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中圖分類號：Q3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（b）-0234-03
遺傳學(xué)是研究生物起源，基因和基因組結(jié)構(gòu)、功能及其演變規(guī)律的學(xué)科，而基因的研究對促進(jìn)遺傳學(xué)發(fā)展具有重要意義。自20世紀(jì)開始以來，基因的發(fā)展經(jīng)歷了理論水平、細(xì)胞水平的遺傳學(xué)階段和分子水平上的遺傳學(xué)階段，在前人大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，人們對基因的認(rèn)識不斷深入，特別是隨著人類基因組計劃和“DNA元件百科全書”計劃（Encyclopedia of DNA Elements， ENCODE）的完成，人們對基因的認(rèn)識又有了新的變化，并將遺傳學(xué)中基因的概念和理論應(yīng)用到了計算機(jī)、商業(yè)和信息技術(shù)等領(lǐng)域。
如今的21世紀(jì)，隨著學(xué)科交叉研究的發(fā)展，一些科學(xué)研究者開始利用物理化學(xué)工具來研究核酸結(jié)構(gòu)，從分子水平上闡述遺傳現(xiàn)象背后的化學(xué)本質(zhì)。本文結(jié)合大量文獻(xiàn)綜述了基因的發(fā)展歷程以及現(xiàn)階段物理化學(xué)方法在遺傳學(xué)研究中的應(yīng)用，并展望了量子化學(xué)理論在遺傳學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景。
1 基因概念的歷史淵源
19世紀(jì)，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要，人們開始重視動植物的遺傳變異現(xiàn)象并對這些現(xiàn)象進(jìn)行了系統(tǒng)研究，這為基因概念的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。1868年，Darwin C.受Hippocrates和Anaxagoras的生源說影響提出了泛生論的假說，認(rèn)為生物體的細(xì)胞能產(chǎn)生自我繁殖的微粒，這些微?？梢詤R聚于生殖細(xì)胞并決定后代的遺傳性狀，這種觀點(diǎn)缺乏實(shí)驗(yàn)論證，不過它充分肯定了生物體內(nèi)部存在特殊的物質(zhì)負(fù)責(zé)遺傳性狀的傳遞。之后，Weismann A.又在前人基礎(chǔ)上提出了種質(zhì)論（Germpiasm），認(rèn)為種質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)，它可能作為遺傳單位存在于染色體上，這對基因概念的形成奠定了理論基礎(chǔ)[1]。
2 基因的研究發(fā)展
2.1 基因概念的提出
在前人的遺傳學(xué)理論研究基礎(chǔ)上，Mendel G.J.第一個對遺傳現(xiàn)象做了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。通過豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，他認(rèn)為生物性狀是由“遺傳因子”來控制的，這些遺傳現(xiàn)象符合分離定律和自由組合定律。之后，Devries H、Correns C.和Tschermak E.分別證實(shí)了孟德爾的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，到1909年，丹麥的Johannsen W.L.首次用“基因”一詞表示遺傳因子。不過，當(dāng)時的遺傳因子沒有涉及到基因的具體物質(zhì)概念，只是一個經(jīng)過統(tǒng)計學(xué)分析的理論概念。
2.2 基因?qū)W說的創(chuàng)立
Mendel的遺傳因子學(xué)說是宏觀水平上的發(fā)現(xiàn)，其所提出的遺傳因子到底是否存在于細(xì)胞中需要進(jìn)行細(xì)胞水平上的研究。隨著當(dāng)時工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，用以研究生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的儀器設(shè)備有了極大的改進(jìn)。20世紀(jì)初，Boveri T.[2]和Sutton W.S.[3]各自在研究減數(shù)分裂時，發(fā)現(xiàn)遺傳因子的行為與染色體行為呈平行關(guān)系，提出了基因就在染色體上的假說。然后，1910年，Morgan T. H.等[4]用果蠅作材料，進(jìn)行了一系列雜交實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了伴性遺傳現(xiàn)象和基因連鎖互換定律，直接證實(shí)了基因在染色體上，建立了染色體遺傳理論。1926年，Morgan T.H.正式提出了基因?qū)W說，即“三位一體”的基因概念，基因首先是決定性狀的功能單位，能控制蛋白質(zhì)的表達(dá)，決定一定的表型效應(yīng)；其次是一個突變單位，可以發(fā)生在等位基因之間，表現(xiàn)出變異類型；最后它是一個重組單位，只發(fā)生在基因之間，可以產(chǎn)生與親本不同的基因型[5]。這把染色體和基因聯(lián)系了起來，說明了基因具有物質(zhì)性，不過，Morgan在其著作中并沒有涉及基因的本質(zhì)是什么以及基因的功能是如何發(fā)揮等問題。
2.3 基因化學(xué)本質(zhì)的研究
對于基因的化學(xué)本質(zhì)和功能等問題，早在1909年，英國Garrod A.E.就提出過基因產(chǎn)生酶的觀點(diǎn)。之后，1941年斯坦福大學(xué)Beadle G.和Tatum E.[6]在研究真菌過程中，提出了“一個基因一個酶”的假說，認(rèn)為一個基因控制一個酶的合成，基因通過酶控制生物的代謝途徑，這從生物化學(xué)角度闡述了基因的功能，不過這種基因的概念仍然沒有揭示基因的化學(xué)本質(zhì)，只是解釋了基因發(fā)揮功能的途徑。到1944，Avery等通過肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了遺傳物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是DNA，然后，1956年，美國的Fraenkel又通過煙草花葉病毒實(shí)驗(yàn)證明了RNA也可以作為遺傳物質(zhì)進(jìn)行傳遞[7]。
2.4 基因功能的研究
1953年，Watson J.D.和Crick F.H.C.[8]提出了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，人們開始從分子水平上認(rèn)識基因的本質(zhì)，即基因是DNA分子中含有特定遺傳信息的一段核苷酸序列，是遺傳物質(zhì)的最小功能單位[9]，從此以后，人們對基因功能的認(rèn)識開始有了深入的了解。1955年，Benzer S.[10]通過T4噬菌體感染大腸桿菌的互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)提出了順反子學(xué)說，認(rèn)為基因就是順反子，即一個遺傳功能單位，一個順反子決定一條多肽鏈，它并不是一個突變單位和交換單位。一個順反子可以包含一系列突變子，突變子是DNA中構(gòu)成的一個或若干個核苷酸，由于基因內(nèi)的各個突變子之間有一定距離，所以突變子彼此之間能發(fā)生重組，重組頻率與突變子之間的距離成正比[11]。
20世紀(jì)60年代之前，人們已經(jīng)認(rèn)識到基因是有著精細(xì)結(jié)構(gòu)的DNA分子，其結(jié)構(gòu)可以繼續(xù)分割，不過，當(dāng)時對于基因功能表達(dá)及其具體作用等問題的研究依然局限于傳統(tǒng)的“一個基因一個酶”的學(xué)說。1961年，法國遺傳學(xué)家Jacob F.和Monod J.L.[12]根據(jù)對大腸桿菌的試驗(yàn)，提出了大腸桿菌操縱子模型，認(rèn)為DNA的不同區(qū)域存在一個調(diào)節(jié)基因和一個操縱子，操縱子模型包括若干結(jié)構(gòu)基因、操縱基因和啟動基因。這一模型進(jìn)一步說明了基因是可分的，通過基因間的密切協(xié)作，細(xì)胞才能表現(xiàn)出獨(dú)特的功能[13]。此后，隨著DNA重組技術(shù)和DNA測序技術(shù)的發(fā)展，人們對基因的研究更加深入，發(fā)現(xiàn)了許多基因的其他功能和特點(diǎn)，極大地完善了人們對生物體各種遺傳現(xiàn)象的認(rèn)識。
2.5 基因概念的新發(fā)展
20世紀(jì)70年代以后，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對基因的結(jié)構(gòu)和功能上的特征有了更多的認(rèn)識，其中比較重要的發(fā)現(xiàn)有假基因、重疊基因、跳躍基因、斷裂基因、反轉(zhuǎn)錄基因、印記基因等。結(jié)合基因的這些新發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)今人們認(rèn)識基因有以下幾種特點(diǎn)[5]：（1）基因不都是離散的，因?yàn)橛兄丿B基因；（2）基因不一定是連續(xù)的，如斷裂基因；（3）基因可以移動，其位置可以改變，如跳躍基因；（4）基因不是全能的結(jié)構(gòu)單位，有很多順式作用元件影響轉(zhuǎn)錄或剪接；（5）基因也不是簡單的功能單位，因?yàn)榛蚩梢酝ㄟ^順式或反式剪接，產(chǎn)生多種蛋白質(zhì)。那么，到底應(yīng)該怎樣給一個基因準(zhǔn)確定義呢？近年來，有很多人對此提出了看法。
Gerstein等[14]提出，基因的定義應(yīng)該和原來的定義有兼容，建立在已有的生物術(shù)語基礎(chǔ)之上。他們認(rèn)為，基因是基因組序列的聯(lián)合體，這些序列可以編碼具有潛在重疊功能的產(chǎn)品（蛋白質(zhì)或RNA），基因與其調(diào)節(jié)序列是多對多關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，Pesole[15]則認(rèn)為基因是一個離散的基因組區(qū)域，其轉(zhuǎn)錄可以被一個或多個啟動子和遠(yuǎn)端調(diào)節(jié)成分調(diào)控，并含有合成功能蛋白質(zhì)或非編碼RNA的信息?；蛟谧罱K功能產(chǎn)物上有共同性質(zhì)，這個定義主要針對真核生物基因組，強(qiáng)調(diào)每個基因都分布于基因組的連續(xù)區(qū)域，基因序列包含5′UTR和3′UTR。此外，還有學(xué)者從計算機(jī)角度對基因的定義做了描述，他們把基因組比喻為一個生命體的大的操作系統(tǒng)，而基因就是其中的一個子程序?？傊?，隨著當(dāng)今科技水平的發(fā)展，人們通過對DNA、RNA和蛋白質(zhì)新功能的研究，發(fā)現(xiàn)基因并不是以前想得那么簡單，其概念、功能和特征是隨著一些特殊的生命遺傳現(xiàn)象可以改變的。
