經(jīng)典word整理文檔，僅參考，轉(zhuǎn)Word此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除，謝謝！執(zhí)業(yè)獸醫(yī)師資格考試復(fù)習(xí)資料:動(dòng)物生物化學(xué)第一單元:生命的化學(xué)特征一、組成生命的物質(zhì)元素:主要有碳、氫、氧、氮四種,占細(xì)胞物質(zhì)總量的99%,另外還含有硫、磷及金屬元素。碳、氫、氧、氮四種元素是構(gòu)成糖類、脂類、蛋白質(zhì)和核酸的主要元素;含硫和磷的化合物在生物細(xì)胞的基團(tuán)和能量轉(zhuǎn)移反應(yīng)中比較重要;金屬元素在保持組織和細(xì)胞一定的滲透壓、離子平衡、細(xì)胞的電位與極化中有重要作用。二、生命體系中的非共價(jià)作用力:主要有氫鍵、離子鍵、范德華力和疏水力。三、生物大分子:生物體內(nèi)的大分子主要有糖原、核酸、蛋白質(zhì)。四、ATP也稱為三磷酸腺苷,是機(jī)體內(nèi)直接用于作功的分子形式,它在生物體內(nèi)能量交換中起著核心作用,被稱為通用能量貨幣。ATP、GTP、CTP、UTP等都含有高能磷酸鍵,統(tǒng)稱為高能磷酸化合物。第二單元蛋白質(zhì)第一節(jié)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)組成及功能構(gòu)成蛋白質(zhì)的主要元素有C、H、O、N、S5種,其中N元素的含量穩(wěn)定,占蛋白質(zhì)的16%,因此,測(cè)定樣品中氮元素的含量就能算出蛋白質(zhì)的量。一、蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位——氨基酸蛋白質(zhì)可以受酸、堿或酶的作用而水解成為其基本結(jié)構(gòu)單位——氨基酸。組成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸。如將天然的蛋白質(zhì)完全水解,最后都可得到約20種不同的氨基酸。這些氨基酸中,大部分屬于L-a-氨基酸。其中,脯氨酸屬于L-a-亞氨基酸,而甘氨酸則屬于a-氨基酸。二、氨基酸的性質(zhì)1.一般物理性質(zhì)(1)含有苯環(huán)的氨基酸有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸在近紫外區(qū)(280nm)有最大吸收。(2)氨基酸在結(jié)晶形態(tài)或在水溶液中,并不是以游離的羧基或氨基形式存在,而是離解成兩性離子。在兩性離子中,氨基是以質(zhì)子化(-NH3+)形式存在,羧基是以離解狀態(tài)(-COO-)存在。在不同的pH條件下,兩性離子的狀態(tài)也隨之發(fā)生變化。(3)氨基酸的等電點(diǎn):當(dāng)氨基酸在溶液所帶正、負(fù)電荷數(shù)相等(凈電荷為零)時(shí),溶液的PH稱該氨基酸的等電點(diǎn)(PI)。第二節(jié)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次1.肽與肽鍵一個(gè)氨基酸的氨基與另一個(gè)氨基酸的羧基之間失水形成的酰胺鍵稱為肽鍵,所形成的化合物稱為肽。由兩個(gè)氨基酸組成的肽稱為二肽,由多個(gè)氨基酸組成的肽則稱為多肽。組成多肽的氨基酸單元稱為氨基酸殘基。在多肽鏈中,氨基酸殘基按一定的順序排列,這種排列順序稱為氨基酸順序通常在多肽鏈的一端含有一個(gè)游離的a-氨基,稱為氨基端或N-端;在另一端含有一個(gè)游離的a-羧基,稱為羧基端或C-端。氨基酸的順序是從N-端的氨基酸殘基開始,以C-端氨基酸殘基為終點(diǎn)的排列順序。二、蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)1.蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈中氨基酸的排列順序:蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)的最基本結(jié)構(gòu),是蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)及其生物學(xué)活性的基礎(chǔ)。三、蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)1蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)是指肽鏈的主鏈在空間的排列,或規(guī)則的幾何走向、旋轉(zhuǎn)及折疊。它只涉及肽鏈主鏈的構(gòu)象及鏈內(nèi)或鏈間形成的氫鍵。主要有a-螺旋、b-折疊、b-轉(zhuǎn)角。1.a-螺旋①多肽鏈中的各個(gè)肽平面圍繞同一軸旋轉(zhuǎn),形成螺旋結(jié)構(gòu),螺旋一周,沿軸上升的距離即螺距為0.54nm,含3.6個(gè)氨基酸殘基;兩個(gè)氨基酸之間的距離0.15nm.②肽鏈內(nèi)形成氫鍵,氫鍵的取向幾乎與軸平行,第一個(gè)氨基酸殘基的酰胺基團(tuán)的-CO基與第四個(gè)氨基酸殘基酰胺基團(tuán)的-NH基形成氫鍵。③蛋白質(zhì)分子為右手a-螺旋2.b-折疊b-折疊是由兩條或多條幾乎完全伸展的肽鏈平行排列,通過鏈間的氫鍵交聯(lián)而形成的。肽鏈的主鏈呈鋸齒狀折疊構(gòu)象。四、蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步盤旋、折疊,從而生成特定的空間結(jié)構(gòu)。包括主鏈和側(cè)鏈的所有原子的空間排布.一般非極性側(cè)鏈埋在分子內(nèi)部,形成疏水極,極性側(cè)鏈在分子表面。五、蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)許多蛋白質(zhì)是由兩個(gè)或兩個(gè)以上獨(dú)立的三級(jí)結(jié)構(gòu)通過非共價(jià)鍵結(jié)合成的多聚體,稱為寡聚蛋白。寡聚蛋白中的每個(gè)獨(dú)立三級(jí)結(jié)構(gòu)單元稱為亞基。蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)是指亞基的種類、數(shù)量以及各個(gè)亞基在寡聚蛋白質(zhì)中的空間排布和亞基間的相互作用。如,血紅蛋白的四級(jí)結(jié)構(gòu)是由兩種亞基聚合而成的四聚體。維系蛋白質(zhì)分子的一級(jí)結(jié)構(gòu):肽鍵、二硫鍵維系蛋白質(zhì)分子的二級(jí)結(jié)構(gòu):氫鍵維系蛋白質(zhì)分子的三級(jí)結(jié)構(gòu):疏水相互作用力、氫鍵、范德華力、鹽鍵維系蛋白質(zhì)分子的四級(jí)結(jié)構(gòu):范德華力、鹽鍵六、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系1.鐮刀形貧血病患者血紅細(xì)胞合成了一種不正常的血紅蛋白(Hb-S),它與正常的血紅蛋白(Hb-A)的差別:僅僅在于β鏈的N-末端第6位殘基發(fā)生了變化,(Hb-A)第6位殘基是極性谷氨酸殘基,(Hb-S)中換成了非極性的纈氨酸殘基,使紅細(xì)胞收縮成鐮刀形,輸氧能力下降,易發(fā)生溶血。2蛋白質(zhì)的變性蛋白質(zhì)的性質(zhì)與它們的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。