1、植物生化一、蛋白質組成結構和功能；二、酶；三、核酸；四、糖脂維生素；五、糖代謝；六、生物氧化；七、脂代謝；八、氨基酸代謝；九、核苷酸代謝；十、DNA合成；十一、RNA代謝；十二、蛋白質合成植物生化課程筆記緒論生物化學的研究內容：1、 生物體的化學組成、分子結構及其功能2、 生物體內的物質代謝、能量代謝及調節(jié)3、 基因的存儲、傳遞、表達及其調控4、 生物化學技術 第一章 蛋白質的組成、結構和功能一、 蛋白質平均含氮量約16%二、 蛋白質的基本結構單元氨基酸1、 氨基酸的基本結構：均為a-氨基酸，a-碳上結合一個氨基（NH3+），一個羧基(COO-),一個氫，一個側鏈基團（R）2、 根據(jù)R基團的極

2、性分成三類：R基團為非極性或疏水性氨基酸（丙氨酸Ala、纈氨酸Val、亮氨酸Leu、異亮氨酸Ile、甲硫氨酸Met、脯氨酸Pro、苯丙氨酸Phe-F、色氨酸Trp-W）；R基團為極性不帶電荷的氨基酸（甘氨酸Gly、絲氨酸Ser、蘇氨酸Thr、半胱氨酸Cys、酪氨酸Tyr-Y、天冬酰胺Asn-N、谷氨酰胺Gln-Q）；R基團為帶電荷氨基酸（天冬氨酸Asp-D、谷氨酸Glu-E、賴氨酸Lys-K、精氨酸Arg-R、組氨酸His）。分類不是絕對的脯氨酸是20種常見氨基酸中唯一的亞氨基酸甲硫氨酸和半胱氨酸含硫，半胱氨酸側鏈帶有一個巰基，有很強的還原性甘氨酸分子量最小苯丙氨酸和色氨酸均為芳香族氨基酸，色

3、氨酸側鏈上有一個吲哚環(huán)酸性氨基酸：天冬氨酸和谷氨酸帶兩個羧基，生理條件下帶負電堿性氨基酸：賴氨酸帶兩個氨基；精氨酸帶一個胍基；組氨酸帶咪唑基，生理條件下帶正電3、 稀有氨基酸：沒有對應的密碼子，是在常見氨基酸的基礎上經(jīng)過化學修飾而形成非蛋白氨基酸：不參與蛋白質的組成，但在生物體內具有一定生理功能，例如組胺4、 氨基酸的重要性質1) 氨基酸的等電點（pI）：使氨基酸分子所帶正負電荷剛好相等的溶液ph值。氨基酸此時分子所帶凈電荷為零，分子間排斥作用大大降低，分子易于凝集沉淀，等電點時氨基酸溶解度最小2) 近紫外光區(qū)220-300nm，色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸有吸收，苯丙氨酸比較弱，一般最大光吸收在

4、280nm處。其他氨基酸在遠紫外光(小于220nm)有光吸收3) 氨基酸的茚三酮反應：酸性溶液，成色反應，測定氨基酸含量4) 氨基酸的成肽反應：一個氨基酸的a-氨基和另外一個氨基酸的a-羧基之間發(fā)生縮合反應，失去一分子水形成酰胺鍵的反應，酰胺鍵又稱肽鍵。肽平面又稱酰胺平面：肽鍵的酰胺氮上的孤電子對與碳基之間發(fā)生共振相互作用，使肽鍵呈共振雜化體結構，使得肽鍵具有部分雙鍵的性質，導致肽鍵不能自由旋轉，使形成肽鍵上的C/O/N/H原子共處于一個平面上。每個肽平面上有6個原子。谷胱甘肽GSH是由谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸組成的重要的三肽。5) 半胱氨酸的巰基反應：半胱氨酸是唯一含有巰基的氨基酸，在氧化環(huán)

5、境中兩個半胱氨酸的巰基靠近以二硫鍵相連形成胱氨酸。二硫鍵對維持蛋白質分子構象發(fā)揮重要作用。自由巰基往往和蛋白質活性有關。三、 蛋白質的分子結構：由于單鍵的旋轉所形成的空間結構稱為構象，決定蛋白質的理化性質和生物學功能1) 一級結構：蛋白質多肽鏈中氨基酸的排列順序及二硫鍵的位置。二硫鍵在蛋白質分子中起著穩(wěn)定空間結構的作用。2) 二級結構：蛋白質分子中各段多肽鏈主鏈原子的空間分布狀態(tài)，即主鏈的空間構象，而不涉及其側鏈的空間排布。通過氫鍵穩(wěn)定。四種類型：-螺旋、-折疊、-轉角和無規(guī)卷曲。-螺旋是多肽鏈主鏈借助氫鍵沿中心軸緊密卷曲而形成的周期性螺旋構象。主要特點：這是蛋白質內最常見的二級結構類型；形成

6、穩(wěn)固的右手螺旋；每3.6個氨基酸殘基螺旋沿中心軸上升一圈，高度0.54nm；每一個肽單元的-CO-基均與其后第四個肽單元的-NH-基形成鏈內氫鍵以維持結構穩(wěn)定，氫鍵基本上與中心軸平行；每個氨基酸殘基的R基團都伸向螺旋的外側。-折疊：兩段以上折疊成鋸齒狀的肽段，通過氫鍵側向聚集成片狀結構。平行：每一行均走向相同；反平行：相鄰兩行C-N走向相反，更穩(wěn)定。-轉角是指多肽鏈形成空間結構的時候常會出現(xiàn)180回折，一般由4個連續(xù)的氨基酸組成。甘氨酸和脯氨酸易于出現(xiàn)。無規(guī)卷曲具有明確而穩(wěn)定的結構，并且受側鏈相互作用大，經(jīng)常構成酶活性部位和蛋白質特異的功能部位。3) 超二級結構：蛋白質分子中相鄰的二級結構單元

