2025年大學(xué)《化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——生物大分子間相互作用機(jī)制研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)）1.在蛋白質(zhì)-配體結(jié)合中，若結(jié)合導(dǎo)致蛋白質(zhì)構(gòu)象顯著變化，這種效應(yīng)通常被稱為：(A)疏水效應(yīng)增強(qiáng)(B)靜電相互作用主導(dǎo)(C)誘導(dǎo)契合模型(D)變構(gòu)效應(yīng)2.下列哪種非共價(jià)相互作用在維系DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性中起著關(guān)鍵作用，但其本身鍵能相對(duì)較弱？(A)蛋白質(zhì)主鏈氨基與羧基間的氫鍵(B)核酸堿基堆積力(C)水分子與核酸骨架的氫鍵(D)蛋白質(zhì)側(cè)鏈的范德華力3.已知一個(gè)蛋白質(zhì)-配體結(jié)合反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)自由能變?chǔ)°為-8.3kJ/mol，該結(jié)合反應(yīng)在生理?xiàng)l件下（25°C,1atm）的平衡常數(shù)K大致為：(A)10?3M(B)10??M(C)10?M(D)101M4.當(dāng)溶液中離子強(qiáng)度增加時(shí)，通常會(huì)導(dǎo)致哪些生物大分子間相互作用減弱？(A)氫鍵(B)疏水相互作用(C)靜電相互作用(D)范德華力5.下列哪種光譜技術(shù)最常用于研究蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)（如α-螺旋和β-折疊）？(A)紫外-可見(jiàn)吸收光譜(UV-Vis)(B)熒光光譜(C)圓二色譜(CD)(D)核磁共振波譜(NMR)6.在研究蛋白質(zhì)與配體之間的解離曲線時(shí)，Kd值越小，表明：(A)結(jié)合越弱，結(jié)合位點(diǎn)親和力越低(B)結(jié)合越強(qiáng)，結(jié)合位點(diǎn)親和力越高(C)解離速率越快(D)結(jié)合平衡常數(shù)越大7.下列哪項(xiàng)技術(shù)通常用于檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)已結(jié)合的蛋白質(zhì)A和蛋白質(zhì)B的復(fù)合物？(A)酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(ELISA)(B)凝膠阻滯實(shí)驗(yàn)(凝膠遷移率變動(dòng)實(shí)驗(yàn))(C)表面等離子共振(SPR)(D)質(zhì)譜(MassSpectrometry)8.根據(jù)米氏方程，當(dāng)?shù)孜餄舛萚S]遠(yuǎn)大于酶濃度[Et]時(shí)的反應(yīng)速率V?，其表達(dá)式簡(jiǎn)化為：(A)Vmax(B)Vmax/(Km+[S])(C)Vmax*[S]/(Km+[S])(D)kcat*[Et]9.在核酶催化的反應(yīng)中，其催化作用主要依賴于：(A)核酸骨架的化學(xué)修飾(B)核酸堿基的共價(jià)參與(C)核酸與金屬離子的協(xié)同作用(D)核酸的高級(jí)結(jié)構(gòu)折疊10.分子動(dòng)力學(xué)模擬在研究生物大分子相互作用中，主要可以提供：(A)結(jié)合反應(yīng)的平衡常數(shù)(B)結(jié)合位點(diǎn)的精確三維結(jié)構(gòu)(C)相互作用過(guò)程中的動(dòng)態(tài)軌跡和能量變化(D)特定相互作用發(fā)生的實(shí)驗(yàn)條件二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在題后的橫線上）1.生物大分子之間的______作用和______作用是主要的非共價(jià)驅(qū)動(dòng)力，它們共同決定了分子的三維結(jié)構(gòu)和相互作用模式。2.影響蛋白質(zhì)折疊和穩(wěn)定性的主要因素包括疏水效應(yīng)、______、范德華力和靜電相互作用。3.結(jié)合親和力常數(shù)K表示結(jié)合反應(yīng)趨向平衡的程度，K值越大，表示______。4.在研究蛋白質(zhì)-DNA相互作用時(shí)，______是一種常用的技術(shù)，可以通過(guò)觀察DNA在電場(chǎng)中遷移速率的變化來(lái)判斷蛋白質(zhì)的結(jié)合。5.許多酶的活性中心存在一個(gè)“______”區(qū)域，該區(qū)域通過(guò)構(gòu)象變化來(lái)適應(yīng)底物的結(jié)合和催化反應(yīng)。6.表面等離子共振（SPR）技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)生物分子相互作用的______和______。7.核酸鏈的______和______是其發(fā)揮生物功能的基礎(chǔ)，它們決定了核酸的二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。8.