高中生物競賽輔導(dǎo)生物化學(xué)

關(guān)于高中生物競賽輔導(dǎo)生物化學(xué)第一頁，共六十頁，2022年，8月28日第二頁，共六十頁，2022年，8月28日生物化學(xué)部分（一）細(xì)胞的化學(xué)成分水、無機(jī)鹽、糖類、脂類、蛋白質(zhì)、核酸、酶、維生素和輔酶（一）水：結(jié)合水、自由水；自由水比例增加時(shí)，代謝活躍；結(jié)合水含量增加，代謝下降，細(xì)胞和生物體的抗寒、抗熱、抗旱性則會提高。（二）無機(jī)鹽3、參與調(diào)節(jié)生物體的代謝活動(dòng)1、構(gòu)成組織或生物體某些復(fù)雜化合物的重要組成成分2、對細(xì)胞的滲透壓和pH值起著重要的調(diào)節(jié)作用第三頁，共六十頁，2022年，8月28日1、下列水的哪種特性有利于體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)？A、流動(dòng)性大B、極性強(qiáng)C、比熱大D、潤滑作用C第四頁，共六十頁，2022年，8月28日（三）糖類單糖、寡糖、多糖、糖復(fù)合物第五頁，共六十頁，2022年，8月28日（1）單糖是最簡單的糖，不能被水解為更小的單位。單糖通常含有3、4、5、6或7個(gè)碳原子，分別稱為丙糖、丁糖、戊糖、已糖和庚糖。天然存在的單糖一般都是D-構(gòu)型。單糖分子既可以開鏈形式存在，也可以環(huán)式結(jié)構(gòu)形式存在，在環(huán)式結(jié)構(gòu)中如果第一位碳原子上的OH與第二位碳原子的-OH在環(huán)的同一面，稱為α-型；如果-OH是在環(huán)的兩面，稱β-型。1、單糖第六頁，共六十頁，2022年，8月28日

（2）生物體中重要的單糖①丙糖如甘油醛（醛糖）和二羥丙酮（酮糖）②戊糖戊糖中最重要的有核糖（醛糖）、脫氧核糖（醛糖）和核酮糖（酮糖）③己糖葡萄糖、果糖和半乳糖第七頁，共六十頁，2022年，8月28日2、寡糖：由2~6個(gè)單糖縮合而成的糖。最多的寡糖是雙糖，如麥芽糖、蔗糖、纖維二糖、乳糖第八頁，共六十頁，2022年，8月28日人和哺乳動(dòng)物的乳汁中特有的雙糖水解后的產(chǎn)物是（一分子半乳糖和一分子葡萄糖）第九頁，共六十頁，2022年，8月28日3、多糖（1）淀粉直鏈淀粉和支鏈淀粉直鏈淀粉是α-D-葡萄糖基以α-1,4-糖苷鍵連接的多糖鏈，支鏈淀粉分子中除有α-1.4-糖苷鍵的糖鏈外，還有α-1,6-糖苷鍵連接的分支處，淀粉有呈色反應(yīng)，直鏈淀粉遇碘呈為藍(lán)色，支鏈淀粉遇碘呈為紫紅色。（2）糖原α-D-葡萄糖基以α-1,4-糖苷鍵連接而成的，但糖原的分支比支鏈淀粉多，糖原遇碘變?yōu)榧t褐色。第十頁，共六十頁，2022年，8月28日（3）纖維素由β-D-葡萄糖基借β-1,4-糖苷鍵連接的沒有分支的同多糖。（4）幾丁質(zhì)（甲殼素）昆蟲和甲殼類外骨骼的主要成分為幾丁質(zhì)，是N-乙酰-D-氨基葡萄糖以β-1,4-糖苷鍵縮合成的同多糖。

