA为模板合成DNA，逆转录酶是多功能酶，既能利用RNA为模板合成互补的DNA链，还可以在新合成的DNA链上合成另一条互补的DNA链，并且除了聚合酶活力外，它尚具有水解RNA的活力。当以其自身病毒类型的RNA作为模板时，逆转录酶表现出最大的逆转录酶活力，但是带有适当引物的任何种类RNA都能作为合成DNA的模板。19. 在糖酵解途径中，由己糖激酶，磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶催化的反应实际上都是不可逆反应，因此，这三种酶都具有调节糖酵解途径的作用。它们的活性受到变构效应物（allosteric effectors）可逆地结合以及酶共价修饰的调节20.
10、 顺式作用元件(cis-acting element)存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的序列。包括启动子，增强子，调控序列和可诱导元件等，它们的作用是参与基因表达的调控。三、 是非判断题1. 蛋白质在其水溶液中表现出溶解度最小时的pH值通常就是它的等电点。2. 重复二、中的第19题3. 三羧酸循环本身不需要氧气参与，但是循环过程中需要还原型辅酶（如NADH, FADH2等），而这些辅酶会在呼吸进入三羧酸循环前通过电子传递链被氧化，所以三羧酸循环被认为是一个耗氧途径。4. 生物膜的流动性，既包括膜脂，也包括膜蛋白的运动状态。流动性是生物膜结构的主要特征。膜脂的基本组分是磷脂。膜脂运动的方式主要
11、有a 磷脂分子在膜内作侧向扩散或侧向移动。b 磷脂分子在脂双层中作翻转运动。c 磷脂烃链围绕C-C键旋转导致异构化运动。d磷脂分子围绕与膜平面相垂直的轴左右摆动。e 磷脂分子围绕与膜平面相垂直的轴作旋转运动。5. 物质从高浓度的一侧，通过膜运输到低浓度的一侧，即顺浓度梯度的方向跨膜运输的过程称为被动运输。如一些离子或分子通过简单的扩散作用进入或出膜。凡物质逆浓度梯度的运输过程称为主动运输。其特点是专一性，运输速度可以达到饱和，方向性，选择性抑制，需要提供能量。主动运输过程的进行，需要两个体系的存在，一是参与运输的传递体（多肽或蛋白质构成的载体或通道），二是由酶或酶系组成的能量传递系统。6. 在
12、有催化剂参与反应时，由于催化剂能瞬时地与反应物结合成过渡态，因而降低了反应所需的活化能。7. 为区别传统的蛋白质催化剂的酶，具有催化活性的RNA定名为ribozyme。、8. 酶抑制剂分不可逆的抑制作用和可逆的抑制作用。前者抑制剂与酶以共价键结合，后者以非共价键结合。可逆抑制又分为三种，竞争性抑制 使酶的活性部位不能同时既与底物结合又与抑制剂结合， 非竞争性抑制 底物和抑制剂同时与酶结合但三元复合物不能进一步分解为产物，反竞争抑制 酶与底物结合后，才能与抑制剂结合。9. 核酸的紫外吸收与溶液的pH值有关。在不同pH溶液中嘌呤、嘧啶碱基互变异构的情况不同,紫外吸收光也随之表现出明显的差异,它们的
13、摩尔消光系数也随之不同.所以,在测定核酸物质时均应在固定的pH溶液中进行.10. 花椰菜花叶病毒是典型的植物病毒，属于植物双链DNA病毒。11. 维生素B1维持人体正常的新陈代谢和神经系统的正常生理功能。缺乏会引起神经炎，食欲不振，消化不良和脚气病。12. 生物素(维生素H):由噻吩环和尿素结合而成的一个双环化合物。 生理功能:生物素在种种酶促羧化反应中作为活动羧基载体。13. 当溶液的PH值升高时，ATP水解释放的自由能明显增高。在pH为6时,磷酸基团比在pH为5时更容易离子化,结果增强了它们的静电排斥,因此增加了水解的G(即释放的自由能更多)14. 化学中“键能”的含义是指断裂一个化学键所
