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1、生物化学下册复习资料生物化学下册复习资料 第一章核酸通论第一章核酸通论 一、核酸的发现和研究简史 Crick 提出遗传信息传递的中心法则中心法则：遗传信息从遗传信息从 DNA 传到传到 RNA，再传到蛋白质，再传到蛋白质，一旦传 给蛋白质就不再转移。 二、核酸的种类和分布 核酸分为脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（）和核糖核酸（RNA）两大类。所有生物细胞都含有这两类 核酸。 1）脱氧核糖核酸（）脱氧核糖核酸（DNA）：遗传信息的贮存和携带者，生物的主要遗传物质。在真核细胞 中， 在真核细胞 中， DNA 主要集中在细胞核内， 组成染色体 （染色质）主要集中在细胞核内， 组成染色
2、体 （染色质） ， 线粒体和叶绿体中均有各自的 DNA。 原核细胞没有明显的细胞核结构，原核细胞没有明显的细胞核结构，DNA 存在于核区存在于核区。原核生物染色体（只有一条）DNA、 质粒 DNA、真核生物细胞器 DNA 都是环状双链环状双链 DNA，真核生物染色体是线型双链 DNA。 病毒或只含有 DNA 或只含有 RNA，从未发现两者兼有的病毒。 2）核糖核酸（）核糖核酸（RNA）：主要参与遗传信息的传递和表达过程，细胞内的细胞内的 RNA 主要存在于 细胞质中，少量存在于细胞核中 主要存在于 细胞质中，少量存在于细胞核中，病毒中 RNA 本身就是遗传信息的储存者。 参与蛋白质合成的参与蛋
3、白质合成的 RNA 有三大类：转移有三大类：转移 RNA(tRNA)、核糖体、核糖体 RNA（rRNA） 、信使） 、信使 RNA （mRNA） 。无论是真核生物还是原核生物都有这三类 RNA。 三、核酸的生物功能 1、DNA 是主要的遗传物质 2、RNA 生物学功能 1） 控制蛋白质合成； 2） 遗传物质，遗传信息的加工和进化 3） 作用于 RNA 转录后加工和修饰 4） 基因表达与细胞功能的调节 5） 生物催化与其他细胞持家功能 第二章核酸的结构第二章核酸的结构 一、核酸是一种多聚核苷酸，它的基本结构单位是核苷酸它的基本结构单位是核苷酸。核苷酸还可以进一步分解成核苷 和磷酸。核苷再进一步分
4、解成碱基和戊糖。碱基分两大类 ： 嘌呤碱和嘧啶碱。所以，核酸是 由核苷酸组成的，而核苷酸又由碱基、戊糖和磷酸组成。 核酸两类核酸的基本化学组成两类核酸的基本化学组成 核苷酸 磷酸核苷 戊糖 碱基 核酸的分类就是根据所含戊糖种类的不同而分为核糖核酸和 （核酸的分类就是根据所含戊糖种类的不同而分为核糖核酸和 （RNA） 和脱氧核糖核酸 （） 和脱氧核糖核酸 （DNA） DNARNA 嘌呤碱腺嘌呤 A 鸟嘌呤 G 腺嘌呤 A 鸟嘌呤 G 嘧啶碱胞嘧啶 C 胸腺嘧啶 T 胞嘧啶 C 尿嘧啶 U 戊糖D-2-脱氧核糖D-核糖 酸磷酸磷酸 二、核苷酸 1、碱基（具体标号见书 P479） 1） 嘧啶碱） 嘧
5、啶碱 C T U 2）嘌呤碱）嘌呤碱 3、稀有碱基、稀有碱基 如：次黄嘌呤如：次黄嘌呤 I 、二氢尿嘧啶、二氢尿嘧啶 D 另：对于另：对于 RNA 来说来说 T 是稀有碱基；对于是稀有碱基；对于 DNA 来说来说 U 是稀有碱基是稀有碱基 2） 核苷 由戊糖和碱基缩合而成。糖与碱基之间以糖苷键相连接。糖的第一位碳原子（C1）与嘧啶 碱的第一位氮原子（N1）或与嘌呤碱的第九位氮原子（N9）相连接。所以糖与碱基间的连 键是 N糖苷键。对核苷命名时，必须先冠以碱基的名称。糖环中的碳原子标号右上角加撇糖环中的碳原子标号右上角加撇 “”，而碱基的原子的标号不加撇，而碱基的原子的标号不加撇“”，以示区别。
