生物化学教案标题

生物化学与分子生物学

绪论

第一节 生物化学与分子化学发展简史

一、叙述生物化学阶段 二、动态生物化学阶段 三、分子生物化学时期

1、DNA双螺旋结构被发现 2、DNA 克隆使基因操作无所不能 3、基因组学及其他组学的研究 四、我国科学家对生物化学发展的贡献

第二节 生物化学与分子生物学研究的主要内容

1、生物分子的结构与功能 2、物质代谢及其调节 3、基因信息传递及其调控

第三节 生物化学与分子生物学和医学

一、生物化学已成为生物学各科学界之间，医学各学科之间相互联系的共同语言 二、生物化学为推动医学各学科发展作出了重要的贡献

第一篇 生物分子结构与功能

第一章 蛋白质的结构与功能

第一节 蛋白质的分子组成

一、组成人体蛋白质的20种L-α氨基酸 二、氨基酸可根据侧链结构和理化性质进行分类 三、20种氨基酸具有共同活特异的理化性质 （一）氨基酸具有两性解离的性质

（二）含共轭双键的氨基酸具有紫外线吸收性质 （三）氨基酸与茚三酮反映生成蓝紫色化合物 四、氨基酸通过肽键连接而形成蛋白质或活性肽 （一）氨基酸通过肽键连接而形成肽 （二）体内存在多种重要的生物活性肽 1、谷胱甘肽

2、多肽类激素及神经肽

第二节 蛋白质的分子结构

一、氨基酸的排列顺序决定蛋白质的一级结构 二、多肽链的局部主链构想为蛋白质的二级结构 （一）参与肽键形成的6个原子在同一平面上 （二）α－螺旋是常见的蛋白质二级结构 （三）β－折叠使多肽键形成片层结构

（四）β－转角和无规卷曲在蛋白质分子中普遍存在 （五）二级结构可组成蛋白质分子中的模体 （六）氨基酸残基的侧链影响二级结构的形成 三、多肽链在二级结构基础上进一步折叠形成三级结构

（一）三级结构是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置 （二）结构域是三级结构层次上的独立功能区 （三）蛋白质的多肽链须折叠成正确的空间构象 四、含有二条以上多肽链的蛋白质具有四级结构 五、蛋白质的分类

第三节 蛋白质结构与功能的关系

一、蛋白质一级结构是高级结构与功能的基础 （一）一级结构是空间构象的基础

（二）一级结构相似的蛋白质具有相似的高级结构与功能 （三）氨基酸序列提供重要的生物进化信息 （四）重要蛋白质的氨基酸序列改变可引起疾病 二、蛋白质的功能依赖特定空间结构 （一）血红蛋白亚基与肌红蛋白结构相似 （二）血红蛋白亚基构象变化可影响亚基与氧结合 （三）蛋白质构象改变可引起疾病

第四节 蛋白质的理化性质

一、蛋白质具有两性电离性质 二、蛋白质具有胶体性质

三、蛋白质空间结构破坏而引起变性 四、蛋白质在紫外光谱区有特征性吸收峰 五、应用蛋白质呈色反应可测定溶液中蛋白质含量

1、茚三酮反应 2、双缩脲反应

第五节 蛋白质的分离、纯化与结构分析

一、透析及超滤法可去除蛋白质溶液中的小分子化合物 二、丙酮沉淀，盐析及免疫沉淀是常用的蛋白质浓缩方法 三、利用荷电性可电泳分离蛋白质

四、应用相分配或亲和原理可将蛋白质进行层析分离 五、利用蛋白质颗粒沉降行为不同可进行超速离心分离 六、应用化学或反向遗传学方法可分析多肽链的氨基酸序列 七、应用物理学，生物信息原理可进行蛋白质空间结构测定 思考题：

1、叙述L-α氨基酸结构特征，比较各种结构异同并分析结构与性质的关系。 2、蛋白质的基本组成单位是什么?什么是肽键？什么是肽单元？

3、简述蛋白质一级结构、二级结构、三级结构、四级结构基本概念及各结构层次间的主要化学键。 4、解释蛋白质分子中模体和结构域概念及其与二、三级结构的关系。 5、举例说明蛋白质结构与功能的关系。（一级结构与空间结构） 6、简要叙述蛋白质理化性质在蛋白质分离、纯化中的应用。 7、常用的蛋白质分离纯化方法有哪几种?各自的作用原理是什么?

第二章 功能核酸的结构与功能

第一节 核酸的化学组成以及一级结构

一、核苷酸是构成核酸的基本组成单位

二、DNA是脱氧核苷酸通过3 ，5－磷酸二脂键连接形成的大分子 三、RNA也是具有3，5－磷酸二脂键的线性大分子 四、核酸的一级结构是核苷酸的排列顺序

第二节 DNA的空间结构与功能

一、DNA的二级结构是双螺旋结构 （一）DNA双螺旋结构的试验基础 （二）DNA双螺旋结构模型的要点 1、DNA由两条多聚脱氧核苷酸链组成 2、核糖与磷酸位于外侧

3、DNA双链之间形成了互补碱基对

4、碱基对的疏水作用力和氢键共同维持着DNA双螺旋结构的稳定 （三）DNA双螺旋结构的多样性

（四）DNA的多链结构 二、DNA的高级结构是超螺旋结构 （一）原核生物DNA的环状超螺旋结构

（二）真核生物DNA以核小体为单位形成高度有序致密结构 三、DNA是遗传信息的物质基础

第三节RNA的结构与功能

一、mRNA是蛋白质合成中的模板

1、真核生物mRNA的5`－端由特殊冒结构 2、真核生物mRNA的3`－端有多聚腺苷酸尾 3、mRNA的碱基序列决定蛋白质的氨基酸序列 二、tMRNA是蛋白质合成中的氨基酸载体

1、tRNA中含有多种稀有碱基 2、tRNA 含有茎环结构 3、tRNA的3`－端可连接氨基酸 4、tRNA的反密码子能够识别密码子 三、以rRNA为组分的核糖体是蛋白质合成的场所 四、其他非编码RNA参与基因表达的调控

五、核酸在真核细胞和原核细胞中表现出不同的时空特性

第四节 核酸的理化性质

一、核酸分子具有强烈的紫外吸收 二、DNA变性是双链解离为单链的过程 三、变性的核酸可以复性或形成杂交双链

第五节 核酸酶

思考题：

1、说明碱基与戊糖、核苷与磷酸的连接化学键是什么？核苷酸与核苷酸之间的化学键是什么？ 2、简述DNA双螺旋结构的实验基础是什么？简述B型DNA分子双螺旋结构的要点，并思考双螺旋结构的大沟和小沟的作用 是什么？