7、形成有規(guī)律的二級結構聚集體4) 三級結構是指一條或多條多肽鏈借助各種次級鍵折疊成的具有特殊肽鏈走向的緊密構象，疏水作用力、氫鍵、離子鍵、范德華力，其中疏水作用力最突出。四、 蛋白質結構與功能的關系1) 一級結構和功能的關系：一級結構會決定其高級結構，一級結構改變導致分子?。灰患壗Y構局部斷裂與蛋白質的激活；蛋白質中氨基酸順序的種屬差異和分子進化（有些蛋白質存在于不同生物體內，具有相似的結構和生物學功能，這些蛋白被稱為同源蛋白）2) 蛋白質高級結構與功能的關系：別構效應指一些寡聚蛋白在執(zhí)行功能時，由于一個亞基構象的變化引起其余亞基乃至整個分子構象、性質和功能的變化，但其一級結構不變；構象病指由于蛋

8、白質空間構象的異常變化引起疾病的發(fā)生五、 蛋白質的理化性質1) 蛋白質的兩性性質和等電點2) 紫外吸收性質3) 膠體性質：蛋白質分子大小在膠體質點范圍內；蛋白質表面有極性基團與水有親和性，形成水化層，使蛋白質顆粒不能彼此靠近；蛋白質分子表面電荷可吸附溶液中的反電荷離子，形成雙電層，且表面同種電荷相互排斥使蛋白質不易于聚集沉淀4) 沉淀反應：鹽析是指在蛋白質溶液中加入大量中性鹽，如硫酸銨、硫酸鈉、氯化鈉等使蛋白質溶解度降低并沉淀析出的現(xiàn)象；鹽溶是指當?shù)鞍踪|溶液中的中性鹽濃度很低時，有助于蛋白質吸附相反電荷的鹽離子，穩(wěn)定雙電層，從而穩(wěn)定蛋白質的膠體狀態(tài)，增加蛋白質的溶解性；有機溶劑；重金屬鹽；生物

9、堿試劑；加熱變性；等電點沉淀5) 變性與復性：變性作用指天然蛋白質受到不同理化因素的影響導致氫鍵、鹽鍵等次級結構的高級結構破壞，使分子內部結構發(fā)生改變，空間構象改變導致蛋白質的生物學性質、物理化學性質發(fā)生改變，變性作用并不涉及一級結構的改變。導致生物活性喪生，某些理化性質改變，生物化學性質變化。6) 蛋白質的呈色反應：雙縮脲反應（540nm測蛋白質）；茚三酮反應（也可測氨基酸）；酚試劑反應；考馬斯亮藍結合反應（疏水氨基酸結合）六、 蛋白質的檢測和分離純化1) 蛋白質定量測定：凱氏定氮法（16%，易受非蛋白有機氮的干擾）；紫外法（易受具有紫外光吸收的核酸及其他有機物干擾，280nm）；Folin

10、-酚法（Lowry法，易受其他還原物質干擾）；考馬斯亮藍法（易受非蛋白疏水化合物影響）2) 透析和超濾3) 超速離心4) 層析技術：葡萄糖凝膠和瓊脂糖凝膠，大分子不能進入凝膠孔隙，直接流出，小分子可以進入凝膠顆粒的內部，阻滯作用大，流程長，最后從層析柱中流出5) 電泳技術第二章 酶一、酶催化的特點、命名和分類1) 酶：細胞產(chǎn)生的具有催化活性的生物大分子。除了少數(shù)具有催化活性的RNA以為，絕大多數(shù)酶都是蛋白質。2) 催化特點除了具有一般催化劑的作用特點以外，還有生物催化劑的特點：催化效率高；高度專一性；酶活力收到嚴格的調節(jié)；反應條件溫和；有些酶含有輔因子（輔酶、輔基、金屬離子。輔酶與酶蛋白結合比

11、較松散，可以用物理方法除去，而輔基與酶蛋白結合緊密，不可以用物理方法除去）3) 根據(jù)酶催化的反應性質，分為氧化還原酶類；轉移酶類；水解酶類；裂合酶類；異構酶類；連接酶類二、酶的作用機制1) 酶的活性中心（活性部位）指結合底物和將底物轉化為產(chǎn)物的區(qū)域，包括結合部位和催化部位。特點：活性中心只占酶分子總體積的一小部分；活性部位是一個三維實體；誘導契合；裂隙內一般為疏水環(huán)境；底物通過較弱的次級鍵與酶結合2) 專一性機制：酶的專一性指一定條件下，一種酶只催化一種或一類底物進行某種類型的化學反應?！罢T導契合學說”：酶與底物的結合是動態(tài)的，酶分子與底物接近時，酶蛋白受底物分子誘導其構象發(fā)生有利于底物結合的

12、改變，同時底物構象也發(fā)生改變，酶與底物互補契合進行反應。3) 高效性機制：鄰近效應和定向效應（反應物的反應基團之間和酶的催化基團與底物的反應基團之間的正確取位產(chǎn)生的效應稱為定向效應）；敏感鍵形變效應；疏水環(huán)境；酸堿催化（通過瞬時的向反應物提供質子或從反應物接受質子以穩(wěn)定過渡態(tài)，加速反應的一種機制）；共價催化（親核催化和親電催化，在催化化學反應時，親核催化劑或親電催化劑能分別放出電子或吸取電子并作用于底物的缺電子中心或負電中心，迅速形成不穩(wěn)定的共價中間復合物，降低反應活化能，加快反應速度。典型的親電中心?；?、磷?；?、羰基）；金屬離子催化三、酶活力測定1) 酶活力是指酶催化某一化學反應的能力2)

