生物化学教案

1、基础生物化学教案 说明：u对于生物技术、生物工程专业学生(第一类授课对象)：授课学时70-76，实验44-50学时；对于农学、园艺、资环、林学、食品科学本科生(第二类授课对象)：授课学时54-60，实验30-46学时；v第一类授课对象理论学时取上限，第二类授课对象，理论学时取下限，具体由授课教师按照学员实际情况合理掌握内容讲解的难易程度，合理布置课外作业，准确把握进度，按期完成教学任务。第一部分：理论教学内容第一章 绪论 （1学时）1.阐明生物化学的概念、研究内容及发展，使学生了解生物化学学科基本内容；2.介绍生化知识的应用，激发学生的学习热情；3.简要介绍学习方法（具体到某个章节）。第二章蛋

2、白质（1012学时）本章重点：蛋白质的分子结构、重要性质及结构与功能的关系。明确蛋白质结构的不同层次之间的联系，为进一步学习酶和信息代谢奠定基础1关于氨基酸重点讲授20种基本氨基酸的结构及重要性质，注意：（1）要求学生记住20种基本氨基酸的结构及三字母缩写。近年发现谷胱甘肽过氧化物酶中存在硒代半胱氨酸，有证据表明此氨基酸由终止密码UGA编码，可能是第21种蛋白质氨基酸。（2）氨基酸的滴定曲线以丙氨酸为主来讲，简单介绍两种侧链可解离的氨基酸（组氨酸和谷氨酸）滴定曲线。提问：pH=pKa时，缓冲能力最大，等电点时缓冲能力最小，为什么？His在生理pH条件下为什么是唯一具有缓冲能力的氨基酸？（3）氨

3、基酸的等电点计算公式应用提问：不同pH下的组成分析和电泳行为？pH>pI时，氨基酸带负电荷，Aa-COOH解离成Aa-COO-，向正极移动。pH=pI时，氨基酸净电荷为零，溶解度最小pH<pI时，氨基酸带正电荷，Aa-NH2解离成-N+H3，向负极移动。（4）8种必需氨基酸（记忆）：Ile、Met 、Val 、Leu、Trp、 Phe、 Thr、Lys（5）氨基酸的化学反应强调参与反应的基团2蛋白质的分子结构：(1)阐明概念：一级结构、构型与构象、二级结构、酰胺平面、超二级结构、三级结构、结构域、四级结构。(2)通过示意图精讲授各级结构的特点，并结合实例加深理解。重点应强调各级结构

4、层次关系。 结构层次 举例一级结构： 胰岛素、牛胰RNase超二级结构： 角蛋白、弹性蛋白、胶原蛋白三级结构： 肌红蛋白四级结构： 血红蛋白实验课过程让部分提早结束的学生看-螺旋结构模型，并精讲特点。(3)提问：区分单体蛋白与寡聚蛋白的主要标志？（亚基之间结合作用力：非共价建，二硫键例外）单条肽链(肌红蛋白、Rnase、胰岛素等)单体蛋白蛋白质 多条肽链（胰凝乳蛋白酶） 相同亚基（乳酸脱氢酶4）寡聚蛋白 不同亚基（血红蛋白22）(4)蛋白质分子结构与功能的关系一级结构与功能的关系从镰刀型细胞贫血病、酶原激活等几个方面阐述高级结构与功能的关系，主要讲授牛胰核糖核酸酶变性复性实验。把握真正内涵：一

5、级结构由基因决定，一级结构含有高级结构信息：最多氢键、疏水基团包埋、亲水基团外露、最多离子键、融洽的范德华作用是能量最低原理具体体现，多肽盘卷折叠的动力。3蛋白质的重要性质（1）蛋白质胶体溶液稳定性主要因素：u球状蛋白分子表面水化膜；v同性电荷排斥。（2）蛋白质的沉淀作用：盐析、盐溶、有机溶剂沉淀、等电点沉淀的原理（3）蛋白质的变性与复性的概念（4）颜色反应，简介几种蛋白质含量的测定方法。列表对比：紫外吸收法、双缩脲法、福林酚法等方法的特点，应用范围。第三章 酶（8-9学时）本章重点：酶的作用特点、酶的催化机理、影响酶促反应速度的因素，较系统地掌握酶的一般知识，为学习物质代谢奠定基础；1.阐明

6、概念：酶的专一性、简单蛋白酶、结合蛋白酶、辅助因子、辅基、辅酶、单体酶、寡聚酶、多酶体系、必需基团、酶的活性中心、米氏常数、别构酶、同工酶、抗体酶、核酶；2.酶按反应性质分成6大类：每一类写出反应通mei式并举一具体的代谢反应例子。如：氧化还原酶类氧化还原酶类：A·2H+BA+B·2H具体例子：剧烈运动肌肉发酸及乳酸发酵的最后一步六大类酶的记忆技巧：氧转水，裂异合思考题：催化ATP+GG-6-P+ADP反应的酶是那一类酶？蛋白酶属于哪类？淀粉酶？3.酶的化学本质：(1)是蛋白质：酶的性质符合蛋白质的特性，为主，80年代以前的书籍都认为酶的本质就是蛋白质。(2)是RNA：新发

7、现的某些酶的成分是RNA，称为核酶。对比而言，蛋白质作为的酶种类多，数量大，效率高，是酶中的主力。核糖酶仅限于自身剪切或剪接。简单介绍关于核酶研究的重要文献，研究意义，引起兴趣，使学有余力的同学有可能更多了解。4.关于酶的作用机理：(1)中间复合物学说：解释酶的高效性的理论，即酶为什么能催化生化反应。u内容：（以单底物单产物的生化反应为例：SP），酶首先与底物形成过渡态的中间复合物，进而分解成为产物和酶，从而降低了反应的活化能。用方程式表示为：E+SESE+Pvv-t图和v-s二维坐标图双曲线特征：(2)作用专一性的机制：锁钥学说：解释酶专一性的理论，比较形象，但是明显存在缺陷，即它把酶分子构