3、简述rRNA的结构特点及其生物学功能。 4、简述真核生物mRNA的结构特点。 5、简述tRNA的结构特点。 6、何谓核小体？ 7、叙述核酸的理化性质。

8、DNA和RNA都可以形成双链结构，分析DNA-DNA, RNA-RNA以及DNA-RNA杂交双链中，哪种结构比

较稳定？

9、核酸酶与核酶的区别是什么？

第三章 酶

第一节 酶的分子结构与功能

一、酶的分子组成中常含有辅助因子

二、酶的活性中心是酶分子执行其催化功能的部位 三、同工酶催化相同的化学反应

第二节 酶的工作原理

一、酶促反应特点

（一）酶对底物具有极高的催化效率 （二）酶对底物有高度的特异性 1、绝对专一性 2、相对专一性

（三）酶的活性与酶量具有可调节性 （四）酶具有不稳定性

二、酶通过促进底物形成过滤态而提高反映速率 （一）酶比一般催化剂更有效地降低反应的活化能 （二）酶与底物结合形成中间产物 1、诱导契合作用使酶与底物密切结合

2、临近效应与定向排列使诸底物正确定位于酶的活性中心 3、表面效应使底物分子去溶剂化 （三）酶的催化机制呈现多元催化作用

第三节 酶促反应动力学

一、底物浓度对酶促反应速率的影响呈矩形双曲线 （一）米－曼氏方程式揭示单底物反应的动力学特性 （二）Km与Vmax是重要的酶促反应动力学参数

1、Km值等于酶促反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度 2、Km值是酶的特征性常数

3、Km在一定条件下可表示酶对底物的亲和力 4、Vmax是酶被底物完全饱和时的反应速率 5、酶的转换数

（三）Km与Vmax常通过林－贝作图法求取

二、底物足够时酶浓度对酶促反应速率的影响呈直线关系

三、温度对酶促反应速率的影响具有双重性

四、PH通过改变酶分子及底物分子的解离状态影响酶促反应速率 五、抑制剂可降低酶促反应速率 （一）不可逆性抑制剂与酶共价结合 （二）可逆性抑制剂与酶非共价结合

1、竞争性抑制剂与底物竞争结合酶的活性中心 2、非竞争性抑制剂结合活性中心之外的调节位点 3、反竞争性抑制剂的结合位点由底物诱导产生 六、激活剂可提高酶促反应速率

第四节 酶的调节

一、酶活性的调节是对酶促反应速率的快速调节 （一）别构效应剂通过改变酶的构象而调节酶活性

（二）酶的化学修饰调节是通过某些化学基团与酶的共价可逆结合来实现的 （三）酶原需要通过激活过程才能产生有活性的酶 二、酶含量的调节是对酶促反应速率的缓慢调节 （一）酶蛋白合成可被诱导或阻遏 （二）酶的降解与一般蛋白质降解途径相同

第五节 酶的分类与命名

一、酶可根据其催化的反应类型予以分类 （一）氧化还原酶类 （二）转移酶类 （三）水解酶类 （四）裂合酶类 （五）异构酶类 （六）合成酶类

二、每一种酶均有其系统名称和推荐名称

第六节 酶与医学的关系

一、酶与疾病发生，诊断及治疗密切相关 （一）许多疾病与酶的质和量的异常相关

1、酶的先天性缺陷是先天性疾病的重要病因之一 2、一些疾病可引起酶活性或量的异常 （二）体液中酶活性的改变可作为疾病的诊断指标 （三）某些酶可作为药物用于疾病的治疗 1、有些酶作为助消化的药物

2、有些酶用于清洁伤口和抗炎 3、有些酶具有溶解血栓的疗效 二、酶作为试剂用于临床检验和科学研究

（一）有些酶可作为酶偶联测定法中的指示酶或辅助酶 （二）有些酶可作为酶标记测定法中的标记酶 （三）多种酶成为基因工程常用的工具酶 思考题：

1、什么是酶？酶的化学本质是什么？

2、什么是全酶？在酶促反应中酶蛋白与辅助因子分别起什么作用？ 3、什么是酶的活性中心？为什么加热、强碱、强酸等因素可使酶失活？ 4、何谓同工酶？ 5、试述酶促反应的特点。 6、试述酶催化反应的分子机制。 7、简述Km和Vmax的意义。

8、酶浓度、温度、pH、激活剂对酶促反应速度的影响。 9、 试述三种竟争性抑制作用的区别和动力学特点。 10、酶在临床上有哪些用途？

第四章 聚糖的结构与功能

第一节 糖蛋白分子中聚糖及其合成过程

一． N－连接型糖蛋白的糖基化位点为

二． N－连接型聚糖结构有高甘露型，复杂型和杂合型之分 三． N-连接型聚糖合成是以长萜醇作为聚糖载体 四． O－连接型聚糖合成不需聚糖载体

五． 蛋白质β－N－乙酰葡糖胺的糖基化是可逆的单糖基修饰 六． 糖蛋白分子中聚糖影响蛋白质的半衰期，结构与功能 〔一〕聚糖可稳固多肽的结构及延长半衰期 〔二〕聚糖参与糖蛋白新生肽链的折叠或聚合

〔三〕聚糖可影响糖蛋白在细胞内的靶向运输 〔四〕聚糖参与分子间的相互识别

第二节 蛋白聚糖分子中的糖胺聚糖

一．糖胺聚糖是含己糖醛酸和己糖胺组成的重复二糖单位 二．核心蛋白含有与糖胺聚糖结合的结构域 三．蛋白聚糖生物合成在多肽链上逐一加上糖基 四．蛋白聚糖是细胞间基质重要成分

〔一〕蛋白聚糖最主要功能是构成细胞间基质 〔二〕各种蛋白聚糖有其特殊功能

第三节 糖脂由鞘糖脂，甘油糖脂和类固醇衍生糖脂组成

一．鞘糖脂是神经酰胺被糖基化的糖苷化合物 1、脑苷脂是不含唾液酸的中性鞘糖脂

2、硫苷脂是指糖基部分被硫酸化的酸性鞘糖脂 3、神经节苷脂是含唾液酸的酸性鞘糖脂 二．髓磷脂中含有甘油糖脂

第四节 聚糖结构中蕴含大量生物信息

一．聚糖组分是糖蛋白执行功能所必需 二．结构多样性的聚糖蕴含生物信息

〔一〕聚糖空间结构多样性是其携带信息的基础

〔二〕聚糖空间结构多样性受基因编码的糖基转移酶和糖苷酶调控

第五章维生素与无机盐

第五节 脂溶性维生素

一．维生素A

〔一〕视黄醇是天然维生素A的主要形式

〔二〕视黄醇，视黄醛和视黄酸视维生素A的活性形式 1、视黄醛与视蛋白的结合维持了正常视觉功能 2、视黄酸对基因表达和组织分化具有调节作用 3、维生素A和胡萝卜素是有效的抗氧化剂 4、维生素A及其衍生物可抑制肿瘤生长 〔三〕维生素A缺乏或过量摄入均引起疾病 二．维生素D

〔一〕维生素D是类固醇衍生物

〔二〕维生素D的活化形式是1，25－二羟基维生素D3

〔三〕1，25－〔OH〕2－D3具有调节血钙和组织细胞分化的功能 1、调节血钙水平是1，25－〔OH〕2－D3的重要作用 2、1，25－〔OH〕2－D3还具有影响细胞分化的功能 〔四〕维生素D缺乏或摄入过量均引起疾病 三．维生素E

〔一〕维生素E是生育酚类化合物

〔二〕维生素E具有抗氧化等多方面的动能 1、维生素E是体内最重要的脂溶性抗氧化剂 2、维生素E具有调节基因表达作用 3、维生素E促进血红素的合成 〔三〕维生素E缺乏可引起轻度贫血 四．维生素K