（5）糖胺聚糖（粘多糖）是一種由重復(fù)的二糖單位組成的線狀多聚物。糖胺聚糖主要有透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、硫酸角質(zhì)素、肝素以及硫酸乙酰肝素。第十一頁，共六十頁，2022年，8月28日第十二頁，共六十頁，2022年，8月28日第十三頁，共六十頁，2022年，8月28日第十四頁，共六十頁，2022年，8月28日第十五頁，共六十頁，2022年，8月28日習(xí)題下列物質(zhì)具有還原性糖的是（）A、蔗糖B、麥芽糖C、淀粉D、纖維素B第十六頁，共六十頁，2022年，8月28日（四）脂類不溶于水，但能溶于非極性有機(jī)溶劑；O元素含量低，C、H元素含量高，徹底氧化后可以放出更多能量1、三酰甘油（脂肪）天然脂肪酸都是L-型；動(dòng)物脂肪大多富含飽和脂肪酸，在室溫下為固態(tài)，植物油含大量油酸和亞油酸，在室溫下為液態(tài)；哺乳動(dòng)物和人，亞油酸和亞麻酸為必需脂肪酸

第十七頁，共六十頁，2022年，8月28日2、磷脂（甘油磷脂）

磷脂酸是最簡單的磷脂，分子中的H為膽堿、膽胺、絲氨酸所取代，則分別成為卵磷脂、腦磷脂，絲氨酸磷脂等。通常磷脂分子中的2個(gè)脂肪酸總有一個(gè)是不飽和的，因此2個(gè)脂肪酸鏈不是平行并列的，其中一個(gè)（不飽和脂肪酸）總是有折彎。第十八頁，共六十頁，2022年，8月28日3、類固醇：基本結(jié)構(gòu)是環(huán)戊烷多氫菲。最熟知的是膽固醇，膽固醇是動(dòng)物膜和神經(jīng)髓鞘的主要成份。性激素、維生素D和腎上腺皮質(zhì)激素也都屬于類固醇。第十九頁，共六十頁，2022年，8月28日4、萜類：由不同數(shù)目的異戊二烯連接而成的分子。維生素A（視黃醇）、維生素E、維生素K、類胡蘿卜素都是萜類。β-類胡蘿卜素裂解就成2個(gè)維生素A，維生素A可氧化成視黃醛，對動(dòng)物感光活動(dòng)有重要作用。5、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(hù)作用。第二十頁，共六十頁，2022年，8月28日（五）蛋白質(zhì)1、蛋白質(zhì)的原元素組成：氮的含量在多種的蛋白質(zhì)比較接近，平均為16%，因此用凱氏（kjelahl）法定N，受檢物質(zhì)中含蛋白質(zhì)量為N含量的6.25倍。2、蛋白質(zhì)的氨基酸組成（1）氨基酸的結(jié)構(gòu)天然蛋白質(zhì)中存在的氨基酸（除脯氨酸）都是L-a-氨基酸

COOH|

NH2—C—H|RL-a-氨基酸第二十一頁，共六十頁，2022年，8月28日（2）氨基酸的分類：①根據(jù)R基因極性不同，氨基酸可分為：非極性氨基酸和極性氨基酸第二十二頁，共六十頁，2022年，8月28日②必需氨基酸和非必需氨基酸：必需氨基酸包括亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸、色氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸等8種。精氨酸和組氨酸為半必需氨基酸。（3）氨基酸的主要理化性質(zhì)①一般的物理性質(zhì)：α-氨基酸呈無色結(jié)晶，熔點(diǎn)高，一般在2000C以上。易溶于酸、堿，但不溶于有機(jī)溶劑。第二十三頁，共六十頁，2022年，8月28日

調(diào)節(jié)溶液的pH值，使氨基酸的氨基和羧基的解離度相等，即氨基酸的電荷為O，氨基酸在電場中不移動(dòng)，此時(shí)溶液的pH值為氨基酸的等電點(diǎn)，用pI表示。在等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸溶解度最小，容易沉淀。②兩性解離和等電點(diǎn)第二十四頁，共六十頁，2022年，8月28日

