上海交大 生物化学 教材 上册习题答案.docx

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上海交大生物化学教材上册习题答案

Chapter2

1.（a）tropomyosin原肌球蛋白70-kd→35-kd（two-stranded）→318residues（meanresiduemass110）→477Ǻ（axialdistanceofperresidueinα-helixis1.5Ǻ）

（b）40residues→36（4forhairpinturn）→18（two-stranded）→63Ǻ

（theriseperresidue3.5Ǻinβsheet）motif基序Ǻmom基基t

2.contrastingisomer截然不同的异构体dioxane二噁烷inLeumethyl甲基isattachedtoγ-Catom,whileinIleittoβ-Catom（比较靠近主链α-碳原子,造成立体位阻,阻断α-螺旋的形成）

3.Ala　＜Val;Ile＞Gly…Ala……Ile…..withactivity（wildtype）

…Val……Ile……loseactivity（mutanttype）

…Val……Gly…regainactivity（double-mutanttype）

4.shuffle重新洗牌,disulfide-sulfhydrylexchange二硫键-巯基互换;PDI蛋白二硫键异构酶,scrambledribonuclease杂乱的核糖核酸酶

杂乱的核糖核酸酶在PDI作用下由无序变成有序,而胰岛素则由有序变成无序,说明胰岛素结构并非热力学最稳定的形式;因为胰岛素是由（比它多33个残基的）胰岛素原形成的,后者才是热力学最稳定的形式.

5.stretchingatarget使目标（蛋白底物）伸展;protease蛋白水解酶

6.GlyhasthesmallestsidechainofAA:

tightturnsandapproachingoneanotherclosely

7.guanidiniumgroup胍基ofArg（positive）:

Glu,Asp,andtheterminalcarbonylgroup（negative）

8.keratin角蛋白烫发:

加入巯基化合物（作为还原剂）和适当的温度使原来（发型中）的二硫键打断,卷曲头发（至所需型态）并加入氧化剂,使之形成新的二硫键并稳定.

Chapter3

1.（a）phenylisothiocyanate（PITC）异硫氰酸苯酯

（b）Dansylchloride丹黄酰氯（ordabsylchloride）

（c）Urea尿素;β-mercaptoethanolβ-巯基乙醇

（d）chymotrypsin糜蛋白酶（N）……R-‖-X……（C）R:

PheTrp,Tyr

（e）CNBr（N）……Met-‖-X……（C）

（f）Trypsin（N）……R-‖-X……（C）R:

ArgorLys

2.K=[H+][A－]/[HA]→pH=pK+log[A－]/[HA]

3.anhydroushydrazine无水肼:

处理多肽（蛋白质）发生裂解,羧基末端的氨基酸释放成游离氨基酸,可被鉴定.所有其他氨基酸残基变成酰肼衍生物.

4.ethyleneimine乙烯亚胺+Cys→S-aminoethyl氨乙基derivatives（S-氨乙烯半胱氨酸）→与Lys类似Cys*-‖-X

5.incident入射,transmitted透射,εextinctioncoefficient（molarabsorptioncoefficient）消光系数;I=I010－εlc　　A（logI0/I）=εlc

1mg/ml→5.62x10－5M（MW=17.8kd）A=15000x5.62x10－5x1=0.84=log10（I0/I）I0/I=6.96即14.4%的入射光被透射

6.tropomyosin原肌球蛋白rodshaped

7.s∝m/ff=6πηrm∝r3→s∝m2/3

8.y=kx+blog（MW）=k（RM）+by—log（MW）MW:

molecularweightX—RM:

relativemobility

log92000=0.41k+b

log30000=0.80k+bk=－1.26b=5.465

So,theapparentmassofaproteinhavingamobilityof0.62is50kd

Chapter4

1.5’GATCAA3’

3’CTAGTT5’→5’TTGATC3’（书写自左向右5’→3’）

3.17μm－15μm=2μm=20000A÷3.4A=5800basepairs

4．A（15N）B（14N）

Conservativereplication:

AA→AA+BB（F1）→AA+BB+BB+BB（F2）

Semiconservativereplication:

AA→AB+AB（F1）→AB+AB+BB+BB（F2）

6.competence感受态Bacillussubtilis枯草芽胞杆菌

possiblereason:

1.notabletotakeupDNA2.havingdeoxiribonuclease脱氧核糖核酸酶3.notabletointegratefragmentsofDNAintotheirgenome

7.propitious有利的;T2isusedbyHersheyandChase（P78）toseparateitselfintogenetic（DNA）andnongenetic（protein）parts.M13isnot.（它的蛋白外壳将嵌入宿主的内膜,离心后将随细胞沉淀）

8.（a）tritiatedthymine（orthymidine）氚标记的胸腺嘧啶（胸苷）T*→dTTP*→DNA*

（b）dNs-P*~P~P

9.