如阮病毒的發(fā)現(xiàn)，朊病毒是一種只有蛋白質(zhì)而沒有核酸的病毒，就之前生物學(xué)家對基因的概念而言，朊病毒的復(fù)制并非以核酸為模板，而是以蛋白質(zhì)為模板，這又重現(xiàn)了20世紀(jì)遺傳物質(zhì)本質(zhì)問題的爭議，是現(xiàn)階段基因概念的新挑戰(zhàn)。此外，2006年，《自然》雜志在New Feature欄目上刊登了“什么是基因？”一文，這篇文章結(jié)合最近的研究成果對基因的概念做了新的詮釋，一些研究發(fā)現(xiàn)，RNA不是被動的將基因信息傳遞下去，而是主動地調(diào)控細(xì)胞的活動，有的RNA鏈不是傳統(tǒng)認(rèn)為的只由DNA的一條鏈轉(zhuǎn)錄，而是由兩條鏈轉(zhuǎn)錄得來，還有一些RNA可以通過某種途徑使正常基因沉默，在必要時還會作為模板糾正某些異?；?，跨世代地攜帶生物體遺傳信息[16]。這些研究發(fā)現(xiàn)加深了我們對RNA的認(rèn)識，深化了我們對生物體遺傳現(xiàn)象的了解。又20世紀(jì)90年代，美籍華人牛滿江教授又發(fā)現(xiàn)了“外基因”，即一些生物體細(xì)胞質(zhì)中mtRNA能激活一些特定基因，使生物體表達(dá)特定的蛋白質(zhì)，還有，2008年《自然》雜志上報告，美國科學(xué)家確認(rèn)了一種可導(dǎo)致乳腺癌轉(zhuǎn)移的超級基因，這種基因可控制腫瘤細(xì)胞中其他基因的表達(dá)，它的表達(dá)與癌癥發(fā)生有密切的聯(lián)系[17]。
總之，隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，人們對于生物遺傳現(xiàn)象的認(rèn)識越來越深入，基因的概念也隨著生物學(xué)的發(fā)展不斷變化和完善。由于其他非生命領(lǐng)域的研究對象顯示出了生命力及與生物基因相似的特征，現(xiàn)今，經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域和計算機(jī)領(lǐng)域中又出現(xiàn)了企業(yè)基因[18]、產(chǎn)品基因[19]、數(shù)據(jù)基因[20]等新的定義，基因概念的基本理論已經(jīng)發(fā)展到更多學(xué)科中了，對基因本質(zhì)和特征的研究越來越有必要。
3 量子化學(xué)作為研究核酸方法的應(yīng)用
當(dāng)前，遺傳學(xué)的研究已經(jīng)發(fā)展到了分子水平，然而對于生物遺傳現(xiàn)象中一些酶、核酸、激素等活性物質(zhì)的構(gòu)象、生物活性和其具體作用機(jī)制依然存在爭議。生物系統(tǒng)研究的最大難題是生物分子的復(fù)雜性，常規(guī)的實(shí)驗(yàn)方法只能得到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的宏觀方面解釋，而不能從微觀方面對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的化學(xué)本質(zhì)做出解釋。目前有一些研究者將物理化學(xué)方法應(yīng)用到了生命科學(xué)領(lǐng)域，建立了從理論分析到實(shí)驗(yàn)優(yōu)化的方法模式，他們根據(jù)實(shí)際體系在計算機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過比較模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)理論模型的準(zhǔn)確性，并在此基礎(chǔ)上模擬生物大分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和反應(yīng)過程。
隨著計算機(jī)技術(shù)和物理化學(xué)理論的發(fā)展，以及X射線、NMR等技術(shù)的應(yīng)用，人們可以利用一些物理化學(xué)工具在計算機(jī)上進(jìn)行分子模擬，以此來模擬DNA、RNA和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，預(yù)測蛋白質(zhì)與核酸的功能和性質(zhì)。而且，隨著計算方法的改進(jìn)，高度變化的核酸體系的精確分子模擬已成為可能，依賴強(qiáng)大的計算機(jī)就能模擬一些更復(fù)雜的反應(yīng)，如DNA、RNA和蛋白質(zhì)的催化及折疊等[21]。
其中應(yīng)用比較廣泛的物理化學(xué)工具就是量子化學(xué)方法，量子化學(xué)方法是應(yīng)用量子化學(xué)基本原理和方法來研究化學(xué)體系的結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)性能的科學(xué)，其基本理論主要有價鍵理論（VB）、分子軌道理論（MO）、密度泛函理論（DFT），基本的計算方法有從頭算方法（ab initio）、半經(jīng)驗(yàn)方法（semi-empirical method）、密度泛函方法（Density Functional Theory）[22]。量子化學(xué)的原理和方法在物理化學(xué)、藥學(xué)計算和生命科學(xué)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，可以很好地分析分子間相互作用的機(jī)理，解釋實(shí)驗(yàn)中一些宏觀現(xiàn)象的物理化學(xué)本質(zhì)。如李梅杰[23]利用量子化學(xué)方法中的高精度組合從頭算方法（ONIOM-G3B3）研究了核酸自由基性質(zhì)和損傷機(jī)理，很好地解釋了生命過程中由于自由基和電子轉(zhuǎn)移導(dǎo)致DNA的斷鏈損傷而引起的衰老、癌癥、神經(jīng)紊亂等疾病的發(fā)生。又如2002年，Starikov E.B.[24]總結(jié)了核酸中量子化學(xué)方法的應(yīng)用，闡述了核酸中電荷轉(zhuǎn)移過程的量子化學(xué)描述及其化學(xué)機(jī)理，并詳細(xì)地討論了不同量子化學(xué)方法在研究核酸電子構(gòu)型中的優(yōu)缺點(diǎn)。此外，于芳[25]運(yùn)用量子化學(xué)工具對胞嘧啶與丙烯酰胺組成的分子體系進(jìn)行了計算，以此來模擬核酸與蛋白質(zhì)相互作用的反應(yīng)過程，分析了DNA與蛋白質(zhì)的作用形式。
對于利用量子化學(xué)方法研究蛋白質(zhì)的應(yīng)用，國外在這方面做得比較深入。如紐約州立大學(xué)石溪分校Simmerling C.等[26]應(yīng)用量子化學(xué)方法研究了一種小分子量蛋白質(zhì)，僅有20個色氨酸構(gòu)成，準(zhǔn)確地預(yù)測了蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的折疊過程。又如Berriz和Shakhnovich[27]模擬了小的三螺旋束蛋白的折疊，Daggett和Fersht[28]模擬了小的單結(jié)構(gòu)域蛋白的動力學(xué)折疊.還有Akira Shoji等[29]采用密度泛函理論方法優(yōu)化了右手α-螺旋的PLA（聚L-丙氨酸）分子（如圖1所示，即H-Ala18-OH分子），分析了αR-螺旋的PLA形成的機(jī)制，獲得優(yōu)化的αR-螺旋H-Ala18-OH構(gòu)型外側(cè)的1H、13C、15N、17O原子的化學(xué)位移與用高分辨率固相NMR檢測的相同。
4 展望
近年來，國內(nèi)外量子化學(xué)在分子生物學(xué)中的應(yīng)用日趨廣泛，如利用量子化學(xué)方法研究納米微粒促進(jìn)靶向給藥、純化核酸以及處理廢氣等技術(shù)的發(fā)展；應(yīng)用量子化學(xué)方法優(yōu)化生物活性分子結(jié)構(gòu)，研發(fā)新型抗疾病藥物；采用分子模擬的量子化學(xué)計算方法探究激素與受體以及其他活性分子與核酸的作用機(jī)理等等，很大程度上促進(jìn)了分子生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的發(fā)展。從目前所作的科學(xué)研究看，量子化學(xué)完全可以作為遺傳學(xué)工具來研究生物體遺傳現(xiàn)象背后的化學(xué)本質(zhì)，其在遺傳學(xué)的研究中有廣闊的應(yīng)用前景。
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1介紹科學(xué)史,開發(fā)學(xué)生思維能力
講點(diǎn)科學(xué)史,讓學(xué)生了解一個理論或一個結(jié)論的創(chuàng)立是經(jīng)過了實(shí)踐———認(rèn)識———再實(shí)踐的艱苦歷程,這對青年學(xué)生樹立世界觀,對開發(fā)學(xué)生科學(xué)思維能力很有好處。生化教學(xué)中。核酸的發(fā)現(xiàn)及研究史是一個很好的例子。我們首先介紹最初在1868年前后瑞士一青年外科醫(yī)生,從外科繃帶的膿血細(xì)胞中分離到細(xì)胞核,從核中提取到一含磷豐富的酸性化合物,命名為“核素”。他的導(dǎo)師Selye很慎重地親自重復(fù)實(shí)驗(yàn),證實(shí)了此結(jié)果,才將此結(jié)果發(fā)表。由此可見,生化上某種物質(zhì)的發(fā)現(xiàn),不僅是有根據(jù)的,也是十分慎重的。20年后,R.Altmann將核素改名為核酸,眾多的化學(xué)家用不同的方法分解核酸,得到不同的水解產(chǎn)物,并對其作一一鑒定,到本世紀(jì)20年代正確地將核酸根據(jù)成分差別命名不核糖核酸(RNA)及脫氧核糖核酸(DNA)?？梢娨粋€物質(zhì)的發(fā)現(xiàn),一個化合物的組成鑒定都不是任意的,認(rèn)識只能來源于實(shí)踐,實(shí)踐又是認(rèn)識的基礎(chǔ)。此后劃時代意義DNA右手雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的提出,左旋雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn),都說明人們對自然界的認(rèn)識是不能離開實(shí)踐的,認(rèn)識的深化是隨著社會實(shí)踐的發(fā)展而發(fā)展的。[2]教學(xué)時用少許時間介紹核酸的發(fā)現(xiàn)史,既引起了學(xué)生的興趣,又能開發(fā)學(xué)生的智力,往往會收到事半功倍的效果,