疏水相互作用是指非極性基團(tuán)在水性環(huán)境中傾向于聚集在一起，以減少______的暴露，這一過(guò)程通常是______的。三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共15分）1.簡(jiǎn)述影響生物大分子間靜電相互作用的因素。2.解釋什么是變構(gòu)效應(yīng)，并舉例說(shuō)明其在生物體內(nèi)的意義。3.簡(jiǎn)述利用熒光光譜技術(shù)研究蛋白質(zhì)與配體相互作用的基本原理。四、論述題（10分）結(jié)合具體實(shí)例，論述熱力學(xué)參數(shù)（ΔG,ΔH,ΔS）在闡明蛋白質(zhì)-配體相互作用機(jī)制中的重要作用。試卷答案一、選擇題1.(C)2.(B)3.(B)4.(C)5.(C)6.(B)7.(B)8.(C)9.(B)10.(C)二、填空題1.非共價(jià)鍵；疏水2.氫鍵3.結(jié)合越強(qiáng)，結(jié)合位點(diǎn)親和力越高4.凝膠阻滯實(shí)驗(yàn)（或凝膠遷移率變動(dòng)實(shí)驗(yàn)）5.引導(dǎo)契合（或誘導(dǎo)契合）6.結(jié)合動(dòng)力學(xué)；解離動(dòng)力學(xué)（或解離速率）7.堿基序列；空間結(jié)構(gòu)8.水的極性；自發(fā)的（或熵增加的）三、簡(jiǎn)答題1.影響生物大分子間靜電相互作用的因素包括：離子的濃度（離子強(qiáng)度）；帶電基團(tuán)的數(shù)目和性質(zhì)；分子的電荷分布；介質(zhì)的pH值（影響質(zhì)子化狀態(tài)）；溶劑的性質(zhì)。離子強(qiáng)度越高，靜電相互作用通常越弱（屏蔽效應(yīng)增強(qiáng)）；帶電基團(tuán)越多、電荷越大，相互作用越強(qiáng)；pH值影響帶電狀態(tài)，進(jìn)而影響相互作用；介質(zhì)極性影響靜電相互作用強(qiáng)度。2.變構(gòu)效應(yīng)是指一個(gè)分子（通常是配體）與生物大分子（通常是蛋白質(zhì)）結(jié)合后，引起該大分子其他部位構(gòu)象或活性發(fā)生改變的現(xiàn)象。這種效應(yīng)可以是協(xié)同的（正協(xié)同，一個(gè)配體結(jié)合促進(jìn)其他配體結(jié)合；負(fù)協(xié)同，一個(gè)配體結(jié)合抑制其他配體結(jié)合）或非協(xié)同的。例如，氧氣與血紅蛋白的結(jié)合就表現(xiàn)出正協(xié)同效應(yīng)，一個(gè)氧分子結(jié)合后，血紅蛋白變構(gòu)，更容易結(jié)合后續(xù)氧分子，這對(duì)于氧氣在組織中的有效運(yùn)輸至關(guān)重要。3.利用熒光光譜技術(shù)研究蛋白質(zhì)與配體相互作用的基本原理在于，許多蛋白質(zhì)或配體分子具有熒光特性。當(dāng)熒光分子（通常是蛋白質(zhì)）與配體結(jié)合時(shí)，會(huì)引起熒光分子環(huán)境的改變（如微環(huán)境極性、pH值、共軛體系完整性等），進(jìn)而影響其熒光發(fā)射強(qiáng)度、波長(zhǎng)（光譜位移）或壽命。通過(guò)測(cè)量這些熒光參數(shù)的變化，可以間接推斷蛋白質(zhì)與配體的結(jié)合狀態(tài)、結(jié)合常數(shù)、結(jié)合位點(diǎn)數(shù)、結(jié)合動(dòng)力學(xué)以及結(jié)合后構(gòu)象的變化等信息。例如，可以使用熒光猝滅法（如靜態(tài)猝滅或動(dòng)態(tài)猝滅）或熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）技術(shù)。四、論述題熱力學(xué)參數(shù)在闡明蛋白質(zhì)-配體相互作用機(jī)制中起著核心作用。ΔG（吉布斯自由能變）是判斷結(jié)合反應(yīng)自發(fā)性及平衡狀態(tài)的關(guān)鍵指標(biāo)。ΔG<0表示結(jié)合是自發(fā)的，ΔG的絕對(duì)值越大，表示結(jié)合越穩(wěn)定，結(jié)合位點(diǎn)的親和力越高。通過(guò)測(cè)量不同條件下的ΔG，可以了解結(jié)合的熱力學(xué)驅(qū)動(dòng)力。ΔH（焓變）反映了結(jié)合過(guò)程中的熱效應(yīng)。ΔH<0表示放熱過(guò)程，通常由范德華力和氫鍵等弱相互作用貢獻(xiàn)；ΔH>0表示吸熱過(guò)程，可能涉及構(gòu)象變化或破壞了某些穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。ΔH與ΔG、ΔS（熵變）之間的關(guān)系（ΔG=ΔH-TΔS）有助于理解結(jié)合的驅(qū)動(dòng)力來(lái)源。ΔS表示結(jié)合過(guò)程中的熵變，反映了結(jié)合前后系統(tǒng)無(wú)序度的變化。ΔS>0通常表明結(jié)合伴隨著構(gòu)象變化，釋放了約束的分子運(yùn)動(dòng)自由度，增強(qiáng)了系統(tǒng)的無(wú)序度，有利于結(jié)合；ΔS<0則可能意味著結(jié)合導(dǎo)致了剛性結(jié)構(gòu)的形成。綜合分析ΔG,ΔH,ΔS的值，不僅可以定量描述結(jié)合的強(qiáng)度和方向，還能深入揭示相互作用的微觀機(jī)