浙江大学考研生物化学真题及答案

一是非题1/30

1 酶反应的专一性取决于其辅助因子的结构

2 肽酰转移酶在蛋白质合成中催化肽键的生成和酯键的水解

3 E.coli 连接酶摧化两条游离单链DNA分子形成磷酸二酯键

4 通过柠檬酸途径将乙酰辅酶A转移至胞液中,同时可使NADH上的氢传递给NADP+生成NADPH

5 亮氨酸的疏水性比缬氨酸强

6 必需氨基酸是指合成蛋白质必不可少的一些氨基酸

7 脯氨酸是α螺旋破坏者

8 维系蛋白质三级结构最重要的作用力是氢键

9 在DNA变性过程中总是G-C对丰富区先解链

10 真核细胞中DNA只存在于细胞核中

11 DNA双螺旋的两条链方向一定是相反的

12 酶影响其催化反应的平衡

13 酶促反应的米氏常数与催化的底物无关

14 维生素E是一种天然的抗氧化剂

15 维生素B1的辅酶形式是TPP

16 ATP是体内能量的储存形式

17 糖酵解过程无需氧气的参与

18 胆固醇是生物膜的主要成分,可调节生物膜的流动性

19 蛋白质的生理价值主要取决于必需氨基酸的种类,数量和比例

20 磷酸吡哆醛只作为转氨酶的辅酶起作用

21 DNA复制时,后滞链需多个引物

22 绝缘子和增强子一样都属于顺式作用元件

23 PCR是包括变性,复性和延伸三个步骤的循环反应

24 Sanger曾两获诺贝尔奖

25 核糖体上有三个与tRNA有关的位点:A位点,P位点,E位点

26 生长激素释放抑制因子是一个14肽

27 脂肪酸合成酶催化的反应是脂肪酸-β氧化反应的逆反应

28 镰刀型贫血症患者血红蛋白与正常人的血红蛋白在氨基酸组成上只有2个残基有差别

29 地球上所有生物中存在的蛋白质和核酸的种类总数都超过1亿种

30 中国科学家在今年完成了人类基因组1%的测序任务

二写出下列物质的分子结构式1/6

1 Thr

2 D-核糖

3 A

4 GSH

5 尼克酰胺

6 丙酮酸

三名词解释4/24

1 反密码子

2 操纵基因

3 多肽核酸( peptide nucleic acid )

4 折叠酶

5 共价调节

6 Humen Genome Project

四综合题10/40

1 试表述Glu经脱氨基,有氧氧化等途径彻底分解成NH3 , CO2, 和H2O 时的代谢路线,要求用箭头表示所经过的主要中间产物.计算1摩尔Glu共可产生多少摩尔的NH3,CO2,ATP?

2 以血红蛋白为例说明蛋白质四级结构的含义,比较血红蛋白与肌红蛋白结构和功能的异同

3 请对中心法则加以阐述

4 凝胶过滤是分离蛋白质混合物最有效的方法之一,请说明其工作原理并简述用该法分离蛋白质的实验操作步骤

02

一是非题1/20

1 所谓肽单位就是指组成蛋白质的氨基酸残基

2在竞争性抑制剂存在的情况下,即使加入足够量的底物,酶仍不能达到其催化的最大反应速度

3 一级结构决定空间结构,所以蛋白质合成中新生肽链的折叠无须其他蛋白质的帮助.

4 Sanger反应(二硝基氟苯法)用以鉴定多肽链羧基末端氨基酸,而Edman反应(苯异硫氰酸酯法)则用以鉴定多肽链氨基末端氨基酸.

5 与胆固醇的化学结构最相近的维生素是维生素B12.

6 在某些生物中,RNA也可以是遗传信息的基本携带者

7 生长激素释放抑制因子是一个14肽

8 维生素B1的辅酶形式是TPP

9 地球上所有生物中存在的蛋白质和核酸的种类总数都超过1亿种

10 肾上腺素和胰高血糖素都通过cAMP很快地对机体组织发挥作用

11 呼吸链电子载体是按照其标准势能逐步下降而氧化还原电势逐步增加的方向排列的

12 CO对氧化磷酸化的影响主要是抑制ATP的形成过程,但不抑制电子传递过程

13 花生四烯酸广泛存在与植物中,它是哺乳动物的必需脂肪酸

14 即使在饥饿状态下,肝脏也不利用酮体作为燃料分子,而大脑组织在血糖供应不足时会利用酮体作为燃料分子供能

15 不同生物对氨基氮的排泄方式不同,如鱼类以氨的形式直接将氨基氮排出体外;鸟类以尿酸形式,植物和动物以尿素形式将氨基氮排出体外

16 紫外辐射引起的DNA损伤可通过光复活作用修复. 光复活酶虽然在生物界分布很广,从低等单细胞生物直到鸟类都有,但高等哺乳类中却没有

17 逆转录酶存在与所有RNA病毒中,在RNA病毒复制中起作用

18 遗传密码字典在生物界并非完全通用,像原生动物纤毛虫就有例外

19 糖基化是真核生物蛋白质修饰的一种重要方式,内质网和高尔基体两种亚细胞器都能对蛋白质

进行糖基化修饰

20 真核生物中同一转录单位可以通过不同的拼接而产生不同的蛋白质合成模板mRNA

二用化学结构式完成下列酶促反应4/20

1异柠檬酸裂解酶 2 丙酮酸羧化酶 3 磷酸戊糖异构酶

4 烯脂酰辅酶A水化酶

5 丙氨酰tRNA合成酶

三综合题10/60

1 什么是蛋白质的二级结构?稳定二级结构的主要作用力是什么?多肽链中存在的脯氨酸对α螺旋的形成有何影响,为什么?哪种蛋白质完全由α螺旋构成?

2 电泳是分离生物大分子的主要方法之一,简述其原理;SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳可以测定蛋白质的分子量,其原理是什么? 分子量不同的蛋白质在SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳中的迁移率与其分子量有什么关系?

3 何谓酶促反应动力学?底物浓度,温度和PH值对酶促反应速度各有什么影响?试分析之.如果希望反应初速度达到其最大速度的90%,底物浓度应为多大?

4 何谓核酸变性?引起核酸变性的因素有哪些?何谓DNA的熔解温度(Tm)?其大小与哪些因素有关? 5从结构和功能两大方面比较E.coli DNA 聚合酶III和RNA聚合酶

6 Jacob 和Monod在上个世纪60年代初提出乳糖操纵子模型,开创了基因表达调节研究的新领域,具有划时代意义.请你试述乳糖操纵子理论.

03

一是非题1/20

1 氧化磷酸化作用是ATP的生成基于与相偶联的磷酸化作用.( )

2 酶的化学本质是蛋白质.( )

3 多肽链结构中,一个氨基酸残基就是一个肽单位.( )

4 FMN和FAD的组成中有核黄素.( )

5 在细菌的复制中起主要作用的是DNA聚合酶I( )

6 DNA变性后其粘度增大( )

7乙醛酸循环在所有的高等植物中都存在.( )

8 EMP途径本身只产生还原剂,而不产生高能中间产物.( )

9酶促反应的能量效应是降低反应的活化能.( )

10 与胆固醇的化学结构最相近的维生素是维生素B12.( )

11 CoQ只能作为电子传递的中间载体.( )

12 DNA双螺旋结构的稳定性主要来自碱基对之间的氢键( )

13 组成蛋白质的所有氨基酸中,由于含有的α-碳原子属于不对称碳原子,因此都具有旋光性.( )

14 mRNA的3`端polyA结构是由DNA的非编码区转录的.( )

15 糖酵解的限速酶为丙酮酸激酶.( )

16 乙酰辅酶A是进入TCA循环还是生成酮体,主要由草酰乙酸浓度调控.( )

17 E.coli RNA 聚合酶的σ亚基与转录的终止识别有关.( )

18 氧化还原电对中,电子从电势较低的电对流向电势较高的电对,这是自由能降低的现象.( )

19 葡萄糖和果糖都具有还原性.( )

20 如果加入足够量的底物,即使有竞争性抑制剂存在,酶催化的最大反应速度Vmax是可以达到的( ) 二写出下列物质的结构式2/10

1 Ser

2 U

3 草酰乙酸

4 ATP

5 D-glucose

三写出下列酶催化的生化反应式( 不要求写结构式)3/30

1 磷酸果糖激酶

2 磷酸甘油变位酶

3 丙酮酸脱氢酶系

4 顺乌头酸酶

5 异柠檬酸裂解酶

6 脂酰辅酶A脱氢酶

7 谷丙转氨酶

8 鸟氨酸转氨甲酰酶

9 DNA合成酶 10 氨酰tRNA合成酶

四综合题15/90

1 简述SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳的基本原理,你使用该技术分离和检测过何种物质?主要操作步骤有

哪些?

2 质粒是基因工程中最常用的载体,为获得某质粒(如pUC18)DNA,请你设计一个简单的实验过程(步骤).

3 谈谈你所了解的生物化学近年来的新进展.

4 DNA双螺旋模型是哪年由谁提出的?简述其基本内容.为什么说该模型的提出是分子生物学发展史

上的里程碑,具有划时代的贡献?

5 何谓变性,那些因素可以引起蛋白质的变性?何谓别构(变构)?举一例说明.

6 试述三羧酸循环是如何沟通糖类,脂类和蛋白质三大有机物的代谢的?

