2011生物化学冲刺班讲义B版本

20112011 年生物化学冲刺班讲义年生物化学冲刺班讲义 中农研辅 中农研辅 农学门类 农学门类 B 版本版本 B B 版讲义为强化班讲义版本的补充及延伸 含新增考点 版讲义为强化班讲义版本的补充及延伸 含新增考点 整篇 整篇 为考点要点框架 课堂上注意记笔记 为考点要点框架 课堂上注意记笔记 中农研辅考研辅导班讲义 严禁翻印 中农研辅考研辅导班讲义 严禁翻印 单本定价 单本定价 2525 元元 第 1 页 共 15 页 目目 录录 生物化学复习提纲生物化学复习提纲 2 第一章 生物化学的定义和生物化学研究的内容 2 第二章 蛋白质化学 2 第三章 核酸化学 4 第四章 酶 6 第六章 生物膜的结构和功能 7 第八章 生物氧化 7 第九章 糖类代谢 8 第十章 脂类代谢 9 第十一 十二章氨基酸和核苷酸代谢 10 第十三 十四章 核酸的生物合成 11 第十五章 蛋白质的生物合成 13 第 2 页 共 15 页 生物化学复习提纲生物化学复习提纲 第一章第一章 生物化学的定义和生物化学研究的内容生物化学的定义和生物化学研究的内容 生物化学是研究生物的化学组成和生命过程中各种化学变化的科学 是研究生命的化学本质的科学 我们可以遵循化学的原理 利用化学的研究方法 来探索生命现象的化学本质 一 研究生命的化学组成一 研究生命的化学组成 二 研究生命的新陈代谢二 研究生命的新陈代谢 三 研究生命体的自我复制三 研究生命体的自我复制 第二章第二章 蛋白质化学蛋白质化学 一 蛋白质的化学组成一 蛋白质的化学组成 C H O N S P 含氮量很接近 平均为 16 二 氨基酸二 氨基酸 同时含有氨基和羧基的有机化合物叫做氨基酸 按照是否参与蛋白质的组成 氨基酸可以分为蛋白质氨 基酸和非蛋白质氨基酸 一 蛋白质中常见氨基酸的分类 蛋白质中常见氨基酸只有 20 种 根据 R 基团的极性的分类方法可以将它们分为 1 具有非极性或疏水 R 基团的氨基酸 8 种 2 具有极性不带电荷 R 基团的氨基酸 7 种 3 R 基团在 pH 7 0 时带负电荷的氨基酸 酸性氨基酸 2 种 4 R 基团在 pH 7 0 时带正电荷的氨基酸 碱性氨基酸 3 种 二 氨基酸的理化性质 两性性质 氨基酸的 氨基和 羧基可以在溶液中解离 形成两性离子 等电点的计算 紫外吸收 酪氨酸 色氨酸 苯丙氨酸在紫外波段有吸收 化学反应 反应 试剂 产物 Sanger 反应 Edman 反应 茚三酮反应 三 肽三 肽 肽键 氨基酸残基 多肽链的方向是从 N 端到 C 端 在书写时 习惯上按从左至右的方向表示 N C 天然多肽 例如 谷胱甘肽 四 蛋白质的结构四 蛋白质的结构 蛋白质结构层次可以分为六个水平 蛋白质的一级结构 二级结构 超二级结构 结构域 三级结构和四级结构 但是 并非所有的蛋白质都包含有这六个水平的结构层次 通常球形蛋白质都包含有一 二 三级结构 功能复杂蛋白质才具有四级结构 一 蛋白质的一级结构 定义 连键 举例 胰岛素 二 蛋白质的二级结构 定义 肽平面 酰胺平面 基本类型 螺旋 折叠 转角 无规卷曲以及相关的参数和计算 第 3 页 共 15 页 要注意二级结构的内容比较多 需要记忆的部分也比较多 三 蛋白质的超二级结构 定义 基本组合 4 蛋白质的结构域 定义 举例 免疫球蛋白 5 蛋白质的三级结构 定义 特点 稳定三级结构的作用力 举例 肌红蛋白 6 蛋白质的四级结构 