生物化学练习卷作业答案Word下载.docx

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而到了成人，人体自身就能合成组氨酸，就成为了非必需氨基酸。

4、在一次实验中，蛋白质顺序仪可以测定肽链长度为200个氨基酸残基的氨基酸顺序

错误。

5、维持蛋白质三级结构最重要的作用力是氢键

维持蛋白质三级结构最重要的结构应该是疏水键。

6、大多数蛋白质主要带电基团是由它N端的氨基和C端的羧基组成

应该是由R基团。

7、变性蛋白质溶解度降低是因为蛋白质分子的电荷被中和以及除去了蛋白质外面的水化层所引起的。

8、溶液的pH值可以影响氨基酸的等电点

等电点是氨基酸所带净电荷为零时溶液的pH值，溶液pH值不影响。

9、.氨基酸与茚三酮反应都生成蓝紫色化合物

脯氨酸和羟脯氨酸与茚三酮反应生成黄色物质。

10、羧基碳和亚氨基氮之间的部分双键性质，所以肽键不能自由旋转。

正确。

11、盐析法可使蛋白质沉淀，但不引起变性，所以盐析法常用于蛋白质的分离制备

12、蛋白质在等电点时，净电荷为零，溶解度最小

13、构型的改变必需有旧的共价键的破坏和新的共价键的形成，而构象的改变则不发生此变化

14、用羧肽酶A水解一个肽，发现释放最快的是Leu,其次是Gly，据此可断定，此肽的C端序列是Gly-Leu

15、蛋白质分子中个别氨基酸的取代未必会引起蛋白质活性的改变

16、在蛋白质和多肽中，只有一种连接氨基酸残基的共价键，即肽键

17、从热力学上讲蛋白质分子最稳定的构象是自由能最低时的构象

正确

三、选择题

1、已知Lys的pk1,pKR,pK2分别为，，，则它的pI值为（）

2、在下列所有氨基酸溶液中，不引起偏振光旋转的氨基酸是（C）

A丙氨酸B亮氨酸C甘氨酸D组氨酸

3、蛋白质分子在280nm处有吸收峰，它主要是由哪种氨基酸引起的（C）

A谷氨酸B色氨酸C苯丙氨酸D组氨酸

4、蛋白质哪一种水解过程中由于多数氨基酸被遭到不同程度的破坏，产生消旋现象B

A酸水解B酶水解C碱水解D酸和酶水解

5、下列关于α-螺旋的叙述，哪些是错误的（C）

A、氨基酸残基之间形成的=C=O与H-N=之间的氢键使α-螺旋稳定

B、减弱侧链基团R之间不利的相互作用，可使α-螺旋稳定

C、疏水作用使α-螺旋稳定

D、脯氨酸和甘氨酸的出现可使α-螺旋中断

6、蛋白质三维结构的构象特征主要取决于：

B

A、氨基酸的组成、顺序和数目

B、氢键、离子键、范德华力和疏水作用等构象维系力

C、温度、PH和离子强度等环境条件

D、各氨基酸间彼此借以相连的肽键

7、典型的α-螺旋是:

C

（A）;

（B）310;

（C）;

（D）

8、对一个富含His残基的蛋白质，在使用离子交换层析时应优先考虑（C）

（A）严格控制蛋白质上样液的浓度

（B）严格控制盐梯度

（C）严格控制洗脱液的PH值

（D）严格控制洗脱液的体积

9、用凝胶过滤法（亦称为分子筛层析）分离含有溶菌酶（Mr=14,000）、胰凝乳蛋白酶原（Mr=25,000）、卵清蛋白（Mr=45,000）和醛缩酶（Mr=150,000）的蛋白质混合物。