8、象看的一成不变，这与事实不符。诱导契合学说：锁钥学基础上而提出的一种理论。它认为，酶的活性中心与底物的结构就好像手与手套的关系一样。该理论已得到实验上的证实。(3)关于酶与底物具体作用的方式：全部用于说明酶的高效性，不同的酶适用于不同的类型，但邻近与定向效应类型是共有的。RNase或溶菌酶为例进行小结。5.讲授酶促反应速度的影响因素时，利用各因素对反应速度曲线来进行阐述并分析机理u如何根据中间复合物学说推导米氏方程，精讲，时刻体现科学工作者处理试验结果的思想v关于可逆抑制作用，最后将三种抑制作用对比小结：KmVm竞争性的抑制剂 不变非竞争性抑制剂 不变 反竞争性抑制剂 6酶的活力：酶催化底物变

9、化为产物的能力，称为酶活力。酶活性的大小用活力单位（U）表示，其定义为：在最适条件下，单位时间内催化一定量的底物转化成产物的酶量。国际标准活力单位的定义为：在标准条件（25、最适PH、底物过量）下，1分钟催化1µmol底物转化成产物的酶的量，就是1个活力单位，举例。有些情况下用国际标准活力单位不方便，则用习惯单位。例如淀粉酶、蛋白酶等。刚开始接触这个概念时不大习惯，因为平时我们衡量物质的量都是用重量和体积。关键在于“活性”上，举例，密闭的酶制剂。7关于别构酶：(1)别构效应的生理意义：酶对底物量的变化十分敏感。举例：对米氏酶而言，S90Vm/S10Vm81，即S提高了81倍，v才提高

10、9倍，说明酶对S的变化很迟钝。而对于一般的别构酶而言，S90Vm/S10Vm3，意思是S只要提高了3倍，v就能提高9倍，说明酶对S的变化很敏感。(2)别构效应的机制：u序变模型（KNF）：此模型适应于活性中心和别构中心同处于一条亚基上的别构酶。v齐变模型（MWC）：此模型适应于活性中心和别构中心分别处于不同亚基上的别构酶。血红蛋白的功能可以用此模型解释。(3)具体例子：Asp氨甲酰磷酸氨甲酰转移酶（ATCase）催化的反应：ATCaseAsp+氨甲酰磷酸氨甲酰Asp CTP组成：12亚基，6个催化亚基，C表示；6个调节亚基，R表示。对称排列，图示。动力学特征：双底物反应，固定氨甲酰磷酸，变化A

11、sp，其s-v图为S形，是别构酶。效应物：S（底物、同促、正协同）、ATP（异促、正协同、“S”曲线左移）、CTP（异促、负协同、“S”曲线右移），图示。8.关于抗体酶作简单介绍时，主要注意以下几方面：(1)概念：具有催化活性的一类免疫球蛋白； (2)抗体与酶的异同；都是蛋白质都有特异性一般酶不能被诱导，即持家基因编码的酶在细胞从生到死基本恒定；而且种类有限。抗体则不然，抗体可以诱导，只有在抗原存在时它才产生，而且种类无限。(3) 应用前景：第三章 核酸（6学时）本章重点：DNA的分子结构和核酸的主要理化性质，为进一步学习核酸的代谢奠定基础1.简单介绍核酸的发现及研究历史，使学生了解核酸化学的

12、研究概况，精讲HGP,引起学生兴趣。2.关于DNA的生物学功能，介绍重要的实验，从前人科学研究的思路方面启发学生：1890年瑞典科学家Fischer从浓细胞中发现酸不溶物质，定名为核酸；1928年，英国科学家Griffith的肺炎链球菌感染小鼠实验；1944年，O.T.Avery（美）肺炎链球菌的转化实验；1952年，美国冷泉港Hershey-Chase噬菌体浸染细菌的实验。.关于核酸的分子结构，重点讲授：()B-DNA双螺旋结构模型的特点、稳定因素及意义,提醒同学注意与蛋白质的-螺旋相区别记忆。实验课中短时间让学生看DNA双螺旋结构模型，精讲其特点。()DNA的超螺旋：u正超螺旋：左手超螺旋

13、，是B-DNA加剧螺旋形成的超螺旋，用绳子示意，非自然选择，不利于基因表达。v负超螺旋：右手超螺旋，是B-DNA减弱螺旋形成的超螺旋，用两条拧紧的细绳示意，利于基因表达。()tRNA三叶草型的二级结构特点,图示(4)真核生物与原核生物mRNA结构的区别ö注意通过展示图片讲授，注重条理清晰！4.DNA的熔点（Tm）,分析影响Tm的因素：(1)DNA分子中的碱基比：G-C%/A-T%Tm，原因是GºC，A=T，经验公式：G-C%（Tm-69.3）*244(2)介质的离子强度：ITm。(3)DNA复杂度Tm5.DNA双脱氧末端终止法测序原理简介：Fred.Sanger生命科学的鼻

14、祖。有生之年两获诺贝尔奖（罕见）。第五章 维生素的结构与功能（2学时）重点讲授几种重要辅酶（辅基）的结构及在酶促反应中的作用机制：NAD+和NADP+、FMN和FAD、焦磷酸硫胺素、磷酸吡哆醛、辅酶A、生物素、四氢叶酸、5'-脱氧腺苷、维生素C、硫辛酸。第六章 生物膜的组成与结构（5学时）本章重点：生物膜的五大结构特点与功能生物膜的分子结构模型主要讲授流动镶嵌模型及其发展。举例精讲生物膜运输功能（）a,-ATPase工作机理（）次级主动转运：葡萄糖的跨膜运输（）大分子的吞噬、胞饮生物膜的信号转导功能：简单介绍第二信息学源（G蛋白）。第七章 生物氧化（5学时）本章重点：电子传递链和氧化磷