2004年生物化学

1、名词解释（5分每题）

1）埃德曼降解（Edman Degradation）抗体（Antibody）诱导契合学说（Induced Fit Thermosdynamics）热力学第二定律补救途径荷尔蒙竞争性抑制细胞膜 DNA聚合酶基因表达

2、回答（共100分）

1）根据国际分类法将酶分成哪几大类，分别叙述它们的酶反应特征。10分

2）对生物体转录和复制的特征进行说明比较。15分

3）叙述基因文库和cDNA文库的制作步骤并进行它们的特征比较。20分

4）用图表来说明生物体内三羧酸循环ATP产生的经路和它们的控制机理。20分

5）比较说明SDS-PAGE(SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳)和琼脂糖凝胶电泳的物质分离原理和特点。30分05

1简单描述蛋白质的超二级结构和结构域的概念。

2、简单描述蛋白质及核酸的变性。

3、在功能上RNA可以分为几种？描述生物体内蛋白质合成过程及各种RNA在这个过程中的作用是

什么？

4、描述生物膜的机构特征及其生物学功能。

5、简单描述柠檬酸循环的反应机制。

6、DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆转录酶是生物体内重要的核酸合成酶，通过触媒反应机理，描述它

们的相同点和不同点。

7、什么是抗原和抗体？什么是单克隆抗体和多克隆抗体？基于抗体－抗原相互作用的生化分析方

法有酶联免疫吸附测定(ELISA)、免疫印记测定(Western Blot)及抗体芯片等，描述其中一种的作用原理。

8、根据国际分类法，酶分为哪六大类？酶作为生物催化剂的特点是什么？写出3－5种你所熟悉的

酶并简单描述它们的活性。

9、作为生物化学实验室的新手，进入实验室后，首先你需要几周的时间刷瓶子和试管等，然后逐

渐开始学习配制各种缓冲液和试剂。接下来你要开始一个蛋白质纯化实验。实验目的是分离一种参与柠檬酸循环的酶——即位于线粒体间质的柠檬酸盐合成酶。请根据一下的步骤回答相应的问题。

实验步骤1：取20kg新鲜牛的心脏，置于冰上，使用含有0.2M蔗糖，pH为7.2的缓冲液，匀浆（均质化）。

问题1:为什么要用心脏组织？并且为什么选用如此大量的组织？

问题2：在整个过程中为什么必须使组织始终保持在低温？为什么需要维持pH在7.2左右？

问题3:下一步通过什么实验能够获得较纯的组织细胞中的线粒体组分？

问题4:纯化的线粒体通过渗透压裂解后，样品中含有线粒体膜和线粒体内含物。如何使得蛋白质从样品中沉淀下来？解释相应的原理。

实验步骤2:沉淀经溶解和透析后，进行分子量排阻层析分离。通过280nm紫外吸收收集各个分离的组分。

问题5:为什么使用280nm进行测定？第一个和最后一个组分所含蛋白质的分子特征是什么？

实验步骤3:将上一步收集的组分进行离子交换层析分离。

问题6: 实验步骤3的蛋白质分离的原理是什么?

实验步骤4:为了获得能够测序（氨基酸）的高纯度的蛋白质并且进一步特征分析，需要使用双向电泳进行纯化。

问题7：描述双向电泳的纯化原理。

1水是生命不可缺少的物质，从生物化学的角度描述水在生命体中的重要作用。

2描述生物膜的结构特征及其生物学功能。

3简单描述生物体内的三种DNA重组方式。

4简单描述生物体内的四种DNA修复系统。

5简单描述蛋白质合成的五个阶段。

6简单描述柠檬酸循环的八个步骤：

7非共价键在生物大分子中扮演了十分重要的作用，有哪四种非共价键？并举例说明它们在维持蛋白质、核酸结构中所起到的作用。

8在自然界中构成蛋白质的氨基酸有20种，根据他们的R基的化学特征可以分成哪几大类？每一类的特征是什么？请写出每一类中包括的氨基酸全称、三字母和单字母的缩写。

9传统的氨基酸测序原理是Edman化学降解法，近年来又发展了电喷射串联质谱法测定氨基酸序列，分别描述它们的原理和特点。

10、什么是抗原和抗体？什么是单克隆抗体和多克隆抗体？基于抗体－抗原相互作用的生化分析方法有酶联免疫吸附测定(ELISA)、免疫印记测定(Western Blot)及抗体芯片等，描述其中一种的作用原理。

11、描述使用双向电泳进行蛋白质分离的原理，利用这项分离技术设计一个研究实验，写出实验目的、方法及步骤，并列出所需要的其它仪器、药品、研究工具等。

2007

1.什么是蛋白质？分类并举例描述蛋白质的功能，描述你最熟悉的5种蛋白质分离纯化方法的工作原理（20分）。

2.蛋白质分子变性与核酸分子变性的本质区别是什么？引起蛋白质和核酸变性的主要因素有哪些，原理是什么？它们变性后进行复性的方法分别有哪些？（20分）

3.什么是酶？酶的国际分类法将酶分为几类？举例说明每一类酶催化反应的原理？（20分）

4.细胞呼吸分为几个阶段？简单描述这几个阶段的代谢特征。（20分）

5.真核生物mRNA分子构造通常都具有5’帽（5’cap）和3’端的多聚腺苷酸尾[3’poly(A) tail]，简单描述它们的结构特征和可能的生物学功能。（20分）

6.什么是生物膜？生物膜的主要分子组成、结构特征及生物学功能是什么？简单描述生物膜是如何被动及主动的进行溶质分子的运输的。（20分）

7.细胞内收到损伤的RNA及蛋白质能跟很快被编码的DNA信息取代而得以修复，然而DNA的损伤却不能被自身的信息所取代，DNA的损伤是依靠细胞内多重系统进行修复，请描述目前已知的可导致DNA损伤的物理化学因素以及细胞内的多重DNA修复系统，并结合相关知识，以癌症为例讨论“DNA 的修复决定人的生死”的含义。（30分）

1什么是膜蛋白？举例说明膜蛋白的主要特征和生物学功能（10）

2如何理解在酶催化作用的高效性和专一性理论中论述的“来自酶与底物相互作用的结合赋予了催化反应的高效性和特异性”，举例说明。（10）

3什么是G蛋白？描述生物通过G蛋白受体进行信号传导的机理，并举例说明。（10）

4脂肪酸具有哪些特征适合能量储存？分析阐明胖熊如何利用脂肪来冬眠，骆驼如何利用驼峰储存的脂肪作为水的来源。（10）

5什么是糖酵解和糖异生？由于糖酵解和糖异生都是不可逆的过程，因此二个途径可以同时进行。如果两个途径同时以相同的速率进行，会导致什么结果？细胞是通过什么机制对这两个过程进行调控的》（10）

6人消化了大量的蔗糖之后，多余的葡萄糖和果糖是如何转化成脂肪酸的（10）

7水在生命过程中的主要功能有哪些？与其他的普通溶剂比较，水的什么性质决定了“水是生命不可缺少的物质”，为什么？（10）

8写出20中安居算的3字母和1字母的缩写，根据R基团的极性，电荷及苯环可以分成哪五类？哪些是人体的必需氨基酸和非必需氨基酸？（20）

9氨基酸的序列决定了蛋白质的分子构造和功能，请阐明至少两中分析和决定氨基酸序列的方法及其原理，并比较说明这邪恶方法的优缺点。（20）

10有8中酶参与三羧酸循环；柠檬酸合酶，顺乌头酸酶，异柠檬酸脱氢酶，a-酮戊戊二酸脱氢酶，琥珀酸脱氢酶，延胡索酸酶和苹果酸脱氢酶，（a）写出每一种酶催化反应的平衡化学方程式。（b）说出每一种酶催化反应需要的辅助因子。（c）写出从乙酰辅酶A到CO2代谢过程的一个平衡净反应方程式。（20）

11作为生物化学实验室的新手，进入实验室后，首先你需要几周的时间刷瓶子和试管等，然后逐渐开始学习配制各种缓冲液和试剂。接下来你要开始一个蛋白质纯化实验。实验目的是分离一种参与柠檬酸循环的酶——即位于线粒体间质的柠檬酸盐合成酶。请根据上述要求请设计这个恶实验(包括实验的材料，主要的实验设备仪器和药品，蛋白质分离纯化的技术及原理，秒素具体的实验步骤，最后对实验可能获得的结果进行分析)。（20）

2003、真题解析

1、简述SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳得基本原理，你使用该技术分离和检测过何种物质？主要操作步骤有哪些？

该题是实验操作中的常考题

SDS－PAGE：当SDS与蛋白质结合后，蛋白质分子即带有大量的负电荷，从而掩盖了天然蛋白质分子间的电荷差别。与此同时蛋白质在SDS的作用下结构变得松散，形状趋向一致，所以各种SDS -蛋白质复合物在电泳时产生的泳动率差异，只反映了分子量的差异，即纯利用分子筛效应，按蛋白质分子量大小进行分离，分子量越大移动越慢。

●应用

SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳还可以用于未知蛋白分子量的测定，在同一凝胶上对一系列已知分子量的标准蛋白及未知蛋白进行电泳，测定各个的标准蛋白的电泳距离（或迁移率），并对各自分子量的对数（log Mr）作图，即得到标准曲线。测定未知蛋白质的电泳距离（或迁移率），通过标准曲线就可以求出未知蛋白的分子量。

SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳经常应用于提纯过程中纯度的检测，纯化的蛋白质通常在SDS电泳上应只有一条带，但如果蛋白质是由不同的亚基组成的，它在电泳中可能会形成分别对应于各个亚基的几条带。SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳具有较高的灵敏度，一般只需要不到微克量级的蛋白质，而且通过电泳还可以同时得到关于分子量的情况，这些信息对于了解未知蛋白及设计提纯过程都是非常重要的。

SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳可用于单链ＤＮＡ、寡核苷酸片断以及蛋白质亚基，膜蛋白、肽类等物质的分析，还可以用于研究大分子的折叠结构等方面。

●基本操作

SDS-PAGE的基本操作和聚丙烯酰胺凝胶电泳相近，其支持介质都是聚丙烯酰胺凝胶，因此在制胶、加样和电泳仪器都都相同或相近，区别的是SDS-PAGE需要有标准蛋白溶液及供试品溶液的制备，样品预先需要用SDS 处理。一般采用取标准蛋白，加水制成每1ml中含2～5mg的溶液，与水解液(取尿素21.6g和十二烷基硫酸钠0.04g，溶于40ml水中)1∶3混合，置冰箱中过夜。供试品照上述方法配制。此外，在电泳结束以后，需要对相对迁移率和分子量进行计算将电泳脱色后的区带用卡尺或用扫描定位法测量染料移动的距离、染色前胶条长度、蛋白移动距离和脱色后的胶条长度。

2、质粒是基因工程中最常用得载体，为获得某种质粒(如pUC18)DNA，请你设计一个简单得实验过程(步骤)。大肠杆菌质粒DNA的提取（碱裂解法）

此方法适用于小量质粒DNA的提取提取的质粒DNA可直接用于酶切PCR扩增。

1. 取1.5ml细菌培养物于EP管中，4000rpm离心1分钟，弃上清液，使细菌沉淀尽量干燥；

2.将细菌沉淀重悬于用冰预冷的100 μl溶液I (50 mmol/L葡萄糖，10 mmol/L EDTA pH 8.0，25 mmol/L Tris-HCl

pH 8.0) 中，剧烈振荡；

3.加入200 μl新配制的溶液II(0.2 mol/L NaOH，1％SDS（m/v）)，盖紧EP管口，快速颠倒离心管5次，以混

合混合物，确保离心管的整个内表面与溶液II接触，不要涡旋，置于冰浴中；

4.加入150 μl预冷溶液III(每100 ml 的溶液III中含60 ml 5 mol/L 乙酸钾，11.5 ml冰乙酸，28.5 ml H2O)，

盖紧EP管口，反复颠倒数次，使溶液III在粘稠的细菌裂解物中分散均匀，之后将管置于冰上3~5分钟；

5. 在最大转速下离心5min，取上清液于另一新EP管；

6. 用两倍体积的乙醇室温沉淀双链DNA，振荡混合于室温放置2分钟，最大转速离心5分钟；

7.小心吸去上清液，将离心管倒置于滤纸上，以使所有液体都流出，在将附于管壁的液滴除尽；

8.加1ml 70％乙醇洗涤沉淀，振荡混合，用12,000g离心2分钟，弃上清，将开口的EP管置于室温使乙醇挥发，

直至EP管中内没有可见的液体存在（5～10分钟），用适量的ddH2O溶解；

9. 用0.5μl的RNase 37℃温育5~10分钟；

10.电泳鉴定。

3、谈谈你所了解的生物化学近年来的新进展。

自己发挥，比如：蛋白质结构与功能，RNA领域（RNA干扰），酶工程，分子病和遗传病的研究等等。(没有再出过，相当于送分题)

4、DNA双螺旋模型是哪年由谁提出的？请简述其基本内容。为什么说该模型的提出是分子生物学发展史上的里程碑，具有划时代的贡献？

DNA的双螺旋结构模型是在1953年由Watson和Crick两个人提出的。

按Watson-Crick模型，DNA的结构特点有：两条反相平行的多核苷酸链围绕同一中心轴互绕；碱基位于结构的内侧，而亲水的糖磷酸主链位于螺旋的外侧，通过磷酸二酯键相连，形成核酸的骨架；碱基平面与轴垂直，糖环平面则与轴平行。两条链皆为右手螺旋；双螺旋的直径为2nm，碱基堆积距离为0.34nm，两核酸之间的夹角是36°，每对螺旋由10对碱基组成；碱基按A=T，G≡C配对互补，彼此以氢键相连系。维持DNA结构稳定的力量主要是碱基堆积力；双螺旋结构表面有两条螺形凹沟，一大一小。

DNA双螺旋结构的提出开始, 标志着生物科学的发展进入了分子生物学阶段.分子生物学使生物大分子的研究进入一个新的阶段,使遗传的研究深入到分子层次,"生命之谜"被打开,人们清楚地了解遗传信息的构成和传递的途径.在以后的近50年里,分子遗传学,分子免疫学,细胞生物学等新学科如雨后春笋般出现,一个又一个生命的奥秘从分子角度得到了更清晰的阐明,DNA重组技术更是为利用生物工程手段的研究和应用开辟了广阔的前景.在人类最终全面揭开生命奥秘的进程中,化学已经并将更进一步地为之提供理论指导和技术支持.

该题太小，以后不大会再出

5、何谓变性？哪些因素可以引起蛋白质的变性？何谓别构(变构)？举一例说明之。

蛋白质受到某些物理或化学因素作用时，引起生物活性的丧失，溶解度的降低以及其它性质的改变，这种现象称为蛋白质的变性作用。变性作用的实质是由于维持蛋白质高级结构的次级键遭到破坏而造成天然构象的解体，但未涉及共价键的断裂。有些变性是可逆的，有些变性是不可逆的。

引起蛋白质的变性的因素有：热、紫外线照射、高压和表面张力等物理因素，及有机溶剂、脲、胍、酸、碱等化学因素。

别构效应（allosteric effect）某种不直接涉及蛋白质活性的物质，结合于蛋白质活性部位以外的其他部位（别构部位），引起蛋白质分子的构象变化，而导致蛋白质活性改变的现象。可分为同促效应和异促效应两类。以氧与血红蛋白的结合为例。

该题出现多次，应引起重视。

6、试述三羧酸循环是如何沟通糖类、脂类、以及蛋白质三大有机物的代谢的？

一方面，TCA是糖、脂肪、氨基酸等彻底氧化分解的共同末端途径，另一方面，循环中生成的草酰乙酸、α-酮戊二酸、柠檬酸、琥珀酰CoA和延胡索酸等又是合成糖、氨基酸、脂肪酸、卟啉等的原料，因而TCA将各种有机物的代谢联系起来。TCA是联系体内三大物质代谢的中心环节，为合成其它物质提供C架。

重要，会是大题中的一个知识点

2004、真题解析

1、名词解释

1)埃德曼降解：

埃德曼降解是一种蛋白质或肽的氨基末端分析法,也是一种氨基酸序列测定法。其原理是在弱碱性条件下使N 末端游离的α-氨基与苯异硫氰酸酯(PITC)偶联反应，然后用酸处理，经环化断裂、转化从多肽链上仅使氨基末端残基以氨基酸的苯基乙内酰硫脲衍生物(PTH-氨基酸)的形态从肽链上断裂下来，然后进行分析。

2)抗体：

抗体是机体在抗原物质刺激下，由B细胞分化成的浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白，是一种可溶性的血清糖蛋白。其具有高度特异性和庞大的多样性两个特点。对保护人类和脊椎动物的抗御外来物种入侵的重要武器。

3)诱导契合学说：

诱导契合学说是一种解释酶催化活性的假说。它是指酶的活性部位并不是和底物的形状正好互补的，而是在酶和底物结合的过程中，底物分子或酶分子，有时两者的构象同时发生了一定的变化后才互补的，这时催化基团的位置也正好在所催化底物键的断裂和即将生成新键的合适位置。

4)热力学第二定律：

热力学第二定律指出，热的传导只能由高温物体传至低温物体，热的自发逆向传导是不可能的。它表明热力学体系的运动有一定的方向性，即自高温物体流向低温物体，如果要使热量从低温传向高温就必须做功。

5)补救途径：

补救途径是核苷酸合成的一种方式，它是由预先形成的碱基和核苷形成核苷酸的过程。它包括a、碱基＋1－磷酸核糖在核苷磷酸化酶的作用下生成核苷，再在核苷磷酸激酶的作用下生成核苷酸；b、嘌呤碱与5－磷酸核糖焦磷酸在磷酸核糖转移酶作用下生成嘌呤核苷酸，这种方式更为重要。

6)荷尔蒙：

荷尔蒙又成激素，是生物体内特殊组织或腺体产生的，直接分泌到体液中，通过体液运送到特定作用部位，从而产生特殊激动效应——调节控制各种物质代谢或生理功能的一类微量的有机化合物。它在机体的生命活动中起着重要的作用，有利于多细胞有机体的细胞及组织器官既分工又合作，形成统一的整体。

7)竞争性抑制：

竞争性抑制是酶催化活性的一种可逆抑制作用，在竞争性抑制中，抑制剂会于酶相结合，从而干扰了底物与酶的结合，其使酶促反应动力学常数K m增大V max不变。由于底物或抑制剂与酶的结合都是可逆的，通过增加底物浓度可以消除竞争性抑制。

8)细胞膜：

任何细胞表面都以一层薄膜将其内含物与环境分开，这层膜成为细胞膜。其主要由磷脂双分子层，膜蛋白和糖类组成，还有水、金属离子等。它具有多种生物功能，起着物质运输，信号识别与传递，保护细胞等作用。

9)DNA聚合酶：

DNA聚合酶对DNA复制以及损伤修复起着重要作用。生物体中有多种DNA聚合酶。DNA聚合酶能催化脱氧核糖核苷酸加到DNA链末端的反应。它以四种脱氧核糖核苷三磷酸为底物，在模板链的指导和引物3’-羟基的引导下,沿着5’→3’方向合成与模板相同性质的DNA链。