最后从层析柱上洗脱下来的蛋白质是D

A．醛缩酶　B．胰凝乳蛋白酶原　C．卵清蛋白　D．溶菌酶

10、下面是关于天然蛋白质肽键的某些叙述，其中正确的是（D）

A．肽键氢原子和氧原子总是处于C－N键相反的两侧　　B．肽键可以自由旋转

C．肽键的C－N键比一般的C－N键短　D．肽键的C－N键具有部分双键的性质

11.蛋白质变性伴随有结构上的变化是（C）

A肽链的断裂B氨基酸残基的化学修饰

C一些侧链基团的暴露D氨基酸排列顺序的改变

12.含有Ala,Asp,Lys,Cys的混合液，pI依次分别为，，，，pH9中电泳分离这四种氨基酸，自正极开始，电泳区带的顺序是（B）

AAla,Cys,Lys,AspBAsp,Cys,Ala,Lys

CLys,Ala,Cys,AspDCys,Lys,Ala,Asp

13.能保护巯基酶不被氧化的物质是（A）

AGSHB尿素CSDSDDNFB

14.下列哪种情况最可能形成β折叠（B）

ApolyProBAla-Val-Ala-Val-Ala-Val

CpolyGlyDGly-Ser-Gly-Ala-Gly-Ala

15.下列关于蛋白质结构叙述不正确的是（B）

A三级结构具有空间构象

B各种蛋白质均具有一、二、三和四级结构

C无规则卷曲是在一级结构基础上形成的

Dα螺旋属二级结构

16.变性蛋白质的主要特点是：

D

A粘度下降B溶解度增加

C不易被蛋白酶水解D生物学活性降低或丧失

4、简答题

1、为什么说蛋白质是生命活动最重要的物质基础？

蛋白质是生命活动的主要承担者，蛋白质具有的作用包括：

1.许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白。

2.细胞内的化学反应离不开酶的催化，绝大多数酶是蛋白质。

3.有些蛋白质（如血红蛋白）具有运输的功能。

4.有些蛋白质起信息传递的作用，能够调节机体的生命活动，如胰岛素。

5.有些蛋白质有免疫功能，人体的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。

2、试举例说明蛋白质结构与功能的关系（包括一级结构、高级结构与功能的关系）。

蛋白质特定的空间结构由它的一级结构决定，而蛋白质的生物学功能则是由它的特定的空间结构决定。

（1）一级结构与功能的关系

蛋白质一级结构是其生物学功能的重要基础。

一般来说，一级结构不同，生物学功能各异。

特别是在一级结构中的“关键”部分发生变化，其功能也相应发生改变。

例如：

镰型贫血症，一个氨基酸残基的改变就导致了血红蛋白空间结构的明显改变，从而引起血红蛋白功能的改变。

遗传信息决定了生物全部蛋白质的氨基酸序列。

因此蛋白质一级结构进化关系密切。

通过同源蛋白质之间的序列比对能揭示进化上的关系。

不同物种的同源蛋白质氨基酸序列的差异，反映出不同物种在进化程度上的差别和种属的远近。

（2）高级结构与功能的关系

蛋白质分子特定的空间构象是表现其省区学功能或活性所必需的。

事实上，蛋白质空间构象的形成或改变，是蛋白质行使其生物学功能的重要体现。

当蛋白质分子与其他分子，如酶的底物分子、与抗体蛋白特异性结合的抗原，以及与受体蛋白相结合的配体等相互作用时，蛋白质的空间构象会发生变化，这种结构改变所产生的物理、化学效应对生命至关重要。

3、为什么说蛋白质水溶液是一种稳定的亲水胶体？

蛋白质分子的大小正好在纳米级，符合胶体大小；

蛋白质水溶液具有胶体的性质：

布朗运动，丁达尔现象，电泳等；

所以蛋白质水溶液可以稳定存在，又是亲水的。

4、什么是蛋白质的变性？

变性的机制是什么？

举例说明蛋白质变性在实践中的应用。

蛋白质由氨基酸组成，具有一定的空间结构，在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失，这种现象称为蛋白质变性。