2采用科學(xué)歸納法總結(jié)難點(diǎn)章節(jié)的學(xué)習(xí)內(nèi)容
作為現(xiàn)代分子生物學(xué)重要內(nèi)容的核酸合成(包括DNA合成和RNA合成)及蛋白質(zhì)合成,有其不同于脂類、糖類分子合成的獨(dú)特規(guī)律性,掌握這些知識,對于學(xué)生是非常重要的。在教學(xué)中,我們采用歸納推理的方法,即從對個別具體的某些方面的接觸開始,逐步認(rèn)識到事物的全體、本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系,經(jīng)過分析、比較,達(dá)到對事物的本質(zhì)規(guī)律性認(rèn)識,從個別事實(shí)中概括出一般規(guī)律。[3]在分別學(xué)習(xí)了DNA、RNA、蛋白質(zhì)的合成過程后,引導(dǎo)學(xué)生自己分析總結(jié)出DNA、RNA、蛋白質(zhì)合成的內(nèi)在規(guī)律,歸納出:1•它們的合成過程均接受指導(dǎo),有合成的模板;2•都由小分子物質(zhì)為原料合成生物大全子;3•由合成酶在眾多的因子幫助下催化反應(yīng)歷程;4•合成產(chǎn)物忠實(shí)于模板;5•不論其合成過程、合成模板或產(chǎn)物,均帶有方向性這五大共同特點(diǎn),再逐一對照三類物質(zhì)各自合成過程的特點(diǎn),就很容易使學(xué)生掌握了主要內(nèi)容。最后,再引導(dǎo)學(xué)生思考共同特性產(chǎn)生的內(nèi)在因素,找到了基因攜帶的遺傳信息是指導(dǎo)三者合成的關(guān)鍵,這樣就將主要內(nèi)容歸納到分子生物學(xué)中心法則:（式略）
3假說、論證激發(fā)學(xué)生興趣
一、比較剖析
酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。從概念來分析，酶的來源為活細(xì)胞產(chǎn)生，作用為生物催化作用，本質(zhì)為有機(jī)物。高中教材中講到的酶本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，沒有出現(xiàn)具有催化作用的RNA。酶具有的特性：高效性、專一性、溫和性。酶的作用原理：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。
1.限制性核酸內(nèi)切酶：簡稱限制酶。限制酶主要存在于原核生物中。一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并且能在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子，是特異性地切斷DNA雙鏈中磷酸二酯鍵的核酸酶（“分子手術(shù)刀”）。發(fā)現(xiàn)于原核生物體內(nèi)，現(xiàn)已分離出100多種，幾乎所有的原核生物都含有這種酶，是重組DNA技術(shù)和基因診斷中重要的一類工具酶。例如，從大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)的一種限制酶只能識別GAATTC序列，并在G和A之間將這段序列切開。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了200多種限制酶，它們的切點(diǎn)各不相同。蘇云金芽孢桿菌中的抗蟲基因，就能被某種限制酶切割下來，在基因工程中起作用。
2.DNA連接酶：主要是連接雙鏈DN段之間的磷酸二酯鍵，起連接作用，在基因工程中起作用。
3.DNA聚合酶：主要是連接DN段與單個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵，在DNA復(fù)制中起做用。DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核酸片段的3′末端的羥基上，形成磷酸二酯鍵；而DNA連接酶是在兩個DN段之間形成磷酸二酯鍵，不是在單個核苷酸與DN段之間形成磷酸二酯鍵。DNA聚合酶是以一條DNA鏈為模板，將單個核苷酸通過磷酸二酯鍵形成一條與模板鏈互補(bǔ)的DNA鏈；而DNA連接酶是將DNA雙鏈上的兩個缺口同時連接起來。因此DNA連接酶不需要模板。
4.DNA酶：又稱DNA水解酶。它是將大分子DNA水解成脫氧核苷酸所需要的酶，也作用于磷酸二酯鍵，使磷酸二酯鍵斷開，不過這只是DNA的初步水解，還有的DNA水解酶可以讓DNA水解成更小的單位——堿基、磷酸、脫氧核糖，即DNA的徹底水解。
5.RNA聚合酶：又稱RNA復(fù)制酶、RNA合成酶。RNA聚合酶以完整的雙鏈DNA為模板，轉(zhuǎn)錄時DNA的雙鏈結(jié)構(gòu)部分解開，轉(zhuǎn)錄后DNA仍然保持雙鏈的結(jié)構(gòu)。真核生物RNA聚合酶：真核生物的轉(zhuǎn)錄機(jī)制要復(fù)雜得多，有三種細(xì)胞核內(nèi)的RNA聚合酶，即：RNA聚合酶I轉(zhuǎn)錄rRNA，RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄mRNA，RNA聚合酶III轉(zhuǎn)錄tRNA和其它小分子RNA，在RNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄中起作用。RNA聚合酶有參考資料上說為轉(zhuǎn)錄酶。
6.RNA酶：又稱RNA水解酶。它是水解RNA的酶，斷開RNA鏈上核糖核苷酸之間的磷酸二酯鍵，將RNA水解成游離的核糖核苷酸。該酶不能水解單鏈或雙鏈DNA。
7.逆轉(zhuǎn)錄酶：又叫反轉(zhuǎn)錄酶。RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶，具有三種酶活性，即RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶、RNA酶、DNA指導(dǎo)的DNA聚合酶。在分子生物學(xué)技術(shù)中，作為重要的工具酶被廣泛用于建立基因文庫、獲得目的基因等工作，在基因工程中起作用。
一、生物學(xué)是研究生命的科學(xué)。生命的基本特征是新陳代謝、生長發(fā)育、生殖、遺傳和變異。而生命的物質(zhì)基礎(chǔ)是原生質(zhì)，結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是細(xì)胞。所以，課本首先講述這方面的知識，然后在這一知識基礎(chǔ)上講述生命的基本特征。生命的基本特征是課本的中心內(nèi)容。新陳代謝是生物的最基本特征，一切生命活動都是在這個基礎(chǔ)上進(jìn)行的，新陳代謝一旦停止，生命即告終結(jié)。生物在新陳代謝的基礎(chǔ)上進(jìn)行生長發(fā)育、生殖后代，并表現(xiàn)出遺傳和變異的特征來。因而-，課本也就按照新陳代謝、生殖與發(fā)育、生長發(fā)育的調(diào)節(jié)和控制，以及遺傳和變異的順序來安排、內(nèi)容。在掌握了關(guān)于生命的基本特征的基礎(chǔ)上，探討生命的起源問題。最后，是在前面知識基礎(chǔ)上講述生物科學(xué)研究的現(xiàn)代成就和展望，以擴(kuò)大眼界。全課本的體系如此，各細(xì)節(jié)內(nèi)容亦有其內(nèi)在聯(lián)系。在復(fù)習(xí)時，就要處處注意其內(nèi)在聯(lián)系，這樣所記住的知識就不再是孤立的條文了。
二、在全面復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上抓住重點(diǎn)和難點(diǎn)深入理解、重點(diǎn)復(fù)習(xí)。就全課本來講，生命的基本特征一章是中心內(nèi)容，生命的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)一章又是學(xué)習(xí)生命的基本特征一章的基礎(chǔ)知識，這兩章是復(fù)習(xí)的重點(diǎn)。在生命的基本特征一章中，新陳代謝、遺傳和變異這兩節(jié)則又是這一章的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在生殖與發(fā)育一章中，有關(guān)減數(shù)分裂的內(nèi)容是學(xué)習(xí)遺傳部分的基礎(chǔ)，也是重點(diǎn)內(nèi)容。
三、在重點(diǎn)復(fù)習(xí)時，一些內(nèi)容可不必再按照課本安排分散復(fù)習(xí)，可以集中起來復(fù)習(xí)。例如細(xì)胞的有絲分裂和減數(shù)分裂是分別在不同的章節(jié)講述的。在復(fù)習(xí)時，則可把減數(shù)分裂的內(nèi)容提前到有絲分裂內(nèi)容后復(fù)習(xí)。又如關(guān)于核酸的內(nèi)容，在第一章中僅簡略地指出核苷酸是組成核酸的基本單位，核酸分核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)兩大類，核酸對生物的生長、遺傳和變異等生命現(xiàn)象都起著重要的決定作用，而具體的內(nèi)容主要在遺傳和變異一節(jié)中講述。現(xiàn)在進(jìn)行復(fù)習(xí)，不受知識基礎(chǔ)的限制，可以把分散在各有關(guān)章節(jié)的這方面內(nèi)容集中于第一章復(fù)習(xí)。這樣，對于這一部分內(nèi)容可以完整地、系統(tǒng)地掌握住。
四、在復(fù)習(xí)時，一要經(jīng)常地運(yùn)用比較方法，把有關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行比較，找出它們的異同。例如，在復(fù)習(xí)有絲分裂和減數(shù)分裂的內(nèi)容時'要進(jìn)行比較，有絲分裂和減數(shù)分裂在哪些方面有共同處，它們之間的本質(zhì)區(qū)別是什么。又如在復(fù)習(xí)異化作用時，比較呼吸(需氧呼吸)和發(fā)酵(缺氧呼吸)的異同。這樣，可以抓住本質(zhì)，區(qū)別清楚，避免混淆而發(fā)生錯誤。
[中圖分類號]G712[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A[文章編號]2096-0603（2017）34-0094-01