13、酶活力測定的基本原則：只有初速度能反應酶的真實催化能力（底物濃度減小小于5%）；反應體系中底物濃度要大大超過酶量；要在酶的最適條件下測定酶的活力3) 酶活力的表示：酶活力單位（一個酶活力國際單位指在最適條件下，每分鐘內能催化1umol底物轉化為產(chǎn)物的酶量）；酶比活（每毫克酶制劑中所含的酶活力單位數(shù)，純度）；轉換數(shù)（kcat，指酶被底物飽和時，每秒鐘每一酶分子轉化底物的分子數(shù)，催化效率）四、酶促反應動力學1) 研究酶催化反應的速度及各種因素對反應速度的影響規(guī)律的科學。2) 酶促反應速度：酶促反應動力學中一個基本概念，指單位時間內、單位體積中底物的減少量或底物的增加量，單位為濃度/時間3) Vo=

14、Vmax*S/（Km+S），Km是米氏常數(shù)，等于酶促反應速度達到最大反應速度一半時的底物濃度。特點：Km是酶的一個特征性常數(shù)，對某一酶促反應而言，一定條件下酶具有特定的Km，所以Km是鑒別酶的一個指標；Km可用于表示酶和底物的親和力；Km可以判斷酶的最適底物；判斷反應的代謝方向；Km值可以幫助判斷抑制類型4) 溫度不是酶的特征常數(shù)，最適溫度會變化5) ph不是常數(shù)，受多種因素影響6) 凡是能提高酶活性的物質稱為激活劑7) 凡使酶活性降低或喪失，但不引起酶蛋白變性的化合物稱為酶的抑制劑。分不可逆抑制（共價鍵結合，分非專一性不可逆抑制和專一性不可逆作用）和可逆抑制（非共價鍵結合而引起酶活性降低或喪

15、失，可用透析或超濾等物理方法除去抑制劑而恢復酶的活性）?？赡嬉种品譃椋焊偁幮砸种?，Vmax不變，Km增大；非競爭性抑制，Vmax減小，Km不變；反競爭性抑制，Vmax變小，Km減小。五、酶活力的調節(jié)別構調節(jié)（一些代謝物與酶活性中心以外的部位可逆結合，通過使酶構象發(fā)生變化來改變酶催化活性；協(xié)同效應：一個效應物分子與別構酶的調節(jié)部位結合后，影響第二個效應物分子與調節(jié)部位的結合速率。S形曲線）酶的共價修飾（可逆的磷酸化和脫磷酸化）；酶原激活；同工酶（催化同一種化學反應，但酶結構和性質不同的一組酶）第三章 核酸一、核酸的概念和組成1) 分類：DNA、RNA（r核糖體、m信使、t轉運）2) 元素組成：P

16、的含量相對比較穩(wěn)定，DNA9.9% ，RNA9.5%3) 分子組成：磷酸、戊糖、堿基4) 重要的核苷酸衍生物：多磷酸核苷酸（AMP-ADP-ATP）；環(huán)化核苷酸（cAMP和cGMP作為第二信使，細胞代謝調節(jié)）二、DNA的分子結構1) 通過3,5-磷酸二酯鍵連接，5-磷酸和3-OH，書寫方向5到32) DNA雙螺旋結構模型要點：見復習思考題3) DNA雙螺旋結構穩(wěn)定因素：堿基堆積力（垂直方向，穩(wěn)定的主要作用力）；氫鍵（水平方向）；離子鍵。4) DNA的超螺旋結構：有助于DNA抵抗高溫等干擾和DNA的包裝；自然界一般都是過旋形成額外的右手螺旋，稱為負超螺旋。5) DNA的包裝：與蛋白質一起組裝成復

17、合體，DNA盤繞組蛋白核心而成，電競俠染色質呈串珠狀，其中珠狀物稱為核小體。三、RNA的分子結構1) 通過3,5-磷酸二酯鍵連接2) tRNA一級結構特點：由70-90個核苷酸組成；含有較多的稀有堿基；3端為CAA，可接受活化的氨基酸。二級結構呈三葉草形。三級結構像倒L型3) mRNA分子結構：含量最少，為蛋白質合成的模板，空間結構不重要，一級結構很重要。真核生物為單順反子，即一個mRNA分子只包含一條多肽鏈的信息，5有帽，3端有尾；原核生物多順反子，一個mRNA分子往往含有幾個功能上相關的蛋白質編碼序列，可翻譯出多種蛋白質4) rRNA含量最多，80%左右，與蛋白質形成核糖體，是蛋白合成的場

18、所。原核生物有三種5S/16S/23S，真核生物四種5S/5.8S/18S/28S。S為沉降系數(shù)。四、核酸的理化性質1) 物理性質：微溶于水，不溶于有機溶劑2) 兩性性質，等電點3) 紫外吸收性質，最大吸收波長260nm，用于檢測。DNA如果為單鏈，光吸收值會明顯增加4) 核酸的變性：在某些理化因素下，核酸分子中的氫鍵斷裂，變成單鏈，空間結構破壞，一級結構不變，這種變化過程稱為核酸的變性。核酸變性后，雙鏈打開導致堿基暴露，使紫外光吸收值明顯增加的現(xiàn)象稱為增色效應（可以用來檢測是否發(fā)生變性）。DNA熱變性使雙螺旋結構破壞一半時所需要的溫度稱為DNA的熔解溫度（Tm）。影響Tm的因素：DNA堿基組

