国家开放大学动物生物化学核心内容精简版

国家开放大学动物生物化学核心内容精简版一、课程基础与绪论1.1课程核心任务本课程是动物医学、动物科学类专业的核心专业基础课，研究动物体内的生物大分子的结构与功能，以及体内的物质代谢、能量转化的规律，为后续的动物生理、微生物、病理等课程奠定基础，是理解动物生命活动的化学基础的核心课程。1.2生物化学的基础概念生物化学的定义：研究生命有机体的化学组成、化学变化以及生命活动的化学规律的科学，动物生物化学则是针对动物机体的研究，是畜牧兽医类专业的基础。生命的化学本质：生命的本质是新陈代谢，也就是机体不断的进行物质的更新、能量的转化，实现生命的活动。二、生物大分子的结构与功能这是生物化学的基础，是课程的重点：2.1蛋白质的结构与功能蛋白质是生命的核心物质，是机体的主要组成物质：蛋白质的组成：蛋白质的基本组成单位是氨基酸，氨基酸通过肽键连接形成肽链，肽键是氨基酸之间的酰胺键，是蛋白质的主键。蛋白质的结构层次：一级结构：氨基酸的排列顺序，是蛋白质的基础结构，决定了高级结构二级结构：肽链的局部的折叠，比如α-螺旋、β-折叠，通过氢键维持三级结构：整条肽链的空间折叠，形成的三维结构，通过次级键维持四级结构：多个亚基之间的组装，形成的完整的蛋白质。图1：蛋白质的四级结构，从氨基酸的序列到完整的蛋白质的空间结构，是蛋白质功能的基础蛋白质的功能：催化功能（酶）、运输功能、免疫功能、调节功能、结构功能，是生命活动的主要执行者。2.2酶酶是生物催化剂，是机体的代谢的核心：酶的概念：酶是由活细胞产生的，具有催化作用的生物大分子，大多数是蛋白质，少数是RNA。酶的特性：高效性、专一性、作用条件温和，酶的催化可以极大的提高反应的速度。酶的活性中心：酶分子中，直接参与催化反应的区域，是酶发挥作用的核心，包括结合基团和催化基团。酶的调节：酶的活性可以被调节，比如抑制剂、激活剂，以及变构调节、共价修饰调节，保证代谢的有序进行。2.3核酸的结构与功能核酸是遗传信息的载体：核酸的组成：基本组成单位是核苷酸，核苷酸由碱基、戊糖、磷酸组成，分为DNA和RNA。核酸的结构：DNA是双螺旋结构，两条链反向平行，通过碱基互补配对维持，RNA是单链，包括mRNA、tRNA、rRNA三种。核酸的功能：DNA是遗传信息的储存，RNA是遗传信息的传递，实现遗传信息的流动。三、生物氧化生物氧化是机体的能量代谢的核心，是课程的重点考点：生物氧化的概念：动物体内，营养物质氧化分解，释放能量的过程，区别于体外的燃烧，是在温和的条件下，逐步的释放能量。电子传递链：是线粒体内膜上的一系列的电子载体，将营养物质脱下的氢和电子，逐步的传递给氧，最终生成水，同时将质子泵到膜间隙，形成质子梯度。图2：电子传递链，线粒体内膜上的电子传递过程，同时将质子泵出，形成质子梯度，为氧化磷酸化提供动力氧化磷酸化：电子传递过程中，形成的质子梯度，驱动ATP的合成，也就是质子回流的时候，驱动ATP合酶，将ADP和磷酸合成ATP，这是机体的ATP的主要来源。ATP的作用：ATP是机体的能量通货，是生命活动的直接的能量来源，能量的储存和传递都是通过ATP实现的。四、物质代谢物质代谢是机体的物质的更新，是课程的核心模块：4.1糖代谢糖是机体的主要的能量来源：糖的分解代谢：糖酵解：葡萄糖在细胞质中，分解为丙酮酸，产生少量的ATP，是无氧条件下的能量来源三羧酸循环：丙酮酸进入线粒体，氧化分解为二氧化碳，是糖的有氧分解的核心，产生大量的能量磷酸戊糖途径：产生NADPH和磷酸核糖，用于合成代谢。糖的合成代谢：糖原的合成与分解，维持血糖的稳定，保证机体的糖的供应。4.2脂代谢脂类是机体的储能物质：脂肪的分解：脂肪分解为甘油和脂肪酸，脂肪酸通过β-氧化，分解为乙酰辅酶A，进入三羧酸循环，产生大量的能量。脂肪的合成：机体可以将糖转化为脂肪，储存能量，同时可以合成磷脂、胆固醇等类脂。4.3含氮物质的代谢氨基酸等含氮物质的代谢：氨基酸的脱氨基作用：氨基酸脱去氨基，生成α-酮酸和氨，氨是有毒的，动物机体通过尿素循环，将氨转化为尿素，排出体外。氨基酸的转氨基作用：氨基酸的氨基转移给酮酸，实现氨基酸的相互转化，是氨基酸代谢的核心反应。五、遗传信息的传递遗传信息的流动，是生命的遗传的核心，是课程的重点：中心法则：遗传信息的流动的核心规律，DNA的复制，将遗传信息传递给子代DNA；转录，将DNA的信息转录为RNA；翻译，将RNA的信息翻译为蛋白质，实现遗传信息的表达。图3：生物化学的中心法则，遗传信息的流动规律，DNA复制、转录、翻译，实现遗传信息的传递与表达DNA的复制：DNA的双链解开，以每条链为模板，合成新的互补链，实现DNA的复制，保证遗传信息的准确传递。RNA的转录：以DNA的一条链为模板，合成RNA，也就是mRNA，将DNA的信息转录出来，作为蛋白质合成的模板。蛋白质的翻译：以mRNA为模板，tRNA转运氨基酸，核糖体作为合成的场所，将mRNA的密