基础生物化学(考研重点总结) PPT课件

A
顺序。
由于核苷酸间的差异
主要是碱基不同，所以也
称为碱基序列。
G
3′端
DNA的二级结构是双螺旋结构
➢ Chargaff 规则
不同生物种属的DNA的碱基组成不同 同一个体的不同器官或组织的DNA碱基组成相同。 [A] = [T]，[G] = [C]
DNA的高级结构之一：核小体串珠样的结构
H2A
苹果酸-天冬氨酸穿梭 (malate-asparate shuttle)
第八章
糖代谢
糖代谢的概况
糖有氧氧化
糖原
糖原合成 肝糖原分解
核糖 +
磷酸戊糖途径 葡萄糖
NADPH+H+
消化与吸收
糖异生
ATP
三羧酸循环
有氧 H2O及CO2
丙酮酸
无氧
乳酸
淀粉 乳酸、氨基酸、甘油
糖无氧分解 糖酵解
E1
Glu
G-6-P
合体Ⅳ→O2
氧化磷酸化机制
（一）氧化磷酸化偶联部位
（二）氧化磷酸化偶联机制是产生跨线粒体内
膜的质子梯度-化学渗透假说
三、氧化磷酸化作用可受某些内外源 因素影响
有3类氧化磷酸化抑制剂
细胞质NADH的氧化
胞浆中NADH通过穿梭机制进入线粒体氧 化呼吸链
3-磷酸甘油穿梭(α-glycerophosphate shuttle)
6-磷酸葡萄糖脱氢酶
6-磷酸葡萄糖酸内酯(C6)×3
6-磷酸葡萄糖酸(C6)×3
3NADP+
6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶
3NADP+3H+
CO2
5-磷酸核酮糖(C5) ×3
5-磷酸木酮糖 5-磷酸核糖

生物氧化的特点
在活的细胞中（pH接近中性、体温条件下）， 有机物的氧化在一系列酶、辅酶和中间传递体参与 下进行，其途径迂回曲折，有条不紊。 氧化过程中 能量逐步释放，其中一部分由一些高能化合物（如 ATP）截获，再供给机体所需。在此过程中既不会 因氧化过程中能量骤然释放而伤害机体，又能使释 放的能量尽可得到有效的利用。
解：达平衡时
=Keq=19
ΔG°′= - RTlnKeq =-2.3038.314 311 log19
=-7.6KJ.mol-1
未达平衡时
=Qc=0.1
ΔG′=ΔG°′+ RTlnQc (Qc-浓度商)
=-7.6+ 2.3038.314 311 log0.1 =-13.6KJ.MOL-1
例题：计算下反应式ΔG°′ NADH+H++1/2O2====NAD++H2O
脂肪酸、甘油
葡萄糖、 其它单糖
氨基酸
乙酰CoA
磷酸化
电子传递 （氧化）
+Pi
e-
三羧酸 循环
生物氧化的三个阶段
大分子降解 成基本结构 单位
小分子化合物 分解成共同的 中间产物（如 丙酮酸、乙酰
CoA等）
共同中间物进 入三羧酸循环, 氧化脱下的氢由 电子传递链传递 生成H2O，释放 出大量能量，其 中一部分通过磷 酸化储存在ATP 中。
三、生物能学简介 1、生物能的转换及生物系统中的能流 2、自由能的概念及化学反应自由能的计算
自由能（free energy）的概念
定义式：ΔＧ=ΔH-TΔS 物理意义：－ΔＧ＝Ｗ* (体系中能对环境作功的能量)
•自由能的变化能预示某一过程能否自发进行，即： ΔG<0，反应能自发进行 ΔG>0，反应不能自发进行 ΔG=0，反应处于平衡状态

