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生化总结
1.单糖的构型(D、L)、旋光性(d、l)、异头物(α、β)的含义
构型
构型是指一个分子由于不对称碳原子上各原子或原子团特定的空间排列,而形成的特定立体化学结构。
除了二羟丙酮以外的其他单糖都具有一个或多个不对称(手性)碳原子。
醛糖与酮糖的构型是由分子中离羰基最远的不对称碳原子上的羟基方向来决定的。
该羟基在费歇尔投影式右侧的称为D-型,在左侧的称为L-型。
D-葡萄糖与L-葡萄糖互为对映体(enantiomers)。
一对对映体,旋光方向相反,旋光度数、熔点、沸点等都一样。
天然产物的单糖大多是D型糖
旋光性
具有不对称原子的化合物溶液能使偏振光平面旋转——旋光性
能使偏振光平面发生顺时针方向偏转—右旋,d(+)
逆时针—左旋(-)
除了二羟丙酮外。
单糖分子都有不对称碳原子。
异构物
直链状单糖分子上的醛基与分子内的羟基形成半缩醛时,分子成为环状结构,同时C1便成为不对称碳原子,半缩醛羟基可有两种不同的排列方式,由此产生了α型和β型两种异构体——异头体(anomers)。
规定异头体的半缩醛羟基和分子末端-CH2OH基邻近不对称碳原子的羟基在碳链同侧的称为α型,在异侧的称为β型。
如果氧环上的碳原子按顺时针方向排列,羟甲基在平面之上的为D-型,在平面之下的为L-型。
在D-型糖中,半缩醛羟基在平面之下的为α型,在平面之上的为β型。
2.是否一切糖都有还原性?
不是
还原糖:
麦芽糖果糖葡萄糖乳糖纤维二塘
3.蔗糖、乳糖、麦芽糖和纤维二糖的构4.淀粉、糖原、纤维素的结构
蔗糖
蔗糖是由一分子α-D-葡萄糖和一分子β-D-果糖通过α-1,2-β糖苷键相连而成。
乳糖
乳糖由一分子β-D-半乳糖和一分子D-葡萄糖以β-1,4糖苷键缩合而成。
麦芽糖
麦芽糖是由二分子D-葡萄糖通过α-1,4糖苷键相连而成的。
纤维二糖
两分子葡萄糖之间以β-1,4糖苷键相连。
4.淀粉、糖原、纤维素的结构。
淀粉
1.直链淀粉(amylose)由D-Glc通过α1-4键连接而成。
2.支链淀粉(amylopectin)大约每30个α1-4键连接的葡萄糖处有一个α1-6连接的葡萄糖分支。
支链淀粉很多,每隔8-9个G残基就有一个分支,每个支点上都有α-1,6-糖苷键。
糖原(动物淀粉)
糖原和淀粉分别为动物和植物中的葡萄糖储存形式。
主要存在于肝脏和骨骼肌。
糖原由葡萄糖通过α1-4糖苷键连接,并在每10个α1-4连接的葡萄糖残基处产生一个α1-6连接的葡萄糖分支。
糖原与支链淀粉结构类似,但糖原分支程度更高。
每隔支链平均长度相当于12-18个葡萄糖分子,在主链中平均每隔3个葡萄糖残基就有一个支链
纤维素
纤维素是由β-D-葡萄糖以β-1,4糖苷键连接而成的直链状分子。
纤维素不形成螺旋构象,没有分支结构。
纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖。
纤维素是天然植物纤维和植物细胞壁的主要成分。
5.脂类物质的生物功能
