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文檔簡介
1、生物競賽生物化學(xué)全套教學(xué)課件 共張一、糖類的結(jié)構(gòu)與功能最初,糖類化合物用Cn(H2O)m表示,統(tǒng)稱碳水化合物。 鼠李糖及巖藻糖(C6H12O5)、脫氧核糖(C5H10O4)定義:糖類是多羥基的醛或多羥基酮及其縮聚物和某些衍生物的總稱。糖類的生物學(xué)意義:1.是一切生物體維持生命活動所需能量的主要來源;2.是生物體合成其它化合物的基本原料;2.充當(dāng)結(jié)構(gòu)性物質(zhì);4.糖鏈是高密度的信息載體,是參與神經(jīng)活動的基本物質(zhì);5.糖類是細胞膜上受體分子的重要組成成分,是細胞識別和信息傳遞等功能的參與者。糖類概述二、糖的分類糖類化合物單糖寡糖多糖:不能水解的最簡單糖類,是多羥基的醛或酮的衍生物(醛糖或酮糖):有2
2、20個分子單糖縮合而成,水解后產(chǎn)生單糖:由多分子單糖或其衍生物所組成,水解后產(chǎn)生原來的單糖或其衍生物。同多糖雜多糖糖綴合物(二)寡糖自然界中最常見的寡糖是雙糖。麥芽糖、蔗糖、乳糖、纖維二糖-1,4-糖苷鍵-1,2-糖苷鍵-1,4-糖苷鍵-1,4-糖苷鍵(三)多糖多糖是由多個單糖基以糖苷鍵相連而形成的高聚物。多糖沒有還原性和變旋現(xiàn)象,無甜味,大多不溶于水。多糖的結(jié)構(gòu)包括單糖的組成、糖苷鍵的類型、單糖的排列順序3個基本結(jié)構(gòu)因素。多糖的功能:1.貯藏和結(jié)構(gòu)支持物質(zhì)。2.抗原性(莢膜多糖)。3.抗凝血作用(肝素)。4.為細胞間粘合劑(透明質(zhì)酸)。5.攜帶生物信息(糖鏈)。幾種常見的多糖:(一)淀粉與糖
3、原天然淀粉由直鏈淀粉(以-(1,4)糖苷鍵連接)與支鏈淀粉(分支點為-(1,6)糖苷鍵)組成。淀粉與碘的呈色反應(yīng)與淀粉糖苷鏈的長度有關(guān):鏈長小于6個葡萄糖基,不能呈色。鏈長為20個葡萄糖基,呈紅色。鏈長大于60個葡萄糖基,呈藍色。糖原又稱動物淀粉,與支鏈淀粉相似,與碘反應(yīng)呈紅紫色。直鏈淀粉支鏈淀粉或糖原(二)纖維素與半纖維素纖維素是自然界最豐富的有機化合物,是一種線性的由D-吡喃葡萄糖基借-(1,4)糖苷鍵連接的沒有分支的同多糖。微晶束相當(dāng)牢固。半纖維素是指堿溶性的植物細胞壁多糖(果膠質(zhì)與淀粉除外)。(三)殼多糖(幾丁質(zhì))由N-乙酰-D-氨基葡萄糖以-(1,4)糖苷鍵縮合成的同多糖。比較堅硬,
4、為甲殼動物等的機構(gòu)材料。是天然多糖中唯一大量存在的帶正電荷的氨基多糖。N-乙酰-D-氨基葡萄糖-(1,4)糖苷鍵殼多糖(幾丁質(zhì))三、糖復(fù)合物是糖類的還原端和其他非糖組分以共價鍵結(jié)合的 產(chǎn)物。(一)糖蛋白與蛋白多糖兩種不同類型苷鍵: N-糖苷鍵(肽鏈上的天冬酰胺的氨基與糖基上的半縮醛羥基形成);O-糖苷鍵(肽鏈上的絲氨酸或蘇氨酸的羥基與糖基上的半縮醛羥基形成)糖蛋白中寡糖鏈末端糖基組成的不同決定人體的血型。 O型:Fuc(巖藻糖) A型:Fuc和GNAc(乙酰氨基葡萄糖) B型:Fuc和Gal(半乳糖)(二)糖脂與脂多糖脂類與糖(或低聚糖)結(jié)合的一類復(fù)合糖。1.甘油醇糖脂:甘油二酯與己糖(半乳糖
5、、甘露糖和脫氧葡萄糖)結(jié)合而成。?;窠?jīng)醇糖脂:ROCH2CHCHCH=CHC13H27RNHOH(R為糖基或糖鏈基;R為脂肪酸鏈。)肽聚糖也稱黏肽或胞壁質(zhì)??煽闯墒怯梢环N基本結(jié)構(gòu)單位重復(fù)排列構(gòu)成的(胞壁肽)其結(jié)構(gòu)如下:(三)肽聚糖(06全國)37蔗糖在常溫下很穩(wěn)定,這是因為: A蔗糖需要較高的活化能 B蔗糖是天然防腐劑 C蔗糖處于一種低能級狀態(tài) D 葡萄糖不易同其他化合物反應(yīng) (06全國)8淀粉同纖維素的差別: A、淀粉由葡萄糖和果糖組成,纖維素僅含葡萄糖 B淀粉可能分支,纖維素沒有分支 C淀粉比較穩(wěn)定 D淀粉可以被降解,纖維素不能被降解 E淀粉溶于水,纖維素不容于水(07全國)110碳水化
6、合物被稱為人體營養(yǎng)金字塔的塔基,是因為: A.生命物質(zhì)主體均為碳骨架 B葡萄糖是體內(nèi)物質(zhì)與能量代謝的直接供體 C.葡萄糖是血紅細胞能量來源的唯一供體 D葡萄糖是大腦正常供能的唯一供體ABEBCD (08全國)68糖蛋白和糖脂中的寡糖鏈,序列多變,結(jié)構(gòu)信息豐富,甚至超過核酸和蛋白質(zhì)。糖蛋白質(zhì)中寡糖鏈的還原端殘基與多肽鏈氨基酸殘基之間的連接方式主要為:AN-糖肽鍵 BO-糖肽鍵 CS-糖肽鍵 DC-糖肽鍵(09安徽)11糖原分子中葡萄糖單位之間存在哪個類型的鍵A只有-1,4糖苷鍵B有-1,4糖苷鍵與-1,6糖苷鍵C有-1,4糖苷鍵與-1,6糖苷鍵 D只有-1,6糖苷鍵BC(07安徽)5下列哪些物質(zhì)
7、的組成中具有糖分子( ) A木質(zhì)素 BDNA C纖維素 D類固醇 EATPBCE(13安徽)9(單選)氨基酸和單糖都有D和L不同構(gòu)型,組成大多數(shù)多肽和蛋白質(zhì)的氨基酸以及多糖的大多數(shù)單糖構(gòu)型分別是( )AD型和D型 BL型和D型CD型和L型 DL型和L型(11安徽)17、組成核苷酸的糖是( )A、葡萄糖 B、半乳糖 C、戊糖 D、蔗糖B(12全國)6以下糖類中屬于寡糖的有 A甘露糖 B麥芽糖 C半乳糖 D蔗糖 E糖原(10安徽)13、下列屬于還原糖的是( )。 AD果糖 BD半乳糖 C乳糖D蔗糖ABCBDC脂類概述 是一類不溶于水,但能溶于非極性有機溶劑的生物有機分子。大多數(shù)脂質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是脂肪
8、酸和醇所形成的酯類及其衍生物。脂類脂肪可變脂磷脂糖脂固醇基本脂(一)脂肪(三酰甘油)1分子甘油和3分子脂肪酸結(jié)合而成的酯。脂肪酸飽和脂肪酸:軟脂酸(16C)、硬脂酸(18C)。不飽和脂肪酸含1個雙鍵(油酸)含2個雙鍵(亞油酸)含3個雙鍵(亞麻酸)含4個雙鍵(花生四烯酸)CH2OCOR1R2OCOCHCH2OCOR3非極性尾非極性尾極性頭磷脂在水相中自發(fā)形成脂質(zhì)雙分子層。(二)甘油磷酸酯類(三)鞘脂類由1分子脂肪酸,1分子鞘氨醇或其衍生物,以及1分子極性頭基團組成。鞘脂類鞘磷脂類腦苷脂類(糖鞘脂)神經(jīng)節(jié)苷脂類(四)固醇(甾醇)類固醇類都是環(huán)戊烷多氫菲的衍生物。D五、萜類:由不同數(shù)目的異戊二烯連接
