2025年大學《化學》專業(yè)題庫——生物大分子結構與功能的關聯(lián)研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填入括號內(nèi)）1.下列哪一項不是構成蛋白質基本的結構單元？(A)氨基酸(B)核苷酸(C)肽鍵(D)氫鍵2.蛋白質的α-螺旋結構中，維持其結構穩(wěn)定性的主要化學鍵是：(A)肽鍵(B)疏水鍵(C)鹽鍵(D)氫鍵3.DNA雙螺旋結構中，堿基之間的主要作用力是：(A)肽鍵(B)疏水作用(C)氫鍵(D)鹽鍵4.根據(jù)氨基酸的理化性質，在pH7.0的溶液中，甘氨酸（pI≈5.97）主要以哪種形式存在？(A)NH??CH?COO?(B)NH?CH?COOH(C)NH??CH?COO?和NH?CH?COOH的混合物(D)NH??CH?COO?和NH??CH?COO?的混合物5.蛋白質變性是指：(A)蛋白質一級結構發(fā)生改變(B)蛋白質空間結構被破壞，導致理化性質改變(C)蛋白質被水解成氨基酸(D)蛋白質發(fā)生沉淀6.下列哪種化學方法主要利用了蛋白質分子中氨基酸殘基的芳香環(huán)對紫外光的吸收特性？(A)X射線晶體學(B)核磁共振(C)紫外-可見光譜(D)質譜7.核酸鏈中，相鄰核苷酸之間的連接鍵是：(A)肽鍵(B)糖苷鍵(C)酯鍵(D)氫鍵8.在蛋白質的四級結構中，寡聚體亞基之間主要通過什么相互作用聚集？(A)肽鍵(B)共價交聯(lián)(C)疏水作用、鹽鍵等非共價鍵(D)氫鍵9.RNA分子中，含有稀有堿基的是：(A)腺嘌呤(B)胸腺嘧啶(C)鳥嘌呤(D)胞嘧啶、尿嘧啶和假尿嘧啶10.分子伴侶在蛋白質生物合成和折疊過程中的作用是：(A)直接催化蛋白質的折疊(B)提供能量以克服折疊能壘(C)防止未折疊蛋白質的聚集(D)參與蛋白質的一級結構形成二、填空題（每空2分，共20分）1.蛋白質的一級結構是指其氨基酸的__________及排列順序。2.DNA雙螺旋模型中，糖和磷酸基團位于螺旋的__________側。3.氫鍵的形成通常涉及一個__________原子和一個與電負性強的原子（如O、N）相連的氫原子。4.蛋白質變性通常是__________過程，其結構破壞通常是可逆的。5.核酸根據(jù)所含五碳糖的不同，分為__________和__________兩大類。6.酶的活性位點通常具有特殊的__________環(huán)境，以適應底物的結合和催化反應。7.在蛋白質的二級結構中，β-折疊是指氨基酸殘基以__________方式折疊形成的片層結構。8.維持DNA雙螺旋穩(wěn)定性的主要力量包括堿基堆積力和__________。9.脯氨酸因其獨特的__________結構，常出現(xiàn)在蛋白質結構中的轉角或彎曲處。10.紫外吸收光譜法常用于測定蛋白質的__________和判斷其變性的程度。三、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.等電點2.超螺旋3.分子識別4.肽圖5.共價鍵合四、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述影響蛋白質二級結構形成的主要因素。2.比較DNA和RNA在組成成分和空間結構上的主要區(qū)別。3.解釋什么是疏水作用，并說明其在蛋白質三級結構形成中的重要性。4.為什么說研究生物大分子的結構與功能關系需要化學的理論和方法？五、論述題（每小題10分，共20分）1.詳細闡述氫鍵在蛋白質二級結構和三級結構中的具體作用及其對結構穩(wěn)定性的貢獻。2.選擇一種你熟悉的酶（如過氧化氫酶、胰蛋白酶等），結合其結構特點，論述其結構與催化功能之間的關聯(lián)。---試卷答案一、選擇題1.B2.D3.C4.C5.B6.C7.B8.C9.D10.C二、填空題1.順序2.外側3.哺乳動物4.