奧賽講座生物化學(xué)

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2009年生物學(xué)奧賽講座!1生物化學(xué)引言什么是生物化學(xué)?

生物（Bio）+

化學(xué)（Chemistry）

=

生物化學(xué)（Biochemistry）學(xué)習(xí)生物化學(xué)的目的：

在分子水平上研究細胞的結(jié)構(gòu)、組織和功能

(1)

結(jié)構(gòu)生物化學(xué)

(2)

代謝生物化學(xué)(3)

分子遺傳學(xué)生物化學(xué)的應(yīng)用——無處不在的生物化學(xué)

3如何學(xué)好生物化學(xué)？不要畏懼！要有信心！選擇好教材和參考書懂得助記法理論聯(lián)系實際多理解、少死記！善于聯(lián)想和比較4必需氨基酸PK非必需氨基酸必需氨基酸是指人體必不可少，而機體內(nèi)又不能合成、必須從食物中補充的氨基酸。如果飲食中經(jīng)常缺少它們，就會影響健康。余下的氨基酸則屬于非必需氨基酸，動物體自身可以進行有效的合成笨（苯丙氨酸）蛋（蛋氨酸）精（精氨酸）來（賴氨酸）宿（蘇氨酸）舍（色氨酸）?。ńM氨酸）亮（亮氨酸）涼（異亮氨酸）鞋（纈氨酸）5三羧酸循環(huán)總結(jié)草酰乙酸→檸檬酸→順烏頭酸→異檸檬酸→草酰琥珀酸→

α-酮戊二酸→琥珀酰輔酶A→琥珀酸→延胡索酸→蘋果酸吵，您順意吵，（吵得）銅壺呼鹽瓶！6糖酵解途徑7糖酵解概述發(fā)生在所有的活細胞位于細胞液

共有十步反應(yīng)組成——在所有的細胞都相同，但速率不同。兩個階段：

第一個階段——投資階段或引發(fā)階段:葡萄糖→F-1,6-2P→2G-3-P第二個階段——獲利階段：產(chǎn)生2丙酮酸+2ATP丙酮酸的三種命運8糖酵解的兩階段反應(yīng)9糖酵解A.能量投資階段:葡萄糖

(6C)

甘油醛-3磷酸

(2-3C)(G3P或GAP)2ATP-消化0ATP-產(chǎn)生0NADH-產(chǎn)生2ATP2ADP+PC-C-C-C-C-CC-C-CC-C-C糖酵解B.能量收獲階段：

甘油醛-3-磷酸

(2-3C)(G3P或GAP)

丙酮酸

(2-3C)

(PYR)0ATP-消耗4ATP-產(chǎn)生2NADH-產(chǎn)生4ATP4ADP+PC-C-CC-C-CC-C-CC-C-CGAPGAP

(PYR)(PYR)糖酵解的全部反應(yīng)12糖酵解第一階段的反應(yīng)第一步反應(yīng)——葡萄糖的磷酸化己糖激酶或葡萄糖激酶引發(fā)反應(yīng)——ATP被消耗，以便后面得到更多的ATPATP的消耗是葡萄糖的磷酸化能夠自發(fā)地進行1314葡萄糖在細胞內(nèi)磷酸化以后不能再離開細胞15反應(yīng)2:磷酸葡糖異構(gòu)酶葡糖-6-磷酸轉(zhuǎn)變成果糖-6-磷酸

這是一步異構(gòu)化反應(yīng)，反應(yīng)的機制牽涉到不穩(wěn)定的烯二醇中間體。通過此反應(yīng)，酮基從1號位變到2號，這既為下一步磷酸化反應(yīng)創(chuàng)造了條件，也有利于后面由醛縮酶催化的C-3和C-4之間的斷裂反應(yīng)。1617反應(yīng)3:磷酸果糖激酶是糖酵解的限速步驟!

