十一章 核酸的降解與核苷酸的代謝

限制性核酸內切酶：是識別 DNA的特異序列，并在識別位點或其周圍

切割雙鏈 DNA的一類內切酶。

十二章 核酸的生物合成

為什么 DNA復制需要有復制點，而轉錄需要有啟動子?

答：DNA復制主要包括引發(fā)、延伸、終止三個階段。復制的引發(fā)（Priming）

階段包括 DNA復制起點雙鏈解開，通過轉錄激活步驟合成 RNA分子，RNA引

物的合成，DNA聚合酶將第一個脫氧核苷酸加到引物 RNA的 3'－OH末端復

制引發(fā)的關鍵步驟就是前導鏈 DNA的合成，一旦前導鏈 DNA的聚合作用開

始，滯后鏈上的 DNA合成也隨著開始。

啟動子是基因（gene）的一個組成部分，控制基因表達（轉錄）的起

始時間和表達的程度。啟動子（Promoters）就像“開關”，決定基因的活

動。

2．為什么說 DNA復制是半保留半不連續(xù)復制?

答：（1）半保留即母鏈 DNA解開為兩股單鏈，各自作為模板按堿基配

對規(guī)律，合成與模板互補的子鏈。子代細胞的 DNA，一股單鏈從親代完整地

接受過來，另一股單鏈則完全重新合成。（2）半不連續(xù)復制是由于 DNA雙

螺旋的兩股單鏈是反向平行，一條鏈的走向為 5'－3'，另一條鏈為 3'－5'，

DNA的兩條鏈都能作為模板以邊解鏈邊復制方式，同時合成兩條新的互補鏈。

但是，所有已知 DNA聚合酶的合成方向都是 5’－3’，所以在復制是，一

條鏈的合成方向和復制叉前進方向相同，可以連續(xù)復制，稱為領頭鏈；另

一條鏈的合成方向與復制叉前進方向相反，不能順著解鏈方向連續(xù)復制，

必須待模板鏈解開至足夠長度，然后從 5‘－3’生成引物并復制子鏈。延

長過程中，又要等待下一段有足夠長度的模板，再次生成引物而延長，然

后連接起來，這條鏈稱隨從鏈。因此就把領頭鏈連續(xù)復制，隨從鏈不連續(xù)

復制的復制方式稱為半不連續(xù)復制。

3．DNA的復制的高度準確性是通過哪些機制來實現(xiàn)的?

答案：主要是通過堿基配對和 dna聚合酶的功能來實現(xiàn)

a、底物：AT、CT堿基互補配對，其他的配對形式?jīng)]有合適的構象，因

而不能進入 DNA聚合酶活性中心。b、DNA聚合酶的反向校讀機制。

c、DNA聚合酶可以將 DNA鏈彎曲，防止非合成點的干擾。

d、監(jiān)督作用：DNA聚合酶特異氨基酸和 DNA特異堿基特異作用，若錯

誤配對，則不能發(fā)生該作用。

4．DNA復制和 RNA轉錄各有何特點?試比較之。

答案：（1）半保留復制，有一定的復制起始點，需要引物，雙向復制，

半不連續(xù)復制。（2）不對稱性，連續(xù)性，單向性，有特定的起始和終止位

點。

5．DNA修復對生物體有何意義?試比較切除修復與重組修復。

答：DNA修復（DNArepairing）是細胞對 DNA受損傷后的一種反應，

這種反應可能使 DNA結構恢復原樣，重新能執(zhí)行它原來的功能；但有時并

非能完全消除 DNA的損傷，只是使細胞能夠耐受這 DNA的損傷而能繼續(xù)生

存。

切除修復和重組修復的區(qū)別在于，切除修復完全消除了 DNA損傷，而

重組修復不能完全去除損傷，損傷的 DNA段落仍然保留在親代 DNA鏈上。

十三章 蛋白質的生物合成

1．遺室密碼是怎樣破譯的?它有何特性?

