始甲硫氨酸由AUG，AUA，AUU和AUC四个密码子编码；AGA，AGG不是精氨酸的密码子，而是终止密码子，线粒体密码系统中有4个终止密码子（UAA，UAG，AGA，AGG）；有4组密码子其氨基酸特异性只决定于三联体的前两位碱基，它们由一种tRNA即可识别；线粒体密码子特殊的变偶规则使它只要22种tRNA就可识别全部的氨基酸。
⒐为什么遗传密码的编排具有防错的效果？
答：在遗传密码表中，氨基酸的极性通常由密码子的第二位碱基决定，简并性由第三位碱基决定。这种分相使得密码子中一个碱基被更换，其结果或是仍然编码欺上相同的氨基酸，或是以理化性质最接近的氨基酸取代。从而将基因突变的危害降至最低程度，即这样的编排有一定的防错效果。
⒑举例说明遗传密码的翻译受上下文的影响。
答：在有些情况下，密码子的含义可随上下文的不同而改变。如在大肠杆菌中，有时缬氨酸密码子GUG和亮氨酸密码子UUC也可被用作起始密码子，当其位于特殊mRNA翻译的起始位置时，可被起始tRNA所识别。
第38章 蛋白质合成及转运
⒈mRNA的概念是如何形成的？如何证实的？ 答：（一）信使RNA概念的提出
信使RNA(messenger RNA, mRNA)的发现在分子生物学的发展中是一重大事件。由于其在细胞总RNA中所占比例很小，很难把它分离出来。mRNA的概念首先是从理论上提出来的，然后再用实验得到证实。F. Jacob和J. Monod早在1961年就提出mRNA的概念。他们认为，既然蛋白质是在胞质中合成的，而编码蛋白质的信息载体DNA却在胞核内，那么必定有一种中间物质用来传递DNA上的信息。他们在研究大肠杆菌中与乳糖代谢有关酶类的生物合成时发现，诱导物如异丙基硫代半乳糖苷(β-isopropylthiogalaotoside， IPTG)的加入，可以立刻使酶蛋白的合成速度增加上千倍。而诱导物一旦消失，又可使酶蛋白的合成立刻停止。这个实验结果给人的启示是：蛋白质合成的模板是一种不稳定的物质，其半衰期很短。他们对这种信使物质的性质作了如下的预言： a．信使是一种多核苷酸；
b．信使的碱基组成应与相应的DNA的碱基组成相一致；
c．信使的长度应是不同的，因为由它们所编码的多肽链的长度是不同的； d．在多肽合成时信使应与核糖体作短暂的结合；
e.信使的半衰期很短，所以信使的合成速度应该是很快的。 所以，这样的信使可能是一种RNA。但是当时已发现的两种RNA（rRNA、tRNA）都不具备这些特性。各种生物的核糖体RNA的大小差异不大，碱基组成的变化也不大。tRNA除了有与rRNA相同的问题以外，它们的分子也太小。所以这两种RNA都不能胜任信使的功能。可喜的是当时已有人提出过，细胞内有可能存在第三种RNA。在被噬菌体T2感染后的大肠杆菌中，有人发现有一种新的RNA，它的代谢速度极快，分子大小也参差不齐，碱基组成又与T2DNA相一致。这些特征都符合信使分子的要求。
(二)信使RNA的实验证明
信使RNA的概念提出后，还必须要用实验来证明这种概念是否正确。为此，S.Brenner，F. Jacob和M. Monocl等人设计了一组实验。用噬菌体T2感染大肠杆菌后，发现几乎所有在细胞内合成的蛋白质都不再是细胞本身的蛋白质，而是噬菌体所编码的蛋白质；这些蛋白质的合成速度与细胞总RNA的合成速度无关；T2感染后不久，细胞中出现了少量半衰期很短的RNA，它们的碱基组成与DNA是一致的。上述这些特性都与他们预言的信使分子特性十分符合。 那么噬菌体的感染又是怎样将细胞内蛋白质合成的方向改变了呢?当时曾提出了两种假设。一种认为T2的感染引起了一类新的核糖体的合成，不同的核糖体控制不同的蛋白质的合成；另一种假设认为核糖体并不具有这种特异性，它的功能只不过是从mRNA接受遗传信息而已。Brenner，Jacob，Meselson等人支持后一种看法。于是他们又设计了一组实验来解决这个问题。