某些物理或化學(xué)因素,能夠破壞蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)狀態(tài),引起蛋白質(zhì)理化性質(zhì)改變并導(dǎo)致其生理活性喪失。這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)的變性。例如,酶失去活性,血紅蛋白失去運(yùn)氧功能等。理化性質(zhì)的改變,如溶解度降低易于沉淀,肽鍵暴露易于被酶水解等。蛋白質(zhì)變性的原理有許多實(shí)際運(yùn)用,如用酒精、加熱和紫外線消毒滅菌,用熱凝固法檢查尿蛋白,選擇適當(dāng)?shù)臈l件制備或保存疫苗、免疫血清等,這都是利用蛋白質(zhì)變性的原理。3、變構(gòu)作用與血紅蛋白運(yùn)輸氧的功能變構(gòu)作用:是指寡聚蛋白與變構(gòu)劑結(jié)合,改變蛋白質(zhì)構(gòu)象,導(dǎo)致蛋白質(zhì)生物活性改變的現(xiàn)象。它是細(xì)胞內(nèi)最簡單的調(diào)節(jié)方式。例:血紅蛋白的別構(gòu)效應(yīng)一個(gè)亞基與氧結(jié)合后,引起該亞基構(gòu)象改變,進(jìn)而引起另三個(gè)亞基的構(gòu)象改變,整個(gè)分子構(gòu)象改變與氧的結(jié)合能力增加。血紅蛋白與氧的結(jié)合曲線是S形曲線。第三節(jié)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)一、蛋白質(zhì)的兩性離解和電泳現(xiàn)象蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)。在不同的pH環(huán)境下,蛋白質(zhì)的電學(xué)性質(zhì)不同。在等電點(diǎn)偏酸性溶液中,蛋白質(zhì)粒子帶負(fù)電荷,在電場(chǎng)中向正極移動(dòng);在等電點(diǎn)偏堿性溶液中,蛋白質(zhì)粒子帶正電荷,在電場(chǎng)中向負(fù)極移動(dòng)。這種現(xiàn)象稱為蛋白質(zhì)電泳。蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)pH條件下,不發(fā)生電泳現(xiàn)象。利用蛋白質(zhì)的電泳現(xiàn)象,可以將蛋白質(zhì)進(jìn)行分離純化。二、蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)由于蛋白質(zhì)的分子量很大,它在水中能夠形成膠體溶液。蛋白質(zhì)溶液具有膠體溶液的典型性質(zhì),如丁達(dá)爾現(xiàn)象、布郎運(yùn)動(dòng)等。由于膠體溶液中的蛋白質(zhì)不能通過半透膜,因此可以應(yīng)用透析法將非蛋白的小分子雜質(zhì)除去。四、蛋白質(zhì)的沉淀和凝固蛋白質(zhì)膠體溶液的穩(wěn)定性與它的分子量大小、所帶的電荷和水化作用有關(guān)。改變?nèi)芤旱臈l件,將影響蛋白質(zhì)的溶解性質(zhì)。在適當(dāng)?shù)臈l件下,蛋白質(zhì)能夠從溶液中沉淀出來。1.鹽析:加入大量中性鹽可使蛋白質(zhì)從水溶液中沉淀析出。2.重金屬鹽沉淀蛋白質(zhì):重金屬離子可與蛋白質(zhì)結(jié)合成鹽而沉淀。3.酸類沉淀蛋白質(zhì):三氯醋酸等可與蛋白質(zhì)正離子結(jié)合成不溶性鹽而沉淀。4.有機(jī)溶劑沉淀蛋白質(zhì):乙醇等能破壞蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì),使蛋白質(zhì)析出沉淀。5.加熱凝固:加熱可使蛋白質(zhì)變性,使蛋白質(zhì)凝聚成凝塊。五、蛋白質(zhì)的顏色反映1.雙縮脲反應(yīng):蛋白質(zhì)與堿性硫酸銅作用,生成紫紅色的復(fù)合物。2.酚試劑反應(yīng);在堿性條件下,蛋白質(zhì)分子中酪氨酸、色氨酸等殘基使酚試劑還原,顯藍(lán)色。3.考馬斯亮藍(lán)G-250:本身為紅色,與蛋白質(zhì)反應(yīng)呈藍(lán)色4蛋白質(zhì)的紫外吸收特性:蛋白質(zhì)中含有芳香族氨基酸在280nm內(nèi)有特異的吸收光譜。第三單元核酸第一節(jié)核酸的化學(xué)組成核酸是一類重要的生物大分子,擔(dān)負(fù)著生命信息的儲(chǔ)存與傳遞,有脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)兩大類。DNA主要存在細(xì)胞核內(nèi),RNA則分布在胞液。RNA依據(jù)其功能分為三類:信使RNA(mRNA)、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)和核糖體RNA(rRNA)。一、核酸的化學(xué)組成核酸完全水解產(chǎn)生嘌呤和嘧啶等堿性物質(zhì)、戊糖(核糖或脫氧核糖)和磷酸的混合物。核酸部分水解則產(chǎn)生核苷和核苷酸。每個(gè)核苷分子含一分子堿基和一分子戊糖,一分子核苷酸部分水解后除產(chǎn)生核苷外,還有一分子磷酸。核酸的各種水解產(chǎn)物可用層析或電泳等方法分離鑒定。(一)堿基:核酸中的堿基主要有嘌呤和嘧啶兩類。DNA有A、T、G、C四種堿基;RNA中有A、U、G、C四種堿基。1.常見堿基:腺嘌呤(A),鳥嘌呤(G),尿嘧啶(U),胞嘧啶(C),胸腺嘧啶(T)2.稀有堿基:常見的有7-甲基鳥嘌呤、5-甲基胞嘧啶,5、6-二氫尿嘧啶等。(二)、核糖:核酸屬于戊糖,有兩種。DNA所含的糖為2`-脫氧核糖;RNA所含的糖則為核糖。(三)核苷:由一個(gè)戊糖和一個(gè)堿基縮合而成。(四)核苷酸:是構(gòu)成核酸的基本結(jié)構(gòu)單位。核苷酸是由核苷戊糖上的羥基與磷酸酯化而成,包括核糖核苷酸和脫氧核苷酸。環(huán)化一磷酸腺苷(cAMP),環(huán)化一磷酸鳥苷(cGMP)不是核酸的組成成分,而是重要的調(diào)節(jié)物質(zhì),在細(xì)胞中的濃度很低,但作為激素的第二信使,在物質(zhì)代謝中發(fā)揮重要的作用。三核酸的結(jié)構(gòu)(一)核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)核酸分子中核苷酸的連接方式為一個(gè)核苷酸戊糖3’碳上的羥基與下一個(gè)核苷酸戊糖5’碳上的磷酸脫水縮合成酯鍵,此鍵稱3’,5’磷酸二酯鍵。許多核苷酸通過3’,5’磷酸二酯鍵連接成長的多核苷酸鏈,稱多核苷酸,即核酸。在DNA分子中A=T,G=C,比值接近為1,稱為堿基當(dāng)量定律,是提出DNA分子結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)。(二)DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)在DNA分子中,嘌呤堿基的總數(shù)與嘧啶堿基的總數(shù)相等1.DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)特點(diǎn):1953年提出(1)兩條鏈反向平行,右手雙螺旋;(2)堿基在內(nèi)(A=T,G≡C)堿基平面垂直于螺旋軸;戊糖在外,雙螺旋每轉(zhuǎn)一周為10堿基對(duì)(bp),螺旋的螺距為3.4nm;(3)雙螺旋直徑2nm,表面一大溝和一小溝交替出現(xiàn);(4)雙螺旋穩(wěn)定的力:為氫鍵、堿基堆積力等,A-T之間兩個(gè)氫鍵,G-C之間三個(gè)氫鍵。