19、成；DNA均已向；介質中的離子強度越高，核酸越穩(wěn)定。5) 核酸的復性：變性的DNA在適宜條件下，彼此分開的互補鏈重新恢復成雙螺旋結構。熱變性的DNA緩慢冷卻也可以復性，這一過程稱為退火。減色效應。第四章 糖、脂、維生素一、糖1) 糖類是指含有多羥基醛類或酮類的化合物。又稱為碳水化合物。2) 生理作用：生物能量的主要來源；細胞及組織的重要組成成分；糖類可以作為生物的信息載體；糖類可以作為生理活性物質。3) 分類：單糖、寡糖、多糖4) 單糖：最簡單的單糖是甘油醛和二羥丙酮，屬于丙糖；己糖代表是葡萄糖5) 寡糖：2-10個單糖分子聚合，雙糖最普遍包括蔗糖、乳糖、麥芽糖。蔗糖是光合作用的產(chǎn)物，是碳水化

20、合物的儲藏形式，植物體內碳水化合物以蔗糖形式運輸；麥芽糖是兩分子葡萄糖聚合而成；乳糖一分子半乳糖和一分子葡萄糖聚合，乳汁中。6) 多糖：通多糖指水解后只會產(chǎn)生單一形式單糖的多糖（淀粉、糖原、纖維素）；雜多糖指水解后產(chǎn)生多于一種形式的單糖或單糖衍生物的一類多糖（透明質酸）；結合糖（糖蛋白，肽聚糖）二、脂1) 脂類是指一類不溶于水而易溶于非極性有機溶劑的圣物有機分子，共同特征是以長鏈和稠環(huán)脂肪烴分子為母體。2) 按生物學功能分為：儲存脂類；結構脂類；活性脂類3) 生物學功能包括：脂肪是機體的良好能源；可以作為生物體對外界的屏障，保護和防散熱；脂類物質是細胞質和細胞膜的重要組分；脂肪代謝和糖代謝及氨

21、基酸代謝密切相關；脂類廣泛參與細胞間信息傳遞和代謝調節(jié)。4) 脂酰甘油：是由甘油和脂肪酸構成的一類化合物，其中脂肪酸是含有一個脂肪烴鏈和一個末端羧基的有機羧酸。不含雙鍵的稱為飽和脂肪酸，含有雙鍵的稱為不飽和脂肪酸。三酰甘油由三分子脂肪酸和一分子甘油脫水縮合，三酰甘油是脂肪酸的儲存和運輸形式。三酰甘油性質：一般為無色無味的液態(tài)或固態(tài)；三酰甘油可以被酸、堿、脂肪酶等水解為甘油和脂肪酸，如果這種水解是在堿性條件下進行，得到甘油和脂肪酸的鹽類，即通常所說的皂化，此類反應為皂化反應；天然油脂在空氣中會自動氧化，產(chǎn)生游離脂肪酸，脂肪酸再斷裂產(chǎn)生醛酮等小分子，稱為酸??；高溫、高壓和鎳存在的條件下，油脂雙鍵發(fā)

22、生氫化作用，提高脂肪酸飽和度，使液態(tài)油轉變?yōu)楣虘B(tài)油。可以防止油脂酸敗，便于儲存和運輸，但是會導致一些不飽和脂肪酸由順式轉變?yōu)榉词?，引發(fā)人體不良反應。5) 磷脂：含磷酸的脂類，是構成生物膜的重要成分。磷脂都含有沁水的頭部和疏水的尾部的雙親分子。根據(jù)分子中含醇的不同分為甘油磷脂和鞘氨醇磷脂。甘油磷脂中的磷脂酰膽堿和磷脂酰乙醇胺都是生物膜的重要組成成分。6) 萜類和類固醇：萜類是異戊二烯衍生物，成線性或環(huán)狀，包括B-胡蘿卜素、番茄紅素、維生素A、E、K、樟腦；類固醇（甾體）是環(huán)戊烷多氫菲的烴基衍生物，動物體內的膽固醇；植物中的豆固醇；酵母中的麥角固醇等；類固醇衍生物如腎上腺皮質激素、性激素、膽汁酸、

23、強心甙等。7) 生物膜流動鑲嵌模型：生物膜由脂質和蛋白質分子按二維排列的流體；脂雙層既可以作為膜蛋白的溶劑又是滲透屏障；有的膜蛋白結合在脂雙層表面，有的鑲嵌其中，有點橫跨脂雙層，他們與膜脂分子之間存在相互作用；各種膜成分在脂雙層上分布是不對稱的，糖基總是分布在膜外表面。生物膜功能：滲透屏障；膜融合和膜泡運輸；小分子跨膜運輸（是否需能，分主動運輸和被動運輸，被動運輸分簡單擴散和協(xié)助擴散）；能量轉換；信號傳導。三、維生素1) 是維持生物正常生命活動所必需的一類小分子微量有機物質，主要作為輔酶或輔基的組分調節(jié)機體代謝。分水溶性和脂溶性。2) 脂溶性維生素：A/D/E/K；水溶性維生素：B1硫胺素/B

