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1、环境生物化学复习思考题（供参考）绪论1、 生物化学的定义，生物化学研究的对象和任务。生物化学的定义：生物化学是研究生命有机体的化学组成，维持生命活动的各种化学变化及相互联系的科学，即研究生命活动本质的学科生物化学的研究对象：生物体生物化学的研究任务：探索和揭示生命现象的本质2、 环境生物化学的定义，环境生物化学研究的对象和任务。环境生物化学的定义：研究环境与生物相互作用的基本化学过程，特别是人和生物对外来物质和能量所做的应答以及人类生活、生产活动对环境影响的化学原理环境生物化学的研究对象：研究生物对污染物质降解与转化的能力，讨论生物代谢污染物质的途径和规律 核酸1、 核酸的概念、类型、化学组成
2、和生物学功能。核酸：是生物体遗传信息的携带者和传递者，是由核苷酸聚合而成的生物大分子，是生命的基础物质之一核酸类型：核糖核酸，脱氧核糖核酸化学组成：核糖，脱氧核糖，嘌呤，嘧啶，磷酸生物学功能：DNA：是遗传物质，是遗传信息的载体，负责遗传信息的储存和发布RNA：负责遗传信息的表达，在蛋白质合成方面发挥重要功能。2、 核酸的一级结构、二级及高级结构。核酸的一级结构：核酸的共价结构是核酸分子中核苷酸的排列顺序和连接方式相邻二个核苷酸之间的连接键即：3，5磷酸二酯键。这种连接可理解为核苷酸糖基上的3位羟基与相邻5核苷酸的磷酸残基之间，以及核苷酸糖基上的5位羟基与相邻3核苷酸的磷酸残基之间形成的两个酯
3、键。多个核苷酸残基以这种方式连接而成的链式分子就是核酸核酸的二级结构：DNA：双螺旋结构RNA：通过链的回折形成局部二级结构，在双螺旋区，C与G配对，U与A配对，不能配对的区域形成突环。3、 核酸的定量测定方法及原理（紫外吸收法）。由于核酸所含的嘌呤碱和嘧啶碱具有共轭双键，使碱基，核苷，核苷酸和核酸在240290nm的紫外波段有强烈吸收，最大值在260nm附近。不同核苷酸在260nm处有不同吸收特性，所以可以利用紫外吸收特性定性和定量的监测核酸和核苷酸。4、核酸的变性与复性。 变性：核酸的变性是指一定物理或化学因素下，核酸双螺旋结构中碱基之间的氢键断变成单链的过程。复性：变性DNA在适当条件下
4、，两条彼此分开的单链重新缔合成双螺旋结构的过程叫复性。5、什么是分子杂交？分子杂交在环境科学研究中的应用。 分子杂交：在一定条件下，具有互补序列的不同来源的单链核酸分子，按照碱基互补配对原则结合在一起称为杂交。 应用：将已知基因的DNA制成标记的DNA片段-探针，去检测未知的核酸分子。蛋白质1、 蛋白质的生物学功能。1. 生物催化剂2. 结构组分3. 激素4. 运动蛋白5. 防御功能6. 运输功能7. 信号传递与识别8. 调节基因表达和细胞周期控制9. 贮藏作用10. 糖蛋白2、 组成蛋白质的基本单位。氨基酸-氨基酸：3、 肽键、肽。4、 蛋白质的一级结构、二级结构、三级结构和四级结构，维持蛋
5、白质空间构象的作用力。一级结构：多肽链内氨基酸残基从N端到C端的排列顺序，或称氨基酸序列。二级结构：是肽链主链不同肽段通过自身相互作用，形成氢键，沿某主轴盘旋折叠而形成的局部空间结构，是蛋白质结构的构象单元，主要有螺旋，折叠，转角，无规卷曲等三级结构：指多肽链在二级结构的基础上，通过侧链基团的相互作用进一步卷曲折叠，借助次级键维系使螺旋，折叠，转角等二级结构相互配置而形成的特定的构象。四级结构：指由相同或不同亚基按照一定排列方式聚集而成的蛋白结构，维持四级结构稳定的作用力是疏水作用，离子键，氢键，范德华力。维持蛋白质空间构象的作用力：疏水作用，氢键，范德华力，盐键，共价键。5、 蛋白质结构与功