(三)RNA的結(jié)構(gòu)生物體內(nèi)大多數(shù)RNA分子是單鏈線狀分子,但是單鏈RNA分子可以自身回折,使某些含有互補(bǔ)堿基(A,U,G,C)的區(qū)段,發(fā)生堿基配對(duì)形成雙螺旋區(qū);而不能配對(duì)的堿基被擠出去,形成突環(huán),即RNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)。第三節(jié)核酸的理化性質(zhì)一、核酸的一般性質(zhì)1.兩性解離:一般呈酸性(在中性溶液中帶負(fù)電荷),微溶于水,不溶于有機(jī)溶劑2.線性大分子(DNA分子愈大,粘度愈高。)3.DNA分子具有紫外吸收性質(zhì),最大吸收值為280nm。4.室溫條件下,DNA在堿中變性,但不水解,RNA水解。二、核酸的變性、復(fù)性和雜交(一)變性穩(wěn)定核酸雙螺旋次級(jí)鍵斷裂,空間結(jié)構(gòu)破壞,變成單鏈結(jié)構(gòu)的過程。核酸的的一級(jí)結(jié)構(gòu)(堿基順序)保持不變。變性后紫外吸收值增高(增色效應(yīng))。(二)核酸的復(fù)性變性核酸的互補(bǔ)鏈在適當(dāng)?shù)臈l件下,重新締合成為雙螺旋結(jié)構(gòu)的過程稱為復(fù)性。將熱變性的DNA驟然冷卻至低溫時(shí),DNA不可能復(fù)性。變性的DNA緩慢冷卻時(shí)可復(fù)性,因此又稱為“退火”。(三)分子雜交概念:DNA單鏈與在某些區(qū)域有互補(bǔ)序列的異源DNA單鏈或RNA鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)的過程。這樣形成的新分子稱為雜交DNA分子。意義:核酸雜交技術(shù)不僅用于DNA分子內(nèi)遺傳信息含量的測(cè)定,而且還用作DNA親緣關(guān)系地測(cè)定,廣泛用于分類學(xué)和基因工程的研究。第四單元糖類一、重要的單糖:1已糖,包括已醛糖和已酮糖,分布最廣的已醛糖有葡萄糖、半乳糖、甘露糖;最廣的已酮糖有果糖。2戊糖,主要有核糖和脫氧核糖,分別是構(gòu)成RNA和DNA的組成成分。二、重要的雙糖:重要的雙糖有蔗糖、乳糖和麥芽糖;蔗糖是由葡萄糖和果糖形成的二糖,麥芽糖是由兩個(gè)葡萄糖縮合形成的二糖,乳糖是由葡萄糖和半乳糖縮合形成的二糖。三、重要的多糖:多糖是由20個(gè)以上單糖或者單糖衍生物通過糖苷鍵連接而成的高分子化合物,有同多糖和雜多糖兩類。(一)同多糖:由同一種單糖或者衍生物聚合而成的多糖,主要有糖原(由葡萄糖構(gòu)成)、纖維素(由葡萄糖構(gòu)成)、殼多糖(由N-乙酰-葡萄糖胺構(gòu)成),它是蝦、蟹等外殼的結(jié)構(gòu)物質(zhì),也稱為甲殼素、幾丁質(zhì)。(二)雜多糖:又稱糖胺聚糖,指由不同種類的單糖或單糖衍生物聚合而成的多糖。主要有肝素(抗凝血素),透明質(zhì)酸,硫酸軟骨素等。肝素存在于動(dòng)物肝、肺、腸黏膜等組織中,臨床上用作抗凝血?jiǎng)┖头乐寡ㄐ纬傻乃幬?透明質(zhì)酸存在于胚胎、關(guān)節(jié)滑液、眼球玻璃體等組織中,起潤滑、防震、促進(jìn)傷口愈合等作用;硫酸軟骨素存在于肌腱、軟骨、韌帶等組織中。四復(fù)合糖:指由糖類和蛋白質(zhì)或脂類等生物分子共價(jià)鍵連接而成的糖復(fù)合物。包括糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂等。糖蛋白和蛋白聚糖都是由糖和蛋白質(zhì)構(gòu)成,前者蛋白質(zhì)含量高,后者糖含量高,但都以N-糖苷鍵或O-糖苷鍵連接。脂多糖是革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁特有的成分,糖脂是構(gòu)成生物膜的成分之一。第六單元生物催化劑——酶酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的,在細(xì)胞內(nèi)外起催化作用的蛋白質(zhì),又稱為生物催化劑。一、酶的化學(xué)本質(zhì)和組成酶的化學(xué)本質(zhì)是主要是蛋白質(zhì),還有RNA(也稱為核酶)。蛋白酶具有催化高效性、專一性、活性可調(diào)節(jié)性、酶易變性。二、酶的組成:根據(jù)酶的組成把酶分為兩類(1)單純蛋白酶類這類酶完全由氨基酸組成,酶分子中不含非蛋白質(zhì)物質(zhì),如淀粉酶、蛋白酶、核糖核酸酶等。(2)結(jié)合蛋白酶類這類酶分子中除蛋白質(zhì)外還含有非蛋白質(zhì)部分。三酶的結(jié)構(gòu)與催化功能一、酶分子的結(jié)構(gòu):根據(jù)酶分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),可將其分為單體酶、寡聚酶、多酶復(fù)合體三類。(一)酶的活性中心不同的酶除了具有不同的一級(jí)結(jié)構(gòu)外,還具有特殊的空間結(jié)構(gòu)。酶分子中的肽鏈通過折疊、螺旋或纏繞形成了酶的活性空間,即酶的活性中心。酶的活性中心中的必需基團(tuán)按照功能分為結(jié)合基團(tuán)和催化基團(tuán)兩個(gè)部分。1.結(jié)合基團(tuán)指酶直接與底物結(jié)合的基團(tuán)。結(jié)合基團(tuán)與底物的結(jié)合及匹配程度在很大的程度上決定了酶的專一性。2.催化基團(tuán)是指催化底物發(fā)生化學(xué)變化的基團(tuán)。它的作用是使底物的價(jià)鍵發(fā)生變形或極化,起到激活底物和降低過渡態(tài)活化能的作用,這種功能決定了酶的催化效率。(二)酶原和酶原的激活動(dòng)物體內(nèi)有些酶在細(xì)胞內(nèi)合成及剛分泌出來時(shí),是一種沒有催化活性的蛋白質(zhì)即酶的前體,稱為酶原,如胃蛋白酶原、胰蛋白酶原、凝血酶原等。酶原轉(zhuǎn)化為有活性的酶的過程,稱為酶原的激活。使酶原激活的物質(zhì)稱為激活劑。激活劑本身是酶,則稱激活酶,還有一些酶能激活同類酶原,這種作用稱為自身的激活。如胰蛋白酶等。酶以酶原的形式合成和分泌,然后激活,具有重要的生理意義。如胰蛋白酶原、凝血酶原等。(三)同工酶是指一些結(jié)構(gòu)不同,而能催化同一化學(xué)反應(yīng)的酶。如1959年發(fā)現(xiàn)的乳酸脫氫酶同工酶。同工酶分子結(jié)構(gòu)有差異,但是活性中心結(jié)構(gòu)相同或極相似。許多酶都具有同工酶,同工酶廣泛存在于生物界。因此,同工酶的研究對(duì)細(xì)胞分化、遺傳、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)性狀、抗病力和疾病診斷等的探討具有一定的意義。(四)變構(gòu)酶調(diào)節(jié)物能與酶分子的調(diào)節(jié)部位結(jié)合,使酶蛋白分子的構(gòu)象發(fā)生改變,從而提高或降低酶的活性,這種效應(yīng)稱為變構(gòu)效應(yīng)。具有變構(gòu)效應(yīng)的酶,稱為變構(gòu)酶。能使變構(gòu)酶產(chǎn)生變構(gòu)效應(yīng)的物質(zhì),稱為效應(yīng)物,又稱效應(yīng)子,調(diào)節(jié)物。效應(yīng)物一般是小分子有機(jī)化合物,有的是底物,有的是非底物的物質(zhì).三酶作用原理及影響因素(一)酶能降低反應(yīng)的活化能在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)體系中,只有能量已達(dá)到或超過了該反應(yīng)所要求的“能域”水平的分子,才能發(fā)生反應(yīng),這樣的分子稱為活化分子?；罨肿釉蕉?反應(yīng)速度越快。酶是生物催化劑,它能使活化能大大降低,所以催化效率特別高。