24、2核黃素/B3泛酸組成CoA/B5以NAD+和NADP+形式存在/B6吡哆素/B7生物素/B11葉酸/B12鈷胺素/C抗壞血酸第五章 糖類代謝一、絕大多數(shù)生物細胞都是以葡萄糖為底物肌糖原降解產(chǎn)生的1-磷酸葡萄糖不能直接進入糖酵解或磷酸戊糖途徑，必須由磷酸葡萄糖變位酶轉變?yōu)?-磷酸葡萄糖才能進入糖的分解代謝。二、糖酵解1) 是一切生物體內普遍存在的葡萄糖降解途徑，經(jīng)過糖酵解，葡萄糖降解為丙酮酸，同時伴隨少量ATP生成。發(fā)生在細胞質中，不需要氧氣，分兩個階段（10個步驟）：吸能反應階段和釋能反應階段，其中有3個步驟不可逆。葡萄糖+2NAD+2ADP+2Pi2丙酮酸+2NADH+2H+2ATP+2H

25、2O2) 丙酮酸的去路：有氧條件下回生成CoA，再進入三羧酸循環(huán)徹底氧化；無氧條件下將丙酮酸和NADH進一步反應還原成乙醇或者乳酸。3) 糖酵解途徑的調控：糖酵解途徑中有3步反應是不可逆的，分別有己糖激酶1、磷酸果糖激酶3和丙酮酸激酶10，因此這三種酶對酵解速度起關鍵調節(jié)作用。己糖激酶受到產(chǎn)物6-磷酸葡萄糖的反饋抑制，ATP抑制，ADP和AMP激活；磷酸果糖激酶，是糖酵解的限速酶，是別構酶，ATP、NADH、檸檬酸和長鏈脂肪酸抑制，ADP和AMP激活；丙酮酸激酶受到1,6-二磷酸果糖激活，ATP、丙氨酸抑制。4) 糖酵解的生物學意義：所有生物進行糖分解代謝的共有途徑，為生物細胞活動提供能量；為

26、其他代謝途徑提供原料；糖酵解的逆反應是糖異生作用的主要途徑；糖酵解是發(fā)酵工業(yè)的重要生產(chǎn)途徑。三、三羧酸循環(huán)1) 丙酮酸進入線粒體，有氧條件下脫羧生成乙酰輔酶，同時2分子丙酮酸產(chǎn)生2NADH2) 三羧酸循環(huán)：指乙酰輔酶A先與草酰乙酸縮合形成檸檬酸，并經(jīng)過一系列氧化、脫羧等反應再生成草酰乙酸的循環(huán)反應過程，由于反應的第一步反應產(chǎn)物檸檬酸為三羧酸，故稱為三羧酸循環(huán)，簡稱TCA循環(huán)，也稱為檸檬酸循環(huán)。4步不可逆反應是關鍵調控點；兩次脫羧；生成四分子還原性輔酶；生成一分子GTP。乙酰輔酶A+3NAD+FAD+GDP+Pi+2H2O2CO2+3NADH+H+FADH2+GTP+CoASH3) 生物學意義：

27、三羧酸循環(huán)為機體提供大量能量；為其他生物合成代謝提供原料；三羧酸循環(huán)是溝通物質代謝的樞紐；4) 三羧酸循環(huán)的調控：三羧酸循環(huán)很多步反應都是可逆的，但由于檸檬酸的合成、a-酮戊二酸的合成和a-酮戊二酸的氧化脫羧3步反應不可逆，所以整個循環(huán)只能單向進行。乙酰輔酶A是檸檬酸循環(huán)的直接底物，對反應促進；檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶和a-酮戊二酸脫氫酶均受到高濃度底物的激活，并受到高濃度產(chǎn)物的抑制；Ca2+也是三羧酸循環(huán)的重要調節(jié)物，激活3個關鍵酶，作為第二信使，可以出發(fā)很多反應使細胞對于APT的需求增加。5) 草酰乙酸回補途徑：丙酮酸羧化；磷酸烯醇式丙酮酸的羧化；有氨基酸生成草酰乙酸；丙酮酸羧化為蘋果酸

28、再脫氨產(chǎn)生草酰乙酸。四、磷酸戊糖途徑1) 6*6-磷酸核酮糖+12NADP+7H2O5*6-磷酸葡萄糖+6Co2+12NADPH+12H+Pi反應過程分兩個階段：不可逆的葡萄糖氧化脫羧，生成還原力NADPH用于脂肪合成；可逆的非氧化的分子重排階段，生成豐富的碳骨架。2) 生物學意義（不在于給細胞提供ATP）：磷酸戊糖途徑為細胞內還原反應提供還原力；NADPH在動物紅細胞中能夠使谷胱甘肽保持還原狀態(tài)；磷酸戊糖途徑為核苷酸等物質的合成提供原料；磷酸戊糖途徑和其他糖代謝途徑相聯(lián)系。3) 調控：受到NADPH需求對反應進行調節(jié)五、糖異生1) 糖異生是指由非糖物質合成葡萄糖的過程，非糖物質主要指生糖氨基

29、酸、乳酸、丙酮酸和甘油等，肝是糖異生的主要器官，饑餓時腎中也可以發(fā)生，但是其他器官不能進行糖異生2) 在線粒體（先）和細胞質（后）中共同完成。2丙酮酸+2NADH+2H+4ATP+2GTP+6H2O葡萄糖+2NAD+4ADP+2GDP+6Pi3) 糖異生生物學意義：糖異生作用可將非糖物質轉變?yōu)樘?；溝通糖、脂肪和蛋白質之間的代謝；動物乳酸代謝的出路4) 糖異生作用的調控：酶的別構調節(jié)，三個關鍵酶丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸激酶和果糖磷酸酯酶（ATP激活，ADP和AMP抑制，特別是果糖磷酸酯酶受AMP和2，6-二磷酸果糖強烈抑制）第六章 生物氧化一、概述1) 生物氧化：生物體所需要的能量大都來自