6、能的关系。同功能蛋白质一级结构的种属差异与分子进化一级结构变异与分子病一级结构决定高级结构，高级结构决定功能6、 蛋白质与生物酶的关系。蛋白质是生物酶的化学本质7、 氨基酸及蛋白质的等电点。当蛋白质在某一PH溶液中，酸性基团带的负电荷恰好等于碱性基团带的正电荷，蛋白质分子净电荷为0，在电场中不向阳极移动，也不向阴极移动，此时溶液的PH称为该蛋白质的等电点。8、 蛋白质的变性与复性。蛋白质变性表现：1. 丧失生物活性2. 溶解度降低，黏度增大，扩散系数变小3. 光学性质变化4. 对蛋白酶降解的敏感性增大变性：当蛋白质受到某些物理或化学因素的影响，使其分子内部原有的高级结构发生变化时，蛋白质的理化
7、性质和生物学功能都随之改变和丧失，但并未导致蛋白质一级结构的变化，这种现象叫做变性作用。复性：高级结构松散了的变性蛋白质通常去除变性因素后，可缓慢地重新自发折叠成原来的构象，恢复原有的理化性质和生物活性，这种现象叫做蛋白质的复性。9、 蛋白质的胶体性质。蛋白质在水溶液中形成直径1100nm的颗粒，已达到胶体质点范围，加之表面亲水而具有交替溶液的特征，如布朗运动，丁达尔效应以及不能透过半透膜等性质，可溶性蛋白质分子表面分布着大量极性氨基酸残基，对水有很高亲和性，通过水合作用在蛋白质颗粒外面形成一层水化层，同时这些颗粒带有电荷，因而蛋白质溶液是相当稳定的亲水胶体。10、蛋白质的沉淀反应。加入适当的
8、试剂使蛋白质分子处于等电点状态或失去水化层，蛋白质的胶体溶液就不再稳定并将产生沉淀。1. 盐析法2. 脱水剂法3. 重金属沉淀法4. 生物碱试剂沉淀11、电泳及其原理。 SDS是一种去垢剂，可以与蛋白质分子相结合，使其变性并带上大量负电荷，解离成亚基，同时变成棒状，从而掩盖了蛋白质原有电荷和形状的差异，这样蛋白质的电泳速度只取决于蛋白质相对分子质量的大小。12、蛋白质的定量测定方法及原理（凯氏定氮法、紫外吸收法） 13、测定蛋白质相对分子量的方法。1.沉淀速度法2.凝胶过滤法3.SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法14、什么是蛋白质的氨基酸系列测定。 酶1、 酶的化学本质。蛋白质2、 酶作为生物催化剂
9、的特点。高效性，专一性，易失活，活性受调控3、 辅基、辅酶、酶活中心。辅酶：是一类可以将化学基团从一个酶转移到另一个酶上的有机小分子，与酶较为松散地结合，对于特定酶的活性发挥是必要的。辅基：辅基与酶蛋白结合较为紧密，不能通过透析或超滤的方法除去。在酶促反应中，辅基不能离开酶蛋白酶活中心：酶分子中直接与底物结合，并和酶催化作用直接有关的区域叫酶的活性中心4、 酶高效性催化作用的机理。（1）邻近效应与定向效应；(2)底物分子的敏感键发生形变；(3)共价催化；（4）酸碱催化；（5）酶分子活性中心内部相对非极性的微环境的影响.糖类1、 糖类物质的概念，单糖、寡糖和多糖的常见种类。糖是重要的能源物质单糖
10、：丙糖，丁糖，戊糖寡糖：蔗糖，麦芽糖，乳糖，龙胆糖多糖：淀粉，糖原，果胶，纤维素，菊粉2、 糖类物质的生物学功能是生物体内主要能源物质脂类1、 脂类物质的概念及常见种类。脂类：是生物体内一大类不溶于水的有机化合物，能溶于非极性有机溶剂，脂类是生物能量的储存物质，脂类行使着各种重要的生理功能，脂类是构成生物膜的重要物质。常见种类：脂肪酸，三酰甘油（脂肪），蜡，磷脂，糖脂等2、 脂类物质的生物学功能。储存能量，参与生物膜的合成，物质的运输，能量转化，细胞信号传递，细胞识别等生物氧化生物氧化、高能化合物、电子传递链、底物水平磷酸化、氧化磷酸化生物氧化：指将生物体内的糖，脂，蛋白质等燃料分子氧化分解，