〔一〕维生素K是2－甲基－1，4－萘醌的衍生物 〔二〕维生素K的主要功能是促进凝血

1、维生素K是凝血因子合成所必须的辅酶 2、维生素K对骨代谢具有重要作用 〔三〕维生素K缺乏可引起出血

第六节 水溶性维生素

一．维生素B1

〔一〕维生素B1形成辅酶焦磷酸硫胺素 〔二〕维生素B1在糖代谢中具有重要作用 〔三〕维生素B1缺乏可引起脚气病 二．维生素B2

〔一〕维生素B2是FAD和FMV的组成成分 〔二〕FMN和FAD是体内氧化还原酶的辅基 〔三〕维生素B2缺乏病是一种常见的营养缺乏病 三．维生素PP

〔一〕维生素PP是NAD和NADP的组成成分 〔二〕NAD和NADP是多种不需氧脱氢酶的辅酶 〔三〕维生素PP缺乏可引起癞皮病 四．泛 酸

〔一〕泛酸是辅酶A和酰基载体蛋白的组成成分 〔二〕辅酶A和酰基载体蛋白参与酰基转移反应 〔三〕泛酸缺乏可引起胃肠功能障碍等疾病 五．生 物 素

〔一〕生物素的来源广泛

〔二〕生物素是多种羧化酶的辅基 〔三〕生物素缺乏也可诱发机体不适 六．维生素B6

〔一〕维生素B6包括吡哆醇，吡哆醛和吡哆胺 〔二〕磷酸吡哆醛的辅酶作用多种多样 1、磷酸吡哆醛是多种酶的辅酶

2、磷酸吡哆醛可终止类固醇激素的作用 〔三〕维生素B6过量可引起中毒 七．叶 酸

〔一〕四氢叶酸是叶酸的活性形式 〔二〕四氢叶酸是一碳单位的载体

〔四〕叶酸缺乏可导致巨幼红细胞性贫血 八．维生素B12

〔一〕维生素B12的吸收需要内因子

〔二〕维生素B12影响一碳单位的代谢和脂肪酸的合成 〔三〕维生素B12缺乏可导致巨幼红细胞性贫血等多种疾病 九．维生素C

〔一〕维生素C是对热不稳定的酸性物质

〔二〕维生素C既是一些羟化酶的辅酶又是强抗氧化剂 1、维生素C既是一些羟化酶的辅酶

2、维生素C作为抗氧化剂可直接参与体内氧化还原反应 3、维生素C具有增强机体免疫力的作用 〔三〕维生素C严重缺乏可引起坏血病 十．α－硫辛酸

第七节 微量元素

一．铁

〔一〕 运铁蛋白和铁蛋白分别是铁的运输和储存形式 〔二〕体内铁主要存在于卟啉化合物和其他含铁化合物中 〔三〕铁的缺乏与中毒均可引起严重的疾病 二．锌

〔一〕清蛋白和金属硫蛋白分别参与锌的运输和储存 〔二〕锌是含锌金属酶和锌指蛋白的组成成分 〔三〕锌缺乏可引起多种疾病 三．铜

〔一〕铜在血液中主要与铜蓝蛋白结合而运输 〔二〕铜是多种含铜酶的辅基

〔三〕铜缺乏可导致小细胞低色素性贫血等疾病 四．锰

〔一〕大部分锰与血浆中－球蛋白和清蛋白结合而运输 〔二〕锰是多种酶的组成成酚和激活剂 〔三〕过量摄入锰可引起中毒 五．硒

〔一〕大部分硒与和球蛋白结合而运输

〔二〕硒以硒半胱氨酸形式参与多种重要硒蛋白的组成 〔三〕硒缺乏可引起多种疾病 六．碘

〔一〕碘在甲状腺中富集

〔二〕碘是甲状腺激素的组成成分 〔三〕碘缺乏可引起地方性甲状腺肿 七．钴 八．氟

〔一〕氟主要与球蛋白结合而运输

〔二〕氟与骨，牙的形成与钙磷的代谢密切相关 〔三〕氟缺乏可引起骨质疏松 九．铬

〔一〕铬与胰岛素的作用关系密切

〔二〕铬过量对人体具有危害

第八节 钙，磷及其代谢

一．钙，磷在体内分布及其功能

〔一〕钙既是骨的主要成分又具有重要的调节作用 〔二〕磷是体内许多重要生物分子的组成成分 〔三〕钙磷代谢紊乱可引起多种疾病 二．钙和磷的代谢

〔一〕钙和磷的吸收与排泄受多种因素影响 〔二〕骨内钙和磷代谢是体内钙磷代谢主要组成 三．钙和磷代谢的调节

〔一〕维生素D促进小肠钙的吸收和骨盐沉积 〔二〕甲状腺激素具有升高血钙和降低血磷的作用 〔三〕降钙素是唯一降低血钙浓度的激素

第二篇 物质代谢及其调节

第六章 糖代谢

第一节 糖的消化吸收及运转

一、糖消化后以单糖形式吸收 二、细胞摄取葡萄糖需要转运蛋白

第二节 糖的无氧氧化

一、糖的无氧氧化分为糖酵解和乳酸生成两个阶段 （一）葡萄糖经糖酵解分解为两分子丙酮酸 1、葡萄糖磷酸化生成葡糖－6－磷酸 2、葡糖－6－磷酸转变为果糖－6－磷酸 3、果糖－6－磷酸转变为果糖－1，6－二磷酸 4、果糖－1，6－二磷酸裂解成2分子磷酸丙糖 5、磷酸二羟丙酮转变为3－磷酸甘油醛 6、3－磷酸甘油醛氧化为1，3－二磷酸甘油酸 7、1，3－二磷酸甘油酸转变成3－磷酸甘油酸 8、3－磷酸甘油转变为2－磷酸甘油酸 9、2－磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸

10、磷酸烯醇式丙酮酸将高能磷酸基转移给ADP生成ATP和丙酮酸 （二）丙酮酸被还原为乳酸

二、糖酵解的调控是对3个关键酶活性的调节 （一）磷酸果糖激酶－1对调节糖酵解速率最重要 （二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二个重要的调节点

（三）己糖激酶受到反馈抑制调节

三、糖无氧氧化的主要生理意义是机体不利用氧快速供能 四、其他单糖可转变成糖酵解的中间产物 （一）果糖被磷酸酸化后进入糖酵解

（二）半乳糖转变为葡糖－1－磷酸进入糖酵解 （三）甘露糖转变为果糖－6－磷酸进入糖酵解

第三节 糖的有氧氧化

一、糖的有氧氧化分为三个阶段 （一）葡萄糖经糖酵解生成丙酮酸

（二）丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰C0A 1、丙酮酸脱羧形成经乙基-TPP。

2、由二氢硫辛酰胺转乙酰酶（ E2）催化，使经乙基-TPP-E1上的羟乙基被氧化成乙酰基，同时转移给硫辛酰胺，形成乙酰硫辛酰胺一E2。

3、二氢硫辛酰胺转乙酰酶（E2）继续催化，使乙酰硫辛酰胺上的乙酰基转移给辅酶A生成乙酰CoA后，离开酶复合体，同时氧化过程中的2个电子使硫辛酰胺上的二硫键还原为2个巯基。