14、需要提供的能量。生物化学中所说的高能键是指该键水解时所释放出的大量自由能。15. PH值下降时，氢离子对磷酸果糖激酶的活性有抑制作用。16. 乙醛酸循环在植物和微生物中替代了柠檬酸循环。乙醛酸循环主要出现在植物和微生物。乙醛酸循环和三羧酸循环中存在着某些相同的酶类和中间产物.但是,它们是两条不同的代谢途径.乙醛酸循环是在乙醛酸体中进行的,是与脂肪转化为糖密切相关的反应过程.而三羧酸循环是在线粒体中完成的,是与糖的彻底氧化脱羧密切相关的反应过程。油料植物种子发芽时把脂肪转化为碳水化合物是通过乙醛酸循环来实现的.这个过程依赖于线粒体、乙醛酸体及细胞质的协同作用。17. 脂肪酸氧化酶系存在于细胞之中
15、，降解始发于羧基端第二位碳原子。18. 动物细胞中的脂肪酸合成发生在细胞质内，其合成途径不同于氧化途径。脂肪酸合成的原料是乙酰CoA，它是通过柠檬酸转运系统由线粒体转运到细胞质中。柠檬酸转运系统和戊糖磷酸途径提供脂肪酸生物合成所需要的NADPH。19. 在细菌中，天冬氨酸氨基甲酰转移酶(ATCase)是嘧啶核苷酸从头合成的主要调节酶。在大肠杆菌中，ATCase受ATP的变构激活，而CTP为其变构抑制剂。而在许多细菌中、UTP是ATCase的主要变构抑制剂。20. DNA聚合酶和RNA聚合酶的催化作用都需要模板和引物。相同点：都能以DNA为模板，从5向3进行核苷酸或脱氧核苷酸的聚合反应。不同点：
16、1、作用底物不同。RNA聚合酶底物是NTP；DNA聚合酶底物是dNTP。2、RNA聚合酶作用不需要引物，而DNA聚合酶作用需要引物。3、RNA聚合酶本身具有一定的解旋功能，而DNA聚合酶没有，当需要解开双链的时候要解旋酶和拓扑异构酶的帮助。4、RNA聚合酶只具有5到3端的聚合酶活性，而DNA聚合酶不仅有5到3端的聚合酶活性，还具有3到5端的外切酶活性。保证DNA复制时候校对，所以复制的忠实性高于转录的。5、RNA聚合酶通常作用于转录过程；DNA聚合酶通常作用于DNA复制过程21. 真核生物的tRNA前体的3端不含CCA序列，成熟分子中的是后来加上去的。22. 氨基酸的极性通常由密码子的第二位碱
17、基决定，而简并性由第三位碱基决定。23. 嘌呤霉素（Puromycin）结构与酪氨酰-tRNA相似，从而取代一些氨基酰tRNA进入核糖体的A位，当延长中的肽转入此异常A位时，容易脱落，终止肽链合成。由于嘌呤霉素对原核和真核生物的翻译过程均有干扰干扰作用，故难于用做抗菌药物，有人试用于肿瘤治疗。24. 信号肽序列通常在被转运多肽链的N端，这些序列在10-40个氨基酸残基范围，氨基酸至少含有一个带正电荷的氨基酸，在中部有一段长度为10-15个氨基酸残基的由高度疏水性的氨基酸组成的肽链。25. 细胞代谢途径具有单向性，即分解代谢和合成代谢各有其自身的途径，因而有利于代谢调节机制。26. 与乳糖代谢有
18、关的酶合成常常被阻遏，只有当细菌以乳糖为唯一碳源时，这些酶才能被诱导合成。27. 逆转录酶和DNA聚合酶一样，都以4种d NTP 为底物，合成DNA时需要引物，都具有校对功能。28. 基因表达的调节可以再不同水平上进行,在转录水平（包括转录前、转录和转录后）,或在翻译水平（包括翻译和翻译后）.原核生物和真核生物的基因表达调控是不同的.原核生物的基因表达调控主要发生在转录水平上.最主要的机制是Jacob和Monod提出的操纵子模型.而在翻译水平上的调节主要有：不同mRNA翻译起始频率和速度差异,翻译阻遏,反义RNA的作用等.真核生物基因不组成操纵子,不形成多顺反子MRNA.真核生物的基因表达受到