生物化學(xué)是醫(yī)學(xué)生的必修課，作為醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程，一般是在新生入學(xué)不久后開設(shè)的，是通向臨床醫(yī)學(xué)的橋梁，有著十分重要的地位。如果此時學(xué)生基礎(chǔ)沒有打好，那么以后的學(xué)習(xí)將會寸步難行。而生物化學(xué)課程本身知識體系復(fù)雜，多種代謝途徑縱橫交錯，學(xué)生普遍反映難懂、難學(xué)。要解決這一現(xiàn)狀，應(yīng)依據(jù)各個專業(yè)特點(diǎn)，對照國家對職業(yè)資格的要求，在教學(xué)內(nèi)容、職業(yè)技能等方面進(jìn)行有針對性的教學(xué)，同時要注意教學(xué)方法革新以提高教學(xué)質(zhì)量。下面以高職護(hù)理專業(yè)為例談?wù)勎覀兊淖龇?，以拋磚引玉。
一、關(guān)于教學(xué)內(nèi)容
高職護(hù)理生物化學(xué)只有36學(xué)時，課時不多。按照職業(yè)能力要求，盡量精選與護(hù)理專業(yè)密切相關(guān)的知識點(diǎn)，以此為框架進(jìn)行內(nèi)容整合。打破以往所謂傳統(tǒng)的知識體系。如在講解糖代謝時將生物氧化的內(nèi)容整合其中。生物化學(xué)是一門交叉性很強(qiáng)的學(xué)科，這就要注意與其他課程交叉知識點(diǎn)的處理。如了解到學(xué)生在高中階段學(xué)習(xí)了有關(guān)核酸的知識，那么在介紹蛋白質(zhì)、核酸等大分子性質(zhì)時就會有的放矢，提高講課效率。同樣水鹽代謝部分內(nèi)容可以放到生理學(xué)內(nèi)容中介紹。
二、職業(yè)技能培養(yǎng)方面
職業(yè)教育是要為社會培養(yǎng)技能型應(yīng)用人才，在基礎(chǔ)課階段
就應(yīng)該有意識地創(chuàng)造機(jī)會讓學(xué)生提高操作技能。為此增加了實(shí)
驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課時，當(dāng)然這一點(diǎn)還要根據(jù)各個學(xué)校具體條件實(shí)施，課后開放實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生多一點(diǎn)動手機(jī)會。在實(shí)驗(yàn)技能考核方面要求非常嚴(yán)格，從實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、操作技能、理論知識、課堂表現(xiàn)、勞動紀(jì)律、師生互動等方面實(shí)行多元化考核，充分利用考試這個“指揮棒”，以確保實(shí)訓(xùn)效果。
三、教學(xué)方法的運(yùn)用
當(dāng)代世界無論是發(fā)展中國家還是發(fā)達(dá)國家，都把教學(xué)方法的創(chuàng)新作為教學(xué)改革的重中之重[1]。目前普及的就是多媒體PPT的教學(xué)方式。由于生物化學(xué)內(nèi)容比較抽象，可在教學(xué)中大量采用圖片、動畫等使枯燥的理論變得生動起來。除此之外，應(yīng)根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容選擇不同的教學(xué)方法，達(dá)到好的教學(xué)效果。常用的有PBL（ProblemBasedLearning）、CBL（CaseBasedLearning）、慕課等。
（一）PBL教學(xué)法
PBL教學(xué)法，即基于問題的教學(xué)法，是1969年由美國神經(jīng)病學(xué)教授Barrows在加拿大麥克馬斯特大學(xué)首創(chuàng)的。近年來，在醫(yī)學(xué)教學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛，其核心是由老師預(yù)先提出問題，學(xué)生自主解決問題。這樣學(xué)生的自學(xué)能力、創(chuàng)新能力等都得到鍛煉，但前提是學(xué)生已具備一定的基礎(chǔ)知識和自學(xué)能力。因而此法比較適合在課程進(jìn)行一段時間以后使用。如在學(xué)習(xí)核酸之前可以提出討論題：核酸與蛋白質(zhì)的異同。這樣學(xué)生在查資料、相互討論過程中既復(fù)習(xí)了已經(jīng)學(xué)過的蛋白質(zhì)內(nèi)容又預(yù)習(xí)了核酸內(nèi)容，教師則起引導(dǎo)作用。
（二）CBL教學(xué)法
CBL教學(xué)法為案例教學(xué)法是以病例為基礎(chǔ)，啟發(fā)學(xué)生對病例進(jìn)行分析、討論從而鞏固所學(xué)知識的學(xué)習(xí)方法。CBL教學(xué)法的核心是引入典型臨床案例，將抽象難懂的基礎(chǔ)理論知識融入形象具體的臨床病例[2]。這種學(xué)習(xí)方法能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從現(xiàn)象分析本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的臨床思維。
（三）慕課（MOOC）
英文直譯“大規(guī)模開放的在線課程（MassiveOpenOnline
Course）”，是新近涌現(xiàn)出來的一種在線課程開發(fā)模式。這就給學(xué)習(xí)者提供了一個自由廣闊的天地，便于學(xué)生得到低成本或者無成本的優(yōu)質(zhì)教育資源?！澳秸n”最突出的特點(diǎn)，就是翻轉(zhuǎn)課堂[3]。通過翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)現(xiàn)線上線下互動，這種新型教學(xué)模式極大地提高了學(xué)習(xí)效率。慕課的優(yōu)勢在于選擇性，學(xué)生可根據(jù)需要選擇注冊相應(yīng)的課程，進(jìn)行網(wǎng)上討論、測試等，完成自主學(xué)習(xí)。但慕課還有許多需要完善的地方，如教學(xué)質(zhì)量的保證、人與人面對面的交流問題等。
在大力發(fā)展職業(yè)教育的今天，培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展需要的高素質(zhì)技能型人才是職業(yè)院校的職責(zé)所在。深化教學(xué)改革，教材的選擇、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)以及教學(xué)手段的更新尤為重要。同時應(yīng)注重完善教學(xué)管理體制，實(shí)時反饋整改，打造一流職業(yè)人才培養(yǎng)基地。
參考文獻(xiàn)：
[1]邢淑蘭.以創(chuàng)新型教學(xué)方法提高職業(yè)院校心理學(xué)教學(xué)質(zhì)量邢淑蘭[J].山東社會科學(xué)，2015（S2）：294-295.
大多數(shù)核酶通過催化轉(zhuǎn)磷酸酯和磷酸二酯鍵水解反應(yīng)參與RNA自身剪切、加工過程。
核酶一詞用于描述具有催化活性的RNA, 即化學(xué)本質(zhì)是核糖核酸(RNA), 卻具有酶的催化功能。核酶的作用底物可以是不同的分子, 有些作用底物就是同一RNA分子中的某些部位。核酶的功能很多,有的能夠切割RNA, 有的能夠切割DNA, 有些還具有RNA 連接酶、磷酸酶等活性。與蛋白質(zhì)酶相比，核酶的催化效率較低，是一種較為原始的催化酶。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
1953年4月25日，英國著名科學(xué)雜志《自然》發(fā)表了美國生物學(xué)家沃森和英國物理學(xué)家克里克合作的《核酸的分子結(jié)構(gòu)―脫氧核糖核酸的結(jié)構(gòu)》一文，解答了生命的秘密所在，奏響了分子生物學(xué)的劃時代樂章。西班牙超現(xiàn)實(shí)主義畫家達(dá)利對DNA結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)者極為崇拜，并與沃森見了面。在《核酸的分子結(jié)構(gòu)―脫氧核糖核酸的結(jié)構(gòu)》這篇后的第十年、沃森和克里克榮獲諾貝爾獎的第二年，達(dá)利創(chuàng)作了《半乳糖苷核酸―向克里克和沃森致敬》，表達(dá)了他對DNA像“上帝”一樣的頂禮膜拜，而他的這個“上帝”正是自然科學(xué)。
但19世紀(jì)上半葉之前，在西方確實(shí)幾乎沒有人懷疑過那個萬能的上帝在創(chuàng)造生命萬物中所表現(xiàn)出的無所不能。直到21世紀(jì)，仍有相當(dāng)數(shù)量的人甚至專家仍相信是神靈設(shè)計和創(chuàng)造了生命世界。科學(xué)會給我們答案，科學(xué)事實(shí)證明，約在35億年前，原始地球溫暖的海洋中，出現(xiàn)了某種大分子物質(zhì)，這種物質(zhì)能夠?qū)崿F(xiàn)自身復(fù)制，經(jīng)過漫長的歲月，由這種物質(zhì)進(jìn)化出了500多萬種不同的生命形式。
對物種進(jìn)化論進(jìn)行詳細(xì)研究的是英國生物學(xué)家達(dá)爾文，他于1859年出版了《物種起源》一書，該書論述了地球物種的進(jìn)化機(jī)制及其過程。當(dāng)時他廣泛地搜集信息、資料，就像一個癡迷智力拼圖游戲的人。但他不知道最終需要多少塊圖板，才能解釋多樣的動植物是怎樣形成、在地球上如何分布，以及如何將化石拼入圖畫。達(dá)爾文耐心地進(jìn)行拼接，有些板塊則是他從篩選的科學(xué)雜志和游記中得到的。另外，他素描了加拉帕戈斯群島上的“達(dá)爾文雀”（科學(xué)家以他的名字命名），他發(fā)現(xiàn)這些地雀均由同一種鳥進(jìn)化而來，并且這種鳥來自大陸。這些鳥的“喙”（鳥嘴）為了不同進(jìn)食目的而逐漸進(jìn)化出不同的形狀，給達(dá)爾文留下了深刻的印象，以至于他在發(fā)表的《研究日記》第二版中加上這些插畫，“達(dá)爾文雀”是生物進(jìn)化論中最著名的例證之一（圖a）。
此外，英國生物學(xué)家胡克約在1665年繪制的用顯微鏡觀察到的軟木生物結(jié)構(gòu)畫，他將木中的“小孔”稱為細(xì)胞。此處所說的小孔實(shí)際上是曾經(jīng)存活的植物細(xì)胞的外緣，是死亡細(xì)胞的殘跡。后來“細(xì)胞”這一名詞被用來描述完整的活的細(xì)胞，并成為生命科學(xué)中最為重要的專業(yè)術(shù)語之一（圖c）。
20世紀(jì)，荷蘭著名畫家埃舍爾的版畫表明了生命物種是可以隨時空不同而漸變的，并且在演化過程中弱肉強(qiáng)食、適者生存，可以說它是生物進(jìn)化論形象的藝術(shù)描繪（題圖）。
對生命繁衍及其孕育的描繪