定义 亚基 举例 血红蛋白 7 胶原蛋白 三股左手螺旋形成的右手超螺旋 按照考试大纲 要求掌握蛋白质的初级结构 一级结构 和高级结构 二级结构 超二级结构和结构域 三级结构 四级结构 五 蛋白质结构和功能的关系五 蛋白质结构和功能的关系 一 一级结构与功能的关系 细胞色素 C 与进化 不同物种的亲缘关系越远 细胞色素 C 一级结构的差异越大 亲缘关系越近 细胞色 素 C 一级结构的差异越小 与功能密切相关的氨基酸残基不变 与进化相关的氨基酸残基可变 血红蛋白与分子病 镰刀形细胞贫血病患者的血红蛋白中 链 N 端第 6 位氨基酸残基从带电荷的谷氨 酸残基被置换成了非极性缬氨酸残基 蛋白质的一级结构发生了变化 二 空间结构与功能的关系 1 核糖核酸酶 A 含有 4 对二硫键 蛋白质变性后 肽链松散 空间结构破坏 酶活性丧失 除去变 性条件 二硫键恢复 空间结构恢复 酶活性恢复 此酶也是蛋白质变性与复性的例子 2 血红蛋白的变构现象 肌红蛋白的氧合曲线为双曲线 P50 2 8托 血红蛋白的氧合曲线为S形 P50 26托 torr 1torr 1mmHg 肌红蛋白几乎在各种氧分压条件下 都保持对氧分子的高亲和性 血红蛋白则不同 在氧分压较高的肺 部 血红蛋白近乎完全被氧饱和 而在氧分压较低的组织中 血红蛋白与氧的亲和力降低 释放出携带的氧 并转移给肌红蛋白 血红蛋白与氧结合的这种关系 适应了其作为氧载体的功能 这是由于血红蛋白与氧的 结合存在别构效应 六 蛋白质的理化性质六 蛋白质的理化性质 一 蛋白质的两性解离和等电点 二 蛋白质的胶体性质 蛋白质胶体性质的关键在于蛋白质为什么能够溶于水 这是因为 蛋白质的分子直径一般在 2 20nm 蛋白质分子表面形成水化层 处于一定 pH 环境下的蛋白质分子表面带有同种电荷 破坏了上述三个条件就可以使蛋白质从溶液中沉淀出来 盐溶 盐析 三 蛋白质的紫外吸收特征 可以吸收 280nm 的紫外光 四 蛋白质的变性和复性 变性 复性 举例 核糖核酸酶 A 注意沉淀与变性的区别 七 蛋白质的分离与纯化七 蛋白质的分离与纯化 一 提取蛋白质的原理和方法 依据分子大小 透析和超滤 密度梯度离心 凝胶过滤 依据溶解度 pI pH 和温度 分级沉淀 盐溶和盐析 第 4 页 共 15 页 依据电荷 离子交换柱层析 电泳 等电聚焦 依据与配基的亲和力 亲和层析 二 蛋白质分离纯化的主要方法 电泳 层析 离心 三 蛋白质的定量方法 紫外吸收法 茚三酮反应 双缩脲反应 四 一级结构测定的大致流程 以及其中所涉及的一些概念 包括 二硫键 蛋白酶 肽酶 八 例题与解析八 例题与解析 一 赖氨酸的 pK1 COOH 为 2 18 pK2 NH3 为 8 95 pKR NH 为 10 53 它的等电点应该是 在 pH7 0 的溶液中带 电荷 在电场中向 极移动 答 pI 1 2 pK2 pKR pI 1 2 8 95 10 53 9 74 在 pH7 0 的溶液中带 正 电荷 在电场中向 负 极移动 二 一种蛋白质的相对分子质量为 3 600 氨基酸残基的平均分子量为 120 请问 1 如果这种蛋白质是一条连续的 螺旋 它是多长 2 如果这种蛋白质是一条单股的 折叠 它是多长 答 蛋白质中氨基酸的数目 3 600 120 30 个氨基酸 螺旋中 2 个氨基酸的距离为 0 15nm 平行 折叠股中 2 个氨基酸的距离为 0 325nm 反平行 折 叠股中 2 个氨基酸的距离为 