南京农业大学生物化学课件29

富 含 赖 氨 酸 的 组 蛋 白 H5 。 H5 赖 氨 酸 含 量 高 达 24% 。
2020/12/15
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南京农业大学 生命科学学院
第一节 染色体
2.2. 非组蛋白
❖ 染色体上除了存在大约与DNA等量的组蛋白以外，还存在大 量的非组蛋白。
非组蛋白的量大约是组蛋白的60%～70%，但它的种类却很多 ，约在20-100种之间，其中常见的有15-20种。 非组蛋白的组 织专一性和种属专一性。
核生物DNA复制特点 ❖ 第五节 DNA的修复 ❖ 第六节 DNA的转座
2020/12/15
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南京农业大学 生命科学学院
第一节 染色体
由于亲代能够将自己的遗传物质DNA以染色体的形式传 给子代，保持物种的稳定性和连续性。因此，人们普遍认为 染色体在遗传上起着主要作用。
人类22对染色体及性染色体
2020/12/15
南京农业大学 生命科学学院
第一节 染色体
2.4. 真核细胞染色 体的结构
真核细胞染色体的 DNA如图所示，经过 四级压缩，长度压缩 将近10000倍。
四级分别为： 核小体 螺线管 超螺旋圆筒 染色单体
2020/12/15
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南京农业大学 生命科学学院
第一节 染色体
2.4. 真核细胞染色体的结构
❖ 不重复序列。在单倍体基因组里，这些序列一般只有一个或几个拷贝， 它占DNA总量的40%－80%。不重复序列长约750－2000dp，相当于一 个结构基因的长度。单拷贝基因通过基因扩增仍可合成大量的蛋白质 。 如蚕丝心蛋白基因。
❖ 中度重复序列。 这类重复序列的重复次数在10－104之间，占总DNA的 10%－40%。各种rRNA、tRNA 及组蛋白基因等都属这一类。

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抓主干
找错题
查补漏
每天每天刷套题
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校情介绍
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1902建校 教育部直属全国重点大学 国家“211工程”大学 “985工程优势学科创新平台”项目高校 全国56所设立研究生院的大学之一 全国首批22所自主选拔录取大学之一
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梧桐校道
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武书连《中国大学排行榜》：39名 中国校友会《中国大学排行榜》：47名 国家重点学科数：全国第23位
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2020/1/3
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拥有16个博士授权一级学科
作物学 园艺学 农业资源与环境 植物保护 畜牧学 兽医学
水产 草学
农学
生物学 科学技术史
生态学 农业工程 食品科学与工程 应用经济学 农林经济管理 公共管理
33个硕士授权一级学科 12种专业学位 61个本科专业
理学 工学 经济学 管理学
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ESI排名进入全球前1%的学科领域
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序号
项目名称
1 美国佛罗里达大学本科双学位项目(全美前50)
2 澳大利亚西澳大学本科双‥学位项目（世界前80）
3 中美“1+2+1”本科人才培养项目
4 美国俄勒冈州立大学本科双学位项目
5 美国康涅狄格大学“3+1+1”项目
6 英国考文垂大学本科双学位项目
7 ‥‥‥‥‥
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喜迎PPT结束
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2020/1/3
农业科学
植物与动物学
环境生态学
生物与生物化学
一级学科国家重点学科
二级学科国家重点学科
作物学 植物保护 农业资源与环境
兽医学
蔬菜学 农业经济管理 土地资源管理 食品科学（培育）

在加拿大土壤中也于低温条件下分离别油 菜促生细菌。
华中农业大学研究者在28℃和10℃下分离到 的小麦根圈细菌的类型有差别。
第二，不可能在制备土壤悬液时把土壤中的 微生物都清洗下来，所以获得的结果大大低 于实际数量
第三，能够洗脱出来的微生物也不是所有细 胞都能在培养基上生长和繁殖，有些细胞可 以转变为不可培养的状态
由矿物质、有机质和微生物等固相及气相 和液相组成的土壤，是地球上异质性极明 显的自然体，不但具有层次性差异和复杂 的内部结构，即使在同一层次的不同团聚 休内外微生物的分布也有很大差异，造成 微生物在土壤中分布的不均匀性。
耕作影响下土壤的异质性尤为显著
施入的有机和无机肥料即使充分耕翻也不可能是均匀地分 布在土层的各个部位；
第四，微生物的个体数量对于细菌而言，一 个细胞就是一个独立个体，而对丝状微生物 如霉菌来说，测定结果就难以说明问题，因 为一条长菌丝可以形成一个菌落，它断裂为 一些片段后可以分别形成许多菌落，使不同 样本之间缺乏可比性。
3. 显微境下直接测数法
快速 粗放
不能区分活细胞和死细胞或者微小土壤颗粒， 超微细菌和粘粒即使在电镜下也难以区别， 所以细胞总数的测定是很粗放的
3. 荧光定量PCR技术
提取土壤的总DNA 测定细菌的16S rRNA基因拷贝数 测定真菌的18S rRNA基因拷贝数 结果表示： 16S（ 18S） rRNA基因拷贝数/g土壤 误差来自： DNA的提取效率 PCR扩增
测定原理和步骤
原理：MPN计数是将待测样品作一系列稀释，一直稀释到 稀释液中没有或极少几个。根据没有生长的最低稀释度与 出现生长的最高稀释度，采用“最大或然数”理论，计算 出样品单位体积中细菌数。
步骤：菌液经多次10倍稀释后，一定量菌液中细菌可以极 少或无菌，然后每个稀释度取3—5次重复接种于适宜的液 体培养基中。培养后，将有菌液生长的最后3个稀释度 （即临界级数）中出现细菌生长的管数作为数量指标，由 最大或然数表上查出近似值，再乘以数量指标第一位数的 稀释倍数，即为原菌液中的含菌数。

