问答题试述蛋白质空间结构和功能的关系。

第1题：

第2题：

蛋白质的空间结构具有独特性和专一性，它决定各种蛋白质的（）和（）。

正确答案:理化性质；生物活性

第3题：

根据酶的特性和催化原理说明蛋白质空间结构对于功能的重要性。

正确答案:酶的高效性、专一性等特点均与酶的空间结构有关。在一定的构象下，酶才能形成底物结合部位和催化反应的活性中心，使酶与底物专一性结合，并在反应活性中心降低反应活化能，使反应更易进行。如果失去空间结构，酶将失去催化活性，因此一定的空间结构是蛋白质执行其生理功能所必需的。

第4题：

什么是蛋白质的空间结构？蛋白质的空间结构与其生物功能有何关系？

正确答案: 蛋白质的空间结构是指蛋白质分子中原子和基团在三维空间上的排列、分布及肽链走向。蛋白质的空间结构决定蛋白质的功能。空间结构与蛋白质各自的功能是相适应的。

第5题：

举例说明蛋白质一级结构、空间结构与功能之间的关系。

正确答案:蛋白质一级结构是高级结构的基础。有相似一级结构的蛋白质，其空间构象和功能也有相似之处。如垂体前叶分泌的ACTH的第4至10个氨基酸残基与促黑激素（α-MSH、β-MSH）有相似序列，因此，ACTH有较弱的促黑激素作用。但蛋白质分子关键活性部位氨基酸残基的改变，可导致其功能改变。如镰刀形红细胞性贫血是因其Hb的β-链上一个氨基酸发生改变所致（由正常的β-6-Glu变为β-6-Val）。
蛋白质的空间结构与功能密切相关，如Hb由T型（紧密型）变为R型（疏松型），Hb与氧的亲和力增大约200倍。

第6题：

举例说明蛋白质的空间结构对于其功能具有决定性的作用。

正确答案:各种生物大分子主要有蛋白质结构与其功能有着密切的关系。蛋白质的特定构象即蛋白质的三维空间结构和形态对于蛋白质的功能起决定性的作用。蛋白质变性（构象发生变化）使得其特定的功能立即发生变化。例如疯牛病（牛海绵状脑病，即BSE）和新型克雅氏病的发病与朊蛋白（抗蛋白酶传染性因子）的变异有关。其实，人体内都存在朊蛋白，但由于感染了变异的朊蛋白等原因．使得正常的朊蛋白的结构由螺旋型变形为片状。结构发生了变化的朊蛋白聚合起来，逐渐在脑中沉积为蛋白质分解酶不能分解的斑块。

第7题：

第8题：

第9题：

第10题：

第11题：

第12题：

第13题：

简述蛋白质的空间结构与其生物功能的关系。

正确答案: 蛋白质一级结构是空间结构的基础，特定的空间构象主要是由蛋白质分子中肽链和侧链R基团形成的次级键来维持，在生物体内，蛋白质的多肽链一旦被合成后，即可根据一级结构的特点自然折叠和盘曲，形成一定的空间构象。
Anfinsen以一条肽链的蛋白质核糖核酸酶为对象，研究二硫键的还原和氧化问题，发现该酶的124个氨基酸残基构成的多肽链中存在四对二硫键，在大量β－巯基乙醇和适量尿素作用下，四对二硫键全部被还原为桽H，酶活力也全部丧失，但是如将尿素和β－巯基乙醇除去，并在有氧条件下使巯基缓慢氧化成二硫键，此时酶的活力水平可接近于天然的酶。Anfinsen在此基础上认为蛋白质的一级结构决定了它的二级、三级结构，即由一级结构可以自动地发展到二、三级结构。

第14题：

蛋白质分子结构与功能的关系正确说法是（）

• A、一级结构与功能密切相关
• B、空间结构与功能无关
• C、空间结构发生改变一定会丧失其活性
• D、蛋白质三级结构与功能毫无关系
• E、空间结构破坏，一级结构无变化，蛋白质仍有生物活性

