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1、 1 第一章 绪 论 1.举例说明化学与生物化学之间的关系。答：生物化学是应用化学的理论和方法来研究生命现象，在分子水平上解释和阐明生命现象化学本质的一门学科。以能量转换为例，在生物氧化中，代谢物通过呼吸链的电子传递而被氧化，产生的能量通过氧化磷酸化作用而贮存于高能化合物 ATP 中，以供应肌肉收缩及其他耗能反应的需要。线粒体内膜就是呼吸链氧化磷酸化酶系的所在部位，在细胞内发挥着电站作用。在光合作用中通过光合磷酸化而生成 ATP 则是在叶绿体膜中进行的。以上这些研究就是应用化学的理论来研究生命现象的。又如，所有的生命体，从大肠杆菌到人类，从藻类到高等植物，虽然表面千差万别，但是，都存在一些最基
2、本的共同点：几乎所有的生命体都由糖类、脂类、核酸和蛋白质等生物分子以及水和无机离子组成；几乎所有的生命体的遗传信息物质都是 DNA（极少数是 RNA），并且具有基本相同的遗传信息传递模式；所有的生命体都具有相似的能量转换机制，ATP 是所有生物的能量转换中间体。这就在分子水平上解释和阐明了生命现象的化学本质。由以上两个例子可以看出，化学和生物化学关系密切，相互渗透、相互促进和相互融合。一方面，生物化学的发展依赖于化学理论和技术的进步，另一方面，生物化学的发展又推动着化学学科的不断进步和创新。2.试解释生物大分子和小分子化合物之间的相同和不同之处。答：生物大分子是生物体的重要组成成份，具有重要的
3、生物功能。生物大分子不仅分子量较大，而且其结构比较复杂。生物大分子一般由结构比较简单的小分子，即结构单元分子组合而成，通常具有特定的空间结构。常见的生物大分子包括蛋白质、核酸、脂类和糖类。生物大分子与普通的小分子化合物相同之处在于：（1）共价键是维系它们结构的最主要的键；（2）有一定的立体形象和空间大小；（3）化学和物理性质主要决定于分子存在的官能团。生物大分子与普通的小分子化合物不同之处在于：（1）生物大分子的分子量要比小分子化合物大得多，分子的粒径大小差异很大；（2）生物大分子的空间结构要复杂得多，维系空间结构的力主要是各种非共价作用力；（3）生物大分子特征的空间结构使其具有小分子化合物所
4、不具有的性专一性识别和结合位 2 点，这些位点通过与相应的配体特异性结合，能形成超分子，这种特性是许多重要生理现象的分子基础。3.生物大分子的手性特征有何意义？答：生物大分子都是手性分子，这种结构特点在生物大分子的分子识别及其特殊的生理功能方面意义重大。主要表现在：（1）分子识别是产生生理现象的重要基础，特异性识别对于产生特定生物效应至关重要；（2）生物大分子通过特征的三维手性空间环境能特异性识别前手性的小分子配体，产生专一性的相互作用。4.指出取代产物的构型。5.写出下列分子的前手性面。答：CH3COCH2Cl C2H5CHO ClCH=CHCH3 此结构有两个 sp2杂化的碳，因此前手性面
5、分以下两种情况。6.举例说明分子识别的概念及其意义。生的能量通过氧化磷酸化作用而贮存于高能化合物中以供应肌肉收缩及其他耗能反应的需要线粒体内膜就是呼吸链氧以上这些研究就是应用化学的理论来研究生命现象的又如所有的生命体从大肠杆菌到人类从藻类到高植物虽然表面千组成几乎所有的生命体的遗传信息物质都是极少数是并且具有基本相同的遗传信息传递模式所有的生命体都具有相似 3 答：分子识别是指分子间发生特异性结合的相互作用，如 tRNA 分子与氨酰tRNA 合成酶的相互作用，抗体与抗原之间的相互作用，分子识别是生命体产生各种生理现象的化学本质，是保证生命活动有序地进行的基础。7.什么是超分子？说明拆分超分子的
6、方法和原理。答：在生物化学领域中，超分子是指生物分子间或生物分子与配体分子间相互作用和识别所形成的复合物。超分子的形成过程就是非共价键缔合的过程，是可逆的过程。该过程受介质极性和体系温度的影响，由于缔合是放热的过程，所以当介质极性增大和体系温度升高时，超分子就会被拆分。另外，强酸或强碱环境也可使这种非共价键作用遭到破坏，从而将超分子拆分。8.缓冲溶液的缓冲能力与哪些因素有关？答：第一，缓冲溶液总浓度：对于同一缓冲系的各缓冲溶液，缓冲比一定时，缓冲容量与总浓度成正比。缓冲溶液的总浓度越大，溶液中所含的抗酸抗碱成分越多，缓冲能力越强。第二，缓冲比对缓冲容量的影响：对于同一缓冲系的各缓冲溶液，当缓冲
7、溶液的总浓度一定时，缓冲溶液随缓冲比的改变而改变。9.如果希望某一个生物化学反应在 pH5 的条件下进行，应该选择哪种缓冲溶液？答：选择一：选择“正丁酸酸正丁酸钠”缓冲溶液系统，因其 pKa 为 4.81。选择二：选择“乙酸乙酸钠”缓冲溶液系统，因其 pKa 为 4.76。此外，也可选择“柠檬酸柠檬酸钠”缓冲溶液系统，其柠檬酸二氢根离子的 pKa 为 5.21。10.一个生物化学反应要求在 pH4 的条件下进行，可以选择HCOOH/HCOONa 缓冲溶液。试计算配制 pH4 的缓冲溶液时，HCOOC 和 HCOONa 的浓度。答：根据 HendersonHasselbalch 方程，可得 生的
8、能量通过氧化磷酸化作用而贮存于高能化合物中以供应肌肉收缩及其他耗能反应的需要线粒体内膜就是呼吸链氧以上这些研究就是应用化学的理论来研究生命现象的又如所有的生命体从大肠杆菌到人类从藻类到高植物虽然表面千组成几乎所有的生命体的遗传信息物质都是极少数是并且具有基本相同的遗传信息传递模式所有的生命体都具有相似 4 因此，若要配制 pH4 的 HCOOH/HCOONa 生化用缓冲溶液，HCOOC 和HCOONa 的浓度分别为 0.1M 和 0.178M。11.用 0.1mol/L 的 NaH2PO4 配制 pH=7.0 的缓冲溶液,需要用多少摩尔 Na2HPO4？答：根据 HendersonHasselbalch 方程，可得 假设现需配体积为 1 L，则 即，需要用 0.138 摩尔的 Na2HPO4。生的能量通过氧化磷酸化作用而贮存于高能化合物中以供应肌肉收缩及其他耗能反应的需要线粒体内膜就是呼吸链氧以上这些研究就是应用化学的理论来研究生命现象的又如所有的生命体从大肠杆菌到人类从藻类到高植物虽然表面千组成几乎所有的生命体的遗传信息物质都是极少数是并且具有基本相同的遗传信息传递模式所有的生命体都具有相似