4、二氢硫辛酰胺脱氢酶（E3），还原的二氢硫辛酰胺脱氢重新生成硫辛酰胺，以进行下一步反应，同时将氢传递给FAD，生成 FADH2。

5.在二氢硫辛酰胺脱氢酶（E3）催化下，将FADH2上的氢转移给NAD+，形成NADH+H。 （三）乙酰C0A进入柠檬酸循环以及氧化磷酸化生成ATP 二、柠檬酸循环是以形成柠檬酸为起始物的循环反应系统 （一）柠檬酸循环由八步反应组成 1、乙酰C0A与草酰乙酸缩合成柠檬酸 2、柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸 3、异柠檬酸氧化脱羧转变为α－酮戊二酸 4、α－酮戊二酸氧化脱羟生成CoA

5、琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反应 6、琥珀酸脱氢生成延胡索酸 7、延胡索酸加水生成苹果酸 8、苹果酸脱氢生成草酰乙酸

（二）柠檬酸循环在三大营养物质代谢中具有重要生理意义 1、柠檬酸循环是三大营养物质分解产能的共同通路 2、柠檬酸循环是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽 三、糖有氧氧化始糖分解成ATP的主要方式 四、糖有氧氧化的调节

+

（一）丙酮酸脱氢酶复合体的调节 （二）柠檬酸循环的调节 1、柠檬酸循环有3个关键酶 2、柠檬酸循环与上游和下游反应协调 五、糖有氧氧化可抑制糖无氧氧化

第四节 磷酸戊糖途径

一、磷酸戊糖途径分为两个反应阶段 （一）第一阶段是氧化反应

（二）第二阶段始一系列集团转移反应

二、磷酸戊糖途径主要受NADPH或NADP＋比值的调节 三、磷酸戊糖途径的生理意义是生成NADPH和磷酸戊糖 （一）为磷酸的生物合成提供核酸

（二）提供NADPH作为供氧体参与多种代谢反应 1、NADPH是许多合成代谢的供氢体 2、NADPH参与羟化反应

3、NADPH可维持谷胱甘肽的还原状态

第五节 糖原的合成与分解

一、糖原合成是由葡萄糖连接成多聚体 （一）葡萄糖活化为尿苷二磷酸葡萄糖 （二）尿苷二磷酸葡萄糖连接形成直链和支链 二、糖原分解从非还原末端进行磷酸解 （一）糖原磷酸化酶分解α－1，4－糖苷键 （二）脱支酶分解α－1，6－糖苷键 三、糖原的合成与分解受严格调控

（一）糖原磷酸化酶受化学修饰和别构调节 1、糖酸化的糖原磷酸化酶是活性形式 2、糖原磷酸化酶受别构调节 （二）糖原合酶受化学修饰合别构调节 1、去磷酸化的糖原合酶是活性形式

2、糖原合酶受别构调节

四、糖原累积症是由先天性酶缺陷所致

第六节 糖异生

一、糖异生不完全是糖酵解的逆反应

（一）丙酮酸经丙酮酸羟化支路生成磷酸烯醇式丙酮酸

（二）果糖－1，6－二磷酸转变为果糖－6－磷酸 （三）葡糖－6－磷酸水解为葡萄糖

二、糖异生的调控主要是对2个底物循环的调节

（一）第一个底物循环在果糖－6－磷酸与果糖－6－二磷酸之间进行 （二）第二个底物循环在磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸之间进行 三、糖异生的主要生理意义是维持血糖恒定 （一）维持血糖恒定是糖异生最重要的生理作用 （二）糖异生是不充或恢复肝糖原储备的重要途径 （三）肾糖异生增强有利于维持酸碱平衡 四、骨骼肌中的乳酸在肝中糖异生形成乳酸循环

第七节 葡萄糖的其他代谢产物

一、糖醛酸途径生成葡萄糖醛酸 二、多元醇途径生成木糖醇、山梨醇等 三、2、3－二磷酸甘油酸旁路调节血红蛋白运氧

第八节 血糖及其调节

一、血糖的来源合去路相对平衡 二、血糖水平的平衡主要受激素调节 （一）胰岛素是唯一降低血糖的激素 （二）体内有多种升高血糖的激素 1、胰高血糖素是升高血糖的主要激素 2、糖皮质激素可升高血糖

3、肾上腺素是强有力的升高血精的激素 三、糖代谢障碍导致血糖水平异常

（一）低血糖是指血糖浓度低于2.8mmol/L （二）高血糖是指空腹血糖高于7.1mmol/L （三）糖尿病是最常见的糖代谢紊乱疾病 四、 高糖刺激产生损伤细胞的生物学效应

思考题：

1、简述糖酵解、糖有氧氧化、磷酸戊糖途径、糖异生、糖原合成与糖原分解的概念、部位、大的反应过程（包括与CO2、H2O、ATP 生成有关的部位）、关键酶、调节及生理意义。 2、丙酮酸脱氢酶复合体包括哪几个酶？哪几个辅酶？ 3、叙述巴斯德效应的概念。 4、何谓糖原累积症？

5、百米短跑时，骨骼肌收缩产生大量乳酸，试述该乳酸的主要代谢去向，不同组织中的乳酸代谢具有不同特点，这取决于什么生化机制？

6、营养不良的人饮酒，或者剧烈运动后饮酒，常出现低血糖。试分析酒精干预了体内糖代谢的哪些环节？

7、叙述血糖的来源和去路，列举几种临床上治疗糖尿病的药物，想一想它们为什么有降低血糖的作用？

第七章 脂质代谢

第一节 脂质的构成、功能及分析

一、脂质是种类繁多、结构复杂的一类大分子物质 （一）甘油三脂是甘油的脂肪酸脂 （二）脂肪酸是脂肪烃的羧酸

（三）磷脂可分为甘油磷脂合鞘磷脂两类 （四）胆固醇以环戊烷多氢菲为基本结构 二、脂质具有多种复杂的生物学功能 （一）甘油三脂是机体重要的能源物质 （二）脂肪酸具有多种重要生理功能 1、提供必须脂肪酸 2、合成不饱和脂肪酸衍生物

（三）磷脂是重要的结构成分和信号分子 1、磷脂是构成生物膜的重要成分 2、磷脂酰肌醇是第二信使的前体

（二）胆固醇是生物膜的重要成分和具有重要生物学功能固醇类物质的前体 1、胆固醇是细胞膜的基本结构成分

2、胆固醇可转化为一些具有重要生物学功能的固醇化合物 三、脂质组分的复杂性决定了脂质分析技术的复杂性 （一）用有机溶剂提取脂质 （二）用层析分离脂质

（三）根据分析目的和脂质性质选择分析方法 （四）复杂的脂质分析海需要特殊的处理

第二节脂质的消化吸收

一、胆汁酶盐协助脂质消化酶消化脂质 二、吸收的脂质经再合成进入血循环

三、脂质消化吸收在维持机体脂质平衡中具有重要作用

第三节 甘油三酯代谢

一、不同来源脂肪酸在不同器官以步完全相同的途径合成甘油三酯 （一）肝、脂肪组织及小肠是甘油三酯合成的主要场所 （二）甘油和脂肪酸是合成甘油三酯的基本原料 （三）甘油三酯合成有甘油一酯和甘油二酯两条途径

1、脂肪酸活化成脂酰CoA

2、小肠黏膜细胞以甘油一酯途径合成甘油三酯 3、肝和脂肪组织细胞以甘油二酯途径合成甘油三酯 二、内源性脂肪酸的合成需先合成软脂酸再加工延长 （一）软脂酸由乙酰COA再脂肪酸酶催化下合成 1、软脂酸在胞质中合成

