生物化学总复习.ppt

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1、1,总复习,一绪论与酶.生物化学的概念.酶催化作用的特征(2)3.单纯酶和结合酶4.维生素与辅酶(3)5.酶催化机理(4)6.酶活力及其单位7.酶促反应动力学(5,6)8.酶的命名与分类(7),2,.酶催化作用的特征,酶具有很高的催化效率酶具有高度的专一性反应条件温和体内的酶活性是受调控酶易变性失活,3,4.维生素与辅酶,名称 辅酶形式 主要作用 缺乏病B1 TPP 丙酮酸脱氢酶的辅酶B2 FMN FAD 脱氢酶的辅酶，递氢B3 CoA 酰基转移酶的辅酶B5 NAD+、NADP 脱氢酶的辅酶，递氢、递电子作用B6 磷酸吡哆醛 氨基转移的载体B7 生物素 羧化酶的辅酶B9 FH4 一碳基团的载体

2、B12 变位酶的辅酶，甲基的载体 恶性贫血,脚气病,口角炎等,癞皮病,巨红细胞贫血,4,5.酶催化机理,过渡态和活化能:酶能降低化学反应所需的活化能中间产物学说锁-钥学说与诱导契合学说,5,7.影响酶催化速度的因素,1)底物浓度S对酶反应速度的影响 米氏方程2)酶浓度对酶反应速度的影响3)溶液pH对酶反应速度的影响4)温度对酶反应速度的影响5)激活剂对酶反应速度的影响,6,影响酶催化速度的因素,6)抑制剂对酶反应速度的影响 不可逆性抑制作用:专一性不可逆抑制(有机磷农药中毒)非专一性不可逆抑制 可逆性抑制作用:竟争性抑制(磺胺类药物对酶的竟争性抑制)非竟争性抑制作用,7,8.酶的分类,氧化还原

3、酶类转移酶类水解酶类裂合酶 类异构酶类合成酶类核酸酶,8,绪论与酶,名词解释:生物化学;新陈代谢;酶;酶原;同工酶酶原的激活;维生素;酶活性部位;活化能;必需基团;锁-钥学说;诱导契合学说;酶活力;酶活单位;比活力;,9,二.糖代谢,1.糖的生理功能(10)2.糖的来源与去路(11)3.糖酵解反应过程及生理意义：化学反应式(12-13)4.糖有氧氧化反应过程(14-17)(一)糖酵解途径：葡萄糖 丙酮酸(二)丙酮酸 乙酰CoA(三)三羧酸循环5.TCA循环特点及其生理意义(18,19)6.G完全氧化产生的ATP(20)7.磷酸戊糖途径的特点及生理意义(21):蚕豆病机理,10,1.糖的生理功能

4、,构成组织细胞的成分动物体内的重要能源物质动物体内的重要功能物质,11,2.糖的来源与去路,由消化道收的葡萄糖,血液,血糖,各种组织,(1),分解,由非糖物质转化（糖异生作用）,纤维素（反刍动物）,合成糖原、脂肪、氨基酸,糖尿（临时）,(3),(2),动物体内糖代谢的主要概况,12,3.糖酵解反应过程,葡萄糖,ATP,ADP,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖,ATP,ADP,1，6-二磷酸果糖,3-磷酸甘油醛,1,3-二磷酸甘油酸,磷酸二羟基丙酮,ADP,ATP,3-磷酸甘油酸,2-磷酸甘油酸,烯醇式丙酮酸,丙酮酸,乳 酸,13,3.糖酵解的生理意义,迅速提供能量，使机体在无氧或缺氧(如动物在做重

