第1部分化学成分与生物合成途径的关系

生物体的化学组成除了水和无机盐之外，活细胞的有机物主要由碳原子与氢、氧、氮、磷、硫等结合组成，分为大分子和小分子两大类。

前者包括蛋白质、核酸、多糖和以结合状态存在的脂质；后者有维生素、激素、各种代谢中间物以及合成生物大分子所需的氨基酸、核苷酸、糖、脂肪酸和甘油等。

在不同的生物中，还有各种次生代谢物，如萜类、生物碱、毒素、抗生素等。

虽然对生物体组成的鉴定是生物化学发展初期的特点，但直到今天，新物质仍不断在发现。

如陆续发现的干扰素、环核苷一磷酸、钙调蛋白、粘连蛋白、外源凝集素等，已成为重要的研究课题。

有的简单的分子，如作为代谢调节物的果糖-2，6-二磷酸是1980年才发现的。

另一方面，早已熟知的化合物也会发现新的功能，20世纪初发现的肉碱，50年代才知道是一种生长因子，而到60年代又了解到是生物氧化的一种载体。

多年来被认为是分解产物的腐胺和尸胺，与精胺、亚精胺等多胺被发现有多种生理功能，如参与核酸和蛋白质合成的调节，对DNA超螺旋起稳定作用以及调节细胞分化等。

新陈代谢与代谢调节控制新陈代谢由合成代谢和分解代谢组成。

前者是生物体从环境中取得物质，转化为体内新的物质的过程，也叫同化作用；后者是生物体内的原有物质转化为环境中的物质，也叫异化作用。

同化和异化的过程都由一系列中间步骤组成。

中间代谢就是研究其中的化学途径的。

如糖元、脂肪和蛋白质的异化是各自通过不同的途径分解成葡萄糖、脂肪酸和氨基酸，然后再氧化生成乙酰辅酶A，进入三羧酸循环，最后生成二氧化碳。

在物质代谢的过程中还伴随有能量的变化。

生物体内机械能、化学能、热能以及光、电等能量的相互转化和变化称为能量代谢，此过程中ATP起着中心的作用。

新陈代谢是在生物体的调节控制之下有条不紊地进行的。

这种调控有3种途径:①通过代谢物的诱导或阻遏作用控制酶的合成。

这是在转录水平的调控，如乳糖诱导乳糖操纵子合成有关的酶；②通过激素与靶细胞的作用，引发一系列生化过程，如环腺苷酸激活的蛋白激酶通过磷酰化反应对糖代谢的调控；③效应物通过别构效应直接影响酶的活性，如终点产物对代谢途径第一个酶的反馈抑制。

各类中药化学成分的生物合成途径乙酸-丙二酸途径:脂肪酸类,酚类,醌类；甲戊二羟酸途径:萜类,甾类；莽草酸途径:即桂皮酸途径,苯丙素类,木脂素类,香豆素类；氨基酸途径:生物碱类溶剂提取法（常用溶剂及极性）（1）溶剂按极性分类：三类，即亲脂性有机溶剂、亲水性有机溶剂和水。

溶剂按极性由弱到强的顺序如下：石油醚＜四氯化碳＜苯＜二氯甲烷＜氯仿＜乙醚＜乙酸乙酯＜正丁醇＜丙酮＜甲醇（乙醇）＜水。

甲醇（乙醇）是最常用的溶剂,能用水任意比例混合.分子大,C多,极性小,反之,大..按相似相溶原理,极性大的溶剂提取极性大的化合物提取方法①煎煮法：挥发性及加热易破坏,多糖类不宜用。

②浸渍法：不用加热，适用于遇热易破坏或挥发性成分，含淀粉或黏液质多的成分,但效率不高。

③渗漉法：效率较高。

④回流提取法:受热易破坏的成分不宜用。

⑤连续回流提取法：有机溶剂，索氏提取器或连续回流装置。

⑥水蒸气蒸馏法: 适于具挥发性，能随水蒸气蒸馏而不被破坏的。

挥发油、小分子生物碱、酚类、游离醌类等：⑥超临界萃取法:以CO2为溶剂.用于极性低的化合物，室温下工作,几乎不用有机溶剂,环保分离方法①吸附色谱：利用吸附剂对被分离化合物分子的吸附能力的差异，而实现分离的一类色谱。