③紫外吸收光譜：在遠(yuǎn)紫外光區(qū)有光吸收，在近紫外光區(qū)有色氨酸最大吸收波長為279nm，酪氨酸最大吸收波長278nm，苯丙氨酸最大吸收波長為259nm。第二十五頁，共六十頁，2022年，8月28日④重要的化學(xué)反應(yīng)：a-氨基能與茚三酮反應(yīng)產(chǎn)生藍(lán)紫色沉淀（脯氨酸和羥脯氨酸則產(chǎn)生黃色沉淀）；a-氨基可與亞硝酸反應(yīng)產(chǎn)生氮?dú)?，?jì)算出氨基酸的量；一些氨基酸的R基團(tuán)能與特殊的試劑發(fā)生呈色反應(yīng)。第二十六頁，共六十頁，2022年，8月28日3、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)（1）一級結(jié)構(gòu)：又稱為初級結(jié)構(gòu)或化學(xué)結(jié)構(gòu)，指蛋白質(zhì)分子內(nèi)氨基酸的排列順序第二十七頁，共六十頁，2022年，8月28日（2）二級結(jié)構(gòu)：指多肽鏈本身繞曲折疊成有規(guī)律的結(jié)構(gòu)或構(gòu)象。這種結(jié)構(gòu)是以肽鏈內(nèi)或肽鏈間的氫鍵來維持的。①α-螺旋②β-折疊③β-轉(zhuǎn)角④自由回轉(zhuǎn)第二十八頁，共六十頁，2022年，8月28日（4）三級結(jié)構(gòu)：維持三級結(jié)構(gòu)的作用力主要是一些次級鍵，包括氫鍵、鹽鍵、疏水鍵和范德華力等。（5）四級結(jié)構(gòu)：具有三級結(jié)構(gòu)的亞單位通過氫鍵、鹽鍵、疏水鍵和范德華力等弱作用力聚合而成的特定構(gòu)象。第二十九頁，共六十頁，2022年，8月28日維系蛋白質(zhì)分子的一級結(jié)構(gòu)：肽鍵、二硫鍵維系蛋白質(zhì)分子的二級結(jié)構(gòu)：氫鍵維系蛋白質(zhì)分子的三級結(jié)構(gòu)：疏水相互作用力、氫鍵、范德華力、鹽鍵維系蛋白質(zhì)分子的四級結(jié)構(gòu)：范德華力、鹽鍵第三十頁，共六十頁，2022年，8月28日3、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)（1）膠體性質(zhì)：布朗運(yùn)動(dòng)、丁達(dá)爾現(xiàn)象、不能通過半透膜；蛋白質(zhì)顆粒比較穩(wěn)定，不易沉淀（2）兩性電解質(zhì)（3）沉淀反應(yīng)：破壞蛋白質(zhì)的水膜及中和蛋白質(zhì)的電荷出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象。高濃度鹽類（如硫酸銨、硫酸鈉、氯化鈉等，稱為鹽析），有機(jī)溶劑（如酒精、丙酮），重金屬鹽（如硝酸銀、醋酸鉛、三氯化鐵等），某些酸類（如苦味酸、單寧酸等）。（4）變性：使其分子的空間結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致其理化性質(zhì)、生物活性都發(fā)生改變。不發(fā)生一級結(jié)構(gòu)的破壞；而主要發(fā)生氫鍵、疏水鍵的破壞。生物活性喪失，溶解度降低?；瘜W(xué)因素有強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬離子、尿素、酒精、丙酮等；物理因素有加熱震蕩或攪拌、超聲波、紫外線及X射線照射等。（5）紫外吸收：280nm的紫外光下，有最大吸收峰。是由于肽鏈中酪氨酸和色氨酸的R-基團(tuán)引起的。第三十一頁，共六十頁，2022年，8月28日（6）變構(gòu)作用：四級結(jié)構(gòu)的變化（7）呈色反應(yīng)第三十二頁，共六十頁，2022年，8月28日4、蛋白質(zhì)的分類（1）蛋白質(zhì)的化學(xué)分類：簡單蛋白質(zhì)和結(jié)合蛋白質(zhì)（1）色蛋白：由簡單蛋白與色素物質(zhì)結(jié)合而成。如血紅蛋白、葉綠蛋白和細(xì)胞色素等。（2）糖蛋白：由簡單蛋白與糖類物質(zhì)組成。如細(xì)胞膜中的糖蛋白等。（3）脂蛋白：由簡單蛋白與脂類結(jié)合而成。如血清-，-脂蛋白等。（4）核蛋白：由簡單蛋白與核酸結(jié)合而成。如細(xì)胞核中的核糖核蛋白等。（5）色蛋白：由簡單蛋白與色素結(jié)合而成。如血紅素、過氧化氫酶、細(xì)胞色素c等。（6）磷蛋白：由簡單蛋白質(zhì)和磷酸組成。如胃蛋白酶、酪蛋白、角蛋白、彈性蛋白、絲心蛋白等（2）蛋白質(zhì)的功能分類：結(jié)構(gòu)蛋白和酶第三十三頁，共六十頁，2022年，8月28日

