过 ATP 合酶返回线粒体基质时，释放出自由能，驱动 ADP 和 Pi 合成 ATP。

41. 简述 ATP 合成酶的结构特点及功能。

答案：ATP 合酶主要有两个功能单位：F1 和 F0。

(1）F1 由 5 种亚基组成(α3β3γδε），是一种可溶性的膜周边蛋白，具有催化 ATP 合成的功能;其中，α 和 β 亚基上有 ADP 和 ATP 结合位点;β 亚基为催化亚基，单独存在时，不具有 ATP 合酶的作用，但能使 ATP 水 解。

(2）F0 是由多亚基组成的不溶于水的跨膜蛋白，含有大量的疏水性氨基酸，在内膜中形成了跨膜的质子 通道，便于质子回流。

42. 试述影响氧化磷酸化的因素及其作用机制。

答案：(1）呼吸链抑制剂：鱼藤酮、杀粉蝶菌素、安密妥与复合体 I 中的铁硫蛋白结合，抑制电子传递; 抗霉素 A、二巯基丙醇抑制复合体Ⅲ;一氧化碳、氰化物、叠氮化物、硫化氢抑制复合体Ⅳ。 (2）解偶联剂：该类典型代表是 2，4-二硝基苯酚。在线粒体内膜外侧 pH 较低，2，4-二硝基苯酚的羟基

不能解离，可自由进入线粒体;进入线粒体后，2，4-二硝基苯酚的羟基解离带负电荷。1 分子 2，4-二硝 基苯酚进入线粒体就相当于从内膜外侧带入线粒体内 1 个 H＋，破杯了内膜两侧的 H＋梯度，使 ATP 不

能合成，而电子传递继续进行，结果使电子传递的氧化和磷酸化两个过程分离。 (3）氧化磷酸化抑制剂：寡霉素可阻止质子从 F0 质子通道回流，抑制磷酸化并间接抑制电子在呼吸链上 传递。

(4）ADP 的调节作用：ADP 浓度升高，氧化磷酸化速度加快，反之，氧化磷酸化速度减慢。

43. 试比较电子传递抑制剂、氧化磷酸化抑制剂和解偶联剂对生物氧化作用的影响。

答案：(1）电子传递抑制剂使电子传递链的某一部位阻断，电子不能传递，氧的消耗停止，同时 ATP 的 合成停止。(2）氧化磷酸化抑制剂的作用位点在 ATP 合酶，使 ATP 合酶被抑制，而不能合成 ATP，结果

电子传递也被抑制，氧消耗停止。(3）解偶联剂的作用是使电子传递和氧化磷酸化两个过程分离，结果 是电子传递失去控制，氧消耗增加，ATP 却不能合成，产生的能量以热的形式散失，使体温升高。

44. 在脂肪酸合成中，乙酰 CoA.羧化酶起什么作用？乙酰 CoA 羧化酶受哪些因素调控？

答案：乙酰 CoA 羧化酶的作用是催化乙酰 CoA 和 CO2 合成丙二酸单酰 CoA，为脂肪酸合成提供二碳化合 物。乙酰 CoA 羧化酶是脂肪酸合成反应中的一种限速调节酶，柠檬酸和异柠檬酸可增强该酶的活性，而 长链脂肪酸则抑制该酶的活性。此酶经磷酸化后活性丧失，胰高血糖素及肾上腺素等能促进这种磷酸化

作用，从而抑制脂肪酸的合成;而胰岛素则能促进酶的去磷酸化作用、增强乙酰 CoA 羧化酶的活性。

45．试比较脂肪酸 β-氧化与其生物合成的差异。

答案：(1）进行的部位不同，脂肪酸 β-氧化在线粒体内进行，脂肪酸的合成在胞液中进行。

(2）主要中间代谢物不同，脂肪酸 β-氧化的主要中间产物是乙酰 CoA，脂肪酸合成的主要中间产物是丙

二酸单酚 CoA 。

(3）脂肪酰基的转运载体不同，脂肪酸 β-氧化的脂肪酰基转运载体是 CoA，脂肪酸合成的脂肪酰基转运 载体是 ACP 。

(4）参与的辅酶不同，参与脂肪酸 β-氧化的辅酶是 FAD 和 NAD＋，参与脂肪酸合成的辅酶是 NADPH。 (5）脂肪酸 β-氧化不需要 CO2，而脂肪酸的合成需要 CO2。

