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生化化学期末终极复习资料 化学093班108出版社出版第一章1.前手性分子：当一个无手性分子中处于等同地位（对映异位、非对映异位）的一对原子或基团，被另一个不同于原来的原子或基团取代后，成为了手性分子，产生手性，这时原来的分子中进行取代的一个中心、轴或面就被称为是前手性的（prochiral），也称为潜手性、原手性。前手性一般可分为前手性中心、前手性轴和前手性面三种。例如，乙醇（ch3ch2oh）中的两个亚甲基氢原子是等同的（对映异位），但当其中之一被氘原子替换后，形成的 ch3cdhoh 具有对映异构，因此乙醇中的亚甲基碳原子就是一个前手性中心。前手性中心的两个等同基团可通过顺序规则中的r/s标记来识别。当相同的两个基团之一被高一级次序的基团取代，并且不改变原有基团的优先次序，根据所得到的化合物构型属r或s来确定原有化合物中这两个相同基团为“前(r)-基团”（pro-r）或“前(s)-基团”（pro-s）。 2.生物分子之间的作用力：（1）氢键，氧氢键，氮氢键，大小与方向性有关。（2）电荷-电荷相互作用（相互吸引和相互排斥）（3）离域键间的-堆积作用。（4）疏水键。（5）范德华力。第二章3生物膜的组成和结构（1）组成：脂类、蛋白质（包括酶）、多糖以及水和金属离子等。其中生物膜中含有的不同蛋白质称为膜蛋白。（2）结构:流体镶嵌模型。4.生物膜的功能（1）保护功能（2）转运功能，包括被动转运和主动转运，膜动转运（3）能量转换（4）信息传递（5）运动功能（6）免疫功能。5.人工膜：生物膜的人工模拟即人工膜，是指由两亲性分子通过高度有序排列形成的体系，如胶束、微团、单分子层膜、双分子层膜和脂类体等。第三章6.凯氏定氮法7.苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸，三种氨基酸的紫外吸收波长在280nm左右，这也是大多数蛋白质在280nm左右具有紫外特征吸收的根本原因。8.等电点的计算：对于侧链不可解离基团的中性氨基酸，其等电点是它的pk1和pk2的算术平均值：pi=（pk1+ pk2）. 对于侧链可解离基团的中性氨基酸，酸性氨基酸：pi=（pk1+ pk rcoo-）/2; 碱性氨基酸：pi=（pk2+ pk rnh2）/2。9.组氨酸咪唑基的pk r值为6.0，所以，它在ph 7附近有明显的缓冲作用。10.氨基酸的化学性质（1）-碳上的氨基与甲醛发生羟甲基化反应：氨基酸两性离子中质子化的氨基是一种弱酸，其pk值为10左右，当用碱滴定时，其滴定终点的ph在12以上，超出了大多数酸碱指示剂的显色范围，因而不能使用如酚酞等作为酸碱滴定的指示剂。当氨基酸的氨基与中性的甲醛反应生成二羟基衍生物后，氨基的碱性大大降低，其pk值降低到7以下，氨基不再能够质子化。（2）-碳上的氨基与亚硝酸反应：反应产生的氮气一半来自氨基酸，另一半来自亚硝酸。（3）-碳上的氨基和羧基与茚三酮反应：在弱酸性加热条件下，茚三酮能与大多数-氨基酸反应形成紫色物(max=570nm)与脯氨酸和羟脯氨酸的反应生成黄色物质(max=440nm)。11.氨基酸的分离与分析：根据分离原理和固定相的不同可将氨基酸分离纯化的方法分为纸色谱法、电泳法和离子交换色谱法三大类。纸色谱法：是一种以滤纸为支持物，滤纸吸附的水为固定相，水饱和的有机溶剂为流动相，利用不同的氨基酸在水和有机溶剂中溶解度不同的原理达到分离、鉴定氨基酸的方法。通常用茚三酮溶液显色。