9、而成的分子。維生素A(視黃醇)、維生素E、維生素K、類胡蘿卜素都是萜類。-類胡蘿卜素裂解就成2個維生素A,維生素A可氧化成視黃醛,對動物感光活動有重要作用。六、蠟:由高碳脂肪酸和高碳醇或固醇所形成的脂,它存在于皮膚、毛皮、羽毛、樹葉、昆蟲外骨骼中,起保護作用。(07全國)111脂肪被作為動物體的能量儲備是因為: A完全的還原態(tài) B強疏水性 C在自然界含量豐富 D易于消化(07安徽)13在下圖所示的化學(xué)結(jié)構(gòu)及生化分子中,表示脂質(zhì)的是 ( )ABD(08全國)114人體主要以脂肪而不是糖原為能量儲存物質(zhì)的主要原因是:( ) A脂肪的疏水性 B脂肪酸氧化比碳水化合物氧化釋放的能量多 C碳水化合物氧化
10、比脂肪酸氧化釋放的能量多 D脂肪比重輕(09安徽)95脂類的生理功能有 A保持體溫 B調(diào)節(jié)酸堿平衡 C固定內(nèi)臟 D氧化功能 E脂溶性物質(zhì)的溶劑ABACDE(13安徽)12下列有關(guān)脂質(zhì)的敘述,錯誤的是( )A脂肪酸為細胞能量來源之一B動物性脂肪含飽和脂肪酸之量較高C脂肪具有保持體溫及減輕內(nèi)臟受撞擊之功能D多食用不飽和脂肪酸之脂肪,將會提高罹患冠狀動脈心臟病的概率(13全國)10.下面關(guān)于脂質(zhì)分子性質(zhì)的描述中,錯誤的是A.大多數(shù)脂質(zhì)分子不宜溶于水B.膽固醇是兩親脂質(zhì)C.甘油三酯具有儲存能量的作用D.由膜質(zhì)分子形成的微團具有雙分子層結(jié)構(gòu)DD蛋白質(zhì)化學(xué)蛋白質(zhì) 是由許多不同的-氨基酸按一定的序列通過酰胺
11、鍵(肽鍵)縮合而成的,具有較穩(wěn)定的構(gòu)象并具有一定生物功能的大分子。用于鑒定多肽或蛋白質(zhì)的N端氨基酸(05全國)12.組成蛋白質(zhì)的氨基酸的a碳原子是不對稱的,但_除外。A丙氨酸B組氨酸C.甘氨酸D.谷氨酸(06全國)40賴氨酸有3個pK值,;賴氨酸的pI為: A2.2 B5.55 C6.3 D9.75 E(06全國)6下面哪(種)些蛋白質(zhì)上的氨基酸殘基可能被修飾? A丙氨酸 B絲氨酸 C苯丙氨酸 D甘氨酸 E賴氨酸CDBE(07全國)72大多數(shù)蛋白質(zhì)易溶于水?;谶@一點,你認為像亮氨酸這樣的疏水氨基酸最有可能存在于天然蛋白質(zhì)的哪個部位: A內(nèi)部 B表面 C.肽鏈的末端 D完全隨機存在(07安徽)
12、15組成谷胱甘肽的氨基酸不包括( ) A谷氨酸 B半胱氨酸 C甘氨酸 D谷氨酰胺(10安徽)14、能出現(xiàn)在蛋白質(zhì)分子中的下列氨基酸,哪一種沒有遺傳密碼( )。 A酪氨酸 B苯丙氨酸 C異亮氨酸D羥賴氨酸(11全國)12雙縮脲反應(yīng)主要用來定性或定量測定下列哪些項? A氨基酸 B多肽 C糖 D脂 E蛋白質(zhì)ADDBE(11安徽)14、在氨基酸的分類中,屬于芳香族氨基酸的是( )A、苯丙氨酸 B、酪氨酸 C、色氨酸 D、丙氨酸(12安徽)14(單選)下列屬于堿性氨基酸的是( ) A精氨酸 B甘氨酸 C苯丙氨酸 D谷氨酸(12安徽)15(單選)人體內(nèi)不能合成而必須從食物獲得的是( ) A嘌呤 B嘧啶 C
13、果糖 D芳香族氨基酸ABCA D(06全國)23當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液的pH值與蛋白質(zhì)等電點相同時,蛋白質(zhì)的 A溶解度最大 B溶解度最小 C溶解度與溶液pH無關(guān) D蛋白質(zhì)變性(07全國)73關(guān)于蛋白質(zhì)變性特征敘述正確的是: A由于一級結(jié)構(gòu)的改變,導(dǎo)致蛋白質(zhì)活性喪失 B由于空間結(jié)構(gòu)的改變,導(dǎo)致蛋白質(zhì)活性喪失 C由于物理因素的作用,使蛋白質(zhì)失去必需基團,導(dǎo)致蛋白質(zhì)活性喪失 D由于化學(xué)因素的作用,使蛋白質(zhì)失去必需基團,導(dǎo)致蛋白質(zhì)活性喪失(07安徽)14對于蛋白質(zhì)變性過程的描述,下列說法中正確的是( ) A它使二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)破壞,一級結(jié)構(gòu)也遭破壞 B它使二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)破壞,而一級結(jié)構(gòu)不被破壞 C只使四級
14、結(jié)構(gòu)破壞 D使聚合物的化學(xué)反應(yīng)性(生物活性)減小BBB(08全國)69分子識別常表現(xiàn)在受體與配體的相互作用,受體是指位于細胞膜上、細胞質(zhì)、或細胞核中能與來自細胞外的生物活性分子專一結(jié)合,并將其帶來的信息傳遞給效應(yīng)器,從而引起相應(yīng)的生物學(xué)效應(yīng)。這些大分子大多是:( )A蛋白質(zhì) B核酸 C糖類 D脂質(zhì)(11安徽)15、某蛋白質(zhì)有A、B兩條肽鏈,A鏈有24個氨基酸,B鏈有32個氨基酸,那么,該蛋白質(zhì)的肽鍵數(shù)目是( )A、53 B、54 C、55 D、56(12全國)7以下關(guān)于蛋白質(zhì)變性后所產(chǎn)生現(xiàn)象的描述不正確的是: A溶解度降低 B疏水側(cè)鏈基團被包裹在分子內(nèi)部 C形成沉淀 D失去結(jié)晶能力A B B(
15、12全國)12在等電聚焦電泳過程中,隨著蛋白質(zhì)樣品的遷移,電流的變化為 A越變越大,當(dāng)樣品到達其等電點位置時,電流達到最大值 B越變越小,當(dāng)樣品到達其等電點位置時,電流達到最小值,接近于零C基本不變,為一恒定值 D不確定(12安徽)13(單選)蛋白質(zhì)在在等電點時,( ) A溶解度最大 B電泳遷移率最大C導(dǎo)電性最大 D以上都不正確BD一、酶的概念酶是生物細胞產(chǎn)生的、具有催化能力的生物催化劑。定義:酶是生物體內(nèi)進行新陳代謝不可缺少的受多種因素調(diào)節(jié)控制的具有催化能力的生物催化劑。酶具有一般催化劑的特征:1.只能進行熱力學(xué)上允許進行的反應(yīng);2.可以縮短化學(xué)反應(yīng)到達平衡的時間,而不改變反應(yīng)的平衡點;3.