19、多级调控系统的调节.转录前：DNA断裂、删除、扩增、重排、修饰和异染色质化等改变基因结构和活性.转录水平：染色质的活化（组蛋白修饰使染色质疏松化）和基因的活化（顺式作用原件,反式作用因子）.转录后：转录产物的加工和转运调节.翻译水平：控制mRNA的稳定性和有选择地进行翻译.翻译后：控制多肽链的加工和折叠.29. 增强子能大大增强启动子的活性。增强子有别于启动子处有两点:1增强子对于启动子的位置不固定，而能有很大的变动;2它能在两个方向产生相互作用。一个增强子并不限于促进某一特殊启动子的转录，它能刺激在它附近的任一启动子。30. 高等动物的基因表达具有更加精细的调节，其中，可变剪切和翻译后修饰不
20、是其特异的调节方式。表观遗传和蛋白质翻译后修饰在细菌耐药中的作用。四、 简答题1. 简述所有的顺式调控元件及其功能在真核基因中存在很多的顺式调控序列，这些DNA序列被称为顺式作用元件（Cis-acting elements）,指与结构基因表达调控相关，能够被调控蛋白特异性识别和结合的DNA序列，包括启动子、增强子、上游启动子元件、反应元件、加尾信号等。顺式作用元件通过与反式作用因子（trans-acting factors）的相互作用来调节基因转录活性，但并非都位于转录起始点上游。2. 转录因子的几种结构基序(motif)?锌指基序组成DNA结合域：锌指包含约23个氨基酸残基组成的环，它伸出锌
21、结合位点，该结合位点由半胱氨酸和组氨酸组成。锌指蛋白常有多个锌指，锌指的C端形成螺旋，它结合一圈DNA大沟。类同醇受体，是一组功能相关的蛋白质，每个受体都通过与一个特定的类固醇结合而被激活。它们的通用模式是：在结合小分子配体之前，这些蛋白质都处于失活状态。亮氨酸拉链包括一连串氨基酸，其中每第七个为一个亮氨酸，两条肽链通过亮氨酸拉链相互作用，形成二聚体，拉链相邻的是一段参与结合DNA的正电残基。3. 如何看待RNA功能的多样性，它们的核心作用是什么？RNA的功能主要有：遗传信息的加工；控制蛋白质的合成；作用于RNA转录后加工与修饰；参与细胞功能的调节；生物催化与其他细胞持家功能；可能是生物进化时
22、比蛋白质和DNA更早出现的生物大分子。其核心作用是既可以作为信息分子，又可以作为功能分子。4. 某一个基因的编码序列中发生了一个碱基的突变，那么这个基因的表达产物在结构上，功能上可能发生哪些改变？1）. 突变后的编码序列仍然编码同一个氨基酸。没有任何变化2）. 突变形成终止密码，产物在变异处中断，产生一个缩短的产物，失去功能3）. 突变后编码了一个氨基酸。根据氨基酸的性质，可以有不同的变化。如果非极性氨基酸变为极性氨基酸，或者相反，那么得到的氨基酸结构就会被破坏。有可能没有功能。如果是同一性质的氨基酸，而且又不在蛋白活性的中心，那该产物还会保持原有的活性。5. 简述柠檬酸循环的概况及其作用柠檬
23、酸循环（citric acid cycle）：也称为三羧酸循环（tricarboxylic acid cycle，TCA循环，TCA），Krebs循环。是将乙酰CoA中的乙酰基氧化成二氧化碳和还原当量的酶促反应的循环系统，该循环的第一步是由乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸。反应物乙酰辅酶A(Acetyl-CoA)是糖类、脂类、氨基酸代谢的共同的中间产物，进入循环后会被分解最终生成产物二氧化碳并产生H，H将传递给辅酶I-尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+) （或者叫烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD），使之成为NADH + H+和FADH2。 NADH + H+ 和 FADH2