0 35nm 所以 1 0 15nm 30 4 5nm 2 0 325nm 30 9 75nm 平行 0 35nm 30 10 5nm 反平行 三 简述 SDS PAGE 的原理 答案见书或讲义 四 简述蛋白质的一级结构及其与生物进化的关系 答 一级结构是蛋白质多肽链中的氨基酸序列 不同物种的亲缘关系越远 同源蛋白质一级结构的差异越大 亲缘关系越近 同源蛋白质一级结构的 差异越小 与功能密切相关的氨基酸残基不变 与进化相关的氨基酸残基可变 第三章第三章 核酸化学核酸化学 一 核酸的种类和组成单位一 核酸的种类和组成单位 DNA RNA 二 核酸的分子结构二 核酸的分子结构 一 DNA 的分子结构 DNA 的化学结构 Chargaff 规则 2 DNA 的一级结构 定义 3 5 磷酸二酯键 链的方向是 5 3 3 DNA 的双螺旋结构 要求掌握 DNA 双螺旋结构的参数及相关的计算 4 稳定双螺旋的力 碱基堆积力 氢键 离子键 5 双螺旋结构的多态性 A B Z DNA 旋转方向 第 5 页 共 15 页 6 DNA 的超螺旋结构 定义 二 RNA 的分子结构 RNA 是单链分子 但可以形成局部双链 产生茎环结构 1 tRNA 的结构 一级结构 二级结构 三叶草形 四环四臂 三级结构 倒 L 形 2 rRNA 的结构 核糖体与相应的 rRNA 真核生物与原核生物核糖体的区别 3 mRNA 的结构 原核 mRNA 的结构 真核 mRNA 的结构 二者结构的区别 三 核酸的理化性质三 核酸的理化性质 一 核酸的一般性质 溶解度 沉降 粘度 二 核酸的紫外吸收特征 在 260nm 有吸收 三 核酸的变性和复性 1 核酸变性 定义 增色效应 Tm 值和与 Tm 值有关的因素 2 变性核酸的复性 定义 减色效应 退火 核酸的分子杂交 四 核酸的分离纯化 今年考试大纲新增加的内容 今年考试大纲新增加的内容 纯化过程中要除去蛋白质 要避免大分子降解 1 DNA 与蛋白质形成的核蛋白易溶于高盐溶液 2 RNA 与蛋白质形成的核蛋白易溶于低盐溶液 避免 RNase 的污染 四 例题与解析四 例题与解析 一 一个双链 DNA 样品 A 的含量为 18 T 的含量为 G 的含量为 C 的含量为 答 T A 18 G C 32 一 一个 DNA 片段含有 100bp 请问这段 DNA 有多长 答 0 34nm 100 34nm 二 简述 DNA 双螺旋结构的基本特征 答案见教科书或讲义 三 简述 tRNA 结构的基本特征 答案应包括 tRNA 的一级 二级 三级结构 具体内容见教科书或讲义 四 从动植物细胞匀浆中提取基因组 DNA 时 常用 EDTA 氯仿 异戊醇混合液和 95 乙醇试剂 请根据蛋 白质和核酸的理化性质回答 1 该实验中这些试剂各起什么作用 2 举出一种可以鉴定所提取基因组 DNA 中是否残留 RNA 的方法 答 1 EDTA 可螯合金属离子 抑制 DNA 酶活性 氯仿 异戊醇混合液使蛋白质变性 并能除去脂类物质 95 乙醇使 DNA 沉淀 2 用地衣酚试剂检测 如果反应液呈绿色 说明有 RNA 残留 检测 A260 A280的比值 如果大于 1 8 说明有 RNA 残留 用琼脂糖凝胶电泳检测是否有小的 RNA 条带 第 6 页 共 15 页 第四章第四章 酶酶 一 酶的基本概念和作用特点一 酶的基本概念和作用特点 酶是具有催化活性的蛋白质 核酶是具有催化活性的 RNA 酶催化的特点 