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王镜岩生化第三版考研总结笔记
(2010年考研必备,完整详细版)
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目 录
绪 论 -----------------------------01 第
一
章
糖
类
-------------------------------01 第
二
章
脂
类
-------------------------------05 第
三
章
蛋
白
质
-------------------------------09 第
四
章
酶
类
-------------------------------27 第
五
章
核
酸
-------------------------------39
第 六 章 维生素与辅酶-------------------------47 第 七 章 激素和信号传导----------------------50 第
八
章
抗
生
素
----------------------------------56 第
九
章
生
物
氧
化
-------------------------------58 第
十
章
糖
代
谢
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----------------------------------62
第 十一 章 脂类代谢-----------------------------70 第 十二 章 氨基酸代谢---------------------------80 第 十三 章 核酸的降解和核苷酸代谢---------92 第 十四 章 DNA复制和修复--------------------99 第 十五 章 RNA合成-----------------------------107 第
十
六
章
蛋
白
质
合
成
---------------------------120
第 十七 章 细胞代谢和基因表达的调控-------126
绪 论
一、生物化学 Biochemistry:研究生物体的物质基础及在生命过程中的化学变化;研究生命现象的化学本质。用化学的理论和方法研究生命现象,揭示生命的奥秘。
还原论:个体、器官、组织、细胞、细胞器、超分子、分子、结构域、结构单元、原子 整体论:生命科学的飞跃
二、研究内容
1. 生物大分子结构与性质:糖、脂、蛋白质、酶、维生素、核酸、激素、抗生素(序列分析、X射线衍射、波谱、质谱、圆二色散性)
2. 生物大分子结构与功能:生物大分子分解、合成、转化、能量平衡 3. 遗传信息传递及细胞代谢调控的分子机理 4. 生物大分子的提取、改造及利用(生物工程)
三、生物化学的发展历史
1. 静态生物化学时期(1920年前) 研究生物体内物质的化学组成和性质 2. 动态生物化学时期(1950年前)
糖、脂、蛋白质、核酸等的代谢关系;物质代谢途径及动态平衡、生物氧化、能量转化 3. 机能生物化学时期(1950年后)
功能:遗传、生殖、生长、发育、循环、呼吸、消化、运动、内分泌的分子机理
第一章 糖 类
1
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第一节 糖类概述
一、糖类是地球上数量最多的化合物 贮藏性糖:低聚糖,淀粉(植物),糖原(动物) 结构多糖:纤维素,木质素,壳多糖 , 肽聚糖 二、 糖的概念
多羟基的醛类或酮类以及它们的衍生物或聚合物。 元素组成:CH2O(碳水化合物是不科学但默认的称呼) 功能基团:醛糖,酮糖
碳链长短:丙糖 (甘油醛和二羟丙酮) 、丁糖 、戊糖、己糖 三、 糖的分类与命名
1、单糖:不能被水解为更小分子的糖。 2、寡糖:2-6个单糖分子脱水缩合而成 3、多糖:
均一性多糖:淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质
不均一性多糖:糖胺多糖类(透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等)
4、结合糖(复合糖,糖缀合物,glycoconjugate ):糖脂、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等 5、糖的衍生物:糖醇、糖酸、糖胺、糖苷 四、 糖类的生物学功能
1、能源 2、结构成分 3、物质代谢的碳骨架(碳源) 4、细胞或生物大分子之间识别的信息:糖蛋白
第二节 单糖 一、 单糖的结构
1、 单糖的链状结构Fisher投影式表示 确定链状结构的方法(葡萄糖):
a. 与Fehling试剂或其它醛试剂反应,含有醛基。 b. 与乙酸酐反应,产生具有五个乙酰基的衍生物。 c. 用钠、汞剂作用,生成山梨醇。
Fisher投影式表示方法:碳骨架、竖直写;氧化程度最高的碳原子在上方 左旋异构体(levorotary,L)或L型异构体。
右旋型异构体(dextrorotary),或D型异构体。