2、乙酰CoA是软脂酸合成的基本原料

3、一分子软脂酸由1分子乙酰CoA与7分子丙二酸单酰CoA缩合而成 （二）软脂酸延长在内质网和线粒体内进行

1、内质网脂肪酸延长途径以丙二酸单酰CoA为二碳单位供体 2、线粒体脂肪酸延长途径以乙酰CoA为二碳单位供体 （三）不饱和脂肪酸的合成需多种去饱和酶催化 （四）脂肪酸合成受代谢物和激素调节

1、代谢物通过改变原料供应量和乙酰CoA羧化酶活性调节脂肪酸合成 2、胰岛素是调节脂肪酸合成的主要激素 3、脂肪酸合酶可作为药物治疗的靶点 三、甘油三酯氧化分解产生大量ATP供机体需要 （一）甘油三酯分解代谢从脂肪运动员开始 （二）甘油转化为3－磷酸甘油后被利用 （三）β－氧化是脂肪酸分解的核心过程 1、脂肪酸活化为脂酰CoA 2、脂酰CoA进入线粒体

3、脂酰CoA分解产生乙酰CoA、FADH2和NADH 4、脂肪酸氧化是机体ATP的重要来源 （四）不同的脂肪酸还有不同的氧化方式

1、不饱和脂肪酸β－氧化需转变构型

2、超长碳链脂肪酸需先在过氧化酶体氧化成较短碳链脂肪酸 3、丙酰CoA转变为琥珀酰CoA进行氧化 4、脂肪酸氧化还可从远侧甲基端进行 （五）脂肪酸在肝分解可产生酮体 1、酮体在肝生成

2、酮体在肝外组织氧化利用

3、酮体是肝向外组织输出能量的重要形式 4、酮体生成受多种因素调节

第四节 磷脂代谢

一、磷脂酸是甘油磷脂合成的重要中间产物

（一）甘油磷酯合成的原料来自糖、脂质和氨基酸的代谢 （二）甘油磷脂合成有两条途径

1、磷脂酰胆碱和磷酸酰乙醇胺通过甘油二酯途径合成

2、磷脂酰机醇、磷脂酰丝氨酸及心磷脂通过CDP－甘油二酯途径合成 二、甘油磷脂由磷脂酶催化降解

三、 鞘氨醇是神经鞘磷脂合成的重要中间产物 四、神经鞘磷脂在神经鞘磷脂酶催化下降解

第五节胆固醇代谢

一、体内胆固醇来自事务和内源性合成 （一）体内胆固醇合成的主要场所是肝 （二）乙酰COA和NADPH是胆固醇合成基本原料

（三）胆固醇合成由以HMG-COA还原酶为关键酶的一系列酶促反应完成 1、由乙酰CoA合成价羟戊酸

2、甲羟戊酸经15碳化合物转变成30碳鲨烯 3、鲨烯环化为羊毛固醇后转变为胆固醇 （四）胆固醇合成通过HMG- CoA还原酶调节

1、HMG- CoA还原酶活性具有与胆固醇合成相同的昼夜节律性 2、HMG- CoA还原酶活性受性别别构调节、化学修饰调节和酶含量调节 3、细胞胆固醇含量是影响胆固醇合成的主要因素之一 4、餐食状态影响胆固醇合成 5、胆固醇合成受激素调节 二、转化为胆汁酸是胆固醇的主要去路

第六节血浆脂蛋白代谢

一、血脂是血浆所有脂质的统称 二、血浆脂蛋白是血脂的运输及代谢形式 （一）血浆脂蛋白可用电泳法和超速离心法分类 1、血浆脂蛋白可用电泳法和超速离心法分类 2、超速离心法按密度对血浆脂蛋白分类 （二）血浆脂蛋白是脂质与蛋白质的复合体 1、血浆脂蛋白中的蛋白质称为载脂蛋白 2、不同蛋白质具有相似基本结构

三、不同来源脂蛋白具有不同功能和不同代谢途径 （一）乳糜微粒主要运转外源性甘油三酯及胆固醇 （二）极地密度脂蛋白主要运转内源性甘油三脂 （三）低密度脂蛋白主要转运内源性胆固醇 （四）高密度脂蛋白主要逆向转运胆固醇 四、血浆脂蛋白代谢紊乱导致脂蛋白异常血症 （一）不同脂蛋白的异常改变引起不同类型高脂血症

（二）血浆脂蛋白代谢相关基因遗传性缺陷引起脂蛋白异常血症 思考题

1、什么是脂质？脂质的生物学功能有哪些？

2、脂质的消化吸收的条件？长链、中短链脂肪酸如何吸收？

3、脂肪酸的合成的部位、原料、关键酶？碳链加长的部位及原料是什么？

4、什么是营养必须脂肪酸，脂肪动员、激素敏感脂肪酶、脂解激素、抗脂解激素什么？ 5、1分子软脂酸彻底氧化净生成多少分子ATP？（说明过程） 6、叙述酮体代谢的部位、原料、关键酶及生理意义。 7、磷脂合成的部位、原料是什么？

8、甘油二酯合成途径生成哪些磷脂？CDP甘油二酯合成途径生成生成哪些磷脂？ 9、胆固醇合成原料、关键酶有哪些？如何调节？如何转化？

10、什么是血浆脂蛋白?按照密度梯度超速离心法可将其各分为哪几类？简述它们的主要作用。 11、载脂蛋白的种类及主要作用是什么？

第八章 生物氧化

第一节、氧化呼吸链是由具有电子传递功能的复合体组成

一、氧化呼吸链由4种具有传递电子能力的复合体组成 （一）复合体Ⅰ将NADH＋H＋中的电子传递给泛醌

（二）复合体Ⅱ将电子从琥珀酸传递到泛醌

（三）复合体Ⅲ将电子从还原型泛醌传递至细胞色素C （四）复合体Ⅳ将电子从细胞色素C传递给氧 二、NADH和FADH2是氧化呼吸链的电子供体

第二节 氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与ADP磷酸化偶联生成ATP

一、氧化磷酸化偶联部位在复合体ⅠⅢ Ⅳ内 （一）P/O比值 （二）自由能变化

二、氧化磷酸化偶联机制是产生跨线粒体内膜的质子梯度 三、质子顺浓度梯度回流释放能量用于合成ATP 四、ATP在能量代谢中起核心作用

（一）ATP是体内能量捕获和释放利用的重要分子

（二）ATP是体内能量转移和磷酸核苷化合物相互转变的核心 （三）ATP 通过转移自身基团提供能量 （四）磷酸肌酸是高能键能量的储存形式

第三节 氧化磷酸化的影响因素

一、体内能量状态可调节氧化磷酸化速率 二、抑制剂可阻断氧化磷酸化过程 （一）呼吸链抑制剂阻断电子传递过程 （二）解偶联剂阻断ADP的磷酸化过程

（三）ATP合酶抑制剂同时抑制电子传递和ATP的生成 三、甲状腺激素可促进氧化磷酸化和产热 四、线粒体DNA突变可影响氧化磷酸化功能

五、线粒体的内膜选择性协调转运氧化磷酸化相关代谢物 （一）胞质中的NADH通过穿梭机制进入线粒体的氧化呼吸链 1、α－磷酸甘油穿梭主要存在于脑和骨骼肌中 2、苹果酸－天冬氨酸穿梭主要存在于肝和心肌中 （二）ATP-ADP转位酶协调转运ADP进入和ATP移出线粒体