物種的繁衍是生命得以延續(xù)的自然形式，而人類生命的延續(xù)是建立在有性繁殖基礎(chǔ)之上。500多年前，達(dá)?芬奇繪制了大量令人不可思議的人體解剖素描圖。英國華威大學(xué)臨床解剖學(xué)教授彼得?亞伯拉罕斯表示，達(dá)?芬奇人體素描圖的精確度與當(dāng)前任何科學(xué)畫家繪制的圖像不相上下。他進(jìn)一步解釋：“達(dá)?芬奇是一位非常細(xì)心的觀察者，不放過每一個細(xì)節(jié)，同時，達(dá)?芬奇也是一位非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)家，進(jìn)行過大量實(shí)驗(yàn)。因此，達(dá)?芬奇所繪制的素描擁有驚人的準(zhǔn)確度?！?/p>
雖然達(dá)?芬奇的人體解剖素描圖擁有驚人的精確度，但他仍然無法擺脫一些觀點(diǎn)。例如，他認(rèn)為人類的生殖系統(tǒng)在某種程度上與植物的生殖系統(tǒng)類似。達(dá)芬奇在筆記中寫道：“所有種子都有一個臍帶，在種子成熟后斷開。類似地，植物也有子宮和隔膜，種子在莢狀子宮內(nèi)發(fā)育?！彼栽诿枋鎏旱乃孛鑸D中，達(dá)芬奇筆下的子宮也像花瓣一樣打開。
畢加索也曾對生命的繁衍和孕育進(jìn)行過描述，他的繪畫《海邊的母與子》使我們想到了那首“大海呀大海，就像媽媽一樣……”的歌。從某種意義上說，海洋創(chuàng)生和孕育了地球生命，提供了生物進(jìn)化和生存的諸種必要條件，例如水和地球上絕大部分的氧氣等。
對基因“力量”的描繪
現(xiàn)在我們知道，沃森和克里克發(fā)現(xiàn)的大分子DNA（脫氧核糖核酸）是解開生物本質(zhì)的關(guān)鍵，它儲存著世代相傳的遺傳信息，掌管極度復(fù)雜的細(xì)胞世界。但在20世紀(jì)50年代初，他們希望找出其三維立體結(jié)構(gòu)、得以一窺“生命的秘密”是多么的困難。1953年2月28日，他們的發(fā)現(xiàn)終于平息了自古以來的爭論：生命的本質(zhì)像自然科學(xué)課上的化學(xué)反應(yīng)一樣，是物理和化學(xué)作用下的產(chǎn)物，而不是源自神圣力量的運(yùn)作。隨著雙螺旋結(jié)構(gòu)圖景的明確，人類關(guān)于生命的千古爭論一一得到了解答。
我們都知道“種瓜得瓜，種豆得豆”的道理，它是奧地利生物學(xué)家、現(xiàn)代遺傳學(xué)之父孟德爾留給我們的最基本、最通俗的基因遺傳表述?；蚴沁z傳的基本單位，由DNA組成，并構(gòu)成部分染色體。它決定著由親代遺傳而來的生物體的性狀?；蛴胁煌男问剑@性和隱性），可決定這些物種性狀的表現(xiàn)方式。例如，下面畫中園丁鳥和蜜蜂的行為看起來比它們的同類高明，但實(shí)際上，這只是因?yàn)樗鼈兊幕蚺c同類稍有區(qū)別而已。人類富于意識、智慧和情感的根本原因也在于此。
對生命生存環(huán)境的不同描繪
一、引言
縱觀全球，轉(zhuǎn)基因飼料因其價格優(yōu)勢，在許多發(fā)展中國家擁有廣泛市場，廉價的轉(zhuǎn)基因飼料為解決全球糧食問題作出了很大程度的貢獻(xiàn)。目前，我國轉(zhuǎn)基因作物種植面積已有6.7萬多hm2，列世界第4位，大部分轉(zhuǎn)基因作物及其副產(chǎn)品如豆粕、棉籽粕和菜籽粕等被廣泛用作飼料原料。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國每年進(jìn)口大豆或大豆粕2000多萬噸，其中相當(dāng)一部分是轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品。[1]目前在飼料原料中應(yīng)用最為廣泛的是轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物，常規(guī)飼料中豆粕比例為25%～30%，玉米比例為60%～65%，若玉米和餅粕類飼料均來自轉(zhuǎn)基因飼料，其比例占飼糧組成95%以上。可見轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物原料占整個飼料成分的比例很大。[2]我國的農(nóng)畜大多是由這些轉(zhuǎn)基因飼料所喂養(yǎng)的，而這些農(nóng)畜的下一級消費(fèi)者是人類。因此，我認(rèn)為，轉(zhuǎn)基因飼料的安全與否，是關(guān)系著人類的健康、社會的穩(wěn)定乃至經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大問題。
二、轉(zhuǎn)基因飼料的本質(zhì)分析
轉(zhuǎn)基因飼料是由轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物為主要原料制成的。轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物是由人們應(yīng)用重組DNA技術(shù)，將外源基因入植物細(xì)胞，并在其中整合、表達(dá)和傳代，從而創(chuàng)造出新型的植物，通過這種方法創(chuàng)造出來的新型植物。和普通的農(nóng)作物相比，這些農(nóng)作物有著抗病、抗蟲。產(chǎn)量高和品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。從源頭分析，導(dǎo)入的外源基因的本質(zhì)是脫氧核糖核酸（DNA）。DNA是由四種脫氧核糖核酸ATGC通過磷酸二酯鍵連接而形成的。我們所說的轉(zhuǎn)基因則是通過內(nèi)切酶等手段切斷DNA后再連入一段特定DNA并篩選得到成功插入個體的過程。根據(jù)中心法則，轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物優(yōu)于普通農(nóng)作物的原因是，導(dǎo)入的特定DNA序列轉(zhuǎn)錄為mRNA，再經(jīng)翻譯為蛋白質(zhì)，優(yōu)良性狀得以表達(dá)。
三、轉(zhuǎn)基因飼料的安全性分析
從基因水平看，新導(dǎo)入的DNA和自然DNA的化學(xué)本質(zhì)相同；兩者所轉(zhuǎn)錄的mRNA的化學(xué)本質(zhì)相同，只是由于兩者的序列不同而導(dǎo)致翻譯的蛋白質(zhì)不同。那么轉(zhuǎn)基因飼料的安全性關(guān)鍵就取決于轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的蛋白質(zhì)是否安全。綜合國內(nèi)外的信息看，未曾發(fā)現(xiàn)有關(guān)于人類食用轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物后產(chǎn)生不良影響的報告，只有少數(shù)論文的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明對小白鼠使用轉(zhuǎn)基因飼料后某些生理指標(biāo)會產(chǎn)生變化。從根本上來說，現(xiàn)在我們所食用的自然農(nóng)作物，本質(zhì)上也是由于人類長期選育而基因改良的結(jié)果。轉(zhuǎn)基因只是為了縮短選育時間而采用的一種改變基因的方法。2016年年初，廣西壯族自治區(qū)玉林市陸川縣土豬在食用轉(zhuǎn)基因飼料的同時出現(xiàn)死亡率上升的情形。經(jīng)過江南大學(xué)關(guān)于轉(zhuǎn)基因飼養(yǎng)家畜相關(guān)問題研究大創(chuàng)團(tuán)隊(duì)于2016年4月下旬前往陸川縣八角村進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，沒有發(fā)現(xiàn)大白豬有異常情況，即使2012年到2013年稍有問題出現(xiàn)，但近兩年情況明顯好轉(zhuǎn)，值得一提的是，由于健康衛(wèi)生的養(yǎng)豬方法的推廣，陸川豬近幾年在飼養(yǎng)方面進(jìn)步明顯，而農(nóng)民所反映的大白豬幼崽出欄率下降極有可能是個別現(xiàn)象。
四、結(jié)語
目前并沒有充分證據(jù)證明轉(zhuǎn)基因飼料的安全性低于非轉(zhuǎn)基因飼料的安全性。
（作者單位為江南大學(xué)）
[課題項(xiàng)目：本文系江南大學(xué)省級大創(chuàng)項(xiàng)目（201610295013Y）。]
參考文獻(xiàn)
課程代碼：03179
請考生按規(guī)定用筆將所有試題的答案涂、寫在答題紙上。
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1.答題前，考生務(wù)必將自己的考試課程名稱、姓名、準(zhǔn)考證號用黑色字跡的簽字筆或鋼筆填寫在答題紙規(guī)定的位置上。
2.每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題紙上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號。不能答在試題卷上。
一、單項(xiàng)選擇題(本大題共46小題，每小題1分，共46分)
在每小題列出的四個備選項(xiàng)中只有一個選項(xiàng)是符合題目要求的，請將其選出并將“答題紙”的相應(yīng)代碼涂黑。未涂、錯涂或多涂均無分。
1.下列氨基酸中，屬于酸性氨基酸的是
A.谷氨酸 B.谷氨酰胺
C.蛋氨酸 D.苯丙氨酸
2.維持核酸一級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的化學(xué)鍵是
A.1′，3′-磷酸二酯鍵 B.2′，3′-磷酸二酯鍵
C.2′，5′-磷酸二酯鍵 D.3′，5′-磷酸二酯鍵
3.下列含氮有機(jī)堿中，不出現(xiàn)在DNA分子中的是
A.胸腺嘧啶 B.尿嘧啶
C.腺嘌呤 D.鳥嘌呤
4.嘌呤的分解產(chǎn)物過多可引起痛風(fēng)，該物質(zhì)是
A.肌酐 B.肌酸
C.尿酸 D.尿素
5.核酸分子的紫外吸收峰波長約為
A.160nm B.180nm
C.260nm D.280nm
6.酶促反應(yīng)的高催化效率的主要原因是
A.酶能增加底物的反應(yīng)活性 B.酶能增加產(chǎn)物的反應(yīng)活性
C.酶能極大地降低反應(yīng)活化能 D.酶能極大地降低活化分子數(shù)
7.酶具有不穩(wěn)定性的主要原因是
A.酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì) B.酶結(jié)合了金屬離子為輔助因子
C.酶結(jié)合了維生素為輔酶 D.酶主要以無活性的酶原形式存在
8.若酶的活性中心有半胱氨酸殘基組成必需基團(tuán)，則這類酶稱為
A.變構(gòu)酶 B.結(jié)合酶
C.羥基酶 D.巰基酶
9.下列例子中，屬于酶的不可逆抑制的是
A.重金屬鉛對羥基酶的抑制 B.磺胺類藥物的抑菌作用
C.氨甲蝶呤抑制腫瘤細(xì)胞生長 D.5-氟尿嘧啶抑制細(xì)胞核酸合成
10.發(fā)生肝炎或肝硬化后，血清內(nèi)何種乳酸脫氫酶(LDH)同工酶顯著升高?
