生化简明教程(第4版)主编:张丽萍_杨建雄 课后答案
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生物化学1.绪论1.1生物化学的研究内容1、生物化学:是指用化学的理论和方法从分子水平来研究生物体的化学组成和生命过程中化学变化的规律的科学。
(重点)2、研究范畴主要是:a、生物体的化学组成,生物分子的结构,性质及功能。
b.生物分子的分解与合成,反应过程中的能量变化,及新陈代谢的调节与控制。
c.生物信息分子的合成及其调控,也就是遗传信息的贮存、传递和表达。
1.2生物化学发展简史1.2.1蛋白质的研究历程1.2.2核酸的研究历程1.3生物化学的知识框架和学习方法1.3.1生命物质主要元素组成的规律1.3.2生物大分子组成的共同规律1.3.3物质代谢与能量代谢的规律性1.3.4生物界遗传信息传递的统一性2.蛋白质(重点)蛋白质的主要元素组成:C、H、O、N、S及P(主要元素)Fe、Cu、Zn、Mo、I、Se(微量元素)不同蛋白质的氮含量很相近的,平均含量为16%,这是凯氏定氮法测蛋白质含量的理论依据:蛋白质含量=(总含氮量—无机含氮量)*6。
252.1蛋白质的分类(重点)2.1.1根据分子形状分类1、球状蛋白质2、纤维状蛋白质3、膜蛋白质2.1.2根据分子组成分类1、简单蛋白质(仅由肽链组成,不包含其他辅助成分的蛋白质称简单蛋白质。
)如:清蛋白2、结合蛋白质(又称缀合蛋白质。
由简单蛋白质和辅助成份组成,其辅助成分通常称为辅基/辅助因子)2.1.3根据功能分类酶调节蛋白贮藏蛋白质转运蛋白质运动蛋白防御蛋白和毒蛋白受体蛋白支架蛋白结构蛋白异常蛋白2.2蛋白质的组成单位—氨基酸1、蛋白质的水解产物为氨基酸,说明氨基酸是蛋白质的基本组成单位。
2、氨基酸是指分子中既有氨基又有羧基的化合物。
3、生物体用于合成蛋白质的氨基酸有20种,除脯氨酸外(不是氨基酸,而是亚氨基酸),其余19种都是氨基位于α—碳原子上的α—氨基酸。
2.2.1氨基酸的结构通式(重点)1、结构通式:从结构上看:除甘氨酸外,所有α—氨基酸分子中的α—碳原子都为不对称的碳原子。
9 糖代谢1.假设细胞匀浆中存在代谢所需要的酶和辅酶等必需条件,若葡萄糖的C-1处用14C标记,那么在下列代谢产物中能否找到14C标记。
(1)CO2;(2)乳酸;(3)丙氨酸。
解答:(1)能找到14C标记的CO2 葡萄糖→→丙酮酸(*C1) →氧化脱羧生成标记的CO2。
(2)能找到14C标记的乳酸丙酮酸(*C1)加NADH+H+还原成乳酸。
(3)能找到14C标记的丙氨酸丙酮酸(*C1) 加谷氨酸在谷丙转氨酶作用下生成14C标记的丙氨酸。
2.某糖原分子生成n 个葡糖-1-磷酸,该糖原可能有多少个分支及多少个α-(1—6)糖苷键(*设:糖原与磷酸化酶一次性作用生成)?如果从糖原开始计算,lmol葡萄糖彻底氧化为CO2和H2O,将净生成多少mol ATP?解答:经磷酸化酶作用于糖原的非还原末端产生n个葡萄糖-1-磷酸, 则该糖原可能有n+1个分支及n+1个α-(1—6)糖苷键。
如果从糖原开始计算,lmol葡萄糖彻底氧化为CO2和 H2O, 将净生成33molATP。
3.试说明葡萄糖至丙酮酸的代谢途径,在有氧与无氧条件下有何主要区别?解答:(1)葡萄糖至丙酮酸阶段,只有甘油醛-3-磷酸脱氢产生NADH+H+ 。
NADH+H+代谢去路不同,在无氧条件下去还原丙酮酸; 在有氧条件下,进入呼吸链。
(2)生成ATP的数量不同,净生成2mol ATP;有氧条件下净生成7mol ATP。
葡萄糖至丙酮酸阶段,在无氧条件下,经底物磷酸化可生成4mol ATP(甘油酸-1,3-二磷酸生成甘油酸-3-磷酸,甘油酸-2-磷酸经烯醇丙酮酸磷酸生成丙酮酸),葡萄糖至葡--二磷酸分别消耗了1mol ATP, 在无氧条件下净生成糖-6-磷酸,果糖-6-磷酸至果糖1,62mol ATP。
在有氧条件下,甘油醛-3-磷酸脱氢产生NADH+H+进入呼吸链将生成2×2.5mol ATP,所以净生成7mol ATP。
4.O2没有直接参与三羧酸循环,但没有O2的存在,三羧酸循环就不能进行,为什么?丙二酸对三羧酸循环有何作用?解答:三羧酸循环所产生的3个NADH+H+和1个FADH2需进入呼吸链,将H+和电子传递给O2生成H2O。
1 绪论1.生物化学研究的对象和内容是什么?解答:生物化学主要研究:(1)生物机体的化学组成、生物分子的结构、性质及功能;(2)生物分子分解与合成及反应过程中的能量变化;(3)生物遗传信息的储存、传递和表达;(4)生物体新陈代谢的调节与控制。
2.你已经学过的课程中哪些内容与生物化学有关。
提示:生物化学是生命科学的基础学科,注意从不同的角度,去理解并运用生物化学的知识。
3.说明生物分子的元素组成和分子组成有哪些相似的规侓。
解答:生物大分子在元素组成上有相似的规侓性。