生物膜的组分;是碳及能量的主要储存形式;作为缓冲屏障以防止热、电及机械冲击保护机体表面以防止感染及水分的过度丢失;溶解一些维生素及激素;是其他重要生理活性物质的前体;参与细胞识别,是与免疫有关的细胞表面物质
6.必需脂肪酸、甘油磷脂、脂肪酸的特性、油脂的特性
必需脂肪酸
是一类维持生命活动所必需的,体内不能合成,必须从外界舍去的脂肪酸。
人类的必需脂肪酸包括几种多烯脂肪酸,如亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸及廿碳五烯酸(EPA)和廿二碳六烯酸(DHA)。
必需脂肪酸不仅是多种生物膜的重要组成成分,而且又是合成前列腺素类,血栓素和自三烯类等廿碳化合物前体。
甘油磷脂
磷脂类是分子中含磷酸的复合脂,包括含甘油的甘油磷脂和含鞘氨醇的鞘磷脂两大类,它们是生物膜的重要成分。
甘油磷脂均有一个Sn-甘油-3-磷酸主链,甘油C1和C2位上羟基通常被脂肪酸所酰化。
脂肪酸
脂肪酸是具有长碳氢链和一个羧基末端的有机物的总称,分饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。
分高级脂肪酸和低级脂肪酸。
共性
1、一般为偶数碳原子
2、绝大多数不饱和脂肪酸中的双键为顺式
3、不饱和脂肪酸双键位置有一定的规律性
4、动物的脂肪酸是直链的,所含双键可多达6个;细菌中还含有支链的、羟基的和环丙基的脂肪酸;植物脂肪酸中有含炔基、环氧基、酮基等
5、脂肪酸分子的碳链越长,熔点越高;不饱和脂肪酸的熔点比同等链长的饱和脂肪酸的熔点低
油脂
脂酰甘油又可称为酰基甘油酯,即脂肪酸和甘油所形成的酯。
根据脂酰甘油中脂肪酸分子数,脂酰甘油又可分单脂酰、二脂酰、三脂酰甘油。
三脂酰甘油,又称为甘油三酯,脂类中最丰富的一类,是植物和动物细胞贮脂的主要组分。
甘油三酯
三脂酰甘油分子,大多是两种或是三种不同的脂肪酸参加组成的,称为混合甘油脂;如是同一种脂肪酸组成的三脂酰甘油则成为简单甘油脂。
天然油脂大多数是混合甘油脂,都是L构型的。
甘油三酯性质与其中的脂肪酸性质有关(如熔点:
组分中的脂肪酸碳链越长、饱和度越高则熔点越高)
1.水解与皂化。
油脂在酸碱或酶的作用下水解为脂肪酸及甘油。
油脂在碱性溶液水解的产物不是游离脂肪酸,而是脂肪酸的盐类,习惯上称为肥皂。
皂化与皂化值:
可用来推算油脂的平均分子量
2、氧化与酸败。
油脂久置于空气中会自发进行氧化作用,发生酸臭和口味变苦现象。
酸败与酸值:
测游离脂肪酸含量,表示油脂品质好坏
3.加成作用。
油脂中的不饱和脂肪酸可以在催化剂(如镍等)存在下发生氢化反应,液态的油可以氢化的方法转变为固态的脂。
卤化与碘值:
可用来测定油脂中脂肪酸的不饱和度
4.乙酰化作用。
油脂中含羟基的脂肪酸可与乙酰酐或其他酰化剂作用形成相应的脂,称为乙酰化作用。
7.蛋白质元素组成,何种元素可推算出蛋白质在样品中的含量
蛋白质主要组成元素为碳、氢、氧、氮,有的还含有硫、磷、碘或是金属元素(如铁、铜、锌等)。
蛋白质的种类虽然多,但其含氮量相当接近,平均约为16%,及每克氮相当于6.25g蛋白质。
通过分析样品的含氮量,再乘以6.25,就可以算出蛋白质的含量。