10)基因表达：

基因表达即是遗传信息的转录和翻译过程。是指生物体通过转录将遗传信息由DNA传递到信使RNA，再由信使RNA通过翻译指导蛋白质的合成，从而将生物体储存在基因里的遗传信息通过蛋白质的形式得以表达，体现该生物体的生物学特性。

2、回答

1)根据国际分类法将酶分成哪几大类，分别叙述它们的酶反应特征。

答：酶可以分为氧化还原酶类，转移酶类，水解酶类，裂合酶类，异构酶类，连接酶类六大类。

a)氧化还原酶类：催化氧化还原反应。包括a、氧化酶类：催化底物脱氢，并氧化生成H2O2或H2O。b、

脱氢酶类：催化直接从底物上脱氢的反应。

b)转移酶类：催化化合物某些基团的转移，即将一种分子上的某一些基团转移到另一种分子上的反应。

c)水解酶类：催化水解反应。

d)裂合酶类：催化从底物移去一个基团而形成双键的反应或其逆反应。

e)异构酶类：催化各种同分异构体之间的相互转变，即分子内部基团的重新排列。

f)连接酶类：催化有ATP（或相应核苷三磷酸）参加的合成反应，即由两种物质合成一种新物质的反应。

2)对生物体转录和复制的特征进行说明比较。

答：DNA复制和RNA转录在原理上是基本一致的，体现在：①这两种合成的直接前体是核苷三磷酸，从它的一个焦磷酸键获得能量促使反应走向合成；②两种合成都是一个酶为四种核苷酸工作；③两种合成都是以DNA为模板；④合成前都必须将双链DNA解旋成单链；⑤合成的方向都是5’→ 3’。

DNA复制和RNA转录的不同点体现在：①复制和转录所用的酶是不同的，复制用的是DNA聚合酶，而转录用的是RNA聚合酶；②所用前体核苷三磷酸种类不同，DNA复制用四种脱氧核糖核苷三磷酸，即dATP、dGTP、dCTP、dTTP，而RNA转录用四种核糖核苷三磷酸，即A TP、GTP、CrP、UTP做前体底物；③在DNA复制时是A与T配对，而RNA转录是A与U配对；④DNA复制时两条链均做模板，而RNA转录时只以其中一条链为模板；⑤DNA复制是半不连续的，可产生冈崎片段，而RNA转录是连续的；⑥DNA复制时需RNA做引物，而RNA转录无需引物；⑦DNA复制时需连接酶的参与，而RNA转录时不需要。

3)叙述基因文库和cDNA文库的制作步骤并进行它们的特征比较。

答：基因文库是指生物染色体基因组各DNA 片段的克隆总体。基因文库构建的简单步骤：①从组织或细胞提取基因组DNA ；②用限制性酶部分水解或机械剪切成适当长度的DNA 片段，经分级分离选出一定大小合适克隆的DNA 片段；③通常采用λ噬菌体或柯斯质粒载体等容载量较大的克隆载体，在适当位点将载体切开；

④将基因组DNA 片段与载体进行体外连接；⑤重组体DNA 直接转化细菌或用体外包装的重组λ噬菌体颗粒感染敏感细菌细胞。最后得到携带重组DNA 的细菌群体或噬菌体群体即构成基因文库。

cDNA 文库是指生物体全部mRNA 的cDNA 克隆总体。构建cDNA 文库的主要步骤：①从生物体或细胞中提取mRNA ；②利用逆转录酶以寡聚（dT ）或随机寡聚核苷酸为引物合成cDNA 的和一条链；③利用DNA 聚合酶I ，以cDNA 第一条链作为模板，用适当引物合成cDNA 第二条链，常用RNA 酶H 在杂交分子的mRNA 链上造成切口和缺口，产生一系列RNA 引物，或是除去杂交分子的mRNA 后，加入随机引物，即可合成第二条链；④ cDNA 与载体的体外连接；⑤噬菌体的体外包装及感染或质粒的转化。由于cDNA 不含基因的启动子和内含子，因而序列比基因短，其克隆载体可选用质粒或病毒载体。

特征比较：①包含的遗传信息不同：基因文库中的每一个克隆只含基因组中某一特定的DNA 片段。一个理想的基因文库应包括该生物染色体基因组全部遗传信息即全部DNA 序列。cDNA 文库中的每一个克隆只含一种mRNA 信息。②容量大小不同：由于细胞中的mRNA 分子数要比基因组的基因数小得多（通常大约仅有15% 左右基因被表达），因而若由mRNA 逆转录为cDNA ，那么所构建的cDNA 文库的库容量相应较基因文库小。

4)用图表来说明生物体内三羧酸循环ATP产生的经路和它们的调控机理。

答：

草酰乙酸＋乙酰辅酶A -------→柠檬酸-------→异柠檬酸

-酮戊二酸

延胡索酸-------→苹果酸

柠檬酸合成酶

顺乌头酸酶异柠檬酸脱氢酶

NAD+ NADH＋H+

α-酮戊二酸脱氢酶

复合体

NAD+NADH

琥珀酰CoA合成酶

GDP GTP FAD FADH2

琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶

-------→草酰乙酸

每轮循环有2个C原子以乙酰CoA形式进入，有2个C原子完全氧化成CO2放出，分别发生1次底物水平的磷酸化（琥珀酰COA转变成琥珀酸，生成GTP）、2次脱羧反应，4次氧化脱氢。

乙酰-CoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2H2O → 3(NADH+H+) + FADH2 + GTP + 2CO2 + CoASH 三羧酸循环的调控酶是柠檬酸合酶、柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶。柠檬酸合酶是关键反应的限速酶，其活性受ATP、NADH、琥珀酰CoA及脂酰CoA的抑制，受乙酰CoA、草酰乙酸激活。异柠檬酸脱氢酶受NADH、ATP的抑制，ADP的激活。α-酮戊二酸脱氢酶受NADH和琥珀酰CoA抑制。

5)比较说明SDS－PAGE和琼脂糖凝胶电泳的物质分离原理和特点。

答：分离原理：

SDS－PAGE：当SDS与蛋白质结合后，蛋白质分子即带有大量的负电荷，从而掩盖了天然蛋白质分子间的电荷差别。与此同时蛋白质在SDS的作用下结构变得松散，形状趋向一致，所以各种SDS -蛋白质复合物在电泳时产生的泳动率差异，只反映了分子量的差异，即纯利用分子筛效应，按蛋白质分子量大小进行分离，分子量越大移动越慢。

琼脂糖凝胶电泳：利用琼脂糖溶化再凝固后能形成带有一定孔隙的固体基质的特性，其密度取决于琼脂糖的浓度。在电场的作用下及中性pH的缓冲条件下带负电的核酸分子就可以向阳极迁移。琼脂糖凝的浓度影响给定大小的线状DNA的迁移率，因此采用不同浓度的凝胶可以分离不同大小范围的DNA片段。DNA通过琼脂糖凝胶的迁移率取决于：DNA分子的大小：越大越慢；琼脂糖浓度：浓度越大越慢；DNA构型：相同分子量的DNA 迁移率闭环>线状>开环；应用的电压：低压时迁移率与电压成正比，一般不超过5V/cm。

特点:

①适用对象：两者都可以用来分离生物大分子如蛋白质和核酸。但SDS－PAGE主要用于分离蛋白质，SDS －PAGE可以分离的蛋白质对象要求内径基本一致，核质比均一，不含二硫键的可溶性蛋白，而琼脂糖凝胶电泳常用于分离核酸，主要是分离鉴定DNA。②操作方法：SDS－PAGE常采用垂直板电泳，而琼脂糖凝胶电泳常采用水平板电泳。③应用：SDS－PAGE可以应用于分离纯化、测定分子量、纯度检测等，琼脂糖凝胶电泳可以分离蛋白质和同工酶，还可以与双向免疫扩散结合进行免疫电泳，也常用于核酸的分离鉴定，是基因工程的常用实验方法。④注意事项：电泳会产生大量的热量，会造成生物分子变性，改变胶的性质，从而改变电泳行为，应当通过冷凝槽加以避免；分离RNA是要防治RNase的干扰，加入蛋白质变性剂，如甲醛等，同时对缓冲液和容器进行处理以确保不含有RNase；在电泳之前需要对样品进行预处理，如脱盐、除去有机溶剂；进行预电泳，去除加样孔中的杂离子，使分子筛达到均一。

2005、真题解析

1、简单描述蛋白质的超二级结构和结构域的概念。

答:通常我们将蛋白质结构分为4个组织层次，但如果细分还可以在二级结构和三级结构之间增加两个层次：超二级结构和结构域。它们是蛋白质高级结构的重要组成部分，对蛋白质的功能起着重要的作用。

超二级结构:在蛋白质分子中特别是在球状蛋白质分子中由若干相邻的二级结构元件（主要是α螺旋和β折叠）组合在一起，彼此相互作用，形成种类不多的、有规则的二级结构组合或二级结构串，在多种蛋白质中充当三级结构的构件。其有3中基本的组合形式: αα、βαβ、ββ。

结构域:多肽链在二级结构或超二级结构的基础上形成三级结构的部分折叠区，它是相对独立的紧密球状实体，是球状蛋白质的独立折叠单位。大体可以分为4类：全α－结构，α,β-结构，全β－结构，不规则小蛋白结构。