催化效率高 作用条件温和 专一性强 受到严格的调控 二 酶的分类编号和命名二 酶的分类编号和命名 酶可以分为 6 大类 注意合酶与合成酶的区别 三 酶的作用机制三 酶的作用机制 绝大多数酶是蛋白质 具有蛋白质的化学组成 具有一 二 三 四级结构 具有蛋白质的各种性质 具有活性中心 一 酶的结构组成 单成分酶 只含有多肽链 双成分酶 除了多肽链还含有其他成分 酶蛋白 辅因子 辅基 辅酶 全酶 酶蛋白决定反应的专一性 辅因子决定反应的性质 二 酶的活性中心 定义 结构 单成分酶的活性中心和双成分酶的活性中心 活性中心的共同特点 3 酶的专一性和高效性机制 解释酶专一性的学说 诱导契合学说 酶促反应高效性的机制 酶能短暂地与反应物结合形成过渡态 从而降低了活化能 四 影响酶促反应速度的主要因素四 影响酶促反应速度的主要因素 凡是能够稳定过渡态 降低反应活化能的因素都能够加速反应 一 酶与底物的结合 邻近效应与定向效应 酶与底物间的弱相互作用 二 酶活性中心的疏水微环境 三 酶对底物的催化 酸碱催化 共价催化 金属离子催化 四 综合的作用 五 别构酶 同工酶和共价修饰酶五 别构酶 同工酶和共价修饰酶 一 别构酶 定义 特征 二 同工酶 定义 举例 乳酸脱氢酶 三 共价修饰酶 今年考试大纲新增加的内容 今年考试大纲新增加的内容 定义 举例 磷酸化酶 a 和磷酸化酶 b 六 酶的分离纯化 今年考试大纲新增加的内容 六 酶的分离纯化 今年考试大纲新增加的内容 基本方法与蛋白质的纯化相同 要注意随时保持并监测酶的活性 七 维生素和辅酶七 维生素和辅酶 大多数水溶性维生素及其衍生物是辅酶或辅基的组成成分 维生素 辅酶或辅基 作用部位 八 例题与解析八 例题与解析 一 对于双成分酶 全酶包括 和 其中 决定了酶的专一性 答 全酶包括 酶蛋白 和 辅因子 其中酶蛋白 决定了酶的专一性 二 简述酶活性中心的结构以及活性中心的特征 答案中酶活性中心的结构应该包括单成分酶和双成分酶的结构 特征见教科书或讲义 第 7 页 共 15 页 三 如果要从一种粗制酶中分离和纯化出淀粉酶 并对其结构进行评价 请问 1 写出该实验的主要 纯化方法 至少 3 种 和简要步骤 2 用什么指标评价该酶的纯化质量和效率 1 没有唯一的答案 可以对不同的方法作不同的组合 例如 用硫酸铵分级沉淀粗制品 盐析法 用离心法进一步分离 离心后的样品用凝胶过滤纯化 用电泳评 价结构 2 用比活评价纯化质量 用比活或质量评价纯化效率 四 以丙二酸抑制琥珀酸脱氢酶为例 说明竞争性抑制作用的特点 答 丙二酸与琥珀酸结构相似 丙二酸与底物琥珀酸竞争酶的活性中心 丙二酸的抑制作用可以用增加底物琥珀酸的浓度解除 加入丙二酸后 制琥珀酸脱氢酶的KM值增大 Vmax不变 五 酶的纯化实验中 通常先用 NH4 SO4作为分级沉淀剂 再用 Sephadex G 25 凝胶柱层析从沉淀的酶液 中除去 请问 1 与其他中性盐相比 用 NH4 SO4做沉淀剂有何优点 2 如发现层析后 酶的总活性较纯化前明显升高 可能的原因是什么 3 柱层析时 湿法装柱的注意事项主要有哪些 答 1 硫酸铵的溶解度大 温度系数小 对酶活力影响小 利于分离 2 纯化前酶液中可能含有酶的抑制剂 3 层析柱应垂直 层析介质中不能有气泡和断层 柱床表面应平整并保留一定的水位 柱床体积应为 样品体积的 3 倍以上 这里需要注意的是答案中的最后一项 用层析法制备蛋白质时 如果柱床体积 100 