8.组成蛋白质的20种氨基酸侧链特点
甘氨酸Gly的侧链R基团只是一个氢原子,介于极性与非极性之间,对极性强的α-氨基和α-羟基影响很小,因此归于极性氨基酸比较合理。
H-
组氨酸His的咪挫基pk值接近中性,在生理条件下,His常处于可逆的解离状态,既可以作为质子的受体又可以作为质子的供体,并且能和Fe+等金属离子形成配位化合物。
丝氨酸Ser和苏氨酸Thr其侧链羟基能和适当的供体和受体形成氢键。
谷氨酸Glu和天冬氨酸Asp的侧链含有羧基,在ph4以上处于解离状态。
天冬酰胺Asn和谷氨酰胺Gln既是H+的供体,又是H+的受体,这种特性与蛋白质结构与功能有着重要联系。
赖氨酸Lys和精氨酸Arg带有碱性的侧脸基团,此基团在ph9以下处于正点状态。
在3个带有芳香环侧链的氨基酸中,苯丙氨酸phe是非极性的,酪氨酸Tyr和色氨酸Trp的侧链具有形成氢键的能力。
带有硫基侧链的半胱氨酸Cys反应活性很高,3分子Cys的硫基氧化氧化后可形成二硫键。
9.组成蛋白质的基本氨基酸按极性如何分类
非极性氨基酸(8种):
Ala、Val、Leu、Ile、Pro、Met、Phe、Trp
极性氨基酸(亲水性)12种{带正电荷氨基酸Lys、Arg、His;带负电氨基酸Asp和Glu;不带电荷氨基酸Ser、Thr、Tyr、Asn、Gln、Cys、Gly
10.蛋白质的一级结构与空间结构(二、三、四级)特点,稳定力。
一级结构:
组成多肽链的氨基酸残基的连接方式(包括肽键和二硫键)和排列顺序。
蛋白质一级结构是蛋白质分子结构的基础,包含着结构的全部信息,影响着蛋白质分子构象的所有层次。
蛋白质以及节后是有编码该蛋白质的基因序列决定的。
蛋白质的一级结构内容包括肽链的数目、端基的组成、氨基酸排列顺序和二硫键的位置等。
二硫键是有两个半胱氨酸分子的硫基氧化形成的二硫桥-s-s-,对稳定蛋白质分子的空间构想起着重要的作用。
二硫键的位置属于一级结构的重要内容。
二级结构
是指多肽主链骨架有规则的盘曲折叠所形成的构象,不涉及侧链的空间排布。
蛋白质的二级结构是指多肽包括α螺旋、β折叠和β转角等。
α螺旋结构主要特点:
1、多肽主链沿“中心轴”螺旋上升,每3.6个氨基酸上升一圈,螺距0.54nm;
2、相邻螺圈之间形成链内氢键;
3、R侧链在螺旋的外侧;
4、天然蛋白质的α螺旋结构多为右手螺旋。
β折叠结构主要特点:
1、肽链几乎是完全伸展的;
2、肽链呈锯齿状,按层平行排列,肽平面呈片状,称为折叠片;
3、相邻肽链上的-CO-与-NH-形成氢键,氢键几乎垂直于肽链;
4、肽链的R基团在肽平面的上下交替出现;
5、折叠片有平行与反平行两种。
转角结构:
通常负责各种二级结构单元之间的连接作用,它对于确定肽链的走向起着决定性的作用。
无规卷曲:
多肽链主链不规则随机盘曲形成的构象。
球蛋白分子中,往往含有较多的无规卷曲,它使蛋白质肽链从整体上形成球状构象。
无规卷曲与生物活性有关,对外界理化因子极为敏感。
三级结构
蛋白质的三级结构指多肽链中所有氨基酸残基的空间关系,其具有二级结构或结构域。
大多数非极性侧脸(疏水基团)总是埋藏在分子内部,形成疏水核;而大多数极性侧链(亲水基团),总是暴露在分子表面,形成一些亲水区。
