《生物化学》知识点总结.docx
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1、生物化学复习题第一章 绪论1. 名词解释生物化学:生物化学指利用化学的原理和方法,从份子水平争论生物体的化学组成,及其在体内的代谢转变规律,从而说明生命现象本质的一门科学。其争论内容包括生物体的化学组成,生物份子的构造、性质及功能生物份子的分解与合成,反响过程中的能量变化生物信息份子的合成及其调控,即遗传信息的贮存、传递和表达。生物化学主要从份子水平上探究和解释生长、发育、遗传、记忆与思维等简单生命现象的本质2. 问答题(1) 生物化学的进展史分为哪几个阶段?生物化学的进展主要包括三个阶段:静态生物化学阶段 (20 世纪之前):是生物化学进展的萌芽阶段,其主要工作是分析和争论生物体的组成成份以
2、及生物体的排泄物和分泌物动态生物化学阶段(20 世纪初至 20 世纪中叶):是生物化学蓬勃进展的阶段,这一时期人们根本弄清了生物体内各种主要化学物质的代谢途径功能生物化学阶段(20 世纪中叶以后):这一阶段的主要争论工作是探讨各种生物大份子的构造与其功能之间的关系。(2) 组成生物体的元素有多少种?第一类元素和其次类元素各包含哪些元素? 组成生物体的元素共 28 种第一类元素包括 C、H、O、N 四中元素,是组成生命体的最根本元素。其次类元素包括 S 、P 、Cl、Ca、Na、Mg,加之 C、H、O、N 是组成生命体的根本元素。其次章 蛋白质1. 名词解释(1) 蛋白质:蛋白质是由很多氨基酸通
3、过肽键相连形成的高份子含氮化合物(2) 氨基酸等电点:当氨基酸溶液在某肯定 pH 时,是某特定氨基酸份子上所带的正负电荷相等, 称为两性离子,在电场中既不向阳极也不向阴极移动,此时溶液的 pH即为该氨基酸的等电点(3) 蛋白质等电点: 当蛋白质溶液处于某一pH 时, 蛋白质解离形成正负离子的趋势相等, 即称为兼性离子,净电荷为0,此时溶液的 pH 称为蛋白质的等电点(4) N 端与 C 端: N 端(也称 N 末端)指多肽链中含有游离-氨基的一端, C 端(也称C 末端)指多肽链中含有 -羧基的一端(5) 肽与肽键:肽键是由一个氨基酸的 -羧基与另一个氨基酸的-氨基脱水缩合而形成的化学键,很多
4、氨基酸以肽键形成的氨基酸链称为肽(6) 氨基酸残基:肽链中的氨基酸不具有完整的氨基酸构造,每一个氨基酸的残存部份称为氨基酸残基(7) 肽单元(肽单位):多肽链中从一个 -碳原子到相邻-碳原子之间的构造,具有以下三个根本特征肽单位是一个刚性的平面构造肽平面中的羰基与氧大多处于相反位置 -碳和-NH 间的化学键与-碳和羰基碳间的化学键是单键,可自由旋转(8) 构造域:多肽链的二级或者超二级构造根底上进一步绕曲折叠而形成的相对独立的三维 实体称为构造域。构造域具有以下特点空间上彼此分隔,具有肯定的生物学功能 构造 域与份子整体以共价键相连,一般难以分别 (区分于蛋白质亚基)不同蛋白质份子中结 构域数
5、目不同,同一蛋白质份子中的几个构造域彼此相像或者很不一样(9) 份子病:由于基因突变等缘由导致蛋白质的一级构造发生变异,使蛋白质的生物学功 能减退或者丧失,甚至造成生理功能的变化而引起的疾病(10 )蛋白质的变构效应:蛋白质 (或者亚基)因与某小份子物质相互作用而发生构象变化, 导致蛋白质(或者亚基)功能的变化,称为蛋白质的变构效应 (酶的变构效应称为别构效应)(11) 蛋白质的协同效应:一个寡聚体蛋白质的一个亚基与其配体结合后,能影响此寡聚体中另一个亚基与配体结合力量的现象,称为协同效应,其中具有促进作用的称为正协同效应,具有抑制作用的称为负协同效应(12) 蛋白质变性:在某些物理和化学因素
