2025年大學(xué)《化學(xué)生物學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——生物分子與生物體系互動(dòng)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分）1.下列哪種氨基酸的側(cè)鏈在生理pH下通常呈負(fù)電荷？A.甘氨酸B.丙氨酸C.賴氨酸D.天冬氨酸2.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中，糖苷鍵連接的是：A.磷酸基團(tuán)與脫氧核糖B.脫氧核糖與含氮堿基C.含氮堿基與磷酸基團(tuán)D.兩個(gè)脫氧核糖3.一個(gè)酶促反應(yīng)的Vmax為100μmol/min，Km為0.1mM。當(dāng)?shù)孜餄舛冗h(yuǎn)遠(yuǎn)大于Km時(shí)，該酶的轉(zhuǎn)換數(shù)（kcat）大約是：A.0.1min?1B.1min?1C.10min?1D.1000min?14.在蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)中，α-螺旋的主要穩(wěn)定性來(lái)源于：A.范德華力B.疏水作用C.氫鍵D.離子鍵5.下列哪項(xiàng)過(guò)程主要依賴于G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）？A.核糖體翻譯蛋白質(zhì)B.線粒體產(chǎn)生ATPC.跨膜運(yùn)輸離子D.將激素信號(hào)傳遞到細(xì)胞內(nèi)部6.下列哪種分子通常不作為細(xì)胞膜的組成成分？A.膽固醇B.磷脂酰絲氨酸C.脂肪酸D.甘油三酯7.核酶是一種具有催化活性的：A.蛋白質(zhì)B.RNA分子C.脂質(zhì)D.糖類8.信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中，第二信使cAMP通常與哪種類型的受體結(jié)合？A.G蛋白偶聯(lián)受體B.核受體C.通道型受體D.酪氨酸激酶受體9.限制性核酸內(nèi)切酶的主要功能是：A.合成DNAB.復(fù)制DNAC.切割DNA分子特定位點(diǎn)D.合成RNA10.蛋白質(zhì)分子伴侶的主要作用是：A.降低蛋白質(zhì)變性速度B.促進(jìn)蛋白質(zhì)正確折疊C.降解錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)D.調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的酶活性二、填空題（每空2分，共20分）1.DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)中，堿基之間通過(guò)______作用配對(duì)，腺嘌呤（A）總是與______配對(duì)。2.酶競(jìng)爭(zhēng)性抑制時(shí)，增加底物濃度可以______（提高/降低）酶促反應(yīng)的表觀Km值。3.細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的級(jí)聯(lián)放大作用，意味著一個(gè)初始信號(hào)可以產(chǎn)生______的最終響應(yīng)。4.蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)是指氨基酸的______和______。5.細(xì)胞膜的基本骨架是______，它具有______性。6.核心組蛋白八聚體是由______、______、______、______、______、______、______和______八種組蛋白組成的。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要類型及其維系鍵。2.簡(jiǎn)述酶變性的主要因素及其對(duì)酶活性的影響。3.簡(jiǎn)述受體酪氨酸激酶（RTK）介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本過(guò)程。4.簡(jiǎn)述糖酵解途徑中，丙酮酸生成ATP的兩個(gè)主要方式。四、論述題（每題10分，共30分）1.論述氫鍵在生物大分子結(jié)構(gòu)和功能中的重要性。2.論述一個(gè)典型的代謝途徑（如糖酵解或TCA循環(huán)）是如何通過(guò)酶活性的調(diào)控來(lái)適應(yīng)細(xì)胞需求的。3.論述理解蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用對(duì)于藥物設(shè)計(jì)的重要性，并舉例說(shuō)明。五、計(jì)算題（10分）已知某酶促反應(yīng)的Km為0.2mM，當(dāng)?shù)孜餄舛葹?.5mM時(shí)，該酶的催化效率（kcat/Km）為5x103M?1s?1。請(qǐng)計(jì)算該酶在底物濃度為0.5mM時(shí)的Vmax。試卷答案一、選擇題1.D2.B3.C4.C5.D6.D7.B8.A9.C10.B二、填空題1.氫鍵；胸腺嘧啶（T）2.提高3.大量4.順序；構(gòu)型5.磷脂雙分子層；流動(dòng)6.組蛋白H2A；組蛋白H2B；組蛋白H3；組蛋白H3；組蛋白H4；組蛋白H4；組蛋白H2A；組蛋白H2B三、簡(jiǎn)答題1.蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)主要包括α-螺旋和β-折疊。α-螺旋是氨基酸殘基圍繞中心軸呈右手螺旋排列，通過(guò)主鏈氨基氫與羧基氧之間的氫鍵維系穩(wěn)定。β-折疊是氨基酸殘基大致平行排列，通過(guò)主鏈氨基氫與羧基氧之間的氫鍵形成片層結(jié)構(gòu)，可以是β-平行折疊或β-反平行折疊。2.蛋白質(zhì)變性的主要因素包括高溫、強(qiáng)酸強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑（如乙醇、丙酮）、重金屬離子等。這些因素會(huì)破壞維持蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)（特別是三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)）的非共價(jià)鍵（如氫鍵、疏水作用、范德華力、離子鍵），導(dǎo)致蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)被擾亂，失去其天然構(gòu)象和生物學(xué)活性。