促进良种选育 栽培：制定合理栽培技术措施
病虫害防治：利用代谢调控差异设计施 用各种农药、除草剂。
医学
生化指标进行疾病诊断、生化制 药等。
工业生产
发酵工业：微生物新陈代谢 发酵产物提炼与分离
中国第一只克隆猪（中国农大李宁组）
以前人类不能治疗的某些遗传疾病, 也可被现代生物化学的手段予以治疗。现 在也可以说生物化学是一个最富有奥秘的 学科之一,在生物化学领域,还有很多的未 知数等待着你们年青一代的科学家去研究、 去探索。
基 础 生 物 化学
基础生化 课程
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因细 蛋 核 含 脂 生 糖 酶 蛋 核 绪
表胞 白 酸 氮 类 物 代 白 酸 论
达代 质 的 化 代 氧 谢 质 化
调谢 的 生 合 谢 化
学
控网 生 物 物
络物合代
和合成谢
基成
一、近代生物化学的发展
生命是发展的，人们对生物化学的认识 也是发展。生物化学是一门年青的，发展速 度迅猛的学科。它只有一百多年的历史， 19108377 提出生命的化学，Biochemistry。
• 与生理学密切相关。如植物生理学是研究植 物生命活动原理的一门科学，有机物代谢是 生命活动研究的重要方面，而这本身也属于 生物化学的内容。
与遗传学密切相关。核酸是一切生物 遗传信息的载体，核酸 翻译 蛋白质 遗传信息表达，核酸和蛋白质的结构、 代谢和功能，同时是生化和遗传学的重 要内容。
与微生物学有关。为许多重要生化机制 研究提供材料，同时微生物研究需要生化 原理和技术。
1953: Waston, Crick DNA 1953:Sanger 胰岛素一级结构, A、B链 1958:Crick 分子遗传的中心法则 1961: 发现遗传密码, 无细胞Pr合成体系 1965: 中国人工合成胰岛素

分子间作用力
分子间作用力包括范德华力、氢键和疏水作用力等，影响分子的聚集状态和稳 定性。
化学反应与能量转化
化学反应
化学反应是原子或分子重新组合的过程，遵循质量守恒和能 量守恒定律。
能量转化
化学反应中伴随着能量的吸收或释放，可用于解释反应的动 力学和热力学性质。
酸碱反应与缓冲溶液
酸碱反应
酸和碱通过质子转移反应生成水和盐，酸碱反应是化学反应中的重要类型之一。
生物化学教学课件
目录
• 生物化学概述 • 生物化学基础知识 • 生物大分子与细胞结构 • 生物化学代谢过程 • 生物化学实验技术与方法 • 生物化学前沿研究与发展趋势
01
生物化学概述
生物化学的定义与重要性
定义
生物化学是生物学和化学两门学 科的交叉学科，主要研究生物体 内的化学过程和物质代谢。
重要性
02
生物化学基础知识
分子结构与性质
分子结构
分子由原子组成，通过化学键连接， 具有空间构型和电子分布，决定分子 的物理和化学性质。
分子性质
分子的性质由其结构决定，包括极性 、溶解度、挥发性等，影响分子的物 理状态和化学反应活性。
化学键与分子间作用力
化学键
化学键是原子间通过电子转移或共享形成的相互作用力，分为共价键、离子键 和金属键等。
核酸的结构与功能
总结词
核酸是生物体中重要的遗传物质，具有多种结构和功能。
详细描述
核酸包括DNA和RNA，它们由核苷酸组成，具有一级、二级和三级结构。一级结构决定了核酸的序列 ，二级结构决定了核酸的双螺旋结构，三级结构决定了核酸的空间构象。核酸的功能是携带和传递遗 传信息。
酶的结构与催化机制
总结词

DNA
机能生物化学
复制
RNA
蛋白质
DNA
转录 逆转录 R白质
翻译
中心法则总结了生物 体内遗传信息的流动 规律，揭示遗传的分 子基础
生物化学蓬勃发展
Ø 生物化学古老又青春，生机蓬勃 Ø 生物化学的发展史是无数伟大科研工 作者的奋斗史（青年科学家）
第一阶段 18世纪70年代以后，随着近代化学和生 理学的发展，生物化学学科开始形成
Ø 1985年5月，美国Santa Cruz加州大学校长R. Sinsheimer提出人类基因组研究计划，联邦政 府1987年正式开始起动这一计划; Ø 1994年，日本科学家在《Nature Genetics》上 发表了水稻基因组遗传图，Wilson等用3年时间 完成了线虫（C.elegans）3号染色体连续的2.2 Mb的测定，预示着百万碱基规模的DNA序列测定 时代的到来;
其它含量甚微的生命元素被统称为痕量元素。
Mn,Fe,Co,Cu,Zn等属于痕量元素。这些元素仅 仅出现在某些生物大分子中，对特异蛋白执行 功能是必须的。
血红蛋白是高等生物体内负责运载氧的一种蛋白质。血红蛋白是使血 液呈红色的蛋白，它由四条链组成，每一条链有一个包含一个铁原子 的环状血红素。氧气结合在铁原子上，被血液运输。
构件分子
Nucleolic Acids核苷酸 Amino acids 氨基酸 monosaccharides单糖
Nucleic Acids 核酸 Polypeptides 蛋白质 Polysaccharides 多糖
生物大分子包含多个功能团因此具有多功能性
多糖-单糖
纤维素
β-D-葡萄糖
三、生物分子的三维结构
3W
生物化学是怎样一门课程？ 为什么学习生物化学？重要性？ 生物化学的主要内容是什么？