他们将大肠杆菌接种在含有重标记(15N和13C)的培养基上，再用T2感染。感染后立刻将细菌转移到含有轻同位素(14N和12 C)的培养基上。再将T2感染前与感染后的细菌破碎，分离出核糖体，用密度梯度超离心技术将带有重同位素的核糖体与带有轻同位素的核糖体分开。他们还用32P或用14C-尿苷去标记RNA，并用35S-甲硫氨酸去标记新合成的蛋白质。这些实验表明：
a．T2感染后并无轻标记核糖体出现，说明在T2感染后并未引起新核糖体的合成。
b．T2感染后，诱发了新的RNA的合成。大多数放射性标记的RNA出现在重标记核糖体中。这种新合成的RNA代谢速度极快。
c．35S标记的蛋白质只暂时出现在重标记核糖体中，说明新合成的蛋白质是在早就存在的核糖体中合成的。 以后，S. spiegelman又用分子杂交技术证明：经T2感染后的新合成的RNA可以与T2DNA相杂交，但细胞 GGU UUC AUG GAC GAA UAA GUG AUA AUA 27
1 Gly Phe Met Asp Glu End Val Ile Ile
2 GUU UCA UGG ACG AAU AAG UGA UAA UAU 28 1 Val Ser Trp Thr Asn Lys End End Tyr
3 UUU CAU GGA CGA AUA AGU GAU AAU 26 0 Phe His Gly Arg Ile Ser Asp Asn 7
⒋按下列单链：
5’TCGTCGACGATGATCATCGGCTACTCG3’ 试写出
① DNA复制时，另一种单链的序列； ② 转录成的mRNA序列； ③合成的多肽序列。
答：① DNA复制时，另一种单链的序列：CGAGTAGCCGATGATCATCGTCGACGA
② 转录成的mRNA序列：UCGUCGACGAUGAUCAUCGGCUACUCG ③合成的多肽序列：
1 UCG UCG ACG AUG AUC AUC GGC UAC UCG 27 1 S S T M I I G Y S
若按第2阅读框翻译，中间有终止密码子，故不可能按这种方式合成多肽。 3 GUC GAC GAU GAU CAU CGG CUA CUC 26 0 V D D D H R L L 7
⒌试设想一下，在转译过程中，在哪些环节上保证了所合成的多肽的正确无误？ 答：转译又称“翻译”。即以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。转译的过程是：细胞核中DNA的某一区段转录出来的mRNA从核孔穿出来进入细胞质中，与核糖体结合起来进行蛋白质的合成。
在转译过程中，在这些环节上保证了所合成的多肽的正确无误：每一氨酰-tRNA合成酶识别一个特定的氨基酸和与此氨基酸对应的tRNA；氨酰-tRNA合成酶纠正酰化的错误；起始tRNA 识别翻译的起始点；tRNA上的反密码子与mRNA上的密码子配对，确保合成氨基酸顺序的正确性。
⒍氨酰-tRNA合成酶有何功能？