考点归类（08、09年真题）
新考点
表观遗传学、SNP、小RNA
大题分布
蛋白质（结构、功能、分离纯化），核酸（结构，分离纯化）酶学， 糖代谢，脂代谢，氨基酸代谢，三大代谢综合题，核酸合成，蛋白质 合成
小题分布
核酸的结构、性质，糖类的组成，20种基本氨基酸，糖代谢和脂代谢 中的酶以及重要步骤，以及一些比较偏的知识点
常见氨基酸 （极性、电荷） 稀有氨基酸
性质
光吸收 化学反应
分离、分析 （层析）
必须掌握的基本知识点
20种常见氨基酸的名称、单字母符号、三字母符号、结构 特征 氨基酸等电点 紫外吸收 氨基酸主要化学反应的应用
氨基酸
苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸 在280 nm 有吸收峰，紫外 吸收法测定蛋白质的依据 丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸 具有可被磷酸化的位点 半胱氨酸 可形成二硫键 甲硫氨酸 提供甲基，原核细胞蛋白合成起始 组氨酸 质子供体和受体 脯氨酸 不参与a螺旋，茚三酮反应黄色 甘氨酸 没有手性碳
考点归类（08、09年真题）
高频高点
VLDL、HDL等载脂蛋白、氨基酸脱氨、糖异生柠檬酸循环、 糖酵解（ 乳酸和乙醇）、糖代谢三个交汇点、生物膜、ATP、 酮体、 核酸酶 、电子传递链、脂肪酸氧化、 DNA的二级结构、 tRNA结构、mRNA结构
一般考点
DNA聚合酶、RNA聚合酶、淀粉、纤维素、糖原组成、 纸层析、蛋白质 显色、谷胱甘肽、western blot 、ELISA 、RT-PCR 、Southern blot 、 跨膜主动运输、琼脂和琼脂糖、高能磷酸化合物
重要化学反应
Sanger反应：鉴定多肽链的氨基末端氨基酸
反应试剂：DNFB 黄色
艾德曼(Edman)反应：鉴定多肽链氨基末端氨基酸;蛋白质测序

三. ATP酶-构象偶联假说
ATP合酶结合变化和旋转催化假说认为，ATP合 酶与底物核苷酸的作用是按照结合变化机理进行的。 构成ATP合酶头部的α3β3亚基构成3个催化部位，中部 的γε亚基在质子推动力的驱动下相对于α3β3作旋转运 动。由于3个β亚基与γε亚基的不对称接触，使其分别 处于三种不同的状态，即无核苷酸结合的空置状态（ O）、结合ADP+Pi的松散结合状态（L）和结合ATP 的紧密结合状态（T）。
F0: 横贯线粒体内膜 ，含有质子通道，由十 多 种 亚 基 组 成 。 位 于 F1 与 F0 之 间 的 柄 含 有 寡 霉 素敏感性蛋白。
一. 氧化磷酸化的机理
重要
一. 氧化磷酸化的机理
由上述化学渗透假说可知，该模型必需具备两 个条件：一是线粒体内膜必须是质子不能透过的封 闭系统，否则质子梯度将不复存在；二是要求呼吸 链和ATP合酶在线粒体内膜中定向地组织在一起， 并定向地传递质子、电子和进行氧化磷酸化反应。
重要
一. 氧化磷酸化的机理
目前这两方面都获得了一些实验证据，例如能携 带质子穿过线粒体内膜的物质（如2,4-二硝基苯酚 ）可破坏线粒体内膜对质子的透性壁垒，使质子电化 学梯度消失。
另外根据测算，膜间隙的pH较内膜低1.4个单位 ，并且线粒体内膜两侧原有的外正内负跨膜电位升高 。
F1-F0-ATPase 复 合 物
20世纪30年代包括德国生物化学家、诺贝尔 奖获得者Meyerhof & Warburg在内的许多生化 学家对代谢过程中能量的产生和利用作了深入研 究，发现无论在糖酵解或三羧酸循环等代谢过程 中，都有伴随着ATP磷酸根的放出或 ADP得到磷 酸根的变化这类化学能量高效率的传递方式，指 出腺苷三磷酸（ATP）是代谢中能量产生和利用 的关键化合物。