16、通過降低活化能加快化學(xué)反應(yīng)速度。酶二、酶的催化特點1.高效性:通常要高出非生物催化劑催化活性的1061013倍。2H2O22H2O + O21mol過氧化氫酶 5106molH2O21mol離子鐵 610-4molH2O22.專一性:酶對底物具有嚴格的選擇性。3.敏感性:對環(huán)境條件極為敏感。4.可調(diào)性:酶活性的調(diào)節(jié)和酶合成速度的調(diào)節(jié)。三、酶的分類酶單純酶結(jié)合酶(全酶)= 酶蛋白 + 輔因子輔因子輔酶:與酶蛋白結(jié)合得比較松的小分子有機物。輔基:與膜蛋白結(jié)合得緊密的小分子有機物。金屬激活劑:金屬離子作為輔助因子。酶的催化專一性主要決定于膜蛋白部分,輔因子通常是作為電子、原子或某些化學(xué)基團的載體。(
17、三)單體酶、寡聚酶和多酶復(fù)合物1.單體酶(monomeric enzyme):僅有一條具有活性部位的多肽鏈,全部參與水解反應(yīng)。2.寡聚酶 (oligomeric enzyme):由幾個或多個亞基組成,亞基牢固地聯(lián)在一起,單個亞基沒有催化活性。亞基之間以非共價鍵結(jié)合。3.多酶復(fù)合物 (multienzyme system):幾個酶鑲嵌而成的復(fù)合物。這些酶催化將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的一系列順序反應(yīng)。四、酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系(一)活性部位和必需基團必需基團:這些基團若經(jīng)化學(xué)修飾使其改變,則酶的活性喪失?;钚圆课唬好阜肿又兄苯优c底物結(jié)合,并和酶催化作用直接有關(guān)的部位。必需基團活性部位維持酶的空間結(jié)構(gòu)結(jié)合基團
18、催化基團專一性催化性質(zhì)(二)酶原的激活沒有活性的酶的前體稱為酶原。酶原轉(zhuǎn)變成有活性的酶的過程稱為酶原的激活。這個過程實質(zhì)上是酶活性部位形成和暴露的過程。在組織細胞中,某些酶以酶原的形式存在,可保護分泌這種酶的組織細胞不被水解破壞。(三)同工酶(isoenzyme)能催化相同的化學(xué)反應(yīng),但在蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和免疫性能等方面都存在明顯差異的一組酶。五、酶的作用機理(一)酶的催化作用與分子活化能化學(xué)反應(yīng)自由能方程式G =H -TS( G是總自由能的變化, H 是總熱能的變化,S是熵的變化)當(dāng)G0,反應(yīng)不能自發(fā)進行。當(dāng)G0,反應(yīng)能自發(fā)進行?;罨埽悍肿佑沙B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨癄顟B(tài)所需的能量。是指在一
19、定溫度下,1mol 反應(yīng)物全部進入活化狀態(tài)所需的自由能。促使化學(xué)反應(yīng)進行的途徑:用加熱或光照給反應(yīng)體系提供能量。使用催化劑降低反應(yīng)活化能。酶和一般催化劑的作用就是降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能,從而使活化分子數(shù)增多,反應(yīng)速度加快。(二)中間產(chǎn)物學(xué)說E + SESE +P中間產(chǎn)物存在的證據(jù):1.同位素32P標記底物法(磷酸化酶與葡萄糖結(jié)合);2.吸收光譜法(過氧化物酶與過氧化氫結(jié)合)。(三)誘導(dǎo)嵌合學(xué)說“鎖鑰學(xué)說”(Fischer,1890):酶的活性中心結(jié)構(gòu)與底物的結(jié)構(gòu)互相吻合,緊密結(jié)合成中間絡(luò)合物。誘導(dǎo)嵌合學(xué)說(Koshland,1958):酶活性中心的結(jié)構(gòu)有一定的靈活性,當(dāng)?shù)孜铮せ顒┗蛞种苿?/p>
20、與酶分子結(jié)合時,酶蛋白的構(gòu)象發(fā)生了有利于與底物結(jié)合的變化,使反應(yīng)所需的催化基團和結(jié)合基團正確地排列和定向,轉(zhuǎn)入有效的作用位置,這樣才能使酶與底物完全吻合,結(jié)合成中間產(chǎn)物。(四)使酶具有高催化效率的因素酶分子為酶的催化提供各種功能基團和形成特定的活性中心,酶與底物結(jié)合成中間產(chǎn)物,使分子間的催化反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿觾?nèi)的催化反應(yīng)。1. 鄰近定向效應(yīng):酶與底物結(jié)合成中間產(chǎn)物過程中,底物分子從稀溶液中密集到活性中心區(qū),并使活性中心的催化基團與底物的反應(yīng)基團之間正確定向排列所產(chǎn)生的效應(yīng)。2. “張力”與“形變”:酶與底物的結(jié)合,不僅酶分子發(fā)生構(gòu)象變化,同樣底物分子也會發(fā)生扭曲變形,使底物分子的某些鍵的鍵能減弱,
21、產(chǎn)生鍵扭曲,降低了反應(yīng)活化能。3. 酸堿催化:通過想反應(yīng)物(作為堿)提供質(zhì)子或從反應(yīng)物(作為酸)奪取質(zhì)子來達到加速反應(yīng)的一類催化。(廣義酸堿催化)蛋白質(zhì)中起酸或堿催化的功能基團有氨基、羧基、咪唑基、巰基和酚基。4. 共價催化:底物分子的一部分與酶分子上的活性基團間通過共價結(jié)合而形成的中間物,快速完成反應(yīng)。六、酶促反應(yīng)的速度和影響酶促 反應(yīng)速度的因素(一)酶反應(yīng)速度的測量用一定時間內(nèi)底物減少或產(chǎn)物生成的量來表示酶促反應(yīng)速度。測定反應(yīng)的初速度。 10 20 30 40 50 60 min產(chǎn)物生成量酶反應(yīng)進程曲線(二)酶濃度對酶作用的影響在有足夠底物和其他條件不變的情況下: v = k E(三)底物
22、濃度對酶作用的影響1. 底物濃度對酶反應(yīng)速度的影響SvVmax一級反應(yīng) v = k S零級反應(yīng) v = k E用中間產(chǎn)物學(xué)說解釋底物濃度與反應(yīng)速度關(guān)系曲線的二相現(xiàn)象:S + EESE + P當(dāng)?shù)孜餄舛群艿蜁r,有多余的酶沒與底物結(jié)合,隨著底物濃度的增加,中間絡(luò)合物的濃度不斷增高。當(dāng)?shù)孜餄舛容^高時,溶液中的酶全部與底物結(jié)合成中間產(chǎn)物,雖增加底物濃度也不會有更多的中間產(chǎn)物生成。2. 米氏方程式(Michaelis-Menten equation)k1k2k3設(shè) km= k2 + k3k1v = = Vmax/2Vmax Skm + S(kmS,v = kS; km S,v = Vmax)3. 米氏常
