黄卓烈《生物化学》课后习题答案十一章 核酸的降解与核苷酸的代谢十二章 核酸的生物合

十一章 核酸的降解与核苷酸的代谢

限制性核酸内切酶：是识别 DNA的特异序列，并在识别位点或其周围

切割双链 DNA的一类内切酶。

十二章 核酸的生物合成

为什么 DNA复制需要有复制点，而转录需要有启动子?

答：DNA复制主要包括引发、延伸、终止三个阶段。复制的引发（Priming）

阶段包括 DNA复制起点双链解开，通过转录激活步骤合成 RNA分子，RNA引

物的合成，DNA聚合酶将第一个脱氧核苷酸加到引物 RNA的 3'－OH末端复

制引发的关键步骤就是前导链 DNA的合成，一旦前导链 DNA的聚合作用开

始，滞后链上的 DNA合成也随着开始。

启动子是基因（gene）的一个组成部分，控制基因表达（转录）的起

始时间和表达的程度。启动子（Promoters）就像“开关”，决定基因的活

动。

2．为什么说 DNA复制是半保留半不连续复制?

答：（1）半保留即母链 DNA解开为两股单链，各自作为模板按碱基配

对规律，合成与模板互补的子链。子代细胞的 DNA，一股单链从亲代完整地

接受过来，另一股单链则完全重新合成。（2）半不连续复制是由于 DNA双

螺旋的两股单链是反向平行，一条链的走向为 5'－3'，另一条链为 3'－5'，

DNA的两条链都能作为模板以边解链边复制方式，同时合成两条新的互补链。

但是，所有已知 DNA聚合酶的合成方向都是 5’－3’，所以在复制是，一

条链的合成方向和复制叉前进方向相同，可以连续复制，称为领头链；另

一条链的合成方向与复制叉前进方向相反，不能顺着解链方向连续复制，

必须待模板链解开至足够长度，然后从 5‘－3’生成引物并复制子链。延

长过程中，又要等待下一段有足够长度的模板，再次生成引物而延长，然

后连接起来，这条链称随从链。因此就把领头链连续复制，随从链不连续

复制的复制方式称为半不连续复制。

3．DNA的复制的高度准确性是通过哪些机制来实现的?

答案：主要是通过碱基配对和 dna聚合酶的功能来实现

a、底物：AT、CT碱基互补配对，其他的配对形式没有合适的构象，因

而不能进入 DNA聚合酶活性中心。b、DNA聚合酶的反向校读机制。

c、DNA聚合酶可以将 DNA链弯曲，防止非合成点的干扰。

d、监督作用：DNA聚合酶特异氨基酸和 DNA特异碱基特异作用，若错

误配对，则不能发生该作用。

4．DNA复制和 RNA转录各有何特点?试比较之。

答案：（1）半保留复制，有一定的复制起始点，需要引物，双向复制，

半不连续复制。（2）不对称性，连续性，单向性，有特定的起始和终止位

点。

5．DNA修复对生物体有何意义?试比较切除修复与重组修复。

答：DNA修复（DNArepairing）是细胞对 DNA受损伤后的一种反应，

这种反应可能使 DNA结构恢复原样，重新能执行它原来的功能；但有时并

非能完全消除 DNA的损伤，只是使细胞能够耐受这 DNA的损伤而能继续生

存。

切除修复和重组修复的区别在于，切除修复完全消除了 DNA损伤，而

重组修复不能完全去除损伤，损伤的 DNA段落仍然保留在亲代 DNA链上。

十三章 蛋白质的生物合成

1．遗室密码是怎样破译的?它有何特性?

答案：科学家破译遗传密码的过程

1》克里克 T4噬菌体实验，信使 RNA上的每 3个碱基决定一个氨基酸。

2》尼伦伯格和马太的大肠杆菌实验破译了遗传密码 AAA、GGG、CCC、

UUU

3》霍拉纳的 RNA重复序列翻译

遗传密码的特点：无标点性、无重叠性；通用性和例外；简并性；变

偶性。

2．核糖体的基本功能有哪些?