(二)影響酶促反應(yīng)的因素1.底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響在酶濃度、溫度、PH等條件固定不變地情況下,反應(yīng)速度(v)對(duì)底物濃度([S])之間呈現(xiàn)矩形雙曲線關(guān)系,稱米氏曲線;Km稱為米氏常數(shù),可表示酶與底物的親合力,Km值大,親和力小,反之則大,具有最小Km值的底物是該酶的最適底物。2.酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響當(dāng)其他條件相同而底物濃度使所有的酶都能結(jié)合為酶——底物復(fù)合物時(shí),酶促反應(yīng)速度與酶的濃度成正比。3.溫度對(duì)酶促反應(yīng)的影響溫度對(duì)酶促反應(yīng)有二方面的影響,一方面與一般化學(xué)反應(yīng)相同,在一定范圍內(nèi)(0——40oC),隨著溫度的升高,酶活性增加,反應(yīng)速度加快;另一方面,酶是蛋白質(zhì),遇熱易變性失活,絕大多數(shù)的酶在60oC以上即失活。因此,溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響是以上兩種作用的綜合結(jié)果。在低溫范圍內(nèi),前一種作用為主,隨溫度升高反應(yīng)速度加快,當(dāng)溫度達(dá)到一定限度時(shí),后一種作用發(fā)生影響。如果溫度繼續(xù)升高,但由于酶蛋白變性,使有活性的酶數(shù)量減少,總結(jié)果,反應(yīng)速度下降。在80oC時(shí),酶的活性幾乎完全喪失。當(dāng)高溫使酶變性后,即使再降低溫度,酶的活性也不能恢復(fù)。高溫消毒滅菌就是基于這種原理。在一定條件下,每一種酶在某一溫度下活性最高,此溫度稱為該酶的“最適溫度”。通常動(dòng)物體酶的最適溫度為37——40oC,最適溫度受底物種類、作用時(shí)間長短等因素的影響。低溫使酶的活性降低,不破懷酶蛋白,當(dāng)溫度回升時(shí),酶活性還可恢復(fù)。臨床上的低溫麻醉,就是利用低溫降低酶活性,減慢代謝速度,提高機(jī)體對(duì)氧和營養(yǎng)物質(zhì)缺乏的耐受性。生物制品、菌種及精液的冷凍保存也是基于同一原理。4.PH對(duì)酶促反應(yīng)的影響酶活性受PH的影響較大,因酶是蛋白質(zhì),是兩性電解質(zhì),活性中心及其附近有各種解離的極性基團(tuán),這些基團(tuán)因PH的影響而改變其帶電狀態(tài),影響了酶底物的結(jié)合,同時(shí),PH值對(duì)底物的解離狀態(tài)也有影響,從而也影響酶與底物的結(jié)合。在一定PH下,酶蛋白處于一定的解離狀態(tài)才能與底物結(jié)合,發(fā)揮最佳催化作用,此PH稱為該酶的“最適PH”。一般來說,大多數(shù)酶的最適PH在5—8之間,個(gè)別的例外,如胃蛋白酶,最適PH為1.5,琥珀酸脫氫酶為9.0。5.激活劑對(duì)酶促反應(yīng)的影響在酶促反應(yīng)體系中,加入某種物質(zhì),使酶活性提高,反應(yīng)速度加快的現(xiàn)象稱激活作用。這類物質(zhì)稱激活劑(活化劑)。酶的激活劑主要是無機(jī)離子,包括金屬離子,如Mg2+,是多種激酶和合成酶的激活劑,Mn2+、Zn2+等是蛋白酶的激活劑;Cl—是唾液淀粉酶的激活劑;膽汁酸鹽是脂肪酶的激活劑;EDTA是金屬螯合劑,能解除重金屬對(duì)酶的抑制,因而也是一種激活劑。6.抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)的影響凡能與酶的必需基團(tuán)尤其是活性中心基團(tuán)作用,使酶的活性降低或失活的物質(zhì),稱為酶的抑制劑,這種作用稱抑制作用。根據(jù)抑制劑與酶作用的方式及抑制劑作用是否可逆分為兩大類,不可逆抑制作用和可逆抑制作用。(1)不可逆性抑制作用有些抑制劑能以共價(jià)鍵的形式與酶分子的必需基團(tuán)相結(jié)合,從而抑制酶活性,用透析、超濾等物理方法不能除去抑制劑使酶活性恢復(fù),這種抑制作用稱不可逆抑制作用;這種抑制劑稱不可逆抑制劑。不可逆抑制劑的種類很多,常見的有有機(jī)磷殺蟲劑、有極汞化合物、有機(jī)砷化合物、一氧化碳、氰化物、重金屬離子等劇毒物質(zhì)。如,有機(jī)磷殺蟲劑可特異性的與膽堿酯酶的活性中心——絲氨酸的羥基結(jié)合,使酶失活。乙酰膽堿不能被膽堿酯酶水解,而大量的積累,從而引起一系列的中毒癥狀,甚至死亡。以上的抑制劑有時(shí)可以用另一些化學(xué)物質(zhì)除去抑制劑,使酶重新復(fù)活。如有機(jī)磷和有機(jī)砷中毒后使用解磷定和二巰基丙醇。(2)可逆抑制作用抑制劑與酶分子的必需基團(tuán)以非共價(jià)鍵結(jié)合而抑制酶活性,用透析等物理方法可除去抑制劑,使酶復(fù)活。這種抑制作用稱可逆抑制作用。這種抑制劑稱可逆抑制劑。可逆抑制作用有競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用和非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用兩種類型。1競(jìng)爭(zhēng)性抑制有些抑制劑的分子結(jié)構(gòu)與底物分子結(jié)構(gòu)非常相似,因而也能與酶分子的結(jié)合基團(tuán)結(jié)合,而抑制酶活性,抑制劑和底物對(duì)酶的結(jié)合是相互競(jìng)爭(zhēng),相互排斥的,這種抑制作用稱為競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。這種抑制劑稱為競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑?？梢酝ㄟ^加入大量的底物來消除競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑對(duì)酶活性的抑制性作用。競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑在臨床治療方面十分重要,不少藥物實(shí)際上就是酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。氨基喋呤是二氫葉酸還原酶競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑,從而抑制了四氫葉酸的合成反應(yīng),而四氫葉酸是核酸合成的輔酶。因此,能抑制癌細(xì)胞治療白血病?；前奉愃幬锸侵委熂?xì)菌性疾病的有效藥物。它能抑制細(xì)菌的生長繁殖,而不傷害人和畜禽。細(xì)菌體內(nèi)的葉酸合成酶能催化對(duì)氨基苯甲酸變成葉酸,而磺胺類藥物與對(duì)氨基苯甲酸的結(jié)構(gòu)非常相似。因此,對(duì)葉酸合成酶有競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。人和畜禽能夠利用食物中的葉酸,細(xì)菌不能,必須自己合成。一旦合成葉酸的反應(yīng)受阻,細(xì)菌便停止生長繁殖。2非競(jìng)爭(zhēng)性抑制有些抑制劑和底物可同時(shí)結(jié)合在酶分子的不同部位上,形成酶——底物——抑制劑三元復(fù)合物。但是,在三元復(fù)合物中,酶分子不能催化底物反應(yīng),而失活。這種抑制作用,稱為非競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。這種抑制劑稱非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。