5、的体力劳动)情况下能进行生命活动；红细胞没有线粒体，完全依赖糖酵解供能；神经、白细胞、骨髓等代谢极为活跃，也常由糖酵解提供部分能量。,14,4.糖有氧氧化反应过程,分三个阶段：(一)糖酵解途径：葡萄糖 丙酮酸(二)丙酮酸 乙酰CoA(三)三羧酸循环(TCA),15,丙酮酸形成乙酰辅酶A,反应的亚细胞定位:线粒体,总反应式：,丙酮酸脱氢酶 复合体,丙酮酸PA,乙酰CoA,16,丙酮酸脱氢酶复合体,包括3种酶：丙酮酸脱氢酶（E1）、二氢硫辛酸转乙酰基酶（E2）、二氢硫辛酸脱氢酶（E3）5种辅酶：TPP、硫辛酸、NAD+、FAD和CoA。,17,三羧酸循环反应的全过程：,18,5.柠檬酸循环的特点,

6、柠檬酸循环的反应位于线粒体间质中在有O2条件下运转，是生成ATP的主要途径循环一周产生2分子CO2在每次循环中消耗2分子H2OTCA循环中并没有分子氧的直接参与，但该循环必须在有氧条件下才能进行限速酶：柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶、-KG脱氢酶复合体；受ATP，NADH浓度的影响,19,5柠檬酸循环的意义,是葡萄糖生成ATP的主要途径，也是糖、脂肪、蛋白质分解的最终代谢通路；是三大物质(糖类、脂类、蛋白质）代谢联系的枢纽；可为其他合成代谢提供小分子前体。,20,6.葡萄糖完全氧化产生的ATP,总计：38 ATP 或 36 ATP,底物水平磷酸化,底物水平磷酸化,21,7.磷酸戊糖途径的特点及生

7、理意义,6-磷酸葡萄糖是直接脱氢和脱羧即可彻底分解;氢受体为NADP+;重要产物是NADPH和磷酸戊糖.,生成的5-磷酸核糖供核苷酸的生物合成;生成的还原型辅酶(NADPH)可供还原性的生物合成如脂肪酸、类固醇等;同时可保护生物膜被氧化剂的破坏。与糖酵解、有氧氧化相联系:3-磷酸甘油醛是三条途径的交汇点。,1)特点,2)生理意义,22,8.葡萄糖异生作用的反应途径及意义:基本上是糖酵解的逆过程。(22)9.糖原的合成与分解不是逆反应10.糖代谢各途径之间的联系 糖酵解作用 糖有氧氧化 磷酸戊糖途径 糖的异生作用 糖原的分解与合成共同的中间产物构成一个整体第一个交汇点6-P-G第二个交汇点3-P

8、-甘油醛第三个交汇点丙酮酸,23,8.糖异生的意义：,1)维持血糖浓度恒定:空腹，饥饿；反刍动物,2)补充肝糖原,3)调节酸碱平衡（乳酸异生为糖,防止乳酸堆积造成酸中毒.）,24,名词解释:,血糖;糖酵解;底物水平磷酸化;糖有氧氧化;三羧酸循环;转酮醇酶;转醛醇酶;葡萄糖异生作用;糖原,25,三.生物氧化,1.生物氧化的特点(26)2.氧化还原酶类：SOD的作用3.生物氧化中二氧化碳的生成4.生物氧化中水的生成(27-31)1）呼吸链（电子传递链）的组成与机理2）呼吸链抑制作用3）胞液中的NADH的氧化5.生物氧化中ATP的生成(32-34)ATP与高能磷酸化合物氧化磷酸化作用6.CN-中毒与

9、解毒机制(35)7.化学渗透假说的要点(36),26,1)生物氧化是在生物细胞内进行的酶促氧化过程，反应条件温和（水溶液，pH7和常温）。2)物质(底物)的氧化方式是脱氢,脱下的氢经一系列传递体,才能与氧结合生成水;3)在氢传给氧的过程中逐步释放的自由能,自由能以ATP形式贮存;4)二氧化碳是物质转变为含羧基化合物后脱羧产生。,1.生物氧化的特点,27,4.呼吸链的组成,.NADH呼吸链由下列组分构成：(1)NADH-Q还原酶（复合物）(2)辅酶Q(3)QH2-细胞色素c还原酶（复合物）(4)细胞色素c(Cyt c)(5)细胞色素c氧化酶（复合物）,28,.NADH呼吸链的排列顺序,NADH