11、最终生成CO2 ，H2O，释放出能量，并偶联ADP磷酸化生成ATP的过程，成为生物氧化。高能化合物：电子传递链：是一系列电子载体按对电子亲和力逐渐升高的顺序组成的电子传递系统，所有组成成分都嵌合于线粒体内膜。组成成分：黄素蛋白，铁硫蛋白，细胞色素，泛醌。氧化磷酸化：电子从NADH或FADH2 ，经过电子传递链传递到分子氧化形成水，同时偶联ADP磷酸化形成ATP，称为电子传递偶联的磷酸化或氧化磷酸化，是需氧生物合成ATP的主要途径底物水平磷酸化：在底物氧化过程中，形成高能中间代谢物，再通过酶促磷酸基团转移反应，直接偶联ATP的形成，称为底物水平磷酸化糖分解代谢1、 糖的酶促降解及产物。蔗糖：蔗糖
12、酶可催化蔗糖水解成葡萄糖和果糖麦芽糖：由麦芽糖酶水解成葡萄糖乳糖：由-半乳糖酶催化水解成D-葡萄糖和D-半乳糖淀粉的酶促水解：-淀粉酶 -淀粉酶 脱支酶 麦芽糖酶参与淀粉水解糖原的磷酸解：2、 糖酵解的途径、产物及产能方式。糖酵解：是将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着ATP的一系列反应化学历程：一己糖的磷酸化1.葡萄糖的磷酸化2.6-磷酸果糖的生成3.1，6-二磷酸果糖的生成二磷酸己糖的裂解1.1，6-二磷酸果糖的裂解2.磷酸丙糖的同分异构化三3-磷酸甘油醛生成丙酮酸1.3-磷酸甘油醛氧化为1，3-二磷酸甘油酸2.3-磷酸甘油酸和ATP的生成3.3-磷酸甘油酸异构为2-磷酸甘油酸4.磷酸烯醇式丙酮酸
13、的生成5.丙酮酸和ATP的生成产能方式3、 三羧酸循环（ TCA），TCA的代谢途径、产物及产能方式。TCA：是糖分解代谢的主要途径，也是脂肪，蛋白质分解代谢的最终通路。三羧酸循环的反应历程：1. 乙酰辅酶A与草酰乙酸合成柠檬酸2. 柠檬酸异构化生成异柠檬酸3. 异柠檬酸氧化脱羧生产-酮戊二酸4. -酮戊二酸氧化脱羧反应5. 琥珀酸的生成6. 延胡索酸的生成7. 苹果酸的生成8. 草酰乙酸的再生产能方式：脂类代谢以脂肪为例，说脂类物质分解代谢的途径、产物及产能方式。在三种脂肪酶的参与下，逐步水解三酰甘油的三个脂键，最后生成甘油和脂肪酸。甘油经过甘油激酶和脱氧酶的作用生成磷酸二羟丙酮进入糖酵解，
14、或者经过糖异生转变成糖，或彻底氧化；脂肪酸则经-氧化生成乙酰CoA。蛋白质代谢1、 蛋白质的酶促降解及产物。蛋白质的酶促降解：蛋白质在酶的作用下，使肽键发生水解生成氨基酸的过程产物：氨基酸2、 氨基酸分解与转化的途径及产物。氨基酸分解与转化的途径：氨基酸通过脱氨基和脱羧基作用进一步降解产物：NH3，-酮酸，胺类等等3、 生物固氮、硝酸还原作用、氨的同化、转氨作用。生物固氮：是微生物，藻类和高等植物共生的微生物通过自身的固氮酶复合物把分子氮变成氨的过程。硝酸还原作用： 氮由硝酸态变成氨的过程称为成氨作用，硝酸还原成氨的总反应式氨的同化：所有生物基本上通过谷氨酸脱氢酶或谷氨酰胺合成酶催化形成谷氨酸
15、和谷氨酰胺的方式同化氨。转氨基作用：通过谷氨酰胺合成酶-谷氨酸合酶途径，NH3同化生成谷氨酸。然后再通过转氨基作用转给其它-酮酸合成相应的氨基酸。核酸代谢1、 核酸的酶促降解及产物。第一步是水解连接核苷酸之间的磷酸二酯键，生成寡核苷酸或单核苷酸，第二，根据核酸酶对底物的选择行不同将核酸酶分为核糖核酸酶，脱氧核糖核酸酶，和具有专一性的核酸酶，这种酶称限制性内切酶。2、 核苷酸的水解产物及水解产物降解途径。核苷酸水解产物有磷酸，戊糖，含氮碱基。磷酸和戊糖可以参与代谢，含氮碱基可以进一步降解。代谢调控1、 糖、脂类、蛋白质及核酸代谢间的相互关系。糖和脂的互相转化，糖代谢与蛋白质代谢通过TCA循环相互沟通，蛋白质可以转化成脂类，脂类代谢与蛋白质代谢的相互联系，核酸代谢与糖，脂肪，蛋白质代谢的相互联系，糖，脂肪，蛋白