第四节 其他氧化与抗氧化体系

一、线粒体氧化呼吸链也可以产生活性氧 二、抗氧化酶体系有清除反应活化氧的功能

三、微粒体细胞色素P450单加氧酶催化底物分子羟基化 思考题：

1、氧化呼吸链由哪几种复合体组成？各有何作用？

2、何谓氧化磷化作用，何谓P/O比值？NAPH呼吸链中有几个氧化磷酸化偶联部位？ 3、化学渗透假说的基本要点是什么？ 4、ATP合酶的工作机制是什么？ 5、氧化磷酸化的影响因素有哪些？

6、常见的呼吸链电子传递抑制剂有哪些？CO中毒可致呼吸停止、其机制是什么？ 7、线粒体有哪两种穿梭，各生成多少分子的ATP? 8、反应活性氧类有哪些？抗氧化酶体系有有哪些？

第九章 氨基酸代谢

第一节 蛋白质的生理功能和营养价值

一、体内蛋白质具有多方面的重要功能

（一）蛋白质维持组织细胞的生长、更新和修补 （二）蛋白质参与体内多种重要的生理活动 （三）蛋白质可作为能源物质氧化功能 二、体内蛋白质的代谢状况可用于氮平衡描述 三、营养必须氨基酸决定蛋白质的营养价值

第二节、蛋白质的消化、吸收与腐败

一、外源性蛋白质消化成寡肽和氨基酸后被吸收 （一）在胃和肠道蛋白质被消化成寡肽和氨基酸 1、蛋白质在胃中被水解成多肽和氨基酸 2、蛋白质在小肠被水解成小肽和氨基酸 （二）氨基酸和寡肽通过主动转运机制被吸收 1、通过转运蛋白宪成氨基酸和小肽的吸收 2、通过γ－谷氨酰基循环完成氨基酸的吸收 二、未消化吸收蛋白质在大肠下段发生腐败作用 （一）肠道细菌通过脱羧基作用产生胺类 （二）肠道细菌通过脱氨基作用产生胺 （三）腐败作用产生其他有害物质

第三节 氨基酸的一般代谢

一、体内蛋白质分解生成氨基酸 （一）蛋白质以不同的速率进行降解

（二）真核细胞内蛋白质的降解有两条重要途径

〔四〕一些氨基酸、磷酸戊糖是合成核苷酸的原料

第三节 肝在物质代谢中的作用

一、肝是维持血糖水平相对稳定的重要器官

〔一〕肝内生成的葡糖－6－磷酸是糖代谢的枢纽 〔二〕肝是糖异生的主要场所 二、肝在脂质代谢中占据中心地位

〔一〕肝在脂质消化吸收中具有重要作用

〔二〕肝是甘油三酯和脂肪酸代谢的中枢器官 〔三〕肝是维持机体胆固醇平衡的主要器官 〔四〕肝是血浆磷脂的主要来源

三、肝的蛋白质合成及分解代谢均非常活跃 〔一〕肝合成多数血浆蛋白质 〔二〕肝储存多种维生素

〔三〕肝参与多数维生素的转化 五、肝参与与多种激素的灭火

第四节 肝外重要组织器官的物质代谢特点及联系

一、心肌优先利用脂肪酸氧化分解功能

〔一〕心肌可利用多种营养物质及其代谢中间产物为能源 〔二〕心肌细胞分解营养物质供能方式以有氧氧化为主 二、脑主要利用葡萄糖功能且耗氧量大 〔一〕葡萄糖和酮体是脑的主要能量物质

〔二〕脑耗氧量高达全身耗氧总量的四分之一 〔三〕脑具有特异的氨基酸及其代谢调节机制

三、骨骼肌主要氧化脂肪酸，强烈运动产生大量乳酸 〔一〕不同类型骨骼肌产能方式不同

〔二〕骨骼肌适应不同耗能状态选择不同能源 四、糖酵解是成熟红细胞的主要功能途径 五、脂肪组织是储存和释放能量的重要场所

〔一〕机体将从膳食中摄取的能量主要储存于脂肪组织 〔二〕饥饿时主要靠分解储存于脂肪组织的脂肪供能 六、肾能进行糖异生和酮体生成

第五节 物质代谢调节的主要方式

一、细胞水平的物质代谢调节主要调节关键酶活性

〔一〕各种代谢酶在细胞内区隔分布是物质代谢及其调节的亚细胞结构基础 〔二〕关键酶活性决定整个代谢途径的速度和方向 〔三〕别构调节通过别构效应改变关键酶活性 〔四〕化学修饰调节通过酶促共价修饰调节酶活性 1、酶促共价修饰有多种形式

2、酶的化学修饰调节具有级联放大反应 〔五〕通过改变细胞内酶含量调节酶活性 1、诱导或阻遏酶蛋白基因表达调节酶含量

2、改变酶蛋白降解速度调节酶含量 二、激素通过特异受体调节物质代谢

〔一〕膜受体激素通过跨膜信号转导调节物质代谢

〔二〕胞内受体激素通过激素－胞内受体复合物改变基因表达、调节物质代谢 三、机体通过神经系统及神经－体液途径整体调节体内物质代谢 〔一〕饱食状态下机体三大物质代谢与膳食组成有关

〔二〕空腹机体物质代谢以糖原分解、糖异生和中度脂肪运动员为特征 〔三〕饥饿时机体主要氧化分解脂肪功能

1、短期饥饿后糖氧化供能减少而脂肪动员加盟 2、长期饥饿可造成器官损害甚至危及生命 〔四〕应激使机体分解代谢加强 1、应激使血糖升高 2、应激使脂肪动员增加 3、应激使蛋白质分解加强

〔五〕肥胖使多因素引起物质和能量代谢失衡的结果 1、肥胖是多种重大慢性疾病的危险因素 2、较长时间的能量摄入大于消耗导致肥胖

第三篇 遗传信息的传递

第十三章 真核基因与基因组

第一节 真核基因的结构与功能 一、真核基因的基本结构

二、基因编码区编码多肽链和特定的RNA分子 三、调控序列参与真核基因表达调控 1、启动子提供转录起始信号 2、增强子增强临近基因的转录 3、沉默子是负调节元件

第二节 真核基因组的结构与功能 一、真核基因组具有独特的结构 二、真核基因组中存在大量重复序列 〔一〕高度重复序列 〔二〕中度重复序列 1、短分散重复片段 2、长分散重复片段

〔三〕单拷贝序列〔低度重复序列〕

三、真核基因组中存在大量的多基因家族与假基因 四、线粒体DNA结构有别于染色体DNA 五、人基因组中有两万多个基因 六、人的基因在染色体上的分布特征

第十四章 DNA的生物合成

第一节 DNA复制的基本特征

一、DNA以半保留方式进行复制 二、DNA复制从起点向两个方向延伸 三、DNA复制反应呈半个不连续特征

第二节 DNA复制的酶学和拓扑变化

一、DNA聚合酶催化脱氧核苷酸简的聚合 （一）原核生物有3种DNA聚合酶 （二）常见的真核细胞DNA聚合酶有5种

二、DNA 聚合酶的碱基选择和校对功能实现复制的保真性 （一）复制的保真性依赖正确的碱基选择

（二）聚合酶中的核酸外切酶活性在复制中辨认切除错配碱基并加以校正 三、复制中的解链伴有DNA分子拓扑学变化 （一）多种酶参与DNA解链和稳定单练状态 （二）DNA 拓扑异构酶改变DNA超螺旋状态 四、DNA连接酶连接复制中产生的单链缺口