ml 样品体积可以 达到 20 30ml 蛋白质溶液脱盐就属于这种情况 如果是用于蛋白质的分离分析 层析柱就需要长一些 如 果柱床体积是 100 ml 样品体积一般是 1 2 ml 第六章第六章 生物膜的结构和功能生物膜的结构和功能 今年考试大纲删去了这部分内容 今年考试大纲删去了这部分内容 第八章第八章 生物氧化生物氧化 一 生物氧化的基本概念一 生物氧化的基本概念 二 高能化合物二 高能化合物 ATP 的结构 作用以及 ATP 在代谢中起重要作用的原因 三 电子传递链三 电子传递链 电子传递载体与蛋白质结合形成复合物 各个复合物按一定顺序排列 形成电子传递链 位于线粒体内 膜 一 电子传递链的组成 电子载体 电子传递复合物 电子传递链 从 NADH FADH2 开始 一系列电子传递复合物按标准氧化还原电势由低到高 或由负到正 的顺序排列 组成从供氢体到 O2的电子传递链 E0 数值越低 供出电子的倾向越大 越处于前面 二 电子传递的抑制剂 第 8 页 共 15 页 四 氧化磷酸化四 氧化磷酸化 氧化与磷酸化偶联 位于线粒体内膜 一 化学渗透假说解释氧化磷酸化的机制 电子沿呼吸链传递伴随着 H 从线粒体内膜基质 泵 到内膜外侧 在内膜两侧形成了 pH 梯度和跨膜电 位梯度 二者合称为质子电化学梯度 质子电化学梯度储存的自由能总称为质子移动力 当质子从 F1 FO复合物上的质子通道流回基质时质子移动力驱动 ADP 和 Pi 合成 ATP 二 P O 比 NADH 的 P O FADH2的 P O 解偶联剂 氧化磷酸化抑制剂 离子载体抑制剂 三 能荷 五 线粒体穿梭系统五 线粒体穿梭系统 胞质中产生的 NADH 不能直接进入线粒体 NADH 的电子可通过间接方式进入线粒体 即穿梭机制 一 磷酸甘油穿梭系统 此系统中 1 分子 NADH 经 FADH2进入电子传递链只能形成 1 5 分子 ATP 二 苹果酸穿梭系统 此系统中 1 分子 NADH 仍然产生 1 分子 NADH 进入电子传递链后可产生 2 5 分子 ATP 六 例题与解析六 例题与解析 一 电子传递链中的各个电子传递体按照标准氧化还原电位从 到 顺序排列 答 从低 到 高 顺序排列 二 什么是电子传递链 简述电子传递体复合物的排列顺序 答案见教科书或讲义 三 线粒体外产生的 NADH 是如何进入线粒体氧化的 答案见教科书或讲义 四 简述 ATP 在生物体内的主要作用 答 是生物体内能量交换中心 参与代谢调节 是合成 RNA 的原料 是细胞内磷酸基团转移的中间载体 第九章第九章 糖类代谢糖类代谢 一 生物体内的糖类一 生物体内的糖类 酮糖 二羟丙酮 果糖 醛糖 甘油醛 葡萄糖 核糖 多糖 蔗糖 淀粉 二 单糖的分解作用二 单糖的分解作用 一 糖酵解 在细胞质中进行 过程 调控的位置和调控酶 调控的因素 能量计算 丙酮酸的去向 有氧降解 TCA 无氧降解 发酵 酒精 乳酸 二 三羧酸循环 在线粒体基质中进行 丙酮酸氧化脱羧产生乙酰 CoA 反应过程 调控的位置和调控酶 调控的因素 能量计算 TCA 的意义 TCA 的回补反应 主要补充草 酰乙酸 三 磷酸戊糖途径 在细胞质中进行 反应过程 第一阶段 不可逆的氧化反应 第二阶段 磷酸戊糖转变为糖酵解的中间产物 第 9 页 共 15 页 意义 四 糖异生 在细胞质中进行 糖酵解中三个反应的逆转 酶与糖酵解中不同 三 例题与解析三 例题与解析 一 糖代谢的 3 个交汇点是 