答案：科學家破譯遺傳密碼的過程

1》克里克 T4噬菌體實驗，信使 RNA上的每 3個堿基決定一個氨基酸。

2》尼倫伯格和馬太的大腸桿菌實驗破譯了遺傳密碼 AAA、GGG、CCC、

UUU

3》霍拉納的 RNA重復序列翻譯

遺傳密碼的特點：無標點性、無重疊性；通用性和例外；簡并性；變

偶性。

2．核糖體的基本功能有哪些?

答案：合成肽鏈，在內質網(wǎng)和高爾吉體上加工后叫蛋白質，核糖體是

合成蛋白質的場所，是生產(chǎn)蛋白質的機器，它是生產(chǎn)蛋白質的機器的一部

分，肽鏈是由多個氨基酸經(jīng)過脫水縮合而成，蛋白質有一條或多條肽鏈盤

曲折疊連接而成，核糖體負責合成肽鏈，隨后在內質網(wǎng)上合成蛋白質，最

后經(jīng)過高爾基體包裝加工，通過細胞膜將蛋白質運出細胞外

3．tRNA有何功能?

tRNA的主要生物學功能是轉運活化了的氨基酸，參與蛋白質的生物合

成。具有結合體功能和信息傳遞功能。tRNA的主要功能是攜帶氨基酸進入

核糖體，在 mRNA指導下合成蛋白質。即以 mRNA為模板，將其中具有密碼

意義的核苷酸順序翻譯成蛋白質中的氨基酸順序。tRNA與 mRNA是通過反密

碼子與密碼子相互作用而發(fā)生關系的。

1>3’端接受氨基酸 2》識別 mRNA鏈上的密碼子 3》連接多肽鏈和核糖

體

4．試述原核生物蛋白質合成過程?

答案：蛋白質生物合成的過程分四個步驟：氨基酸活化、肽鏈合成的

起始、延伸、終止和釋放。 其中，氨基酸活化即氨酰 tRNA的合成，反應

由特異的氨酰 tRNA合成酶催化，在胞液中進行。氨酰 tRNA合成酶既能識

別特異的氨基酸，又能辯認攜帶該氨酰基的一組同功受體 tRNA分子。

肽鏈合成的起始對于大腸桿菌等原核細胞來說，是 70S起始復合物的

形成。它需要核糖體 30S和 50S亞基、帶有起始密碼子 AUG的 mRNA、fMet

－tRNAf、起始因子 IF1、IF2、IF3（分子量分別為 10000、80000和 21

000的蛋白質）以及 GTP和 Mg2＋的參加。

肽鏈合成的延伸需要 70S起始復合物、氨酰－tRNA、三種延伸因子：

一種是熱不穩(wěn)定的 EF－Tu，另一種是熱穩(wěn)定的 EF－Ts，第三種是依賴 GTP

的 EF－G以及 GTP和 Mg2＋。

肽鏈合成的終止和釋放需要三個終止因子 RF1、RF2、RF3蛋白的參與。

5．肽鍵合成時，每合成 1個肽鍵需消耗多少個高能磷酸鍵?是在哪個

步驟以什么形式消耗的? 答案：4個；氨基酸的活化需要消耗 2個高能磷

酸鍵，肽鏈的延伸需要消耗 2個 GTP

6．氨酰 tRNA合成酶對氨基酸有何特性?氨基酸活化時，其羧基與 AMP

億何種化學鍵相連?氨酰 tRNA中的氨?；院畏N化學鍵與 tRNA相連?

答案：選擇性；酸酐鍵；脂鍵

7．在蛋白質的定向輸送時，多肽本身有何作用?