(6）反应发生时 ADP/ATP 比值不同，脂肪酸 β-氧化在 ADP/ATP 比值高时发生，而脂肪酸合成在 ADP/ATP

比值低时进行。

(7）柠檬酸发挥的作用不同，柠檬酸对脂肪酸 β-氧化没有激活作用，但能激活脂肪酸的生物合成。

(8）脂酰 CoA 的作用不同，脂酰辅酶 A 对脂肪酸 β-氧化没有抑制作用，但能抑制脂肪酸的生物合成。

46. 图示鸟氨酸循环的过程，并简述该途径的生理意义。 答案：图略

意义：(1）机体内，氨是有毒化合物，通过该途径合成尿素，尿素是中性无毒物质，从而起到解氨毒的

作用，这是哺乳动物最终排出氨的方式;(2）通过该途径也可以清除氨基氮及二氧化碳，能够减少体内 CO2

溶于血液所造成的酸性。

47．简述天冬氨酸在体内转变成葡萄糖的主要代谢途径。

答案：(1）天冬氨酸经转氨基作用或联合脱氨基作用形成草酰乙酸;(2）草酰乙酸由磷酸烯醇式丙酮酸羧

激酶催化形成磷酸烯醇式丙酮酸;(3）然后沿着糖酵解途径的逆反应，依次生成甘油酸-2-磷酸、甘油酸-3- 磷酸、甘油酸-1，3-二磷酸、甘油醛-3-磷酸、磷酸二羟丙酮和果糖-1，6-二磷酸;果糖-1，6-二磷酸在果糖 二磷酸酶的催化下形成果糖-6-磷酸、葡萄糖-6-磷酸;(4）葡萄糖-6-磷酸水解生成葡萄糖，反应由葡萄糖-6-

磷酸酶催化。

48．鸟氨酸循环、三羧酸循环和转氨基作用是如何联系的？ 答案：图略，

鸟氨酸循环过程中，天冬氨酸不断被消耗转变为延胡索酸。延胡索酸可以经过三羧酸循环转化为苹果酸， 苹果酸再氧化成草酰乙酸，后者可再与谷氨酸进行转氨基反应，重新生成天冬氨酸。而谷氨酸又可通过

其他的各种氨基酸把氨基转移给 α-酮戊二酸生成。因此，其他的各种氨基酸的氨基可以通过天冬氨酸的 形式用于合成尿素。天冬氨酸和延胡索酸可使尿素循环、三羧酸循环和转氨基作用联系起来。

50．简述保证 DNA 复制忠实性的因素及其功能？

(1）半保留复制的原则，

(2）碱基互补配对的规律，A-T  G-C 。

(3）DNA 聚合酶 I 的校对作用，

(4）引物的切除，

51. 简述 DNA 复制时所需的主要酶类及其功能。

答案：(1）DNA 聚合酶：催化核苷酸之间生成磷酸二酯键，也具有一定的校正功能;(2)拓扑异构酶：催化

DNA 超螺旋解开，使之变为双螺旋;(3）解旋酶：解开 DNA 双链，使之变为单链;(4）单链结合蛋白：和 单链 DNA 结合，使之变为能够作为复制模板的稳定单链;(5）引物酶：以解旋后的单链 DNA 为模板，催

化合成一小段带有 3′-OH 的 RNA;(6）DNA 连接酶：催化 DNA 双链中的一条单链缺口处游离的 3′末端

-OH 与 5′末端磷酸形成磷酸二酯键，从而把两段相邻的 DNA 链连成完整的链。

52．真核生物染色体的端粒是怎样复制的？

答案：(1）端粒 DNA 的 3′端和端粒酶所含的 RNA 分子的 3′端形成碱基配对;(2）端粒酶利用 RNA 为模 板，将 dNTP 加到端粒 DNA 的 3′端，这个逆转录过程一直进行到 RNA 模板的第 35 位;(3）DNA-RNA 杂 交链之间发生相对滑动，新生长的端粒 DNA 链 3′端再和 RNA 3′端形成新的碱基配对，重新暴露出部 分 RNA 模板序列;(4）继续逆转录过程。该结合→聚合→转位的过程周而复始，直至在端粒 DNA 的 3′端

形成了足够长度(提供后随链回旋时所需的长度）的单链突出;(5）该 3′突出端能够弯转过来成为后随链

合成的起始端，然后由 DNA 聚合酶复制 DNA 5′端空缺的 DNA，最后由连接酶连接。

53．简述转录过程和复制过程的不同点。

答案：(1）复制时两条 DNA 链均为模板，转录时一条 DNA 链均为模板;(2）复制时 dNTP 为底物，转录时 NTP 为底物;(3）复制时需要 DNA 聚合酶、连接酶等，转录时仅需要 RNA 聚合酶;(4）复制产物为子产物 代双链 DNA ，转录产物为 mRNA、tRNA 、rRNA;(5）复制时 A=T 、G≡C 配对，转录时 A=U、G≡C、T=A 配对;(6）复制时需要一小段 RNA 为引物，转录时不需引物。