电泳法：电泳法的分析原理是不同的氨基酸在一定的ph值下所带的静电荷不同因此在电场中移动的速度不同。例如：一个含丙氨酸、赖氨酸和门冬氨酸的混合物当缓冲溶液的ph为6.0时由于丙氨酸的pi正好为6.0，因而静电荷为零。赖氨酸的pi=9.7带正电荷，而门冬氨酸的pi=2.8，这个氨基酸混合物处于电场中时，则会在电场的作用下分离出来。门冬氨酸移向阳极，赖氨酸移向阴极，丙氨酸不移动。12.多肽的性质 （1）多肽的两性解离：多肽在水溶液中以两性离子的形式存在，有等电点。在等电点时正离子数目和负离子数目相等，净电荷为零。等电点的高低，主要取决于侧链上的碱性和酸性基团的相对数目。多肽在水溶液中存在的形式与溶液的ph密切相关。当溶液的ph小于等电点时，多肽以正离子形式存在，反之，则以负离子形式存在。在等电点，电泳时不移动，此时多肽的溶解度最小。（2）多肽链的水解酸水解：常用6mol/l的hcl和4mol/l的h2so4在105至110条件下进行水解，反应时间约20小时。碱水解：一般5mol/l的氢氧化钠煮沸10到20小时。酶水解：主要用蛋白酶进行部分水解，常用胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶等。（3）双缩脲反应 双缩脲是由两分子尿素经加热失去一分子氨气而得到的产物。它能够与碱性硫酸铜反应，产生蓝色的铜-双缩脲络合物，称为双缩脲反应。这是多肽定量测定的重要反应。13.蛋白质的沉淀作用 （1）可逆沉淀：在温和条件下通过改变溶液的ph或电荷状况，使蛋白质从胶体溶液中沉淀分离。如，等电点沉淀法、盐析法和有机溶剂沉淀法等。 （2）不可逆沉淀：在强烈的沉淀条件下，不仅破坏了蛋白质胶体溶液的稳定性，而且也破坏了蛋白质的结构和性质，产生的蛋白质沉淀不可能再重新溶解于水。如加热沉淀、强酸碱沉淀、重金属盐沉淀和生物碱沉淀。14.凝胶过滤法：又称分子筛色谱。凝胶过滤所用的介质是由交联葡聚糖、琼脂糖或聚丙烯酰胺形成的凝胶珠。凝胶珠的内部是多孔的网状结构，当大小不同蛋白质混合物通过装填有凝胶珠的色谱柱时，比凝胶网孔大的分子不能通过网孔，随着溶剂在凝胶珠之间的空隙向下移动，并最先流出柱外。比网孔小的分子能不同程度的自由进出凝胶珠网孔内外，比较大的分子在网孔内停留概率小，先被洗脱出来，而比较小的分子则后被洗脱出来。15.盐析法：蛋白质在高浓度中性盐溶液中，由于水化层被破坏和表面电荷被综合，容易发生沉淀。常用盐为硫酸铵。机理：不同蛋白质由于所带电荷和水化程度不同，盐析时所需盐的浓度也不同，因而可将不同蛋白质加以分离。16.sds-聚丙烯酰胺凝胶电泳法机理：sds（十二烷基磺酸钠）是一种阴离子型表面活性剂，能够与蛋白质多肽链中的氨基酸残基按大约1:2比例混合。这样，每一个蛋白质分子都因为结合了许多的sds而带有大量的负电荷，而蛋白质分子原有的电荷则可以忽略。由于所有的蛋白质颗粒都带有大量的负电荷，而且它们的电荷密度也大体相同，因此，eq值接近一个常数。此法是先用sds处理蛋白质混合溶液，再在聚丙烯酰胺凝胶上进行电泳。电泳完成后，不同大小的蛋白质分布在不同区域，用显色剂处理后，即可显示出各个组分在凝胶上的位置，获得电泳图谱。用已知相对分子质量的蛋白质作为标准，则可以估算出不同蛋白质的相对分子质量。17.亲和色谱法：是一种高效分离纯化蛋白质的方法。原理：不同蛋白质分子对于固定化在载体上的特殊配基具有不同的识别和结合能力。18.多肽链氨基酸序列分析（1）多肽链的选择性降解目前主要用酶解法和化学法两种。（2）多肽链端基氨基酸测定。测n端的方法有：a.二硝基氟苯法（dnfb）;b.丹磺酰氯法;c.edman氨基酸序列分析法。测c端的方法：肼解法。