答案：合成肽链，在内质网和高尔吉体上加工后叫蛋白质，核糖体是

合成蛋白质的场所，是生产蛋白质的机器，它是生产蛋白质的机器的一部

分，肽链是由多个氨基酸经过脱水缩合而成，蛋白质有一条或多条肽链盘

曲折叠连接而成，核糖体负责合成肽链，随后在内质网上合成蛋白质，最

后经过高尔基体包装加工，通过细胞膜将蛋白质运出细胞外

3．tRNA有何功能?

tRNA的主要生物学功能是转运活化了的氨基酸，参与蛋白质的生物合

成。具有结合体功能和信息传递功能。tRNA的主要功能是携带氨基酸进入

核糖体，在 mRNA指导下合成蛋白质。即以 mRNA为模板，将其中具有密码

意义的核苷酸顺序翻译成蛋白质中的氨基酸顺序。tRNA与 mRNA是通过反密

码子与密码子相互作用而发生关系的。

1>3’端接受氨基酸 2》识别 mRNA链上的密码子 3》连接多肽链和核糖

体

4．试述原核生物蛋白质合成过程?

答案：蛋白质生物合成的过程分四个步骤：氨基酸活化、肽链合成的

起始、延伸、终止和释放。 其中，氨基酸活化即氨酰 tRNA的合成，反应

由特异的氨酰 tRNA合成酶催化，在胞液中进行。氨酰 tRNA合成酶既能识

别特异的氨基酸，又能辩认携带该氨酰基的一组同功受体 tRNA分子。

肽链合成的起始对于大肠杆菌等原核细胞来说，是 70S起始复合物的

形成。它需要核糖体 30S和 50S亚基、带有起始密码子 AUG的 mRNA、fMet

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

000的蛋白质）以及 GTP和 Mg2＋的参加。

肽链合成的延伸需要 70S起始复合物、氨酰－tRNA、三种延伸因子：

一种是热不稳定的 EF－Tu，另一种是热稳定的 EF－Ts，第三种是依赖 GTP

的 EF－G以及 GTP和 Mg2＋。

肽链合成的终止和释放需要三个终止因子 RF1、RF2、RF3蛋白的参与。

5．肽键合成时，每合成 1个肽键需消耗多少个高能磷酸键?是在哪个

步骤以什么形式消耗的? 答案：4个；氨基酸的活化需要消耗 2个高能磷

酸键，肽链的延伸需要消耗 2个 GTP

6．氨酰 tRNA合成酶对氨基酸有何特性?氨基酸活化时，其羧基与 AMP

亿何种化学键相连?氨酰 tRNA中的氨酰基以何种化学键与 tRNA相连?

答案：选择性；酸酐键；脂键

7．在蛋白质的定向输送时，多肽本身有何作用?