6、作用下,蛋白质份子的特定空间构象被破坏, 从而导致其理化性质转变和生物活性的丧失,变性的本质是非共价键和二硫键的破坏,但不转变蛋白质的一级构造。造成变性的因素有加热、乙醇等有机溶剂、强碱、强酸、重金属离子和生物碱等,变形后蛋白质的溶解度降低、粘度增加,结晶力量消逝、生物活性丧失、易受蛋白酶水解(14)蛋白质复性:假设蛋白质的变性程度较轻,去除变性因素后,蛋白质仍可部份恢复其原有的构象和功能,称为复性2. 问答题(1) 组成生物体的氨基酸数量是多少?氨基酸的构造通式、氨基酸的等电点及计算公式? 组成生物的氨基酸有 22 种,组成人体和大多数生物的为20 种,构造通式如右图。 氨基酸的等电点指当氨
7、基酸溶液在某肯定pH 时,是某特定氨基酸份子上所带的正负电荷相等,称为两性离子,在电场中既不向阳极也不向阴极移动,此时溶液的pH 即为该氨基酸的等电点,计算公式如下:(pK ”中性氨基酸 pI = 12+ pK ” )12一氨基二羧基氨基酸 pI = 1 (pK ” + pK ” )212苯丙氨酸Phe(F)二氨基一羧基氨基酸 pI = 1(pK ”+ pK ” )223(2) 氨基酸依据 R 基团的极性和在中性条件下带电荷的状况如何分类?并举例分类名称构造缩写非极性氨基酸(疏水, 8 种)色氨酸Trp(W)丙氨酸Ala(A)缬氨酸Val(V)甘氨酸( 中性氨基酸,不带电 )丝氨酸( 中性氨基
8、酸,不带电 )Gly( G)Ser(S)非极性氨基酸(疏水, 8 种)亮氨酸Leu(L)异亮氨酸Ile(I)脯氨酸Pro(P)苏氨酸( 中性氨基酸,不带电 )半胱氨酸极性氨基酸( 中性氨基酸,不带电 )(亲水, 12 种)酪氨酸( 中性氨基酸,不带电 )Thr( T)Cys(C)Tyr( Y)甲硫氨酸(也称蛋氨酸)Met(M)天冬酰胺Asn(N)( 中性氨基酸,不带电 )谷氨酰胺( 中性氨基酸,不带电 )Gln(Q)极性氨基酸(亲水, 12 种)组氨酸( 碱性氨基酸,带正电 )His(H)极性氨基酸 (亲水, 12 种)天冬氨酸( 酸性氨基酸,带负电 )谷氨酸( 酸性氨基酸,带负电 )赖氨酸(
9、 碱性氨基酸,带正电 )精氨酸( 碱性氨基酸,带正电 )Asp(D)Glu(E)Lys( K)Arg( R)(3) 蛋白质中氮含量是多少,如何测定粗蛋白的氮含量?各种蛋白质的氮含量很接近,平均为 16%。生物样品中,每得得 1g 氮就相当于100/16=6.25g蛋白质。 通常承受定氮法测量蛋白质含量,其中较为经典的是凯氏定氮法(粗蛋白测定的经典方法)(4) 蛋白质的二级构造有哪几种形式?其要点包括什么?蛋白质的二级构造包括-螺旋、-折叠、-转角和无规卷曲四种。-螺旋要点:多肽链主链围绕中心轴形成右手螺旋,侧链伸向螺旋外侧;每圈螺旋 含 3.6 个氨基酸,螺距为 0.54nm;每一个肽键的亚胺