5’_______________3’-OH

3’-OH_______________5’

10.reversetranscriptase逆转录酶polyriboadenylate聚腺苷酸primer引物deoxythymudylateoligonucleotide寡聚脱氧胸苷酸

template:

poly（rA）→primeroligodT＋syntheticmaterialdTTP

3’…AAAAAAAAAAA…

5’TTT（OH）…

11.RNA→DNA-RNAhybrid→DNAtranscript→double-helicalviralDNA

（＋）（－＋）（－）（±）

（bothbyreversetranscriptase）ribonuclease核糖核酸酶；polymerase聚合酶;逆转录酶兼具聚合酶和核糖核酸酶的功能

12．Turnip芜菁Virus→treatedwithphenol苯酚（toremoveprotein）→NA（divideintotwosamples）

1.treatedwithribonuclease核糖核酸酶

2.treatedwithdeoxyribonuclease脱氧核糖核酸酶

13．G-C→G-U（bydeamination脱氨）→G-C＋A-U（afteroneroundofreplication）

→G-C＋G-C＋A-U＋A-T（aftertworoundofreplication）

14.hydrogencyanide氰化氢（HCN）pentamer五聚体adenine腺嘌呤（H5C5N5）

15.（a）AAACAGAT24

CACCCGCT

GAGCGGGT

TATCTGTT

CHAPTER5

1.（a）dATP,dCTP,dGTP,dTTP（forDNA）;ATP,CTP,GTP,UTP（forRNA）

2.（a）3’–ATTGCCATGCTA-5’

5’-UAACGGUACGAU-3’

（b）5’-UUGCCUAGUGAUUGGAUG-3’

N-Leu—Pro—Ser—Asp—Trp—Met-C

©5’-UUACUUACUUACUUACUUACUUAC…-3’Poly（UUAC）

N-Leu—Leu—Thr—Tyr--Leu—Leu—Thr—Tyr-CPoly（Leu-Leu-Thr-Tyr）

5’-UUACUUACUUACUUACUUACUUAC…-3’

N-Tyr-Leu-Leu-Thr…..Poly（Tyr-Leu-Leu-Thr）

5’-UUACUUACUUACUUACUUA-3’

N-Thr-Tyr-Leu–Leu….Poly（Thr-Tyr-Leu-Leu）

4.ccordycepin蛹虫草菌素3’-deoxyadenosine脱氧腺苷ItterminatesRNAsynthesisbecauseitlacksa3’-OHgroup.

5.poly（G）聚鸟苷酸formsatriple-strandedstructure三股螺旋结构,thereforeitcan’tserveasatemplateforproteinsynthesis.Poly（A）,poly（C）andpoly（U）candoassingle-strandedRNA.

6.5’…TACTACTAC…3’

3’…ATGATGATGATGATGATG…5’

↓DNA聚合酶，连接酶

5’…TACTACTACTACTACTACTAC…3’

3’…ATGATGATGATGATGATGATG…5’

↓

RNApolymerase+onlyUTP,ATP,CTP→onlypoly（UAC）

3’…ATGATGATGATGATGATG…5’

5’…UACUACUACUACUAC…3’

RNApolymerase+onlyUTP,ATP,GTP→onlypoly（GUA）

3’…CATCATCATCATCATCAT…5’

5’…GUAGUAGUAGUAGUA…3’

7.Lys:

（AAAorAAG）;→（a）Asp:

GAUorGACimpossible

→（b）Arg:

AGAorAGG;Asn:

AAUorAAC;Gln:

CAAorCAG

andGlu,Ile,Met,Thrpalatable合口味

8.tripleentendre三关语

5’-AAAUGAGGA-3’3different-polypeptideproducts:

（a）.5’…-AAAUGAGGA-…3’

…Lys（stop）

（b）.5’-…AAAUGAGGA-…3’

…-Asn-Glu-…

（c）.5’…-AAAUGAGGA-…3’

…-Met-Arg-…

9.HighlyabundantAA:

LeuandSer:

6codons

Intermediateones:

HisandCys:

2codons

Leastabundantones;MetandTrp:

1codon

Benefits:

（a）variationinbasecomposition相同蛋白碱基构成有差异

（b）decreasesthelikelihoodthatasubstitutionofabasewillchangetheencodedAA.降低了因为一个碱基替代（突变）而改变（由该密码子编码的）氨基酸的概率

由在蛋白中出现频度决定氨基酸对应密码子数与（假定）密码子均匀分布（每个氨基酸3个）相比，前者将（a）和（b）发挥到最大

10.Raneynickel拉内镍铝合金

5’-UUUUGCCAUGUUUGUGCU-3’

N-Phe—Cys—His—Val—Ala*—Ala—C

含有UGU反密码子（3’-ACA-5’）的tRNA原本结合14C标记的Cys*,经拉内镍铝合金化学修饰后变为Ala*.

11.GUCandGUGarelikelytobeusedmorebythealga藻类fromthehotsprings热温泉toincreasethemeltingtemperatureofitsDNA,because　C≡G

bycontrast:

GUAandGUUbythealgafromanAntarcticbay南极,becauseA=T

12．（a）thedegeneracyofthegeneticcode,thesameAAoftencorrespondsdifferentNt（especiallythethirdbaseincodon）两个不同物种拥有同一功能蛋白，它们的蛋白（氨基酸序列）差异小，而DNA（碱基序列）差异大eon109年

（b）mutationswithchangedAAaresubjecttomorestringentselection（i.e.difficulttosurvive）导致氨基酸改变（进而蛋白改变）的突变遭受更为严格的自然选择

CHAPTER6

1.5’-GGCATAC-3’

2.ComplementaryDNA（cDNA）:

mRNA（成熟）→hybrid（mRNA+cDNA）→single-strandedcDNA→single-strandedhairpin→double-strandedcDNA（P136）（不含内含子）

Ovalbumin卵清蛋白genomicDNA→infectE.coli→primarytranscript（E.colilacksthemachinerytospliceit）大肠杆菌不具备剪接基因组DNA初级转录物的功能

3.（a）humangenome:

3x106kb;averaginglengthofahumangeneis100kb（＞＞4kb）

（b）chromosomewalking→havingoverlappingfragments→exhaustivedigestionwithmorerestrictionenzymes重叠短片段是染色体步查的前提,而重叠短片段是一个以上限制酶对基因组进行彻底消化（所产生）的结果（仅用EcoRI一种限制酶切割形成的是非重叠片段）.

4.changefromGAGtoGTG→lossofarestrictionsite（byMstⅡ:

CCTGAGG）→replacementof2fragmentsontheSouthernblotbyalongerone一个点突变导致一个限制（酶切割）位点丢失,经DNA印迹,该限制酶（切割突变了的DNA的）产物所在泳道中的条带比正常的少一条（以一条较长的代替了两条较短的）.

anysitemutagenesiswithinthesequenceCCTGAGGwillleadtosuchresult（这一序列中任何一个点突变都导致上述结果,故不能说明GAG突变成了GTG）

5.ciliateprotozoanTetrahymena纤毛原生动物四膜虫autocatalysis自催化

aregioninplasmidconsistsofintron+flankingsequences（presentintheprecursorrRNA）

（1）在E.coli中复制此重组质粒

（2）用E.coliRNApolymerase体外转录此DNA（3）产物rRNA在体外进行自我剪接（不存在任何四膜虫的蛋白）,此内含子被剪去.

6.cassettemutagenesis盒式诱变用两个不同的限制酶从一对特定的限制位点切去一段DNA后,将另一段具上述（盒）位点互补末端的人工合成寡聚核苷酸与之连接.此法适应范围广,插入的DNA可具任何所需序列.

7.Terraincognita未知领域terrain地带

←→

_____________________________

_____________________________

→　　　　　　　　　　　　　　←　　

PCR

（1）从基因组消化产物中选取含此片段的DNA

（2）将它环化（成环状）

（3）按图示方向进行PCR（在两个引物的引导下）

8.此（用PCR方法扩增的）DNA是由四个完全相同的序列重复排列组成的,故可编码含有四个相同的重复片段的蛋白.

Chapter7

1.（a）W=CV=87μm3x34g/100ml=87x10―12mlx34g/100ml=2.96x10―11g每个红细胞中血红蛋白的重量

（b）MWhemoglobin=6.6x1042.96x10―11g÷6.6x104　x6.023x1023=

2.71x108每个红细胞中血红蛋白的分子数

（c）87x10―18m3÷（65x10―10）3m3=3.22x108立体晶格排列,每个红细胞含（最大可能的）血红蛋白分子数

实际堆积密度是理论状况（立体晶格排列,含最大可能的血红蛋白分子数）的84%,即红细胞中血红蛋白浓度不可能再比这个测得值（2.71x108）大得多.