答案：定向输送是由 N端一段称为信号肽的肽段控制的，一旦信号肽

出现在新生肽链上，此肽链合成后送的去向也就决定了。信号肽结构有一

些特征，它可被信号识别体识别。信号肽可以引导蛋白质到底目的地完成

分选功能后，常常从蛋白质上被切除。

个人补充：

英文缩写符号

1．NAD＋：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸；辅酶Ⅰ

2．FAD：黄素腺嘌呤二核苷酸。

3．THFA：四氢叶酸。

4．NADP＋：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸；辅酶Ⅱ。

5．FMN：黄素单核苷酸。

6．CoA：辅酶 A。

7．ACP：酰基载体蛋白。

8．BCCP：生物素羧基载体蛋白。

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：谷草转氨酶，

17．GPT：谷丙转氨酶

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：谷氨酸脱氢酶

23．IMP：次黄嘌呤核苷酸

24．CAP：降解物基因活化蛋白

25．PKA：蛋白激酶 A

26．CaM：钙调蛋白

27．ORF：开放阅读框架

28．FAD：黄素腺嘌呤二核苷酸

29．hnRNA：核内不均一 RNA，mRNA前体

30．His：组氨酸

31．NADP：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸

32．TPP：焦磷酸硫胺素

33．FMN：黄素单核苷酸

丙氨酸 Ala 脂肪族类

精氨酸 Arg 碱性氨基酸类

天冬酰胺 Asn 酰胺类

天冬氨酸 Asp 酸性氨基酸类

半胱氨酸 Cys 含硫类

谷氨酰胺 Gln 酰胺类

谷氨酸 Glu 酸性氨基酸类

甘氨酸 Gly 脂肪族类

组氨酸 His 碱性氨基酸类

异亮氨酸 Ile 脂肪族类

亮氨酸 Leu 脂肪族类

赖氨酸 Lys 碱性氨基酸类

蛋氨酸 Met 含硫类

苯丙氨酸 Phe 芳香族类

脯氨酸 Pro 亚氨基酸

丝氨酸 Ser 羟基类

苏氨酸 Thr 羟基类

色氨酸 Trp 芳香族类

酪氨酸 Tyr 芳香族类

缬氨酸 Val 脂肪族类

生物化学：用化学的原理和方法，研究生命现象的学科。通过研究生

物体的化学组成、代谢、营养、酶功能、遗传信息传递、生物膜、细胞结

构及分子病等阐明生命现象。

生物固氮：是指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程。

生物氧化：生物氧化是在生物体内，从代谢物脱下的氢及电子�o通过

一系列酶促反应与氧化合成水�o并释放能量的过程。

转氨基作用：指的是一种α－氨基酸的α－氨基转移到一种α－酮酸上的

过程。转氨基作用是

氨基酸脱氨基作用的一种途径。

脂肪酸的β－氧化：脂酰 CoA在线粒体基质中进入β氧化要经过四步反

应，即脱氢、加水、再脱氢和硫解，生成一分子乙酰 CoA和一个少两个碳

的新的脂酰 CoA。

结构域（domain）：在蛋白质的三级结构内的独立折叠单元。结构域

通常都是几个超二级结构单元的组合。

增色效应：DNA由双链变成单链的变性过程会导致溶液紫外光吸收的

增加，此现象称为增色效应。

密码子：mRNA分子上从 5’到 3’方向每三个相邻的核苷酸为一组，在

蛋白质合成中代表某种氨基酸或其他信息，称为密码子

逆转录：以 RNA为模板在逆转录酶的作用下合成 DNA的过程。

糖异生：从非糖化合物（乳酸、甘油、生糖氨基酸等）转变为葡萄糖

或糖元的过程。

1．简述原核生物 DNA复制的过程?

DNA的复制是一个边解旋边复制的过程。复制开始时，DNA分子首先利

用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开，这个过

程叫解旋。然后，以解开的每一段母链为模板，以周围环境中的四种脱氧

核苷酸为原料，按照碱基配对互补配对原则，在 DNA聚合酶的作用下，各

自合成与母链互补的一段子链。随着解旋过程的进行，新合成的子链也不

断地延伸，同时，每条子链与其母链盘绕成双螺旋结构，从而各形成一个

新的 DNA分子。这样，复制结束后，一个 DNA分子，通过细胞分裂分配到

两个子细胞中去！

1．简述原核生物 DNA复制的过程?

DNA的复制是一个边解旋边复制的过程。复制开始时，DNA分子首先利

用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开，这个过

程叫解旋。然后，以解开的每一段母链为模板，以周围环境中的四种脱氧

核苷酸为原料，按照碱基配对互补配对原则，在 DNA聚合酶的作用下，各

自合成与母链互补的一段子链。随着解旋过程的进行，新合成的子链也不

断地延伸，同时，每条子链与其母链盘绕成双螺旋结构，从而各形成一个

新的 DNA分子。这样，复制结束后，一个 DNA分子，通过细胞分裂分配到

两个子细胞中去！

2．为什么说三羧酸循环是糖、脂和蛋白质三大物质代谢的共同通路?

答案：（ 1）三羧酸循环是乙酰 CoA最终进入 CO2和 H2O的途径。（2

分）

（ 2）糖代谢产生的碳骨架最终进入到三羧酸循环氧化。（1分）

（ 3）脂肪分解代谢产生的甘油可通过糖有氧氧化进入三羧酸循环氧

化，脂肪酸经－氧化产生的乙酰 CoA可进入三羧酸循环氧化。（1分）

（ 4）蛋白质分解产生的氨基酸经脱氨后碳骨架可经糖有氧氧化进入

三羧酸循环氧化，同时三羧酸循环的中间产物可作为氨基酸的碳骨架接受

NH3后合成非必需氨基酸。（1分）

因此，三羧酸循环是三大物质的共同通路。

3、简述三羧酸循环的要点?简述三羧酸循环的生理意义?

答案：1》三羧酸循环中有四次脱氢，两次脱羧，一次底物水平磷酸化；

三羧酸循环中有三个不可逆反应，三个关键酶（异柠檬酸脱氢酶、а－酮戊

二酸脱氢酶系、柠檬酸合成酶）；三羧酸循环中的中间产物包括草酰乙酸

在内起着催化剂的作用；草酰乙酸的回补反应是丙酮酸的直接羧化或者经

苹果酸生成。2》是三大营养物质彻底氧化的最终代谢通路；是三大营养物

质代谢联系的枢纽；为其他合成代谢提供小分子的前体；提供生命活动所

需的能量。

4、简述磷酸戊糖途径的生理意义?

答案：提供 5－磷酸核糖，是合成核苷酸的原料；提供 NADPH，参与合

成代谢（作为供氢体）、生物转化反应以及维护谷胱甘肽的还原性。