加入大量底物不能解除非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑對(duì)酶活性的抑制,這是不同于競(jìng)爭(zhēng)性抑制的一個(gè)特征。如測(cè)定血糖時(shí)常采用草酸鉀——氟化鈉抗凝血?jiǎng)?就是利用氟離子來抑制烯醇化酶使葡萄糖不至于變成丙酮酸而保證血糖含量的準(zhǔn)確性。第七單元糖代謝第一節(jié)糖在動(dòng)物體內(nèi)的代謝概況一、糖的生理功能1.供給能量2.提供碳源3.構(gòu)成組織細(xì)胞成分4.糖的磷酸衍生物可以形成許多重要的生物活性物質(zhì)。二、動(dòng)物體內(nèi)糖的來源1.由消化道吸收主要是飼料中的淀粉及少量蔗糖、乳糖、麥芽糖等,在消化道轉(zhuǎn)化為葡萄糖等單糖被吸收。2.由非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化而來動(dòng)物體內(nèi)可以由非糖物質(zhì)合成糖,稱為糖的異生作用。在家畜飼料中淀粉和纖維素是主要的糖源。因不同動(dòng)物的消化特點(diǎn)不同,獲糖的方式也不同。在單胃雜食動(dòng)物(豬)飼料中的淀粉含量豐富,所以豬體內(nèi)糖的主要來源是由消化道吸收葡萄糖。反芻動(dòng)物以草食為主,飼料中含有大量纖維素,它不能被消化成葡萄糖,而是被瘤胃中的微生物發(fā)酵分解為低級(jí)脂肪酸后被吸收,在糖異生的作用下將吸收的低級(jí)脂肪酸轉(zhuǎn)變?yōu)樘枪┙o需要。單胃草食動(dòng)物對(duì)糖的消化介于二者之間,即部分淀粉被消化成葡萄糖,在小腸吸收;纖維素和部分淀粉經(jīng)大腸細(xì)菌作用,發(fā)酵生成低級(jí)脂肪酸被吸收后經(jīng)糖異生轉(zhuǎn)變?yōu)樘?。三、血糖血糖主要是指血液中所含的葡萄?分布于紅細(xì)胞和血漿中。每種動(dòng)物的血糖含量各不相同,但對(duì)每種動(dòng)物而言血糖濃度是恒定的。血糖濃度的相對(duì)恒定是在中樞神經(jīng)系統(tǒng)及其所控制的各種激素調(diào)節(jié)作用下,通過血糖的來源和去路實(shí)現(xiàn)的。調(diào)節(jié)血糖濃度的激素只有胰島素可降低血糖。第二節(jié)糖的分解代謝(一)糖酵解(糖的無氧氧化)在動(dòng)物細(xì)胞內(nèi),葡萄糖或糖原在無氧條件下分解為乳酸并釋放能量的過程,稱為糖酵解。糖酵解是在細(xì)胞液中進(jìn)行。糖酵解凈生成2或3ATP。(二)糖有氧分解在一般生理?xiàng)l件下,動(dòng)物體內(nèi)氧供應(yīng)充足,葡萄糖或糖原可徹底氧化成CO2和H2O并釋放能量的過程,稱為糖的有氧分解或有氧氧化。糖的有氧分解實(shí)際上是無氧分解的繼續(xù),只是在生成丙酮酸之后開始分歧。無氧時(shí)丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗?有氧時(shí)則丙酮酸進(jìn)一步氧化分解為CO2和H2O。但丙酮酸的氧化是在線粒體中進(jìn)行的。1分子葡萄糖經(jīng)有氧氧化能生成30或32分子ATP。這與糖酵解生成的2molATP相比,約大15~16倍。(三)、磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑是除有氧氧化和無氧分解之外的又一條重要的糖代謝途徑。是葡萄糖被磷酸化為6-磷酸葡萄糖后,經(jīng)過氧化脫氫為磷酸戊糖,再經(jīng)系列變化,重新變?yōu)槠咸烟?生成H2O和CO2,并產(chǎn)生能量的過程。由于此途徑的中間產(chǎn)物有磷酸戊糖,故稱為磷酸戊糖途徑。磷酸戊糖途徑在細(xì)胞液中進(jìn)行。1.磷酸戊糖途徑生成的中間產(chǎn)物5-磷酸核糖是合成核酸和核苷酸的原料。2.生成的NADPH+H+的主要功能在于為脂肪酸、膽固醇及類固醇激素的生物合成提供氫。所以在合成脂類和類固醇旺盛的脂肪組織、哺乳期乳腺和睪丸等組織磷酸戊糖途徑活躍。3.NADPH+H+能使氧化型谷胱甘肽還原為還原型谷胱甘肽,后者對(duì)保護(hù)巰基酶的活性和維持細(xì)胞完整與穩(wěn)定非常重要。第三節(jié)葡萄糖的異生作用與乳酸循環(huán)(一)、糖異生作用的途徑非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變成葡萄糖或糖原的過程稱為糖異生途徑。酵解途徑與糖異生途徑的多數(shù)反應(yīng)是共有的,是可逆的,但酵解途徑中有3個(gè)不可逆反應(yīng),在糖異生途徑中須由另外的反應(yīng)和酶代替。(二)糖異生作用的生理意義1.維持血糖恒定動(dòng)物饑餓或糖類攝入不足時(shí),都要靠糖異生作用提供葡萄糖維持血糖的正常濃度,以便各組織細(xì)胞從血液中攝入葡萄糖供其利用。而草食動(dòng)物體內(nèi)的糖主要靠糖異生作用提供。2.消除大量乳酸家畜在重役時(shí),肌肉中酵解作用增強(qiáng),大量肌糖原分解為乳酸,這些乳酸通過血液運(yùn)至肝臟,在肝臟中通過糖異生作用轉(zhuǎn)變?yōu)楦翁窃蚱咸烟?而生成的葡萄糖又可進(jìn)入血液供機(jī)體利用,這一過程稱為乳酸循環(huán)。由此可見,糖異生作用即可消除體內(nèi)乳酸,使機(jī)體免于因乳酸過多而中毒,同時(shí)還可使不能直接補(bǔ)充血糖的肌糖原能夠間接變?yōu)檠恰５诎藛卧镅趸谝还?jié)概述一、生物氧化的概念一般把糖、脂肪和蛋白質(zhì)等有機(jī)化合物在生物體內(nèi)氧化分解為CO2和H2O,并釋放能量的過程稱為生物氧化。由于生物氧化是在組織細(xì)胞中進(jìn)行,所以又稱為組織氧化或活細(xì)胞氧化。ATP的生成方式有底物水平磷酸化和氧化磷酸化。二、NADH呼吸鏈和FADH呼吸鏈1呼吸鏈:底物上的氫原子被脫氫酶激活物激活脫落后,經(jīng)過一系列的傳遞體,最后傳遞給被激活的氧分子而生成水。氫傳遞與氧化合的連鎖反應(yīng)稱為呼吸鏈或電子傳遞鏈。2、呼吸鏈的組成:不需氧脫氫酶、輔酶Q、鐵硫中心和細(xì)胞色素。其中細(xì)胞色素aa3也稱為細(xì)胞色素氧化酶,處于呼吸鏈的末端,它容易被CO、CN-抑制。3呼吸鏈類型:按線粒體分離提取得到的四種復(fù)合物,可組成兩條呼吸鏈的排列順序,即NADH呼吸鏈和FADH2呼吸鏈。實(shí)驗(yàn)證明,在NADH呼吸鏈中,每傳遞一對(duì)氫原子,經(jīng)氧化生成水的過程中消耗一個(gè)氧原子,同時(shí)要消耗2.5分子H3PO4,生成2.5分子ATP,P/O比值為2.5(P代表H3PO4,O為氧原子);在FADH2呼吸鏈中,P/O比值為1.5/1,生成1.5分子ATP。第九單元:脂類代謝一、脂類是脂肪和類脂的總稱。脂肪由甘油的三個(gè)羥基和三個(gè)脂肪酸綜合而成,又稱甘油三酯;類脂包括磷脂、糖脂、膽固醇及其酯。必需脂肪酸:動(dòng)物必需從飼料中獲得的亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸等。二、脂肪分解代謝1脂肪動(dòng)員:脂肪從脂庫中釋放出來,稱為脂肪的動(dòng)員。脂肪酶的活性受激素調(diào)控,如進(jìn)食、饑餓、交感神經(jīng)興奮時(shí)腎上腺素、去甲腎上腺素、胰高血糖素等分泌增加激活脂肪酶,促進(jìn)脂肪動(dòng)員;胰島素反之。2.血脂和血漿脂蛋白血漿中所含的脂類通稱“血脂”。血脂包括脂肪、磷脂、膽固醇及其脂,和游離脂肪酸。脂類不溶于水,要與血漿中的蛋白質(zhì)結(jié)合才能被運(yùn)輸。