和 答 糖代谢的 3 个交汇点是 6 磷酸葡萄糖 3 磷酸甘油醛和丙酮酸 二 请说明糖酵解过程的调控反应 催化这些反应的酶以及这些酶本身受到的调控 答案见教科书或讲义 三 请用中文或代号写出三羧酸循环的总反应方程式 该循环的生物学意义是什么 答案见教科书或讲义 四 磷酸二羟丙酮是如何联系糖代谢与脂肪代谢途径的 答 1 磷酸二羟丙酮是糖酵解的中间产物 磷酸甘油是脂肪代谢的中间产物 二者的转化是联系糖代谢和 脂代谢的关键反应 2 磷酸二羟丙酮有氧氧化产生乙酰 CoA 是合成脂肪酸的原料 转化成磷酸甘油是合成脂肪的原料 3 磷酸二羟丙酮经过糖异生转化为 6 磷酸葡萄糖 进入磷酸戊糖途径后产生 NADPH 是脂肪酸合成的 还原剂 4 脂肪降解产生的甘油经过可以生成磷酸二羟丙酮 或进入糖异生转化成葡萄糖 或经糖酵解进入三 羧酸循环 第十章第十章 脂类代谢脂类代谢 一 生物体内的脂类一 生物体内的脂类 二 脂肪的分解代谢二 脂肪的分解代谢 一 脂肪的酶促水解 脂肪 甘油 脂肪酸 二 脂肪酸的 氧化 饱和脂肪酸在胞质中活化 形成脂酰 CoA 饱和脂酰 CoA 上的脂酰基团转移至肉毒碱上 形成脂酰 肉毒碱酯 进入线粒体 反应在线粒体基质中进行 反应过程 能量计算 不饱和脂肪酸的降解基本上是 氧化 但需要其他的酶参与 如异构酶 还原酶等 三 甘油的降解和转化 甘油 磷酸甘油 磷酸二羟丙酮 3 磷酸甘油醛 糖酵解 三 脂肪的生物合成三 脂肪的生物合成 一 16 碳饱和脂肪酸的从头合成 两个酶系统 乙酰 CoA 羧化酶 脂肪酸合酶复合体 二 从头合成途径 生成丙二酸单酰 CoA CO2的作用 反应过程 每个循环增加一个 2 碳单位 大量消耗还原力 脂肪酸合成中 NADPH 的来源 与降解的区别 二 甘油的生物合成 甘油 磷酸甘油 磷酸二羟丙酮 磷酸甘油 主要途径 第 10 页 共 15 页 三 三酰甘油的生物合成 磷酸甘油 2 脂肪酸 磷脂酸 二酰甘油 脂肪酸 脂肪 三酰甘油 四 甘油磷脂的代谢 今年考试大纲新增加的内容 四 甘油磷脂的代谢 今年考试大纲新增加的内容 合成 从 磷酸甘油形成磷脂酸 二酰磷酸甘油 磷脂酸是合成三酰甘油 卵磷脂 磷脂酰乙醇胺 的共同前体 降解 几种磷脂酶的作用 五 固醇的代谢 今年考试大纲新增加的内容 五 固醇的代谢 今年考试大纲新增加的内容 合成 碳原子来源于乙酰 CoA 形成异戊二烯中间体 经过 30 步反应合成胆固醇 反应需要大量的 NADPH 降解 在体内不能完全分解成 CO2和 H2O 形成胆汁酸 固醇激素 最后形成粪固醇排出体外 六 例题与解析六 例题与解析 一 脂肪酸的 氧化过程中的关键酶是 饱和脂肪酸从头合成过程中的关键酶是 二 脂肪酸的 氧化与从头合成的区别 答案见教科书或讲义 三 硬脂酸 18 0 经过 氧化 三羧酸循环和电子传递链彻底氧化成 CO2 可以产生多少分子 ATP 答 硬脂酸经过 8 轮 氧化 产生 9 分子乙酰 CoA 8 分子 NADH 8 分子 FADH2 每分子 NADH 可以产生 2 5 分子 ATP 8 分子共产生 20 分子 ATP 每分子 FADH2可以产生 1 5 分子 ATP 8 分子共产生 12 分子 ATP 每分子乙酰可以产生 10 分子 ATP 9 分子共产生 90 分子 ATP 硬脂酸分子活化时消耗 2 个高能键 相当于 2 分子 ATP 2 5 8 1 5 8 9 10 2 120 一分子硬脂酸完全氧化可以产生 