蛋白质的四级结构是由两条或两条以上各自独立具有三级结构的多肽链(亚基)通过次级键相互缔合而成的蛋白质结构。
11.α-螺旋和β-折叠的结构特征。
12.蛋白质变性及理化性质改变的特征
某些物理或化学因素的作用可以破坏蛋白质分子中的次级键,从而破坏蛋白质的螺旋或折叠状态,使其构象发生变化,引起蛋白质的理化性质改变和生物功能丧失,这种现象称蛋白质变性。
蛋白质变性后,二、三级以上的高级结构发生改变或破坏,但共价键不变,一级结构没有破坏。
变性蛋白质与天然蛋白质最明显的区别是生物学活性丧失。
各种理化性质的改变,如结晶能力丧失、溶解度降低、分子不对称性及粘度增加、容易被蛋白水解酶水解等
可逆变性,复性,不可逆变性,蛋白质沉淀
13.蛋白质的等电点(pI)、溶液pH与蛋白质带电性
等电点:
对某一蛋白质来说,在某ph溶液中,它所带的正电荷与负电荷数恰好相等,即净电荷为零时溶液的ph就是称为蛋白质的等电点。
(PI)
在小于pI的ph溶液中,蛋白质带正电荷,在电场中超阴极移动;若溶液的ph大于pI,则蛋白质带负电,在电场中向阳极移动。
14.DNA与RNA组成与结构比较,核苷酸形式
DNA
RNA
组成
嘌呤碱(Purinebases)
腺嘌呤(adenine,A)
鸟嘌呤(guanine,G)
A
G
嘧啶碱(Pyrimidinebases)
胞嘧啶(cytosine,C)
胸腺嘧啶(thymine,T)
C
尿嘧啶(uracil,U)
戊糖
D-2-脱氧核糖
D-核糖
酸
磷酸
磷酸
结构
双螺旋结构,碱基互补
单链,部分区域碱基互补形成高级结构
分布
细胞核(染色质部分)
细胞器(叶绿体,线粒体)
细胞核(核仁)
细胞质
DNA和RNA是又核苷酸单体构成的线性、无分支的多聚分子。
每个核苷酸包含三个部分:
碱基、戊糖和磷酸。
碱基和戊糖之间通过N-糖苷键连接组成核苷,核苷的磷酸酯就是核苷酸。
核苷酸之间通过戊糖与磷酸分子之间形成3’,5’-磷酸二酯键连接形成核酸分子。
15.DNA双螺旋结构模型的特点
(1)两条链反向平行,绕同一轴相互缠绕成右手螺旋;
(2)磷酸和戊糖交替处于螺旋外围,碱基处于内部,形成碱基对;
(3)双螺旋的直径为2nm,碱基堆积距离为0.34nm,因此每周都由10.4个碱基对形成;
(4)一条链的核苷酸序列可以决定另一条互补链的核苷酸序列。
(5)双螺旋结构的稳定性由疏水相互作用和众多氢键来维持。
16.tRNA的结构特点、mRNA的结构特点
tRNA
分子长度约70~90个核苷酸,是3种主要RNA类型中最小的。
tRNA分子中约20多个位置上的核苷酸是保守的。
其中的十几个核苷酸是恒定的,另外一些则是半恒定的,即限定在嘌呤或嘧啶的范围。
成熟的tRNA分子5′末端是一个被磷酸化的羧基,通常为pG;3′末端序列为CCA,活化的氨基酸就连接于腺苷酸的3′羟基上。
tRNA分子含多种稀有碱基或修饰碱基,在所有RNA分子中修饰程度最高。
tRNA中的碱基修饰增加了其结构多样性,对于其功能的多样性具有重要意义
mRNA
原核生物和真核生物mRNA的结构域的比较
非翻译区与SD区序列
真核生物mRNA。