15、酸化作用概念、机理，明确物质代谢与能量代谢的关系1高能化合物：ATP在传递能量方面起着转运站的作用，它是能量的携带者和转运者，由于细胞内含量极少，不可能是能量的贮存者。磷酸肌酸是易兴奋组织（如肌肉、脑、神经）唯一的能起暂时储能作用的物质。磷酸精氨酸是无脊椎动物肌肉中的储能物质。2关于呼吸链：电子传递体结构及分布和功能特点电子传递体顺序(图示)：u电子传方向决定因素：氧化还原电位（必要条件）；电子传递依次性因素：酶专一性（充分条件）；v电子传递机理。电子传递抑制剂：鱼藤酮、寡霉素、抗生素等。3关于氧化磷酸化（1）注意分析氧化磷酸化与底物水平磷酸化的区别（2）氧化磷酸化的偶联部位与P/O比（强调理

16、论计算值，了解试验结果值）（3）精讲化学偶联假说、构象偶联假说，重点讲授化学渗透学说(见图)实验证据：u氧化磷酸化时基质内的PH值高于基质外的，说明基质内的H+少v不进行氧化时，或阻断电子传递，人为造成膜两侧pH梯度，则也有ATP生成。w提取纯化的电子载体，重新组装到人工膜上，促使质子泵出(或泵进)，Fo-F1复合体利用质子势反向转运H+的同时合成ATP。（4）氧化磷酸化的解偶联剂和抑制剂提问：给小鼠适量注射,-二硝基苯酚，若不死会有何现象？4其他氧化酶系统 （自学）：注意抗氰氧化、多酚氧化酶途径的特点和生物学意义。第八章 糖代谢 （10学时）本章重点：糖酵解、三羧酸循环的反应历程及生物学意义

17、；磷酸戊糖途径的特点及生物学意义；蔗糖和淀粉的合成，明确生物体内糖代谢的基本途径。1.简单介绍生物体内的糖类，因为这一部分内容与有机化学相同，而且学时有限，只做简单介绍2.单糖分解代谢：酵解（共同途径）、三羧酸循环（最后氧化途径）、磷酸戊糖途径等，从细胞定位、反应历程、能量计算、生物学意义、调控几个方面讲授3.一分子葡萄糖彻底氧化产生的ATP数量？在肝脏中净产生：38ATP在骨骼肌、脑细胞中，净产生：36ATP甘油磷酸穿梭，1个NADH生成2个ATP苹果酸穿梭，1个NADH生成3个ATP生化第二版与第一版不一样,以第二版为主讲授，简单介绍第二版的新进展：葡萄糖分解通过糖酵和三羧酸循环形成的AT

18、P可GTP的分子数，根据化学计算可以得到明确的答复。但是氧化磷酸化产生的ATP分子数理论计算值，在实验测定中测不准。因为质子泵、ATP合成以及代谢物的转运过程，线粒体受损；其二，呼吸支路无法去除；其三，测定系统不可能完全与活体等同。况且，并不需要是完整的数值甚至不需要是固定值。根据当前最新测定，H+经NADH还原酶、细胞色素还原酶和细胞色素氧化酶从线粒体内膜基质泵到内膜外侧的细胞溶胶一侧时，一对电子泵出的质子数依次为4、2和4。合成一个ATP分子是由3个H+通过ATP合酶所驱动。多余的一个H+可能用于将ATP从基质运往膜外细胞溶胶。因此一对电子从NADH传至O2，所产生的ATP分子数是2.5个

19、（理论值为3）。在细胞色素还原酶的水平进入电子传递链的电子，例如琥珀酸，或细胞溶胶中的NADH，它们的电子对只产生1.5个ATP分子。这样，当一分于葡萄糖彻底氧化为CO2和水所得到的ATP分子数和过去传统的统计数（36个ATP）少了6个ATP分子，成为30个。在30个ATP分子中，26个是由氧化磷酸化作用生成的。所以，一般情况下仍按照原有水平计算。4. 糖异生作用：非糖类物质通过EMP的逆过程生成单糖（G）的过程。非糖类物质主要有乳酸、甘油、Aa等。最旺盛的场所是肝细胞的胞浆。（1）同学们课后写出EMP逆行的全过程（注意关键步骤、关键酶）（2）以氨基酸为原料生成糖：转氨或脱氨；丙酮酸羧化之路；

20、EMP逆行；Asp草酰乙酸PEPG 转氨或脱氨 TCA丙酮酸羧化之路EMP逆行Glu-酮戊二酸-草酰乙酸-PEP-G转氨或脱氨 EMP逆行Ala-丙酮酸-Gö从本章开始，注意查阅有关资料，完成糖、脂、蛋白质、核酸四大类物质代谢相关联络图。（期末上缴任课教师，作为平时主要考核内容之一）第九章脂类代谢 （4学时）本章重点：脂肪酸的-氧化与从头合成，明确糖代谢与脂代谢的关系。1偶数、饱和脂肪酸的-氧化：过程分为活化与转运、线粒体内-氧化2步。产物是少了2个C的脂酰CoA和乙酰CoA。（）脂肪酸的活化与转运：将胞浆中的脂肪酸变成线粒体中的脂酰CoA，由线粒体外膜上的脂酰CoA合成酶和线粒体内