23、數(shù)的意義及測定 v = Vmax/2,則: km= S意義:(1) km是酶的一個基本的特征常數(shù)。其大小與酶的濃度無關(guān),而與具體的底物有關(guān),且隨著溫度、pH和離子強度而改變。(2)從km可判斷酶的專一性和天然底物。 Km最小的底物,通常就是該酶的最適底物,也就是天然底物。(3)當(dāng)k2k3時, km的大小可以表示酶與底物的親和性。(四)pH對酶作用的影響pHv最適pH(optimum pH)1.最適pH 穩(wěn)定性表現(xiàn)出酶最大活力的pH值在一定的pH范圍內(nèi)酶是穩(wěn)定的pH對酶作用的影響機制:1.環(huán)境過酸、過堿使酶變性失活;2.影響酶活性基團的解離;3.影響底物的解離。(五)溫度對酶作用的影響兩種不同影
24、響:1.溫度升高,反應(yīng)速度加快;2.溫度升高,熱變性速度加快。Tv最適溫度(六)激活劑對酶作用的影響凡能提高酶活力的物質(zhì)都是酶的激活劑。如Cl-是唾液淀粉酶的激活劑。(七)抑制劑對酶作用的影響使酶的必需基團或活性部位中的基團的化學(xué)性質(zhì)改變而降低酶活力甚至使酶失活的物質(zhì),稱為抑制劑(I)。1. 不可逆抑制作用:抑制劑與酶的結(jié)合(共價鍵)是不可逆的。S + EESE + P + IEIESH +ICH2COOH ESCH2COOH + HI(2)可逆抑制作用:抑制劑與酶的結(jié)合是可逆的。抑制程度是由酶與抑制劑之間的親和力大小、抑制劑的濃度以及底物的濃度決定。Ev1231. 反應(yīng)體系中不加I。2.反應(yīng)
25、體系中加入一定量的不可逆抑制劑。3.反應(yīng)體系中加入一定量的可逆抑制劑。Ev不可逆抑制劑的作用Ev 可逆抑制劑的作用I I 競爭性抑制作用:抑制劑和底物競爭與酶結(jié)合。特點:1)抑制劑和底物競爭酶的結(jié)合部位S + EESE + P + IEISvV/2km2)抑制程度取決于I和S的濃度以及與酶結(jié)合的親和力大小。km無 I有 I3)競爭性抑制劑的結(jié)構(gòu)與底物結(jié)構(gòu)十分相似。非競爭性抑制作用:底物和抑制劑同時與酶結(jié)合,但形成的EIS不能進一步轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物。S + EESE + P + IEI + IEIS+SE+PSv無 IV/2km有 I()反競爭性抑制作用:抑制劑必須在酶與底物結(jié)合后才能進一步形成ESI
26、復(fù)合物。S + EESE + P + IESIE+PSvkmkm無 I有 I反饋抑制:在代謝過程中局部反應(yīng)產(chǎn)物對催化該反應(yīng)的酶所起的抑制作用。葡萄糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖激酶ATP ADP抑制反饋抑制可認為是可逆抑制。別構(gòu)抑制:酶的別構(gòu)位與變構(gòu)劑結(jié)合即會引起酶活性位的構(gòu)象改變從而改變酶的活性。凡因負變構(gòu)劑與酶的別構(gòu)位結(jié)合而引起的酶活性下降稱為別構(gòu)抑制。抑制作用的機制:1. 抑制劑與酶結(jié)合成極穩(wěn)定的絡(luò)合物,從而減低或破壞酶的活性。2. 破壞酶或輔基的活性基團或改變活性位的構(gòu)象。(如重金屬(Ag+、Hg2+)和類金屬(As3+)破壞SH)3. 奪取酶與底物結(jié)合的機會,從而減少酶的作用。(競爭性抑制劑
27、)4. 阻抑S + EESE + P反應(yīng)的順利進行(反饋抑制)八、酶的制備與活力的測定酶活力是指酶催化某一化學(xué)反應(yīng)的能力。酶(活力)單位:在一定條件下,一定時間內(nèi)將一定量的底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量。(U/g,U/ml)在最適的反應(yīng)條件(25)下,每分鐘內(nèi)催化一微摩爾底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的酶量定為一個酶活力單位,即 1IU=1mol/min在最適條件下,每秒鐘內(nèi)使一摩爾底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所需的酶量定為1kat單位,即 1kat=1mol/s1kat = 6107IU工業(yè)上大多采用微生物發(fā)酵的方法來獲得大量酶制劑。優(yōu)點:不受氣候、地理條件的限制,動、植物體內(nèi)的酶大多可從微生物體內(nèi)找到,微生物繁殖快,產(chǎn)酶量由
28、豐富。還可以通過選育菌種來提高酶的產(chǎn)量和用廉價原料大量生產(chǎn)。酶分離純化的三個基本步驟:抽提,純化,結(jié)晶或制劑。方法:1.根據(jù)溶解度不同(鹽析法、有機溶劑沉淀法、等電點沉淀法、選擇性沉淀法); 2.根據(jù)酶與雜蛋白分子大小的差別(凝膠過濾法、超離心法);3.根據(jù)酶和雜蛋白與吸附劑之間吸附與解吸附性質(zhì)的不同(吸附分離法);4.根據(jù)帶電性質(zhì)(離子交換層析法、電泳分離法、等電聚焦層析法);5.根據(jù)酶與雜蛋白的穩(wěn)定性差別(選擇性變性法);6.根據(jù)酶與底物、輔因子或抑制劑之間的專一性親和作用(親和層析法)。酶的純度: 比活力 = 活力單位數(shù)/ 毫克蛋白(氮)純化倍數(shù) = 每次比活力第一次比活力產(chǎn)率%(回收率
29、)= 100每次總活力第一次總活力酶的純化鑒定:聚丙烯酰胺凝膠電泳法、等電聚焦電泳法酶的保存:1.低溫(04,-20);2.高濃度較穩(wěn)定;3.加入穩(wěn)定劑;4.固定化。酶的固定化就是把水溶性酶經(jīng)物理(吸附法與包埋法)或化學(xué)方法(共價偶聯(lián)法與交聯(lián)法)處理后,使酶與惰性載體結(jié)合或?qū)⒚赴衿饋沓蔀橐环N不溶于水的狀態(tài)。吸附法:使酶被吸附于惰性固體的表面,或吸附于離子交換劑上。包埋法:使酶包埋在凝膠的格子中或聚合物半透膜小膠囊中。偶聯(lián)法:使酶通過共價鍵連接于適當(dāng)?shù)牟蝗苡谒妮d體上。交聯(lián)法:使酶分子依靠雙功能基團試劑交聯(lián)聚合成“網(wǎng)狀”結(jié)構(gòu)。(06全國)39下面哪種有關(guān)酶的描述是錯的: A所有酶都是蛋白質(zhì) B