答案：定向輸送是由 N端一段稱為信號肽的肽段控制的，一旦信號肽

出現(xiàn)在新生肽鏈上，此肽鏈合成后送的去向也就決定了。信號肽結構有一

些特征，它可被信號識別體識別。信號肽可以引導蛋白質到底目的地完成

分選功能后，常常從蛋白質上被切除。

個人補充：

英文縮寫符號

1．NAD＋：煙酰胺腺嘌呤二核苷酸；輔酶Ⅰ

2．FAD：黃素腺嘌呤二核苷酸。

3．THFA：四氫葉酸。

4．NADP＋：煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸；輔酶Ⅱ。

5．FMN：黃素單核苷酸。

6．CoA：輔酶 A。

7．ACP：?；d體蛋白。

8．BCCP：生物素羧基載體蛋白。

9．PLP：磷酸吡哆醛。

10．UDPG：尿苷二磷酸葡萄糖

11．ADPG：腺苷二磷酸葡萄糖

12．F－D－P：1，6－二磷酸果糖

13．F－1－P：果糖－1－磷酸

14．G－1－P：葡萄糖－1－磷酸。

15．PEP：磷酸烯醇式丙酮酸。

16．GOT：谷草轉氨酶，

17．GPT：谷丙轉氨酶

18．APS：腺苷酰硫酸

19．PAL：苯丙氨酸解氨酶

20．PRPP：5－磷酸核糖焦磷酸

21．SAM：S－腺苷蛋氨酸

22．GDH：谷氨酸脫氫酶

23．IMP：次黃嘌呤核苷酸

24．CAP：降解物基因活化蛋白

25．PKA：蛋白激酶 A

26．CaM：鈣調蛋白

27．ORF：開放閱讀框架

28．FAD：黃素腺嘌呤二核苷酸

29．hnRNA：核內不均一 RNA，mRNA前體

30．His：組氨酸

31．NADP：煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸

32．TPP：焦磷酸硫胺素

33．FMN：黃素單核苷酸

丙氨酸 Ala 脂肪族類

精氨酸 Arg 堿性氨基酸類

天冬酰胺 Asn 酰胺類

天冬氨酸 Asp 酸性氨基酸類

半胱氨酸 Cys 含硫類

谷氨酰胺 Gln 酰胺類

谷氨酸 Glu 酸性氨基酸類

甘氨酸 Gly 脂肪族類

組氨酸 His 堿性氨基酸類

異亮氨酸 Ile 脂肪族類

亮氨酸 Leu 脂肪族類

賴氨酸 Lys 堿性氨基酸類

蛋氨酸 Met 含硫類

苯丙氨酸 Phe 芳香族類

脯氨酸 Pro 亞氨基酸

絲氨酸 Ser 羥基類

蘇氨酸 Thr 羥基類

色氨酸 Trp 芳香族類

酪氨酸 Tyr 芳香族類

纈氨酸 Val 脂肪族類

生物化學：用化學的原理和方法，研究生命現(xiàn)象的學科。通過研究生

物體的化學組成、代謝、營養(yǎng)、酶功能、遺傳信息傳遞、生物膜、細胞結

構及分子病等闡明生命現(xiàn)象。

生物固氮：是指固氮微生物將大氣中的氮氣還原成氨的過程。

生物氧化：生物氧化是在生物體內，從代謝物脫下的氫及電子?o通過

一系列酶促反應與氧化合成水?o并釋放能量的過程。

轉氨基作用：指的是一種α－氨基酸的α－氨基轉移到一種α－酮酸上的

過程。轉氨基作用是

氨基酸脫氨基作用的一種途徑。

脂肪酸的β－氧化：脂酰 CoA在線粒體基質中進入β氧化要經(jīng)過四步反

應，即脫氫、加水、再脫氫和硫解，生成一分子乙酰 CoA和一個少兩個碳

的新的脂酰 CoA。

結構域（domain）：在蛋白質的三級結構內的獨立折疊單元。結構域

通常都是幾個超二級結構單元的組合。

增色效應：DNA由雙鏈變成單鏈的變性過程會導致溶液紫外光吸收的

增加，此現(xiàn)象稱為增色效應。

密碼子：mRNA分子上從 5’到 3’方向每三個相鄰的核苷酸為一組，在

蛋白質合成中代表某種氨基酸或其他信息，稱為密碼子

逆轉錄：以 RNA為模板在逆轉錄酶的作用下合成 DNA的過程。

糖異生：從非糖化合物（乳酸、甘油、生糖氨基酸等）轉變?yōu)槠咸烟?/p>

或糖元的過程。

1．簡述原核生物 DNA復制的過程?