21、膜上的肉毒碱脂酰转移酶共同完成。整个过程图示：简捷、明了、教师要注重正确引导。活化过程能耗：消耗2分子ATP；部位：细胞质。（）线粒体内的-氧化：分为脱氢、水化、再脱氢和硫解4步。结果是将脂酰CoA降解成为少了2个C的脂酰CoA和乙酰CoA。（特别注意烯脂酰CoA水合酶的高度专一性：只认反式双键，）能量核算：1个FADH2、1个NADH+H+一共相当于5分子ATP。（）脂肪酸完全氧化成CO2和H2O的过程以及能量核算脂肪酸+HSCoA（胞浆）-活化、转运脂酰CoA（线粒体）-氧化乙酰CoA-TCACO2+H2O高级脂肪酸(2n)：活化、转运1次：消耗2个ATP；-氧化n-1次：产生（n-1）&

22、#180;5个ATP，生成n个乙酰CoA，经过n次TCA：产生n´12个ATP总产量：17´(n-7)个ATP例如：硬脂酸18：0，n=9，可以产生17*9-7146个ATP（留为作业）奇数饱和脂肪酸的-氧化：前面的过程与偶数、饱和脂肪酸的-氧化相同，只是最后产生1分子的丙酰CoA而不是乙酰CoA，它将进一步变成琥珀酰CoA，进入TCA。脂肪酸的“从头合成”途径：先讲原料来源途径：丙酮酸乙酰CoA脂肪酸合成酶系：多酶体系，效率极高。酶系统是多种、多个酶相互嵌合而成的较大颗粒。该系统以ACP为核心，在它周围有次序的排列着合成脂肪酸的各种酶，随着ACP的转动，依次发生上述各种反

23、应。每一步反应的底物正好是上一步反应的产物，因此，效率极高，且便于调节。“从头合成”过程，物质、酶、过程。增加的过程：软脂酰ACP的水解。列表总结从头合成与-氧化的比较乙醛酸循环的反应历程、部位、生物学意义，提问：乙醛酸循环与三羧酸循环的联系？第十章 蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢 （7学时）本章重点：氨基酸的酶促降解、氨同化、氨基酸的生物合成，明确碳代谢与氮代谢之间的关系。1食物中的蛋白质在小肠被一系列的蛋白酶作用后，水解成AA，才能被小肠上皮细胞所吸收。AA在细胞内可以通过下列途径进一步分解，也可以重新被合成，而蛋白质的合成则放到后面去讲。脱氨基作用(氧化脱氨基、转氨基作用、联合脱氨基作用)

24、，产物是-酮酸。其中联合脱氨基作用是氧化脱氨和转氨的集优化，即L-Glu脱氢酶活性高，谷转氨酶种类多，因此两者的联合是广泛而彻底的氨基处理方式，可逆反应。AA的脱羧作用：由氨基酸脱酸酶催化，辅酶也是磷酸吡哆醛，产物是胺（多数具有毒性和强烈的生理效应），以Glu为例。4.氨基酸的生物合成要阐明各族的碳骨架及其来源作业：绘图显示各种AA的简要合成途经 第十一章 核酸的酶促降解和核苷酸代谢 （3学时）本章重点：核酸的酶促降解及核苷酸的合成核酸的分解代谢及核苷酸的生物合成，而核酸的生物合成（复制、转录等）将在后面详述。不同种类的生物分解嘌呤碱的能力不同，因此，终产物也不同：排尿酸动物：灵长类、鸟类、昆

25、虫、排尿酸爬虫类排尿囊素动物：哺乳动物（灵长类除外）、腹足类排尿囊酸动物：硬骨鱼类排尿素动物：大多数鱼类、两栖类某些低等动物能将尿素进一步分解成NH3和CO2排出植物分解嘌呤的途径与动物相似，产生各种中间产物（尿囊素、尿囊酸、尿素、NH3）微生物分解嘌呤类物质，生成NH3、CO2及有机酸（甲酸、乙酸、乳酸、等）嘧啶分解生成的-氨基酸可以部分排除体外也可以进一步分解。核苷酸的生物合成：从头合成途径补救途径（）嘌呤核苷酸的合成（AMP、GMP）：过程复杂，主要掌握2点：uPRPP是合成的直接起始物，在PRPP上添加原料合成碱基，核苷酸也合成了。v嘌呤环上的原子来源：（）嘧啶核苷酸的合成（CMP、U

26、MP）：过程复杂，主要掌握2点：uPRPP是合成的间接起始物，先合成嘧啶环再加到PRPP上。v嘧啶环的原子来源。第十二章 核酸的生物合成 （3-4学时）本章重点：DNA的复制及转录，明确DNA及RNA生物合成的特点。关于DNA复制先讲DNA复制的一般规律（）DNA的半保留复制及实验证据（）需要模板和引物，底物是Dntp（）复制的方向（）有固定的起始点，通常是双向复制，也有单向复制的（）复制是在解链（局部）基础上进行的（）复制是半不连续的参与DNA复制的酶和蛋白质因子原核细胞DNA的复制过程，先利用多媒体放一遍整个动画过程，再一步一步讲，最后整个再放一遍过程真核与原核生物DNA复制的比较逆转录：

27、逆转录酶及其催化特性；逆转录过程；cDNADNA的突变、DNA的损伤修复简介利用多媒体动画效果讲授原核细胞RNA的转录过程，及RNA的复制第十三章 蛋白质的生物合成 （4学时）本章重点：蛋白质生物合成体系及过程，明确其特点及与核酸的关系。.蛋白质合成体系：mRNA、遗传密码、核糖体、tRNA。2.利用多媒体动画效果讲授大肠杆菌蛋白质的合成过程（1）肽链合成的起始：SD序列、起始氨酰-tRNA、起始复合物的形成（2）肽链的延伸：进位、转肽、移位（3）肽链合成的终止和释放能量计算三、真核生物蛋白质的合成（与原核生物对比介绍，简介）第十四章 细胞代谢和基因表达的调控 （3学时）本章重点：酶活性及酶合