30、酶有專一性 C酶在細胞外也可以發(fā)揮功能 D酶可以不需要輔基(07全國)71催化性抗體(抗體酶)是以哪種物質(zhì)為半抗原而制備的? A底物 B過渡態(tài)中間物 C過渡態(tài)中間物的類似物 D產(chǎn)物類似物(07安徽)17競爭性可逆抑制劑抑制程度與下列哪種因素?zé)o關(guān)( ) A作用時間 B抑制劑濃度 C底物濃度 D酶與抑制劑親和力的大小ACA(08全國)112生命活動依賴于特定高效的催化劑-酶的存在,每一個生化反應(yīng)都有一種酶存在,通常可使反應(yīng)速度加快105-1011倍。具有這種催化功能的是:( ) A蛋白質(zhì) BDNA C糖 DRNA(09安徽)93如右圖所示,2線為加入競爭抑制劑(I)時,酶(E)促反應(yīng)速度與底物濃度
31、的關(guān)系。與沒有加入抑制劑的1線相比較,以下哪些選項是隨(I)的加入而變化的AKm(米氏常數(shù)) BVmax(最大反應(yīng)速度)CEI(競爭物與酶結(jié)合物)量DES(底物與酶結(jié)合物)量AD ACD(10安徽)15、酶的特異性是指( )。 A酶與輔酶特異結(jié)合 B酶對其催化的底物有特異的選擇性 C酶在細胞中的定位是特異的 D酶催化反應(yīng)的機制各不相同。(11全國)15作為催化劑的酶分子,具有何能量效應(yīng)? (1分) A提高反應(yīng)活化能 B降低反應(yīng)活化能 C提高產(chǎn)物能量水平 D降低產(chǎn)物能量水平(11安徽)18、酶與一般催化劑的不同點,在于酶具有( )A、酶可改變反應(yīng)平衡常數(shù) B、極高催化效率 C、對反應(yīng)環(huán)境的高度不
32、穩(wěn)定 D、高度專一性(11安徽)19、關(guān)于同工酶,哪些說明是正確的( )A、是有不同的亞基組成的多聚復(fù)合物 B、對同一底物具有不同的Km值 C、在電泳分離時它們的遷移率相同 D、免疫學(xué)性質(zhì)相同BBCDABB(13全國)12.Mg2+是己糖激酶的激活劑,其所起的作用為: (單選1分)A.親電催化B.使底物敏感發(fā)生斷裂C.轉(zhuǎn)移電子D.靜電屏蔽(13全國)13.下列有關(guān)酶及其輔因子的敘述,正確的是: (單選1分)A.一個輔因子只能是一個酶的輔因子B.酶蛋白就是蛋白酶C.酶蛋白與輔因子組成全酶D.與酶蛋白結(jié)合緊密,不能通過透析分離的輔因子是輔酶DC(13安徽)10(多選)下列關(guān)于酶的敘述中,正確的是(
33、 )A酶是活細胞產(chǎn)生的一類具有催化作用的有機物(蛋白質(zhì)和RNA)B酶可以在細胞內(nèi)和細胞外發(fā)揮催化作用,且能在常溫常壓下進行C酶的催化活性受溫度、pH值等多種因素的影響,如溫度越高,活性越高D酶具有專一性、高效性 ABD 核酸的化學(xué)ATP能量“貨幣”GTP參加蛋白質(zhì)和嘌呤的合成多級螺旋模型壓縮倍數(shù) 7 6 40 5 (8400) DNA 核小體 螺線管 超螺線管 染色單體 2nm 10nm 30(10)nm 400nm 210m 一級包裝 二級包裝 三級包裝 四級包裝 染色體包裝的結(jié)構(gòu)模型DNA與基因組DNATranscription RNA(mRNA、tRNA、rRNA)Translation
34、Protein基因基因是DNA片段的核苷酸序列,DNA分子中最小的功能單位。結(jié)構(gòu)基因調(diào)節(jié)基因基因組指一個物種單倍體的染色體所攜帶的一整套基因。(一)DNA與基因真核生物與原核生物基因組的比較:1)真核生物基因分布在多個染色體上,而原核生物只一個染色體。2)真核生物在基因組轉(zhuǎn)錄后的絕大部分前體RNA必須經(jīng)過剪接過程才能形成成熟的mRNA,而原核生物的基因幾乎不需要轉(zhuǎn)錄后加工。3)真核生物細胞中DNA與組蛋白和大量非組蛋白結(jié)合,并有核膜將其與細胞質(zhì)隔離,結(jié)果真核細胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯在時間上和空間上都是分離的,而原核細胞的基因轉(zhuǎn)錄和翻譯是同步的。4)真核生物的基因是不連續(xù)的,中間存在不被翻譯的內(nèi)含子序列
35、,而原核生物幾乎每一個基因都是完整的連續(xù)的DNA片段?;蚪M大小和C值C值 (C Value):在每一種生物中其單倍體基因組的DNA總量是特異的。DNA的長度是根據(jù)堿基對的多少推算出來的。C值是每種生物的一個特征,不同生物之間差別很大低等真核生物中與形態(tài)學(xué)復(fù)雜程度相關(guān),但高等真核生物中變化很大生物體進化程度高低與C值不成明顯線性相關(guān)親緣關(guān)系相近的生物C值相差較大。高等生物的C值不一定就意味著它的C值高于比它低等的生物。C值矛盾/ C值悖論:C值和生物結(jié)構(gòu)或組成的復(fù)雜性不一致的現(xiàn)象。C值變化范圍寬意味著在某些生物中有DNA是不編碼的。(二)原核生物基因組的特點1. DNA大部分為結(jié)構(gòu)基因,每個基
36、因出現(xiàn)頻率低。2. 功能相關(guān)基因串聯(lián)在一起,并轉(zhuǎn)錄在同一mRNA中(多順反子)。3.有基因重疊現(xiàn)象。ABCDEFG(三)真核生物基因組的特點1. 重復(fù)序列單拷貝序列:在整個DNA中只出現(xiàn)一次或少數(shù)幾次,主要為編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因。中度重復(fù)序列:在DNA中可重復(fù)幾十次到幾千次。高度重復(fù)序列:可重復(fù)幾百萬次高度重復(fù)序列一般富含A-T或G-C,富含A-T的在密度梯度離心時在離心管中形成的區(qū)帶比主體DNA更靠近管口;富含G-C的更靠近管底,稱為衛(wèi)星DNA(satellite DNA)富含A-T富含G-C主體DNA2. 有斷裂基因mRNA1 872bp內(nèi)含子(intron):基因中不為多肽編碼,不在mR