硅胶用于大多数中药成分；氧化铝用于碱性或中性亲脂性成分如生物碱、萜、甾；活性炭用于水溶性物质如氨基酸、糖类和某些苷类；聚酰胺用于酚醌如黄酮、蒽醌及鞣质。

②凝胶色谱：主要是分子筛作用，根据凝胶的孔径和被分离化合物分子的大小而达到分离目的。

③离子交换色谱：基于各成分解离度的不同而分离。

主要用于生物碱、有机酸及氨基酸、蛋白质、多糖等水溶性成分的分离纯化。

④大孔树脂色谱：一类没有可解离基团，具有多孔结构，不溶于水的固体高分子物质。

它可以通过物理吸附有选择地吸附有机物质而达到分离的目的。

是反相的性质，一般被分离物质极性越大，越先被洗脱下来，极性越小，越后洗脱下来。

应用于中药有效部位或有效成分的分离富集。

生物化学重点第一章绪论一、生物化学的的概念：生物化学（biochemistry)是利用化学的原理与方法去探讨生命的一门科学，它是介于化学、生物学及物理学之间的一门边缘学科。

二、生物化学的发展：1．叙述生物化学阶段：是生物化学发展的萌芽阶段，其主要的工作是分析和研究生物体的组成成分以及生物体的分泌物和排泄物。

2．动态生物化学阶段：是生物化学蓬勃发展的时期。

就在这一时期，人们基本上弄清了生物体内各种主要化学物质的代谢途径。

3．分子生物学阶段：这一阶段的主要研究工作就是探讨各种生物大分子的结构与其功能之间的关系。

三、生物化学研究的主要方面：1．生物体的物质组成：高等生物体主要由蛋白质、核酸、糖类、脂类以及水、无机盐等组成，此外还含有一些低分子物质。

2．物质代谢：物质代谢的基本过程主要包括三大步骤：消化、吸收→中间代谢→排泄。

其中，中间代谢过程是在细胞内进行的，最为复杂的化学变化过程，它包括合成代谢，分解代谢，物质互变，代谢调控，能量代谢几方面的内容。

3．细胞信号转导：细胞内存在多条信号转导途径，而这些途径之间通过一定的方式方式相互交织在一起，从而构成了非常复杂的信号转导网络，调控细胞的代谢、生理活动及生长分化。

4．生物分子的结构与功能：通过对生物大分子结构的理解，揭示结构与功能之间的关系。

5．遗传与繁殖：对生物体遗传与繁殖的分子机制的研究，也是现代生物化学与分子生物学研究的一个重要内容。

第二章蛋白质的结构与功能一、氨基酸：1．结构特点：氨基酸(amino acid)是蛋白质分子的基本组成单位。

构成天然蛋白质分子的氨基酸约有20种，除脯氨酸为α-亚氨基酸、甘氨酸不含手性碳原子外，其余氨基酸均为L-α-氨基酸。

2．分类：根据氨基酸的R基团的极性大小可将氨基酸分为四类：①非极性中性氨基酸(8种)；②极性中性氨基酸(7种)；③酸性氨基酸(Glu和Asp)；④碱性氨基酸(Lys、Arg和His)。