差向异构体（Epimers)
葡萄糖与甘露糖、葡萄糖与半 乳糖，两两之间除一个不对称C （分别是C2和C4上的-OH位置） 有所不同外，其余部分的结构完全 相同，这种仅有一个不对称C原子 构型不同，两镜像非对映体异构物 称为差向异构体（epimers）。
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13
差向异构体
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糖类
糖类物质在生物体内有哪些作用？ 1．糖类物质是异养生物的主要能源之一， 糖在生物体内经一系列的降解而释放大 量的能量供生命活动之需要。 2．糖类物质及其降解的中间产物，可作 为合成蛋白质、脂肪的主要碳架机体其 它碳架的来源。 3．在细胞中糖类物质与蛋白质、核酸、 脂肪等常以结合状态存在，这些复合分 子具有许多特异而完整重版课要件ppt的生物功能。 1
• 结缔组织中的糖（肝素、透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮 肤素等）
• 核酸、脂多糖（糖脂）、糖蛋白（蛋白聚糖）中的糖
• 细胞膜及其他细胞结构中的糖
• 血型糖
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4
糖的定义
• 多羟基醛 • 多羟基酮 • 多羟基醛或多羟基酮的衍生物 • 可以水解为多羟基醛或多羟基酮
或它们的衍生物的物质
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性），
• 不能成脎（无异头物形式），
• 不变旋，
• 由一分子-D-Glc和一分子-D-Fru组成，既 使葡萄糖苷，又是果糖苷，结构为：-D-Glc 基-D-Fru[-1，2]，
• 蔗糖水解反应中伴随有从+到-的旋光符号的变
化，这种水解称为（完整版+课）件p蔗pt 糖的转化。
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蔗糖(Sucrose)
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31
乳糖(Lactose)
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沉 碱缩含一 蛋 和淀，脲有反白钨变颜结精蓝应质成色构 氨。与的红加相 酸混色 氨色深似的合氨基。成的蛋物酸酚桔肽白）及。类黄键质。含化色，。这有合。因一色物这此反氨有是也应酸此因能常的反为起用蛋应硝双来白，
酪酸缩质定将氨腺量有酸蛋反此测白含应定反有质，应蛋酚分形，白基子成但质，中红不的故的紫含含苯色色量有环络氨。酪硝合酸氨化物的酸，。白的产通明蛋生常胶
生物化学课程知识要点
ppt课件
1
生物化学研究什么？
生物化学(Biochemistry)是生物体 的化学，是研究生物体分子组成及 变化规律的基础学科，是对生命现 象最为基础、最为深入的分子水平 的机制探讨。
生物化学研究生物分子的结构 、 性质、功能、分解、合成及其与环 境间相互关系等问题的学科。
HO 4 OH
以上环状结构因氧桥过长，不 5 OH
顺转90
HOH2C 5 HO
OH 4
H C
OH OH O
碳链卷曲
5 CH2OH
4
OH OH
H
O
OH OH
D-(+C)H-g2lOucH尽ose 合理，1926年Haworth用透
Fischer pr视oject式ion 表达葡萄糖5的CH2O环OH 状结构，
（3）按R基团的化学结构分
脂肪族AA 芳香族AA
ppt课件 杂环族AA
5
二、蛋白质的一、二、三、四级结构
ppt课件
6
三、蛋白质的颜色反应
（（2317456）））双黄M坂乙茚Fo缩i色口醛 三llion脲反酸酮n（反（应反福应米应：林：伦这双）：蛋）是缩-在蛋酚白：含脲含白试质反有是有质剂分应酪由蛋和反子米氨两白氨应中伦酸分质基的：试和子的酸精蛋剂 为色尿双氨溶一白氨硝素缩酸质液样酸缩 脲 含中，分等汞合在有子加 也芳、而 碱 胍入 能一香亚成性基乙 与般族硝的溶，醛水都氨酸化液能酸合含基汞合中与，茚有酸、物能次并三酪所硝。与氯沿酮氨特酸将硫试反酸有和尿 酸 钠管 应，的亚素 铜 或壁 ，酪反硝加 次慢 生氨应酸热 溴慢 成酸。 的 蛋到产酸注 蓝 中混白生1钠人紫的80质合红及酚浓色℃液溶紫a硫化基-，萘液。色能酸 合则酚遇蛋络将，物两在硝白合福在。分氢酸质物林两实子氧后溶，液践-酚尿化，液该层中试素钠先中反之常剂缩溶产加应间利中合液生入称会 用的成中白米为出 这磷一产色伦双现 一钼分生沉试缩紫 反酸 剂淀子脲红色应及，后双色反磷环来立加缩 物应，检钨热即脲质。酸凡 测产则蛋， 。含 蛋还生白并此有 白原白色放反质吲质成色沉出应分哚的蓝沉淀一用子基存色淀变分以中的在化，成子测含化。合再黄氨定有合但物加色气 精许物 不（热，。 氨多都 能即后再酸和有 区钼，加或双这 别蓝