變性通常是可逆的，如果去除變性因素，蛋白質(zhì)可能部分或完全恢復(fù)活性。3.受體酪氨酸激酶（RTK）介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程通常如下：首先，信號(hào)分子（如生長(zhǎng)因子）與細(xì)胞表面的RTK受體結(jié)合并誘導(dǎo)受體二聚化（或寡聚化）。接著，受體跨膜結(jié)構(gòu)域的激酶域發(fā)生自我磷酸化。然后，磷酸化的酪氨酸殘基成為招募下游信號(hào)蛋白（如PLCγ、IRS、Grb2等）的結(jié)合位點(diǎn)。這些下游蛋白被招募并自身或相互磷酸化，啟動(dòng)信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，將信號(hào)傳遞至細(xì)胞內(nèi)不同區(qū)域，最終調(diào)控細(xì)胞增殖、分化、遷移等生物學(xué)過(guò)程。4.丙酮酸生成ATP的兩個(gè)主要方式是：①糖酵解的最終產(chǎn)物丙酮酸可以通過(guò)丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化，被氧化脫羧生成乙酰輔酶A，進(jìn)入三羧酸循環(huán)（TCA循環(huán)）。在TCA循環(huán)中，通過(guò)底物水平磷酸化（如琥珀酰輔酶A合成酶催化琥珀酰輔酶A生成琥珀酸時(shí)）和氧化磷酸化（電子傳遞鏈和ATP合酶）產(chǎn)生大量ATP。②在有氧條件下，丙酮酸可以直接進(jìn)入線粒體基質(zhì)，通過(guò)丙酮酸脫氫酶復(fù)合體轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A，后續(xù)步驟同上。在無(wú)氧條件下，丙酮酸可以通過(guò)乳酸脫氫酶催化，接受NADH的氫生成乳酸，同時(shí)再生NAD+以維持糖酵解的進(jìn)行，此過(guò)程不直接產(chǎn)生ATP。四、論述題1.氫鍵在生物大分子結(jié)構(gòu)和功能中具有重要性。在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中，氫鍵維系了兩條鏈的堿基配對(duì)，維持了雙螺旋的穩(wěn)定性和特異性。在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中，氫鍵是維系二級(jí)結(jié)構(gòu)（如α-螺旋和β-折疊）的主要作用力之一，也在三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)的形成和穩(wěn)定中發(fā)揮作用。此外，氫鍵在蛋白質(zhì)-配體（如酶-底物、受體-配體）的結(jié)合中起著關(guān)鍵作用，決定了結(jié)合的特異性和穩(wěn)定性。在核酸與蛋白質(zhì)的相互作用（如核蛋白體）以及酶的催化機(jī)制中，氫鍵也扮演著重要角色，參與識(shí)別、穩(wěn)定中間體或誘導(dǎo)構(gòu)象變化。2.一個(gè)典型的代謝途徑（如糖酵解）通過(guò)多種機(jī)制進(jìn)行酶活性調(diào)控以適應(yīng)細(xì)胞需求。主要包括：①調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶的活性。例如，糖酵解的關(guān)鍵酶己糖激酶和磷酸果糖激酶-1通常受到別構(gòu)調(diào)節(jié)。己糖激酶受葡萄糖-6-磷酸別構(gòu)抑制，而磷酸果糖激酶-1是糖酵解的主要調(diào)控點(diǎn)，受到ATP、檸檬酸（產(chǎn)物/高能狀態(tài)指示）的別構(gòu)抑制，以及AMP、ADP、fructose-2,6-bisphosphate（激活劑/能量需求指示）的別構(gòu)激活。②調(diào)節(jié)酶的合成與降解。當(dāng)細(xì)胞需要大量能量或代謝物時(shí)，相關(guān)酶的合成會(huì)增加；反之，則減少合成或促進(jìn)降解。例如，胰島素促進(jìn)糖酵解相關(guān)酶（如己糖激酶）的合成，而胰高血糖素則抑制其合成。③底物channeling（通道作用）。某些多酶復(fù)合體將前一個(gè)酶的產(chǎn)物直接傳遞給下一個(gè)酶的活性位點(diǎn)，提高了代謝通量，也使得調(diào)控可以在復(fù)合體層面上進(jìn)行。這些調(diào)控機(jī)制確保了代謝途徑能夠根據(jù)細(xì)胞能量狀態(tài)、營(yíng)養(yǎng)狀況和生理需求，快速、精確地調(diào)整其速率。3.理解蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用（PPI）對(duì)于藥物設(shè)計(jì)至關(guān)重要。許多重要的細(xì)胞過(guò)程，如信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞周期調(diào)控、免疫反應(yīng)、代謝途徑等，都依賴于蛋白質(zhì)之間的精確識(shí)別和結(jié)合。疾病的發(fā)生往往與異常的蛋白質(zhì)相互作用有關(guān)，例如蛋白質(zhì)錯(cuò)折疊、過(guò)度聚集（如阿爾茨海默病中的Aβ斑塊）、異常的PPI網(wǎng)絡(luò)（如癌細(xì)胞的信號(hào)通路）等。因此，通過(guò)設(shè)計(jì)小分子或肽類藥物，干擾或調(diào)節(jié)這些關(guān)鍵的PPI，成為開(kāi)發(fā)新藥的重要策略。例如，可以設(shè)計(jì)“分子膠”（MoleculeGlue）來(lái)穩(wěn)定有害的蛋白質(zhì)聚集或破壞關(guān)鍵的致病性相互作用；也可以設(shè)計(jì)“阻斷劑”（Inhibitor）來(lái)阻斷過(guò)度活躍的信號(hào)通路中的相互作用，降低疾病表型。理解PPI的界面結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵殘基、結(jié)合模式，以及如何利用化學(xué)修飾來(lái)增強(qiáng)結(jié)合親和力、選擇性或特異性，是成功進(jìn)行PPI藥物設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。例如，靶向BCL-2蛋白與BH3-only蛋白結(jié)合口袋的BH3模擬物（如Venetoclax）就是通過(guò)干擾PPI來(lái)治療某些白血病的成功例子。五、計(jì)算題Vmax=(kcat/Km)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