2、简单描述蛋白质及核酸的变性。

答:变性是指蛋白质及核酸生物活性丧失的现象。其实质是维持蛋白质和核酸高级结构的次级键被破坏，引起天然构象的解体。它不涉及共价键的断裂，并不改变蛋白质及核酸的一级结构。变性不超过一定的限度，当恢复到原有条件时，又可以复性，即恢复到原来的空间构象和生物活性。

引起蛋白质变性的因素主要有物理因素如热、紫外线、高压和表面张力等；化学因素如

有机溶剂、重金属离子、酸、碱等。其现象主要有生物活性丧失，溶解度下降，粘性增加（不对称性增大），及其他物理化学性质的改变。

核酸的变性指双螺旋区的氢键断裂，变成单链。引起核酸变性的因素很多，有高温、酸碱度、有机溶剂如尿素、甲醛等。其现象主要有紫外吸收值增高（增色效应），浮力密度增高，比旋降低，粘度降低等。

3、在功能上RNA可以分为几种？描述生物体内蛋白质合成过程及各种RNA在这个过程中的作用是什么？

答:生物体内含有各种功能RNA，几乎涉及细胞功能的各个方面。我们按照功能主要将RNA分为信使

RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)、核糖体RNA(rRNA)三类，它们都是参与蛋白质的合成的。此外还有具有催化活性的核酶、反义RNA等等。

蛋白质的合成过程主要包括氨基酸活化、肽链合成的起始、肽链的延伸、肽链合成的终止和释放以及翻译后的折叠修饰五个阶段。

在蛋白质合成过程中，mRNA作为蛋白质合成的模板，rRNA作为蛋白质合成的场所，tRNA搬运蛋白质合成所需的活化氨基酸。

4、描述生物膜的机构特征及其生物学功能。

答：细胞是生物的基本结构和功能单位，而生物膜结构是细胞结构的基本形式。生物膜包括细胞的外周膜和细胞内各个细胞器的膜结构组成的内膜系统。

生物膜主要是由蛋白质（包括酶）、脂质（主要是磷脂）和糖类组成，还有水、金属离子等。生物膜通常呈脂双层结构，膜蛋白镶嵌、覆盖或贯穿其中，糖基附着在表面,大多与膜蛋白结合，少量与膜脂结合。生物膜中分子之间主要作用力是静电力、疏水作用和范德华力。

生物膜结构的主要特征有：生物膜的主要组分在膜两侧的分布不均匀；生物膜具有流动性，既包括膜脂，也包括膜蛋白的运动状态。

生物膜主要的生物学功能有：能量转换、物质运输、信号识别与传递、神经传导和代谢调控等。能量代谢如线粒体膜上的氧化磷酸化作用；物质运输包括被动运输和主动运输，是细胞获取营养物质，排除废物的主要途径；信号识别与传递主要由细胞表明的受体蛋白完成。

5、简单描述柠檬酸循环的反应机制。

答：柠檬酸循环是生物体重要的生物化学反应，它在细胞的线粒体中进行，它不但为生命活动提供大量的能量，而且是沟通糖类、脂类、蛋白质、核酸四种物质代谢的反应枢纽。柠檬酸循环是这四类物质的最终代谢途径，其中间代谢产物也为其他物质提供C骨架。

乙酰-CoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2H2O → 3(NADH+H+) + FADH2 + GTP + 2CO2 + CoASH

反应过程有：

1)草酰乙酸与乙酰-CoA在柠檬酸合成酶的作用下缩合形成柠檬酸。

2)柠檬酸在乌头酸酶的作用下异构化异柠檬酸。

3)异柠檬酸在异柠檬酸脱氢酶的作用下氧化脱羧形成α-酮戊二酸。同时1分子NAD+(或NADP+)还原成

NADH++H(或NADPH+H+)。

4)α-酮戊二酸在α-酮戊二酸脱氢酶的作用下氧化脱羧形成琥珀酰-CoA。同时1分子NAD+还原成NADH++H。

5)琥珀酰-CoA在琥珀酰-CoA合成酶的作用下释放CoASH形成琥珀酸，并生成1分子GTP。

6)琥珀酸在琥珀酸脱氢酶的作用下脱氢形成延胡索酸，同时1分子FAD被还原FANDH2。

7)延胡索酸在延胡索酸酶的作用下水合生成L-苹果酸。

8)L-苹果酸在苹果酸脱氢酶的作用下脱氢形成草酰乙酸。同时1分子NAD+还原成NADH++H。

6、DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆转录酶是生物体内重要的核酸合成酶，通过触媒反应机理，描述它们的相同

点和不同点。

答：相同点：都需要以核酸（DNA或RNA）作为模板；需要四种三磷酸核苷（dNTP或rNTP）作为底物；新链合成的方向都是5’→3’。

不同点：三种酶的结构、催化性质和核酸的结合位点等都不相同。DNA聚合酶是以整条DNA链作为模板，不能

自发催化DNA新链的合成，必须要一段多核苷酸链（DNA或RNA）作为引物；RNA聚合酶是以DNA的一个转录区作为模板，能自动催化RNA新链的合成，不需要引物；逆转录酶是以整条RNA链为模板合成DNA新链。

7、什么是抗原和抗体？什么是单克隆抗体和多克隆抗体？基于抗体－抗原相互作用的生化分析方法有酶联免疫

吸附测定(ELISA)、免疫印记测定(Western Blot)及抗体芯片等，描述其中一种的作用原理。

答：抗原是指能刺激机体免疫系统产生免疫应答而生成抗体并与之发生特异性结合的物质,它可以是一种病毒、细菌细胞壁或蛋白质或其他大分子。抗体是机体在抗原物质刺激下，由B细胞分化成的浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白，是一种可溶性的血清糖蛋白。

我们把只针对一个抗原决定簇起作用的由B细胞分化而成的浆细胞群称之为一个克隆。单克隆抗体是由生长在细胞培养物中同一种克隆合成分泌的特异性抗体，这些抗体是均一的，都识别同一的抗原决定簇。多克隆抗体是由多个不同的B淋巴细胞在应答一个抗原时而产生，识别抗原中不同的特异抗原决定簇的多种抗体的混合物。

酶联免疫吸附测定是一种快速筛查和定量一个抗原在样品中存在的方法。其原理是以待测抗原(或抗体)和酶标抗体(或抗原)的特异结合反应为基础，使待测抗原(或抗体)完全与酶标抗体(或抗原)结合，然后通过利用酶的催化活性测定酶活力，从而来确定抗原(或抗体)的含量。

免疫印迹测定：对蛋白质样品进行凝胶电泳分离，然后凝胶板与硝酸纤维膜贴在一起，进行电泳转移，将凝胶上的蛋白条带转印到纤维膜上。将纤维膜封闭，用含待测蛋白的第一抗体与底物相结合，再用酶标第二抗体与第一抗体相结合，并利用酶催化的显色反应指示待测蛋白质。该方法能检测样品中的微量成分和近似相对分子质量。

抗体芯片是可以同时检测几百种蛋白质表达水平；也可以用来研究蛋白质翻译后加工(磷酸化水平改变)或者研究蛋白质间相互作用。其原理是：大量不同的抗体按照预定的顺序排列并固定在固体支持物上且保留其抗原结合能力，制成抗体芯片膜，芯片膜与蛋白质样品一起孵育，在温育过程中芯片膜识别并捕捉抗原，通过化学发光方法对抗原以及与抗原相连的蛋白质进行研究。

8、根据国际分类法，酶分为哪六大类？酶作为生物催化剂的特点是什么？写出3－5种你所熟悉的酶并简单描述它们的活性。

答:酶可以分为氧化还原酶类，转移酶类，水解酶类，裂合酶类，异构酶类，连接酶类六大类。

2)氧化还原酶类：催化氧化还原反应。包括a、氧化酶类：催化底物脱氢，并氧化生成H2O2或H2O。b、脱氢

酶类：催化直接从底物上脱氢的反应。

3)转移酶类：催化化合物某些基团的转移，即将一种分子上的某一些基团转移到另一种分子上的反应。

4)水解酶类：催化水解反应。

5)裂合酶类：催化从底物移去一个基团而形成双键的反应或其逆反应。

6)异构酶类：催化各种同分异构体之间的相互转变，即分子内部基团的重新排列。

7)连接酶类：催化有ATP（或相应核苷三磷酸）参加的合成反应，即由两种物质合成一种新物质的反应。

酶是由活细胞产生的，受多种因素调节控制的具有催化能力的生物催化剂。其作为生物催化剂的特点有：

1)反应条件温和，高温、强酸碱、重金属盐等都会使酶失去催化活性。

2)催化高效性，比一般催化剂高106～1013倍。

3)高度专一性,包括结构专一性和立体异构专一性。

4)酶的多样性，已知的酶超过3000种。

5)酶的反应受多种因素调控，包括酶浓度、底物浓度、激素、抑制剂、激活剂以及反馈抑制等。

乳酸脱氢酶，属于氧化还原酶类，以NAD＋为辅酶将乳酸氧化成丙酮酸。

谷丙转氨酶，属于转移酶类，以磷酸吡哆醛为辅基，使谷氨酸上的氨基转移到丙酮酸上，使之成为丙氨酸，而谷氨酸成为α－酮戊二酸。

氨酰－tRNA合成酶，属于连接酶类，其催化α－氨基酸与tRNA合成氨酰－tRNA，参与蛋白质的合成。

葡糖－6－磷酸异构酶，属于异构酶类，其催化葡糖－6－磷酸转变成果糖－6－磷酸。

缩醛酶，属于裂合酶类，催化果糖－1，6－二磷酸成为磷酸二羟丙酮及甘油醛－3－磷酸，是糖代谢过程中一个关键酶。

磷酸二酯酶，属于水解酶类，催化磷酸酯键水解。

9、作为生物化学实验室的新手，进入实验室后，首先你需要几周的时间刷瓶子和试管等，然后逐渐开始学习配制各种缓冲液和试剂。接下来你要开始一个蛋白质纯化实验。实验目的是分离一种参与柠檬酸循环的酶——即位于线粒体间质的柠檬酸盐合成酶。请根据一下的步骤回答相应的问题。