10、FMN(FeS)CoQ Cytb(FeS)Cytc1 Cytc Cytaa3 O2,复合物,复合物,复合物,电子传递机理:Fe3+e Fe2+Cu+e Cu+,29,.FADH2呼吸链,(1）琥珀酸-Q还原酶复合体（复合物）:包括琥珀酸脱氢酶,磷酸甘油脱氢酶,脂酰CoA脱氢酶,辅基FAD,FeS蛋白（2）CoQ:（3）QH2-细胞色素c还原酶复合体（复合物）:（4）Cyt c:（5）细胞色素c氧化酶复合体（复合物）:,30,FADH2呼吸链的排列顺序,琥珀酸 FADH(FeS)CoQ Cytb(FeS)Cytc1 Cytc Cytaa3 O2,复合物,复合物,复合物,31,胞液中的NADH的氧

11、化,1)苹果酸穿梭作用:肝脏、心脏；氢原子进入NADH呼吸链，合成3分子ATP。2)磷酸甘油穿梭作用:肌肉，大脑；氢原子进入FADH2呼吸链，合成2分子ATP。,32,5.呼吸链中ATP的产生部位与抑制部位,部位：NADH-Q还原酶复合体（即FMN辅酶Q）部位：QH2-细胞色素c还原酶复合体（cytbcytc1)部位：细胞色素c氧化酶复合体(cytaa3O2),ATP的产生部位,33,复合物,复合物,复合物,复合物,NADH经电子传递链产生3个ATP，FADH2产生2个ATP,34,电子传递抑制剂的作用部位,NADH,FMN,COQ,细胞色素b,O2,细胞色素c1,细胞色素c,细胞色素a和a3

12、,35,中毒机制:Cytaa3-Fe3+CN-Cy-aa3-Fe3+-CN，使Cyaa3失去传递电子能力，动物肺可呼吸，但cell不能呼吸。解毒机制:迅速注射亚硝酸盐,因为亚硝酸盐可与血红蛋白(体内含铁卟啉最多的蛋白质)形成HB(Fe3+),从而与Cy-aa3-Fe3+竟争CN-而解毒。但生成的氰化高铁血红蛋白在数分钟后又能逐渐解离而放出CN。因此，如果在服用亚硝酸的同时，服用硫代硫酸钠，则CN可被转变为无毒的SCN，此硫氰化物再经肾脏随尿排出体外。,6.CN-中毒与解毒机制,36,7.化学渗透假说,化学渗透假说:该假说由英国生物化学家Peter Mitchell于1961年提出的。他认为电子

13、传递的结果将H+从线粒体内膜上的内侧“泵”到内膜的外侧（膜对H+是不通透的），于是在内膜内外两侧产生了H+的浓度梯度;这样，在膜的内侧与外侧就产生了跨膜质子梯度 和电位梯度,即内膜的外侧与内膜的内侧之间含有一种势能，该势能是H+返回内膜内侧的一种动力;H+通过ATP酶分子上的特殊通道又流回内膜的内侧。当H+返回内膜内侧时，释放出自由能的反应和ATP的合成反应相偶联。,37,名词解释:,生物氧化;高能化合物;呼吸链;氧化磷酸化作用;呼吸链的抑制剂;解偶联作用解偶联剂.,38,四.脂类代谢,1.脂类的分类(39,40)2.脂类的生理功能(41)3.脂肪酸的分解代谢(42-48)4.脂肪酸-氧化过程