2-脱氧葡萄糖-6-磷酸也能够与此酶的活性中心结合， 但由于不能形成烯二醇中间物，所以无法完成反应， 反而因为它占据活性中心而抑制酶的活性。
现已发现磷酸己糖异构酶是一种兼职蛋白，除了参与 糖酵解以外，它还是一种神经生长因子。
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第三步反应: 磷酸果糖的激活
FDP
糖酵解途径的限速步骤!！
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糖酵解第二次引发反应 ΔG 是一个大的负值，不可逆反应 受到高度的调控
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• 糖的吸收和转运
细胞膜
转运蛋白 （Transport protein）
+
Na G
+
Na
－葡萄糖转运系统
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糖的主要分解代谢途径
葡萄糖
6-磷酸葡萄糖 （有氧或无氧）
（无氧） 丙酮酸
糖酵解
（有氧）
乳酸 乙醇
乙酰 CoA
磷酸戊糖 途径
三羧酸 循环
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糖酵解——EMP途径
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一、糖酵解的全部反应
糖酵解是将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着ATP 生成的一系列反应，是生物体内普遍存在的葡萄 糖降解的途径。该途径也称作EmbdenMeyethof-Parnas途径，简称ＥＭＰ途径。
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第六步反应:甘油醛-3-磷酸的氧化和磷酸化
醛 1,3-BPG
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☻ 整个糖酵解途径唯一的一步氧化还原反应 ☻ 产生1,3-BPG和NADH ☻ 为巯基酶，使用共价催化，碘代乙酸和有机汞（破坏巯基）能够
抑制此酶活性。 ☻ 砷酸在化学结构和化学性质与无机磷酸极为相似，因此可以代替
无机磷酸参加反应，形成甘油酸-1-砷酸-3-磷酸，但这样的产物 很不稳定，很快就自发地水解成为甘油酸-3-磷酸并产生热，无法 进入下一步底物水平磷酸化反应。由于甘油酸-1-砷酸-3-磷酸的 自发水解，将导致ATP合成受阻，影响细胞的正常代谢，这就是砷 酸有毒性的原因。

新
吸能反应
能
物
陈 代 谢
量
质
代
代
放能反应
谢
谢
异化作用 dissimilation
生物大分子
分解代谢
小分子
体内
环境
• 19世纪下半叶，恩格斯对生命下了一个定 义：“生命是蛋白体的存在方式，这个存 在方式的基本因素在于和它周围的外部自 然界的不断地新陈代谢，而且这种新陈代 谢一停止，生命就随之停止，结果便是蛋 白质的分解。”恩格斯的生命定义在一定 程度上揭示了生命的物质基础，即具有新 陈代谢功能的蛋白体。100年来，这个定义 一直指导人们认识生命的思想武器。
• (一) 叙述生物化学阶段(1920年以前）
研究生物体内各种化合物的结构、化学性质和功能， 主要有糖类、脂类、蛋白质、核酸、酶、维生素及 激素。
这个阶段，生物化学的主要工作是对糖类、 脂类及氨基酸的性质进行了系统的研究；发现了 核酸；证实了相邻氨基酸的肽键的形成；开始进 行酶学研究。
1770-1774年，英国J.Priestly发现了氧气，并指出动物消耗氧而 植物产生氧。
2006年，Watson访问中国农业大学
1955年 ，Sanger完成牛 胰岛素氨基酸组成分析。
1958年，Crick提出“中 心法则”。
1966年，Nirenberg & Khorana 破译了遗传密 码。
Frederick Sanger
• 1972年～1973年， Berg等成功地进行了 DNA体外重组； Cohen创建了分子克隆技 术，在体外构建成具有生物学功能的细菌 质粒，开创了基因工程新纪元。在此同时， Boyer等在E.coli中成功表达了人工合成的 生长激素释放抑制因子基因。

1.增色效应
核酸变性后，在260nm处的吸收值上升，这叫 增色效应(hyperchromic effect)。增色效应常 可用来衡量DNA变性的程度。
DNA分子变性( DNA denaturation )
● D.S. DNA
S.S. DNA
( 加温, 极端pH, 尿素, 酰胺 )
变性过程的表现
☆ S.S. DNA粘度降低
what is meaning ?
1.185
Evaluation GC% of DNA
1.0
℃
Tm1 ＜ Tm2
l 增色效应的跳跃现象 ( Jump of Hyperchromicity )
高分子量的DNA分子在热变性过程中, 富含AT区 域首先发生 变性, 然后逐步扩展, 表现增色效应的跳 跃现象, 使变形过程加快.
四 核酸的复性 3. 分子杂交 (hybridization)
核酸的理化性质
• 不同来源的单链DNA与单链DNA RNA与 单链DNA分子间
• 在长于20 bp的同源区域内 • 以氢键连接方式互补配对 • 形成稳定的双链结构的过程
四 核酸的复性 3. 分子杂交 (hybridization)
核酸的理化性质
p32 or biotin labeled
X-film
Column absorb D.S DNA
种类
＊ 液相分子杂交
Absorb D.S. DNA
＊固相分子杂交 （1975 E. M. Southern）
1975 E. M. Southern Southern blot S.S. DNA × S.S. DNA
rich AT
rich AT
● 影响 Tm值的因素 ☆ 在 A, T, C, G 随机分布的情况下