24、携带H进入呼吸链，呼吸链将电子传递给O2产生水，同时偶联氧化磷酸化产生ATP，提供能量。真核生物的线粒体基质和原核生物的细胞质是三羧酸循环的场所。它是呼吸作用过程中的一步，之后高能电子在NAHD+H+和FADH2的辅助下通过电子传递链进行氧化磷酸化产生大量能量。五、 问答题1. 重组DNA的基本步骤一个典型的DNA重组包括五个步骤： （1）目的基因的获取 目前，获取目的基因的方法主要有三种：反向转录法、从细胞基因组直接分离法和人工合成法。 反向转录法是利用mRNA反转录获得目的基因的方法。从细胞基因组中直接分离目的基因常用，因为这种方法犹如用散弹打鸟,所以又称散弹枪法。用分离目的基因，具有简单
25、、方便和经济等优点。许多病毒和原核生物、一些真核生物的基因，都用这种方法获得了成功的分离。 化学合成目的基因是20世纪70年代以来发展起来的一项新技术。应用化学合成法，可在短时间内合成目的基因。科学家们已相继合成了人的生长激素释放抑制素、胰岛素、干扰素等蛋白质的编码基因。 （2）DNA分子的体外重组 体外重组是把载体与目的基因进行连接。例如，以质粒作为载体时，首先要选择出合适的限制性内切酶，对目的基因和载体进行切割，再以DNA连接酶使切口两端的脱氧核苷酸连接，于是目的基因被镶嵌进质粒DNA，重组形成了一个新的环状DNA分子（杂种DNA分子）。 （3）DNA重组体的导入 把目的基因装在载体上后，
26、就需要把它引入到受体细胞中。导入的方式有多种，主要包括转化、转导、显微注射、微粒轰击和电击穿孔等方式。转化和转导主要适用于细菌一类的原核生物细胞和酵母这样的低等真核生物细胞，其他方式主要应用于高等动植物的细胞。 （4）受体细胞的筛选 由于DNA重组体的转化成功率不是太高，因而，需要在众多的细胞中把成功转入DNA重组体的细胞挑选出来。应事先找到特定的标志，证明导入是否成功。（5）基因表达 目的基因在成功导入受体细胞后，它所携带的遗传信息必须要通过合成新的蛋白质才能表现出来，从而改变受体细胞的遗传性状。目的基因在受体细胞中要表达，需要满足一些条件。例如，目的基因是利用受体细胞的核糖体来合成蛋白质，
27、因此目的基因上必须含有能启动受体细胞核糖体工作的功能片段。2. 真核基因表达调控的特点尽管我们现在对真核基因表达调控知道还不多，但与原核生物比较它具有一些明显的特点。 真核基因表达调控的环节更多。如前所述：基因表达是基因经过转录、翻译、产生有生物活性的蛋白质的整个过程。同原核生物一样，转录依然是真核生物基因表达调控的主要环节。但真核基因转录发生在细胞核（线粒体基因的转录在线粒体内），翻译则多在胞浆，两个过程是分开的，因此其调控增加了更多的环节和复杂性，转录后的调控占有了更多的分量。 图中标出了真核细胞在分化过程中会发生基因重排（gene rearrangement），即胚原性基因组中某些基因会
28、再组合变化形成第二级基因。例如编码完整抗体蛋白的基因是在淋巴细胞分化发育过程中，由原来分开的几百个不同的可变区基因经选择、组合、变化、与恒定区基因一起构成稳定的、为特定的完整抗体蛋白编码的可表达的基因。这种基因重排使细胞可能利用几百个抗体基因的片段，组合变化而产生能编码达108种不同抗体的基因，其中就有复杂的基因表达调控机理。 此外，真核细胞中还会发生基因扩增（gene amplification），即基因组中的特定段落在某些情况下会复制产生许多拷贝。最早发现的是蛙的成熟卵细胞在受精后的发育程中其rRNA基因（可称为rDNA）可扩增2000倍，以后发现其他动物的卵细胞也有同样的情况，这很显然适