28、成的调节，明确两种调节在代谢上的重要性。代谢途径的相互关系：属复习性质，调动学生一起总结作业：绘图表示各代谢途径的相互关系代谢调节主要讲授酶水平调节u酶活性调节：共价修饰调节、酶原激活、反馈抑制、前馈激活v酶合成的调节：基因表达的调控（转录）操纵子模型(简介)辅因子的调节及金属离子浓度的调节 第二部分实验教学内容生物化学实验是生化教学重要的组成部分。生化实验技术广泛用于生命科学许多领域研究。通过实验课的教学，使学生掌握比色、层析、电泳、离心等生物化学基本实验方法的原理和操作技能，学会选择正确的方法进行生物材料中多种物质的分离、提纯及鉴定，培养学生严谨的科学态度分析、解决问题的能力。同时通过实验

29、加深学生对生物化学基本理论的理解。根据实际情况选择13个实验，学时数为30-50学时。实验内容（í为开设实验教学内容）一、糖类1. 还原糖的测定（斐林试剂比色法）í2可溶性糖的硅胶G薄层层析二、蛋白质及氨基酸í3双缩脲法测定蛋白质含量í4Folin酚法测定蛋白质含量（研究生开设）í5薄层层析法分离鉴定氨基酸6蛋白质的两性反应和等电点测定7玉米种子中赖氨酸含量的快速测定8谷物种子中色氨酸含量的测定í9醋酸纤维薄膜电泳分离血清蛋白质í10PAGE分离同工酶í11SDS-PAGE分离小麦籽粒HMW-GS（研究生开设）三、

30、核酸12酵母核糖核苷酸的提取和测定í13DNA的提取和测定（研究生开设）四、脂类14反向纸层析法分离不饱和脂肪酸15索氏抽提法测定粗脂肪含量五、酶í16影响酶作用的因素17淀粉酶活性测定（3,5-二硝基水杨酸比色法）í18过氧化物酶同工酶聚丙烯酰胺凝胶电泳19硝酸还原酶的测定20脲酶Km值的测定六、维生素21柱层析法吸附分离胡萝卜素í22植物材料中维生素C含量测定七、代谢23丙酮酸的测定24生物体内的转氨基作用í25琥珀酸脱氢酶的作用与竞争性抑制（研究生开设）七、教学中应注意的问题1、对涉及到的有关细胞，有机化学等知识要适当复习。2、讲课中要利

31、用比喻，描述等方法使抽象问题形象化。3、要突出大小结构与功能的关系和蛋白质（酶）构象的可变性。4、要注意代谢途径的联系性。5、要强调学生按时完成作业6、实验教学要注重方法的传授。八、考试内容及方式的要求和提示考试内容为本大纲规定内容，方式为闭卷考试。满分100分，其中理论部分0%，平时考核5%，实验部分25%。九、使用教材参考书目提示教材：基础生物化学王金胜主编，中国林业出版社，“15”规划教材 ，2003年9月出版，ISBN 7-5038-3519-2。配套习题集：基础生物化学习题集 王冬梅 主编，“十五”规划教材，中国林业出版社，ISBN 7-5038-3547-8。参考书：u生物化学 沈

32、 桐 王镜研 主编 2001，“21”世纪教材 ，中国教育出版社v现代生物化学于自然 主编，十五规划教材，轻工业出版社，2001年出版w普通生物化学 郑 集 陈钧辉 主编（第三版）高等教育出版社，2001年4月。主讲教师:潘登奎 男，教授(在读博士),1957年生，从事大学教学工作20年郭春绒 女，教授(硕士毕业),1960年生，从事大学教学工作16年范月仙 女，教授，1954年生，从事大学教学工作26年杨致芬 女，讲师(硕士毕业), 从事大学教学工作4年杨致荣 女，助教(硕士毕业)，从事大学教学工作4年第一部分：理论教学内容第一章 绪论 （1学时）1.阐明生物化学的概念、研究内容及发展，使学

33、生了解生物化学学科基本内容；2.介绍生化知识的应用，激发学生的学习热情；3.简要介绍学习方法（具体到某个章节）。第二章蛋白质（1012学时）本章重点：蛋白质的分子结构、重要性质及结构与功能的关系。明确蛋白质结构的不同层次之间的联系，为进一步学习酶和信息代谢奠定基础1关于氨基酸重点讲授20种基本氨基酸的结构及重要性质，注意：（1）要求学生记住20种基本氨基酸的结构及三字母缩写。近年发现谷胱甘肽过氧化物酶中存在硒代半胱氨酸，有证据表明此氨基酸由终止密码UGA编码，可能是第21种蛋白质氨基酸。（2）氨基酸的滴定曲线以丙氨酸为主来讲，简单介绍两种侧链可解离的氨基酸（组氨酸和谷氨酸）滴定曲线。提问：pH

34、=pKa时，缓冲能力最大，等电点时缓冲能力最小，为什么？His在生理pH条件下为什么是唯一具有缓冲能力的氨基酸？（3）氨基酸的等电点计算公式应用提问：不同pH下的组成分析和电泳行为？pH>pI时，氨基酸带负电荷，Aa-COOH解离成Aa-COO-，向正极移动。pH=pI时，氨基酸净电荷为零，溶解度最小pH<pI时，氨基酸带正电荷，Aa-NH2解离成-N+H3，向负极移动。（4）8种必需氨基酸（记忆）：Ile、Met 、Val 、Leu、Trp、 Phe、 Thr、Lys（5）氨基酸的化学反应强调参与反应的基团2蛋白质的分子结构：(1)阐明概念：一级结构、构型与构象、二级结构、酰胺平