第三节 原核生物DNA复制过程

一、复制的起点 （一）DNA的解链 1、复制有固定起始点 2、DNA解链需多种蛋白质参与 3、解链过程中需要DNA拓扑异构酶 （二）引物合成和引发体形成 二、DNA链的延长 三、复制的终止

第四节 真核生物DNA生物合成过程

一 真核生物复制的起始与原核生物基本相似 二、真核生物复制的延长发生DNA聚合酶α/δ转化 三、真核生物DNA 合成后立即组装成核小体 四、端粒酶参与解决染色体末端复制问题

五、真核生物染色体DNA在每个细胞周期中只能复制一次

第五节 逆转录和其他复制方式

一、逆转录病毒的基因组RNA以逆转录机制复制

二、逆转录的发现发展了中心法则 三、真核生物线粒体DNA按D环方式复制 思考题

1、DNA复制的主要特征包括包括哪些？各为什么？

2、原核生物DNA的复制体系有哪些酶及蛋白质成分？各有何作用？ 3、冈崎片段合成结束时是如何连接的？

4、DNA聚合酶、拓扑酶和连接酶都催化3，5-磷酸二酯键的生成，各有何不同？ 5、真核生物的DNA复制如何实现高速及保真性？ 6、端粒有何作用？为何有些肿瘤的发生与端粒有关？ 7、阐述逆转录的基本过程和逆转录现象发现的重大研究价值。

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第十五章 DNA损伤与修复

第一节 DNA损伤

一、多种因素通过不同机制导致DNA损伤 〔一〕体内因素 1、DNA复制错误 2、DNA自身的不稳定性

3、机体代谢过程中产生的活性氧 〔二〕体外因素 1、物理因素 2、化学因素 3、生物因素

二、DNA损伤有多种类型 1、碱基损伤与糖基破坏 2、碱基之间发生错配 3、DNA链发生断裂 4、DNA链的共价交连

第二节 DNA损伤的修复

一、有些DNA损伤可以直接修复 1、嘧啶二聚体的直接修复 2、烷基化碱基的直接修复 3、无嘌呤位点的直接修复 4、单链断裂的直接修复

二、切除修复是最普遍的DNA修复方式 1、碱基切除修复 2、核苷酸切除修复 3、碱基错配修复

三、DNA严重损伤时需要重组修复 1、同源重组修复

2、非同源末端连接的重组修复

四、某些修复发生在跨越损伤DNA的复制时间之后 1、重组跨越损伤修复 2、合成跨越损伤修复

第三节 DNA损伤和修复的意义

一、DNA损伤具有双重效应

二、DNA损伤修复障碍与肿瘤等多种疾病相关 〔一〕DNA损伤修复系统缺陷与肿瘤 〔二〕DNA损伤修复缺陷与人类遗传病 〔三〕DNA损伤修复与衰老

〔四〕DNA损伤修复缺陷与免疫性疾病

思考题

1、有很多突变，对于野生型基因是隐形的，也就是说，在一个含有野生型与突变型基因的二倍体细施中，野生型的特性能够得到表达。请根据基因突变理论，解释这一事实。 2、 RecA蛋白足如何调节SOS的？．

3、为什么DNA的甲基化状态可以被DHA损伤修复所利用？ 4、突变能影响高等真核生物结构基因表达的几个水平？ 5、假如发生了碱基对的错配，如何被有效修复？

第十六章 RNA的生物合成

第一节 原核生物转录的模板和酶 一 原核生物转录的模板 二、RNA聚合酶催化RNA合成

（一）RNA聚合酶能从头启动RNA链的合成 （二）RNA聚合酶由多个亚基组成

三、RNA聚合酶结合到DNA的启动子上启动转录 第二节 原核生物的转录过程

一、转录起始需要RNA聚合酶全酶 二、RNApol核心酶独立延长RNA链

三、原核生物转录延长与蛋白质的翻译同时进行

四、原核生物转录终止分为依赖p因子与非依赖p因子两大类 （一）依赖因子p的转录终止 （二）非依赖因子p的转录终止 第三节 真核生物RNA的生物合成 一、真核生物有三种DNA依赖的RNA聚合酶 二、转录因子在真核生物转录起始中具有重要作用 （一）转录前起始复合体的形成

（二）少数几个反式作用因子的搭配启动特定基因的转录 三、真核生物转录延长过程中没有转录与翻译同步的现象 四、真核生物的转录终止和加尾修饰同时进行 第四节 真核生物RNA的加工和降解

一、核不均一RNA经首、尾 修饰和剪接后成为和成熟的mRNA （一）前体RNA在5`-端加入“帽”结构

（二）前体mRNA在3`-端特异位点断裂并加上多聚腺苷酸尾结构 （三）前体mRNA的剪接主要是去除内含子 1、内含子形成套索RNA被剪除 2、内含子在剪接接口处剪除 4、剪接体是内含子剪接场所

5、 前体mRNA分子有剪切和剪接两种模式 （四）前体mRNA分子可发生可变剪接

（五）mRNA编辑是对基因的编码序列进行转录后加工 二、真核rRNA前体经过剪接形成不同类别的rRNA 三、真核生物前体tRNA的加工包括核苷酸的碱基修饰 四、RNA催化一些真核和原核基因内含子的自剪接 五、RNA在细胞内的降解有多种途径

（一）依赖于脱腺苷酸化的mRNA降解是重要的mRNA代谢途径 （二）无义介导的mRNA降解是重要的真核细胞mRNA质量监控机制 思考题：

1、何谓不对称转录？请比较复制与转录的异同。 2、RNA聚合酶由哪些亚基组成？各亚基的功能是什么？

3、启动子在RNA转录中有何作用？对启动子研究的方法是什么？

4、简述原核生物转录的过程。 5、何谓转录空泡？

6、说明依赖Rho的转录终止和 非依赖Rho的转录终止有何区别？

7、真核生物RNA聚合酶各有多少种？比较他们的转录产物与对α-鹅膏荤碱的敏感性区别。 8、真核细胞mRNA、tRNA 、rRNA的加工方式有哪些？ 9、何谓外显子、内含子、剪接体、丰富基因、核酶？

第十七章 蛋白质的生物合成

第一节 蛋白质生物合成体系

一、mRNA是蛋白质合成的信息模板 1、方向性 2、连续性 3、简并性 4、摆动性 5、通用性

二、氨基酰-tRNA通过其反密码子与mRNA中对应的密码子互补结合 三、核糖体是肽链“装配厂”

四、肽链生物合成需要酶类和蛋白质因子

第二节氨基酸与tRNA的连接

一、氨基酰-tRNA合成酶识别特定氨基酸和tRNA 二、肽链合成的起始需要特殊的起始氨基酰-tRNA

第三节 肽链的生物合成过程

一、翻译起始复合物的装配启动肽链合成 （一）原核生物翻译起始复合物的形成 1、核糖体大小亚基分离

2、核糖体小亚基结合于mRNA的起始密码子附近 3、fMet-tRNAfMet结合在核糖体P位 4、核糖体大亚基结合形成起始复合物 （二）真核生物翻译起始复合物的形成 1、核糖体大小亚基分离