正确答案:A

第15题：

试述DNA的二级结构和空间结构。

正确答案: （1）DNA的二级结构——双螺旋结构。1953年，Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构具有下列特点：
1）两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴构成双螺旋结构，一条链的走向是5’→3’，另一条链的走向必定是3’→5’。碱基位于螺旋内侧，脱氧核糖与磷酸在螺旋外侧。一般为右手螺旋，表面有深沟、浅沟各一条。
2）螺旋直径为2nm，碱基相距0.34nm，每10对碱基形成一个螺旋，螺距3.4nm。
3）碱基平面垂直于螺旋中心轴。相邻碱基互相偏离36°，溶液中相邻碱基平面错开约20°，稳定双螺旋结构的力主要是相邻碱基平面间的碱基堆叠力，即VanderWaal力。
4）DNA分子的两条链严格按碱基配对规律，即A配T，G配C。对应碱基间靠氢键相连。A-T间2条氢键（A=T），G-C间3条氢键（G≡C.，形成互补链。
5）上述结构称为B-DNA，最为稳定。DNA因含水量的不同，其二级结构也显示一定差异，向其水溶液中加入乙醇，双螺旋可从B-DNA变向C-DNA，最后变成A-DNA。1979年Rich等又发现左手螺旋的DNA存在，因螺旋曲折呈锯齿状，故称为Z-DNA。肝癌诱发剂黄曲霉B₁，具有强烈阻碍B-DNA向Z-DNA转变的作用。DNA的基本功能是以基因形式携带遗传信息，通过复制与转录，使遗传信息代代相传，从而成为生命遗传繁殖和个体生命活动的物质基础。基因是指DNA分子中的特定区段，其所含核苷酸序列决定了表达的蛋白质分子的氨基酸序列，亦反映出基因的功能。
（2）DNA的超螺旋结构：原核生物的DNA分子会在双螺旋的基础上进一步扭转盘曲，形成超螺旋，使体积压缩。在真核生物的染色质中，组蛋白H₂A，H₂B，H₃和H₄各两分子组成八聚体，八聚体外绕有近两圈140～145个碱基对的DNA，构成一个核小体（nucleosomE.。各核小体之间由组蛋白Hi结合25～100个碱基对的DNA进行连接，组成串珠状结构，此即高等动物染色质的基本结构。串珠状结构进一步卷曲成筒状，即为染色质纤维，再进一步折叠，就形成了染色单体。人类细胞核中共有46条（23对）染色体，它们的DNA总长达1.7m，但经过折叠压缩，46条染色体总长不过200nm。

第16题：

蛋白质分子结构与功能的关系正确的说法是（）。

• A、一级结构与功能密切相关
• B、空间结构与功能密切相关
• C、空间结构发生改变一定会丧失其活性
• D、三级结构的蛋白质与功能毫无关系
• E、空间结构破坏，一级结构无变化，蛋白质仍有生物活性

正确答案:A,B

第17题：

试以血红蛋白为例，阐述蛋白质结构与功能的关系。提示：本题目为阐述题，应分别举例从蛋白质一级结构与功能的关系和空间结构与功能的关系两个方面进行较具体的叙述。

正确答案:蛋白质的结构分为一级结构和空间结构（构象），蛋白质特定的一级结构决定了其特定的空间结构，蛋白质的一级结构和空间结构都与蛋白质的功能密切相关。例如正常人血红蛋白是由两条a-肽链和两条β-肽链与血红素组成，镰刀型贫血病，就是由于组成血红蛋白的574个氨基酸残基中，β-亚基第6位的Glu变为了Val，与正常人的血红蛋白不同，从而使发生了这种变异的患者在缺氧的情况下血红蛋白容易从红细胞中析出，而使红细胞呈镰刀型，并且脆性增加，易发生破裂导致溶血，严重影响了血红蛋白与氧气的结合和运输功能。这就是由于蛋白质一级结构改变而使蛋白质生物学功能发生改变的一个典型例子。再如血红蛋白的变构效应，即当a-亚基与氧气结合时，能导致约束血红蛋白分子构象的盐键断裂，引起β-亚基构象发生改变，使β-亚基也能与氧气结合生成氧合血红蛋白，从而大大提高了血红蛋白对氧气的亲和力，增快了运输氧气的速度。这就是一级结构没有发生改变，但空间结构发生改变而使生物学功能发生改变的一个典型例子。所以，蛋白质的功能与它特异性的空间构象有着密切的关系，而空间构象往往又是由蛋白质的一级结构所决定的。因此蛋白质的一级结构和空间结构都与蛋白质的功能有关，蛋白质的结构是功能的基础，而功能是蛋白质结构的活性体现。

第18题：

第19题：

第20题：

第21题：

第22题：

第23题：

第24题：