天然蛋白质受到物理化学等因素的影响，导致生物活性的丧失，理化性质的改变以及不对称性增加的过程。

实质是蛋白质分子内的次级键遭到破坏，引起天然构象解体，但一级结构保持完整的过程

生活中煮熟的鸡蛋就是蛋青（蛋白质）变成固体了。

酶是蛋白质，加酶洗衣粉使用温度不能过高也是避免蛋白质变性。

重金属也可以使蛋白质变性．重金属中毒后，医生往往让喝鸡蛋清，这样蛋清和金属就沉淀了

5、蛋白质的酸水解和碱水解分别得到哪些氨基酸，各有何特点？

蛋白质碱水解，只有色氨酸不被破坏；

蛋白质酸水解，色氨酸被破坏，天冬酰胺和谷氨酰胺脱酰胺基。

在酸性条件下水解的程度比较小；

在碱性条件下的水解程度比较大，趋于完全，在碱性条件下水解出来的氨基酸与碱发生反应成盐。

6、按氨基酸R基的极性性质将其分为哪几类？

请写出各类的性质，氨基酸的名称以及三字符号和单字符号

非极性氨基酸（疏水氨基酸）：

9种甘氨酸（Gly，G）丙氨酸（Ala，A）缬氨酸（Val，V）亮氨酸（Leu，L）异亮氨酸（Ile，I）脯氨酸（Pro，P）苯丙氨酸（Phe，F），色氨酸（Trp，W）蛋氨酸（Met，M）

2、极性氨基酸（亲水氨基酸）：

1）极性不带电荷/极性中性氨基酸：

6种丝氨酸（Ser，S）酪氨酸（Tyr，Y）半胱氨酸（Cys，C）苏氨酸（Thr，T）天冬酰胺（Asn，N）谷氨酰胺（Gln，Q）

2）带正电氨基酸（碱性氨基酸）3种赖氨酸（Lys，K）精氨酸（Arg，R）组氨酸（His，H）

3）带负电氨基酸（酸性氨基酸）2种天冬氨酸（Asp，D）谷氨酸（Glu，E）

7、羊毛衫等羊毛制品在热水中洗后在电干燥器内干燥，会收缩。

但丝制品进行同样处理，却不会收缩。

如何解释这两种现象？

答:

羊毛纤维多肽链的主要结构单位是连续的α-螺旋圈，其螺距为。

当处于热水（或蒸汽）环境下，使纤维伸展为具有β-折叠构象中相邻R基团之间的距离是7。

0A。

当干燥后，多肽链重新由β折叠转化为α螺旋构象，所以羊毛收缩了。

而丝制品中的主要成分是丝心蛋白，它主要是由呈现β折叠构象的多肽链组成的，丝中的β-折叠含有一些小的、包装紧密的氨基酸侧链，所以比羊毛中的α-螺旋更稳定，水洗和干燥其构象基本不变。

8、简述甘氨酸的特点及其在蛋白质结构中的作用

甘氨酸的特点是侧链R基团很小，在α-螺旋中任取二面角，破坏α-螺旋；

在β-折叠中，片层紧密而稳定。

氨基酸小且具有柔性，常出现在β-转角中。

所以甘氨酸小，不易产生空间位阻，有更高的构象柔韧性，在蛋白质结构中有重要作用。

9、胃液（pH=）的胃蛋白酶的等电点约为1，远比其他蛋白质低。

试问等电点如此低的胃蛋白酶必须存在有大量的什么样的官能团？

什么样的氨基酸才能提供这样的基团？

必须存在-COO-;

Asp与Glu两种氨基酸能提供这样的基团。

10、许多蛋白质在280nm处具有很强的紫外吸收，但明胶例外，为什么？

许多蛋白质在280nm处具有芳香环侧链的氨基酸残基，如色氨酸和苯丙氨酸，而使其具有紫外吸收能力。

明胶系胶原蛋白的部分降解产物，胶原蛋白具有特殊的氨基酸组成，含芳香环的氨基酸比例太低，因而明胶蛋白溶液在280nm不具吸收能力。

11、许多天然蛋白质富含二硫键，其机械性质（张力强度、黏性、硬度等）都与二硫键的含量有关。

富含二硫键的麦谷蛋白，使小麦面的黏性和弹性增加。

同样，乌龟壳的坚硬性也是由于其α-角蛋白中存在广泛的二硫键之故。

（1）二硫键含量和蛋白质的机械性质之间相关性的分子基础是什么？

（2）大多数球状蛋白当短暂加热到65℃时，就会变性失去其活性。

但是含多个二硫键的球蛋白却必须在更高的温度下加热更长的时间才能使之变性，此种蛋白质的一个例子就是牛胰蛋白酶抑制剂（BPT1），它含有58个氨基酸残基，呈单链，含有3个二硫键。