19.蛋白质的二级结构：是指肽链的主链在空间的排列。它只涉及肽链的主链构象及链内或链间形成的氢键。20.免疫球蛋白-抗体：免疫球蛋白又称抗体，是一类血浆糖蛋白。结构：糖蛋白中的蛋白质与糖类是共价键连接的。抗体主要在脾、肝和淋巴等组织的细胞内合成。21.镰刀形细胞贫血：镰刀形细胞贫血：一种潜在的人类致死遗传病，是由于b-珠蛋白的基因突变使在缺氧时红细胞变为镰刀形，为常染色体隐性遗传。是血红蛋白分子遗传缺陷造成的一种疾病，病人的大部分红细胞呈镰刀状。其特点是病人的血红蛋白亚基n端的第六个氨基酸残基是缬氨酸（val），而不是下正常的谷氨酸残基(glu)。血红蛋白是个四聚体蛋白， 血红蛋白和肌红蛋白的氧合曲线不同， 血红蛋白是个别构蛋白， 因此镰刀型细胞贫血病是一种分子病。 它是一种遗传性贫血症，属隐性遗传。是基因突变产生的血红蛋白质分子结构改变的一种分子病。患者的红细胞缺氧时变成镰刀形（正常的是圆盘形），失去输氧的功能，许多红血球还会因此而破裂造成严重贫血，甚至引起病人死亡。22.多肽的固相合成基本过程：将目标多肽的c端羧基以共价键形式与一个不溶性的高分子树脂相连，然后以这个氨基酸的氨基作为起点，与另一个氨基酸的羧基作用（用dcc作偶联剂）形成肽键。不断重复这一过程，即可得到目标多肽产物。第四章23.酶的概念：酶是活细胞产生的一类具有催化功能的生物分子，所以又称为生物催化剂。绝大多数酶都是蛋白质。在酶的作用下，许多生化反应过程可以在温和的条件下以很高的速率和效率进行。酶是维持生命体内正常的生理活动和新陈代谢的基本条件。酶的生化反应称为酶促反应，发生化学变化的物质称为底物。酶和一般的化学催化剂一样，能够改变化学反应的速率，但是不能改变化学反应的平衡。酶能够稳定底物形成的过渡态，降低反应的活化能，从而加速反应的进行。24.酶催化作用的特征：（1）高效性（2）选择性（3）反应条件温和。25.什么是酶活力：酶活力是指酶催化某一化学反应的能力。计算酶的活力（p114）26.全酶=酶蛋白+辅因子（辅酶和辅基），酶蛋白和辅因子组成的全酶才具有催化作用。辅因子参与的反应主要为氧化还原反应和基团转移反应。27.米氏方程的相关计算： vmax=k3es=k3e0 v=vmaxs/km+skm+s=2s,km=s 条件：v=1/2vmax。不同的酶具有不同的km（米氏常数）值，它是酶的一个重要的物理参数。它是表示酶与底物之间的亲和程度。km值大表示亲和程度小，酶的催化活性低；km值越小表示亲和程度大，酶的催化活性高。28.酶分子的结构特点：（1）结合部位：结合部位与底物的结合及匹配性质在很大程度上决定了酶的专一性。（2）催化部位：催化部位的这种功能决定了酶催化的高效性特点。（3）调控部位：调控部位的作用是调节酶促反应的速率或方向。影响酶促反应速率的因素：（1）底物浓度（2）ph的影响（3）温度的影响29.酶活性中心的必需基团：（1）亲核性基团：丝氨酸的羟基、半胱氨酸的巯基和组氨酸的咪唑基。（2）酸碱性基团：门冬氨酸和谷氨酸的羧基、赖氨酸的氨基、酪氨酸的酚羟基、组氨酸的咪唑基和半胱氨酸的巯基等。30.丝氨酸蛋白酶是一大类蛋白水解酶的总称。这类酶的特征是酶的活性中心都含有ser（丝氨酸）残基，并且具有相似的催化作用机制。31.色氨酸 谷氨酸怎样测定？32.酶的抑制作用：某些化合物能与酶相互作用，使酶分子中的必需基团或活性部位的性质和结构发生改变，从而影响酶与底物分子的结合能力或减小酶的再生速率，使酶的活性降低或丧失的现象。33.不可逆抑制剂：不可逆抑制剂与酶反应中心的某个活性基团以共价键形式结合，引起酶的永久性失活。34.