实验步骤1：取20kg新鲜牛的心脏，置于冰上，使用含有0.2M蔗糖，pH为7.2的缓冲液，匀浆（均质化）。问题1:为什么要用心脏组织？并且为什么选用如此大量的组织？

问题2：在整个过程中为什么必须使组织始终保持在低温？为什么需要维持pH在7.2左右？

问题3:下一步通过什么实验能够获得较纯的组织细胞中的线粒体组分？

问题4:纯化的线粒体通过渗透压裂解后，样品中含有线粒体膜和线粒体内含物。如何使得蛋白质从样品中沉淀下来？解释相应的原理。

实验步骤2:沉淀经溶解和透析后，进行分子量排阻层析分离。通过280nm紫外吸收收集各个分离的组分。问题5:为什么使用280nm进行测定？第一个和最后一个组分所含蛋白质的分子特征是什么？

实验步骤3:将上一步收集的组分进行离子交换层析分离。

问题6: 实验步骤3的蛋白质分离的原理是什么?

实验步骤4:为了获得能够测序（氨基酸）的高纯度的蛋白质并且进一步特征分析，需要使用双向电泳进行纯化。

问题7：描述双向电泳的纯化原理。

答：问题1：因为心脏的心肌细胞相对于其他组织线粒体含量较高，而柠檬酸合成酶在组织中的相对含量很低。问题2：低温是为了防治酶变性。维持7.2左右的pH有利于溶液偏离酶的等电点，增强酶自身的缓冲能力，保持酶溶液的稳定性。

问题3：通过超速离心、膜分离或者超滤等方法。

问题4：进行盐析。其原理是破坏蛋白质的胶体性质，使之产生沉淀。

问题5：因为蛋白质中含有Phe、Trp、Tyr等三种芳香族氨基酸残基，在280nm具有紫外光吸收。第一个组分所含的蛋白质分子量最大，最后一个组分所含的蛋白质分子量最小。

问题6：根据蛋白质分子所带电荷的差异和分子极性的不同进行离子交换吸附。

问题7：双向电泳双结合了等电聚焦及SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳，其原理是第一向进行等电聚焦，利用两性电解质在聚丙烯酰胺凝胶上形成pH梯度，根据蛋白质的等电点不同对蛋白质进行分离。将所得的凝胶条取出，用含有SDS的缓冲液进行处理，然后放在SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳浓缩胶上，使其固定并与浓缩胶连接。进行第二向SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳，根据蛋白质分子大小进行分离。这样各个蛋白质根据等电点和分子大小的不同而被分离，分布在二维图谱上。双向电泳具有很高的分辨率。

2006、真题解析

1、水是生命不可缺少的物质，从生物化学的角度描述水在生命体中的重要作用。

答：水是生物体中含量最丰富的物质，对生命体起着极其重要的作用。

1)水溶解生物分子，为生命体的生物反应提供了液体环境，如细胞中广泛存在的酶催化反应大多都是在水溶液

环境下进行的。

2)水分子的存在使生物大分子（如蛋白质和核酸）折叠成活性状态。

3)水分子还直接参与化学反应，包括以反应物或者产物的形式。比如水以反应物的形式参加像蛋白质的水解反

应中；如ATP的合成，氨基酸合成蛋白质，氧化磷酸化，水是反应的产物。

4)水起着运输生物分子的作用，水既是运输的载体，又是运输的屏障。生物分子大多是溶解在水中进行运输的。

5)水具有很高的热容，对维护生命体体温的恒定起着重要作用。

6)水溶解代谢产物，起着排泄代谢废物的作用。

2、描述生物膜的结构特征及其生物学功能。

答：细胞是生物的基本结构和功能单位，而生物膜结构是细胞结构的基本形式。生物膜包括细胞的外周膜和细胞内各个细胞器的膜结构组成的内膜系统。

生物膜主要是由蛋白质（包括酶）、脂质（主要是磷脂）和糖类组成，还有水、金属离子等。生物膜通常呈脂双层结构，膜蛋白镶嵌、覆盖或贯穿其中，糖基附着在表面,大多与膜蛋白结合，少量与膜脂结合。生物膜中分子之间主要作用力是静电力、疏水作用和范德华力。

生物膜结构的主要特征有：生物膜的主要组分在膜两侧的分布不均匀；生物膜具有流动性，既包括膜脂，也包括膜蛋白的运动状态。

生物膜主要的生物学功能有：能量转换、物质运输、信号识别与传递、神经传导和代谢调控等。

3、简单描述生物体内的三种DNA重组方式。

答：DNA分子内或分子间发生遗产信息的重新组合称为DNA重组。其广泛存在与各类生物，通过优化组合积累有意义的遗传信息，对生物进化起着关键作用。

DNA重组包括同源重组、特异位点重组和转座重组等三种方式。

(1)同源重组又称为一般性重组，它是由两条同源区的DNA分子，通过配对、链的断裂和再连接，而产生片段交换的过程。

(2)特异位点重组发生在特定位点内，并有特异的酶（重组酶参与）。其结果决定于重组位点的位置和方向。如果重组位点以相反方向存在于同一DNA分子上，重组结果发生倒位；以相同方向存在于同一DNA分子上，重组发生切除；在不同位点上，重组发生整合。

(3)转座重组通常通过转座因子实现，转座因子是一段可以发生转座的DNA，又称为转座子，它可以由染色体的一个位置转移到另外位置。

4、简单描述生物体内的四种DNA修复系统。

答：DNA损伤会造成DNA结构和功能的破坏，进而引起生物突变，甚至导致死亡。然而在一定条件下，生物机体能够使其DNA的损伤得到修复，从而保证遗传的稳定性。

生物体内的DNA修复系统主要有：错配修复、直接修复、切除修复、重组修复等四种方式，此外，还有易错修复。

1)错配修复系统能够识别错配位点，并通过GATC序列中A是否甲基化区分“新”“旧”链，将错配新链切开

并加以修复。

2)直接修复即直接对损伤部位进行修复，比如光复活作用，它作用于紫外线引起的DNA嘧啶二聚体，可见光

激活光复活酶，它能分解紫外线引起的嘧啶二聚体。另外O6-甲基鸟嘌呤的修复也是直接修复。

3)切除修复是在一系列酶的作用下，将DNA分子中受损伤的部分切除掉，并以完整的那条链为模板，合成出

被切去的部分，然后使DNA恢复正常结构的过程。包括碱基切除修复和核苷酸切除修复。

4)重组修复是指损伤DNA复制产生的遗传信息有缺陷的子代DNA分子可以通过遗传重组而加以弥补，即从同

源DNA母链上将相应核苷酸序列片段移至子链缺口处，然后用再合成的序列补上母链的空缺。这是复制后修复的方式。

5、简单描述蛋白质合成的五个阶段。

答：蛋白质是生命活动重要的生物大分子，其合成场所是核糖体，蛋白质的合成包括翻译和翻译后修饰。翻译是以mRNA为模板，tRNA为携带氨基酸载体，在核糖体中将氨基酸按照特定的顺序以酰胺键聚合起来成多肽的过程，其合成方向是从氨基端向羧基端延伸，通过水解A TP或GTP的高能磷酸键提供能量。蛋白质合成主要包括以下五个阶段：

1)、氨基酸的活化：氨基酸在氨酰－tRNA合成酶的帮助下结合到特定的tRNA上形成活化的氨酰－tRNA.

2)、肽链合成的起始：核糖体小亚基结合起始tRNA在起始因子的帮助下结合在mRNA合适的起始密码子AUG 上形成复合物，然后核糖体大亚基与已经形成复合物的小亚基、起始tRNA、mRNA结合成起始复合物。

3)、肽链的延伸：在延长因子的帮助下分三步进行，即进位、转肽、移位。一个新进入的氨酰－tRNA结合到核糖体的A位点上后，肽酰基从P位点转移到A位点上，并形成肽键，核糖体沿mRNA移动一个密码子长度，mRNA 上的下一个密码子又进入到A位点，肽酰－tRNA从A位点移位到P位点，开始新的一轮肽链延伸反应。

4)、肽链合成的终止及释放：翻译至终止密码子，终止因子与终止密码子结合，终止翻译。并改变酰基转移酶的活性使其具有水解酶的活性，使肽链释放出来。

5)、翻译后的折叠修饰：多肽合成之后，通过氨基末端的甲酰甲硫氨酸（真核为甲硫氨酸）的切除、二硫键的形成、氨基酸残基的修饰、肽段的切除、构象形成，亚基的聚合，辅基的连接，从而形成具有一定功能和构象的蛋白质。

6、简单描述柠檬酸循环的八个步骤：

答：柠檬酸循环是生物体重要的生物化学反应，它在细胞的线粒体中进行，它不但为生命活动提供大量的能量，而且是沟通糖类、脂类、蛋白质、核酸四种物质代谢的反应枢纽。柠檬酸循环是这四类物质的最终代谢途径，其中间代谢产物也为其他物质提供C骨架。

乙酰-CoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2H2O → 3(NADH+H+) + FADH2 + GTP + 2CO2 + CoASH