A.LDHl和LDH2 B.LDH2和LDH3
C.LDH3和LDH4 D.LDH4和LDH5
11.常見的脫氫酶輔酶NAD+的全稱是
A.黃素單核苷酸 B.黃素腺嘌呤二核苷酸
C.煙酰胺腺嘌呤二核苷酸 D.煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸
12.抗生素磺胺和化療藥氨甲蝶呤的作用機(jī)制均與一種維生素合成有關(guān)，這種維生素是
A.泛酸 B.葉酸
C.生物素 D.維生素B12
13.糙皮病的發(fā)生主要與何種水溶性維生素缺乏有關(guān)?
A.維生素B1 B.維生素PP
C.葉酸 D.泛酸
14.由非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃拇x過程稱為
A.磷酸戊糖途徑 B.糖酵解
C.糖異生 D.有氧氧化
15.脂質(zhì)的生理功能不包括
A.儲能、供能 B.免疫功能
C.構(gòu)成生物膜 D.轉(zhuǎn)變成激素
16.脂肪酸在體內(nèi)的主要分解方式是
A.無氧酵解 B.有氧氧化
C.β-氧化 D.聯(lián)合脫氨基
l7.下列物質(zhì)中，不屬于酮體的是
A.乙酰乙酸 B. β-羥丁酸
C.草酰乙酸 D.丙酮
18.負(fù)責(zé)運(yùn)輸外源性(食物)三酰甘油及膽固醇至全身各組織利用的脂蛋白是
A.乳糜微粒 B.極低密度脂蛋白
C.低密度脂蛋白 D.高密度脂蛋白
19.中國發(fā)病率較高的兩種高脂血癥類型是
A.I型和II型 B.I型和V型
C.II型和型Ⅳ型 D.III型和Ⅳ型
20.下列分子中，屬于呼吸鏈遞氫體的是
A.細(xì)胞色素 B.尼克酰胺
C.黃素酶 D.鐵硫蛋白
21.FADH2經(jīng)琥珀酸氧化呼吸鏈氧化，測得的P／O值近乎為
A.1.5 B.2.5
C.3.5 D.4.5
22.下列化合物中，能阻斷電子從細(xì)胞色素b到細(xì)胞色素c傳遞的是
A.魚藤酮 B.抗霉素A
C.氰化物 D.疊氮化物
23.下列分子中，能直接向磷酸肌酸轉(zhuǎn)移高能磷酸鍵的是
A.ATP B.GTP
C.CTP D.UTP
24.下列物質(zhì)中，屬于小分子抗氧化物的是
A.泛醌 B.FAD
C.ADP D.SOD
25.甲狀腺素調(diào)節(jié)氧化磷酸化的機(jī)制之一是
A.促進(jìn)細(xì)胞膜上Na+、K+-ATP酶生成
B.增加細(xì)胞色素酶系活性
C.抑制ATP合酶活性
D.激活NADH脫氫酶活性
26.作為腎小管上皮細(xì)胞分泌氨來源的氨基酸是
A.谷氨酰胺 B.丙氨酸
C.賴氨酸 D.半胱氨酸
27.下列代謝紊亂中，與高血氨所致腦功能障礙密切相關(guān)的是
A.尿素合成障礙 B.酮體合成減少
C.肝脂肪酸β-氧化降低 D.肝糖原合成減少
28.氨基酸可以轉(zhuǎn)變成其它營養(yǎng)物質(zhì)，但不能轉(zhuǎn)變成
A.糖 B.脂肪
C.膽固醇 D.營養(yǎng)必需脂肪酸
29.下列關(guān)于酶活性調(diào)節(jié)特點(diǎn)中，不屬于酶變構(gòu)調(diào)節(jié)的是
A.酶蛋白分子中存在調(diào)節(jié)部位或調(diào)節(jié)亞基
B.變構(gòu)劑與酶蛋白分子非共價結(jié)合
C.消耗ATP
D.屬于快速調(diào)節(jié)
30.長期服用安眠藥苯巴比妥產(chǎn)生耐藥的原因之一是肝加單氧酶活性升高，其本質(zhì)屬于
A.藥物誘導(dǎo)酶合成增加 B.藥物變構(gòu)激活酶活性
C.藥物促進(jìn)酶化學(xué)修飾 D.藥物抑制酶蛋白降解
31.下列激素中，作用于細(xì)胞內(nèi)受體的是
A.腎上腺素 B.胰高血糖素
C.胰島素 D.雌激素
32.下列第二信使中，作用于PKA，使其活化的是
A.cAMP B.IP3
C.Ca2+ D.DG
33.發(fā)生等滲性脫水時，應(yīng)補(bǔ)充
A.0.9％生理鹽水為主 B.5％葡萄糖水為主
C.等量5％葡萄糖水和0.9％生理鹽水 D.GIK補(bǔ)液
34.下列金屬離子濃度與神經(jīng)和肌肉應(yīng)激性無關(guān)的是
A.Mg2+ B.Na+
C.K+ D.Cu2+
35.臨床上常用的GIK補(bǔ)液中的“K”指的是
A.氯化鈉 B.氯化鉀
C.氯化鎂 D.氯化鈣
36.體內(nèi)最主要的內(nèi)源性堿性物質(zhì)來源是
A.氨基酸分解產(chǎn)生的氨 B.磷脂分解生成的膽堿
C.磷脂分解生成的乙醇胺 D.腸道內(nèi)蛋白腐敗產(chǎn)生的胺類物質(zhì)
37.下列關(guān)于血漿晶體滲透壓的敘述，正確的是
A.血漿晶體滲透壓主要取決于白蛋白濃度
B.形成血漿晶體壓的無機(jī)小分子維持了血容量
C.血漿晶體滲透壓比膠體滲透壓高
D.血漿晶體滲透壓降低導(dǎo)致組織水腫
38.下列血漿蛋白中，不能用醋酸纖維素膜電泳分辨的是
A.白蛋白 B. β-球蛋白
C.γ-球蛋白 D.轉(zhuǎn)鐵蛋白
39.鐮刀狀細(xì)胞貧血所測得的血紅蛋白是
A.α2ε2 B.α2γ2
C.α2β2 D.HbS
40.下列哪種物質(zhì)缺乏，可能造成巨幼紅細(xì)胞性貧血?
A.維生素A B.維生素D
C.維生素B5 D.葉酸
41.主要提供紅細(xì)胞能量的代謝途徑是
A.糖酵解 B.糖有氧氧化
C.脂肪酸β-氧化 D.酮體利用
42.蠶豆病紅細(xì)胞遺傳缺陷的酶是
A.己糖激酶 B.6-磷酸葡萄糖脫氫酶
C.磷酸果糖激酶 D.乳酸脫氫酶
43.肝功嚴(yán)重受損時出現(xiàn)蜘蛛痣和肝掌，是下列哪種激素滅活減少所致?