10、氢和第四个肽键的羰基氧形成的氢键保持螺旋稳定,氢键与螺旋长轴根本平行-折叠要点:多肽链充分伸展,相邻肽单元之间折叠形成锯齿状构造,侧链位于锯齿的上下方;两段以上的-折叠构造平行排列,两链间可以顺向平行,也可以反向平行; 两链间肽键之间形成氢键,以稳固-折叠,氢键与螺旋长轴垂直-转角要点:肽链内形成 180回折;含 4 个氨基酸残基,第一个氨基酸残基与第四个氨基酸残基形成氢键;其次个氨基酸残基常为Pro (脯氨酸)无规卷曲要点:没有确定规律性的肽链构造;是蛋白质份子的一些没有规律的松散的肽链构象,对蛋白质份子的生物功能有重要作用,可使蛋白质在功能上具有可塑性(5) 一个螺旋片段含有 180 个氨
11、基酸残基,该片段中共有多少圈螺旋?计算该片段的轴长螺旋数为 180/3.6=50,轴长为 0.5450=27nm(6) 维持蛋白质一级构造的作用力有哪些?维持空间构造的作用力有哪些?维持蛋白质一级构造的作用力(主要的化学键):肽键,有些蛋白质还包括二硫键维持空间构造的作用力:氢键、疏水键、离子键、范德华力等 (统称次级键)非化学键和二硫键(7) 简述蛋白质构造与功能的关系蛋白质的一级构造:一级构造是空间构象的根底;同源蛋白质(在不同生物体内的作 用一样或者相像的蛋白质)的一级构造的种属差异提醒了进化的历程,如细胞色素 C;一级构造的变化引起份子生物学功能的减退、丧失,造成生理功能的变化,甚至引
12、起疾病;肽(1) 核苷:核苷是由戊糖与含氮碱基经脱水缩合而生成的化合物,在大多数状况下,核苷链的局部断裂是蛋白质的前体激活的重要步骤是由核糖或者脱氧核糖的C1-羟基与嘧啶碱或者嘌呤碱的N1或者 N9进展缩合(生成的化蛋白质的空间构造:变构蛋白可以通过空间构造的变化使其能够更充分、更协调地发挥其功能,完成简单的生物功能;蛋白质的变性与复性与其空间构造关系亲热;蛋白质的构象转变可影响其功能,严峻时导致疾病的发生(蛋白质构象病,如疯牛病)(8) 简述蛋白质的常见分类方式依据份子外形分类:球状蛋白质、纤维状蛋白质、膜蛋白质依据化学组成份类:简洁蛋白质、结合蛋白质结合蛋白质=简洁蛋白质+非蛋白质组分(辅
13、基) 依据功能分类:酶、调整蛋白、贮存蛋白、转运蛋白、运动蛋白、防范蛋白和毒蛋白、受体蛋白、支架蛋白、构造蛋白、特别蛋白(9) 简述蛋白质的主要性质两性解离和等电点:蛋白质份子除两端的氨基和羧基可解离外,氨基酸残基侧链中某些基团在肯定的溶液pH 条件下都可解离成带负电荷或者正电荷的基团。当蛋白质溶液处于 某一 pH 时,蛋白质解离成正负离子的趋势相等,即成为兼性离子,净电荷为0,此时溶液 的 pH 为蛋白质的等电点蛋白质的胶体性质:蛋白质属生物大份子,其份子直径可达1-100nm 之间,为胶粒范围之内,于是具有胶体的性质蛋白质的变性、沉淀和凝固:在某些物理和化学因素作用下,蛋白质份子的特定空
14、间构象被破坏,从而导致其理化性质转变和生物活性的丧失,称为变性。假设变性程度较轻,学键称 为, N 糖苷键)(2) 核苷酸:核苷酸是由核苷与磷酸经脱水缩合后生成的磷酸酯类化合物,包括核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸两类,由于与磷酸基团羧基缩合的位置不同,分别生成2-核苷酸、 3- 核苷酸和 5-核苷酸(最常见为 5-核苷酸)(3) 核酸的一级构造:核苷酸通过 3,5-磷酸二酯键连接成核酸(即多聚核苷酸) ,DNA 的一级构造就是指 DNA 分值中脱氧核糖核苷酸的排列挨次及连接方式, RNA 的一级构造就是指 RNA 份子中核糖核苷酸的排列挨次及连接方式(4) DNA 的复性与变性:核酸的变性指核酸双
