发布时间 : 星期一 文章生化习题及大纲更新完毕开始阅读
萄糖提供（图）。
4．解答：嘌呤核苷酸碱基环上的各原子分别来自天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺以及甲酸盐和CO2。因此，凡不能合成天冬氨酸、甘氨酸和谷氨酰胺的突变型均不能合成嘌呤核苷酸。同样地，嘧啶核苷酸生物合成时，其嘧啶环上的四个原子来自天冬氨酸，而且氨甲酰磷酸合成时亦需要谷氨酰胺。因此，凡不能合成天冬氨酸和谷氨酰胺的突变型也不能合成嘧啶核苷酸。此外，不能合成甘氨酸的突变型也不能合成卟啉化合物。 5．解答： NADPH＋H+＋ADP → NADP+＋dADP＋H2O
在脱氧核苷酸的生物合成中，NADPH作为最初的电子供体，经硫氧还蛋白还原酶和硫氧还蛋白的传递，将电子交给核糖核苷酸还原酶。最后在核糖核苷酸还原酶的催化下，使ADP还原成dADP。在这里，还原剂是NADPH而不是NADH，这与一般的生物合成的情况一样。
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6．解答： 乳清酸分子中C出现的部位如反应所示（图）：
7．解答：抗菌素重氮乙酰丝氨酸(azaserine)及6-重氮-5-氧-正亮氨酸与谷氨酰胺的结构很相似，它们是催化酰胺基从谷氨酰胺转移到相应受体分子上的那些酶的有效抑制剂。在嘌呤核苷酸生物合成中，5-磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶、甲酰甘氨脒核苷酸合成酶和GMP合酶被抑制，造成5-磷酸核糖焦磷酸、甲酰甘氨脒核苷酸和XMP（黄嘌呤核苷酸）的积累。虽然谷氨酰胺也是氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ的底物（UMP合成的第一步），但这个酶的其他底物不会造成积累。
8．解答：能。因为氨甲喋呤的结构与四氢叶酸的结构很相似，它作为二氢叶酸还原酶的抑制剂，能阻止二氢叶酸还原为四氢叶酸。于是就阻止了四氢叶酸作为一碳单位载体的作用，因而抑制了DNA前体脱氧胸嘧啶核苷酸以及嘌呤核苷酸的合成。
9．解答：脱氧腺苷抑制核糖核苷酸还原酶活性，阻止DNA合成所需的脱氧核苷酸的合成。 10．解答：野生型细菌产生IMP受AMP和GMP的调节，它们可以关闭嘌呤核苷酸的生物合成。相反，B.ammoniagenes营养缺陷型是IMP过量产生菌(IMP积累)。因为：①IMP不转变成 AMP和GMP(没有反馈抑制)；②IMP本身不抑制嘌呤核苷酸从头合成中的第一个酶；③细菌生长需要的AMP和GMP由介质提供，但浓度太低，不能对嘌呤核苷酸从头合成中的第一个酶造成反馈抑制。
11．正常细胞在含有胸嘧啶和氨甲蝶呤的介质中培养时会死亡，但胸嘧啶核苷酸合酶缺乏的突变细胞则能存活和生长。请解释。
11．解答：突变细胞的生长是因为介质含有它们不能合成的胸嘧啶，但是正常细胞能继续合成它们自身的胸嘧啶，从而能将它们有限提供的四氢叶酸转（THF）变成二氢叶酸（DHF）。氨甲蝶呤抑制二氢叶酸还原酶的活性，使得THF不能重新产生。如果不能为核苷酸和氨基酸的合成提供THF，则会造成细胞死亡。
12．抗菌素重氮乙酰丝氨酸是谷氨酰胺的结构类似物，是催化从谷氨酰胺转移酰胺基到相应受体上的酶的抑制剂。若用重氮乙酰丝氨酸处理活跃合成嘌呤核苷酸的细胞，则会发生什么现象?