冷却BPT1的变性溶液时，蛋白质的活性得到恢复。

此性质的分子基础是什么？

（1）二硫键为共价键，它比稳定大多数蛋白质的非共价键相互作用要强得多。

二硫键使蛋白质肽链间相互交联，增加其机械强度和硬度；

（2）胱氨酸残基（二硫键）避免了蛋白质完全解折叠。

12、用强酸性阳离子交换树脂分离下列每对氨基酸，当用的缓冲液洗脱时，下述每对中先从柱上洗脱下来的是那种氨基酸？

（1）天冬氨酸和赖氨酸，

（2）精氨酸和甲硫氨酸，（3）谷氨酸和缬氨酸，（4）甘氨酸和亮氨酸，（5）丝氨酸和丙氨酸

（1）Asp净电荷为负，Lys静电荷为正，Lys与树脂磺酸基相反离子吸附作用大，故Asp>

Lys

（2）Arg净电荷为正，Met静电荷接近零，故Met>

Arg（3）Glu净电荷为负，Val净电荷接近零，故Glu>

Val（4）Gly和Leu净电荷都接近零，但Leu的非极性侧链与树脂骨架之间的非极性相互作用大，故Gly>

Leu

13、计算出由丙氨酸、甘氨酸、组氨酸、精氨酸和缬氨酸所构成的可能的五肽数目？

五肽的第一个残基是五个残基中的一个，第二个残基是余下四个残基中的一个，余此类推。

因此，可能形成的五肽数目是：

5×

4×

3×

2×

1＝120

14、一种分子量为24000，PI为的酶被一种分子量类似，但PI为的蛋白质和另一种分子量为100000，PH为的蛋白质污染，提出一种纯化该酶的方案

用凝胶过滤（即分子排阻层析）法先出去相对分子质量为100 

000、pI为的蛋白质，余留下来的低相对分子质量的含酶的混合物再用层析法分离，就能获得所需要的纯酶。

15、误服重金属盐（铜盐、镍盐、汞盐,银盐）怎么办？

为什么？

大量服用牛奶等富含蛋白质的物质。

人体重金属中毒皆因人体中蛋白质遇到重金属变性，若是喝下富含蛋白质的物质，会代替人体中的蛋白质变性，从而保住人体中蛋白质不受破坏，总而不会造成中毒等状况。

16、已知某蛋白质是由一定数量的链内二硫键连接的两个多肽链组成的。

该蛋白样品可以与还原型谷胱甘肽（GSH,MW=307）反应

（1）该蛋白的最小相对分子质量是多少？

（2）如果该蛋白真实相对分子质量为98240，则每分子中含有几个二硫键？

（3）多少mg的巯基乙醇（MW=）可以与起始的该蛋白完全反应？

（1）5*10^（-3）/307=1/M*2，M＝24560；

（2）由题意可知有4个二硫键；

（3）m=78*2/24560/1000=

17、氨基酸残基的平均相对分子质量为110，某一蛋白质的多肽链在一些区段为α螺旋构象，在另一些区段为β-折叠构象，该蛋白质的相对分子质量为240000，多肽链外形的长度为×

10-5cm,请计算α螺旋构象占此分子的百分之多少？

该蛋白质共有的氨基酸残基数目为：

240000/120=2000（个）

设其中有n个氨基酸处于β-折叠构象，则：

+×

（2000-n）=×

10-5×

108

式中（2000-n）为处于α-螺旋的氨基酸数目=2060n=981即有981个氨基酸处于β-折叠构象，所以α-螺旋的氨基酸数目为:

2000-981=1019（个）

所以α-螺旋氨基酸占总数的百分数为:

