第一章蛋白质化学习题答案.docx

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第一章蛋白质化学习题答案

（一）名词解释

1．两性离子：

指在同一氨基酸分子上含有等量的正负两种电荷，又称兼性离子或偶极离子。

2．必需氨基酸：

指人体（和其它哺乳动物）自身不能合成，机体又必需，需要从饮食中获得的氨基酸。

3.氨基酸的等电点：

指氨基酸的正离子浓度和负离子浓度相等时的pH值，用符号pI表示。

6．构型：

指在立体异构体中不对称碳原子上相连的各原子或取代基团的空间排布。

构型的转变伴随着共价键的断裂和重新形成。

7．蛋白质的一级结构：

指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序，以及二硫键的位置。

8．构象：

指有机分子中，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。

一种构象改变为另一种构象时，不涉及共价键的断裂和重新形成。

构象改变不会改变分子的光学活性。

9．蛋白质的二级结构：

指在蛋白质分子中的局部区域内，多肽链沿一定方向盘绕和折叠的方式。

10．结构域：

指蛋白质多肽链在二级结构的基础上进一步卷曲折叠成几个相对独立的近似球形的组装体。

11．蛋白质的三级结构：

指蛋白质在二级结构的基础上借助各种次级键卷曲折叠成特定的球状分子结构的构象。

13．蛋白质的四级结构：

指多亚基蛋白质分子中各个具有三级结构的多肽链以适当方式聚合所呈现的三维结构。

15．超二级结构：

指蛋白质分子中相邻的二级结构单位组合在一起所形成的有规则的、在空间上能辨认的二级结构组合体。

17．范德华力：

中性原子之间通过瞬间静电相互作用产生的一种弱的分子间的力。

当两个原子之间的距离为它们的范德华半径之和时，范德华力最强。

18．盐析：

在蛋白质溶液中加入一定量的高浓度中性盐（如硫酸氨），使蛋白质溶解度降低并沉淀析出的现象称为盐析。

19．盐溶：

在蛋白质溶液中加入少量中性盐使蛋白质溶解度增加的现象。

20．蛋白质的变性作用：

蛋白质分子的天然构象遭到破坏导致其生物活性丧失的现象。

蛋白质在受到光照、热、有机溶剂以及一些变性剂的作用时，次级键遭到破坏导致天然构象的破坏，但其一级结构不发生改变。

21．蛋白质的复性：

指在一定条件下，变性的蛋白质分子恢复其原有的天然构象并恢复生物活性的现象。

22．蛋白质的沉淀作用：

在外界因素影响下，蛋白质分子失去水化膜或被中和其所带电荷，导致溶解度降低从而使蛋白质变得不稳定而沉淀的现象称为蛋白质的沉淀作用。

23．凝胶电泳：

以凝胶为介质，在电场作用下分离蛋白质或核酸等分子的分离纯化技术。

24．层析：

按照在移动相（可以是气体或液体）和固定相（可以是液体或固体）之间的分配比例将混合成分分开的技术。

（2）填空题

1．蛋白质多肽链中的肽键是通过一个氨基酸的__氨___基和另一氨基酸的__羧基___基连接而形成的。

2．大多数蛋白质中氮的含量较恒定，平均为_16__%，如测得1克样品含氮量为10mg,则蛋白质含量为__6.25_%

（3）3．在20种氨基酸中，酸性氨基酸有__谷氨酸_____和__天冬氨酸______2种，具有羟基的氨基酸是___丝氨酸和苏氨酸____，能形成二硫键的氨基酸是__________.