6、，以示区别。 稀有核苷：碱基不变，但是碱基与糖的连接方式发生变化。如假尿嘧啶（稀有核苷：碱基不变，但是碱基与糖的连接方式发生变化。如假尿嘧啶（） ，糖不是与尿 嘧啶的 ） ，糖不是与尿 嘧啶的 N1 相连，而是与相连，而是与 C5 相连。相连。 假尿嘧啶（稀有核苷，由于其碱基为假尿嘧啶（稀有核苷，由于其碱基为 U，所以不是稀有碱基），所以不是稀有碱基） 例：一条 RNA 链的碱基排列顺序为 AGCUTGCIDGA，这条链中的稀有碱基稀有碱基数目为 3 个（T、I、D） ；稀有核苷稀有核苷数目为 4 个（T、I、D、） 【写入链中的 I、D 等是稀有核苷， 如 I 为次黄嘌呤核苷】 3） 核苷酸
7、（核苷中的戊糖羟基被磷酸酯化，形成核苷酸） 核糖核苷的糖环上有 3 个自由羟基 （2、 3、 5） ， 脱氧核苷的糖环上有 2 个自由羟基(3、 5)， 生物体内游离存在的核苷酸多是 5核苷酸核苷酸。与 5C 相连一个磷酸分子的为*MP,连两个磷 酸分子的为*DP，连三个磷酸分子的*TP。 因此常见的核苷酸类型分别为腺嘌呤核苷酸（AMP） ，腺嘌呤脱氧核苷酸（dAMP） ，依次类 推为 GMP、d GMP、CMP、dCMP、UMP、d TMP。最常见的是腺苷三磷酸最常见的是腺苷三磷酸 ATP（腺嘌呤 核苷三磷酸） （腺嘌呤 核苷三磷酸） ，结构见书（P482） 。 AG 三、核酸的共价结构（一
8、级结构） 核酸是由核苷酸聚合而成的生物大分子。核酸的一级结构指核酸的核苷酸序列。核酸是由核苷酸聚合而成的生物大分子。核酸的一级结构指核酸的核苷酸序列。 组成核酸的核苷酸是以 3,5磷酸二酯键磷酸二酯键彼此连接起来的。(见书 P483 图 13-2) 四、DNA 的二级结构 1、Chargaff 规律 （1）所有生物的所有生物的 DNA 中，中，A=T，G=C，A+C=G+T，且，且 A+G=C+T。 （2） DNA 的碱基组成具有种的特异性。 （3） DNA 碱基组成没有组织和器官的特异性。 （4） 年龄、营养状况、环境等因素不影响 DNA 的碱基组成。 2、DNA 的二级结构：双螺旋双螺旋
9、Watson可抵抗 5核酸外切酶降解 mRNA;可为核糖体提供识别位点， 使 mRNA 很快与核糖体结合，促进蛋白质合成起始复合物的形成。 3端有一段约 30-300 核苷酸的 polyA：转录后由 poly(A)聚合酶催化加尾;PolyA 是 mRNA 由核进入胞质所必需的形式;polyA 与 mRNA 半寿期有关， PolyA 大大提高 mRNA 在胞质中的稳定性。 第三章第三章 核酸的物理化学性质核酸的物理化学性质 一、核酸的水解 1、按磷酸二酯键断裂的方式可将核酸酶分为两类：一类是在 3OH 与磷酸基之间断裂， 其产物是 5磷酸核苷酸或寡核苷酸。另一类是在 5OH 与磷酸基之间断裂，其
10、产物是 3磷酸核苷酸或寡核苷酸. 2、限制性内切酶（脱氧核糖核酸酶类）：指能够识别双链、限制性内切酶（脱氧核糖核酸酶类）：指能够识别双链 DNA 分子的特定序列，在其识 别位点中或在其附近切割 分子的特定序列，在其识 别位点中或在其附近切割 DNA 分子的一类内切酶。具有严格的碱基序列专一性，主要降解 外源的 分子的一类内切酶。具有严格的碱基序列专一性，主要降解 外源的 DNA。第一个是从大肠杆菌中发现的。限制性内切酶已成为基因工程最重要的工具 酶。 。第一个是从大肠杆菌中发现的。限制性内切酶已成为基因工程最重要的工具 酶。 二、核酸的紫外吸收 碱基、核苷、核苷酸和核酸在 240290nm 的
11、紫外波段有强烈的光吸收。max=260nm 纯 DNA 的 A260/A280 应为 1.8（1.65-1.85） ；纯 RNA 的 A260/A280 应为 2.0。 若溶液中含有杂蛋白或苯酚，则 A260/A280 比值明显降低。 1A 值相当于：50ug/mL 双螺旋 DNA 或：40ug/mL 单链 DNA（或 RNA）或：20ug/mL 寡核 苷酸。 在在 DNA 的变性过程中，摩尔吸光系数增大（增色效应）的变性过程中，摩尔吸光系数增大（增色效应） 在在 DNA 的复性过程中，摩尔吸光系数减小（减色效应）的复性过程中，摩尔吸光系数减小（减色效应） 三、核酸的变性、复性及杂交 1、变性