（六）酶2、酶的化學(xué)組成：單純酶和結(jié)合酶3、酶的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：必需基團(tuán)、活性中心（結(jié)合部位、催化部位）1、化學(xué)本質(zhì)：第三十四頁，共六十頁，2022年，8月28日（1）酶的催化作用降低活化能（2）中間產(chǎn)物學(xué)說S+EESE+P底物酶中間產(chǎn)物酶產(chǎn)物酶的作用機(jī)制第三十五頁，共六十頁，2022年，8月28日（3）“鑰匙—鎖”學(xué)說和“誘導(dǎo)契合”學(xué)說（4）使酶具有高催化效率的因素：鄰近定向效應(yīng)、“張力”和“形變”、酸堿催化、共價(jià)催化第三十六頁，共六十頁，2022年，8月28日5、影響酶催化反應(yīng)的因素（1）酶濃度的影響（2）底物濃度的影響第三十七頁，共六十頁，2022年，8月28日（3）pH值的影響（4）溫度的影響第三十八頁，共六十頁，2022年，8月28日（5）激活劑的影響能提高酶活性的物質(zhì)即稱為激活劑。按分子大小可分為3類：第一類為無機(jī)離子，如Mg2+是各種激酶的激活劑，Cl-能激活唾液α-淀粉酶；第二類為中等大小的有機(jī)化學(xué)物，一種是還原劑，如半胱氨酸、還原型谷胱甘肽等，另一種是金屬螯合劑，能除去酶中重金屬雜質(zhì)，從而解除重金屬對酶的抑制，如乙二氨四乙酸（EDAT）；第三類為具有蛋白質(zhì)性的大分子化合物，這類激活劑用于酶原激活，使無活性酶原變成有活性的酶。第三十九頁，共六十頁，2022年，8月28日(6)抑制劑的影響某些物質(zhì)，不引起酶蛋白變性，但能使酶分子上某些必需基團(tuán)發(fā)生變化，因而引起酶活力下降，甚至喪失。這種作用稱為抑制作用，起抑制作用的物質(zhì)稱為抑制劑。第四十頁，共六十頁，2022年，8月28日1．酶的國際系統(tǒng)分類法（1）國際系統(tǒng)分類法分類原則國際生物化學(xué)聯(lián)合會酶學(xué)委員會提出的酶的國際系統(tǒng)分類法的分類原則是：將所有已知順按其催化的反應(yīng)類型分為六大類，即氧化還原酶類、轉(zhuǎn)移酶類、水解酶類、裂解酶類、異構(gòu)酶類、合成酶類，分別用1，2，3，4，5，6的編號來表示；根據(jù)底物分子中被作用的基團(tuán)或鍵的性質(zhì)，再將每一大類分為若干亞類，每一亞類又分為若干亞亞類；然后再把屬于這一亞亞類的酶按順序排好。這樣就把已知的酶分門別類地排成一個(gè)表，稱為酶表。每一種酶在這個(gè)表中的位置可用一個(gè)統(tǒng)一的編號來表示。每個(gè)編號由四個(gè)數(shù)字組成：如催化乳酸脫氫轉(zhuǎn)變?yōu)楸岬娜樗崦摎涿?，編號為。EC指國際酶學(xué)委員會的縮寫；第一個(gè)1，代表該酶屬于氧化還原酶類；第二個(gè)1，代表該酶屬于氧化還原酶類中的第一亞類，催化醇的氧化；第三個(gè)1，代表該酶屬于氧化還原酶類中第一亞類的第一亞亞類；第四個(gè)數(shù)字表明該酶在一定的亞亞類中的排號第四十一頁，共六十頁，2022年，8月28日（2）六大酶類的特征①氧化還原酶：催化氧化還原反應(yīng)的酶。反應(yīng)通式:AH2+BA+BH2