29、合了受精卵其后迅速发育分裂要合成大量蛋白质要求有大量核糖体的需要。又如MTX（methotrexate）是叶酸的结构类似物，能竞争性抑制细胞对叶酸的还原利用，因而对细胞有毒性，但当缓慢提高MTX浓度时，一些哺乳类细胞会对含有利用叶酸所必需的二氢叶酸还原酶(dihydrofolate reductase,DHFR)基因的DNA区段扩增40-400倍，使DHFR的表达量显著增加，从而提高对MTX的抗性。基因的扩增无疑能够大幅度提高基因表达产物的量，但这种调控机理至今还不清楚。真核基因的转录与染色质的结构变化相关。真核基因组DNA绝大部分都在细胞核内与组蛋白等结合成染色质，染色质的结构、染色质中DN
30、A和组蛋白的结构状态都影响转录，至少有以下现象：染色质结构影响基因转录 细胞分裂时染色体的大部分到间期时松开分散在核内，称为常染色质 （euchromatin），松散的染色质中的基因可以转录。染色体中的某些区段到分裂期后不像其他部分解旋松开，仍保持紧凑折叠的结构，在间期核中可以看到其浓集的斑块，称为异染色质（hetrochromatin），其中从未见有基因转录表达；原本在常染色质中表达的基因如移到异染色质内也会停止表达；哺乳类雌体细胞2条X染色体，到间期一条变成异染色质者，这条X染色体上的基因就全部失活。可见紧密的染色质结构阻止基因表达。 组蛋白的作用 早期体外实验观察到组蛋白与DNA结合阻止
31、DNA上基因的转录，去除组蛋白基因又能够转录。组蛋白是碱性蛋白质，带正电荷，可与DNA链上带负电荷的磷酸基相结合，从而遮蔽了DNA分子，妨碍了转录，可能扮演了非特异性阻遏蛋白的作用；染色质中的非组蛋白成分具有组织细胞特异性，可能消除组蛋白的阻遏，起到特异性的去阻遏促转录作用。发现核小体后，进一步观察核小体结构与基因转录的关系，发现活跃进行基因转录的染色质区段常有富含赖氨酸的组蛋白（H1组蛋白）水平降低、H2A、H2B组蛋白二聚体不稳定性增加、组蛋白乙酰化（acetylation）和泛素化（obiquitination）、以及H3组蛋白巯基等现象，这些都是核小体不稳定或解体的因素或指徵。转录活跃
32、的区域也常缺乏核小体的结构。这些都表明核小体结构影响基因转录。 转录活跃区域对核酸酶作敏感度增加 染色质DNA受DNase作用通常会被降解成200、400bp的片段，反映了完整的核小体规则的重复结构。但活跃进行转录的染色质区域受DNase消化常出现100-200bp的DNA片段，且长短不均一，说明其DNA受组蛋白掩盖的结构有变化，出现了对DNase高敏感点（hypersensitive site）。这种高敏感点常出现在转录基因的5侧区（5flanking region）、3末端或在基因上，多在调控蛋白结合位点的附近，分析该区域核小体的结构发生变化，有利于调控蛋白的结合而促进转录 DNA拓扑结构
33、变化 天然双链DNA的构象大多是负性超螺旋。当基因活跃转录时，RNA聚合酶转录方向前方DNA的构象是正性超螺旋，其后面的DNA为负性超螺旋。正性超螺旋会拆散核小体，有利于RNA聚合酶向前移动转录；而负性超螺旋则有利于核小体的再形成。 DNA碱基修饰变化 真核DNA中的胞嘧啶约有5%被甲基化为5-甲基胞嘧啶（5-methylcytidine，mC），而活跃转录的DNA段落中胞嘧啶甲基化程度常较低。这种甲基化最常发生在某些基因5侧区的CpG序列中，实验表明这段序列甲基化可使其后的基因不能转录，甲基化可能阻碍转录因子与DNA特定部位的结合从而影响转录。如果用基因打靶的方法除去主要的DNA甲基化酶，小