15、螺旋区的多聚核苷酸链间的氢键断裂,形成单链构造的过程,使之是失去部份或者全部生物活性,但其变性并不涉及磷酸二酯键的断 裂,所以其一级构造并不转变。能够引起核酸变性的因素不少,升温、酸碱度转变、甲醛 和尿素都可引起核酸变性。留意, DNA 的变性过程是突变性的。复性指变性核酸的互补链 在适当的条件下重地和成双螺旋构造的过程(5) 份子杂交:在退火条件下,不同来源的 DNA 互补链形成双链,或者 DNA 单链和RNA 单链的互补区域形成 DNA-RNA 杂合双链的过程称为份子杂交(6) 增色效应:核酸变性后, 260nm 处的紫外吸取明显增加,这种现象称为增色效应(7)减色效应:核酸复性后,紫外吸
16、取降低,这种现象称为减色效应(8) 基因与基因组:基因指遗传学中 DNA 份子中最小的功能单位,某物种所含有的全部遗传物质称为该生物体的基因组,基因组的大小与生物的简单性有关除去变性因素后蛋白质仍可恢复或者部份恢复其原有的构象及功能,称为复性。在肯定条(9) Tm(熔解温度):通常把加热变形使 DNA 的双螺旋构造失去一半时的温度或者紫件 下,蛋白疏水侧链暴露在外,肽链因相互缠绕继而会萃,于是从溶液中析出,称为蛋白质 的沉淀,变性的蛋白易于沉淀,有时蛋白质发生沉淀,但并不变性。蛋白质变性后的絮状 物加热可变成比较结实的凝块,此凝块不易溶解于强酸和强碱中,称为蛋白质的凝固作用蛋白质的紫外吸取:由
17、于蛋白质份子中含有共轭双键的酪氨酸和色氨酸,因此在280nm 处有波长的特征性吸取峰,其吸取率和蛋白质浓度成正比(用来测含量)蛋白质的显色反响:经水解产生的氨基酸可发生于茚三酮的反响;蛋白质和多肽分子中的肽键在稀碱溶液中与硫酸铜共热,呈现紫色或者红色(称为双缩脲反响,用以检测水 解程度)第三章 核酸1. 名词解释外光 吸取值到达最大值的 50%时的温度称为 DNA 的解链温度,又称熔解温度或者熔点(10) Chargaff定律:全部的DNA 份子中 A=T,G=C,即 A/T=G/C=1嘌呤的总数等于嘧啶的总数相等即 A+T=G+C含氮基与含酮羰基的碱基总数相等A+C=G+T同一种生物的全部体
18、细胞 DNA 的碱基组成一样,与年龄、安康状况、外界环境无关,可作为该物种的特征,用不对称比率(A+T) / (G+C)衡量亲缘越近的生物,其 DNA 碱基组成越相近, 即不对称比率越相近(11) 探针: 在核酸杂交的分析过程中,常将挨次的核苷酸片段用放射性同位素或者荧 光标记,这种带有肯定标记的挨次的核酸片段称为探针2. 问答题(1) 某 DNA 样品含腺嘌呤 15.1% (按摩尔碱基计),计算其余碱基的百分含量由A=15.1%,所以 T=A=15.1%,因此 G+C=69.8%,又 G=C,所以 G=C=34.9%(2) DNA 和 RNA 在化学组成、份子构造、细胞内分布和生理功能上的主
19、要区分是什么?化学组成: DNA 的根本单位是脱氧核糖核苷酸,每一份子脱氧核糖核苷酸包含一分子磷酸, 一份子脱氧核糖和一份子含氮碱基,DNA的含氮碱基有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤 (G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)四种; RNA 的根本单位是核糖核苷酸,每一份子核糖核苷酸 包含一份子磷酸、一份子核糖和一份子含氮碱基, RNA 的含氮碱基有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)四种。份子构造: DNA 为双链份子,其中大多数是是 链状构造大份子,也有少部份呈环状;RNA 为单链份子。细胞内分布:DNA90%以上分布于细胞核,其余分布于核外如线粒体、叶绿体、质粒等;RNA 在细胞核和细