35、面、超二级结构、三级结构、结构域、四级结构。(2)通过示意图精讲授各级结构的特点，并结合实例加深理解。重点应强调各级结构层次关系。 结构层次 举例一级结构： 胰岛素、牛胰RNase超二级结构： 角蛋白、弹性蛋白、胶原蛋白三级结构： 肌红蛋白四级结构： 血红蛋白实验课过程让部分提早结束的学生看-螺旋结构模型，并精讲特点。(3)提问：区分单体蛋白与寡聚蛋白的主要标志？（亚基之间结合作用力：非共价建，二硫键例外）单条肽链(肌红蛋白、Rnase、胰岛素等)单体蛋白蛋白质 多条肽链（胰凝乳蛋白酶） 相同亚基（乳酸脱氢酶4）寡聚蛋白 不同亚基（血红蛋白22）(4)蛋白质分子结构与功能的关系一级结构与功能的

36、关系从镰刀型细胞贫血病、酶原激活等几个方面阐述高级结构与功能的关系，主要讲授牛胰核糖核酸酶变性复性实验。把握真正内涵：一级结构由基因决定，一级结构含有高级结构信息：最多氢键、疏水基团包埋、亲水基团外露、最多离子键、融洽的范德华作用是能量最低原理具体体现，多肽盘卷折叠的动力。3蛋白质的重要性质（1）蛋白质胶体溶液稳定性主要因素：u球状蛋白分子表面水化膜；v同性电荷排斥。（2）蛋白质的沉淀作用：盐析、盐溶、有机溶剂沉淀、等电点沉淀的原理（3）蛋白质的变性与复性的概念（4）颜色反应，简介几种蛋白质含量的测定方法。列表对比：紫外吸收法、双缩脲法、福林酚法等方法的特点，应用范围。第三章 酶（8-9学时）

37、本章重点：酶的作用特点、酶的催化机理、影响酶促反应速度的因素，较系统地掌握酶的一般知识，为学习物质代谢奠定基础；1.阐明概念：酶的专一性、简单蛋白酶、结合蛋白酶、辅助因子、辅基、辅酶、单体酶、寡聚酶、多酶体系、必需基团、酶的活性中心、米氏常数、别构酶、同工酶、抗体酶、核酶；2.酶按反应性质分成6大类：每一类写出反应通mei式并举一具体的代谢反应例子。如：氧化还原酶类氧化还原酶类：A·2H+BA+B·2H具体例子：剧烈运动肌肉发酸及乳酸发酵的最后一步六大类酶的记忆技巧：氧转水，裂异合思考题：催化ATP+GG-6-P+ADP反应的酶是那一类酶？蛋白酶属于哪类？淀粉酶？3.酶的化

38、学本质：(1)是蛋白质：酶的性质符合蛋白质的特性，为主，80年代以前的书籍都认为酶的本质就是蛋白质。(2)是RNA：新发现的某些酶的成分是RNA，称为核酶。对比而言，蛋白质作为的酶种类多，数量大，效率高，是酶中的主力。核糖酶仅限于自身剪切或剪接。简单介绍关于核酶研究的重要文献，研究意义，引起兴趣，使学有余力的同学有可能更多了解。4.关于酶的作用机理：(1)中间复合物学说：解释酶的高效性的理论，即酶为什么能催化生化反应。u内容：（以单底物单产物的生化反应为例：SP），酶首先与底物形成过渡态的中间复合物，进而分解成为产物和酶，从而降低了反应的活化能。用方程式表示为：E+SESE+Pvv-t图和v-

39、s二维坐标图双曲线特征：(2)作用专一性的机制：锁钥学说：解释酶专一性的理论，比较形象，但是明显存在缺陷，即它把酶分子构象看的一成不变，这与事实不符。诱导契合学说：锁钥学基础上而提出的一种理论。它认为，酶的活性中心与底物的结构就好像手与手套的关系一样。该理论已得到实验上的证实。(3)关于酶与底物具体作用的方式：全部用于说明酶的高效性，不同的酶适用于不同的类型，但邻近与定向效应类型是共有的。RNase或溶菌酶为例进行小结。5.讲授酶促反应速度的影响因素时，利用各因素对反应速度曲线来进行阐述并分析机理u如何根据中间复合物学说推导米氏方程，精讲，时刻体现科学工作者处理试验结果的思想v关于可逆抑制作用

40、，最后将三种抑制作用对比小结：KmVm竞争性的抑制剂 不变非竞争性抑制剂 不变 反竞争性抑制剂 6酶的活力：酶催化底物变化为产物的能力，称为酶活力。酶活性的大小用活力单位（U）表示，其定义为：在最适条件下，单位时间内催化一定量的底物转化成产物的酶量。国际标准活力单位的定义为：在标准条件（25、最适PH、底物过量）下，1分钟催化1µmol底物转化成产物的酶的量，就是1个活力单位，举例。有些情况下用国际标准活力单位不方便，则用习惯单位。例如淀粉酶、蛋白酶等。刚开始接触这个概念时不大习惯，因为平时我们衡量物质的量都是用重量和体积。关键在于“活性”上，举例，密闭的酶制剂。7关于别构酶：(1)

41、别构效应的生理意义：酶对底物量的变化十分敏感。举例：对米氏酶而言，S90Vm/S10Vm81，即S提高了81倍，v才提高9倍，说明酶对S的变化很迟钝。而对于一般的别构酶而言，S90Vm/S10Vm3，意思是S只要提高了3倍，v就能提高9倍，说明酶对S的变化很敏感。(2)别构效应的机制：u序变模型（KNF）：此模型适应于活性中心和别构中心同处于一条亚基上的别构酶。v齐变模型（MWC）：此模型适应于活性中心和别构中心分别处于不同亚基上的别构酶。血红蛋白的功能可以用此模型解释。(3)具体例子：Asp氨甲酰磷酸氨甲酰转移酶（ATCase）催化的反应：ATCaseAsp+氨甲酰磷酸氨甲酰Asp CTP组