14、中的能量转变(49,50)5.酮体的生成与利用(部位)6.脂类在体内运转的形式(51)7.血浆脂蛋白的分类、合成与功能(52),39,脂类,脂肪:甘油三酯,类脂,胆固醇,胆固醇酯,磷脂,糖脂,1.脂类的分类,脂肪酸,按化学组成分,40,脂类的分类,按生物学功能分贮脂：；蜡（如鸟类的皮肤腺分泌）组织脂：类脂（如胆固醇、磷脂）脂类活性脂质：少量成分，如类固醇激素（性激素等）类；OQ；脂溶性维生素等,41,2.脂类的生理功能,1)供能和贮能：fat:38 KJ/g;G:17 KJ/g;体内的主要贮能形式；1)构成组织细胞的成分：如质膜等,脂肪组织等;3)为机体提供物理保护：保温,固定内脏,缓冲外力等

15、。4)转变为多种活性物质：如 性激素,胆汁酸,肾上腺皮质激素等。5)提供必需脂肪酸：机体缺乏9以上的脱饱和酶.,42,1)脂肪酸的活化:脂酰CoA的形成,亚细胞部位：胞液(cytosol),(acyl-CoA),3.脂肪酸的分解代谢:脂肪酸的-氧化,43,2)脂酰CoA转运进入线粒体:载体是肉碱,(Acylcarnitine),(Acyl-CoA),(Carnitine),酶,酶,44,3）脂酰CoA-氧化过程:,亚细胞部位：线粒体基质过程：脱氢、加水、再脱氢、硫解四步生成一分子比原来少两个碳原子的脂酰CoA及一分子乙酰CoA,45,脱氢,烯脂酰COA,46,加水(水 合),47,脱氢,48,

16、硫解,49,4.脂肪酸-氧化过程中的能量转变,(n)碳链脂肪酸-氧化作用次数=n/2 1 1 次-氧化的产物:1 分子乙酰CoA 1 分子NADH+H+1 分子FADH2(n2)碳脂酰CoA,50,例子:1分子棕榈酸(16C,软脂酸)净得ATP分子数,7 分子FADH2:7 2 ATP 7 分子NADH+H+:7 3 ATP8 分子乙酰CoA:8 12 ATP脂肪酸活化时消耗2个高能磷酸键:2ATP净得ATP总数：129,51,6.脂类在体内运转的形式,运转的两种形式:可溶性复合体:游离脂肪酸（FFA）与 血浆清蛋白结合形成 血浆脂蛋白形式:除FFA外的其它脂类与 载脂蛋白结合形成,52,7.

17、血浆脂蛋白的分类、合成与功能,53,名词解释:,脂肪的动员;脂肪酸的-氧化;酮体;酮病;血脂.,54,五.含氮小分子的代谢,1.饲料蛋白质的生理功能（55）2.氨基酸的脱氨基作用3.两个重要的转氨酶催化的化学反应:GOT,GPT（56）4.动物体内氨的来源与去路(57)5.尿素的生成:场所;亚细胞定位;要点(58)6.肝昏迷氨中毒机理(59)7.核酸的降解(60),55,1.饲料蛋白质的生理功能,1）组织细胞的生长，修补和更新;2）转变为生理活性物质;3）氧化供能;一般营养状况下不是主要供能。4）可转变为糖，脂肪。,56,3.两个重要的转氨酶催化的化学反应,两个重要的转氨酶:谷丙转氨酶(GPT

18、)：肝脏,心脏活性最高 谷草转氨酶(GOT)：心脏，肝脏活性最高反应式:-酮戊二酸+天冬氨酸 谷氨酸+草酰乙酸-酮戊二酸+丙氨酸 谷氨酸+丙酮酸,GOT,GPT,57,4.动物体内氨的来源与去路来源:1)机体代谢产生(内源性):2)从消化道吸收的(外源性)去路:各种动物不同1)形成无毒的谷氨酰胺:各种动物（迅速除氨毒）2)形成无毒的尿素：哺乳动物（陆生脊椎动物）的主要排氨方式3)形成尿酸：禽类及卵生爬行动物的排氨方式；4)直接排出体外：水生动物如淡水鱼、海洋脊椎动物。,58,5.尿素的生成,总反应:CO2+NH3+3ATP+天冬氨酸+2H2O=尿素+延胡索酸+2ADP+AMP+PPi+2Pi要