37、NA中出現(xiàn)。ABCDEG7 700bpF外顯子(exons):為多肽編碼的基因片段。:由于基因中內(nèi)含子的存在。例外:組蛋白基因(histongene)和干擾素基因(interferon gene)沒有內(nèi)含子。transcriptionRNA的結(jié)構(gòu)與功能RNA分子是含短的不完全的螺旋區(qū)的多核苷酸鏈。(一)tRNAtRNA約占RNA總量的15%,主要作用是轉(zhuǎn)運氨基酸用于合成蛋白質(zhì)。tRNA分子量為4S,1965年Holley 測定AlatRNA一級結(jié)構(gòu),提出三葉草二級結(jié)構(gòu)模型。主要特征:1.四臂四環(huán);2.氨基酸臂3端有CCAOH的共有結(jié)構(gòu);環(huán)上有二氫尿嘧啶(D);4.反密碼環(huán)上的反密碼子與mRNA
38、相互作用;5.可變環(huán)上的核苷酸數(shù)目可以變動;C環(huán)含有T和;7.含有修飾堿基和不變核苷酸。主要特征:1.四臂四環(huán);2.氨基酸臂3端有CCAOH的共有結(jié)構(gòu);環(huán)上有二氫尿嘧啶(D);4.反密碼環(huán)上的反密碼子與mRNA相互作用;5.可變環(huán)上的核苷酸數(shù)目可以變動;C環(huán)含有T和;7.含有修飾堿基和不變核苷酸。tRNA二級結(jié)構(gòu)(二)rRNA占細胞RNA總量的80%,與蛋白質(zhì)(40%)共同組成核糖體。原 核 生 物 真 核 生 物核糖體rRNA核糖體rRNA70S(30S、50S)16S、5S、23S80S(40S、60S)18S、5S、5.8S、28S(三)mRNA與hnRNAmRNA約占細胞RNA總量的3
39、5%,是蛋白質(zhì)合成的模板。真核生物mRNA的前體在核內(nèi)合成,包括整個基因的內(nèi)含子和外顯子的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,形成分子大小極不均勻的hnRNA。(四)snRNA和asRNAsnRNA主要存于細胞核中,占細胞RNA總量的0.11%,與蛋白質(zhì)以RNP(核糖核酸蛋白)的形式存在,在hnRNA和rRNA的加工、細胞分裂和分化、協(xié)助細胞內(nèi)物質(zhì)運輸、構(gòu)成染色質(zhì)等方面有重要作用。asRNA可通過互補序列與特定的mRNA結(jié)合,抑制mRNA的翻譯,還可抑制DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄。(五)RNA的其它功能1981年,Cech發(fā)現(xiàn)RNA的催化活性,提出核酶(ribozyme)。大部分核酶參加RNA的加工和成熟,也有催化C-N鍵的合
40、成。23SrRNA具肽酰轉(zhuǎn)移酶活性。RNA在DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯中均有一定的調(diào)控作用,與某寫物質(zhì)的運輸與定位有關(guān)。核酸的性質(zhì)(一)一般理化性質(zhì)1.為兩性電解質(zhì),通常表現(xiàn)為酸性。為白色纖維狀固體,RNA為白色粉末,不溶于有機溶劑。溶液的粘度極高,而RNA溶液要小得多。能在室溫條件下被稀堿水解而DNA對堿穩(wěn)定。5.利用核糖和脫氧核糖不同的顯色反應(yīng)鑒定DNA與RNA。(二)核酸的紫外吸收性質(zhì)核酸的堿基具有共扼雙鍵,因而有紫外吸收性質(zhì),吸收峰在260nm(蛋白質(zhì)的紫外吸收峰在280nm)。核酸的光吸收值比各核苷酸光吸收值的和少3040%,當(dāng)核酸變性或降解時光吸收值顯著增加(增色效應(yīng)),但核酸復(fù)性后,
41、光吸收值又回復(fù)到原有水平(減色效應(yīng))。Southern 印跡法(Southern blotting):DNA限制片段限制性內(nèi)切酶帶有DNA片段的凝膠瓊脂糖凝膠電泳堿液浸泡,并中和凝膠上DNA變性變性的單鏈DNA轉(zhuǎn)移至硝酸纖維素薄膜上放射性標記探針雜交雜交DNA-DNA分子放射自顯影顯示出雜交分子的位置04全國)115下列哪些有關(guān)DNA聚合酶鏈式反應(yīng)(PCR)的說法是正確的A反應(yīng)需要一對引物 B反應(yīng)始終在高于70的條件下進行C應(yīng)需要加連接酶 D反應(yīng)中不需要加限制性內(nèi)切酶(05全國)1關(guān)于DNA分子的構(gòu)象,以下哪些說法是正確的?ADNA二級結(jié)構(gòu)(雙螺旋)主要具有A、B、D、E、Z等構(gòu)象BB型是右手
42、螺旋,其它是左手螺旋C活細胞中B型最多,且穩(wěn)定不變D.細胞中A、B、Z型等都可能存在,在一定的生理條件下發(fā)生部分變構(gòu)E.不同的構(gòu)象轉(zhuǎn)錄活性不一樣,A型最高ADAD(05全國)4.在DNA變性過程中,以下哪些現(xiàn)象會出現(xiàn)?A磷脂鍵的斷裂B.雙螺旋之間氫鍵的斷裂C粘度下降D.沉降速度增加E紫外吸收增加(07全國)107下列有關(guān)DNA和mRNA的描述中正確的是:易被水解,DNA則較穩(wěn)定 BDNA可以配對形成雙鏈結(jié)構(gòu),而mRNA則不能 C.在一定條件下,DNA和mRNA都可以形成雙鏈結(jié)構(gòu) D細菌的mRNA與其DNA一樣穩(wěn)定(07安徽)16胸腺嘧啶只會出現(xiàn)在下列何種分子中( ) AtRNA BmRNA C
43、rRNA DcDNABDEACDD(07安徽)6下列關(guān)于DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的描述,正確的是( )A兩條鏈均為左手螺旋 B堿基配對是很準確的,A總是與C配對,G總是與T配對C配對的堿基不充滿雙螺旋空間 D一條長鏈是從5一3,另一條長鏈是從從3一5(08全國)70DNA分子一般有成千上萬甚至數(shù)百萬個堿基對組成,基因中核苷酸的專一序列就是一種信息,編碼專一蛋白質(zhì)的一級序列。雙鏈DNA之所以具有較高的熔解溫度是由于它含有較多的:( )AA+G BC+T CA+T DC+G(09安徽)12在DNA的凝膠電泳中,聚丙烯酰胺比瓊脂糖凝膠電泳A分辨率低,分離范圍廣 B分辨率低,分離范圍小C分辨率低,分離純度低
44、D分辨率低,操作簡練CD DB(09安徽)13雙鏈DNA中,下列哪一組堿基含量高,則它的的Tm值也高 A腺嘌呤鳥嘌呤 B胞嘧啶胸腺嘧啶 C腺嘌呤胸腺嘧啶 D胞嘧啶鳥嘌呤(09安徽)18關(guān)于PCR擴增停滯的原因有很多種,但下列各項中,()不是主要原因A底物(模板)過剩BdNTP的大量消耗C產(chǎn)物的聚集D非特異性產(chǎn)物的競爭性抑制DB(10安徽)16、下列關(guān)于Watson and Crick的DNA雙螺旋模型的說法,正確的是( )。 A組成雙螺旋的兩條DNA鏈反向平行 B堿基對位于雙螺旋的內(nèi)側(cè) C維系雙螺旋結(jié)構(gòu)的作用力主要是堿基堆積力 DDNA雙鏈是左手螺旋(10安徽)20、檢測DNA片段與蛋白質(zhì)的相