二、肽键与肽链：肽键(peptide bond)是指由一分子氨基酸的α-羧基与另一分子氨基酸的α-氨基经脱水而形成的共价键(-CO-NH-)。

人教版生物必修1《生物分子与化学基础》
知识清单
本文档旨在提供人教版生物必修1《生物分子与化学基础》的
知识清单，帮助学生们快速回顾研究内容。

1. 化学和生物学的关系
- 生物学研究的对象是生命现象和生命体的化学组成。

- 化学是生物学的基础，生物学和化学相辅相成。

2. 生物分子
- 生物分子是构成生命体的基本化学组成部分。

- 生物分子包括蛋白质、核酸、多糖和脂质。

3. 生物分子的特性
- 蛋白质是生物体内功能最为复杂多样的生物分子。

- 核酸是存储遗传信息和控制生物体生命活动的生物分子。

- 多糖是生物体内提供能量和构建细胞壁的生物分子。

- 脂质是构成细胞膜和储存能量的生物分子。

4. 生物分子的组成和结构
- 蛋白质由氨基酸组成，具有多级结构。

- 核酸由核苷酸组成，包括DNA和RNA。

- 多糖由单糖分子通过糖苷键连接而成。

- 脂质是由甘油和脂肪酸组成的。

5. 物质的转化与能量的转化
- 生物体内发生的化学反应是一种物质的转化过程。

- 物质的转化伴随着能量的转化。

6. 酶与酶促反应
- 酶是生物体内催化化学反应的蛋白质。

- 酶促反应具有高效、专一性和调控性等特点。

7. 物质在细胞内生成的途径和调控
- 物质在细胞内生成的途径包括合成途径和降解途径。

- 物质在细胞内生成受到酶和基因的调控。

此知识清单总结了人教版生物必修1《生物分子与化学基础》的关键知识点，帮助学生们进行复和梳理。

祝研究顺利！
(字数：239)。

第一章总论第一部分绪论（天然产物化学）定义:《天然药物化学》是一门运用现代化科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科。

内容：内容包括各类天然产物的化学成分(主要是生理活性成分或药效成分)的结构类型，物理化学性质、提取分离方法，以及主要类型化学成分的鉴定和生物合成途径等名词解释：1）生物活性成分（bioactive components)：是经过不同程度药效学试验或生物学活性试验，证明对机体具有一定生理作用的成分。

包括有益的和有害的。

（2）有效成分(active components) :具有生物活性且能起到防治疾病作用的化学成分（3）无效成分：没有生物活性和防病治病作用的化学成分。

（4）有效部位(active fraction)：在中药化学中，常将含有一种主要有效成分或一组结构相近的有效成分的提取分离部分，称为有效部位。

如人参总皂苷、苦参总生物碱、银杏总黄酮等。

（5）有效部位群：含有两类或两类以上有效部位的中药提取或分离部分。

（6）单体：即化合物,指具有一定分子量、分子式、理化常数和确定的化学结构式的化学物质第二部分生物合成一次代谢绿色植物→光合作用→将CO2与H2O合成为糖类→代谢出ATP、NADPH、核糖、丙酮酸等→代谢成核酸、蛋白质、脂质类等一次代谢产物（primary metabolites）【又称为初级代谢产物】糖、蛋白质、脂质、核酸等对生物机体生命活动来说不可缺少的物质。

二次代谢生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程二次代谢产物（secondary metabolites）生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂，对该微生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质，如抗生素，毒素，萜类，激素，色素等【二次代谢过程并非在所有的生物中都能发生】生物合成途径（一）、常见的生物合成基本结构单元：C1单元多来源于L-蛋氨酸的S-甲基。

成分的形成机理与合成生物学研究一、成分的形成机理成分是指生物体内的化学物质，包括有机物和无机物。

这些成分的形成机理包括以下几个方面：1. 生物合成：生物体内的许多化学物质都是通过生物合成途径合成的。

例如，氨基酸是蛋白质的组成部分，而氨基酸的合成则是通过生物合成途径完成的。

2. 摄取和代谢：生物体内的某些成分是通过摄取外界物质而得到的，例如，植物通过光合作用吸收二氧化碳和水，合成有机物质。

而动物则通过食物摄取获得营养物质。

3. 分解和代谢：生物体内的某些成分是通过分解和代谢产生的，例如，蛋白质在体内被分解成氨基酸，然后再通过代谢途径产生能量。

4. 化学反应：生物体内的某些成分是通过化学反应形成的。

例如，DNA分子中的核苷酸是通过化学反应形成的。

二、合成生物学研究合成生物学是一门新兴的交叉学科，它将工程学、计算机科学和生物学等多个领域的知识结合起来，旨在构建人造生物系统，以实现特定的功能。

合成生物学的研究内容包括以下几个方面：1. 设计生物系统：合成生物学的主要目标是设计和构建人造生物系统，以实现特定的功能。

这些生物系统可以是单细胞生物，也可以是多细胞生物。

2. 合成基因组：合成生物学的另一个重要方向是合成基因组。

通过合成基因组，可以构建出具有特定功能的生物系统。

3. 生物传感器：合成生物学还可以用于构建生物传感器，以检测环境中的特定物质或条件。

4. 生物药物：合成生物学还可以用于生产生物药物。

通过合成基因组，可以构建出生产特定药物的生物系统。

总之，合成生物学的研究为我们提供了一种新的思路，可以通过构建人造生物系统来实现特定的功能，这对于生物医学、环境保护等领域具有重要意义。