30、糖、脂肪、蛋白質等有機物的氧化，有機分子在細胞內氧化，逐步釋放能量，分解成CO2和水并釋放能量的過程。2) 高能化合物：生化反應中，在水解或集團轉移反應中可釋放大量自由能的化合物。3) 高能鍵：能釋放出大量自由能的化學鍵。4) 生物氧化的特點：生物氧化是在細胞內，常溫、常壓和中性PH等溫和條件下完成；生物氧化是由一系列酶催化，按照一定的反應順序完成的；生物氧化所產(chǎn)生的能量逐步釋放并儲存在一些高能化合物中，這有利于能量的儲存和利用，而且不會引起生物體溫的突然升高，對機體有保護作用；生物氧化的實質是電子的轉移；生物氧化的速度受到體內能量需求等狀況的調控。二、電子傳遞鏈1) 電子傳遞鏈：在脫氫酶的作

31、用下，從代謝物上脫下來的氫，經(jīng)過一系列傳遞體，最后被傳遞給激活的氧分子而生產(chǎn)水的體系，又稱為呼吸鏈。根據(jù)接受氫的初始受體的不同，具有線粒體的生物細胞中，存在兩條呼吸鏈：NADH至O2和FADH2至O2。第一條鏈是經(jīng)復合體到輔酶Q到到細胞色素C到，泵出10個質子；第二條鏈是經(jīng)復合體到輔酶Q到到細胞色素C到，泵出6個質子。2) 復合體作用一電子從NADH傳遞給輔酶Q，作用二是作為“質子泵”將4個H+從線粒體內膜內側泵到膜間隙。3) 輔酶Q是小分子，呈脂溶性，可以在線粒體內膜雙層中自由擴散，是一個非?；钴S的流動電子載體，也是線粒體電子傳遞鏈中唯一的非蛋白組分。4) 復合體也是一個質子泵，每傳遞一對電

32、子，向線粒體膜間隙泵出4個質子。5) 復合體又稱細胞色素c氧化酶，它可以催化還原型的Cytc氧化，將釋放的電子交給氧，將1分子O2還原成2分子水需要4個電子。同時作為質子泵，每傳遞一對電子向膜間隙泵出2個質子。三、氧化磷酸化1) 氧化磷酸化：電子傳遞過程中釋放的能量推動質子從基質轉移到膜間隙，形成質子電化學梯度，當質子從ATP合酶的質子通道流回基質時，釋放的能量驅動ADP磷酸化生成ATP，這個與電子傳遞偶聯(lián)的磷酸化過程稱為氧化磷酸化。（磷酸化有多途徑：氧化磷酸化、光合磷酸化、底物水平磷酸化）2) P/O比：每消耗1mol氧原子還原成水時需要消耗的無機磷摩爾數(shù)，而ADP生成ATP時消耗的無機磷的

33、摩爾數(shù)就是生成ATP的摩爾數(shù)，所以P/O比實際就是每傳遞2個電子所生成的ATP數(shù)目。合成1ATP需要4個質子，NADH的P/O比是2.5，F(xiàn)ADH2的P/O比是1.5。3) 氧化磷酸化機制：化學滲透學說要點電子傳遞過程中形成質子濃度梯度和跨膜電位差，就形成了質子驅動力；膜間隙的質子可以通過線粒體內膜上的特殊通道穿過內膜返回線粒體基質，從而降低內膜兩側的質子濃度梯度；質子穿過的通道具有ATP合酶活性。4) 氧化磷酸化的解偶聯(lián)：2,4-二硝基苯酚（DNP）典型的解偶聯(lián)劑。生理意義在于能量可以以熱能釋放，維持體溫。5) ATP合成機理：F0F1-ATP合酶6) 氧化磷酸化的調節(jié)：受到ATP需求的調節(jié)

34、7) 四、線粒體穿梭系統(tǒng)8) 磷酸甘油穿梭系統(tǒng)：肌肉和腦組織中，一分子細胞質NADH可以轉化成1分子FADH2進入電子傳遞鏈，因此P/O比是1.59) 蘋果酸-天冬氨酸穿梭系統(tǒng)：心臟、肝臟和腎臟中很活躍，一分子細胞質NADH進入線粒體依然是NADH形式，P/O比是2.5第七章 脂類代謝一、脂肪的水解和甘油的分解1) 脂肪即三酰甘油，由甘油的3個羥基和3個脂肪酸分子的羧基脫水縮合而成的酯，是動植物細胞中儲脂的主要組分。2) 甘油代謝和糖代謝密切相關。二、脂肪酸的分解代謝1) 氧化：脂肪酸在一系列酶的作用下，羧基端的-C原子發(fā)生氧化，碳鏈在-C原子和-C原子之間發(fā)生斷裂，每次生成一個乙酰輔酶A和比

35、原來少2個碳單位的脂酰輔酶A，這個不斷重復的脂肪酸氧化過程稱為-氧化。2) 脂肪酸的活化：細胞基質進行，脂酰輔酶A合成酶催化，脂肪酸羧基和輔酶A酯化，形成脂酰輔酶A。需要消耗兩個高能磷酸鍵的能量，反應不可逆。3) 脂酰輔酶A的轉運：載體是肉堿，這個轉運系統(tǒng)是脂肪酸分解代謝的關鍵調控步驟。4) 脂肪酸的-氧化：脫氫、水化、脫氫、硫解。每循環(huán)一次，生成1分子乙酰輔酶A和比原來少2個碳原子的脂酰輔酶A，同時生成1分子FADH2和1分子NADH5) -氧化的能量計算：以16碳的軟脂酸為例，經(jīng)過7次循環(huán)，生成8個乙酰輔酶A，7個NADH和7個FADH，每個乙酰輔酶A進入三羧酸循環(huán)產(chǎn)生10個ATP共生成1