2、fMet-tRNAiMet定位结合于小亚基P位 3、mRNA与核糖体小亚基定位结合 4、核糖体大亚基结合

二、在核糖体上重复进行的三步反应延长肽链 1、进位 2、成肽 3、转位

三、终止密码子和释放因子导致肽链合成停止

第四节肽链生物合成后的加工和靶向输送

一、肽链折叠为功能构象需要分子伴侣 1、热激蛋白

2、伴侣蛋白Gro和Gro ES

二、肽链的肽键水解生成活性蛋白质或功能肽 （一）合成后肽链的末端被水解加工 （二）肽链中肽键水解产生多种功能肽

三、肽链中氨基酸残基的化学修饰增加蛋白质功能多样性 四、亚基聚合形成功能性蛋白质复合物 五、蛋白质合成后被靶向输送至细胞特定部位 （一）分泌型蛋白在内质网加工运转

（二）定位于内质网的蛋白质C－端含有滞留信号序列 （三）大部分线粒体蛋白质在细胞质合成后靶向输入线粒体 （四）质膜蛋白质由囊泡靶向转运至细胞膜 （五）细胞核蛋白质由核输入因子运载经核孔入核

第五节 蛋白质合成的干扰与抑制

一、许多抗生素通过抑制肽链生物合成发挥作用 （一）抑制肽链合成起始的抗生素 （二）抑制肽链延长的抗生素 1、干扰进位的抗生素 2、引起读码错误的抗生素 3、影响成肽的抗生素 4、影响转位的抗生素

二、某些毒素抑制真核生物蛋白质合成

三、干扰素经抑制蛋白质生物合成而呈现抗病毒作用

思考题：

1、参与蛋白质生物合成体系的物质有哪些？各自的作用是什么？ 2、遗传密码的特点有哪些？每个的定义是什么？ 3、试述氨基酰-tRNA合成酶有何作用？

4、具有起始功能的原核生物、真核生物的氨基酰-tRNA的符号各是什么？ 5、试述原核生物蛋白质合成的主要步骤。 6、何谓SD序列？有何作用？

7、试述多肽链合成后的一级结构修饰的主要内容。 8、何谓信号序列和靶向输送？

第十八章 基因表达调控

第一节 基因表达与基因表达调控的基本概念与特点

一、基因表达是基因转录和翻译的过程

二、基因表达具有时间特异性和空间特异性

〔一〕时间特异性是指基因表达按一定的时间顺序发生

〔二〕空间特异性是指多细胞生物个体在特定生长发育阶段，同一基因在不同的组织器官表达不同

三、基因表达的方式存在多样性

〔一〕有些基因几乎存在所有细胞中持续表达 〔二〕有些基因的表达受到环境变化的诱导和阻遏 〔三〕生物体内不同基因的表达受到协调调节

四、基因表达受顺式作用元件和反式作用因子共同调节 五、基因表达调控呈现多层次和复杂性

六、基因表达调控是生物体生长和发育的基础

〔一〕生物体调节基因表达以适应环境、维持生长和增殖 〔二〕生物体调节基因表达以维持细胞分化与个体发育

第二节 原核基因表达调控

一、操纵子是原核基因转录调控的基本单位 二、乳糖操纵子是典型的诱导型调控 〔一〕乳糖操纵子的结构

〔二〕乳糖操纵子受到阻遏蛋白质和CAP的双重调节 1、阻遏蛋白的负性调节 2、CAP的正性调节 3、协同调节

三、色氨酸操纵子通过转录衰减的方式阻遏基因表达 四、原核基因表达在转录终止阶段有不同的调控机制 五、原核基因表达在翻译水平的多个环节受到精细调控 〔一〕转录与翻译的偶联调节提高了基因表达调控的有效性 〔二〕蛋白质分子结合于启动子或启动子周围进行自我调节

〔三〕翻译阻遏利用蛋白质与自身mRNA的结合实现对翻译起始的调控 〔四〕反义RNA结合mRNA翻译起始部位互补序列以调节翻译起始 〔五〕mRNA密码子的编码频率影响翻译速度

第三节 真核基因表达调控

一、真核细胞基因表达特点

二、染色质结构与真核基因表达密切相关 〔一〕转录活化的染色质对核酸酶极为敏感 〔二〕转录活化染色质的组蛋白发生改变 〔三〕CpG岛甲基化水平降低

三、基因组中的顺式作用元件是转录起始的关键调节部位 〔一〕真核生物启动子结构和调节远较原核生物复杂 〔二〕增强子是一种能够提高转录效率的顺式调控元件 〔三〕沉默子能够抑制基因的转录 四、转录因子是转录调控的关键分子 〔一〕通用转录因子 〔二〕特异转录因子

〔三〕转录因子作用的结构特点

1、转录因子的DNA结合结构域主要有以下几种 〔1〕锌指模体结构

〔2〕碱性螺旋－环－螺旋 〔3〕碱性亮氨酸拉链

2、转录因子的转录激活结构域 〔1〕酸性结构激活域 〔2〕谷氨酰氨富含结构域 〔3〕脯氨酸富含结构域

〔四〕二聚化是常见的蛋白质－蛋白质相互作用方式 五、转录起始复合物的动态构成是转录调控的主要方式 〔一〕启动子与RNA聚合酶活性 〔二〕调节蛋白与RNA聚合酶活性

六、转录后调控主要影响真核mRNA的结构与功能 〔一〕mRNA的稳定性影响真核生物基因表达

〔二〕一些非编码小分子RNA可引起转录后基因沉默

〔三〕mRNA前体的选择性剪接可以调节真核生物基因表达 七、真核基因表达在翻译及翻译后仍可受到调控

一、糖组学研究生命体聚糖多样性及其生物学功能 〔一〕糖组学分为结构糖组学与功能糖组学两个分支

〔二〕色谱分离/质谱鉴定和糖微阵列技术是糖组学研究的主要技术 1、色谱分离与质谱鉴定技术 2、糖微阵列技术 3、生物信息学

〔三〕糖组学与肿瘤的关系密切

二、脂组学揭示生命体脂质多样性及其代谢调控 〔一〕脂质组学是代谢组学的一个分支 1、样品分离 2、脂质鉴定 3、数据库检索

〔二〕脂组学研究的三大步骤――分离、鉴定和数据库检索 〔三〕脂组学促进脂质生物标志物的发现和疾病诊断

第六节 组学在医学上的应用

〔一〕定位克隆技术是发现和鉴定疾病基因的重要手段 〔二〕SNPs是疾病易感性的重要遗传学基础

二、药物基因组学揭示遗传变异对药物效能和毒性的影响 〔一〕药物基因组学预测药物反应性并指导个体化用药 〔二〕基因多态性是药物基因组学的基础和重要研究内容 〔三〕鉴定基因序列的变异是药物基因组学的主要研究策略 三、蛋白质组学发现和鉴别药物新靶点

〔一〕疾病相关蛋白质组学的研究是发现和研究药物新靶点的有效途径 〔二〕耐药病原体的蛋白质组学将为新一代抗生素的发现提供新的契机 〔三〕信号转导分子和途径是药物设计的合理靶点 四、代谢组学是开展预测医学和个体化医学的重要手段 〔一〕代谢组学丰富了预测医学的内涵 〔二〕代谢组学促进了个体化医学的发展

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