碳、氢、氧、氮、磷、硫等6种是蛋白质、核酸、糖和脂的主要组成元素。
碳原子具有特殊的成键性质,即碳原子最外层的4个电子可使碳与自身形成共价单键、共价双键和共价三键,碳还可与氮、氧和氢原子形成共价键。
碳与被键合原子形成4个共价键的性质,使得碳骨架可形成线性、分支以及环状的多种多性的化合物。
特殊的成键性质适应了生物大分子多样性的需要。
氮、氧、硫、磷元素构成了生物分子碳骨架上的氨基(—NH 2)、羟基(—OH )、羰基(C O)、羧基(—COOH )、巯基(—SH )、磷酸基(—PO 4 )等功能基团。
这些功能基团因氮、硫和磷有着可变的氧化数及氮和氧有着较强的电负性而与生命物质的许多关键作用密切相关。
生物大分子在结构上也有着共同的规律性。
生物大分子均由相同类型的构件通过一定的共价键聚合成链状,其主链骨架呈现周期性重复。
构成蛋白质的构件是20种基本氨基酸。
氨基酸之间通过肽键相连。
肽链具有方向性(N 端→C 端),蛋白质主链骨架呈“肽单位”重复;核酸的构件是核苷酸,核苷酸通过3′, 5′-磷酸二酯键相连,核酸链也具有方向性(5′、→3′ ),核酸的主链骨架呈“磷酸-核糖(或脱氧核糖)”重复;构成脂质的构件是甘油、脂肪酸和胆碱,其非极性烃长链也是一种重复结构;构成多糖的构件是单糖,单糖间通过糖苷键相连,淀粉、纤维素、糖原的糖链骨架均呈葡萄糖基的重复。
生物化学简明教程课后习题答案HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】1绪论1.生物化学研究的对象和内容是什么?解答:生物化学主要研究:(1)生物机体的化学组成、生物分子的结构、性质及功能;(2)生物分子分解与合成及反应过程中的能量变化;(3)生物遗传信息的储存、传递和表达;(4)生物体新陈代谢的调节与控制。
2.你已经学过的课程中哪些内容与生物化学有关。
提示:生物化学是生命科学的基础学科,注意从不同的角度,去理解并运用生物化学的知识。
3.说明生物分子的元素组成和分子组成有哪些相似的规侓。
解答:生物大分子在元素组成上有相似的规侓性。
碳、氢、氧、氮、磷、硫等6种是蛋白质、核酸、糖和脂的主要组成元素。
碳原子具有特殊的成键性质,即碳原子最外层的4个电子可使碳与自身形成共价单键、共价双键和共价三键,碳还可与氮、氧和氢原子形成共价键。
碳与被键合原子形成4个共价键的性质,使得碳骨架可形成线性、分支以及环状的多种多性的化合物。
特殊的成键性质适应了生物大分子多样性的需要。
氮、氧、硫、磷元素构成了生物分子碳骨架上的氨基(—NH2)、羟基(—OH)、羰基(CO)、羧基(—COOH)、巯基(—SH)、磷酸基(—PO4 )等功能基团。
这些功能基团因氮、硫和磷有着可变的氧化数及氮和氧有着较强的电负性而与生命物质的许多关键作用密切相关。
生物大分子在结构上也有着共同的规律性。
生物大分子均由相同类型的构件通过一定的共价键聚合成链状,其主链骨架呈现周期性重复。
构成蛋白质的构件是20种基本氨基酸。
氨基酸之间通过肽键相连。
肽链具有方向性(N 端→C端),蛋白质主链骨架呈“肽单位”重复;核酸的构件是核苷酸,核苷酸通过3′, 5′-磷酸二酯键相连,核酸链也具有方向性(5′、→3′ ),核酸的主链骨架呈“磷酸-核糖(或脱氧核糖)”重复;构成脂质的构件是甘油、脂肪酸和胆碱,其非极性烃长链也是一种重复结构;构成多糖的构件是单糖,单糖间通过糖苷键相连,淀粉、纤维素、糖原的糖链骨架均呈葡萄糖基的重复。
2 蛋白质化学1.用于测定蛋白质多肽链N端、C端的常用方法有哪些?基本原理是什么?解答:(1)N-末端测定法:常采用2,4―二硝基氟苯法、Edman降解法、丹磺酰氯法。
①2,4―二硝基氟苯(DNFB或FDNB)法:多肽或蛋白质的游离末端氨基与2,4―二硝基氟苯(2,4―DNFB)反应(Sanger反应),生成DNP―多肽或DNP―蛋白质。
由于DNFB与氨基形成的键对酸水解远比肽键稳定,因此DNP―多肽经酸水解后,只有N―末端氨基酸为黄色DNP―氨基酸衍生物,其余的都是游离氨基酸。
②丹磺酰氯(DNS)法:多肽或蛋白质的游离末端氨基与与丹磺酰氯(DNS―Cl)反应生成DNS―多肽或DNS―蛋白质。
由于DNS与氨基形成的键对酸水解远比肽键稳定,因此DNS―多肽经酸水解后,只有N―末端氨基酸为强烈的荧光物质DNS―氨基酸,其余的都是游离氨基酸。
③苯异硫氰酸脂(PITC或Edman降解)法:多肽或蛋白质的游离末端氨基与异硫氰酸苯酯(PITC)反应(Edman反应),生成苯氨基硫甲酰多肽或蛋白质。
在酸性有机溶剂中加热时,N―末端的PTC―氨基酸发生环化,生成苯乙内酰硫脲的衍生物并从肽链上掉下来,除去N―末端氨基酸后剩下的肽链仍然是完整的。
④氨肽酶法:氨肽酶是一类肽链外切酶或叫外肽酶,能从多肽链的N端逐个地向里切。