磺胺类药物，如对氨基笨磺胺与对氨基苯甲酸（辅酶二氢叶酸的主要组成部分）结构相似，能竞争性地抑制二氢叶酸合成酶，使细菌不能合成二氢叶酸，导致辅酶四氢叶酸缺乏，腺嘌呤核苷生物合成受阻，从而抑制了细菌的生长和繁殖。35.非竞争性抑制：某些化合物能与酶的调控部位结合，引起酶的分子构象变化，并导致酶活性下降。典型的非竞争性抑制剂不影响es结合；底物也不影响ei的结合；s和i都可以可逆独立的结合于酶的不同部位上，形成esi三元复合物。由于这类物质并不是跟底物竞争与活性中心的结合，所以称为非竞争性抑制剂。36.化学酶工程：主要包括酶的化学修饰、酶的固定化技术及其应用。化学酶工程使用的酶主要是从微生物中分离的粗酶制剂。酶固定化方法：吸附法、共价法、交联法、包埋法。复习题1. 酶的非竞争性抑制作用。2. 影响酶促反应速率的因素。3. 了解蛋白质结构（选择）。第五章1根据rna的功能，可以分为三种trna约占总rnade 10%15%.他在蛋白质生物合成中起翻译氨基酸信息，并将相应的氨基酸转运到核糖核蛋白体的作用。每一个氨基酸至少有一个相应的trna。trna分子的大小很相似，链长一般在7378个核苷酸之间。mrna约占总rna的5%，不同细胞的mrna的链长和相对分子质量差异很大。它的功能是将dna的遗传信息传递到蛋白质合成基地核糖核蛋白体。rrna约占全部rna的80%，是核糖核蛋白体的主要组成部分。rrna的功能与蛋白质生物合成相关。2、dna双螺旋结构的特点，dna分子由两条dna单链组成。dna的双螺旋结构式dna二级结构的最基本形式，是分子中两条dna单链之间基团相互识别和作用的结果。（1）dna分子由两条多聚脱氧核糖核苷酸链组成（2）嘌呤碱和嘧啶碱基位于螺旋的内侧，磷酸和脱氧核糖基位于螺旋外侧（3）螺旋横截面的直径约为2.0nm，每条链相邻的两个碱基平面之间的距离为0.34nm，每10个核苷酸形成一个螺旋，其螺距高度为3.4nm（4）两条dna链相互结合，并形成双螺旋的力是链间的碱基对所形成的氢键。3、含氮碱基的性质 由于具有芳香环的结构特点，由于环上极性基团的存在，碱基能够发生酮式烯醇式亚氨基式的互变异构，因此碱基既有芳香环的特性也具有氨酮和烯醇等相应的化学性质。(1)含氮碱基的碱性（2）碱基环的亲电取代反应（3）碱基环的亲核加成反应（4）碱基环氮原子的烷基化反应（5）环外氨基的反应（6）光聚合反应（7）环外氧的烷基化反应4、dna的水解碱性条件下不水解，rna的水解碱性条件下生成2或3磷酸核苷。5、核酸的变性是指核酸双螺旋区的多聚核苷酸的链间的氢键断裂，变成单链结构的过程，变性核酸将失去部分或全部生物活性。6、dna变性后，它的一系列性质也变化，如紫外吸收值升高，粘度降低，其中dna变性后引起紫外吸收提高的现象称为增色效应。7、引起dna变性的温度称为熔点，用tm表示，一般dna的tm在7085摄氏度之间，dna的tm与分子中的g和c含量有关，g和c的含量高，tm值高，g和c与tm之间的关系为（g+c）%=(tm-69.3)*2.448、dna骤冷却至低温时，不可复性，但是将变性的dna缓慢冷却时可以复性。9、核糖的杂交热变性的dna单链，在复性时并不一定与同源dna互补链形成双螺旋结构，它也可以与在某些区域有互补序列的异源dna单链形成双螺旋结构，这样形成的新分子称为杂交dna分子，这样的过程称为杂交10、trna的结构和功能trna的作用是将mrna携带的遗传密码翻译成氨基酸信息，并将相应的氨基酸活化后，带到核糖体进行蛋白质合成。trna也是从dna分子上的某一段伤转录下来的，trna是单链多聚核苷酸。