34、鼠的胚胎就不能正常发育而死亡，可见DNA的甲基化对基因表达调控是重要的。 由此可见，染色质中的基因转录前先要有一个被激活的过程，目前对这激活机制还缺乏认识。 真核基因表达以正性调控为主 在真核RNA聚合酶对启动子的亲和力很低，基本上不能独靠其自身来起始转录，而是需要依赖多种激活蛋白的协同作用。真核基因调控中虽然也发现有负性调控元件，但其存在并不普遍；真核基因转录表达的调控蛋白也有起阻遏和激活作用或兼有两种作用者，但总的是以激活蛋白的作用为主。即多数真核基因在没有调控蛋白作用时是不转录的，需要表达时就要有激活的蛋白质来促进转录。换言之：真核基因表达以正性调控为主导。3. 原癌基因的定义，特点，活
35、化机制和作用。定义：肿瘤是由环境因素和遗传因素相互作用所导致的一类疾病，肿瘤的发生与基因的改变有关。癌基因和抑癌基因都是在细胞生长、增殖调控中起重要作用的基因。原癌基因（细胞癌基因）是指存在于生物正常细胞基因组中的癌基因。正常情况下，存在于基因组中的原癌基因处于低表达或不表达状态，并发挥重要的生理功能。但在某些条件下，如病毒感染、化学致癌物或辐射作用等，原癌基因可被异常激活，转变为癌基因，诱导细胞发生癌变。特点：1.普遍性广泛存在于生物界中。2.保守性在进化过程中，基因序列具有高度保守性。3.重要性存在于正常细胞不仅无害，而且对维持正常生理功能、调控细胞生长和分化起重要作用。4.危害性在某些因
36、素作用下，原癌基因一旦被激活，发生数量或结构上的变化时，就可能导致正常细胞癌变。活化机制：从正常的原癌基因转变为具有使细胞转化功能的癌基因的过程，称为原癌基因的活化。原癌基因活化的机制主要有四种：获得强启动子与增强子；染色体易位；基因扩增；点突变。产物和功能：1.细胞外生长因子作用于细胞膜上的受体或直接被传递至细胞内，通过蛋白激酶活化转录因子，引发一系列基因的转录激活。2.跨膜生长因子受体接受细胞外的生长信号并将其传入细胞内。3.细胞内信号传导分子将接收到的信号由胞内传至核内，促进细胞增殖。4.核内转录因子某些癌基因表达蛋白定位于细胞核内，与靶基因的顺式调控元件相结合直接调节靶基因的转录活性。
37、4. 嘌呤和嘧啶的从头合成途径有何区别，分别有什么氨基酸参与嘌呤核苷酸从头合成的特点是：嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子基础上逐步合成的，不是首先单独合成嘌呤碱然后再与磷酸核糖结合的。嘌呤核苷酸的从头合成指，在肝脏、小肠粘膜和胸腺等器官中，以磷酸核糖、天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、一碳单位及CO2等为原料合成嘌呤核苷酸的过程。主要反应步骤分为两个阶段：首先合成次黄嘌呤核苷酸（IMP），然后IMP再转变成腺嘌呤核苷酸（AMP）与鸟嘌呤核苷酸（GMP）。嘌呤环各元素来源如下：N1由天冬氨酸提供，C2由N10-甲酰FH4提供、C8由N5，N10-甲炔FH4提供，N3、N9由谷氨酰胺提供，C4、C5、N7由甘
38、氨酸提供，C6由CO2提供。嘧啶核苷酸合成也有两条途径：即从头合成和补救合成。本节主要论述其从头合成途径。(一)嘧啶核苷酸的从头合成与嘌呤合成相比，嘧啶核苷酸的从头合成较简单，同位素示踪证明，构成嘧啶环的N1、C4、C5及C6均由天冬氨酸提供，C3来源于CO2，N3来源于谷氨酰胺嘧啶核苷酸的合成是先合成嘧啶环，然后再与磷酸核糖相连而成的。1.尿嘧啶核苷酸(UMP)的合成，由6步反应完成：1)合成氨基甲酰磷酸(carbamoyl phosphate)：嘧啶合成的第一步是生成氨基甲酰磷酸，由氨基甲酰磷酸合成酶(carbamoyl phosphate synthetase ，CPS)催化CO2与谷氨