绝大多数真核细胞mRNA3’端有一段长约20~250的poly(A)。
poly(A)是在转录后经poly(A)聚合酶的作用添加上去的。
poly(A)尾巴可能与mRNA从细胞核到细胞质的运输有关。
它还可能与mRNA的半衰期有关:
新生mRNA的poly(A)较长,而衰老的mRNApoly(A)较短。
17.核酸变性、复性、杂交概念、Tm值及影响因素
变性:
DNA分子中的双螺旋结构解链为无规则线性结构的现象。
变性的本质是维持双螺旋稳定性的氢键断裂,碱基间的堆积力遭到破坏,但不涉及共价键的断裂和一级结构的改变。
凡是破坏双螺旋稳定的因素,如加热、极端的ph,有机试剂甲醛、乙醇、尿素及甲酰胺等,均可以引起核酸分子变性。
有温度升高称为热变性,有酸碱引起的称为酸碱变性。
变性的特征:
溶液粘度降低,旋光性发生改变,紫外线吸收增强
复性:
变性的DNA在适当的条件下,又可使两条彼此分开的链重新缔合成为双螺旋结构。
杂交;两条核酸单链通过序列互补,形成稳定的同源或异源双链分子的过程。
Tm值:
通常把加热变性使DNA的双螺旋结构失去一半时的温度称为该DNA的熔点或是溶解温度,用Tm值表示。
在一定条件下,Tm值大小与核酸分子的长度有关,核酸分子越长,Tm值越大。
影响因素:
1.DNA的均一性越高,Tm的温度范围越小。
2.G-C含量越高,Tm的值越大,当GC的含量上升1%,则Tm上升0.4℃。
马默多蒂(Marmur-Doty)关系式:
Tm=69.3+0.41(G+C)%,或GC%=(Tm-69.3)×2.44
3.介质的离子强度较高时,Tm的值较大。
4.酸性条件下,核酸容易脱嘌呤,碱性条件下,核酸容易变性,通常加NaOH降低Tm的值。
5.尿素,甲酰胺等化学试剂可以降低Tm的值,称作变性剂。
18.DNA变性复性与紫外吸收性的变化
变性:
紫外吸收增强即增色效应(hyperchromiceffect),指DNA变性后其紫外吸收明显增强的效应。
DNA变性后暴露出藏于双螺旋内部的碱基共轭双键,因而分子在260nm处的紫外光吸收将增强。
复性:
随着核酸复性,会发生减色效应(hypochromiceffect),即紫外吸收降低的现象。
19.碱基配对原则、维持DNA结构的作用力
碱基配对原则:
在DNA分子结构中,由于碱基之间的氢键具有固定的数目和DNA两条链之间的距离保持不变,使得碱基配对必须遵循一定的规律,这就是Adenine(A,腺嘌呤)一定与Thymine(T,胸腺嘧啶)配对,Guanine(G,鸟嘌呤)一定与Cytosine(C,胞嘧啶)配对,反之亦然。
碱基间的这种一一对应的关系叫做碱基互补配对原则。
维持DNA结构的作用力:
①两条多核苷酸链间的互补碱基对之间的氢键作用.
②螺旋中碱基对疏水的芳香环堆积所产生的疏水作用力
③上下相邻的芳香环的电子的相互作用即碱基堆积力.这是一种最主要的作用力.
④磷酸基团的氧原子带负电荷,与细胞中的碱性组蛋白,亚精胺以及Mg2+等阳离子化合物结合所形成的离子键,从而抵消负电荷之间的排斥作用.
20.作为生物催化剂的特点
1、高效性2、专一性3、活度可被调节性4、酶易失活
21.酶的专一性?