根据不同的反应时间测出酶水解释放的氨基酸种类和数量,按反应时间和残基释放量作动力学曲线,就能知道该蛋白质的N端残基序列。
(2)C―末端测定法:常采用肼解法、还原法、羧肽酶法。
肼解法:蛋白质或多肽与无水肼加热发生肼解,反应中除C端氨基酸以游离形式存在外,其他氨基酸都转变为相应的氨基酸酰肼化物。
② 还原法:肽链C 端氨基酸可用硼氢化锂还原成相应的α―氨基醇。
肽链完全水解后,代表原来C ―末端氨基酸的α―氨基醇,可用层析法加以鉴别。
③ 羧肽酶法:是一类肽链外切酶,专一的从肽链的C ―末端开始逐个降解,释放出游离的氨基酸。
生物化学简明教程(第四版)课后习题2 蛋白质化学1.用于测定蛋白质多肽链N端、C端的常用方法有哪些?基本原理是什么?解答:(1)N-末端测定法:常采用2,4―二硝基氟苯法、Edman降解法、丹磺酰氯法。
①2,4―二硝基氟苯(DNFB或FDNB)法:多肽或蛋白质的游离末端氨基与2,4―二硝基氟苯(2,4―DNFB)反应(Sanger反应),生成DNP―多肽或DNP―蛋白质。
由于DNFB与氨基形成的键对酸水解远比肽键稳定,因此DNP―多肽经酸水解后,只有N―末端氨基酸为黄色DNP―氨基酸衍生物,其余的都是游离氨基酸。
②丹磺酰氯(DNS)法:多肽或蛋白质的游离末端氨基与与丹磺酰氯(DNS―Cl)反应生成DNS―多肽或DNS―蛋白质。
由于DNS与氨基形成的键对酸水解远比肽键稳定,因此DNS―多肽经酸水解后,只有N―末端氨基酸为强烈的荧光物质DNS―氨基酸,其余的都是游离氨基酸。
③苯异硫氰酸脂(PITC或Edman降解)法:多肽或蛋白质的游离末端氨基与异硫氰酸苯酯(PITC)反应(Edman反应),生成苯氨基硫甲酰多肽或蛋白质。
在酸性有机溶剂中加热时,N―末端的PTC―氨基酸发生环化,生成苯乙内酰硫脲的衍生物并从肽链上掉下来,除去N―末端氨基酸后剩下的肽链仍然是完整的。
④氨肽酶法:氨肽酶是一类肽链外切酶或叫外肽酶,能从多肽链的N端逐个地向里切。
根据不同的反应时间测出酶水解释放的氨基酸种类和数量,按反应时间和残基释放量作动力学曲线,就能知道该蛋白质的N端残基序列。
(2)C―末端测定法:常采用肼解法、还原α-脂蛋白pI 5.8<环境pH 9.0,带负电荷,向正极移动。
4.何谓蛋白质的变性与沉淀?二者在本质上有何区别?解答:蛋白质变性的概念:天然蛋白质受物理或化学因素的影响后,使其失去原有的生物活性,并伴随着物理化学性质的改变,这种作用称为蛋白质的变性。
变性的本质:分子中各种次级键断裂,使其空间构象从紧密有序的状态变成松散无序的状态,一级结构不破坏。
8 新陈代谢总论与生物氧化1.已知NADH+H+经呼吸链传递遇O2生成水的过程可以用下式表示:NADH + H+ + 1/2O2 H2O + NAD+试计算反应的、。
解答:在呼吸链中各电子对标准氧化还原电位的不同,实质上也就是能级的不同。
自由能的变化可以由反应物与反应产物的氧化还原电位计算。
氧化还原电位和自由能的关系可由以下公式计算:代表反应的自由能,n为电子转移数 ,F为Farady常数,值为96.49kJ/V, 为电位差值。
以kJ/mol计。
NADH+H+ + 1/2O2 → NAD+ + H2OG(θ=-2×96.49×[+0.82 -(-0.32)]=-220 kJ/mol2.在呼吸链传递电子的系列氧化还原反应中,请指出下列反应中哪些是电子供体,哪些是电子受体,哪些是氧化剂,哪些是还原剂(E-FMN为NADH脱氢酶复合物含铁硫蛋白,辅基为FMN)?(1)NADH+H++E-FMNNAD++E-FMNH2(2)E-FMNH2+2Fe3+E-FMN+2Fe2++2H+(3) 2Fe2++2H++Q2Fe3++QH2解答:在氧化―还原反应中,如果反应物失去电子,则该物质称为还原剂;如果反应物得到电子, 则该反应物称为氧化剂。
所以得出如下结论:反应电子供体电子受体还原剂氧化剂(1)(2)(3)NADH E-FMN NADH E-FMNE-FMNH2 Fe3+ E-FMNH2 Fe3+Fe2+ Q Fe2+ Q 3.组成原电池的两个半电池,半电池A含有1mol/L的甘油酸-3-磷酸和1mol/L的甘油醛-3-磷酸,而另外的一个半电池B含有1mol/L NAD+和1mol/L NADH。
回答下列问题:(1)哪个半电池中发生的是氧化反应?(2)在半电池B中,哪种物质的浓度逐渐减少?(3)电子流动的方向如何?(4)总反应(半电池A+半电池B)的ΔE是多少?解答:氧化还原电位ΔE(θ的数值愈低,即供电子的倾向愈大, 本身易被氧化成为还原剂, 另一种物质则作为氧化剂易得到电子被还原。
生物化学第四版答案【篇一:生物化学简明教程第4版课后习题答案】学研究的对象和内容是什么?解答:生物化学主要研究:(1)生物机体的化学组成、生物分子的结构、性质及功能;(2)生物分子分解与合成及反应过程中的能量变化;(3)生物遗传信息的储存、传递和表达;(4)生物体新陈代谢的调节与控制。