12．解答： 在嘌呤核苷酸的从头合成途径中，有两种酶5-磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶和甲酰甘氨脒核苷酸合成酶催化的反应都涉及到从谷氨酰胺上转移酰胺到相应受体分子上，故这两种酶均可被抑制。于是就导致5-磷酸核糖焦磷酸的积累以及少量的甲酰甘氨核苷酸积累。其原因是该抑制剂能共价地结合到这类酶的催化部位的氨基酸残基的侧链上。 习题：
1．把生长在含15NH4Cl介质中的E.coli转移到含14NH4Cl的介质中生长三代（总数增加了8倍）。重DNA（15N-14N）在此时相对于轻的DNA（14N-14N）的摩尔比是多少?
2．Cairns在实验中为了跟踪DNA的复制过程，只使用了3H（氚）标记的胸嘧啶核苷。
①为什么只使用3H标记的胸嘧啶核苷而不使用3H标记的腺苷或鸟苷？②放射性的胸苷是怎样参入到DNA中去的？③为什么使用3H而不使用32P作标记?
3．从E.coli染色体的基因图可知各种基因的位置。出现在处于复制状态的染色体中的基因拷贝数（相对基因频率）可通过杂交实验测定。当DNA快速合成时，有关基因的频率取决于该基因在基因图中的位置。某些有关基因出现的频率以及推测出的相对位置如表19－1所示。根据该信息，当E.coli K-12染色体复制时，确定复制起始和终止的大致位置。
表19－1 在E.coli K-12染色体快速合成的条件下，
有关基因出现的频率以及推测出的相对位置
有关基因的频率 基因 位置 有关基因的频率 基因 位置
1.3 Lac 8 1.8 xyl 79
1.0 trp 27.5 2.0 ilv 83
1.1 his 44 1.7 arg 88
1.2 CysC 59
4．按平均计，E.coli约40分钟完成一次复制。已知E.coli的外形长度约1.4 mm，复制的方式是定点起始双向进行。
①计算E.coli复制时，每个复制叉解链的速度(轮／min)有多大?
②实验表明，在某些条件下，E.coli每20分钟即可完成一次世代。此时复制叉以多大的速度向前移动？解释你的回答。
③如果染色体保持完整，那么整个DNA分子的复制叉头部也必须以这个速度旋转，即会引入正的超螺旋。为了保持正常的复制速度，这个问题如何解决?
5．Komberg和他的同事利用E.coli可溶性提取液与dATP、dTTP、dGTP和dCTP混合物一起保温。所有这四种前体的α-位磷原于都用32P中标记。一段时间后，用三氯醋酸处理保温混合物，并收集沉淀。从存在于沉淀中的放射性量确定前体参入到DNA中去的程度。
①用三氯醋酸处理保温混合物化学基础是什么?
②若有一个前体从保温混合物中省去，实际上没有在沉淀中发现放射性。为什么? ③如果只有dTTP被标记，32P会参入到DNA中去吗？请解释。
④如果32P是标记在前体的β-位或γ-位磷原子上，会发现有放射性参入吗？请解释。 6．为什么没有发现完全缺乏PolⅠ5'→3'外切酶活性的突变株？
7．在DNA的测序反应中，只是利用Klenow 片段而不是整个大肠杆菌的PolⅠ。为什么？
8．DNA的复制起始是一个很复杂的过程，涉及许多酶和蛋白质因子，SSB蛋白是其中一种。SSB蛋白与DNA相互作用的性质是什么?
9．冈崎片段的合成需要引物。在后随链的合成中需要不断地合成冈崎片段。什么样的因素能沿5'→3'方向模板链有规则间隔地引发RNA引物合成?