2.血红蛋白重量与铁重量的关系（重量比）:

每一个分子血红蛋白（含四个亚基）中含四个铁原子（每个亚基含一个血红素即一个铁）,即6.6x104/4x56

该人含血红蛋白总重:

70kgx70ml/kgx16g/100ml=784g

该人含铁总重:

784x（4x56/6.6x104）=2.65gor2.65/56=4.75x10―2moles

3.（a）MWmyoglobin=1.78x104（153个残基）每公斤（人肌肉）含肌红蛋白mole数:

8÷1.78x104=4.49x10―4即含氧4.49x10―4mole（因每一个肌红蛋白分子结合一个氧分子）,故4.49x10―4x32=1.44x10―2g每公斤（人肌肉）含氧气克数.

抹香鲸肌红蛋白中,答案是上述数据的十倍（因每公斤抹香鲸肌肉含肌红蛋白克数是人的十倍:

80:

8）

（b）4.49x10―3÷3.5x10―5=128即结合在（每公斤）抹香鲸肌肉肌红蛋白中的氧mole数是直接离解在（每升）组织水中氧mole数的128倍（这就是为什么高等哺乳动物用肌红蛋白而不是组织水作为氧载体）

4.（a）平衡常数K=解离速率常数koff/结合速率常数kon

koff=Kkon=10―6Mx2x107M―1S―1=20S―1

（b）氧合肌红蛋白复合体平均存在时间是解离速率常数的倒数即0.05S

5.（a）增加pH即降低[H+],使血红蛋白的氧亲和力↑

（b）增加二氧化碳分压使血红蛋白的氧亲和力↓

（c）增加2,3-二磷酸甘油酸浓度使血红蛋白的氧亲和力↓

（d）将四聚体离解成单体（使血红蛋白变成与肌红蛋白相似）,血红蛋白的氧亲和力↑

6.avian鸟类reptilian爬行类turtle海龟strippedof除去

G-6-P6-磷酸葡萄糖inositolhexaphosphate肌醇六磷酸malonate丙二酸lactate乳酸.（2,3BPG含有多重负电荷,与血红蛋白（两条）β链上的多个带正电荷的残基结合）

9.血液中一半血红素（位点）被CO饱和的人是致死的,而血红蛋白减量至一半的贫血患者却能正常工作,这似是而非的悖论如何解释?

CO与一个血红素结合后会增加氧与同一血红蛋白分子中其它血红素的结合,从而降低从活跃代谢组织中释出的氧气数量（使组织得不到充分的氧供应而致死）.即CO能稳定氧合血红蛋白所特有的四级结构（R型）.换言之,CO模仿氧气作为变构效应物.

11.（a）Val--His--Leu--Thr--Pro--Glu（Lys）-‖-Glu--Lys---trypticpeptide胰蛋白酶水解肽

GTGCACCTGACTCCTGAGGAGAAG

（b）GAG（Glu）→AAG（Lys）

（c）此突变的蛋白比HbA（Glu6）和HbS（Val6）带有更多的正电荷（Lys）,所以电泳朝着正极泳动时较慢.（答案“movesmorerapidlytowardtheanode正极”似有误）

CHAPTER8

1.（a）PPi+H2O→　2Pi（bypyrophosphatase焦磷酸酶）

2800×10÷900=31.1μmole每毫克酶具有的活性单位（Vmax）→每毫克酶15分钟内转化的底物μmole数→每毫克酶1秒钟内转化的底物μmole数

（b）1×10－3÷（1.2×105）×106×6=0.05μmole每克→每毫克酶相当mole数（MW为120kd）→化为μmole数→每毫克酶含有的活性部位（每个焦磷酸酶含有6个活性部位）

（c）31.1μmole÷0.05μmole=622s－1每毫克酶1秒钟内转化的底物μmole数→每个活性部位1秒钟内转化的底物数即”反转数”（turnovernumber）,对比P195表8-3,此值居中.

2.penicillinase青霉素酶,β-lactamaseβ-内酰胺酶

（a）[penicillin]10－6Mamounthydrolyzed（nanomoles）每分钟纳mole（10－9M/min）Yes（双倒数图呈直线）,KM=5.2x10－6M（从横轴截距获得）

（b）Vmax=0.684x10－9=6.84x10－10M/min（从纵轴截距获得）

（c）6.84x10－10/60（每秒生成产