如琥珀酸脫氫酶、醇脫氫酶、多酚氧化酶等。②轉(zhuǎn)移酶：催化分子間基團(tuán)轉(zhuǎn)移的酶。反應(yīng)通式:AR+BA+BR

如谷丙轉(zhuǎn)氨酶、膽堿轉(zhuǎn)乙酰酶等。③水解酶：催化水解反應(yīng)的酶。反應(yīng)通式:AB+H20A0H+BH

如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。④裂解酶：催化非水解地除去底物分子中的基團(tuán)及其逆反應(yīng)的酶。反應(yīng)通式:ABA+B

如草酰乙酸脫竣酶、碳酸酐酶等。⑤異構(gòu)酶：催化分子異構(gòu)反應(yīng)的酶。反應(yīng)通式:AB如葡糖磷酸異構(gòu)酶、磷酸甘油酸磷酸變位酶等。第四十二頁，共六十頁，2022年，8月28日⑥合成酶：與ATP的一個(gè)焦磷酸鍵斷裂相偶聯(lián),催化兩個(gè)分子合成一個(gè)分子的酶。反應(yīng)通式:A+B+ATPAB+ADP+Pi。如天冬酰氨合成酶、丙酮酸羧化酶等。第四十三頁，共六十頁，2022年，8月28日2．酶的命名根據(jù)酶學(xué)委員會的建議,每一種酶都給以兩個(gè)名稱。一個(gè)是系統(tǒng)名,一個(gè)是慣用名。（1）系統(tǒng)命名法：包括兩部分，即底物名稱及反應(yīng)類型。若酶反應(yīng)中有兩種底物起反應(yīng)，則這兩種底物均需表明，當(dāng)中用“:”分開。例如,草酸氧化酶其系統(tǒng)名稱為草酸:氧氧化酶。（2）習(xí)慣命名法：通常依據(jù)酶作用的底物及反應(yīng)類型來命名。如催化乳酸脫氫變成丙酮酸的酶稱為乳酸脫氫酶。催化草酰乙酸脫去C02變?yōu)楸岬拿阜Q草酸乙酸脫羧酶。對于催化水解作用的酶。一般在酶的名字上省去反應(yīng)類型，如水解蛋白的酶稱蛋白酶,水解淀粉的酶稱淀粉酶。有時(shí)為了區(qū)別同一類酶，還可以在酶的名稱前面標(biāo)上來源。如胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶等。第四十四頁，共六十頁，2022年，8月28日1.下列關(guān)于酶的活性中心的敘述哪些是正確的

A．所有的酶都有活性中心

B．所有酶的活性中心都含有輔酶

C．酶的必需基團(tuán)都位于活性中心之內(nèi)