11、引起基因突变的主要因素（1）dna分子中碱基互变异构（2）物理因素，主要包括紫外线、高能射线和电离辐射（3）化学因素，主要包括烷基化试剂、亚硝酸盐以及碱基类似物。12、核酶又称酶性rna。是具有特殊结构的rna，不同核酶的多聚核苷酸链的长度差异很大。13、核苷酸碱基序列测定法（1）maxam-gilbert法 原理是利用嘌呤碱基和嘧啶碱基水解条件上的差异，选择性的切断dna链中某种特定核苷酸所形成的磷酸二脂键，得到不同链长的dna片段，又称为化学降解法。（2）sanger法原理为以dna的酶促合成为基础，以被测dna单链为模板，通过特殊设置的末端终止技术，合成出一系列不同长度的互补链，然后；利用凝胶电泳分离这些不同长度的dna片段，以推测待测dna链的碱基序列,又称为末端终止链（3）dna自动测序法 原理为以sanger法为基础，主要改进为以荧光标记物代替同位素标记，以不同颜色的荧光分别代表actg四种碱基，电泳结果经过激光束激发后，其最大发射波长被转化为四种碱基含义的电信号，再由仪器检测系统识别和记录。14、构建dna重组体的三个步骤：（1）目的基因的制备（2）克隆载体的制备（3）dna重组体的制备。15、基因敲除的概念是指对一个结构已知但功能未知的基因设计和应用特殊实验方法，在分子水平上将该基因去除，或用其他序列相近的基因取代，然后从整体上观察实验动物的相关表现，推测相应基因的功能第一章习题4 6举例说明分子识别的概念及其意义概念：分子识别是生命现象中的一个重要特性。本质上是分子之间的一种特殊的、专一性的相互作用结果。一般将识别的两个分子中较大的分子称为受体，较小的分子称为底物或配体。意义略7什么是超分子?说明拆分超分子的方法和原理。生物超分子又称为生物分子复合物，是生物分子相互作用和识别的一种特殊的中间过程，是许多生命现象的必须阶段。拆分超分子的方法和原理略第二章课后习题2试解释膜蛋白的主要功能。 答：是生物膜实施功能的基本场所，是生物膜功能主要的承担着，依据分离的难易可分为三大类：外在膜蛋白、内在膜蛋白和脂锚定蛋白。进行物质运输、信息识别、保护功能。3物质跨膜运输有哪些形式。答：被动运输（包括自由扩散、协助扩散）、主动运输、胞吞与胞吐。自由扩散：沿浓度梯度扩散不需要能量没有膜蛋白协助协助扩散：比自由扩散运动转化率高存在最大运转率有特异性不需要能量。主动运输：逆浓度梯度需要能量有载体蛋白有选择性和特异性。6试比较下列分子形成脂膜的难易，并说明原因。答：花生酸卵磷脂胆固醇长链脂肪醇长链烷烃原因是根据分子的极性小，极性越大越容易形成脂膜。第三章 3、计算谷氨酸主要离子浓度 谷氨酸pi=3.2 即h+=6.3*10-4氨基酸负离子的浓度：c=6.3*10-4-1.59*10-11=6.3*10-4谷氨酸分子=1-6.3*10-4=0.09937 oh-1=1.59*10-118、排序并说明原因 答： asp门东氨酸(2.02) gly甘氨酸(2.34) thr苏氨酸（2.21） leu亮氨酸（2.36）lys 赖氨酸（2.18） 则leuglythrasp 碱性 即顺序aspthrlysglyleu 理由 在酸性条件下 阳离子交换树脂中 碱性越强洗脱越净12.第四章 3、请计算每毫升酶制剂每小时可转化多少乙醇？解：稀释后 0.5ml/100ml=0.005 所以0.5/0.005=100ml；100/（2/60）=3000mmol=3mol 即 每毫升酶制剂每小时转化3mol4、计算（1）酶溶液的比活力 解：n=1500/181=8029*10-6 mol=8.29umol 8.29/60=0.138um