54．简述转录起始阶段的几个反应。

答案：起始阶段包括下面几个反应：①RNA 聚合酶全酶的 σ 亚基识别模板 DNA 的启动子，并与之紧密结 合;②局部解开双螺旋，以使模板链可与核糖核苷酸进行碱基配对;③RNA 聚合酶催化底物核苷酸脱去焦

磷酸形成磷酸二酯键，合成 RNA 链最初的 2～9 个核苷酸后，σ 亚基脱离，起始阶段结束。

55. 简述真核生物与原核生物转录的不同点。

答案： 真核生物的转录在很多方面与原核生物不同，具有某些特殊规律，主要包括：

(1）转录单位一般为单基因(单顺反子），而原核生物的转录单位多为多基因(多顺反子）; (2）真核生物的三种成熟的 RNA 分别由三种不同的 RNA 聚合酶催化合成;

(3）在转录的起始阶段，RNA 聚合酶必须在特定的转录因子的参与下才能起始转录;

(4）组织或时间特异表达的基因转录常与增强子有关，增强子是位于转录起始点上游的远程调控元件， 具有增强转录效率的作用;

(5）转录调节方式以正调节为主，调节蛋白的种类是转录因子或调节转录因子活性的蛋白因子。

56. 简述操纵子模型，并阐明各组分的功能。

答案：操纵子是原核生物基因表达调控的功能单位，由调节基因、启动子、操纵基因和一个或多个功能 相关的结构基因组成。

各组分的功能如下：①启动子是与 RNA 聚合酶结合并启动转录的特异性 DNA 序列;②调节基因位于操纵

子的上游，编码阻遏蛋白，阻遏蛋白能与一些小分子诱导物或辅阻遏物结合，从而决定它能否与操纵基 因结合，并进一步调控操纵基因的“开”与“关”;③操纵基因在启动子和结构基因之间，是激活阻遏蛋白的

结合位点，由它来开启和关闭相应结构基因的转录;④结构基因是转录 mRNA 的模板。

57. 简述乳糖操纵子的正调控机理。为什么葡萄糖水平对正调控作用有影响？

答案：乳糖操纵子的启动子是弱启动子，RNA 聚合酶与之结合的能力很弱。但乳糖操纵子中有降解物基 因激活蛋白(CAP）结合位点。当细胞内 cAMP 浓度较高时，cAMP 与 CAP 结合形成复合物，该复合物结

合到启动子上游的 CAP 结合位点，可促进 RNA 聚合酶与启动子结合，使转录得以进行。所以说 CAP 是 一种转录起始的正调节物，对结构基因的转录起正调节作用。

因为细胞内 CAP 的正调控作用与 cAMP 水平有关，而 cAMP 水平又与葡萄糖水平密切相关。当有葡萄糖

时，葡萄糖分解代谢的降解物能抑制腺苷酸环化酶活性，同时活化磷酸二酯酶，所以 cAMP 水平很低; 当葡萄糖缺乏时，腺苷酸环化酶活性升高，催化 ATP 生成 cAMP。因此，葡萄糖水平对 CAP 的正调控作 用有影响。

58. 简述色氨酸操纵子的反馈阻遏调控机理。

答案：(1）当大肠杆菌培养基中没有色氨酸时，大肠杆菌色氨酸操纵子的调节基因编码产生没有活性的

阻遏蛋白，它不能与操纵基因结合，结构基因可以转录，并翻译生成合成色氨酸所需要的 5 种酶。(2）

当大肠杆菌培养基中有色氨酸时，色氨酸作为辅阻遏物与阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白由无活性的构象变

成有活性的构象，辅阻遏物-阻遏蛋白复合物与操纵基因结合，RNA 聚合酶不能移动，结构基因不能转录。 这种以结构基因表达的酶所催化产生的终产物来阻止基因转录的作用称为反馈阻遏。

59. 某一肽链中有一段含 15 圈 α-螺旋的结构，问：

(1） 这段肽链的长度为多少毫微米？含有多少个氨基酸残基？

(2） 翻译的模板链是何种生物分子？它对应这段 α -螺旋片段至少由多少个基本结构单位组成？

(3） 在合成这段肽链过程中，若以氨基酸为原料，活化阶段至少消耗多少 ATP？延长阶段至少消耗多少 GTP？

答案：(1）肽链长度：15＊0.54=8.1nm    氨基酸残基数：15＊3.6=54( 个)

(2）模板是 mRNA 分子，对应这段 α -螺旋片段的 mRNA 至少含有 162 个核苷酸(54＊3=162）。