2.你已经学过的课程中哪些内容与生物化学有关。
提示:生物化学是生命科学的基础学科,注意从不同的角度,去理解并运用生物化学的知识。
3.说明生物分子的元素组成和分子组成有哪些相似的规侓。
解答:生物大分子在元素组成上有相似的规侓性。
碳、氢、氧、氮、磷、硫等6种是蛋白质、核酸、糖和脂的主要组成元素。
碳原子具有特殊的成键性质,即碳原子最外层的4个电子可使碳与自身形成共价单键、共价双键和共价三键,碳还可与氮、氧和氢原子形成共价键。
碳与被键合原子形成4个共价键的性质,使得碳骨架可形成线性、分支以及环状的多成了生物分子碳骨架上的氨基(—nh2)、羟基(—oh)、羰基(c)、羧基(—cooh)、巯基(—sh)、磷酸基(—po4 )等功能基团。
这些功能基团因氮、硫和磷有着可变的氧化数及氮和氧有着较强的电负性而与生命物质的许多关键作用密切相关。
生物大分子在结构上也有着共同的规律性。
生物大分子均由相同类型的构件通过一定的共价键聚合成链状,其主链骨架呈现周期性重复。
构成蛋白质的构件是20种基本氨基酸。
氨基酸之间通过肽键相连。
肽链具有方向性(n 端→c端),蛋白质主链骨架呈“肽单位”重复;核酸的构件是核苷酸,核苷酸通过3′, 5′-磷酸二酯键相连,核酸链也具有方向性(5′、→3′ ),核酸的主链骨架呈“磷酸-核糖(或脱氧核糖)”重复;构成脂质的构件是甘油、脂肪酸和胆碱,其非极性烃长链也是一种重复结构;构成多糖的构件是单糖,单糖间通过糖苷键相连,淀粉、纤维素、糖原的糖链骨架均呈葡萄糖基的重复。
1.绪论1-11-22 蛋白质化学1.用于测定蛋白质多肽链n端、c端的常用方法有哪些?基本原理是什么?解答:(1) n-末端测定法:常采用①2,4―二硝基氟苯法、edman降解法、丹磺酰氯法。
生物化学简明教程第4版课后习题答案第5章——脂类化合物和生物膜1.简述脂质的结构特点和生物学作用。
解答:(1)脂质的结构特点:脂质是生物体内一大类不溶于水而易溶于非极性有机溶剂的有机化合物,大多数脂质的化学本质是脂肪酸和醇形成的酯及其衍生物。
脂肪酸多为4碳以上的长链一元羧酸,醇成分包括甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇。
脂质的元素组成主要为碳、氢、氧,此外还有氮、磷、硫等。
(2)脂质的生物学作用:脂质具有许多重要的生物功能。
脂肪是生物体贮存能量的主要形式,脂肪酸是生物体的重要代谢燃料,生物体表面的脂质有防止机械损伤和防止热量散发的作用。
磷脂、糖脂、固醇等是构成生物膜的重要物质,它们作为细胞表面的组成成分与细胞的识别、物种的特异性以及组织免疫性等有密切的关系。
有些脂质(如萜类化合物和固醇等)还具有重要生物活性,具有维生素、激素等生物功能。
脂质在生物体中还常以共价键或通过次级键与其他生物分子结合形成各种复合物,如糖脂、脂蛋白等重要的生物大分子物质。
2.概述脂肪酸的结构和性质。
解答:(1)脂肪酸的结构:脂肪酸分子为一条长的烃链(“尾”)和一个末端羧基(“头”)组成的羧酸。
烃链以线性为主,分枝或环状的为数甚少。
根据烃链是否饱和,可将脂肪酸分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。
(2)脂肪酸的性质:①脂肪酸的物理性质取决于脂肪酸烃链的长度和不饱和程度。
烃链越长,非极性越强,溶解度也就越低。
②脂肪酸的熔点也受脂肪酸烃链的长度和不饱和程度的影响。
③脂肪酸中的双键极易被强氧化剂,如H2O2、超氧阴离子自由基()、羟自由基(·O H)等所氧化,因此含不饱和脂肪酸丰富的生物膜容易发生脂质过氧化作用,从而继发引起膜蛋白氧化,严重影响膜的结构和功能。
④脂肪酸盐属于极性脂质,具有亲水基(电离的羧基)和疏水基(长的烃链),是典型的两亲性化合物,属于离子型去污剂。
⑤必需脂肪酸中的亚油酸和亚麻酸可直接从植物食物中获得,花生四烯酸则可由亚油酸在体内转变而来。
1 绪论1.生物化学研究的对象和内容是什么?解答:生物化学主要研究:(1)生物机体的化学组成、生物分子的结构、性质及功能;(2)生物分子分解与合成及反应过程中的能量变化;(3)生物遗传信息的储存、传递和表达;(4)生物体新陈代谢的调节与控制。
2.你已经学过的课程中哪些内容与生物化学有关。
提示:生物化学是生命科学的基础学科,注意从不同的角度,去理解并运用生物化学的知识。
3.说明生物分子的元素组成和分子组成有哪些相似的规侓。
解答:生物大分子在元素组成上有相似的规侓性。
碳、氢、氧、氮、磷、硫等6种是蛋白质、核酸、糖和脂的主要组成元素。
碳原子具有特殊的成键性质,即碳原子最外层的4个电子可使碳与自身形成共价单键、共价双键和共价三键,碳还可与氮、氧和氢原子形成共价键。
碳与被键合原子形成4个共价键的性质,使得碳骨架可形成线性、分支以及环状的多种多性的化合物。