12、：核酸变性指核酸双螺旋区的氢键断裂，变成单链，不涉及共价键断裂。、变性：核酸变性指核酸双螺旋区的氢键断裂，变成单链，不涉及共价键断裂。由升高温 度引起的称热变性 ； 由酸碱度改变的称酸碱变性。尿素是常用的变性剂。变性后一系列物化 性质也随之改变 ： 260nm 吸收值升高、粘度降低，浮力密度升高、二级结构改变，部分失活 等。DNA 的变性是爆发式的，变性作用发生在一个很窄的温度范围内。加热变性使的变性是爆发式的，变性作用发生在一个很窄的温度范围内。加热变性使 DNA 双螺旋结构失去一半时的温度成为该双螺旋结构失去一半时的温度成为该 DNA 的熔点或溶解温度（的熔点或溶解温度（Tm） 。） 。D
13、NA 的 Tm 值一般 在 8295C 之间。DNA 的 Tm 值与下列因素有关：DNA 均一性G-C 含量与 Tm 值成 正比介质中离子强度 2、复性：变性、复性：变性 DNA 在适当（一般低于在适当（一般低于 Tm2025）条件下，两条链重新缔合成双螺旋 结构。 ）条件下，两条链重新缔合成双螺旋 结构。DNA 复性后，很多物化性质又得到恢复。热变性 DNA 在缓慢冷却时可以复性，快 速冷却不能复性。DNA 片段越大，复性越慢；DNA 浓度越大，复性越快。 3、核酸的杂交：不同来源的 DNA 单链间或单链 DNA 与 RNA 之间只要有碱基配对的区域， 在复性时可形成局部双螺旋区， 称核酸分
14、子杂交。 制备特定的探针通过杂交技术可进行基因 的检测和定位研究。实例：southern 印迹法。 第四章第四章 糖酵解作用糖酵解作用 机体内主要提供能量的物质是 ATP。ATP 的形成主要通过两条途径，一条是由葡萄糖彻底 氧化为二氧化碳和水，从中释放出大量自由能形成大量的 由葡萄糖彻底 氧化为二氧化碳和水，从中释放出大量自由能形成大量的 ATP（三羧酸循环）（三羧酸循环） 。另一条是在 没有氧分子没有氧分子参加的条件下，即无氧条件下无氧条件下，由葡萄糖讲解为丙酮酸，并在此过程中产生由葡萄糖讲解为丙酮酸，并在此过程中产生 2 分子分子 ATP(EMP 途径途径)。葡萄糖还可在机体内以多糖的形式
15、进行贮存，需要时，可由糖原迅 速动员起来。 糖酵解途径糖酵解途径 (过程过程)是将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着是将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着 ATP 生成的一系列反应，是生物 体内普遍存在的葡萄糖降解的途径，简称 生成的一系列反应，是生物 体内普遍存在的葡萄糖降解的途径，简称 EMP 途径，途径，是葡萄糖分解代谢所经历的共同 途径。 糖酵解（糖酵解（ glycolysis ）是动物肌肉利用葡萄糖经历丙酮酸最后转化为乳酸的过程。）是动物肌肉利用葡萄糖经历丙酮酸最后转化为乳酸的过程。 发酵（简称酒精发酵）是由酵母菌将葡萄糖转化为酒精的过程。 从能量观点出发， 可以把酵解过程划分为两个方面。 一方面葡
16、萄糖转变为乳酸是物质的分解 过程，其中伴随有自由能的释放，即放能过程；另一方面 ADP 和无机磷酸形成 ATP，则是 吸能过程。整个过程需要 10 种酶，每种酶都有 Mg2+离子作为辅助因子。 一、糖酵解途径（一、糖酵解途径（P67 图图 22-1） 场所：细胞质胞液场所：细胞质胞液 条件：无氧条件：无氧 糖酵解总反应式 葡萄糖葡萄糖 + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2 丙酮酸丙酮酸 + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O 1、糖酵解第一阶段反应机制、糖酵解第一阶段反应机制 第一阶段： 葡萄糖葡萄糖6磷酸果糖6磷酸果糖1， 6二磷酸甘油醛3磷酸和二羟 丙酮磷酸甘油醛3磷酸 1）葡萄糖生成）葡萄糖生成 6-磷酸葡萄糖：不可逆反应磷酸葡萄糖：不可逆反应 通过己糖激酶己糖激酶（或葡萄糖激酶）活化,第第 1 个个 ATP 消耗消耗,活化葡萄糖以进行后续反应 ； 第一个 调节酶 第一个 调节酶 2）6-磷酸葡萄糖生成 6-磷酸