答：氨酰-tRNA合成酶的功能是将正确的氨基酸装载到相应的tRNA分子上。
⒎tRNA有何功能？
答：在蛋白质生物合成过程中，tRNA主要起转运氨基酸的作用。
⒏嘌呤霉素如何抑制蛋白质合成？
答：嘌呤霉素(puromycin;PM ) 是一种蛋白质合成抑制剂,它具有与tRNA分子末端类似的结构, 能够同氨基酸结合，代替氨酰化的tRNA同核糖体的A位点结合，并掺入到生长的肽链中。虽然嘌呤霉素能够同A位点结合,但是不能参与随后的任何反应, 因而导致蛋白质合成的终止并释放出C-末端含有嘌呤霉素的不成熟的多肽。
⒐在蛋白质定向输送时，多肽本身有何作用？
答：在蛋白质定向输送时，每一需要运输的多肽都含有一段氨基酸序列，称为信号肽序列，引导多肽至不同的转动系统。
⒑蛋白质的糖基化如何完成？
答：蛋白质的糖基化是使多肽链变成糖蛋白。糖基一般连接在4种氨基酸上，分为2种： a，O-连接的糖基化（O-linked glycosylation）：与Ser、Thr和Hyp的OH连接，连接的糖为半乳糖或N-乙酰半乳糖胺，在高尔基体上进行O-连接的糖基化。
B，N-连接的糖基化（N-linked glycosylation）：与天冬酰胺残基的NH2连接，糖为N-乙酰葡糖胺。内质网上进行的为N-连接的糖基化。糖的供体为核苷糖(nucleotide sugar)，如CMP-唾液酸、GDP-甘露糖、UDP-N-乙酰葡糖胺等。 糖分子首先被糖基转移酶转移到膜上的磷酸长醇（dolichol phosphate）分子上，装配成寡糖链。再被寡糖转移酶转到新合成肽链特定序列（Asn-X-Ser或
Asn-X-Thr）的天冬酰胺残基上。
⒒高尔基体的功能是什么？ 答：高尔基体普遍存在于植物细胞和动物细胞中，细胞中的高尔基体与细胞分泌物形成有关，高尔基体本身没有合成蛋白质的功能，但可以对蛋白质进行加工和转运，因此有人把它比喻成蛋白质的 "加工厂"。植物细胞分裂是，高尔基体与细胞壁的形成有关。
第39章 细胞代谢与基因表达调控
⒈构成生命活动基础的物质代谢、能量代谢和信息代谢三者之间有何关系？ 答：细胞代谢是一切生命活动的基础。细胞代谢包括物质代谢、能量代谢和信息代谢三个方面。任何物质变化总有能量变化，而能量变化又总伴随着它们组成成分相对无序和有序的变更。信息可以作为系统组织程度的量度，信息就是负熵。活细胞不断与环境交换物质，摄取能量，输入负熵，从而得以构建和维持其复杂的组织结构，一旦这种关系破坏，细胞就解体了。
⒉哪些化合物可以认为是联系糖、脂类、蛋白质和核酸代谢的重要环节？为什么？
答：葡萄糖-6-磷酸、丙酮酸和乙酰辅酶A是联系糖、脂类、蛋白质和核酸代谢的重要环节。 因为它们是糖、脂类、蛋白质和核酸代谢交叉点上关键的中间代谢产物。
⒊细胞代谢的基本要略是什么？
答：细胞代谢途径是由一系列的酶促反应驱动；代谢的总轮廓特征为：分解代谢汇聚到少数几个终产物，各成代谢分叉产生许多产物；细胞代谢的基本要略在于形成 ATP 、还原力和构造单元，以用于生物合成。分解代谢产生能量和构造材料，再由 ATP 、 NADPH 和构造单元合成各类生物分子，并进而装配成生物不同层次的结构。
⒋什么叫前馈？什么叫反馈？举例说明代谢的前馈调解和反馈调节。