36、06個ATP三、酮體代謝：饑餓或疾病時肝臟動用大量脂肪，產(chǎn)生大量乙酰輔酶A，但是此時三羧酸循環(huán)受抑制，乙酰輔酶A可以在肝腎組織中轉變?yōu)橥w，包括丙酮、草酰乙酸、-羥丁酸四、乙醛酸循環(huán)：2乙酰輔酶A+NAD+琥珀酸+2輔酶A+NADH+H+。意義在于可以將乙酰輔酶A的碳原子轉化為蘋果酸和琥珀酸，而不是像在三羧酸循環(huán)里那樣生成CO2，由于蘋果酸和琥珀酸可以通過三羧酸循環(huán)轉變?yōu)椴蒗Ｒ宜幔蒗Ｒ宜峥梢匝刂钱惿緩缴善咸烟?，因此乙醛酸循環(huán)實現(xiàn)了從乙酰輔酶A到糖的轉變。五、脂肪酸的合成1) 肝臟和脂肪組織是合成脂肪酸的主要場所，細胞質是脂肪合成的部位，合成產(chǎn)物主要是C16軟脂酸和C18硬脂酸。植物中

37、的脂肪酸合成則發(fā)生在葉綠體和前質體中。2) 原料是乙酰輔酶A，大部分來自-氧化，從線粒體內轉運到細胞基質通過檸檬酸穿梭系統(tǒng)。合成脂肪酸的二碳單位，一個是乙酰輔酶A，其他的全部是丙二酸單酰輔酶A。3) 合成過程起始、“縮合、還原、脫水、還原”（循環(huán)）、釋放。8乙酰輔酶A+14NADPH+14H+7ATP軟脂酸+14NADP+8CoA-SH+6H2O+7ADP+7Pi從乙酰輔酶A合成脂肪酸除了需要ATP外還需要大量NADPH，一部分來自檸檬酸穿梭系統(tǒng)，一部分來自磷酸戊糖途徑。糖代謝既能為脂肪酸合成提供乙酰輔酶A原料，有能提供還原力。4) 脂肪酸合成的調節(jié)：乙酰輔酶A羧化酶活性高低控制著脂肪酸合成的

38、速度，收到檸檬酸的正向調節(jié)和軟脂酰輔酶A的負向調節(jié)。六、脂肪的生物合成：三酰甘油是由3-磷酸甘油逐步與3分子脂酰輔酶A縮合形成的。第八章 氨基酸代謝氨基酸降解主要在肝臟。脫氨基作用（氧化脫氨基作用、轉氨基作用、聯(lián)合脫氨基作用）、脫羧基作用、分解產(chǎn)物去向（-丙酮、NH3、胺）1) 氨基酸的氧化脫氨基作用：氨基酸在酶催化下氧化生成相應酮酸并脫去氨基的過程。催化這一過程的酶為氨基酸氧化酶或氨基酸脫氫酶。脫氫酶中最重要的是L-谷氨酸脫氫酶，催化L-谷氨酸氧化脫氨形成-酮戊二酸和氨。2) 氨基酸的轉氨基作用：在轉氨酶的作用下，-氨基酸的氨基轉移到-酮酸上，谷丙轉氨酶和谷草轉氨酶3) 氨基酸的聯(lián)合脫氨基作

39、用：以L-谷氨酸脫氫酶為中心的聯(lián)合脫氨基作用主要在肝腎中；以谷草轉氨酶為中心嘌呤核苷酸循環(huán)的聯(lián)合脫氨基作用主要存在心肌、骨骼肌和腦組織，次黃嘌呤核苷酸IMP參與因此也稱嘌呤核苷酸循環(huán)的聯(lián)合脫氨基作用。4) 氨基酸的脫羧基作用：生成伯胺，脫羧作用不是氨基酸代謝的主要方式，但一些氨基酸脫羧后的產(chǎn)物具有重要生理功能，例如-羥丁酸、組胺。5) 氨基酸的分解產(chǎn)物的去向：-酮酸可以再合成氨基酸或者進入糖代謝或脂代謝；肝臟里發(fā)生尿素循環(huán)2NH3+CO2+3ATP+2H2O尿素+2ADP+2Pi+AMP+ppi，先在線粒體進行，然后是細胞質。6) 氮素循環(huán)：大氣中的氮經(jīng)過固氮作用后，氮部分轉變?yōu)榘被蛳跛猁}進入

40、土壤，被植物吸收轉變?yōu)橹参飪鹊暮衔铮参锉粍游锸秤煤罄玫?。動物排泄物和動植物尸體中的有機氮化合物被微生物分解后重新變成氨回到土壤中，土壤中的部分硝酸鹽也可經(jīng)過反硝化作用返回大氣。7) 氨的同化：是指將無機氨摻入生物分子轉化為含氮化合物的過程。主要有谷氨酸的合成途徑；氨與CO2消耗ATP生成氨甲酰磷酸的途徑，催化生成的氨甲酰磷酸可以用于嘧啶核苷酸的合成。第九章 核苷酸代謝一、核苷酸的分解代謝1) 核酸水解成核苷酸的酶稱為核酸酶，屬于磷酸二酯酶。脫氧核糖核酸酶、核糖核酸酶、核酸酶。外切核酸酶（兩端都可能）、內切酶（水解5-磷酸二酯鍵，把磷酸基團留在3位置上為5內切酶）、限制性內切酶2) 嘌