120 分子 ATP 第十一 十二章氨基酸和核苷酸代谢第十一 十二章氨基酸和核苷酸代谢 一 氨基酸的代谢一 氨基酸的代谢 一 蛋白质的降解 蛋白质降解的泛肽系统 二 氨基酸的分解代谢 1 氨基酸的降解首先要脱去氨基 余下的碳骨架进入其他的碳代谢途径 所以氨基酸的分解代谢主要 是关注氨基的去向 转氨基作用 氧化脱氨基作用 联合脱氨基作用 尿素循环 2 氨基酸碳骨架的降解 氨基酸碳骨架的降解后产生 7 种物质 产生丙酮酸 酮戊二酸 琥珀酰 CoA 延胡索酸 草酰乙酸的氨基酸是生糖氨基酸 产生乙酰 CoA 乙酰乙酰 CoA 的是生酮氨基酸 纯粹生酮的氨基酸只有 Leu 和 Lys 三 氨基酸的合成代谢 1 生物体内氮素的来源 生物固氮和硝酸还原作用把 N2或硝酸还原成 NH4 2 NH4 的同化 形成有机含氮化合物 形成谷氨酸 形成氨甲酰磷酸 3 氨基酸的合成 6 个家族 硫酸还原 4 一碳基团代谢 二 核苷酸的代谢二 核苷酸的代谢 一一一核酸的降解 外切酶 内切酶 限制性内切酶 一一一核苷酸的分解代谢 核苷酸 核苷 核苷 H2O 碱基 核糖 核苷 H2PO4 碱基 磷酸核糖 1 嘌呤的降解 第 11 页 共 15 页 鸟嘌呤 腺嘌呤 黄嘌呤 不同生物中 嘌呤的代谢中产物不同 人类嘌呤代谢的终产物是尿酸 2 嘧啶的降解 胞嘧啶 尿嘧啶 丙氨酸 乙酰 CoA 胸腺嘧啶 二氢尿嘧啶 氨基丁酸 琥珀酰 CoA 一一一核苷酸的合成代谢 1 嘌呤的从头合成途径 从 5 磷酸核糖焦磷酸 PRPP 开始 经过一系列反应 先合成次黄嘌呤核苷酸 再由次黄嘌呤核苷酸 转变成腺嘌呤核苷酸或鸟嘌呤核苷酸 2 嘧啶的合成 嘧啶合成的起始物是天冬氨酸和氨甲酰磷酸 经过一系列反应 先合成嘧啶环 乳清酸 然后形成嘧 啶核苷酸 乳清苷酸 再经过反应形成尿嘧啶核苷酸 UMP UMP UTP CTP 3 脱氧核苷酸的合成 二磷酸核苷 ADP GDP CDP UDP 在核糖核苷二磷酸还原酶的作用下还原成相应的脱氧二磷酸核糖核 苷 dADP dGDP dCDP dUDP 4 脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成 dUDP dUMP dTMP dTTP 三 例题与解析三 例题与解析 一 转氨基作用是 和 相互转变的桥梁 答 氨基酸 酮酸 二 从 IMP 转变为 AMP 时 氨基的提供者是 能量的提供者是 答 Asp GTP 三 简述尿素循环 答案见教科书或讲义 第十三 十四章第十三 十四章 核酸的生物合成核酸的生物合成 一 中心法则一 中心法则 二 二 DNADNA 的生物合成的生物合成 一 原核生物 DNA 的复制 半保留复制 方向 5 3 原点 复制子 参与复制的酶和蛋白质因子 DNA 聚合酶 I III 起始 引物 延长 冈崎片段 先导链 后随链 半不连续复制 终止 二 原核生物与真核生物 DNA 复制的差异 基本机制与原核相似 真核 DNA 聚合酶 三 逆转录 以 RNA 为模板 在逆转录酶的作用下 合成 DNA 的过程 四 DNA 的损伤与修复 1 损伤 点突变 转换 颠换 紫外光造成嘧啶二聚体 插入 缺失 2 修复 直接修复 光裂合酶修复嘧啶二聚体 切除修复 错配修复 重组修复 SOS 反应 第 12 页 共 15 页 五 DNA 一级结构分析和 PCR 技术 今年考试大纲新增加的内容 今年考试大纲新增加的内容 1 DNA 测序 