19、点:亚细胞定位：线粒体和胞液限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶耗能过程：4ATP/ureaN与 C的来源：氨基酸脱下的氨基和CO2尿素循环受酶的调控,任何一种尿素循环酶的完全丧失,都会因高血氨症导致初生儿死亡。,59,6.肝昏迷氨中毒机理,正常情况下血氨的来源与去路保持动态平衡，维持在较低水平。氨在肝中合成尿素是维持这种平衡的关键。当肝功能严重受损时，尿素合成发生障碍，血氨浓度增高，称为高血氨症。大量的氨进入脑组织，与脑中的-酮戊二酸结合，生成谷氨酸，氨还可进一步与谷氨酸结合生成谷氨酰胺，使脑细胞中的-酮戊二酸减少，三羧酸循环减弱，导致脑组织中ATP生成减少，引起大脑功能障碍，严重时引起昏迷（肝性脑

20、病）。,60,7.核酸降解结果,核酸酶,核苷酸酶,核苷酶,PPP,61,名词解释:,氮平衡：氮的总平衡、氮的正平衡、氮的负平衡；蛋白质的最低需要量；蛋白质的生理价值；必需氨基酸；生糖氨基酸；生酮氨基酸；生糖兼生酮氨基酸；一碳基团。,62,六.核酸的化学结构,1.核酸的化学组成与分类(63-65)2.DNA分子的二级结构(66)3.DNA的一些性质(67),63,1.核酸的分类,脱氧核糖核酸（DNA）：主要存在于细胞核、线粒体中；核糖核酸（RNA）：主要存在于细胞质（如微粒体、线粒体等）、核仁中。,64,1.核酸的分类,所有细胞中都同时存在有DNA、RNA，并且一般都是和蛋白质相结合，以核蛋白的

21、形式存在。对于病毒，只含有DNA或只含有RNA。病毒：丙肝病毒；脊髓灰质炎病毒；HIV；SARS-CoV；IV；新城疫病毒；狂犬病毒等。DNA病毒：乙肝病毒,65,1.核酸的化学组成,核酸 在核酸酶作用下水解为核苷酸，核苷酸由碱基、戊糖和磷酸组成。,66,2.DNA双螺旋结构的要点,（1）由两条平行的多核苷酸链，以相反的方向（即一条由5 3，另一条由3 5）围绕着同一个（想象）中心轴，以右手旋转方式构成一个双螺旋形状；(2）疏水的嘌呤、嘧啶碱基叠于螺旋的内侧，亲水的磷酸基和脱氧核糖形成的骨架位于外侧；（3）螺距为3.4nm（34），每10对核苷酸绕中心轴旋转一圈，碱基平面之间的距离为0.34n

22、m,旋转夹角为36；(4）双螺旋的直径为2.0nm；（5）碱基间形成氢键把两条链系在一起，配对原则为AT、GCDNA双螺旋结构的稳定横向靠两条链间的互补碱基的氢键维持，纵向靠碱基平面之间的碱基堆积力,67,3.DNA的一些性质,(1)酸碱性和溶解性(2)黏性:黏度极大，而RNA分子远小于DNA，粘度也小得多;(3)刚性:DNA的双螺旋结构僵直而有刚性，易断成碎片，这也是目前难以获得完整大分子DNA的原因;(4)降解:溶液状态的DNA易受DNA酶作用而降解，抽干水分的DNA性质十分稳定;(5)变性;(6)核酸的紫外吸收与增色效应;(7)复性;(8)核酸的分子杂交,68,七.DNA的生物合成复制,

23、1.中心法则;2.DNA的生物合成:需要的酶；3.DNA复制的原则；4.复制过程；5.损伤的修复方式。,69,八.RNA的生物合成转录,1.转录的特点；2.原核生物RNA的转录过程:1）RNA聚合酶的组成特点；2）转录过程；3）mRNA的转录后加工；4）催化活性RNA的发现（1982年，赛克及其同事在研究四膜虫RNA剪接时发现）,70,九.蛋白质的生物合成翻译,1.蛋白质翻译系统的主要组成成分及功能；遗传密码的特点，tRNA的结构；氨酰-tRNA合成酶催化氨基酸的活化；密码子的摇摆性；核糖体的组成与功能部位；2.蛋白质的生物合成过程：翻译的起始，肽链的延伸（AA-tRNA 的进位，肽键的形成，