特殊的成键性质适应了生物大分子多样性的需要。
氮、氧、硫、磷元素构成了生物分子碳骨架上的氨基(—NH 2)、羟基(—OH )、羰基(C O )、羧基(—COOH )、巯基(—SH )、磷酸基(—PO 4 )等功能基团。
这些功能基团因氮、硫和磷有着可变的氧化数及氮和氧有着较强的电负性而与生命物质的许多关键作用密切相关。
生物大分子在结构上也有着共同的规律性。
生物大分子均由相同类型的构件通过一定的共价键聚合成链状,其主链骨架呈现周期性重复。
构成蛋白质的构件是20种基本氨基酸。
氨基酸之间通过肽键相连。
肽链具有方向性(N 端→C 端),蛋白质主链骨架呈“肽单位”重复;核酸的构件是核苷酸,核苷酸通过3′, 5′-磷酸二酯键相连,核酸链也具有方向性(5′、→3′ ),核酸的主链骨架呈“磷酸-核糖(或脱氧核糖)”重复;构成脂质的构件是甘油、脂肪酸和胆碱,其非极性烃长链也是一种重复结构;构成多糖的构件是单糖,单糖间通过糖苷键相连,淀粉、纤维素、糖原的糖链骨架均呈葡萄糖基的重复。
生物化学简明教程张丽萍第四版糖代谢9 糖代谢9.1多糖和低聚糖的酶促降解水解的键作用方式产物特性α-淀粉酶α-1,4糖苷键任何位置麦芽糖和葡萄耐热,不耐酸糖及小分子量多糖β-淀粉酶α-1,4糖苷键非还原性单位麦芽糖连续耐酸,不耐热单位极限糊精 ? 淀粉的酶促水解解α-淀粉酶:在淀粉分子内部任意水解α-1.4糖苷键。
(内切酶)β-淀粉酶:从非还原端开始,水解α-1.4糖苷键,依次水解下一个β-麦芽糖单位(外切酶)脱支酶(R酶):水解α-淀粉酶和β-淀粉酶作用后留下的极限糊精中的1.6-糖苷键。
? 淀粉的磷酸解 9.1.2纤维素的酶促水解9.2糖的分解代谢生物体内葡萄糖(糖原)的分解主要有三条途径:1. 无O2情况下,葡萄糖(G)→丙酮酸(Pyr)→ 乳酸(Lac)2. 有O2情况下,G → CO2 + H2O(经三羧酸循环)3. 有O2情况下,G → CO2 + H2O(经磷酸戊糖途径)9.2.1糖的无氧酵解定义:在酶的作用下,葡萄糖生成丙酮酸、NADH及少量ATP的过程。
糖酵解亦称EMP pathway, 以纪念Embden,Mayerholf 和Parnas。
部位:细胞质中。
分三阶段: 1.活化耗能:1~3步 2.裂解:4~5步 3.氧化放能:6~10步(一)活化耗能阶段 1. 磷酸化2. 异构化3. 再磷酸化(二)裂解阶段 4. 裂解5. 异构(三)氧化放能阶段 6. 氧化脱氢7. 生成ATP8. 异构9. 脱水10.再生成ATPEMP能量计算:EMP总反应式: C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi2CH3COCOOH+2(NADH+H+ )+2ATP无氧原(真)核:1molG生成2molATP 有氧2ATP+2NADH原核:2NADH=5ATP,共7ATP真核:2NADH=3ATP,共5ATPEMP调控:三个关键酶 : 己糖激酶磷酸果糖激酶丙酮酸激酶二、丙酮酸转变成乳酸或乙醇 1.生成乳酸2.生成乙醇NADH+H+ 来自于第6步,使NAD+再生。
2.测得一种血红蛋白含铁0.426%,计算其最低相对分子质量。
一种纯酶按质量计算含亮氨酸1.65%和异亮氨酸2.48%,问其最低相对分子质量是多少?解答:(1)血红蛋白:(2)酶:因为亮氨酸和异亮氨酸的相对分子质量相等,所以亮氨酸和异亮氨酸的残基数之比为:1.65%:2.48%=2:3,因此,该酶分子中至少含有2个亮氨酸,3个异亮氨酸。
4.何谓蛋白质的变性与沉淀?二者在本质上有何区别?解答:蛋白质变性的概念:天然蛋白质受物理或化学因素的影响后,使其失去原有的生物活性,并伴随着物理化学性质的改变,这种作用称为蛋白质的变性。
变性的本质:分子中各种次级键断裂,使其空间构象从紧密有序的状态变成松散无序的状态,一级结构不破坏。
蛋白质变性后的表现:① 生物学活性消失; ② 理化性质改变:溶解度下降,黏度增加,紫外吸收增加,侧链反应增强,对酶的作用敏感,易被水解。
蛋白质由于带有电荷和水膜,因此在水溶液中形成稳定的胶体。
如果在蛋白质溶液中加入适当的试剂,破坏了蛋白质的水膜或中和了蛋白质的电荷,则蛋白质胶体溶液就不稳定而出现沉淀现象。
沉淀机理:破坏蛋白质的水化膜,中和表面的净电荷。
蛋白质的沉淀可以分为两类:(1)可逆的沉淀:蛋白质的结构未发生显著的变化,除去引起沉淀的因素,蛋白质仍能溶于原来的溶剂中,并保持天然性质。
如盐析或低温下的乙醇(或丙酮)短时间作用蛋白质。
(2)不可逆沉淀:蛋白质分子内部结构发生重大改变,蛋白质变性而沉淀,不再能溶于原溶剂。
如加热引起蛋白质沉淀,与重金属或某些酸类的反应都属于此类。
蛋白质变性后,有时由于维持溶液稳定的条件仍然存在,并不析出。
因此变性蛋白质并不一定都表现为沉淀,而沉淀的蛋白质也未必都已经变性。
9.概述测定蛋白质一级结构的基本步骤。