反应过程有：

1)草酰乙酸与乙酰-CoA在柠檬酸合成酶的作用下缩合形成柠檬酸。

2)柠檬酸在乌头酸酶的作用下异构化异柠檬酸。

3)异柠檬酸在异柠檬酸脱氢酶的作用下氧化脱羧形成α-酮戊二酸。同时1分子NAD+(或NADP+)还原成

NADH++H(或NADPH+H+)。

4)α-酮戊二酸在α-酮戊二酸脱氢酶的作用下氧化脱羧形成琥珀酰-CoA。同时1分子NAD+还原成NADH++H。

5)琥珀酰-CoA在琥珀酰-CoA合成酶的作用下释放CoASH形成琥珀酸，并生成1分子GTP。

6)琥珀酸在琥珀酸脱氢酶的作用下脱氢形成延胡索酸，同时1分子FAD被还原FANDH2。

7)延胡索酸在延胡索酸酶的作用下水合生成L-苹果酸。

8)L-苹果酸在苹果酸脱氢酶的作用下脱氢形成草酰乙酸。同时1分子NAD+还原成NADH++H。

7、非共价键在生物大分子中扮演了十分重要的作用，有哪四种非共价键？并举例说明它们在维持蛋白质、核酸

结构中所起到的作用。

答：有氢键、疏水作用、离子键和范德华力四种非共价键，它们是稳定蛋白质、核酸三维结构的主要作用力，而特殊的空间结构对生物大分子的生物活性至关重要。

1)氢键是指电负性很强的原子(O、N)与N-H或O-H中带正电荷的氢核产生的静电吸引力。蛋白质通常形

成分子内氢键，如α螺旋，β折叠，它是稳定蛋白质二级结构主要作用力；核酸形成分子间氢键，如碱基互相配对，它是稳定DNA双螺旋结构的重要作用力。

2)疏水作用是指非极性分子之间一种弱的相互作用。在水介质中蛋白质分子总是倾向于把疏水残基埋藏在

分子内部的现象即是由于疏水作用引起的，它是稳定蛋白质三级结构的主要作用力；DNA的双螺旋结构中疏水性的碱基位于内侧，亲水性的磷酸基和糖基位于外侧，疏水作用是使碱基相互堆积重要因素，碱基堆积力正是维持DNA双螺旋结构的最主要作用力。

3)离子键是正电荷与负电荷之间的一种静电相互作用。蛋白质亚基表面的极性集团之间形成的离子键使得

亚基缔合成四级结构，它是维持蛋白质四级结构的主要作用力；磷酸基团上的负电荷与介质中的阳离子之间形成的离子键也是稳定DNA双螺旋结构的重要作用力。

4)范德华力包括定向效应、诱导效应和分散效应，是中性原子之间通过瞬间静电相互作用产生的一种弱的

分子间的作用力。它使蛋白质相互折叠形成球形结构，对维持蛋白质三级、四级结构起着重要作用；碱基间的范德华力也是核酸碱基堆积力的实质，这是维持DNA双螺旋结构的最主要作用力。

8、在自然界中构成蛋白质的氨基酸有20种，根据他们的R基的化学特征可以分成哪几大类？每一类的特征是

什么？请写出每一类中包括的氨基酸全称、三字母和单字母的缩写。

答：按照R基的化学结构分类可以分为：脂肪族氨基酸(15种)、芳香族氨基酸(3种)、杂环族氨基酸(2种)。

5)脂肪族氨基酸：

i.中性氨基酸(5种)：R基为烷烃基。

甘氨酸Gly G；丙氨酸Ala A；缬氨酸Val V；亮氨酸Leu L；异亮氨酸Ile I；

ii.含羟基或硫氨基酸(4种):R基中含有-OH或者S。

丝氨酸Ser S；苏氨酸Thr T；半胱氨酸Cys C；甲硫氨酸Met M；

iii.酸性氨基酸及其酰胺(4种)：R基中含有羧基或酰胺基。

天冬氨酸Asp D；谷氨酸Glu E；天冬酰胺Asn N；谷氨酰胺Gln Q；

iv.碱性氨基酸(2种)：R基中含有氨基。

赖氨酸Lys K；精氨酸Arg R；

6)芳香族氨基酸(3种):R基中含有苯环。

苯丙氨酸Phe P；酪氨酸Tyr Y；色氨酸Trp W；

7)杂环族氨基酸(2种)：R基中含有杂环。

组氨酸His H；脯氨酸Pro P。

9、传统的氨基酸测序原理是Edman化学降解法，近年来又发展了电喷射串联质谱法测定氨基酸序列，分别描

述它们的原理和特点。

答：Edman化学降解法是一种蛋白质或肽的氨基末端分析法。其原理是在在弱碱性条件下使N末端游离的α-氨基与苯异硫氰酸酯(PITC)偶联反应，然后用酸处理，经环化断裂、转化从多肽链上仅使氨基末端残基以氨基酸的苯基乙内酰硫脲衍生物(PTH-氨基酸)的形态从肽链上断裂下来，然后进行分析。每次反应只切下N末端的一个氨基酸，剩下的肽链的N端又成为游离的α-氨基，再与PITC反应，如此反复操作，即可从N端测定蛋白质或多肽的氨基酸序列。其特点是一次能连续测处60－70个残残基的序列，但其操作程序非常麻烦，工作量大。

电喷射串联质谱法是利用蛋白质分子挥发度低，加热容易分解的性质发展起来的。首先使蛋白质电力成高电荷的离子，进入第一台质谱仪，从蛋白质水解液中分理出寡肽。再进入第二台质谱仪通过分子碰撞裂解为离子碎片，这些碎片代表一套大小只相差一个氨基酸残疾的肽段。利用碎片之间分子量的差值是各个氨基酸的特征值，可以推断出氨基酸的序列。其特点是灵敏度高，所需样品量少，测定速度快。但还只能测定一些较短的序列，一般不超过15个氨基酸残基。

10、什么是抗原和抗体？什么是单克隆抗体和多克隆抗体？基于抗体－抗原相互作用的生化分析方法有酶联免疫吸附测定(ELISA)、免疫印记测定(Western Blot)及抗体芯片等，描述其中一种的作用原理。

答：抗原是指能刺激机体免疫系统产生免疫应答而生成抗体并与之发生特异性结合的物质,它可以是一种病毒、细菌细胞壁或蛋白质或其他大分子。抗体是机体在抗原物质刺激下，由B细胞分化成的浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白，是一种可溶性的血清糖蛋白。

我们把只针对一个抗原决定簇起作用的由B细胞分化而成的浆细胞群称之为一个克隆。单克隆抗体是由生长在细胞培养物中同一种克隆合成分泌的特异性抗体，这些抗体是均一的，都识别同一的抗原决定簇。多克隆抗体是由多个不同的B淋巴细胞在应答一个抗原时而产生，识别抗原中不同的特异抗原决定簇的多种抗体的混合物。

酶联免疫吸附测定是一种快速筛查和定量一个抗原在样品中存在的方法。其原理是以待测抗原(或抗体)和酶标抗体(或抗原)的特异结合反应为基础，使待测抗原(或抗体)完全与酶标抗体(或抗原)结合，然后通过利用酶的催化活性测定酶活力，从而来确定抗原(或抗体)的含量。

免疫印迹测定：对蛋白质样品进行凝胶电泳分离，然后凝胶板与硝酸纤维膜贴在一起，进行电泳转移，将凝胶上的蛋白条带转印到纤维膜上。将纤维膜封闭，用含待测蛋白的第一抗体与底物相结合，再用酶标第二抗体与第一抗体相结合，并利用酶催化的显色反应指示待测蛋白质。该方法能检测样品中的微量成分和近似相对分子质量。

抗体芯片是可以同时检测几百种蛋白质表达水平；也可以用来研究蛋白质翻译后加工(磷酸化水平改变)或者研究蛋白质间相互作用。其原理是：大量不同的抗体按照预定的顺序排列并固定在固体支持物上且保留其抗原结合能力，制成抗体芯片膜，芯片膜与蛋白质样品一起孵育，在温育过程中芯片膜识别并捕捉抗原，通过化学发光方法对抗原以及与抗原相连的蛋白质进行研究。

11、描述使用双向电泳进行蛋白质分离的原理，利用这项分离技术设计一个研究实验，写出实验目的、方法及步骤，并列出所需要的其它仪器、药品、研究工具等。

答：双向电泳结合了等电聚焦及SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳，其原理是第一向进行等电聚焦，利用两性电解质在聚丙烯酰胺凝胶上形成pH梯度，根据蛋白质的等电点不同对蛋白质进行分离。将所得的凝胶条取出，用含有SDS

的缓冲液进行处理，然后放在SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳浓缩胶上，使其固定并与浓缩胶连接。进行第二向SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳，根据蛋白质分子大小进行分离。这样各个蛋白质根据等电点和分子大小的不同而被分离，分布在二维图谱上。双向电泳具有很高的分辨率，是分离分析蛋白质最有效的一种电泳手段,可以利用它直接从细胞提取液中检测某个蛋白。我们设计这样一个实验：

实验目的：通过将mRNA转入细胞并表达，直接检测某个mRNA的翻译结果。

实验方法及步骤：

1)将某个蛋白质的mRNA转入到青蛙的卵母细胞中并培养，并同时培养没有转入该mRNA的卵母细胞；

2)培养一定时间后，破碎卵母细胞得到提取液；

3)对转入和未转入的细胞提取液分别进行双向电泳得到相应的二维图谱；

4)通过对二维电泳图谱的比较，在转入mRNA的细胞提取液的图谱中应该存在一个特殊的蛋白质斑点。该斑

点上的蛋白质即所转入的mRNA翻译得到的蛋白质。

所需仪器、药品、研究工具：动物细胞培养基、离心机、移液枪、电泳仪、缓冲液、凝胶液、染色剂、石蜡油、离心管等等。

2007真题解析

1.什么是蛋白质？分类并举例描述蛋白质的功能，描述你最熟悉的5种蛋白质分离纯化方法的工作原理（20分）。

蛋白质是一类重要的生物大分子，组成蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸通过脱水缩合形成肽链。