除游離脂肪酸與血漿清蛋白結(jié)合成復(fù)合物運(yùn)輸外,其他的脂類都以脂蛋白的形式運(yùn)輸。3.血漿脂蛋白的分類根據(jù)各類血漿脂蛋白中所占比例不同以致密度不同,利用密度梯度超速離心技術(shù)將血漿脂蛋白以其密度由小到大分為乳靡微粒(CM)、極低密度脂蛋白(VLDL)、低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)四類。(一)、甘油的代謝甘油經(jīng)血液運(yùn)送到肝、腎、腸等組織利用,在甘油磷酸激酶催化下生成α-磷酸甘油,而后再轉(zhuǎn)成磷酸二羥丙酮。進(jìn)一步沿糖的分解途徑或糖異生途徑代謝。(二)、脂肪酸的分解代謝長鏈脂肪酸氧化前必須進(jìn)行活化,活化在胞液中進(jìn)行,消耗2個(gè)ATP生成脂酰CoA?；罨闹oA在肉毒堿攜帶下經(jīng)脫氫、加水、再脫氫、硫解四步反應(yīng)生成1分子乙酰COA和比原來少2個(gè)碳原子的脂酰COA。。(三)、酮體的生成和利用:酮體包括乙酰乙酸、β-羥丁酸和丙酮三種小分子。1.酮體的生成:在肝臟線粒體由乙酰CoA縮合而成。2.酮體的利用:肝臟是生成酮體的器官,但不能使酮體進(jìn)一步氧化分解,而是采用酮體的形式將乙酰CoA經(jīng)血液運(yùn)送到肝外組織,作為它們的能源,尤其是腎、心肌、腦等組織中主要以酮體為燃料分子。在這些細(xì)胞中,酮體進(jìn)一步分解成乙酰CoA參加三羧酸循環(huán)。3.酮體的生理意義酮體是脂肪酸在肝臟氧化分解時(shí)產(chǎn)生的正常中間產(chǎn)物,是肝臟輸出能源的一種形式,是易于被肌組織和腦組織利用的能源物質(zhì)。4.酮病當(dāng)長期饑餓或廢食、高產(chǎn)乳牛初泌乳后及綿羊妊娠后期,酮體生成多于肝外組織的消耗,在體內(nèi)積聚引起酮病。血液中酮體升高稱為酮血癥。酮體隨乳排出稱酮乳癥。酮體隨尿排出稱酮尿癥。酮體過多還會(huì)引起代謝性酸中毒。(四)丙酸代謝丙酸代謝對(duì)反芻動(dòng)物是非常重要的。反芻動(dòng)物體內(nèi)的葡萄糖約有50%來自丙酸的異生作用。其余的大部分來自氨基酸。第三節(jié)、脂肪的合成一、脂肪酸的合成脂肪酸的生物合成是在細(xì)胞液中進(jìn)行,需要CO2和檸檬酸參加;而氧化降解是在線粒體中進(jìn)行的。二、脂肪的合成哺乳動(dòng)物的肝臟和脂肪組織合成脂肪最活躍,合成部位在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行,途徑有兩條。甘油磷酸二脂途徑和甘油一酯途徑第四節(jié)類脂的代謝磷脂是指含有磷酸的脂類,分為磷酸甘油脂(如卵磷脂和腦磷脂等)和神經(jīng)鞘脂(如神經(jīng)鞘磷脂等)。它們是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要成分,屬于結(jié)構(gòu)脂質(zhì),具有重要的生理作用。一、磷脂的代謝:甘油磷脂的分解依賴于體內(nèi)的各種磷脂酶將其分解為脂肪酸、甘油、磷酸等,然后再進(jìn)一步降解。甘油磷脂主要有卵磷脂、腦磷脂等。二、膽固醇的代謝膽固醇是動(dòng)物體重要的固醇類化合物,它是細(xì)胞膜的成分,又是動(dòng)物合成膽汁酸、類固醇激素和維生素D等生物活性物質(zhì)的前提。第十單元含氮小分子代謝氮平衡:是指動(dòng)物從食物和飼料中攝入的氮量與從尿與糞中排出的氮量之間的關(guān)系,包括氮總平衡(相等),氮正平衡(大于)和氮負(fù)平衡(小于)三種形式。必需氨基酸:有八種:賴氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸和蘇氨酸。三、氨基酸的分解代謝組成蛋白質(zhì)的氨基酸有20種,氨基酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)不同,其代謝途徑也有所差異。但他們都含有а-氨基和羧基,因而在代謝上有共同之處。氨基酸的一般分解代謝,就是指這種共同性的分解代謝途徑,其中主要為脫氨基作用,其次為脫羧基作用。(一)、氨基酸的脫氨基作用在酶的催化下,氨基酸脫掉氨基的作用稱脫氨基作用。動(dòng)物的脫氨基作用主要在肝和腎中進(jìn)行,主要方式有氧化脫氨基作用,轉(zhuǎn)氨基作用和聯(lián)合脫氨基作用。多數(shù)氨基酸以聯(lián)合脫氨基作用脫去氨基。各種轉(zhuǎn)氨酶均以磷酸吡哆醛(胺)為輔酶。重要的轉(zhuǎn)氨酶丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT),又稱為谷丙轉(zhuǎn)氨酶:ALT催化丙氨酸與a-酮戊二酸之間的氨基移換反應(yīng),為可逆反應(yīng)。ALT在肝中活性較高,在肝的疾病時(shí),可引起血清中ALT活性明顯升高天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST),又稱為谷草轉(zhuǎn)氨酶:AST催化天冬氨酸與a-酮戊二酸之間的氨基移換反應(yīng),為可逆反應(yīng)。AST在心肌中活性較高,故在心肌疾患時(shí),血清中AST活性明顯升高。(二)、氨基酸的脫羧基作用氨基酸在脫羧酶的催化下,脫去羧基產(chǎn)生二氧化碳和相應(yīng)的胺。這一過程稱為氨基酸的脫羧基作用;氨基酸脫羧基后形成的胺對(duì)動(dòng)物體具有特殊的生理作用。例如,組氨酸脫羧產(chǎn)生的組胺具有擴(kuò)張血管、降低血壓及刺激胃液分泌的作用;谷氨酸脫羧生成的-氨基丁酸可抑制腦興奮。但是,體內(nèi)胺積蓄過多,會(huì)引起神經(jīng)系統(tǒng)及心血管系統(tǒng)的功能紊亂。(三)氨的代謝1尿素的生成:尿素是哺乳動(dòng)物排除氨的主要途徑。合成的主要器官是肝臟,腎和腦等組織也能合成,但合成能力很弱。尿素的生成過程是從鳥氨酸開始,中間生成瓜氨酸、精氨酸,最后精氨酸水解生成尿素和鳥氨酸,形成了一個(gè)循環(huán)反應(yīng)過程,所以這一過程稱為鳥氨酸循環(huán)。2.生成尿酸家禽體內(nèi)氨的去路和哺乳動(dòng)物有共同之處,也有不同之處。氨在家禽體內(nèi)也可以合成谷氨酰胺以及用于其他一些氨基酸和含氨物質(zhì)的合成,但不能合成尿素,而是把體內(nèi)大部分的氨通過合成尿酸排出體外3.生成谷氨酰胺在組織中谷氨酰胺合成酶的催化下,并有ATP和mg2+參與,氨和谷氨酸結(jié)合成谷氨酰胺。這是機(jī)體迅速解除氨毒的一種方式,也是氨的儲(chǔ)藏及運(yùn)輸形式(四)、α-酮酸的代謝經(jīng)脫氨基作用之后,大部分生成相應(yīng)的α-酮酸。這些α-酮酸的代謝途徑各不相同,但有以下三條去路。一是氨基化生成非必需氨基酸;二是轉(zhuǎn)變成糖和脂肪:把在動(dòng)物體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變成葡萄糖的氨基酸稱為生糖氨基酸,有丙氨酸、半胱氨酸、甘氨酸等十四種氨基酸;能轉(zhuǎn)變成酮體的稱為生酮氨基酸,有亮氨酸和賴氨酸;二者都能生成的氨基酸稱為生糖兼生酮氨基酸,包括色氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸等芳香族氨基酸和異亮氨酸。第十一單元物質(zhì)代謝之間的關(guān)系動(dòng)物有機(jī)體的代謝是一個(gè)完整而統(tǒng)一的過程,各種物質(zhì)的代謝過程是密切聯(lián)系和相互影響的。動(dòng)物機(jī)體通過復(fù)雜的調(diào)節(jié)機(jī)制實(shí)現(xiàn)與環(huán)境的統(tǒng)一。