41、呤堿降解為尿酸，其他動物進一步生成尿囊素，或繼續(xù)尿囊酸。低等動物和植物將尿酸分解成氨和CO2。3) 嘧啶堿：胞嘧啶生成尿嘧啶，生成乙酰輔酶A進入TCA循環(huán)；胸腺嘧啶生成琥珀酰輔酶A進入TCA循環(huán)。二、核苷酸的合成代謝1) 嘌呤核苷酸從頭合成和補救合成。從頭合成最初底物5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）,首先合成的是次黃嘌呤核苷酸IMP，再生產(chǎn)AMP和GMP。補救合成有兩個途徑：嘌呤堿+1-磷酸核糖；嘌呤堿+PRPP2) 嘧啶核苷酸的合成包括從頭合成途徑和補救合成途徑，從頭合成是嘧啶環(huán)+PRPP提供磷酸核糖形成尿嘧啶核苷酸UMP-CMP3) 脫氧核糖核苷酸的合成是在核糖核苷酸的基礎上通過還原作

42、用得到，而且核糖核苷酸的還原主要是在核苷二磷酸水平上。胸腺嘧啶是在三磷酸水平上合成。三、物質代謝的相互關系最關鍵的中間產(chǎn)物是6-磷酸葡萄糖、丙酮酸和乙酰輔酶A。糖類、脂類、蛋白質和核酸等物質在代謝過程中相互聯(lián)系、彼此影響，三羧酸循環(huán)不僅是各類物質徹底氧化代謝的主要途徑，也是其相互聯(lián)系的樞紐，四、代謝調節(jié)3個水平：酶水平調節(jié)；細胞水平調節(jié)；多細胞生物整體水平調節(jié)（激素調節(jié)和神經(jīng)調節(jié)）第十章 DNA的生物合成一、DNA復制概述1) 中心法則：DNA復制指以DNA分子為模板合成出相同DNA分子的過程；轉錄指以DNA分子為模板合成出于其核苷酸順序相對應的RNA分子的過程；翻譯是指在核糖體上以mRNA為

43、模板根據(jù)三聯(lián)密碼子規(guī)則，由tRNA運送活化的氨基酸，GTP提供能量，合成具有特定氨基酸順序的蛋白質肽鏈的過程；逆轉錄又稱反轉錄是以RNA為模板合成DNA分子的過程。DNA是生物遺傳的主要物質基礎，生物的遺傳信息以密碼的形式編碼在DNA分子上。2) DNA復制的半保留復制：DNA復制完成后，新形成的DNA分子中保留了一條原來的親本鏈和一條新合成鏈3) DNA合成方向都是5-34) DNA復制具有半不連續(xù)性：DNA復制過程中，其中一條鏈為連續(xù)合成（先導鏈），另一條鏈為不連續(xù)合成（后隨鏈）二、DNA復制體系1) 引物合成酶：以DNA為模板合成RNA引物的酶2) DNA聚合酶：DNA聚合酶和損傷修復，

44、聚合酶是原核生物DNA復制的主要聚合酶。3) DNA連接酶：能夠借助ATP或NADH提供的能量催化連接DNA切口的磷酸二酯鍵。復制、損傷修復、重組。4) 解旋酶：打開雙鏈5) 拓撲異構酶：催化同一DNA分子在不同超螺旋狀態(tài)之間轉變的酶6) 單鏈DNA結合蛋白（SSB）保護DNA不會重新形成雙鏈；不會被核酸酶降解三、原核細胞DNA復制過程1) 起始：復制起點用ori表示。DNA復制起始時，其實去的DNA雙鏈因發(fā)生解鏈而形成“Y”字形結構，稱為復制叉，復制過程中有一個復制叉為單向復制，有兩個復制叉為雙向復制。原核生物多為雙向復制。2) 延長：DNA聚合酶，4種dNTP，延長過程中釋放焦磷酸快速水解

45、，推動反應快速進行。只有以3-5方向的親代DNA鏈為模板的子鏈DNA可以連續(xù)合成，這條子鏈稱為前導鏈（先導鏈）；以5-3方向DNA為模板的不連續(xù)合成的子代DNA鏈稱為后隨鏈（滯后鏈）。后隨鏈合成過程中形成的多聚核苷酸片段稱為岡崎片段。3) 終止：終止位點結合有解旋酶抑制蛋白四、真核生物DNA復制特點1) 真核生物具有多個復制起點，每個復制起點到復制終點稱為復制子（復制單位）2) 真核生物的DNA聚合酶更加復雜3) 真核生物中存在端粒酶，由蛋白質和RNA兩部分組成，在后隨鏈模板DNA的3-OH端延長DNA，再以這種延長的DNA為模板，繼續(xù)合成后隨鏈。保證了染色體復制的完整性。五、逆轉錄：基因工程中獲取基因六、DNA損傷修復1) 直接修復，常見光復活修復，廣泛存在于動植物中，但哺乳動物中尚未發(fā)現(xiàn)2) 切除修復3) 錯配修復，通過是否甲基化判斷模板鏈和子鏈4) 重組修復5) 應急反應（SOS反應）使細胞適應逆境避免死亡，常向新合成的DNA中引入錯誤堿基，但是是原核生物和真核生物在不利環(huán)境下求得生存的本能。七、 基因工程簡介1) 基因工程指用認為的方法將所需的某一種供體生物遺傳物質DNA大分子提取出來，在離體條件下用適當?shù)墓ぞ呙盖懈詈?，把目的片段與載體DNA片段連接起來，然后一起導入受體細胞，讓外源性遺傳物質在其中進行復制、表達，從而獲