4．蛋白质中的____苯丙氨酸_____、_酪氨酸__________和___色氨酸_______3种氨基酸具有紫外吸收特性，因而使蛋白质在280nm处有最大吸收值。

5．精氨酸的pI值为10.76,将其溶于pH7的缓冲液中，并置于电场中，则精氨酸应向电场的___负极__方向移动。

6．组成蛋白质的20种氨基酸中，含有咪唑环的氨基酸是____组氨酸____，含硫的氨基酸有半胱氨酸；蛋氨酸

7．蛋白质的二级结构最基本的有两种类型，它们是_____________和______________。

8．α-螺旋结构是由同一肽链的____C=O___和____N=H____间的___氢键维持的，螺距为___0.54nm___,每圈螺旋含____3.6___个氨基酸残基，每个氨基酸残基沿轴上升高度为______0.15nm___。

天然蛋白质分子中的α-螺旋大都属于_右__手螺旋。

9．在蛋白质的α-螺旋结构中，在环状氨基酸___脯氨酸_羟脯氨酸____存在处局部螺旋结构中断。

10．球状蛋白质中有____极性_侧链的氨基酸残基常位于分子表面而与水结合，而有_____疏水性__侧链的氨基酸位于分子的内部。

α-螺旋结构；β-折叠结构

11．氨基酸与茚三酮发生氧化脱羧脱氨反应生成___蓝紫色___色化合物，而_____脯氨酸___与茚三酮反应生成黄色化合物。

12．维持蛋白质的一级结构的化学键有____肽键___和_____二硫键__；维持二级结构靠______氢键__键；维持三级结构和四级结构靠_____次级键____键，其中包括___氢键__.离子键；疏水键；范德华力13．稳定蛋白质胶体的因素是___表面的水化膜；同性电荷_____

14．GSH的中文名称是___谷胱甘肽，它的活性基团是_巯基__，它的生化功能是_______盐溶

15．加入低浓度的中性盐可使蛋白质溶解度_____增加___，这种现象称为________，而加入高浓度的中性盐，当达到一定的盐饱和度时，可使蛋白质的溶解度_减小_____并_______沉淀析出___,这种现象称为___盐析____,蛋白质的这种性质常用于__蛋白质分离

16．用电泳方法分离蛋白质的原理，是在一定的pH条件下，不同蛋白质的________、_________和___________不同，因而在电场中移动的_______和_______不同，从而使蛋白质得到分离。

带电荷量；分子大小；分子形状；方向；速率

17．氨基酸处于等电状态时，主要是以____两性离子____形式存在，此时它的溶解度最小。

20．今有甲、乙、丙三种蛋白质，它们的等电点分别为8.0、4.5和10.0,当在pH8.0缓冲液中，它们在电场中电泳的情况为：

甲_，乙，丙_不动；向正极移动；向负极移动21．当氨基酸溶液的pH=pI时，氨基酸以_两性离子____离子形式存在，当pH>pI时，氨基酸以______负_离子形式存在。

22．谷氨酸的pK1（α-COOH）＝2.19,pK2（α-NH+3）=9.67,pKR（R基）=4.25,谷氨酸的等电点为__

23．天然蛋白质中的α—螺旋结构，其主链上所有的羰基氧与亚氨基氢都参与了链内__氢键___键的形成，因此构象相当稳定。

24．将分子量分别为a（90000）、b（45000）、c（110000）的三种蛋白质混合溶液进行凝胶过滤层析，它们被洗脱下来的先后顺序是．C；a；b。

25．一个α-螺旋片段含有180个氨基酸残基，该片段中有___50圈__圈螺旋？

该α-螺旋片段的轴长为_____27nm.

（三）选择题

1．在生理pH条件下，下列哪种氨基酸带正电荷？

A．丙氨酸B．酪氨酸C．赖氨酸D．蛋氨酸E．异亮氨酸

2．下列氨基酸中哪一种是非必需氨基酸？

A．亮氨酸B．酪氨酸C．赖氨酸

D．蛋氨酸E．苏氨酸

3．蛋白质的组成成分中，在280nm处有最大吸收值的最主要成分

A．酪氨酸的酚环B．半胱氨酸的硫原子C．肽键D．苯丙氨酸

4．下列4种氨基酸中哪个有碱性侧链？

A．脯氨酸B．苯丙氨酸C．异亮氨酸D．赖氨酸

5．下列哪种氨基酸属于亚氨基酸？

A．丝氨酸B．脯氨酸C．亮氨酸D．组氨酸：

6．下列哪一项不是蛋白质α-螺旋结构的特点？

A．天然蛋白质多为右手螺旋B．肽链平面充分伸展C．每隔3.6个氨基酸螺旋上升一圈。

D．每个氨基酸残基上升高度为0.15nm.