可逆5.DNA，RNA6.環(huán)境或微環(huán)境7.平行或反平行8.氫鍵9.螺環(huán)或吡咯環(huán)10.含量或純度三、名詞解釋1.等電點：氨基酸或蛋白質在溶液中凈電荷為零時的pH值。2.超螺旋：DNA雙螺旋繞自身軸進一步扭曲形成的更復雜結構，常見于細菌染色體。3.分子識別：生物大分子（如酶與底物、抗體與抗原）之間通過非共價鍵特異性結合的過程，結合具有高選擇性。4.肽圖：通過酶解或化學方法將蛋白質降解成一系列肽段，然后根據(jù)肽段的氨基酸序列進行分離鑒定，最終拼接得到完整蛋白質序列的過程。5.共價鍵合：原子間通過共享或轉移電子對形成的強化學鍵，如蛋白質分子內(nèi)部的肽鍵。四、簡答題1.影響蛋白質二級結構形成的主要因素包括：氨基酸序列本身的性質（如脯氨酸缺乏主鏈旋轉自由度，甘氨酸柔順性高），溶液環(huán)境（如pH值應處于該蛋白質的等電點附近，以減少凈電荷對氫鍵形成的干擾），以及存在某些鹽離子（如高濃度的鹽離子會屏蔽電荷，不利于氫鍵形成）。2.DNA和RNA的主要區(qū)別在于：組成成分，DNA含脫氧核糖和A、T、G、C四種堿基，RNA含核糖和A、U、G、C四種堿基；空間結構，DNA通常是雙螺旋結構，而RNA通常是單鏈結構，但可形成局部雙螺旋區(qū)域或復雜的三級結構；功能，DNA主要承擔遺傳信息的存儲，RNA則參與遺傳信息的表達過程（如mRNA、tRNA、rRNA）。3.疏水作用是指非極性分子或非極性基團在水性環(huán)境中傾向于聚集在一起，以減少與水分子接觸表面積的現(xiàn)象。在蛋白質三級結構形成中，蛋白質分子內(nèi)部的非極性氨基酸殘基（如疏水氨基酸）傾向于聚集在分子內(nèi)部，而極性或帶電荷的殘基則暴露于分子表面與水相互作用。這種疏水驅動力的作用是蛋白質折疊形成緊湊、穩(wěn)定的球狀結構的主要因素。4.研究生物大分子的結構與功能關系需要化學的理論和方法，因為：生物大分子本身就是復雜的化學物質，其結構和性質遵循化學原理；化學提供了分析這些大分子結構（如元素分析、光譜法、晶體學、核磁共振）和化學性質（如酸堿性質、反應性、鍵合）的方法；理解大分子功能（如酶催化、分子識別）的本質需要運用化學動力學、熱力學和反應機理等化學理論；許多生物過程本身就是化學過程，需要化學手段進行調(diào)控和研究。五、論述題1.氫鍵在蛋白質二級結構（α-螺旋和β-折疊）中起著核心的維系作用。在α-螺旋中，主鏈上的羰基氧與第四個殘基的酰胺氫之間形成穩(wěn)定的氫鍵，這些氫鍵幾乎平行于螺旋軸，構成了α-螺旋結構穩(wěn)定性的主要來源。在β-折疊中，氫鍵形成于同一股鏈內(nèi)相鄰氨基酸殘基的羰基氧與酰胺氫之間，或不同股平行或反平行鏈的相應位置之間，這些氫鍵也基本平行于β-折疊片層。氫鍵雖然相對較弱（比共價鍵弱得多），但數(shù)量眾多且方向有序，能夠提供足夠的結合能來穩(wěn)定α-螺旋和β-折疊這兩種基本結構元件。這些二級結構元件進一步折疊、卷曲、盤繞形成蛋白質的三級結構，因此氫鍵也是維系蛋白質整體三維構象的重要力量之一，對維持蛋白質結構的穩(wěn)定性和功能的實現(xiàn)至關重要。2.以過氧化氫酶為例。過氧化氫酶是一種含鐵卟啉輔基的酶，其結構具有高度的特異性，其功能是催化過氧化氫（H?O?）分解為水和氧氣。其結構與功能關聯(lián)體現(xiàn)在：首先，過氧化氫酶活性位點處的鐵卟啉環(huán)結構精確地結合并活化鐵離子（Fe3?/Fe2?），鐵離子是催化反應的關鍵。其次，活性位點周圍存在特定的微環(huán)境，包括精確排列的氨基酸殘基（如組氨酸、酪氨酸、天冬氨酸等），它們通過氫鍵、鹽鍵、疏水作用等非共價鍵相互作用，為底物過氧化氫的結合和催化反應步驟（如氧化還原反應、質子轉移）提供了優(yōu)化的幾何構象和電子環(huán)境。例如，特定的氨基酸側鏈可能通過氫鍵穩(wěn)定過氧化氫的氧