39、酰胺的缩合生成。正如氨基酸代谢中所讨论的，氨基甲酰磷酸也是尿素合成的起始原料。但尿素合成中所需氨基甲酰磷酸是在肝线粒体中由CPS催化合成，以NH3为氮源；而嘧啶合成中的氨基甲酰磷酸在胞液中由CPS催化生成，利用谷氨酰胺提供氮源。CPS和CPS的比较见下表1。(2)合成甲酰天冬氨酸(carbamoyl aspartate)：由天冬氨酸氨基甲酰转移酶(aspartate transcarbamoylase，ATCase)催化天冬氨酸与氨基甲酰磷酸缩合，生成氨基甲酰天冬氨酸(carbamoyl aspartate)。此反应为嘧啶合成的限速步骤。ATCase是限速酶，受产物的反馈抑制。不消耗ATP，由
40、氨基甲酰磷酸水解供能。(3)闭环生成二氢乳清酸(dihydroortate)：由二氢乳清酸酶(dihyolroorotase)催化氨基甲酰天冬氨酸脱水、分子内重排形成具有嘧啶环的二氢乳清酸。(4)二氢乳清酸的氧化：由二氢乳清酸还原酶(dihydroorotate dehyolrogenase)催化，二氢乳清酸氧化生成乳清酸(orotate)。此酶需FMN和非血红素Fe2，位于线粒体内膜的外侧面，由醌类(quinones)提供氧化能力，嘧啶合成中的其余5种酶均存在于胞液中。(5)获得磷酸核糖：由乳清酸磷酸核糖转移酶催化乳清酸与PRPP反应，生成乳清酸核苷酸(orotidine-5-monopho
41、sphate，OMP)。由PRPP水解供能。(6)脱羧生成UMP：由OMP脱羧酶(omp decarboxylase)催化OMP脱羧生成UMP。Jones等研究表明，在动物体内催化上述嘧啶合成的前三个酶，即CPS，天冬氨酸氨基甲酰转移酶和二氢乳清酸酶，位于分子量约210kD的同一多肽链上，是一个多功能酶；因此更有利于以均匀的速度参与嘧啶核苷酸的合成。与此相类似，反应(5)和(6)的酶(乳清酸磷酸核糖转移酶和OMP脱羧酶)也位于同一条多肽链上。嘌呤核苷酸合成的反应(3)、(4)、(6)，反应(7)和(8)及反应(10)和(11)也均为多功能酶。这些多功能酶的中间产物并不释放到介质中，而在连续的酶
42、间移动，这种机制能加速多步反应的总速度，同时防止细胞中其它酶的破坏。2.UTP和CTP的合成三磷酸尿苷(UTP)的合成与三磷酸嘌呤核苷的合成相似三磷酸胞苷(CTP)由CTP合成酶(CTP synthetase)催化UTP加氨生成。(图3)动物体内，氨基由谷氨酰胺提供，在细菌则直接由NH3提供。此反应消耗1分子ATP。3.嘧啶核苷酸从头合成的调节在细菌中，天冬氨酸氨基甲酰转移酶(ATCase)是嘧啶核苷酸从头合成的主要调节酶。在大肠杆菌中，ATCase受ATP的变构激活，而CTP为其变构抑制剂。而在许多细菌中、UTP是ATCase的主要变构抑制剂。在动物细胞中，ATCase不是调节酶。嘧啶核苷酸
43、合成主要由CPS-调控。UDP和UTP抑制其活性，而ATP和PRPP为其激活剂。第二水平的调节是OMP脱羧酶，UMP和CMP为其竞争抑制剂。(图4)此外，OMP的生成受PRPP的影响4.乳清酸尿症(Orotic aciduria)乳清酸尿症是一种遗传性疾病，主要表现为尿中排出大量乳清酸、生长迟缓和重度贫血。是由于催化嘧啶核苷酸从头合成反应(5)和(6)的双功能酶的缺陷所致。临床用尿嘧啶或胞嘧啶治疗。尿嘧啶经磷酸化可生成UMP，抑制CPS活性，从而抑制嘧啶核苷酸的从头合成2013年一、名词解释核小体 nucleosome 染色体的结构单位，由组蛋 白和200bp的DNA双螺旋组成的重复结构单位。