7．下列哪一项不是蛋白质的性质之一？

A．处于等电状态时溶解度最小B．加入少量中性盐溶解度增加

C．变性蛋白质的溶解度增加D．有紫外吸收特性

8．下列氨基酸中哪一种不具有旋光性？

A．LeuB．AlaC．GlyD．SerE．Val

9．在下列检测蛋白质的方法中，哪一种取决于完整的肽链？

A．凯氏定氮法B．双缩尿反应C．紫外吸收法D．茚三酮法

10．下列哪种酶作用于由碱性氨基酸的羧基形成的肽键？

A．糜蛋白酶B．羧肽酶C．氨肽酶D．胰蛋白酶

11．下列有关蛋白质的叙述哪项是正确的？

A．蛋白质分子的净电荷为零时的pH值是它的等电点

B．大多数蛋白质在含有中性盐的溶液中会沉淀析出

C．由于蛋白质在等电点时溶解度最大，所以沉淀蛋白质时应远离等电点D．以上各项均不正确

12．下列关于蛋白质结构的叙述，哪一项是错误的？

A．氨基酸的疏水侧链很少埋在分子的中心部位

B．电荷的氨基酸侧链常在分子的外侧，面向水相

C．白质的一级结构在决定高级结构方面是重要因素之一

D．白质的空间结构主要靠次级键维持

13．列哪些因素妨碍蛋白质形成α-螺旋结构？

A．脯氨酸的存在B．氨基酸残基的大的支链

C．性氨基酸的相邻存在D．性氨基酸的相邻存在E．以上各项都

14．于β-折叠片的叙述，下列哪项是错误的？

A．β-折叠片的肽链处于曲折的伸展状态B．的结构是借助于链内氢键稳定的

C．有的β-折叠片结构都是通过几段肽链平行排列而形成的D．基酸之间的轴距为0.35nm

15．持蛋白质二级结构稳定的主要作用力是：

A．盐键B．疏水键C．氢键D．二硫键

16．维持蛋白质三级结构稳定的因素是：

A．肽键B．二硫键C．离子键D．氢键E．次级键

17．凝胶过滤法分离蛋白质时，从层析柱上先被洗脱下来的是：

A．分子量大的B．分子量小的

C．电荷多的D．带电荷少的

18.下列哪项与蛋白质的变性无关？

A.肽键断裂B．氢键被破坏

C．离子键被破坏D．疏水键被破坏

19．蛋白质空间构象的特征主要取决于下列哪一项？

A．多肽链中氨基酸的排列顺序B．次级键

C．链内及链间的二硫键D．温度及pH

20．下列哪个性质是氨基酸和蛋白质所共有的？

A．胶体性质B．两性性质C．沉淀反应D．变性性质E．双缩脲反应

21．氨基酸在等电点时具有的特点是：

A．不带正电荷B．不带负电荷

C．A和BD．溶解度最大

E．在电场中不泳动

22．蛋白质的一级结构是指：

A．蛋白质氨基酸的种类和数目B．蛋白质中氨基酸的排列顺序

C．蛋白质分子中多肽链的折叠和盘绕D．包括A,B和C

（四）是非判断题

（错）1．氨基酸与茚三酮反应都产生蓝紫色化合物。

（对）2．因为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。

（错）3．所有的蛋白质都有酶活性。

（错）4．α-碳和羧基碳之间的键不能自由旋转。

（对）5．多数氨基酸有D-和L-两种不同构型，而构型的改变涉及共价键的破裂。

（错）6．所有氨基酸都具有旋光性。

（错）7．构成蛋白质的20种氨基酸都是必需氨基酸。

（对）8．蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序在很大程度上决定了它的构象。

（错）9．一氨基一羧基氨基酸的pI为中性，因为-COOH和-NH2的解离度相同。

（错）10．蛋白质的变性是蛋白质立体结构的破坏，因此涉及肽键的断裂。

（对）11．蛋白质是生物大分子，但并不都具有四级结构。

（对）12．血红蛋白和肌红蛋白都是氧的载体，前者是一个典型的变构蛋白，在与氧结合过程中呈现变构效应，而后者却不是。