42、成：12亚基，6个催化亚基，C表示；6个调节亚基，R表示。对称排列，图示。动力学特征：双底物反应，固定氨甲酰磷酸，变化Asp，其s-v图为S形，是别构酶。效应物：S（底物、同促、正协同）、ATP（异促、正协同、“S”曲线左移）、CTP（异促、负协同、“S”曲线右移），图示。8.关于抗体酶作简单介绍时，主要注意以下几方面：(1)概念：具有催化活性的一类免疫球蛋白； (2)抗体与酶的异同；都是蛋白质都有特异性一般酶不能被诱导，即持家基因编码的酶在细胞从生到死基本恒定；而且种类有限。抗体则不然，抗体可以诱导，只有在抗原存在时它才产生，而且种类无限。(3) 应用前景：第三章 核酸（6学时）本章重点：D

43、NA的分子结构和核酸的主要理化性质，为进一步学习核酸的代谢奠定基础1.简单介绍核酸的发现及研究历史，使学生了解核酸化学的研究概况，精讲HGP,引起学生兴趣。2.关于DNA的生物学功能，介绍重要的实验，从前人科学研究的思路方面启发学生：1890年瑞典科学家Fischer从浓细胞中发现酸不溶物质，定名为核酸；1928年，英国科学家Griffith的肺炎链球菌感染小鼠实验；1944年，O.T.Avery（美）肺炎链球菌的转化实验；1952年，美国冷泉港Hershey-Chase噬菌体浸染细菌的实验。.关于核酸的分子结构，重点讲授：()B-DNA双螺旋结构模型的特点、稳定因素及意义,提醒同学注意与蛋白

44、质的-螺旋相区别记忆。实验课中短时间让学生看DNA双螺旋结构模型，精讲其特点。()DNA的超螺旋：u正超螺旋：左手超螺旋，是B-DNA加剧螺旋形成的超螺旋，用绳子示意，非自然选择，不利于基因表达。v负超螺旋：右手超螺旋，是B-DNA减弱螺旋形成的超螺旋，用两条拧紧的细绳示意，利于基因表达。()tRNA三叶草型的二级结构特点,图示(4)真核生物与原核生物mRNA结构的区别ö注意通过展示图片讲授，注重条理清晰！4.DNA的熔点（Tm）,分析影响Tm的因素：(1)DNA分子中的碱基比：G-C%/A-T%Tm，原因是GºC，A=T，经验公式：G-C%（Tm-69.3）*244(2)

45、介质的离子强度：ITm。(3)DNA复杂度Tm5.DNA双脱氧末端终止法测序原理简介：Fred.Sanger生命科学的鼻祖。有生之年两获诺贝尔奖（罕见）。第五章 维生素的结构与功能（2学时）重点讲授几种重要辅酶（辅基）的结构及在酶促反应中的作用机制：NAD+和NADP+、FMN和FAD、焦磷酸硫胺素、磷酸吡哆醛、辅酶A、生物素、四氢叶酸、5'-脱氧腺苷、维生素C、硫辛酸。第六章 生物膜的组成与结构（5学时）本章重点：生物膜的五大结构特点与功能生物膜的分子结构模型主要讲授流动镶嵌模型及其发展。举例精讲生物膜运输功能（）a,-ATPase工作机理（）次级主动转运：葡萄糖的跨膜运输（）大分子

46、的吞噬、胞饮生物膜的信号转导功能：简单介绍第二信息学源（G蛋白）。第七章 生物氧化（5学时）本章重点：电子传递链和氧化磷酸化作用概念、机理，明确物质代谢与能量代谢的关系1高能化合物：ATP在传递能量方面起着转运站的作用，它是能量的携带者和转运者，由于细胞内含量极少，不可能是能量的贮存者。磷酸肌酸是易兴奋组织（如肌肉、脑、神经）唯一的能起暂时储能作用的物质。磷酸精氨酸是无脊椎动物肌肉中的储能物质。2关于呼吸链：电子传递体结构及分布和功能特点电子传递体顺序(图示)：u电子传方向决定因素：氧化还原电位（必要条件）；电子传递依次性因素：酶专一性（充分条件）；v电子传递机理。电子传递抑制剂：鱼藤酮、寡霉

47、素、抗生素等。3关于氧化磷酸化（1）注意分析氧化磷酸化与底物水平磷酸化的区别（2）氧化磷酸化的偶联部位与P/O比（强调理论计算值，了解试验结果值）（3）精讲化学偶联假说、构象偶联假说，重点讲授化学渗透学说(见图)实验证据：u氧化磷酸化时基质内的PH值高于基质外的，说明基质内的H+少v不进行氧化时，或阻断电子传递，人为造成膜两侧pH梯度，则也有ATP生成。w提取纯化的电子载体，重新组装到人工膜上，促使质子泵出(或泵进)，Fo-F1复合体利用质子势反向转运H+的同时合成ATP。（4）氧化磷酸化的解偶联剂和抑制剂提问：给小鼠适量注射,-二硝基苯酚，若不死会有何现象？4其他氧化酶系统 （自学）：注意抗

48、氰氧化、多酚氧化酶途径的特点和生物学意义。第八章 糖代谢 （10学时）本章重点：糖酵解、三羧酸循环的反应历程及生物学意义；磷酸戊糖途径的特点及生物学意义；蔗糖和淀粉的合成，明确生物体内糖代谢的基本途径。1.简单介绍生物体内的糖类，因为这一部分内容与有机化学相同，而且学时有限，只做简单介绍2.单糖分解代谢：酵解（共同途径）、三羧酸循环（最后氧化途径）、磷酸戊糖途径等，从细胞定位、反应历程、能量计算、生物学意义、调控几个方面讲授3.一分子葡萄糖彻底氧化产生的ATP数量？在肝脏中净产生：38ATP在骨骼肌、脑细胞中，净产生：36ATP甘油磷酸穿梭，1个NADH生成2个ATP苹果酸穿梭，1个NADH生