44、小体的 核心由4种组蛋白的8个分子组成八聚体即H2A、H2B、 H3、H44种组蛋白，每种两个分子。组蛋白核心的外面 缠绕了1.75圈的DNA双螺旋，约165个碱基对，其进出头处结合有H1组蛋白。核小体的直径约10nm。米氏常数 Michaelis constant 定浓度底物与酶反应的动力学常数。其数值等于在全部底物饱和浓度下，产生最大反应速率一半时的底物浓度。酮体：由乙酰辅酶A产生的三种化合物 (乙酰乙酸、丙酮和-羟丁酸);饥饿、糖尿病或糖代谢障碍可使酮体过量积聚。逆转录酶 reverse transcriptase: 由逆转录病毒在其生 命周期中产生并利用的酶，该酶以 RNA为模板催化D
45、NA的复制。逆 转录酶已被广泛用于基因工程和分 子生物学研究，用来从各种RNA制 备互补DNA(cDNA)，以便利用DNA 重组技术对RNA碱基序列进行克 隆和操作。Gene family: 指许多结构相似、功能相关的真核基因组成的一个集合。家族中的成员可以紧密排布，成为一个基因簇;也可以分散排布在同一染色体的不同位置上;甚至可以位于不同的染色体上。二、单选1. 甘氨酸的-碳原子连接的4个原子和基团中有2个是氢原子,所以不是不对称碳原子,没有立体异构体,所以不具有旋光性.2. 核酸所含嘌呤和嘧啶分子具有共轭双键,在260nm波长处有最大吸收峰。3. 还原糖是指具有还原性的糖类.在糖类中,分子中
46、含有游离醛基或酮基的单糖和含有游离醛基的二糖都具有还原性.还原性糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖等,蔗糖虽是二糖但不是还原性糖。4. 生物膜的主要功能有1.维持稳定代谢的胞内环境,又能调节和选择物质进出细胞.2.在细胞识别、信号传递、纤维素合成和微纤丝的组装等方面,生物膜也发挥重要作用.3.与其他细胞进行信息交流,但是这些物质并不是和细胞膜上的受体结合的,而是穿过细胞膜,与细胞核内或细胞质内的某些受体相结合,从而介导两个细胞间的信息交流.5. 根据酶所催化的反应性质的不同，将酶分成六大类：氧化还原酶类（oxidoreductase）转移酶类（transferases）水解酶类（hydr
47、olases ）裂合酶类（lyases）异构酶类（isomerases）合成酶类（ligase）6. 一类能溶于水的有机营养分子。其中包括在酶的催化中起着重要作用的B族维生素以及抗坏血酸（维生素C）等。7. 第一类是含氮类激素,包括肽类、蛋白质类(如胰岛素、甲状旁腺素、促肾上腺皮质激素等)和胺类(如肾上腺素、甲状腺激素等),这一类激素容易被胃肠道消化酶所分解而破坏,因此,临床应用时一般采用注射方法,不宜口服。第二类是类固醇激素,包括肾上腺皮质激素和性激素(如雌激素、孕激素、雄性激素等)等,这一类激素口服后可以被吸收。第三类是固醇类激素,如胆钙化醇等。8. 核酶（ribozyme）是具有催化功能
48、的RNA分子，是生物催化剂，可降解特异的mRNA序列。抗体酶，又称催化抗体，是一类具有催化能力的免疫球蛋白，即通过一系列化学与生物技术方法制备出的具有催化活性的抗体，它既具有相应的免疫活性，又能像酶那样催化某种化学反应。酶工程从应用目的出发，主要研究酶的生产、分离纯化、固定化技术、酶分子结构的修饰和改造、酶反应器等以及在工农业、医药卫生环保和理论研究等方面的应用。9. 物质代谢的特点：（1）体内各种物质代谢过程相互联系形成一个整体；（2）机体物质代谢不断收到精细调节；（3）各组织、器官物质代谢各具特色；（4）体内各种代谢物都具有共同的代谢池；（5）ATP是机体储存能量和消耗能量的共同形式；（6）NADPH提供合成代谢所需的还原