蛋白质由一条或多条多肽链组成的生物大分子，每一条多肽链有二十~数百个氨基酸残基不等；各种氨基酸残基按一定的顺序排列。产生蛋白质的细胞器是核糖体。

按照功能分类有：

1)酶：催化

2)调节蛋白：调节其他蛋白执行其生理功能

3)转运蛋白：从一地到另一地转运特定的物质

4)贮存蛋白：作为提供充足氮素的一种方式

5)收缩和游动蛋白：运动

6)结构蛋白：建造和维持生物体的结构

7)支架蛋白：也叫受体蛋白，在细胞应答激素和生长因子的复杂途径中起作用

8)保护和开发蛋白：起着保护细胞和进攻的作用

9)异常蛋白:如甜度，粘性等

分离纯化方法：

1)透析：利用蛋白质分子不能通过半透膜的性质，使蛋白质和其他小分子物质分开

2)凝胶过滤：根据分子大小分离蛋白质混合物

3)盐析：利用蛋白质在一定浓度盐溶液中溶解度降低，沉淀析出

4)有机溶剂沉淀：与水互溶的的有机溶剂能使蛋白质在水中的溶解度显著降低

5)离子交换层析：根据蛋白质的电荷不同而分离蛋白质混合物

2.蛋白质分子变性与核酸分子变性的本质区别是什么？引起蛋白质和核酸变性的主要因素有哪些，原理是什

么？它们变性后进行复性的方法分别有哪些？（20分）

蛋白质变性作用的机理是蛋白质分子中的次级键被破坏，而引起天然构象的解体，但主链结构中的共价键并没受到破坏。蛋白质变性主要是次级键如氢键、盐键、范得华力等遭到破坏，导致天然构象变化，蛋白质生物活性散失。

核酸的变性是指核酸双螺旋区的氢键断裂，变成单链，并不涉及共价键的断裂。

它们之间的区别是破坏的作用力，前者是次级键如氢键、盐键、范得华力等遭到破坏，而后者仅为氢键。

引起蛋白质变性的因素主要有物理因素如热、紫外线、高压和表面张力等；化学因素如有机溶剂、重金属离子、酸、碱等。其现象主要有生物活性丧失，溶解度下降，粘性增加（不对称性增大），及其他物理化学性质的改变。

核酸的变性指双螺旋区的氢键断裂，变成单链。引起核酸变性的因素很多，有高温、酸碱度、有机溶剂如尿素、甲醛等。其现象主要有紫外吸收值增高（增色效应），浮力密度增高，比旋降低，粘度降低等。

蛋白质的复性主要是要去除变性因素，例如胃蛋白酶加热至80～90℃时，失去溶解性，也无消化蛋白质的能力，如将温度再降低到37℃，则又可恢复溶解性和消化蛋白质的能力。酸碱变性则，使溶液重新回到蛋白质的最适PH 值。

核酸的复性主要是是变性核酸分子的双链重新缔合为双螺旋结构。如热变性的DNA 缓慢冷却等。

3.什么是酶？酶的国际分类法将酶分为几类？举例说明每一类酶催化反应的原理？（20分）

酶是生物活体细胞产生的，以蛋白质为主要成分，具有催化功能的生物催化剂。

酶可以分为氧化还原酶类，转移酶类，水解酶类，裂合酶类，异构酶类，连接酶类六大类。

a) 氧化还原酶类：催化氧化还原反应。包括a 、氧化酶类：催化底物脱氢，并氧化生成H 2O 2或H 2O 。b 、

脱氢酶类：催化直接从底物上脱氢的反应。

b) 转移酶类：催化化合物某些基团的转移，即将一种分子上的某一些基团转移到另一种分子上的反应。 c) 水解酶类：催化水解反应。

d) 裂合酶类：催化从底物移去一个基团而形成双键的反应或其逆反应。

e) 异构酶类：催化各种同分异构体之间的相互转变，即分子内部基团的重新排列。

f) 连接酶类：催化有ATP （或相应核苷三磷酸）参加的合成反应，即由两种物质合成一种新物质的反应。

4.细胞呼吸分为几个阶段？简单描述这几个阶段的代谢特征。（20分）

指物质在细胞内的氧化分解，具体表现为氧的消耗和二氧化碳、水及三磷酸腺苷（ATP ）的生成，又称细胞呼吸。其根本意义在于给机体提供可利用的能量。细胞呼吸可分为3个阶段，在第1阶段中，各种能源物质循不同的分解代谢途径转变成乙酰辅酶A 。在第2阶段中，乙酰辅酶A （乙酰CoA ）的二碳乙酰基，通过三羧酸循环转变为CO2和氢原子。在第3阶段中，氢原子进入电子传递链（呼吸链），最后传递给氧，与之生成水；同时通过电子传递过程伴随发生的氧化磷酸化作用产生ATP 分子。

1.糖酵解是糖的无氧分解和有氧分解需共同经历的途径。共包括十步反应，分两个阶段。前5步为准备阶段，后5步为产生ATP 的贮能阶段。反应步骤如下：

葡萄糖

葡萄糖-6-磷酸 -----→ 果糖-6-磷酸 -------→ 果糖-1，6-二磷酸

----- 甘油醛-3-磷酸 2 {1，3-二磷酸甘油酸→2 {3-磷酸甘油酸} ↑ 磷酸二羟丙酮 -----→2 {2-磷酸甘油酸} -----→2 {磷酸烯醇式丙酮酸 2 丙酮酸

EMP 总反应式为：

ATP ADP 己糖激酶 磷酸葡萄糖异构磷酸果糖激酶

醛缩酶 磷酸丙糖异构

酶 磷酸甘油醛 脱氢酶 NAD + NADH+H +

磷酸甘油酸激酶

ADP ATP

磷酸甘油酸

变位酶 烯醇化酶 丙酮酸激酶

ADP ATP ATP ADP

1葡萄糖+ 2Pi + 2ADP + 2NAD+→ 2丙酮酸 + 2ATP + 2NADH + 2H+ +2H2O 整个过程中包含两个底物水平磷酸化：一为1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸；二为磷酸烯醇式丙酮酸转变为丙酮酸。

2.三羧酸循环（TCA）的过程

草酰乙酸＋乙酰辅酶A -------→柠檬酸-------→异柠檬酸

α-酮戊二酸

延胡索酸

-------→苹果酸

-------→草酰乙酸

每轮循环有2个C原子以乙酰CoA形式进入，有2个C原子完全氧化成CO2放出，分别发生1次底物水平的磷酸化（琥珀酰COA转变成琥珀酸，生成GTP）、2次脱羧反应，4次氧化脱氢。总反应式：

乙酰CoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi → 3NADH + FADH2 + GTP + 2CO2 + H2O + CoA

3. 电子传递链

糖、脂肪、氨基酸等有机分子在自身的生物氧化过程中生成还原型辅酶，NADH和FADH2。还原型辅酶通过电子传递再氧化，它们脱下的电子通过一系列按电子亲和力递增顺序排列的电子载体传递给氧，该体系称为电子传递链，又称呼吸链。

电子传递链在原核细胞存在于质膜上，在真核细胞存在于线粒体的内膜上。

由NADH到O2的电子传递链主要包括三种蛋白复合体：NADH-Q还原酶（复合体I）、细胞色素还原酶（复合体III）、细胞色素氧化酶（复合体IV）。电子载体有黄素蛋白类、铁-硫复合体、醌类、细胞色素的血红素基团以及铜离子等。电子由NADH转移到NADH-Q还原酶的FMN辅基形成FMNH2，再转移到该酶的铁-硫中心上，使铁离子发生3价到2价的价态变化。NADH-Q还原酶再将电子转移给辅酶Q，使其转化成还原型的CoQH2。辅酶Q可自由地在膜内扩散，随后将电子传递给细胞色素还原酶。细胞色素还原酶含有细胞色素b、c1及铁-硫蛋白，通过铁离子3价到2价的价态变化进行电子逐步传递。细胞色素还原酶又将电子转移给可流动的载体细胞色素c上，再由其转移给细胞色素氧化酶。通过细胞色素氧化酶中细胞色素a、a3中铁离子3价到2价的价态变化及Cu A、Cu B2价到1价的价态变化进行电子传递，最终传给氧分子。由上述三种蛋白复合酶催化的反应其自由能的变化足以将H+从线粒体内膜基质泵到线粒体内外膜间隙产生质子梯度。每一种酶复合体都是一个质子泵。

由FADH2到O2的电子传递链是先将其所带的电子传递给琥珀酸-Q还原酶（复合体II），再将电子传递给辅酶Q，通过辅酶Q进入电子传递链的主链。琥珀酸-Q还原酶（复合体II）没有质子泵的作用。

柠檬酸合成酶顺乌头酸酶异柠檬酸脱氢酶

NAD+ NADH

α-酮戊二酸脱氢酶

复合体

＋H+

琥珀酰CoA合成酶

GDP GTP FAD FADH2

琥珀酸脱氢酶延胡索酸酶

L-苹果酸脱氢酶

NAD+ NADH＋H+