A.雄激素 B.雌激素
C.腎上腺素 D.去甲腎上腺素
44.屬于肝生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)第二相反應(yīng)的是
A.氧化反應(yīng) B.水解反應(yīng)
C.還原反應(yīng) D.與葡萄糖醛酸結(jié)合反應(yīng)
45.下列膽汁酸中，屬于次級膽汁酸的是
A.膽酸 B.甘氨膽酸
C.牛磺膽酸 D.脫氧膽酸
46.下列黃疸特點(diǎn)中，屬于肝后性黃疸的是
A.血中未結(jié)合膽紅素升高 B.血中結(jié)合膽紅素升高
C.尿膽紅素陰性 D.尿膽素升高
非選擇題部分
注意事項(xiàng)：
用黑色字跡的簽字筆或鋼筆將答案寫在答題紙上，不能答在試題卷上。
二、名詞解釋題(本大題共6小題，每小題3分，共18分)
47.反密碼環(huán)
48.脂溶性維生素
49.脂肪動員
50.呼吸鏈
51.微量元素
52.膽素原的腸肝循環(huán)
三、簡答題(本大題共3小題，每小題8分，共24分)
53.何為蛋白質(zhì)的變性?簡述其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。
54.簡述血氨的來源與去路。
病毒（Virus）由一種核酸分子與蛋白質(zhì)（Protein）構(gòu)成（朊病毒只有蛋白質(zhì)、類病毒僅含RNA）.病毒個體微小，結(jié)構(gòu)簡單，沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只能寄生在活細(xì)胞中，所以病毒不能獨(dú)立代謝.在自身遺傳物質(zhì)的指導(dǎo)下，由宿主細(xì)胞提供原料、能量等，進(jìn)行復(fù)制繁殖.
二、病毒的知識要點(diǎn)
1.知識構(gòu)建（圖1）
圖1 病毒的知識構(gòu)建
2.病毒熱點(diǎn)問題歸類
病毒與人體健康：SARS病毒破壞人體的肺部等處的細(xì)胞；乙肝病毒破壞肝細(xì)胞；脊髓灰質(zhì)炎病毒破壞運(yùn)動神經(jīng)元，導(dǎo)致小兒麻痹癥；HIV破壞淋巴細(xì)胞，使人喪失免疫力；高致病性禽流感病毒引起禽流感等.
病毒在教材中的應(yīng)用：在細(xì)胞工程中，某些病毒可以作為細(xì)胞融合的誘導(dǎo)劑，例如仙臺病毒；在基因工程中，病毒可以作為目的基因的運(yùn)載體；病毒在單克隆抗體中制備生物導(dǎo)彈；通過病毒抗原研制疫苗等.
案例 由A型流感病毒中的H5N1亞型引起的禽流感是一種高致病性禽類傳染病，其發(fā)病率和死亡率都很高.下列關(guān)于禽流感病毒的說法正確的是（ B ）
A.雖然能引發(fā)傳染病，但是其沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，因此它不是生物
B.能引發(fā)傳染病，必須寄生在活細(xì)胞內(nèi)
C.在人工配制的富含有機(jī)物的培養(yǎng)基上就可以培養(yǎng)
D.通過細(xì)胞分裂進(jìn)行繁衍后代
命題意圖 以新情境H5N1為載體，考查病毒的特點(diǎn)，體現(xiàn)新課標(biāo)要求的理論聯(lián)系實(shí)踐的能力.
3.病毒的命題要點(diǎn)
認(rèn)識常見病毒：DNA病毒中的噬菌體、天花病毒和乙肝病毒，RNA病毒中的HIV、煙草花葉病毒；理解病毒與細(xì)胞的典型不同之處：僅有DNA或RNA，遺傳物質(zhì)為DNA或RNA，不能獨(dú)立代謝，只能寄生在活細(xì)胞中；對教材的挖掘：以教材中涉及的病毒的知識為素材，直接考查教材相關(guān)核心知識點(diǎn)；新情境試題：以病毒為素材，考查病毒的相關(guān)特點(diǎn)，并基于此考查新課標(biāo)對學(xué)生的四種能力的要求（理解能力、實(shí)驗(yàn)與探究能力、獲取信息的能力、綜合運(yùn)用的能力）.
三、高考題賞析及命制意圖分析
1.考查理解能力
例1 （2013年上海卷）下列關(guān)于乙型肝炎病毒的說法正確的是（ B ）
A. 能在人體血漿中增殖
B.不能寄生在呼吸道黏膜細(xì)胞中
C.核酸中含5種含氮堿基
D.蛋白質(zhì)由自身的核糖體合成
命制意圖 本題以乙肝病毒為素材，考查病毒的生活方式與繁殖及遺傳物質(zhì)的相關(guān)知識.意在考查學(xué)生的識記能力與理解能力.
解析 病毒不能獨(dú)立增殖，必須寄生在活細(xì)胞中才能繁殖后代；乙型肝炎病毒主要在肝細(xì)胞中增殖；每個病毒只會含一種核酸，即DNA或RNA，因此其核酸中只含有4種堿基；病毒自身沒有細(xì)胞器.
例2 （2013年海南卷）關(guān)于T2噬菌體的敘述，正確的是（ D ）
A.T2噬菌體的核酸和蛋白質(zhì)中含硫元素
B.T2噬菌體寄生于酵母菌和大腸桿菌中
C.RNA和DNA都是T2噬菌體的遺傳物質(zhì)
D.T2噬菌體可利用寄主體內(nèi)的物質(zhì)大量增殖
命制意圖 本題以T2噬菌體為載體，實(shí)則考查“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)” ，要求學(xué)生在識記的基礎(chǔ)上，理解該實(shí)驗(yàn)的原理，從而選出答案.
例3 （2015年安徽模擬）2014年2月，非洲地區(qū)再次爆發(fā)新一輪的埃博拉病毒疫情.據(jù)國外媒體報道，此次疫情已導(dǎo)致非洲利比里亞等多個國家兩千人死亡，目前仍無很好治療方法，引起了全世界對非洲疫情及病毒傳染性的關(guān)注與警惕.下列有關(guān)埃博拉病毒敘述不正確的是（ C ）
①為獲得大量埃博拉病毒用于研究，可以用培養(yǎng)基在體外培養(yǎng)；
②該病毒的遺傳物質(zhì)是DNA和RNA；
③該病毒結(jié)構(gòu)簡單，沒有任何細(xì)胞器；
④該病毒增殖時，遺傳信息和氨基酸等肥料由宿主細(xì)胞提供；
⑤該病毒主要由蛋白質(zhì)和核酸組成，是最小的生命系統(tǒng).
A.2項(xiàng) B.3項(xiàng) C.4項(xiàng) D.5項(xiàng)
命制意圖 該題以“埃博拉病毒”為背景材料（該素材在2015年重慶理綜卷第7題也有出現(xiàn)），考查病毒的有關(guān)知識，病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，組成成分是蛋白質(zhì)和核酸，不能獨(dú)立完成生命活動是解題的關(guān)鍵.
2.考查獲取信息的能力
例4 （2015年全國理綜卷I）人或動物PrP基因編碼一種蛋白（PrPc），該蛋白無致病性. PrPc的空間結(jié)構(gòu)改變后成為PrPBc （朊粒），就具有了致病性.PrPBc可以誘導(dǎo)更多PrPc的轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPBc，實(shí)現(xiàn)朊粒的增值，可以引起瘋牛病.據(jù)此判下列敘述正確的是（ C ）
A.朊粒侵入機(jī)體后可整合到宿主的基因組中
B.朊粒的增殖方式與肺炎雙球菌的增殖方式相同
C.蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的改變可以使其功能發(fā)生變化
D. PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPBc的過程屬于遺傳信息的翻譯過程
命制意圖 本題以朊病毒為載體，考查了學(xué)生從題干獲取信息的能力.考查了細(xì)胞增值、基因的表達(dá)、結(jié)構(gòu)決定功能的生物學(xué)觀點(diǎn).PrPc的空間結(jié)構(gòu)改變后成為PrPBc，產(chǎn)生了致病性，原因是空間結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致功能改變.
例5 （模擬題）對瘋牛病的某病原體進(jìn)行研究時發(fā)現(xiàn)， 該病原體對核酸酶不敏感，而對蛋白酶敏感， 用各種核酸水解酶處理后仍具有感染性.從生命的化學(xué)本質(zhì)看， 與該病原體的感染性相關(guān)的物質(zhì)最可能是（ B ）
A.核酸 B.蛋白質(zhì) C.水 D.多糖
命制意圖 考查學(xué)生獲取信息能力.結(jié)合題干信息“該病原體對核酸酶不敏感，對蛋白酶敏感”分析，聯(lián)系必修一酶的專一性知識，可解決該問題.
4.考查綜合運(yùn)用能力
例6 （2015年全國理綜卷Ⅰ）HIV屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒，是艾滋病的病原體.回答下列問題：
（1）用基因工程方法制備HIV的某蛋白（目的蛋白）時，可先提取HIV中的 ，以其作為模板，在 的作用下合成 .獲取該目的蛋白的基因，構(gòu)建重組表達(dá)載體，隨后導(dǎo)入受體細(xì)胞.
（2）從受體細(xì)胞中分離純化出目的蛋白，該蛋白作為抗原注入機(jī)體后，刺激機(jī)體產(chǎn)生的可與此蛋白結(jié)合的相應(yīng)分泌蛋白是 .該分泌蛋白可用于檢測受試者血清中的HIV，檢測的原理是 .
（3）已知某種菌導(dǎo)致的肺炎在健康人群中罕見，但是在艾滋病患者中卻多發(fā).引起這種現(xiàn)象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部分 細(xì)胞，降低了患者免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能.
（4）人的免疫系統(tǒng)有 癌細(xì)胞的功能，艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易發(fā)生惡性腫瘤.
命制意圖 該題以HIV為素材，考查學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決生物學(xué)問題的能力，教師要注重引領(lǐng)學(xué)生回歸教材，夯實(shí)基礎(chǔ).該題考查了基因工程的操作過程以及特異性免疫的相關(guān)知識.HIV是逆轉(zhuǎn)錄病毒，需要逆轉(zhuǎn)錄酶完成逆轉(zhuǎn)錄過程；HIV攻擊人體T淋巴細(xì)胞，使人幾乎喪失一切免疫力；人體免疫系統(tǒng)具有三個功能，即防衛(wèi)功能、監(jiān)控和清除功能.