糖酵解第二次引發(fā)反應(yīng)有大的自由能降低，受到高度的調(diào)控1819反應(yīng)4:醛縮酶C6

被切成2C3

,為什么叫醛縮酶？2021反應(yīng)5:磷酸丙糖異構(gòu)酶（TIM）磷酸二羥丙酮轉(zhuǎn)變成甘油醛-3-磷酸為什么需要這一步反應(yīng)？因為酮難以氧化。2223糖酵解-第二個階段的反應(yīng)產(chǎn)生4ATP

導(dǎo)致糖酵解凈產(chǎn)生2ATP涉及兩個高能磷酸化合物.1,3BPGPEP24反應(yīng)6:甘油醛-3-磷酸脫氫酶甘油醛-3-磷酸被氧化成甘油酸-1,3-二磷酸

這是整個糖酵解途徑唯一的一步氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生1,3-BPG和NADH。2526反應(yīng)7:磷酸甘油酸激酶從高能磷酸化合物合成ATP這是一步底物水平的磷酸化反應(yīng)2728反應(yīng)8:磷酸甘油酸變位酶磷酸基團從C-3轉(zhuǎn)移到C-2

2930反應(yīng)9:烯醇化酶甘油酸-2-磷酸轉(zhuǎn)變成PEP

烯醇化酶的作用在于促進甘油酸-2-磷酸上某些原子的重排從而形成具有較高的磷酸轉(zhuǎn)移勢能的高能分子。3132反應(yīng)10:丙酮酸激酶PEP轉(zhuǎn)化成丙酮酸，同時產(chǎn)生ATP

產(chǎn)生兩個ATP，可被視為糖酵解途徑最后的能量回報。3334NADH和丙酮酸的去向

有氧還是無氧？？

在有氧狀態(tài)下NADH和丙酮酸的命運（1）NADH的命運

NADH在呼吸鏈被徹底氧化成H2O并產(chǎn)生更多的ATP。（2）丙酮酸的命運丙酮酸經(jīng)過線粒體內(nèi)膜上丙酮酸運輸體與質(zhì)子一起進入線粒體基質(zhì)，被基質(zhì)內(nèi)的丙酮酸脫氫酶系氧化成乙酰-CoA

在缺氧狀態(tài)或無氧狀態(tài)下NADH和丙酮酸的命運（1）乳酸發(fā)酵（2）酒精發(fā)酵35線粒體內(nèi)膜上的甘油-3-磷酸和蘋果酸-天冬氨酸穿梭系統(tǒng)

36丙酮酸的代謝去向37原核細胞和真核細胞大比較38細胞的基本共性

所有的細胞表面均有由磷脂雙分子層與鑲嵌蛋白質(zhì)構(gòu)成的生物膜，即細胞膜。所有的細胞都含有兩種核酸：即DNA與RNA

作為遺傳信息復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的載體。作為蛋白質(zhì)合成的機器─核糖體，毫無例外地存在于一切細胞內(nèi)。所有細胞的增殖都以一分為二的方式進行分裂。39原核生物與真核生物真細菌古菌真核生物40原核細胞

基本特點：

遺傳的信息量小，遺傳信息載體僅由一個環(huán)狀DNA構(gòu)成； 細胞內(nèi)沒有分化為以膜為基礎(chǔ)的具有專門結(jié)構(gòu)與功能

的細胞器和細胞核膜。主要代表：

支原體——目前發(fā)現(xiàn)的最小最簡單的細胞；Mycoplasmlaboratorium

細菌

藍藻又稱藍細菌（Cyanobacteria） 41真核細胞

真核細胞的基本結(jié)構(gòu)體系細胞的大小及其分析原核細胞與真核細胞的比較42真核細胞的基本結(jié)構(gòu)體系以脂質(zhì)及蛋白質(zhì)成分為基礎(chǔ)的生物膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；

以核酸（DNA或RNA）與蛋白質(zhì)為主要成分的遺傳信息表達系統(tǒng)

由特異蛋白分子裝配構(gòu)成的細胞骨架系統(tǒng)。

43原核細胞與真核細胞的比較

原核細胞與真核細胞基本特征的比較原核細胞與真核細胞的遺傳結(jié)構(gòu)裝置和基因表達的比較44原核細胞與真核細胞基本特征的比較45原