2011生物化学冲刺班讲义B版本

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1、 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

2、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

3、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

4、 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

5、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

6、 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

7、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

8、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

9、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

10、 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

11、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

12、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

13、 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

14、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

15、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

16、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