酶分哪六大类,给出一个酶促反应判别酶的类型(P150-152)
答:
(一)酶的专一性是指酶对催化的反应和反应物有严格的选择性,包括反应专一性和底物专一性。
反应专一性是指酶只催化一种或一类反应,几乎不产生副反应。
底物专一性又分为结构专一性、立体专一性和几何专一性。
其中结构专一性又有绝对专一性和相对专一性之分。
绝对专一性指有些酶只作用于一个特定的底物,如脲酶只能催化尿素水解。
相对专一性指有些酶的作用对象是一类化合物或一类化学键,如胰凝乳蛋白酶能选择性地水解含有芳香侧链的氨基酸残基。
立体专一性指酶能够专一性地与手性底物结合并催化这类底物发生反应,如淀粉酶只水解D-葡萄糖形成1,4-糖苷键。
几何专一性指某些酶只催化某种几何异构体底物的反应,如延胡索酸酶只能催化延胡索酸水合生成苹果酸。
(二)酶可以分为以下六大类:
(1)氧化还原酶类:
A-2H+B≒A+B-2H(这类酶包括脱氢酶、氧化酶、过氧化物酶、加氧酶)
如乳酸脱氢酶:
乳酸+NAD+≒丙酮酸+NADH+H+
(2)转移酶类:
A-B+C≒A+B-C
如谷丙转氨酶:
谷氨酸+丙酮酸≒α—酮戊二酸+丙氨酸
(3)水解酶类:
A-B+H2O≒A-OH+B-H(这类酶包括淀粉酶、酯酶、蛋白酶、核酸酶)
如ATP酶:
ATP+H2O≒ADP+H3PO4
(4)裂合酶类(裂解酶类):
A-B≒A+B(这类酶包括醛缩酶、水化酶、脱氨酶)
(5)异构酶类:
A≒B
(6)合成酶类:
A+B+ATP→A+B+ADP+Pi
22.全酶构成?
各成分在酶促反应中作用?
答:
全酶包括
23.酶的活性中心与必需基团?
24.最适pH,最适温度
25.米氏方程,Km、Vmax的意义、求法。
26.竞争性抑制剂与非竞争抑制剂对酶的抑制用方式?
对Km,Vmax影响?
27.酶的活性单位、酶的比活力
2
28.何谓同工酶,乳酸脱氢酶为例说明
29.呼吸链、氧化磷酸化、P/O比
30.抑制剂与抑制部位、解偶联剂的作用
31.NADH+H+和FADH在传递电子方面有何不同?
32.线粒体外NADH+H+转运入线粒体内的两条途径?
33.糖酵解途径及能量变化、作用部位、酵解的调节:
限速酶
34.三羧酸循环及能量变化(氧化磷酸化、底物磷酸化)、作用部位
35.糖的异生作用,怎样理解葡萄糖异生途径不是糖酵解途径的逆转。
1
36.丙酮酸是如何异生成糖的?
糖酵解和糖异生途径的关键酶。
37.丙酮酸的去路。
38.磷酸戊糖途径有哪些生物学意义
答:
磷酸戊糖是合成核苷酸辅酶及核酸的主要原料
39.脂肪酸的活化、肉毒碱穿梭系统
40.阐述脂肪酸β氧化:
部位,每4步一个循环、能量变化
41.饱和脂肪酸彻底氧化能量计算
42.何谓酮体
43.氧化脱氨、转氨基作用、转氨酶的辅酶、联合脱氨:
两种方式
44.尿素在人体内如何合成的?
尿素循环或鸟氨酸循环。
45.联合脱氨作用,氨基酸→σ酮酸经三羧酸循环彻底氧化ATP能量变化
46.何谓“一碳单位”?
一碳单位与嘌呤核苷酸/嘧啶核苷酸代谢的联系?
47.嘌呤环和嘧啶环的元素来源
48.脱氧核糖核酸如何生成?
49.遗传信息传递的中心法则,半保留复制
50.复制的半不连续性,冈崎片断,前导链(领头链)、滞后链、复制子、复制叉
51.转录,模板链,不对称转录、逆转录及逆转录酶的三种活性
52.复制和转录过程有何相似和不同
53.参与Pr生物合成的三种RNA(tRNA、rRNA、mRNA)的作用。
54.真核生物中mRNA转录后加工
55.密码子与反密码子碱基配对、方向性
A-U,G-C,T-A,C-G,5’到3’
56.遗传密码有哪些特点?
1、方向性:
5’到3’
2、简并性和摆动性:
同一种氨基酸可以由两种或两种以上的密码子所决定的叫做同义密码子
3、通用性:
使用同一套氨基酸编码方法
4、不重叠、无标点
2
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