（错）13.．用FDNB法和Edman降解法测定蛋白质多肽链N-端氨基酸的原理是相同的。

（对）14．并非所有构成蛋白质的20种氨基酸的α-碳原子上都有一个自由羧基和一个自由氨

（对）15．蛋白质是两性电解质，它的酸碱性质主要取决于肽链上可解离的R基团。

（对）16．在具有四级结构的蛋白质分子中，每个具有三级结构的多肽链是一个亚基。

（错）17．所有的肽和蛋白质都能和硫酸铜的碱性溶液发生双缩尿反应。

（错）18．一个蛋白质分子中有两个半胱氨酸存在时，它们之间可以形成两个二硫键。

（对）19．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错质的分离制备。

（错）20．蛋白质的空间结构就是它的三级结构。

（错）21．维持蛋白质三级结构最重要的作用力是氢键。

（错）22．具有四级结构的蛋白质，它的每个亚基单独存在时仍能保存蛋白质原有的生物活性。

（）23．变性蛋白质的溶解度降低，是由于中和了蛋白质分子表面的电荷及破坏了外层的水膜所引起的。

（错）24．蛋白质二级结构的稳定性是靠链内氢键维持的，肽链上每个肽键都参与氢键的形成。

（五）问答题

1．什么是蛋白质的一级结构？

为什么说蛋白质的一级结构决定其空间结构？

1．答：

蛋白质一级结构指蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序。

因为蛋白质分子肽链的排列顺序包含了自动形成复杂的三维结构（即正确的空间构象）所需要的全部信息，所以一级结构决定其高级结构。

2．什么是蛋白质的空间结构？

蛋白质的空间结构与其生物功能有何关系？

2．答：

蛋白质的空间结构是指蛋白质分子中原子和基团在三维空间上的排列、分布及肽链走向。

蛋白质的空间结构决定蛋白质的功能。

空间结构与蛋白质各自的功能是相适应的。

3．蛋白质的α—螺旋结构有何特点？

3．答：

（1）多肽链主链绕中心轴旋转，形成棒状螺旋结构，每个螺旋含有3.6个氨基酸残基，螺距为0.54nm,氨基酸之间的轴心距为0.15nm.。

（2）α-螺旋结构的稳定主要靠链内氢键，每个氨基酸的N—H与前面第四个氨基酸的C＝O形成氢键。

3）天然蛋白质的α-螺旋结构大都为右手螺旋。

4．蛋白质的β—折叠结构有何特点？

4．答：

β-折叠结构又称为β-片层结构，它是肽链主链或某一肽段的一种相当伸展的结构，多肽链呈扇面状折叠。

（1）两条或多条几乎完全伸展的多肽链（或肽段）侧向聚集在一起，通过相邻肽链主链上的氨基和羰基之间形成的氢键连接成片层结构并维持结构的稳定。

（2）氨基酸之间的轴心距为0.35nm（反平行式）和0.325nm（平行式）。

（3）β-折叠结构有平行排列和反平行排列两种。

5．举例说明蛋白质的结构与其功能之间的关系。

答：

蛋白质的生物学功能从根本上来说取决于它的一级结构。

蛋白质的生物学功能是蛋白质分子的天然构象所具有的属性或所表现的性质。

一级结构相同的蛋白质，其功能也相同，二者之间有统一性和相适应性。

6．什么是蛋白质的变性作用和复性作用？

蛋白质变性后哪些性质会发生改变？

6．答：

蛋白质变性作用是指在某些因素的影响下，蛋白质分子的空间构象被破坏，并导致其性质和生物活性改变的现象。

蛋白质变性后会发生以下几方面的变化：

（1）生物活性丧失；

（2）理化性质的改变，包括：

溶解度降低，因为疏水侧链基团暴露；结晶能力丧失；分子形状改变，由球状分子变成松散结构，分子不对称性加大；粘度增加；光学性质发生改变，如旋光性、紫外吸收光谱等均有所改变。