45、互作用常用的技術(shù)為( )。 A限制性圖譜分析 BSouthern雜交 C凝膠電泳阻抑分析 Dwestern印跡分析(11全國)16DNA的Tm值較高,是由于下列哪組核苷酸含量較高所致: (1分) AA+G BG+C CA+T DC+TABCCB (11全國)17DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)被破壞后,其紫外吸收將會: (1分) A減小 B增加 C不變 D以上都可能(11全國)20下列哪些可使DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定: (2分) A磷酸二酯鍵 B氫鍵 C堿基堆積作用 D離子鍵(11安徽)16、下列哪一項關(guān)于DNA和RNA的描述是錯誤的是( )A、DNA是雙螺旋結(jié)構(gòu),RNA是單鏈結(jié)構(gòu) B、DNA的基本結(jié)構(gòu)是脫
46、氧核糖核酸,RNA的基本單位是核糖核酸 C、DNA只有酸解離,RNA有兩性解離 D、DNA沒有堿基T(胸腺嘧啶),而有堿基U(尿嘧啶)BBCDD(11安徽)20、一個tRNA的反密碼子為3UGC5,它能識別的mRNA的密碼子是( )A、5ACG3 B、5UGC3 C、5TCG3 D、3ACG5(12安徽)16(多選)下列關(guān)于核酸的基本結(jié)構(gòu)的說法,正確的是( )ADNA分子是右旋的雙螺旋分子B染色體被吉姆薩染料染色后顯示的G帶是富含G-C核苷酸的區(qū)段C人體的單倍體基因大約由3108個堿基對組成DDNA雙螺旋鏈間以氫鍵相連AAD(13安徽)13(多選)下列有關(guān)DNA、RNA化學(xué)組成的敘述,錯誤的是
47、( )A兩者的嘌呤種類皆相同B兩者的嘧啶種類皆相同C兩者有相同的五碳糖D兩者的嘌呤總量皆等于嘧啶總量(13安徽)18(單選)下列關(guān)于密碼子的描述,錯誤的是( )A每個密碼子由三個堿基組成B每一密碼子代表一種氨基酸C每種氨基酸只有一個密碼子D有些密碼子不代表任何氨基酸BCDC(10安徽)17、腳氣病是由于缺乏哪種維生素所引起的( )。 A維生素B1 B維生素PP C維生素B2 D維生素E(11全國)19腳氣病與維生素B族的缺乏有關(guān),缺少下列維生素B族中的哪項易得腳氣病 (1分) A維生素B1 B維生素B2 C維生素B6 D維生素Bl2(12全國)9關(guān)于維生素A的生理功能,下面的描述中哪個是錯誤的
48、? (單選l分) A抑制膽堿酯酶活性 B構(gòu)成視覺細胞感光物質(zhì)的成分 C參與上皮組織細胞膜糖蛋白合成 D嚴重缺乏時導(dǎo)致夜盲癥AAA(12安徽)17(單選)脂溶性維生素包括( )A維生素K B吡哆素 C硫胺素 D抗壞血酸(13安徽)14(單選)下列化合物中不含環(huán)狀結(jié)構(gòu)的是( )A葉酸B泛酸C煙酸D生物素A B新陳代謝總論(一) 新陳代謝的概念新陳代謝 合成代謝(同化作用) 分解代謝(異化作用)生物小分子合成為生物大分子需要能量釋放能量生物大分子分解為生物小分子能量代謝物質(zhì)代謝(二) 高能化合物與ATP的作用高能化合物磷酸化合物非磷酸化合物磷氧型磷氮型硫酯鍵化合物甲硫鍵化合物?;姿峄衔锝沽姿峄?/p>
49、物烯醇磷酸化合物 ATP是一個轉(zhuǎn)移磷酸基團的“共同中間傳遞體”。其實質(zhì)是傳遞能量,可推動一個熱力學(xué)上不利的反應(yīng),使之能夠順利的進行。 生物氧化生物體內(nèi)一切代謝物進行的氧化作用。(一) 生物氧化的特點1. 在體溫、近于中性的含水環(huán)境中由酶催化。2. 能量逐步釋放,部分存于ATP。3. 分為線粒體氧化體系和非線粒體氧化體系。(二) CO2的生成生物體內(nèi)CO2的生成來源于有機物轉(zhuǎn)變?yōu)楹然衔锏拿擊茸饔?。直接脫羧CH3CCOOHOCH3CHO + CO2丙酮酸脫羧酶(-脫羧)HOOCC H2C COOH 丙酮酸羧化酶CH3CCOOH + CO2OO( -脫羧)氧化脫羧:在脫羧過程中伴隨著氧化(脫氫
50、)。HOOCCH2CHOHCOOHCH3CCOOH + CO2NADP+NADPH + H+O(三) H2O的生成代謝物脫下的氫經(jīng)生物氧化作用和吸入的氧結(jié)合生成水。生物體主要以脫氫酶、傳遞體及氧化酶組成生物氧化體系,以促進水的生成。MH2M遞氫體遞氫體H2 NAD+、NADP+、FMN、FAD、COQ還原型氧化型Cyt遞電子體 b, c1, c, aa32H+2e O2O2-H2O脫氫酶氧化酶1. 呼吸鏈(電子傳遞鏈) 根據(jù)接受氫的初受體不同,典型的呼吸鏈有兩種:NADH呼吸鏈和FADH2呼吸鏈。2. 呼吸鏈的組成3. 呼吸鏈中傳遞體的順序MH2NADHFMNCoQbc1caa3O2FAD魚藤
51、酮安密妥抑制劑:抗霉素A氰化物,CO,(四) 氧化磷酸化作用伴隨著放能的氧化作用而進行的磷酸化。ADP + Pi + 能量 ATPAMP + PPi + 能量 ATP1. ATP的生成(1)底物水平磷酸化:在被氧化的底物上發(fā)生磷酸化作用。X + ADP ATP + XP(2)電子傳遞體系磷酸化:電子從NADH或FADH2經(jīng)過電子傳遞體系傳遞給氧形成水,同時伴有ADP磷酸化為ATP。NADHFMNCoQbc1caa3O2PPP3ADP3ATPP/O比值:在電子傳遞體系磷酸化中,在一定時間內(nèi)所消耗的氧(以克原子計)與所產(chǎn)生的ATP數(shù)目的比值。NADH的P/O=3FADH2的P/O=22. 胞液中N
52、ADH的氧化磷酸化NADH + H+NAD+二羥磷酸丙酮甘油-磷酸線粒體內(nèi)膜甘油-磷酸穿梭作用甘油-磷酸FAD二羥磷酸丙酮FADH2NADHFMNCoQbc1caa3O2酵解NADH草酰乙酸天冬氨酸NAD+蘋果酸蘋果酸NAD+草酰乙酸NADH天冬氨酸NADH呼吸鏈蘋果酸-天冬氨酸轉(zhuǎn)運NADH系統(tǒng)3. 氧化磷酸化作用機理化學(xué)滲透學(xué)說 氧化磷酸化作用的關(guān)鍵因素是質(zhì)子(H+)梯度和完整的線粒體內(nèi)膜?;瘜W(xué)偶聯(lián)學(xué)說形成高能中間產(chǎn)物,促使ATP生成。結(jié)構(gòu)偶聯(lián)學(xué)說Ared + Box 2eA*ox +BredA*ox + ADP +Pi Aox + ATP化學(xué)滲透學(xué)說 當(dāng)線粒體內(nèi)膜上的呼吸鏈進行電子傳遞時,