49、成3个ATP生化第二版与第一版不一样,以第二版为主讲授，简单介绍第二版的新进展：葡萄糖分解通过糖酵和三羧酸循环形成的ATP可GTP的分子数，根据化学计算可以得到明确的答复。但是氧化磷酸化产生的ATP分子数理论计算值，在实验测定中测不准。因为质子泵、ATP合成以及代谢物的转运过程，线粒体受损；其二，呼吸支路无法去除；其三，测定系统不可能完全与活体等同。况且，并不需要是完整的数值甚至不需要是固定值。根据当前最新测定，H+经NADH还原酶、细胞色素还原酶和细胞色素氧化酶从线粒体内膜基质泵到内膜外侧的细胞溶胶一侧时，一对电子泵出的质子数依次为4、2和4。合成一个ATP分子是由3个H+通过ATP合酶所驱

50、动。多余的一个H+可能用于将ATP从基质运往膜外细胞溶胶。因此一对电子从NADH传至O2，所产生的ATP分子数是2.5个（理论值为3）。在细胞色素还原酶的水平进入电子传递链的电子，例如琥珀酸，或细胞溶胶中的NADH，它们的电子对只产生1.5个ATP分子。这样，当一分于葡萄糖彻底氧化为CO2和水所得到的ATP分子数和过去传统的统计数（36个ATP）少了6个ATP分子，成为30个。在30个ATP分子中，26个是由氧化磷酸化作用生成的。所以，一般情况下仍按照原有水平计算。4. 糖异生作用：非糖类物质通过EMP的逆过程生成单糖（G）的过程。非糖类物质主要有乳酸、甘油、Aa等。最旺盛的场所是肝细胞的胞浆

51、。（1）同学们课后写出EMP逆行的全过程（注意关键步骤、关键酶）（2）以氨基酸为原料生成糖：转氨或脱氨；丙酮酸羧化之路；EMP逆行；Asp草酰乙酸PEPG 转氨或脱氨 TCA丙酮酸羧化之路EMP逆行Glu-酮戊二酸-草酰乙酸-PEP-G转氨或脱氨 EMP逆行Ala-丙酮酸-Gö从本章开始，注意查阅有关资料，完成糖、脂、蛋白质、核酸四大类物质代谢相关联络图。（期末上缴任课教师，作为平时主要考核内容之一）第九章脂类代谢 （4学时）本章重点：脂肪酸的-氧化与从头合成，明确糖代谢与脂代谢的关系。1偶数、饱和脂肪酸的-氧化：过程分为活化与转运、线粒体内-氧化2步。产物是少了2个C的脂酰CoA和

52、乙酰CoA。（）脂肪酸的活化与转运：将胞浆中的脂肪酸变成线粒体中的脂酰CoA，由线粒体外膜上的脂酰CoA合成酶和线粒体内膜上的肉毒碱脂酰转移酶共同完成。整个过程图示：简捷、明了、教师要注重正确引导。活化过程能耗：消耗2分子ATP；部位：细胞质。（）线粒体内的-氧化：分为脱氢、水化、再脱氢和硫解4步。结果是将脂酰CoA降解成为少了2个C的脂酰CoA和乙酰CoA。（特别注意烯脂酰CoA水合酶的高度专一性：只认反式双键，）能量核算：1个FADH2、1个NADH+H+一共相当于5分子ATP。（）脂肪酸完全氧化成CO2和H2O的过程以及能量核算脂肪酸+HSCoA（胞浆）-活化、转运脂酰CoA（线粒体）-

53、氧化乙酰CoA-TCACO2+H2O高级脂肪酸(2n)：活化、转运1次：消耗2个ATP；-氧化n-1次：产生（n-1）´5个ATP，生成n个乙酰CoA，经过n次TCA：产生n´12个ATP总产量：17´(n-7)个ATP例如：硬脂酸18：0，n=9，可以产生17*9-7146个ATP（留为作业）奇数饱和脂肪酸的-氧化：前面的过程与偶数、饱和脂肪酸的-氧化相同，只是最后产生1分子的丙酰CoA而不是乙酰CoA，它将进一步变成琥珀酰CoA，进入TCA。脂肪酸的“从头合成”途径：先讲原料来源途径：丙酮酸乙酰CoA脂肪酸合成酶系：多酶体系，效率极高。酶系统是多种、多个酶相互

54、嵌合而成的较大颗粒。该系统以ACP为核心，在它周围有次序的排列着合成脂肪酸的各种酶，随着ACP的转动，依次发生上述各种反应。每一步反应的底物正好是上一步反应的产物，因此，效率极高，且便于调节。“从头合成”过程，物质、酶、过程。增加的过程：软脂酰ACP的水解。列表总结从头合成与-氧化的比较乙醛酸循环的反应历程、部位、生物学意义，提问：乙醛酸循环与三羧酸循环的联系？第十章 蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢 （7学时）本章重点：氨基酸的酶促降解、氨同化、氨基酸的生物合成，明确碳代谢与氮代谢之间的关系。1食物中的蛋白质在小肠被一系列的蛋白酶作用后，水解成AA，才能被小肠上皮细胞所吸收。AA在细胞内可以通过下列途径进一步分解，也可以重新被合成，而蛋白质的合成则放到后面去讲。脱氨基作用(氧化脱氨基、转氨基作用、联合脱氨基作用)，产物是-酮酸。其中联合脱氨基作用是氧化脱氨和转氨的集优化，即L-Glu脱氢酶活性高，谷转氨酶种类多，因此两者的联合是广泛而彻底的氨基处理方式，可逆反应。AA的脱羧作用：由氨基酸脱酸酶催化，辅酶也是磷酸吡哆醛，产物是胺（多数具有毒性和强烈的生理效应），以Glu为例。4.氨基酸的生物合成要阐明各族的碳骨架及其来源作业：绘图显示各种AA的简要合成途经 第十一章 核酸的酶促降解和核苷酸代谢 （3学时）本章重点：核酸的酶促降