D．所有抑制劑都作用于酶的活性中心

E．所有酶的活性中心都含有金屬離子2.表示酶活性是溫度的函數(shù)。在溫度t1時(shí)：A．底物能量太高不能與酶形成穩(wěn)定的復(fù)合物B．反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，不需要酶的參加C．反應(yīng)產(chǎn)物變得不穩(wěn)定D．酶的熱變性發(fā)生。AD第四十五頁，共六十頁，2022年，8月28日3.蛋白質(zhì)變性是由于A.氫鍵被破壞B.肽鍵斷裂C.蛋白質(zhì)降解D.水化層被破壞及電荷被中和E.亞基的解聚4.鹽析法沉淀蛋白質(zhì)的原理是A.中和電荷、破壞水化膜B.與蛋白質(zhì)結(jié)合成不溶性蛋白鹽C.降低蛋白質(zhì)溶液的介電常數(shù)D.使蛋白質(zhì)溶液成為PIAA第四十六頁，共六十頁，2022年，8月28日（六）核酸1、核酸的組成成分（1）戊糖：β-D-核糖和β-D-2-脫氧核糖。第四十七頁，共六十頁，2022年，8月28日（2）堿基：一：嘌呤，為雙環(huán)分子，一般有腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）；二：嘧啶，為單環(huán)分子，一般有胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）、尿嘧啶（U）。第四十八頁，共六十頁，2022年，8月28日（3）核苷：戊糖+堿基。(4)核苷酸:核苷的磷酸酯。生物體內(nèi)的游離核苷酸多為5'-核苷酸。第四十九頁，共六十頁，2022年，8月28日(5)體內(nèi)重要的游離核苷酸及其衍生物1、腺苷一磷酸（AMP）；腺苷二磷酸（ADP）；腺苷三磷酸（ATP）；2、NAD+、NADP+：

NAD+是輔酶I，全稱是煙堿胺腺嘌呤二核苷酸NADP+是輔酶II，全稱煙堿胺腺嘌呤二核苷酸磷酸是很多脫氫酶的輔酶，遞氫體第五十頁，共六十頁，2022年，8月28日2、核酸的結(jié)構(gòu)（1）DNA的結(jié)構(gòu)①一級結(jié)構(gòu)：3`,5`-磷酸二酯鍵長鏈從5`-向3`-端延伸。第五十一頁，共六十頁，2022年，8月28日②二級結(jié)構(gòu)A、分子由兩條多脫氧核苷酸鏈反向平行(一條鏈?zhǔn)?,→5,，另一條鏈為5,→3,)，圍繞著同一個(gè)軸，右手盤旋成一個(gè)右平行螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋的直徑為2nm；B、磷酸和脫氧核糖在螺旋體的外側(cè)，通過磷酸二酯鍵連結(jié)形成DNA分子的骨架；C、堿基對位于螺旋體內(nèi)側(cè)，按A與T，C與G配對，A-T對有2個(gè)氫鍵，C-G對有3個(gè)氫鍵，D、螺旋表面有一條大溝和一條小溝，這兩條溝對DNA和蛋白質(zhì)的相互識別是很重要的。第五十二頁，共六十頁，2022年，8月28日DAN雙螺旋結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定，有3種化學(xué)鍵維持：互補(bǔ)堿基之間的氫鍵，堿基對之間的堿基堆集力，以及主鏈上帶負(fù)電的磷酸溶液陽離子之間的離子鍵，其中堿基堆集力起主要作用。③三級結(jié)構(gòu)：DNA的三級結(jié)構(gòu)是指雙螺旋DNA的扭曲或再螺旋。超螺旋是DNA三級結(jié)構(gòu)的基本形式。第五十三頁，共六十頁，2022年，8月28日（2）RNARNA分為三大類：核糖體RNA、信使RNA、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA①一級結(jié)構(gòu)②二級結(jié)構(gòu)tRNA的二級結(jié)構(gòu)是三葉草型的，一般由四臂四環(huán)組成第五十四頁