10．请预期大肠杆菌下述基因的缺失是否是致死的：①dnaB；②polA；③ssb；④recA. 11．为什么细胞继紫外光照射后使其暴露于可见光，比细胞用紫外光照射后保存在暗处有更大的存活率？
12．为什么需要两种不同的DNA聚合酶复制大肠杆菌染色体？ 习题解答：
1．解答：这个实验是Meselson-Stahl实验的延续，它证明E.coil的复制是半保留的。按照半保留复制机制，在该实验条件下，第一代全是重DNA（15N-14N），第二代应有一半是
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重DNA，第三代应有三分之一是重DNA，即重DNA相对于轻DNA（N-14N）的摩尔比为
0.33。
2．解答：①因为胸嘧啶碱基只出现在DNA分子中，而不出现在RNA分子中。所以，使用3H标记的胸嘧啶核苷（简称胸苷）跟踪DNA的复制过程是很专一的。（胸嘧啶
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或胸苷容易穿过完整的E.coli细胞）。而H标记的腺苷或鸟苷不仅出现在DNA中，而且也会参入到RNA中。这样就使被标记的化合物成分复杂化，不能对实验作出正确的判断。
②胸嘧啶核苷在胸嘧啶核苷激酶、核苷单磷酸激酶以及核苷二磷酸激酶的催化下转变成脱氧胸嘧啶核苷三磷酸：
*胸苷＋ATP → d*TMP＋ADP d*TMP＋ATP → d*TDP＋ADP d*TDP＋ATP → d*TTP＋ADP
在聚合酶的催化下，d*TTP以d*TMP的形式参入到生长着的DNA链中：
(dNMP)n＋d*TTP → (dNMP)n﹣d*TMP＋PPi
③由于各种核苷酸上的磷酸基在酶的催化下很容易转移，因而使得这种标记在跟踪DNA的生物合成过程没有专一性，提供不出准确的实验结果，不能作出正确的判断。
3．解答：在环状染色体的双向复制中，假定前一轮复制没完成时，新的一轮复制就已经开始。那么离起点越近的基因，它的相对频率在新的染色体中就越高。当DNA合成很快时，靠近复制起点的基因的相对频率可能是靠近复制终点的基因的二倍。因此，起始点必定靠近那些有最高相对频率的基因。在本例中，起始点位于靠近位置83的ilv基因处，终止位置靠近位置27.5的trp基因处。
4．解答： ① （1.4×106）/（3.4×40×2）＝（1.4×106）/272＝5147轮/min
②在所有营养条件下，在固定的温度下，复制叉移动的速度保持相当的恒定。因此，当E. coli每20分钟完成一次分裂时，复制叉仍以5147轮／分钟（或51470bp／分钟）的速度向前移动。但是，DNA复制的速度是可以改变的，因为DNA复制的总速度由OriC起始的频率决定。当E.coli在营养丰富的培养基中生长时，为了加快复制，当第一轮复制进行到一半时，第二轮复制便在子代起始区（点）上又开始了。由于复制是在两个复制叉上同时进行的，所以第二轮复制的起始，导致产生了四个新的复制叉，加上第一轮复制产生的两个复制叉，总共存在六个复制叉。这就导致多复制叉染色体（multiforked chromosome）的形成（如图17－2所示）。注意，一个多复制叉染色体至少含有4个OriC拷贝。第一轮复制完成（约40分钟）并分裂成两个子细胞时，每个子细胞所含的染色体已经复制了一半，其后每个子代细胞完成一次分裂就只需20分钟。
③为了保持正常的复制速度，就必须有某种机制将解链产生的正的超螺旋解除。已知拓扑异构酶（E.coli中是DNA gyrases）能在靠近复制叉的头部使一条链瞬间断开。这样，当解链时，只有完整DNA双螺旋的一短片段需要转动。断开的链以完整的单链作为转轴，旋转几圈将正的超螺旋解除之后，断裂处重新接上。复制叉可以继续向前移动。
图19－1
5．解答：①这个方法的化学基础是加入三氯醋酸使DNA沉淀，游离的脱氧核苷酸保留在上清液中。DNA在酸性溶液中磷酸基质子化导致其溶解性降低。
②32P参入到DNA中是新DNA合成的结果。DNA的合成需要四种核苷酸前体都存在，缺少其中任何一种都不能合成DNA。因此在省去一种前体的情况下，是没有放射性前体出现在DNA中的。