)
A．都可通過體液運(yùn)輸?shù)饺?/p>
B．都在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用
C．發(fā)揮作用后都立即被滅活
D．都能在常溫下與雙縮脲試劑發(fā)生作用，產(chǎn)生紫色反應(yīng)
2．(2020·北京，4)用新鮮制備的含過氧化氫酶的馬鈴薯懸液進(jìn)行分解H2O2的實(shí)驗(yàn)，兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。第1組曲線是在pH＝7.0、20
℃條件下，向5
mL
1%的H2O2溶液中加入0.5
mL酶懸液的結(jié)果。與第1組相比，第2組實(shí)驗(yàn)只做了一個改變。第2組實(shí)驗(yàn)提高了(
)
A．懸液中酶的濃度
B．H2O2溶液的濃度
C．反應(yīng)體系的溫度
D．反應(yīng)體系的pH
3．(2020·山東，1)經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加工的蛋白質(zhì)進(jìn)入高爾基體后，S酶會在其中的某些蛋白質(zhì)上形成M6P標(biāo)志。具有該標(biāo)志的蛋白質(zhì)能被高爾基體膜上的M6P受體識別，經(jīng)高爾基體膜包裹形成囊泡，在囊泡逐漸轉(zhuǎn)化為溶酶體的過程中，帶有M6P標(biāo)志的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為溶酶體酶；不能發(fā)生此識別過程的蛋白質(zhì)經(jīng)囊泡運(yùn)往細(xì)胞膜。下列說法錯誤的是(
)
A．M6P標(biāo)志的形成過程體現(xiàn)了S酶的專一性
B．附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體參與溶酶體酶的合成
C．S酶功能喪失的細(xì)胞中，衰老和損傷的細(xì)胞器會在細(xì)胞內(nèi)積累
D．M6P受體基因缺陷的細(xì)胞中，帶有M6P標(biāo)志的蛋白質(zhì)會聚集在高爾基體內(nèi)
4．(2016·全國Ⅰ，3)若除酶外所有試劑已預(yù)保溫，則在測定酶活力的實(shí)驗(yàn)中，下列操作順序合理的是(
)
A．加入酶加入底物加入緩沖液保溫并計時一段時間后檢測產(chǎn)物的量
B．加入底物加入酶計時加入緩沖液保溫一段時間后檢測產(chǎn)物的量
C．加入緩沖液加入底物加入酶保溫并計時一段時間后檢測產(chǎn)物的量
D．加入底物計時加入酶加入緩沖液保溫一段時間后檢測產(chǎn)物的量
5．(2020·河北衡水中學(xué)質(zhì)檢)下列有關(guān)酶的實(shí)驗(yàn)設(shè)計思路，正確的是(
)
A．利用過氧化氫和過氧化氫酶探究溫度對酶活性的影響
B．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液驗(yàn)證酶的專一性
C．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分別為5、7、9的緩沖液驗(yàn)證pH對酶活性的影響
D．利用過氧化氫、新鮮的豬肝研磨液和氯化鐵溶液研究酶的高效性
6．為探究影響酶活性的因素、驗(yàn)證酶的專一性和高效性等，某同學(xué)設(shè)計了4套方案，如表所示。下列相關(guān)敘述正確的是(
)
方案
催化劑
底物
pH
溫度
①
胃蛋白酶、胰蛋白酶
蛋白塊
中性
室溫
②
淀粉酶
淀粉、蔗糖
適宜
適宜
③
蛋白酶
蛋白質(zhì)
適宜
不同溫度
④
過氧化氫酶、氯化鐵溶液
過氧化氫
強(qiáng)酸性
室溫
A.方案①的目的是探究pH對酶活性的影響，自變量是酶的種類
B．方案②的目的是驗(yàn)證淀粉酶的專一性，可用斐林試劑檢測
C．方案③的目的是驗(yàn)證溫度對酶活性的影響，可用雙縮脲試劑檢測
D．方案④的目的是驗(yàn)證酶的高效性，加酶的一組產(chǎn)生氣泡數(shù)較多
7．某同學(xué)欲通過如圖所示的裝置進(jìn)行與酶有關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究，下列分析正確的是(
)
A．若不同濾紙片上分別附有等量過氧化氫酶、Fe3＋，則該裝置可用于探究酶的專一性
B．該裝置可用于探究溫度對過氧化氫酶活性的影響
C．酶促反應(yīng)速率可用濾紙片進(jìn)入燒杯液面到浮出燒杯液面的時間(t3－t1)來表示
D．該裝置不能用于探究pH對酶活性的影響
8．(2021·東北師大模擬)下列有關(guān)酶的敘述正確的是(
)
A．酶的催化效率比無機(jī)催化劑的高是因?yàn)槊改芙档头磻?yīng)的活化能
B．酶都是在核糖體上合成的
C．在最適溫度和最適pH的條件下，酶對細(xì)胞代謝的調(diào)節(jié)作用最強(qiáng)
D．酶的專一性是指一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)
9．科學(xué)家使用巰基乙醇和尿素處理牛胰核糖核酸酶(牛細(xì)胞中的一種蛋白質(zhì))，可以將該酶去折疊轉(zhuǎn)變成無任何活性的無規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)。若通過透析的方法除去尿素和巰基乙醇，再將沒有活性的酶轉(zhuǎn)移到生理緩沖溶液中，經(jīng)過一段時間以后，發(fā)現(xiàn)胰核糖核酸酶活性得以恢復(fù)。下列敘述不正確的是(
)
A．胰核糖核酸酶空間結(jié)構(gòu)的形成與肽鏈的盤曲、折疊方式等有關(guān)
B．這個實(shí)驗(yàn)說明環(huán)境因素能通過影響蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)而影響其功能
C．用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等處理胰核糖核酸酶也能導(dǎo)致其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變
D．巰基乙醇和尿素處理破壞了胰核糖核酸酶中的肽鍵導(dǎo)致其變性
10．在最適條件下，某一不可逆化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行到t1時，加入催化該反應(yīng)的酶(成分為蛋白質(zhì))。該反應(yīng)在加酶前后反應(yīng)物濃度隨時間的變化如圖所示。下列有關(guān)分析錯誤的是(
)
A．當(dāng)反應(yīng)時間達(dá)到t2時，酶完全失去活性
B．適當(dāng)升高反應(yīng)體系的溫度，t2將會右移
C．t1后反應(yīng)物濃度降低的速率可表示酶促化學(xué)反應(yīng)的速率
D．受反應(yīng)物濃度的限制，tl～t2酶促反應(yīng)速率逐漸減慢
11．用某種酶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是(
)
A．該酶的最適催化溫度不確定
B．圖2和圖4能說明該酶一定不是胃蛋白酶
C．由圖4實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知酶具有高效性
D．由圖3實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知Cl－是該酶的激活劑
12．酶的抑制劑能降低酶的活性，不同的抑制劑對酶活性的影響不同。某科研小組通過實(shí)驗(yàn)研究了兩種抑制劑對某消化酶酶促反應(yīng)速率的影響，對實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析并繪圖，如圖所示。請回答下列問題：
(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量是____________________________，實(shí)驗(yàn)中對無關(guān)變量應(yīng)進(jìn)行控制，該實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量有
________________(答出兩項(xiàng)即可)。
(2)據(jù)圖分析，隨著底物濃度的升高，抑制劑________(填類型)的作用逐漸減弱甚至消失。從活化能的角度分析，推測抑制劑能降低酶促反應(yīng)速率的原因是
________________________________________________________________________。
(3)某同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)是：
a．將某消化酶溶液等分為①②③三組，將每組等分為若干份；
b．在一定條件下將三組消化酶溶液均與等量的不同濃度的底物混合；
c．在①中加入一定量的蒸餾水，②中加入等量的抑制劑Ⅰ，③中加入等量的抑制劑Ⅱ；
d．定時取樣檢測各反應(yīng)中底物的量或產(chǎn)物的量，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果并繪圖。
你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)操作是否正確？________，如果不正確，請進(jìn)行改正：
________
________________________________________________________________________。
13．(2016·全國Ⅱ，29)為了研究溫度對某種酶活性的影響，設(shè)置三個實(shí)驗(yàn)組：A組(20
℃)、B組(40
℃)和C組(60
℃)，測定各組在不同反應(yīng)時間內(nèi)的產(chǎn)物濃度(其他條件相同)，結(jié)果如下圖?；卮鹣铝袉栴}：
(1)三個溫度條件下，該酶活性最高的是________組。
(2)在時間t1之前，如果A組溫度提高10
℃，那么A組酶催化反應(yīng)的速度會________。
(3)如果在時間t2時，向C組反應(yīng)體系中增加2倍量的底物，其他條件保持不變，那么在t3時，C組產(chǎn)物總量______，原因是____________________________________________________
________________________。
(4)生物體內(nèi)酶的化學(xué)本質(zhì)是_________________，其特性有________________________(答出兩點(diǎn)即可)。
答案
1．
D
2．
B
3．
D
4．
C
5．
D
6．
B
7．
C
8．
D
9．
D
10．
A
11．
C
12．
(1)抑制劑種類和底物濃度 溫度、pH、酶濃度、抑制劑的使用量等(合理即可)
(2)Ⅰ 在抑制劑的作用下，酶的活性(催化效率)降低，其降低化學(xué)反應(yīng)活化能的能力下降(合理即可)
(3)不正確 步驟c應(yīng)與步驟b互換，即先對酶溶液進(jìn)行處理再加入底物(合理即可)
13．
(1)B
(2)加快