這種調(diào)節(jié)在細(xì)胞水平、激素水平和整體水平三個(gè)層次上進(jìn)行,細(xì)胞水平的調(diào)節(jié)是其它調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)。第十二、十三單元核酸的生物合成一、DNA的生物合成DNA是遺傳的主要物質(zhì),遺傳信息是以堿基排列順序的方式貯存在DNA分子中,DNA可通過自我復(fù)制合成與原有分子完全一樣的子代分子,從而把遺傳信息從親代傳遞給子代。(一)DNA復(fù)制的方式DNA是采用半保留復(fù)制進(jìn)行復(fù)制的,一個(gè)DNA分子(稱親代DNA)變成2個(gè)DNA分子(稱子代DNA),這2個(gè)子代DNA分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)完全一樣。在任何一個(gè)子代DNA分子中,一條DNA單鏈來源于親代,另一條是新合成的,2條鏈仍然是堿基配對(duì)的。(二)參與DNA復(fù)制的酶1.拓?fù)洚悩?gòu)酶:改變DNA拓?fù)湫再|(zhì)的酶,可使DNA的一條鏈或兩條鏈發(fā)生斷裂和再聯(lián)接;2、DNA解旋酶:破壞DNA雙鏈之間的氫鍵,使DNA解鏈,需要ATP供能。3.RNA引發(fā)酶:負(fù)責(zé)合成一個(gè)小片段RNA,作為新鏈DNA的引物,此酶就是一種RNA聚合酶,受利福平抑制。4.DNA聚合酶:該酶是個(gè)多功能酶,共具有:5’→3’合成新鏈;3’→5’外切,用于自我校對(duì),即當(dāng)聚合過程中出現(xiàn)堿基配對(duì)錯(cuò)誤時(shí),該酶聚合活性喪失,3’→5’外切活性激活,但矯枉過正,多切除了10%,然后又恢復(fù)聚合活性;5’→3’外切,用于切除引物;5.DNA連接酶:將各片段之間形成3’,5’-磷酸二酯鍵,使新鏈都連續(xù)完整。此酶在DNA的修復(fù)、重組、剪接過程中起著重要作用,是基因工程中重要的工具酶。6、單鏈結(jié)合蛋白:穩(wěn)定解開的DNA維持單鏈狀態(tài)。(三)DNA復(fù)制的過程1.復(fù)制的起始DNA的復(fù)制都是在固定的起始點(diǎn)上開始的。向兩個(gè)相反的方向同時(shí)進(jìn)行,稱為雙向復(fù)制。真核生物形成多個(gè)復(fù)制單位,每個(gè)復(fù)制單位稱為復(fù)制子。在復(fù)制原點(diǎn)的兩側(cè)形成兩個(gè)復(fù)制叉。2.RNA引物的生成所有DNA聚合酶均不能從頭合成DNA,在DNA合成之前均需首先合成一段引物,在細(xì)胞內(nèi)是一段小分子RNA。這一段小分子RNA的合成成為引發(fā)。3.鏈的延伸:DNA兩條鏈的延伸不同,一條是連續(xù)合成的,稱前導(dǎo)鏈;另一條是不連續(xù)合成的,稱滯后鏈。4.復(fù)制的終止復(fù)制終止,由DNA聚合酶I填補(bǔ)空隙,最后由連接酶連接封口。(四)反轉(zhuǎn)錄與反轉(zhuǎn)錄酶以RNA為模板合成DNA的過程稱為反轉(zhuǎn)錄,這個(gè)過程由RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶(或稱反轉(zhuǎn)錄酶)催化。與DNA聚合酶相同,逆轉(zhuǎn)錄酶催化的DNA合成要求有模板和短鏈的RNA引物及4種dNTP底物以及適當(dāng)濃度的Mg2+或Mn2+。二、RNA的生物合成1.轉(zhuǎn)錄DNA攜帶的遺傳信息傳遞給RNA分子的過程稱轉(zhuǎn)錄。雙鏈DNA中只有一條鏈作為模板轉(zhuǎn)錄合成RNA,因此,RNA的轉(zhuǎn)錄是不對(duì)稱的。負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄合成RNA的DNA鏈叫模板鏈,另一股鏈叫編碼鏈。啟動(dòng)子是DNA分子中可以與RNA聚合酶特異結(jié)合的部位,即是轉(zhuǎn)錄開始的基因上特殊的堿基序列。原核生物中啟動(dòng)子即-10序列和-35序列。RNA鏈的延伸方向是5’→3’,不需要引物。4.轉(zhuǎn)錄后的修飾轉(zhuǎn)錄合成的RNA不一定是成熟有功能的RNA分子。因此,轉(zhuǎn)錄后常需要進(jìn)行加工修飾,使之生成成熟的、有活性的RNA分子。不同類型的RNA轉(zhuǎn)錄后的加工修飾作用也不同,原核生物和真核生物不同。真核生物轉(zhuǎn)錄后的加工修飾如下:(1)首尾修飾首尾修飾就是在mRNA的5’末端加“帽”以及在其3’末端加上多聚腺苷酸的“尾”,是對(duì)mRNA轉(zhuǎn)錄后修飾的重要內(nèi)容之一。(2)剪接修飾經(jīng)轉(zhuǎn)錄形成的mRNA前體可在酶的作用下切除內(nèi)含子(非編碼區(qū))、拼接外顯子(編碼區(qū))的過程稱為剪接修飾。第十四單元蛋白質(zhì)的生物合成基因的遺傳信息在轉(zhuǎn)錄過程中從DNA轉(zhuǎn)移到mRNA,再由mRNA將這種遺傳信息表達(dá)為蛋白質(zhì)中氨基酸順序的過程叫做翻譯。合成體系:20種氨基酸,mRNA、tRNA、核蛋白體、酶和因子,以及無機(jī)離子、ATP、GTP合成方向:N→C端一、RNA在蛋白質(zhì)合成中的作用(一)mRNA與遺傳密碼遺傳密碼的特點(diǎn):1無標(biāo)點(diǎn)、不重疊。密碼子是不重疊的,每個(gè)三聯(lián)體中的三個(gè)核苷酸只編碼一個(gè)氨基酸。2簡并性幾種密碼子對(duì)應(yīng)于相同一種氨基酸。這些密碼子為同義密碼子3通用性絕大多數(shù)密碼子對(duì)各種生物都適用,某些線粒體中遺傳密碼有例外終止信號(hào)UAG、UAA、UGA起始信號(hào)AUG(真核中起始為Met、原核中起始為fMet,翻譯中間為Met)(二)tRNA和解碼系統(tǒng)反密碼子:每種tRNA的反密碼子,決定了所帶氨基酸能準(zhǔn)確的在mRNA上對(duì)號(hào)入座。反密碼子與mRNA的第三個(gè)核苷酸配對(duì)時(shí),不嚴(yán)格遵從堿基配對(duì)原則。(三)rRNA和蛋白質(zhì)生物合成的場(chǎng)所rRNA與蛋白質(zhì)一起構(gòu)成核糖體——蛋白質(zhì)合成“工廠”。核糖體上有三個(gè)功能位點(diǎn):P位點(diǎn),起始氨基酰-tRNA或肽酰-tRNA結(jié)合的部位;A位點(diǎn),內(nèi)部氨酰-tRNA結(jié)合的部位;E位點(diǎn),P位點(diǎn)心空載的tRNA分子釋放的部位第十五單元基因表達(dá)的調(diào)節(jié)一、原核生物基因表達(dá)調(diào)控1.操縱子模式調(diào)節(jié)操縱子指原核生物基因的一個(gè)表達(dá)調(diào)控序列或功能單位。包括參與同一代謝途徑的幾個(gè)酶的基因,編碼在一起形成一個(gè)特殊單位(統(tǒng)稱結(jié)構(gòu)基因)與結(jié)構(gòu)基因前面的調(diào)節(jié)基因、操縱基因以及其它的一些調(diào)控序列?？刂撇课挥烧{(diào)節(jié)基因、啟動(dòng)子和操縱基因組成。當(dāng)代謝需要結(jié)構(gòu)基因表達(dá)時(shí)、操縱子即開放,結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄生成mRNA并進(jìn)一步表達(dá)酶參與代謝。如果不需要時(shí),結(jié)構(gòu)基因不被轉(zhuǎn)錄,或以很低的速度進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。乳糖操縱子:乳糖操縱子是典型的誘導(dǎo)型操縱子。