差向异构体(epimer):又称表异构体,只有一个不对称碳原子上的基因排列方式不同的非对映异构体,如D-葡萄糖与D-半乳糖。
2、单糖的环状结构用Havorth结构式或构象式表示 Havorth结构式:
① 画一个五员或六员环
② 从氧原子右侧的端基碳(anomerio carbon)开始,画上半缩醛羟基,在Fischer投影式中右侧的居环下,左侧居环上。
?-型头异构体:半缩醛羟基与羟甲基位于环平面两侧 ?-型头异构体:半缩醛羟基与羟甲基位于环平面同侧
构象式:最能正确地反映糖的环状结构——折叠形结构。 3、 几种重要的单糖的链状和环状结构式 (1) 丙糖:D-甘油醛 二羟丙酮(√) (2) 丁糖:D-赤鲜糖
2
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(3) 戊糖:D-核糖 D-脱氧核糖 D-核酮糖(√) (4) 己糖:D-葡萄糖(?-型及?型) D-果糖(√) (5) 庚糖:D-景天庚酮糖 4、 构型与构象的概念
构型:分子中由于各原子或基团间特有的固定的空 间排列方式不同而使它呈现出不同的较定的立体结构 构象:由于分子中的某个原子(基团)绕C-C单键自由旋转而形成的不同的暂时性的易变的空间结构形式
5、 构型与旋光性没有对应关系 构型不同旋光性就不同。但是构型与旋光性之间没有必然的对应规律,每一种物质的旋光性只能通过实验来确定。 二、 单糖的物理化学性质 (一)物理性质
旋光性:是鉴定糖的一个重要指标 甜度:以蔗糖的甜度为标准
溶解性:易溶于水而难溶于乙醚、丙酮等有机溶剂 (二) 化学性质
1、 变旋现象(mutarotation)
在溶液中,糖的链状结构和环状结构(?、?)之间可以相互转变,最后达到一个动态平衡,称为变旋现象。
2、 糠醛反应(HCL)
(1) Molish反应可以鉴定单糖的存在。 (2) Seliwannoff反应可以鉴别醛糖与酮糖
酮糖 HCL、间苯二酚 红色 醛糖 HCL、间苯二酚 浅色
3、 单糖具有还原性
还原性糖:能被弱氧化剂(如Fehhing试剂、Benedict试剂)氧化的糖 醛基氧化:糖酸(aldonic acid) 伯醇基氧化:糖醛酸(uronic acid)
醛基、伯醇基同时氧化:糖二酸(alduric acid) 4、单糖的羰基可以被还原为羰醇 5、同分异构化
在弱碱性溶液中,D-葡萄糖、D-甘露糖和D-果糖,可以通过烯醇或而相互转化 6、羟基酯化
糖的磷酸酯及其衍生物是糖的代谢活性形式(糖代谢的中间产物)。 葡萄糖的核苷二磷酸酯,如UDPG参与多糖的生物合成。 7、 糖苷化(半缩醛羟基发生取代) 8、 糖脎反应(亲核加成)
糖脎反应发生在醛糖和酮糖的链状结构上。 四、 重要的单糖衍生物 1、 糖醇:山梨醇 2、 糖醛酸
单糖的伯醇基被氧化成-COOH。?-D-葡萄醛酸和差向异构物?-L-艾杜糖醛酸 3、氨基糖(糖胺)amino sugar, glycosamine)
3
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4、 糖苷
Glc糖苷,Gal糖苷。 5、 脱氧糖
6-脱氧D-甘露糖 L-岩藻糖 2-脱氧D-核糖
第三节 寡糖
1、麦芽糖(meltose)
性质:① 变旋现象 ② 具有还原性③ 能成脎 2、 蔗糖(sucrose) [葡萄糖-?,?(1-2)-果糖苷] 性质:① 无变旋现象 ② 无还原性 ③ 不能成脎 3、乳糖( ?-Lactose ?-lactose ):
?-半乳糖----- ?(1-4)糖苷键 ---- ?(或?)-葡萄糖 性质:① 有变旋现象 ② 具有还原性 ③ 能成脎 4、纤维二糖(cellobiose) [葡萄糖-?(1,4)-葡萄糖苷]
性质:① 具有变旋现象 ② 具有还原性 ③ 能成脎 5、 海藻糖 trehalose
两分子α-D-Glc,在C1上的两个半缩醛羟基之间脱水,由α-1.1糖苷键构成。 第四节 多糖 一、 均一性多糖 1、 淀粉
① 直链淀粉:α-1,4糖苷键,长而紧密的螺旋管形。遇碘显兰色
② 支链淀粉: α-1,4、 α-1,6糖苷键,不能形成螺旋管,遇碘显紫色。 2、 糖元
与支链淀粉类似,但分支程度更高,每隔4个葡萄糖残基便有一个分支,含有大量的非原性端,可以被迅速动员水解。遇碘显红褐色。 3、 纤维素
?-D-葡萄糖分子以?-(1-4)糖苷键相连而成直链。 4、 几丁质(壳多糖):
N-乙酰-?-D-葡萄糖胺以?(1,4)糖苷链相连成的直链。 二、 不均一性多糖
其中,糖胺聚糖类(也称粘多糖,mucopoly saceharides,、氨基多糖等)是蛋白聚糖的主要组分
1、透明质酸 2、硫酸软骨素 3、硫酸皮肤素 4、硫酸用层酸 5、肝素 6、硫酸乙酰肝素
第五节 结合糖
糖+蛋白→糖蛋白(蛋白聚糖、肽聚糖) 糖+脂→糖脂
糖+核酸→糖—核酸 一、 糖蛋白
短的寡糖链与蛋白质共价相连即形成糖蛋白。 糖蛋白的总体性质更接近蛋白质。
寡糖链常常是具分支的杂糖链,不呈现重复的双糖系列,一般由2-10个单体(少于15)组成,未端成员常常是唾液酸或L-岩藻糖。
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