底物水平磷酸化
电子传递体系磷酸化（主要方式）

底物水平磷酸化：由高能中间产物上的磷酸基 团转移到ADP分子上形成ATP的过程。

电子传递体系磷酸化：电子从NADH或 FADH2经过电子传递体系(呼吸链)传递给氧 形成水时，同时伴有ADP磷酸化为ATP的过程。
二、氧化磷酸化的作用机制 1.ATP产生的数量
NADH呼吸链
NADH → FMN → COQ → Cyt.b→c 1 →c→ a.a3 → ½O2 +H+ (Fe-S) (Fe-S) (Cu2+)
复合体I
复合体Ⅲ
复合体Ⅳ
FADH2 呼吸链（琥珀酸呼吸链）
FAD H2 → COQ → Cyt.b→c1 → c → a.a3 → ½O2
(Fe-S)
抗霉素A
氰化物 一氧化碳 硫化氢 叠氮化合物
鱼藤酮 安密妥 杀粉蝶菌素
第三节
氧化磷酸化
一、氧化磷酸化的概念 二、氧化磷酸化的作用机制 三、ATP合酶 四、氧化磷酸化的解偶联和抑制 五、线粒体穿梭系统 六、能荷
一、氧化磷酸化的概念 概念：伴随电子从底物到氧的传递，ADP被 磷酸化形成ATP的酶促过程。 根据生物氧化方式，可将氧化磷酸化分为
2e
2Fe2+ 2b 2Fe3+ 2e 2e 2Fe3+ 2c1 2Fe2+ 2e 2Fe2+ 2c 2Fe3+
2e
2Fe3+ 2 a.a3 2Fe2+ 2e 1/2 O2
O2-
2H+
H2O
COQ2H
2H+- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

复性
• 变性DNA在适当条件下，又可使两条彼此分开的链重新缔合 （reassociation）成为双螺旋结构，这过程称复性（renaturation）
• 变性DNA在缓慢冷却时，可以复性，此过程称为退火（annealing）
• 随着核酸复性，会发生减色效应（hypochromic effect），即紫外 吸收降低的现象。
核糖核酸（RNA）的重要功能
RNA种类和含量 功能
mRNA（5%） 将信息从基因传递到蛋白质
tRNA（15%） 携带活化氨基酸参与蛋白质生物合成
rRNA（80%） 蛋白质合成场所
SnRNA
mRNA前体剪接加工
M1RNA 端粒酶RNA
RNase P的催化单体 端粒合成的模板
引物RNA
起始DNA复制
TsRNA
脂蛋白异化的中间代谢产物 – 低密度脂蛋白(Low density lipoprotein，LDL) – 高密度脂蛋白(High density lipoprotein，HDL)——蛋白质含量最多，
密度最高
5.3 生物膜的化学组成
生物膜主要由脂质、蛋白质和糖组成，还有少量的水和无机盐。
糖脂
糖蛋白的 寡糖链
蛋白质分泌复合物中的一部分
Tm值
• 通常把加热变性使DNA的双螺旋结构失去一半时的温度 称为该DNA的熔点或熔解温度（melting emperature），用Tm表示
•核酸的变性指DNA分子中的双螺旋结构解链为无规则线性结构的现象。 •变性的本质是维持双螺旋的氢键断裂，碱基间的堆积力遭到破坏，不涉及一级结 构的改变. 紫外吸收增强 即增色效应（hyperchromic effect），指DNA变性后其紫外吸收明 显增强的效应。DNA变性后暴露出藏于双螺旋内部的碱基共轭双键，因而分子在 260nm处的紫外光吸收将增强。