24、移位）多肽链合成的终止；3.蛋白质的加工（修饰与折叠）,71,名词解释:,复制；遗传信息；中心法则；半保留复制；先导链；随后链；复制叉；转录；基 因；内含子；外显子；模板链；编码链；转录单位；翻译(或表达)；遗传密码；密码子；同义密码子；多核糖体。,72,考试题型,一.选择题二.判断题三.填空题四.名词解释五.简答题,73,考试模拟题,1脚气病是由于缺乏（）引起的；A VitB1 B 核黄素 C VitB9 D 泛酸2酶促反应的专一性及高效性主要取决于（）；A 辅酶 B 辅基 C 金属离子 D 酶蛋白3唾液淀粉酶属于（）；A 水解酶 B 脱氢酶 C 醛缩酶 D 加氧酶,一单项选择题,74,4下

25、列哪一项是高能化合物（）？A 葡萄糖 B ATP C GMP D AMP 5一碳单位的主要载体为（）；A 叶酸 B 泛酸 C FH4 D FAD 6分离出某病毒核酸的碱基组成为A=27%,G=30%,C=22%,U=21%,该病毒应为()A.单链DNA.B.双 链DNA C.单链RNA D.双链RNA7RNA生物合成时的延长方向是（）；A 53 B 35 C A和B D N端C端,75,8反密码子ACG能识别的密码子为（）；A UGC B CGT C A，B D CGU 9.在DNA的二级结构中,两条链的方向是();A 相同的 B 相反的 C 可相同也可相反 D 3510动物体内脂肪经脂肪酶水

26、解可生成甘油和（）；A 氨基酸 B 脂肪酸 C 丙酮酸 D 甘油酸,B,76,二.判断题,1酶一定是蛋白质，可在细胞外起催化作用；（）2.没有活性的酶叫酶原；（）3细胞色素可以靠Fe离子化合价变化来传递电子；（）4谷草转氨酶的辅基为磷酸吡哆醛；（）5RNA主要存在于细胞核里；（）6密码子与反密码子的阅读方向都是53；（）7所有的氨基酸均可在体内合成；（）8糖原的分解是糖原合成的逆途径；（）9糖酵解、有氧氧化、磷酸戊糖途径和糖的异生作用可产生大量ATP；（）10ATP是自由能的载体；（）,77,三填空题,1蛋白质的生物合成是以_作为模板，_作为运输氨基酸的工具，_作为合成的场所。2细胞内多肽链合

27、成的方向是从_端到_端，而阅读mRNA的方向是从_端到_端。3核糖体上能够结合tRNA的部位有_部位，_部位。4蛋白质的生物合成通常以_作为起始密码子，有时也以_作为起始密码子，以_，_，和_作为终止密码子。,mRNA,核糖体,tRNA,氨基端,羧基端,5,78,填空题,5原核生物蛋白质合成中第一个被掺入的氨基酸是_。6肽链延伸包括进位、_和_三个步骤周而复始的进行。7唾液淀粉酶的最适pH是 _。8.氨酰-tRNA合成酶利用_供能，在氨基酸_基上进行活化，形成氨基酸AMP中间复合物。,fMet,肽链形成,移位,37-40C,羧,79,四.名词解释,氧化作用;联合脱氨基作用;必需氨基酸.,80,五.简答题,1.酶的催化特征是什么？.简述原核生物蛋白质的合成过程。3.饲料蛋白质有何生理功能?,81,简答题,4.简述简述影响酶促动力学的因素。5.何谓密码子的摇摆性？6.简述化学渗透学说的中心内容。,