第十六單元核酸技術(shù)它是以限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶的發(fā)現(xiàn)為基礎(chǔ)的DNA重組技術(shù)。其主要特點(diǎn),一是在體外DNA水平上操作,二是目的基因在宿主體內(nèi)的細(xì)胞水平上表達(dá)。一、核酸工具酶:常用的有限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶、堿性磷酸酶和DNA聚合酶等。限制性核酸內(nèi)切酶能識(shí)別DNA分子中特定的核苷酸序列,并由此切割DNA雙鏈結(jié)構(gòu),切割后可在切口處留下具有互補(bǔ)關(guān)系的單股DNA,稱粘性末端。二、基因載體:是攜帶外源DNA片段進(jìn)入宿主細(xì)胞進(jìn)行擴(kuò)增和表達(dá)的工具,其本身是DNA。載體可分為克隆載體、穿梭載體、表達(dá)載體。常用的載體有質(zhì)粒、噬菌體和病毒載體。四、DNA重組的基本技術(shù)路線DNA重組技術(shù)的基本過程包括目的基因的制備、DNA重組、DNA重組體的轉(zhuǎn)化、重組體的篩選、外源基因的表達(dá)等步驟。DNA重組技術(shù)的本質(zhì)是基因的體外重組,又稱為“基因工程”或“分子克隆”,其基本過程可分為四個(gè)階段:1.選擇人們期望的外源基因,稱目的基因。2.將目的基因和適合的載體DNA(如質(zhì)粒)在體外進(jìn)行重組,以獲得重組體(雜交DNA)。連接的方式主要有黏性末端連接、平端連接、定向克隆、人工接頭連接和多聚核苷酸連接等。3.將重組體轉(zhuǎn)入合適的生物活細(xì)胞,使目的基因復(fù)制擴(kuò)增、或轉(zhuǎn)錄,翻譯表達(dá)出目的基因編碼的蛋白質(zhì)。4.從細(xì)胞中分離出基因表達(dá)產(chǎn)物或獲得一個(gè)具有新遺傳性狀的個(gè)體。主要方法有核酸雜交、免疫學(xué)篩選、翻譯篩選和物理篩選等。五、基因操作的主要技術(shù)(一)核酸分子雜交:主要南印跡雜交(Southern-blot)和北印跡雜交(Northern-blot).南印跡雜交(Southern-blot):是將在電泳凝膠中分離的DNA片段轉(zhuǎn)移并結(jié)合在適當(dāng)?shù)臑V膜上,變性后,通過與標(biāo)記的單鏈DNA或RNA探針雜交作用,以檢測(cè)被轉(zhuǎn)移DNA片段中特異的基因。北印跡雜交(Northern-blot):是將RNA分子從電泳凝膠轉(zhuǎn)移并結(jié)合到適當(dāng)?shù)臑V膜上,通過與標(biāo)記的單鏈DNA或RNA探針雜交,以檢測(cè)特異基因的表達(dá)。(二)、PCR技術(shù),其又稱聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。PCR是一種快速的DNA特定片斷,體外合成擴(kuò)增技術(shù),其過程包括:雙鏈DNA的高溫變性,引物與模板低溫退火和適宜溫度下的引物延伸三個(gè)步驟反應(yīng)循環(huán)。每一循環(huán)中新合成的子鏈及其模板均作為下一循環(huán)的模板,于是特定的DNA序列的產(chǎn)量隨著循環(huán)次數(shù)成指數(shù)增長。該技術(shù)現(xiàn)已成為分子生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物工程、法醫(yī)學(xué)及考古學(xué)等領(lǐng)域不可缺少的工具。(三)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)基因技術(shù)是一種特定的外源基因轉(zhuǎn)移表達(dá)的基因工程技術(shù)。自1982年首次將大白鼠生長激素基因放在質(zhì)粒中,用注射的方法注入小鼠受精卵核中而被表達(dá),使成熟的小鼠體重顯著增加,而稱為轉(zhuǎn)基因的“碩鼠”或“超級(jí)鼠”以后,國內(nèi)外出現(xiàn)了各種各樣的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物、植物及由轉(zhuǎn)基因動(dòng)物產(chǎn)生的轉(zhuǎn)基因藥物、轉(zhuǎn)基因食物等。這種技術(shù)還有待進(jìn)一步成熟。第十七單元:水、無機(jī)鹽代謝與酸堿平衡體液:動(dòng)物體內(nèi)存在的液體稱為體液。一、體液的容量與分布:一般說來,成年瘦的家畜體內(nèi)的總水量約占體重的60%~70%;幼畜的含水量比成年高;肥胖家畜由于脂肪含量較多,比瘦的家畜含水量少,這是由于脂肪組織中含水較少之故,例如瘦牛的含水量約占體重的70%,但很肥的動(dòng)物其含水量僅占體重的40%左右。體液可劃分為兩個(gè)主要的分區(qū),即細(xì)胞內(nèi)液和細(xì)胞外液,它們是用細(xì)胞膜隔開的。所有存在于細(xì)胞外面的水稱為細(xì)胞外液,它約占體內(nèi)總水量的25%,或約為體重的20%。細(xì)胞外液又分為兩個(gè)主要的部分,即存在于血管內(nèi)的血漿和血管外的組織間液,它們是用血管壁分開的。血漿約占體重的5%。組織間液約為體重的15%。二、體液電解質(zhì)組成特點(diǎn)血漿和組織間液的無機(jī)鹽含量基本相同,其主要差異是血漿中的蛋白質(zhì)含量比組織間液中高很多。細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)含量很高,它成了細(xì)胞內(nèi)液中的主要陰離子之一。細(xì)胞內(nèi)液的主要陽離子是K+,其次是Mg2+,而Na+則很少。細(xì)胞內(nèi)液的主要陰離子是蛋白質(zhì)和磷酸根。C1-雖然是細(xì)胞外液中的主要陰離子,但在細(xì)胞內(nèi)液中幾乎不存在。三、體液間的交流:1血漿和組織間液的交流:血漿中各種物質(zhì)的濃度與組織間液基本相同。只有血漿中蛋白質(zhì)的濃度高于組織間液,它所產(chǎn)生的膠體滲透壓是有效的,使得血漿的滲透壓大于組織間液,成為組織間液流向血管內(nèi)的力量。與之相反的力量是血管內(nèi)的水靜壓,它使血管內(nèi)的液體流向血管外。在毛細(xì)血管的動(dòng)脈端,水靜壓大于血漿的膠體滲透壓,使體液向血管外流動(dòng)。在毛細(xì)血管的靜脈端,則水靜壓小于血漿的膠體滲透壓,于是體液向血管內(nèi)流動(dòng)。2.組織間液和細(xì)胞內(nèi)液的交流物質(zhì)在這兩個(gè)分區(qū)之間的交流需要通過細(xì)胞膜。細(xì)胞膜只允許水、氣體和某些不帶電荷的小分子〔如尿素〕自由通過。而蛋白質(zhì)則只能少量通過,有時(shí)甚至完全不能通過。無機(jī)離子,尤其是陽離子一般不能自由通過。這是造成細(xì)胞內(nèi)液和細(xì)胞外液中的成分差異很大的原因。然而生命活動(dòng)需要各種物質(zhì)不斷的在這兩個(gè)分區(qū)之間進(jìn)行交流,這是通過主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)和易化擴(kuò)散的方式進(jìn)行的。四、水的代謝不管體內(nèi)水含量的情況如何,動(dòng)物正?？偸且獜募S中(人約為80~150ml)和不感覺蒸發(fā)丟掉一定量的水,這個(gè)數(shù)量再加上最低排尿量就是臨床上所說的“生理需水量”。正常成年家畜每天攝入的水量和排出的水量是相等的,稱為水平衡。五、鈉、鉀代謝1體內(nèi)的鈉約一半左右在細(xì)胞外液中,在這里起著主要的生理作用。其余大部分在骨胳中。細(xì)胞內(nèi)液中鈉的含量很少。由于細(xì)