解答:(1)测定蛋白质中氨基酸组成。
(2)蛋白质的N 端和C 端的测定。
(3)应用两种或两种以上不同的水解方法将所要测定的蛋白质肽链断裂,各自得到一系列大小不同的肽段。
1 绪论1.生物化学研究的对象和内容是什么?解答:生物化学主要研究:(1)生物机体的化学组成、生物分子的结构、性质及功能;(2)生物分子分解与合成及反应过程中的能量变化;(3)生物遗传信息的储存、传递和表达;(4)生物体新陈代谢的调节与控制。
2.你已经学过的课程中哪些内容与生物化学有关。
提示:生物化学是生命科学的基础学科,注意从不同的角度,去理解并运用生物化学的知识。
3.说明生物分子的元素组成和分子组成有哪些相似的规侓。
解答:生物大分子在元素组成上有相似的规侓性。
碳、氢、氧、氮、磷、硫等6种是蛋白质、核酸、糖和脂的主要组成元素。
碳原子具有特殊的成键性质,即碳原子最外层的4个电子可使碳与自身形成共价单键、共价双键和共价三键,碳还可与氮、氧和氢原子形成共价键。
碳与被键合原子形成4个共价键的性质,使得碳骨架可形成线性、分支以及环状的多种多性的化合物。
特殊的成键性质适应了生物大分子多样性的需要。
氮、氧、硫、磷元素构成了生物分子碳骨架上的氨基(—NH 2)、羟基(—OH )、羰基(C O)、羧基(—COOH )、巯基(—SH )、磷酸基(—PO 4 )等功能基团。
这些功能基团因氮、硫和磷有着可变的氧化数及氮和氧有着较强的电负性而与生命物质的许多关键作用密切相关。
生物大分子在结构上也有着共同的规律性。
生物大分子均由相同类型的构件通过一定的共价键聚合成链状,其主链骨架呈现周期性重复。
构成蛋白质的构件是20种基本氨基酸。
氨基酸之间通过肽键相连。
肽链具有方向性(N 端→C 端),蛋白质主链骨架呈“肽单位”重复;核酸的构件是核苷酸,核苷酸通过3′, 5′-磷酸二酯键相连,核酸链也具有方向性(5′、→3′ ),核酸的主链骨架呈“磷酸-核糖(或脱氧核糖)”重复;构成脂质的构件是甘油、脂肪酸和胆碱,其非极性烃长链也是一种重复结构;构成多糖的构件是单糖,单糖间通过糖苷键相连,淀粉、纤维素、糖原的糖链骨架均呈葡萄糖基的重复。
化学与生物工程学院11食品质量与安全肖翔第一章蛋白质蛋白质等电点:调节溶液得PH,使蛋白质所带得正电荷与负电荷恰好相等,总净电荷为零,在电场中既不向阳极运动,也不向阴极运动,这时溶液得PH称为该蛋白质得等电点蛋白质变性:天然蛋白质受物理或化学因素得影响,其分子内部原有得高度规律性结构发生变化,致使蛋白质得物理性质与生物学性质都有所改变,但蛋白质得一级结构不被破坏,这种现象称变性第二章核酸一种DNA 分子含40%得腺嘌呤核苷酸,另一种DNA分子含30%得胞嘧啶核苷酸,请问哪一种DNA得 Tm值高?为什么?解:后一种,因为G-C对含量高,A-T之间只有两个氢键,G-C之间有三个氢键已知人类细胞基因组得大小约30亿 bp,试计算一个二倍体细胞中 DNA 得总长度,这么长得 DNA 分子就就是如何装配到直径只有几微米得细胞核内得?解:0、34nm*30*10^8=1、02m,1m=10^9nm;原因:DNA就就是高度螺旋化得,处于高度盘旋与压缩状态第三章酶酶得活性中心:在整个酶分子中,只有一小部分区域得氨基酸残基参与对底物得结合与催化作用,这些特异得氨基酸残基比较集中得区域称为酶得活性部位,或称为酶得活性中心酶得必需基团有哪几种,各有什么作用?解:酶得必需基团分为活性中心内得必需基团与活性中心外得必需基团。
作用:活性中心内1、催化基团:使底物分子不稳定形成过滤态,并最终将其转化为最终产物;2、结合基团:与底物分子相结合,将其固定于酶得活性中心活性中心外得必需基团为维持酶活性中心得空间构象所必需说明温度对酶促反应速度得影响及其实用价值。
解:在较低得温度范围内,酶促反应速率随温度升高而增大,超过一定温度后,反应速率反而下降。
实用价值:略举例说明竞争性抑制作用在临床上得应用。
解:具有抗菌作用得磺胺类药物作为氨基苯甲酸得类似物,可抑制细菌二氢叶酸合成酶得活性,从而使细菌不能产生必需得二氢叶酸,从而直接利用食物中得叶酸,因此不受该类药物得影响。
1 绪论1.生物化学研究的对象和内容是什么?解答:生物化学主要研究:(1)生物机体的化学组成、生物分子的结构、性质及功能;(2)生物分子分解与合成及反应过程中的能量变化;(3)生物遗传信息的储存、传递和表达;(4)生物体新陈代谢的调节与控制。
2.你已经学过的课程中哪些内容与生物化学有关。
提示:生物化学是生命科学的基础学科,注意从不同的角度,去理解并运用生物化学的知识。
3.说明生物分子的元素组成和分子组成有哪些相似的规侓。
解答:生物大分子在元素组成上有相似的规侓性。
碳、氢、氧、氮、磷、硫等6种是蛋白质、核酸、糖和脂的主要组成元素。
碳原子具有特殊的成键性质,即碳原子最外层的4个电子可使碳与自身形成共价单键、共价双键和共价三键,碳还可与氮、氧和氢原子形成共价键。