双脱氧法 反应需要引物 模板 dNTP 2 3 ddNTP 双脱氧核苷三磷酸 DNA 聚合酶 dNTP 是合成 DNA 的原料 由于 ddNTP 缺少 2 3 OH 可以使 DNA 的延长随机终止 反应时用 32P 标记 DNA 引物的 5 端 反应体系分成 4 组 每组加入 4 种 dNTP 和一种 2 3 ddNTP 合成 DNA 反应结束后用电泳分离 放射自显影检查 确定核苷酸的排列顺序 2 PCR 反应需要 2 种引物 模板 4 种 dNTP Taq DNA 聚合酶 PCR 中的一个循环为 变性 94 退火 52 延伸 72 30 个循环后 可使靶 DNA 扩增 106倍 三 三 RNARNA 的生物合成的生物合成 一 原核生物 RNA 的合成 一种 RNA 聚合酶可以合成所有种类的 RNA 方向 5 3 不对称转录 模板与非模板 起始 RNA 聚合酶 全酶 核心酶 因子 启动子 延长 核心酶 终止 2 类终止子 因子 二 原核生物 RNA 合成的调控 今年考试大纲新增加的内容 今年考试大纲新增加的内容 1 操纵子 操纵子是原核生物染色体上控制蛋白质合成的功能单位 包括信息区和调控区 信息区 结构基因部分 由功能上彼此相关的几个基因组成 编码具有酶功能或结构功能的蛋白质 调控区 控制结构基因表达的部分 含有启动子 promoter P 和操纵序列 operator O 有些操 纵子中还具有其他的位点 调节基因编码调节蛋白 这些调节蛋白结合在 DNA 的特殊位点上 调节基因表达 调节基因不在操纵子调节基因不在操纵子 内 内 2 乳糖操纵子lac 注意 3 个要点 结构 负调控 阻遏蛋白和诱导物 正调控 cAMP CAP 1 结构 2 乳糖操纵子的负调控 阻遏蛋白与操纵序列 结合 阻碍 RNA 聚合酶与启动子结合 使结构基因不能转录 结构基因关闭 乳糖与阻遏蛋白结合 使阻遏蛋白改变构象 不能与操纵序列结合 RNA 聚合酶可与启动子结合 使结 构基因得以转录 结构基因开放 3 乳糖操纵子的正调控 CAP 结合 cAMP 后具有活性 与特定位点结合 促进 RNA 聚合酶结合在启动子上转录结构基因 3 色氨酸操纵子trp 注意 3 个要点 结构 阻遏蛋白和辅阻遏物 Trp 衰减子 衰减子的前导序列中有 4 个碱基配对区 1 2 3 4 的碱基配对方式能够形成终止发针 2 3 的碱基 配对方式不形成终止发针 1 区可以表达出 14 个氨基酸的小肽 其中有 2 个连续的 Trp 的密码子 当细胞中 Trp 的供应充足时 核糖体可以合成前导肽 形成 3 4 终止发针 关闭结构基因转录 当细胞中 Trp 的供应缺乏时 核糖体在 2 个连续的 Trp 的密码子上停顿 形成 2 3 发针 使结构基因转录 翻译出一系列与合成 Trp 有关的酶 酶合成的诱导促进酶的合成 与分解代谢相关 酶合成的阻遏抑制酶的合成 与合成代谢相关 三 真核生物 RNA 的合成 三种 RNA 聚合酶 I II III 分别具有各自的产物 位置 启动子 对 鹅膏蕈碱的反应不一 四 前体 RNA 的加工 hnRNA 是真核生物 mRNA 的前体 mRNA 的加工 内含子 外显子 帽子 尾巴 第 13 页 共 15 页 tRNA rRNA 五 RNA 复制 以正链 RNA 为模板 在 RNA 指导的 RNA 聚合酶催化下 合成互补 RNA 链的过程 正链病毒 RNA 的复制 首先合成负链 RNA 再由负链 RNA 为模板合