。
实验原理
阐述实验所依据的基本原理和 理论知识，为实验操作提供科
学依据。
实验步骤
详细描述实验的操作流程，包 括试剂配制、仪器使用、样品
处理等。
实验安全
强调实验操作过程中的安全注 意事项，预防意外事故的发生
。
实验数据处理与分析
数据收集
记录实验过程中获得的 所有数据，确保数据的
准确性和完整性。
数据处理
察和理解。
结论总结
根据实验结果，总结出实验的 结论，指出实验的亮点和不足 之处。
结果讨论
对实验结果进行深入讨论，探 讨结果的合理性和可靠性，提 出可能的改进和完善措施。
结论应用
阐述实验结论在实际应用中的 意义和价值，为相关领域的研
究和实践提供参考和借鉴。
05
生物化学前沿研究
基因编辑与合成生物学
基因编辑技术
详细描述
化学反应是物质之间相互转化的过程，伴随着能量的吸收或释放。在生物体内，化学反应是生命活动 的基础，如细胞呼吸、光合作用等。了解化学反应的原理和能量转化机制有助于理解生物体的生命过 程。
有机化合物与生物分子
总结词
有机化合物和生物分子是生物体内重要 的物质，对于维持生命活动具有关键作 用。
VS
酶的分类
根据酶所催化的反应类型，酶可 以分为氧化还原酶类、水解酶类 、转移酶类、裂合酶类和异构酶 类等。
酶的作用机制
酶通过降低反应的活化能，提高 反应速度。酶与底物结合形成中 间产物，降低活化能。酶具有立 体专一性，确保反应的准确性。
光合作用与呼吸作用
光合作用
光合作用是植物、藻类和某些细菌在 可见光的照射下，经过光反应和暗反 应，利用光能将二氧化碳和水转化为 葡萄糖，并释放氧气的过程。

程
CH3COCH2CO-S
SH
③
CO2
NADP+
⑥ NADPH
CH3CH=CHCO-S
SH
⑤
H2O
OH
CH3CHCH2CO-S
SH
④ NADP+
NADPH
脂肪酸生物合成的反应历程
CH3COCoA
CH3COACP
CH3COCoA
+CO2
HOOCCH3COCoA
ACP
HOOCCH3COACP
CO2 + ACP
OH O R-CH-CH2C~SCoA
b、水化
OO R-C-CH2C~SCoA
c、再脱氢
O
O
||
||
R-C~ScoA+ CH3C~SCoA
d、硫解
β-氧化的主要生化反应
Ｏ
RCH2CH2CSCoA脂酰CoA
酯酰CoA脱氢酶
Ｏ
RCH=CH-C-SCoA β-烯脂酰CoA
FAD
FADH2
△2-烯酰
OH O
一、脂类的消化和吸收
1、脂类的消化 2、脂类的吸收
二、脂类的转运和脂蛋白的作用
乳麋微粒（CM） 脂蛋白的种类 极低密度脂蛋白VLDL
低密度脂蛋白LDL 高密度脂蛋白HDL
脂肪的酶促水解
甘油的转化
甘油激酶
磷酸甘油 脱氢酶
异构酶
磷酸酶
（实线为甘油的分解，虚线为甘油的合成) ）
第二节 脂肪的分解代谢
脂肪酸合成酶系结构模式
③
④
②
ACP
⑤
①
⑥
中央巯基 SH
外围巯基 SH
③④