DNA的復制是一個邊解旋邊復制的過程。復制開始時，DNA分子首先利

用細胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開，這個過

程叫解旋。然后，以解開的每一段母鏈為模板，以周圍環(huán)境中的四種脫氧

核苷酸為原料，按照堿基配對互補配對原則，在 DNA聚合酶的作用下，各

自合成與母鏈互補的一段子鏈。隨著解旋過程的進行，新合成的子鏈也不

斷地延伸，同時，每條子鏈與其母鏈盤繞成雙螺旋結構，從而各形成一個

新的 DNA分子。這樣，復制結束后，一個 DNA分子，通過細胞分裂分配到

兩個子細胞中去！

1．簡述原核生物 DNA復制的過程?

DNA的復制是一個邊解旋邊復制的過程。復制開始時，DNA分子首先利

用細胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把兩條螺旋的雙鏈解開，這個過

程叫解旋。然后，以解開的每一段母鏈為模板，以周圍環(huán)境中的四種脫氧

核苷酸為原料，按照堿基配對互補配對原則，在 DNA聚合酶的作用下，各

自合成與母鏈互補的一段子鏈。隨著解旋過程的進行，新合成的子鏈也不

斷地延伸，同時，每條子鏈與其母鏈盤繞成雙螺旋結構，從而各形成一個

新的 DNA分子。這樣，復制結束后，一個 DNA分子，通過細胞分裂分配到

兩個子細胞中去！

2．為什么說三羧酸循環(huán)是糖、脂和蛋白質三大物質代謝的共同通路?

答案：（ 1）三羧酸循環(huán)是乙酰 CoA最終進入 CO2和 H2O的途徑。（2

分）

（ 2）糖代謝產(chǎn)生的碳骨架最終進入到三羧酸循環(huán)氧化。（1分）

（ 3）脂肪分解代謝產(chǎn)生的甘油可通過糖有氧氧化進入三羧酸循環(huán)氧

化，脂肪酸經(jīng)－氧化產(chǎn)生的乙酰 CoA可進入三羧酸循環(huán)氧化。（1分）

（ 4）蛋白質分解產(chǎn)生的氨基酸經(jīng)脫氨后碳骨架可經(jīng)糖有氧氧化進入

三羧酸循環(huán)氧化，同時三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物可作為氨基酸的碳骨架接受

NH3后合成非必需氨基酸。（1分）

因此，三羧酸循環(huán)是三大物質的共同通路。

3、簡述三羧酸循環(huán)的要點?簡述三羧酸循環(huán)的生理意義?

答案：1》三羧酸循環(huán)中有四次脫氫，兩次脫羧，一次底物水平磷酸化；

三羧酸循環(huán)中有三個不可逆反應，三個關鍵酶（異檸檬酸脫氫酶、а－酮戊

二酸脫氫酶系、檸檬酸合成酶）；三羧酸循環(huán)中的中間產(chǎn)物包括草酰乙酸

在內起著催化劑的作用；草酰乙酸的回補反應是丙酮酸的直接羧化或者經(jīng)

蘋果酸生成。2》是三大營養(yǎng)物質徹底氧化的最終代謝通路；是三大營養(yǎng)物

質代謝聯(lián)系的樞紐；為其他合成代謝提供小分子的前體；提供生命活動所

需的能量。

4、簡述磷酸戊糖途徑的生理意義?

答案：提供 5－磷酸核糖，是合成核苷酸的原料；提供 NADPH，參與合

成代謝（作為供氫體）、生物轉化反應以及維護谷胱甘肽的還原性。