53、電子能量逐步降低,脫下的H+質(zhì)子便穿過膜從線粒體的基質(zhì)進入到內(nèi)膜外的腔中,造成跨膜的質(zhì)子梯度(濃度差),導(dǎo)致化學(xué)滲透發(fā)生,即質(zhì)子順梯度從外腔經(jīng)內(nèi)膜通道(ATP合成酶)而返回到線粒體的基質(zhì)中,所釋放的能使ADP與磷酸結(jié)合生成ATP。 (五) 非線粒體氧化體系與ATP合成無關(guān),但具有重要生理功能。1. 微粒體氧化體系主要在細胞的光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進行。催化分子氧中二個氧原子分別進行不同的反應(yīng)。一個O加到底物分子上,另一個O則與NADPH上的二個H作用形成H2O,不生成ATP。加單氧酶。生理功能:膽酸生成中環(huán)核羥化;不飽和脂肪酸雙鍵引進;維生素D活化;藥物、致癌物和毒物的氧化解毒等。NADPH + H+
54、FADNADP+FADH2Fe3+Fe2+Fe-SFe2+Fe3+O2 + RHH2O + ROH2H+2e2eCytp-450加單氧酶體系2. 過氧化物酶體系在過氧化物酶體上進行的較為簡單的氧化反應(yīng)。過氧化物酶體含有較多的需氧脫氫酶,可以催化氨基酸、黃嘌呤等代謝脫氫、加氧,并生成H2O2。RCHCOOH +O2 + H2ONH2RCCOOH + H2O2 + NH3OH2O2的功用:參與甲狀腺中活性碘的生成;在中性粒細胞中可殺死被吞噬進的細菌;使過氧化物(ROOH)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒的醇類。H2O2的毒性:使酶失活;損傷膜功能;生成脂褐素顆粒。2H2O2 2H2O + O2過氧化氫酶R + H2O2
55、 RO + H2O過氧化物酶RH2 + H2O2 R + 2H2O過氧化物酶05全國)4.參與體內(nèi)供能反應(yīng)最多的高能磷酸化合物是:BA磷酸肌酸B三磷酸腺苷CPEP D. UTP E. GTP(06全國)11以下哪種物質(zhì)具有高能鍵: A A磷酸烯醇式丙酮酸 B3一磷酸甘油酸 D2一磷酸甘油醛 D果糖-6-磷酸(06全國)13氧化磷酸化過程中電子傳遞的主要作用是:A A形成質(zhì)子梯度 B將電子傳給氧分子 C轉(zhuǎn)運磷酸根 D排出二氧化碳(08全國)74以下哪一個關(guān)于化學(xué)滲透學(xué)說的描述是正確的:(B)AOH一聚集在線粒體內(nèi)膜外,而H+聚集在膜內(nèi)BH+聚集在線粒體內(nèi)膜外,而OH-聚集在膜內(nèi)COH-及H+都聚
56、集在線粒體內(nèi)膜內(nèi) DOH-及H+都聚集在線粒體內(nèi)膜外(09安徽)17下列關(guān)于化學(xué)滲透學(xué)說的敘述錯誤的是A A各遞氫體和遞電子體都有質(zhì)子泵的作用 B呼吸鏈各組分按特定的位置排列在線粒體內(nèi)膜上 CH返回膜內(nèi)時可以推動ATP酶合成ATP D線粒體內(nèi)膜外側(cè)H不能自由返回膜內(nèi)(10安徽)2l、目前被認為能解釋氧化磷酸化機制的假說是(C )。A化學(xué)偶聯(lián)假說B構(gòu)象變化偶聯(lián)假說 C化學(xué)滲透假說D誘導(dǎo)契合假說(12安徽)19(多選)化學(xué)滲透學(xué)說解釋了細胞內(nèi)氧化作用與磷酸化作用是如何相互耦聯(lián)的,關(guān)于化學(xué)滲透學(xué)說,下列描述正確的是( ABD ) A呼吸鏈存在于線粒體內(nèi)膜上 B呼吸鏈中的傳氫體和電子傳遞體是間隔交替排
57、列的C傳氫體相當(dāng)于氫離子泵,可將H+泵入線粒體D線粒體內(nèi)膜上的ATP合成酶,可使ADP與Pi合成ATP(13全國)14.線粒體ATP合酶的F0亞基位于:D(單選1分)A.線粒體膜間隙B.線粒體外膜C.線粒體基質(zhì)D.線粒體內(nèi)膜(13安徽)17(單選)下面哪一種情況不是氧化磷酸化的特點( A )A將磷酸直接從底物轉(zhuǎn)給ADPB線粒體內(nèi)膜兩側(cè)建立了電化學(xué)梯度C具有膜結(jié)合的ATP合酶D具有質(zhì)子驅(qū)動的力糖代謝二、糖的分解代謝生物體內(nèi)葡萄糖(糖原)的分解主要有三條途徑:1. 無O2情況下,葡萄糖(G)丙酮酸(Pyr) 乳酸(Lac)2. 有O2情況下,G CO2 + H2O(經(jīng)三羧酸循環(huán))3. 有O2情況下
58、,G CO2 + H2O(經(jīng)磷酸戊糖途徑)乙醇(一)糖的無氧酵解C6H12O6-2(2H)2CH3COCOOH2CH3CH(OH)COOH+2(2H)-2CO2 糖酵解Glycolysis2CH3CHO2CH3CH2OH生醇發(fā)酵 Fermentation糖酵解亦稱EMP pathway,以紀念Embden,Mayerholf 和Parnas。1. 己糖磷酸酯的生成。(G F-1,6-2P )OCH2OHHOOHOHOH+ ATP己糖激酶OCH2OHHOOHOHOHP+ ADPGG-6-POCH2OHHOOHOHOHP磷酸葡萄糖異構(gòu)酶OCH2OHOCH2POHOHOCH2OHOCH2POHOHF
59、-6-P+ ATPOCH2OHOCH2POHOHP磷酸果糖激酶F-1,6-2P+ ADPOCH2OHOCH2POHOHP2. 磷酸丙糖的生成。(F-1,6-2P G-3-P)CH2OC=OCH2OHPDHAPCHOCHOHCH2OP+G-3-P醛縮酶DHAP磷酸丙糖異構(gòu)酶G-3-P3. 丙酮酸的生成。(G-3-P Pyr)CHOCHOHCH2OP+NAD+ + PiCOCHOHCH2OPPO+NADH+H+甘油醛3-磷酸脫氫酶COCHOHCH2OPPOG-1,3-2P+ADPCOHCHOHCH2OPO+ATP磷酸甘油酸激酶3-PG3-PG2-PG磷酸甘油酸變位酶COOHHCOCH2OH烯醇化酶
60、PCOOH COCH2P+ H2OPEPCOOH COCH2P+ADP丙酮酸激酶COOH COHCH2+ ATPCOOH C=OCH34. 生成乳酸或乙醇。+ NADH + H+ 乳酸脫氫酶COOH CHOHCH3+ NAD+PyrLacCOOH C=OCH3丙酮酸脫羧酶CHOCH3+ CO2CH2OHCH3+ NADH + H+ 乙醇脫氫酶CHOCH3+ NAD+起點己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶具有調(diào)節(jié)糖酵解的作用。C6H12O6 + 2Pi + 2ADP 2CH3CHOHCOOH + 2ATP葡萄糖開始:糖原開始:C6H12O6 + 3ADP + 3Pi 2CH3CHOHCOOH +
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