碳与被键合原子形成4个共价键的性质,使得碳骨架可形成线性、分支以及环状的多种多性的化合物。
特殊的成键性质适应了生物大分子多样性的需要。
氮、氧、硫、磷元素构成了生物分子碳骨架上的氨基(—NH 2)、羟基(—OH )、羰基(C O)、羧基(—COOH )、巯基(—SH )、磷酸基(—PO 4 )等功能基团。
这些功能基团因氮、硫和磷有着可变的氧化数及氮和氧有着较强的电负性而与生命物质的许多关键作用密切相关。
生物大分子在结构上也有着共同的规律性。
生物大分子均由相同类型的构件通过一定的共价键聚合成链状,其主链骨架呈现周期性重复。
构成蛋白质的构件是20种基本氨基酸。
氨基酸之间通过肽键相连。
肽链具有方向性(N 端→C 端),蛋白质主链骨架呈“肽单位”重复;核酸的构件是核苷酸,核苷酸通过3′, 5′-磷酸二酯键相连,核酸链也具有方向性(5′、→3′ ),核酸的主链骨架呈“磷酸-核糖(或脱氧核糖)”重复;构成脂质的构件是甘油、脂肪酸和胆碱,其非极性烃长链也是一种重复结构;构成多糖的构件是单糖,单糖间通过糖苷键相连,淀粉、纤维素、糖原的糖链骨架均呈葡萄糖基的重复。
2 蛋白质化学1.用于测定蛋白质多肽链N 端、C 端的常用方法有哪些?基本原理是什么?解答:(1) N-末端测定法:常采用2,4―二硝基氟苯法、Edman 降解法、丹磺酰氯法。
①2,4―二硝基氟苯(DNFB 或FDNB)法:多肽或蛋白质的游离末端氨基与2,4―二硝基氟苯(2,4―DNFB )反应(Sanger 反应),生成DNP ―多肽或DNP ―蛋白质。
由于DNFB 与氨基形成的键对酸水解远比肽键稳定,因此DNP ―多肽经酸水解后,只有N ―末端氨基酸为黄色DNP ―氨基酸衍生物,其余的都是游离氨基酸。
② 丹磺酰氯(DNS)法:多肽或蛋白质的游离末端氨基与与丹磺酰氯(DNS ―Cl )反应生成DNS ―多肽或DNS ―蛋白质。
由于DNS 与氨基形成的键对酸水解远比肽键稳定,因此DNS ―多肽经酸水解后,只有N ―末端氨基酸为强烈的荧光物质DNS ―氨基酸,其余的都是游离氨基酸。
③ 苯异硫氰酸脂(PITC 或Edman 降解)法:多肽或蛋白质的游离末端氨基与异硫氰酸苯酯(PITC )反应(Edman 反应),生成苯氨基硫甲酰多肽或蛋白质。
在酸性有机溶剂中加热时,N ―末端的PTC ―氨基酸发生环化,生成苯乙内酰硫脲的衍生物并从肽链上掉下来,除去N ―末端氨基酸后剩下的肽链仍然是完整的。
④ 氨肽酶法:氨肽酶是一类肽链外切酶或叫外肽酶,能从多肽链的N 端逐个地向里切。
根据不同的反应时间测出酶水解释放的氨基酸种类和数量,按反应时间和残基释放量作动力学曲线,就能知道该蛋白质的N端残基序列。
(2)C―末端测定法:常采用肼解法、还原法、羧肽酶法。
肼解法:蛋白质或多肽与无水肼加热发生肼解,反应中除C端氨基酸以游离形式存在外,其他氨基酸都转变为相应的氨基酸酰肼化物。
②还原法:肽链C端氨基酸可用硼氢化锂还原成相应的α―氨基醇。
肽链完全水解后,代表原来C―末端氨基酸的α―氨基醇,可用层析法加以鉴别。
③羧肽酶法:是一类肽链外切酶,专一的从肽链的C―末端开始逐个降解,释放出游离的氨基酸。
被释放的氨基酸数目与种类随反应时间的而变化。
根据释放的氨基酸量(摩尔数)与反应时间的关系,便可以知道该肽链的C―末端氨基酸序列。
2.测得一种血红蛋白含铁0.426%,计算其最低相对分子质量。
一种纯酶按质量计算含亮氨酸1.65%和异亮氨酸2.48%,问其最低相对分子质量是多少?3.指出下面pH条件下,各蛋白质在电场中向哪个方向移动,即正极,负极,还是保持原点?(1)胃蛋白酶(pI 1.0),在pH 5.0;(2)血清清蛋白(pI 4.9),在pH 6.0;(3)α-脂蛋白(pI 5.8),在pH 5.0和pH 9.0;解答:(1)胃蛋白酶pI 1.0<环境pH 5.0,带负电荷,向正极移动;(2)血清清蛋白pI 4.9<环境pH 6.0,带负电荷,向正极移动;(3)α-脂蛋白pI 5.8>环境pH 5.0,带正电荷,向负极移动;α-脂蛋白pI 5.8<环境pH 9.0,带负电荷,向正极移动。
4.何谓蛋白质的变性与沉淀?二者在本质上有何区别?解答:蛋白质变性的概念:天然蛋白质受物理或化学因素的影响后,使其失去原有的生物活性,并伴随着物理化学性质的改变,这种作用称为蛋白质的变性。
变性的本质:分子中各种次级键断裂,使其空间构象从紧密有序的状态变成松散无序的状态,一级结构不破坏。
蛋白质变性后的表现:① 生物学活性消失;② 理化性质改变:溶解度下降,黏度增加,紫外吸收增加,侧链反应增强,对酶的作用敏感,易被水解。
蛋白质由于带有电荷和水膜,因此在水溶液中形成稳定的胶体。
如果在蛋白质溶液中加入适当的试剂,破坏了蛋白质的水膜或中和了蛋白质的电荷,则蛋白质胶体溶液就不稳定而出现沉淀现象。