（3）生物化学性质的改变，分子结构伸展松散，易被蛋白酶分解。

7．简述蛋白质变性作用的机制

答：

维持蛋白质空间构象稳定的作用力是次级键，此外，二硫键也起一定的作用。

当某些因素破坏了这些作用力时，蛋白质的空间构象即遭到破坏，引起变性。

8．蛋白质有哪些重要功能

答：

蛋白质的重要作用主要有以下几方面：

（1）生物催化作用酶是蛋白质，具有催化能力，新陈代谢的所有化学反应几乎都是在酶的催化下进行的。

（2）结构蛋白有些蛋白质的功能是参与细胞和组织的建成。

3）运输功能如血红蛋白具有运输氧的功能。

4）收缩运动收缩蛋白（如肌动蛋白和肌球蛋白）与肌肉收缩和细胞运动密切相关。

5）激素功能动物体内的激素许多是蛋白质或多肽，是调节新陈代谢的生理活性物质。

6）免疫保护功能抗体是蛋白质，能与特异抗原结合以清除抗原的作用，具有免疫功能。

7）贮藏蛋白有些蛋白质具有贮藏功能，如植物种子的谷蛋白可供种子萌发时利用。

8）接受和传递信息生物体中的受体蛋白能专一地接受和传递外界的信息。

9）控制生长与分化有些蛋白参与细胞生长与分化的调控。

10）毒蛋白能引起机体中毒症状和死亡的异体蛋白，如细菌毒素、蛇毒、蝎毒、蓖麻毒素等。

9．下列试剂和酶常用于蛋白质化学的研究中：

CNBr、异硫氰酸苯酯、丹黄酰氯、脲、6mol/LHCl、β-巯基乙醇、水合茚三酮、过甲酸、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶。

其中哪一个最适合完成以下各项任务？

（1）测定小肽的氨基酸序列。

异硫氢酸苯酯；

（2）鉴定肽的氨基末端残基。

丹黄酰氯

（3）不含二硫键的蛋白质的可逆变性；如有二硫键存在时还需加什么试剂？

脲

（4）在芳香族氨基酸残基羧基侧水解肽键。

β-巯基乙醇

（5）在蛋氨酸残基羧基侧水解肽键。

胰凝乳蛋白酶；

（6）在赖氨酸和精氨酸残基羧基侧水解肽键。

CNBr;（f）胰蛋白酶。

10．根据蛋白质一级氨基酸序列可以预测蛋白质的空间结构。

假设有下列氨基酸序列（如图）：

151015

Ile-Ala-His-Thr-Tyr-Gly-Pro-Glu-Ala-Ala-Met-Cys-Lys-Try-Glu-Ala-Gln-

202527

Pro-Asp-Gly-Met-Glu-Cys-Ala-Phe-His-Arg

1）预测在该序列的哪一部位可能会出弯或β-转角。

（2）何处可能形成链内二硫键？

（3）假设该序列只是大的球蛋白的一部分，下面氨基酸残基中哪些可能分布在蛋白的外表面，哪些分布在内部？

天冬氨酸；异亮氨酸；苏氨酸；缬氨酸；谷氨酰胺；赖氨酸

10．答：

（1）可能在7位和19位打弯，因为脯氨酸常出现在打弯处。

（2）13位和24位的半胱氨酸可形成二硫键。

3）分布在外表面的为极性和带电荷的残基：

Asp、Gln和Lys；分布在内部的是非极性的氨基酸残基：

Try、Leu和Val；Thr尽管有极性，但疏水性也很强，因此，它出现在外表面和内部的可能性都有。