20、胞液中都有分布。生理功能: DNA 份子包含有生物物种的全部遗传信息;RNA 主要负责 DNA 遗传信息的翻译和表达,份子量要比DNA 小得多,某些病毒 RNA 也可作为遗传信息的载体(3)简述 DNA 双螺旋构造模型的要点及生物学意义DNA 双螺旋构造的要点: DNA 份子由两条多聚脱氧核糖核苷酸链 (DNA 单链)组成。两条链沿着同一根轴平行盘绕,形成右手双螺旋构造。螺旋中两条链的方向相反,其中一条链的方向为 53 ,另一条链的方向 35。碱基位于螺旋的内侧,磷酸和脱氧核糖位于螺旋外侧,碱基环平面与轴垂直,糖基环平面与碱基环平面呈90角。螺旋横截面的直径为 2nm,每条链相邻碱基平面之间的
21、距离为0.34nm,每 10 个核酸形成一个螺旋, 其螺距高度为3.4nm。维持双螺旋的力是链间的碱基对所形成的氢键,碱基的相互结合具有严格的配对规律,嘌呤碱基的总数等于嘧啶碱基的总数生物学意义: 双螺旋构造模型供给了DNA复制的机理, 解释了遗传物质自我复制的机制。模型是两条链,而且碱基互补。复制之前,氢键断裂,氢键断裂,两条链彼此分开, 每条链作为一个模板复制除一条的互补链,这样就得到了两对链,解决了遗传复制中样板的份子根底(4) DNA 的三级构造在原核生物和真核生物中各有什么特征?绝大多数原核生物的DNA 都是共价封闭的环状双螺旋,假设再进一步盘绕则形成麻花状的超螺旋三级构造。真核生物
22、中, 双螺旋的 DNA份子围绕一蛋白质八聚体进展盘绕,从构由于局部双螺旋的形成而呈现三叶草形,三级构造由三叶草形折叠而成,呈倒 L 型。功能是将氨基酸活化搬运到核糖体,参预蛋白质的合成rRNA:细胞中含量最多(RNA 总量的 80%),与蛋白质组成核蛋白体,作为蛋白质生物合成的场所。在原核生物中,有5S 、16S、23S,16S的 rRNA参预构成蛋白体的小亚基,5S 和 23S的 rRNA参预构成核蛋白体的大亚基;在真核生物中,rRNA有四种 5S、5.8S、18S、28S,其中 18S 参预构成核蛋白体小亚基,其余参预构成核蛋白体大亚基(6) 简述 tRNA 的二级构造要点tRNA 的二级
23、构造呈三叶草形,包含以下区域:氨基酸承受区:包含tRNA 的 3-末端和 5-末端, 3-末端的最终三个核苷酸残基都是CCA,A 为核苷,氨基酸可与之形成酯, 该去区在蛋白质合成中起携带氨基酸的作用反密码区:与氨基酸承受区相对的一般含有七个核苷酸残基的区域,中间的三个核苷酸残基称为反密码子二氢尿嘧啶区:该区域含有二氢尿嘧啶T C 区:该区与二氢尿嘧啶区相对,假尿嘧啶核苷-胸腺嘧啶核糖核苷组成环(TC)由 7 个核苷酸组成,通过由 5 对碱基组成的双螺旋区(TC 臂)与tRNA 其余部份相连,除个别例外,几乎全部的tRNA 在此环中都含有 TC可变区:位于反密码去与 TC 之间,不同的 tRNA
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