1019/2000×

100%=%

18、氨基酸的定量分析表明牛血清清蛋白含有%的色氨酸（色氨酸的相对分子质量为204）。

（1）试计算牛血清清蛋白的最小相对分子质量（假设每个蛋白分子只含有一个色氨酸残基）

（2）凝胶过滤测得的牛血清清蛋白的相对分子质量为70000，试问血清清蛋白分子含有几个色氨酸残基？

（1）牛血清蛋白的最小分子量=204÷

%≈35200

（2）该血清蛋白分子中含色氨酸分子数=70000÷

35200≈2

五、名词解释

氨基酸的等电点（pI）:

当溶液浓度为某一pH时，氨基酸分子中所含的-NH3+和-COO-数目正好相等，净电荷为零，这一pH即为氨基酸的等电点，简称pI

肽键和肽链:

肽键是一分子氨基酸的α－羧基和一分子氨基酸的α－氨基脱水缩合形成的酰胺键，即-CO-NH-。

每两个氨基酸相互连接形成一个肽键，多个氨基酸相互连接就形成了多个肽键，由多个氨基酸相互连接形成的含有多个肽键的一条链状结构称为肽链。

一级结构:

蛋白质的一级结构包括组成蛋白质的多肽链数目、多肽链的氨基酸序列，以及多肽链的内或链间二硫键的数目和位置。

二级结构:

蛋白质的二级结构是指肽链的主链空间的排列。

它只涉及肽链主链的构象及链内或链间形成的氢键。

三级结构:

蛋白质的三级结构是指在二级结构的基础上，肽链在空间进一步盘绕、折叠形成的包括主链和侧链构象在内的特征三维结构。

蛋白质变性与复性:

蛋白质因受某些物理或化学因素的影响，分子的空间构象被破坏，从而导致其理化性质发生改变并失去原有的生物学活性的现象称为蛋白质的变性作用。

如果变性条件剧烈持久，蛋白质的变性是不可逆的。

如果变性条件不剧烈，这种变性作用是可逆的，说明蛋白质分子内部结构的变化不大。

这时，如果除去变性因素，在适当条件下变性蛋白质可恢复其天然构象和生物活性，这种现象称为蛋白质的复性

分子病:

分子病由于遗传上的原因而造成的蛋白质分子结构或合成量的异常所引起的疾病。

蛋白质分子是由基因编码的，即由脱氧核糖核酸（DNA）分子上的碱基顺序决定的。

如果DNA分子的碱基种类或顺序发生变化，那么由它所编码的蛋白质分子的结构就发生相应的变化，严重的蛋白质分子异常可导致疾病的发生。

实际上任何由遗传原因引起的蛋白质功能异常所带来的疾病都是分子病，但习惯上把酶蛋白分子催化功能异常引起的疾病归属于先天性代谢缺陷而把除了酶蛋白以外的其他蛋白质异常引起的疾病称为分子病

两性离子:

两性离子是总电荷为0，电中性的化合物，但是带正电和负电的原子不同。

有些化学家将此术语限定为未具有相邻正负电荷的化合物。

此定义将诸如氧化胺的化合物排除。

两性离子为极性，通常易溶于水，难溶于大部分有机溶剂。

同源蛋白质:

不同物种中具有相同或相似功能的蛋白质或具有明显序列同源性的蛋白质。

不变残基:

同源蛋白质中，氨基酸残基相同的称为不变残基

可变残基:

同源蛋白质中，氨基酸残基不同的称为可变残基。

构型:

在立体化学中，因分子中存在不对称中心而产生的异构体中的原子或取代基团的空间排列关系。

有D型和L型两种。

构型的改变要有共价键的断裂和重新组成，从而导致光学活性的变化

构象:

指一个分子中，不改变共价键结构，仅单键周围的原子旋转所产生的原子的空间排布。

α螺旋:

α-螺旋是蛋白质二级结构的主要形式之一。

指多肽链主链围绕中心轴呈有规律的螺旋式上升，每个氨基酸残基螺旋上升一圈，向上平移，故螺距为。

螺旋的方向为右手螺旋。

氨基酸侧链R基团伸向螺旋外侧，每个肽键的N-H和第四个肽键的羰基氧形成氢键，氢键的方向与螺旋长轴基本平行。

由于肽链中的全部肽键都可形成氢键，故α-螺旋十分稳定。

β折叠:

蛋白质的二级结构，肽键平面折叠成锯齿状，相邻肽链主链的N-H和C=O之间形成有规则的氢键，在β-折叠中，所有的肽键都参与链间氢键的形成，氢键与β-折叠的长轴呈垂直关系。

β转角:

蛋白质的二级结构蕴含着蛋白一级序列的生物信息，是三级结构，四级结构（亚基）的结构基础，常见的二级结构有a螺旋，b折叠，b转角，loop无规线团等等，二级结构是功能发挥的基础

盐析:

盐析一般是指溶液中加入无机盐类而使某种物质溶解度降低而析出的过程

盐溶:

在蛋白质水溶液中，加入少量的中性盐，如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等，会增加蛋白质分子表面的电荷，增强蛋白质分子与水分子的作用，从而使蛋白质在水溶液中的溶解度增大。

这种现象称为盐溶。

疏水作用:

疏水作用是指水介质中球状蛋白质的折叠总是倾向于把疏水残基埋藏在分子内部的现象。

疏水作用及疏水和亲水的平衡在蛋白质结构与功能的方方面面都起着重要的作用。

别构效应:

别构效应又称为变构效应，是寡聚蛋白与配基结合改变蛋白质的构象，导致蛋白质生物活性改变的现象。

别构效应某种不直接涉及蛋白质活性的物质，结合于蛋白质活性部位以外的其他部位（别构部位），引起蛋白质分子的构象变化，而导致蛋白质活性改变的现象。

协同效应:

在血红蛋白与氧结合的过程中，首先一个氧分子与血红蛋白四个亚基中的一个结合，与氧结合之后的珠蛋白结构发生变化，造成整个血红蛋白结构的变化，这种变化使得第二个氧分子相比于第一个氧分子更容易寻找血红蛋白的另一个亚基结合，而它的结合会进一步促进第三个氧分子的结合，以此类推直到构成血红蛋白的四个亚基分别与四个氧分子结合。

而在组织内释放氧的过程也是这样，一个氧分子的离去会刺激另一个的离去，直到完全释放所有的氧分子，这种有趣的现象称为协同效应。

6、综合设计

1、钙调蛋白（CaM）是由148个氨基酸组成的单链分子,其pI值在之间,分子量约为17KDa.该蛋白能够耐一定的高温，在900C加热3-4min后仍然能够保持80%的活性。

该蛋白分子中含有较多的疏水性残基，与Ca2+结合后可以暴露出它的疏水基团。

根据该蛋白的基本性质，请设计一个从牛脑组织中提取和分离纯化CaM的实验方案，要求写出具体的实验流程和每个步骤的原理，以及纯化过程中的检测和鉴定方法。

牛脑CaM的分离提取

在4℃条件下，取新鲜牛脑100g，除去脂肪及结缔组织等，用手术剪剪碎后，加入预冷的CaM的提纯缓冲液250mL，在预冷高速组织匀浆机中进行匀浆，所得匀浆液在4℃，15000g离心40min，收集上清液。

沉淀物再用上述方法重新提取一次，合并两次上清液。

将收集的上清液分批置于沸水浴中加入4min后，取出置于冰盐浴中迅速冷却。

静置一段时间后再4℃、15000g离心30min，收集上清液备用。

即可得到牛脑中的CaM。

牛脑CaM的纯化制备

Phenyl-Sepharose层析柱先用缓冲液A冲洗平衡，调节蠕动泵、部分收集器、记录仪的转速。

将上清液用CaCl2调Ca2+浓度约为2mmol/L上phenyl-Sepharose柱层析。

上样完毕后用缓冲液A冲洗层析柱，至峰值达到基线。

换用缓冲液B冲洗层析柱，至峰值达到基线。

再用缓冲液C冲洗层析柱，在280nm检测出吸收峰开始收集此组织洗脱液，直至峰值达到基线。

最后用大量去离子水冲洗层析柱，再重复上述步骤进入下一个循环。

将上述收集的洗脱液与（NH4）2CO3缓冲液透析24