沉淀机理:破坏蛋白质的水化膜,中和表面的净电荷。
蛋白质的沉淀可以分为两类:(1)可逆的沉淀:蛋白质的结构未发生显著的变化,除去引起沉淀的因素,蛋白质仍能溶于原来的溶剂中,并保持天然性质。
如盐析或低温下的乙醇(或丙酮)短时间作用蛋白质。
(2)不可逆沉淀:蛋白质分子内部结构发生重大改变,蛋白质变性而沉淀,不再能溶于原溶剂。
如加热引起蛋白质沉淀,与重金属或某些酸类的反应都属于此类。
蛋白质变性后,有时由于维持溶液稳定的条件仍然存在,并不析出。
因此变性蛋白质并不一定都表现为沉淀,而沉淀的蛋白质也未必都已经变性。
5.下列试剂和酶常用于蛋白质化学的研究中:CNBr,异硫氰酸苯酯,丹磺酰氯,脲,6mol/L HCl β-巯基乙醇,水合茚三酮,过甲酸,胰蛋白酶,胰凝乳蛋白酶,其中哪一个最适合完成以下各项任务?(1)测定小肽的氨基酸序列。
(2)鉴定肽的氨基末端残基。
(3)不含二硫键的蛋白质的可逆变性。
若有二硫键存在时还需加什么试剂?(4)在芳香族氨基酸残基羧基侧水解肽键。
(5)在甲硫氨酸残基羧基侧水解肽键。
(6)在赖氨酸和精氨酸残基侧水解肽键。
解答:(1)异硫氰酸苯酯;(2)丹黄酰氯;(3)脲; -巯基乙醇还原二硫键;(4)胰凝乳蛋白酶;(5)CNBr;(6)胰蛋白酶。
6.由下列信息求八肽的序列。
(1)酸水解得Ala,Arg,Leu,Met,Phe,Thr,2Val。
(2)Sanger试剂处理得DNP-Ala。
(3)胰蛋白酶处理得Ala,Arg,Thr 和Leu,Met,Phe,2Val。
当以Sanger试剂处理时分别得到DNP-Ala和DNP-Val。
(4)溴化氰处理得Ala,Arg,高丝氨酸内酯,Thr,2Val,和Leu,Phe,当用Sanger 试剂处理时,分别得DNP-Ala和DNP-Leu。
解答:由(2)推出N末端为Ala;由(3)推出V al位于N端第四,Arg为第三,而Thr为第二;溴化氰裂解,得出N端第六位是Met,由于第七位是Leu,所以Phe为第八;由(4),第五为Val。
所以八肽为:Ala-Thr-Arg-Val-Val-Met-Leu-Phe。
7.一个α螺旋片段含有180个氨基酸残基,该片段中有多少圈螺旋?计算该α-螺旋片段的轴长。
解答:180/3.6=50圈,50×0.54=27nm,该片段中含有50圈螺旋,其轴长为27nm。
8.当一种四肽与FDNB反应后,用5.7mol/LHCl水解得到DNP-Val及其他3种氨基酸;当这四肽用胰蛋白酶水解时发现两种碎片段;其中一片用LiBH4(下标)还原后再进行酸水解,水解液内有氨基乙醇和一种在浓硫酸条件下能与乙醛酸反应产生紫(红)色产物的氨基酸。
试问这四肽的一级结构是由哪几种氨基酸组成的?解答:(1)四肽与FDNB反应后,用5.7mol/LHCl水解得到DNP-Val,证明N端为Val。
(2)LiBH4还原后再水解,水解液中有氨基乙醇,证明肽的C端为Gly。
(3)水解液中有在浓H2SO4条件下能与乙醛酸反应产生紫红色产物的氨基酸,说明此氨基酸为Trp。
说明C端为Gly-Trp…(4)根据胰蛋白酶的专一性,得知N端片段为Val-Arg(Lys)…,以(1)、(2)、(3)结果可知道四肽的顺序:N-Val-Arg(Lys)-Trp-Gly-C。
9.概述测定蛋白质一级结构的基本步骤。
解答:(1)测定蛋白质中氨基酸组成。
(2)蛋白质的N端和C端的测定。
(3)应用两种或两种以上不同的水解方法将所要测定的蛋白质肽链断裂,各自得到一系列大小不同的肽段。
(4)分离提纯所产生的肽,并测定出它们的序列。
(5)从有重叠结构的各个肽的序列中推断出蛋白质中全部氨基酸排列顺序。
如果蛋白质含有一条以上的肽链,则需先拆开成单个肽链再按上述原则确定其一级结构。
如是含二硫键的蛋白质,也必须在测定其氨基酸排列顺序前,拆开二硫键,使肽链分开,并确定二硫键的位置。
拆开二硫键可用过甲酸氧化,使胱氨酸部分氧化成两个半胱氨磺酸。
3 核酸1.①电泳分离四种核苷酸时,通常将缓冲液调到什么pH?此时它们是向哪极移动?移动的快慢顺序如何? ②将四种核苷酸吸附于阴离子交换柱上时,应将溶液调到什么pH?③如果用逐渐降低pH的洗脱液对阴离子交换树脂上的四种核苷酸进行洗脱分离,其洗脱顺序如何?为什么?解答:①电泳分离4种核苷酸时应取pH3.5 的缓冲液,在该pH时,这4种单核苷酸之间所带负电荷差异较大,它们都向正极移动,但移动的速度不同,依次为:UMP>GMP>AMP>CMP;②应取pH8.0,这样可使核苷酸带较多负电荷,利于吸附于阴离子交换树脂柱。
虽然pH 11.4时核苷酸带有更多的负电荷,但pH过高对分离不利。
③当不考虑树脂的非极性吸附时,根据核苷酸负电荷的多少来决定洗脱速度,则洗脱顺序为CMP>AMP> GMP > UMP,但实际上核苷酸和聚苯乙烯阴离子交换树脂之间存在着非极性吸附,嘌呤碱基的非极性吸附是嘧啶碱基的3倍。