答：前馈是指干扰信号在作用于受控部分，引起输出变量改变的同时，还可直接通过感受装置作用于控制部分；即在未引起负反馈调节之前，同时又经另一快捷途径发出干扰信号直接作用于控制部分，及时调控受控部分的活动。例如，在一定条件下，机体的某些活动发生得特别快，以致神经系统来不及将外周得反馈信号传送至大脑，或大脑发出的信息不能及时地返回外周以控制运动。在这种情况下，大脑可通过前馈机制经另一快捷途径向受控部分发出前馈信号，引起必需的肌肉收缩，而后将来自收缩部分的感觉神经信号传递至大脑，并对收缩是否合理做出判断。
反馈（feedback）：是指由受控部分发出的反馈信息返回到控制部分，不断纠正和调整控制部分对受控制部分的影响，这种调控模式称为反馈。血液中某些代谢产物浓度升高（或降低）作用于内分泌细胞的相应受体，导致激素分泌水平的上升（或下降），靶细胞受体识别激素后发生的变化作为反馈信息使代谢产物的浓度降低（或升高），以重新建立“稳态”。例如，血糖浓度与胰岛素分泌水平之间
的关系就属于简单负反馈。
⒌什么是级联反应？有何意义?以宁雪机制为例说明其调剂作用。
答：级联反应是指第一级反应中被激活的蛋白质,本身就是催化下一级反应的蛋白酶,这样就起着逐级放大的作用。 例如在凝血级联系统中，血管损伤可刺激激肽原转化为激肽释放酶，然后依次激活凝血因子Ⅻ、Ⅺ、Ⅸ、Ⅹ、凝血酶原、血纤蛋白原等，促使血纤维凝块。
⒍细胞膜结构在代谢调解中起何作用？
答：细胞具有精细的结构。各类酶在细胞中有各自的空间分布，因而使不同代谢途径分别在细胞的不同部位进行。细胞膜结构对代谢的调控作用主要有：控制跨膜离子浓度梯度和电位梯度；控制物质运输；对代谢途径的分隔作用；与酶的可逆结合影响酶的性质和活性。
⒎根据所学的知识分析线粒体内代谢途径的调节机制。 答：线粒体由两层膜包被,外膜平滑,内膜向内折叠形成嵴,两层膜之间有腔,线粒体中央是基质。基质内含有数百种酶，包括丙酮酸氧化脱羧、脂肪酸β-氧化、氨基酸分解以及与三羧酸循环所需的酶类等,内膜上具有呼吸链酶系及ATP酶复合体。线粒体是细胞内氧化磷酸化和形成ATP的主要场所。 线粒体内代谢途径的调控机制十分复杂，但总的说来是将不同酶系分隔在一定的空间内，然后通过某些物质的跨膜交流及相应的反馈反应来调控各代谢途径。
⒏门空离子通道有哪几种？它们在神经电兴奋的传导中各起何作用？
答：门空离子通道有门空离子通道有电位门控离子通道和配体门控离子通道。 电位门控离子通道在膜去极化时打开，因而产生动作电位。 配体门控离子通道由神经递质打开，使化学信号转变为电信号。
⒐何谓信号转导系统？它如何将膜受体接受到的化学信号传递给胞内？ 答：将细胞膜外信息传递到膜内的系统，叫信号转导系统。
信号转导系统通过G蛋白耦联受体介导的信号转导（受体-G蛋白-效应器-第二信使），离子通道受体介导的信号转导以及酶耦联受体介导的信号转导等方式将膜受体接受到的化学信号传递给胞内。
⒑简要说明一氧化氮作为信号分子的调节作用。
答：NO是非极性小分子，容易穿过质膜，从产生的细胞扩散到邻近细胞中，与鸟苷酸环化酶的血红素结合，并激活酶产生cGMP。NO通过cGMP的蛋白激酶途径，对免疫反应、胚胎发育、心血管系统及神经信号传递等过程发挥重要的调节作用。
⒒细胞增值信号如何调节细胞分裂和基因表达？与细胞癌变有何关系？ 答：细胞周期的时间控制是由蛋白激酶系统对细胞内外信号作出反应，以改变其活性而实现的。在精确的时间间隔内由蛋白激酶系统使特异的蛋白质磷酸化，从而协调细胞代谢活性和基因表达，以产生有序的细胞周期。
正常情况下，细胞分裂受各种生长因子的调节，使休止细胞进入分裂。一旦控制