生物必修1复习提纲(必修)
第二章 细胞的化学组成
第一节 细胞中的原子和分子
一、组成细胞的原子和分子
1、细胞中含量最多的6种元素是C、H、O、N、P、Ca(98%)。
2、组成生物体的基本元素:C元素。(碳原子间以共价键构成的碳链,碳链是生物构成生物大分子的基本骨架,称为有机物的碳骨架。)
3、缺乏必需元素可能导致疾病。如:克山病(缺硒)
4、生物界与非生物界的统一性和差异性
统一性:组成生物体的化学元素,在无机自然界都可以找到,没有一种元素是生物界特有的。
差异性:组成生物体的化学元素在生物体和自然界中含量相差很大。
二、细胞中的无机化合物:水和无机盐
1、水:(1)含量:占细胞总重量的60%-90%,是活细胞中含量是最多的物质。
(2)形式:自由水、结合水
自由水:是以游离形式存在,可以自由流动的水。作用有①良好的溶剂;②参与细胞内生化反应;③物质运输;④维持细胞的形态;⑤体温调节
(在代谢旺盛的细胞中,自由水的含量一般较多)
结合水:是与其他物质相结合的水。作用是组成细胞结构的重要成分。
(结合水的含量增多,可以使植物的抗逆性增强)
2、无机盐
(1)存在形式:离子
(2)作用
①与蛋白质等物质结合成复杂的化合物。
(如Mg2+是构成叶绿素的成分、Fe2+是构成血红蛋白的成分、I-是构成甲状腺激素的成分。
②参与细胞的各种生命活动。(如钙离子浓度过低肌肉抽搐、过高肌肉乏力)
第二节 细胞中的生物大分子
一、糖类
1、元素组成:由C、H、O 3种元素组成。
2、分类
概 念 种 类 分 布 主 要 功 能
单糖 不能水解的糖 核糖 动植物细胞 组成核酸的物质
脱氧核糖
葡萄糖 细胞的重要能源物质
二糖 水解后能够生成二分子单糖的糖 蔗糖 植物细胞
麦芽糖
乳糖 动物细胞
多糖 水解后能够生成许多个单糖分子的糖 淀粉 植物细胞 植物细胞中的储能物质
纤维素 植物细胞壁的基本组成成分
糖原 动物细胞 动物细胞中的储能物质
附:二糖与多糖的水解产物:
蔗糖→1葡萄糖+1果糖
麦芽糖→2葡萄糖
乳糖→1葡萄糖+ 1半乳糖
淀粉→麦芽糖→葡萄糖
纤维素→纤维二糖→葡萄糖w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
糖原→葡萄糖
3、功能:糖类是生物体维持生命活动的主要能量来源。
(另:能参与细胞识别,细胞间物质运输和免疫功能的调节等生命活动。)
4.糖的鉴定:
(1)淀粉遇碘液变蓝色,这是淀粉特有的颜色反应。
(2)还原性糖(单糖、麦芽糖和乳糖)与斐林试剂在隔水加热条件下,能够生成砖红色沉淀。
斐林试剂: 配制:0.1g/mL的NaOH溶液(2mL)+ 0.05g/mL CuSO4溶液(4-5滴)
使用:混合后使用,且现配现用。
科技名词定义 中文名称:糖类 英文名称:carbohydrate 其他名称:碳水化合物;碳水化合物(saccharide) 定义1:具有多羟基醛或多羟基酮的非芳香类分子特征物质的统称。
依分子组成的复杂程度,可分为单糖、寡糖、多糖和糖缀合物;也可依据其他原则分类,如根据其功能基团分成醛糖或酮糖。 应用学科:生物化学与分子生物学(一级学科);糖类(二级学科) 定义2:多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。
应用学科:水产学(一级学科);水产饲料与肥料(二级学科)。
糖类是含多羟基的醛或酮类化合物,由碳氢氧三种元素组成的,其分子式通常以Cn(H2O)n 表示。
由于一些糖分子中氢和氧原子数之比往往是2:1,与水相同,过去误认为此类物质是碳与水的化合物,所以称为"碳水化合物"(Carbohydrate)。 实际上这一名称并不确切,如脱氧核糖、鼠李糖等糖类不符合通式,而甲醛、乙酸等虽符合这个通式但并不是糖。
只是"碳水化合物"沿用已久,一些较老的书仍采用。我国将此类化合物统称为糖,而在英语中只将具有甜味的单糖和简单的寡糖称为糖(sugar)。
二、糖的分类 根据分子的聚合度分,糖可分为单糖、寡糖、多糖。 也可分为:结合糖和衍生糖。
1.单糖 单糖是不能水解为更小分子的糖。葡萄糖,果糖都是常见单糖。
根据羰基在分子中的位置,单糖可分为醛糖和酮糖。根据碳原子数目,可分为丙糖,丁糖,戊糖,己糖和庚糖。
2.寡糖 寡糖由2-20个单糖分子构成,其中以双糖最普遍。寡糖和单糖都可溶于水,多数有甜味。
3.多糖 多糖由多个单糖(水解是产生20个以上单糖分子)聚合而成,又可分为同聚多糖和杂聚多糖。同聚多糖由同一种单糖构成,杂聚多糖由两种以上单糖构成。
4.结合糖 糖链与蛋白质或脂类物质构成的复合分子称为结合糖。其中的糖链一般是杂聚寡糖或杂聚多糖。
如糖蛋白,糖脂,蛋白聚糖等。 5.衍生糖 由单糖衍生而来,如糖胺、糖醛酸等。
三、糖的分布与功能 1.分布 糖在生物界中分布很广,几乎所有的动物,植物,微生物体内都含有糖。糖占植物干重的80%,微生物干重的10-30%,动物干重的2%。
糖在植物体内起着重要的结构作用,而动物则用蛋白质和脂类代替,所以行动更灵活,适应性强。动物中只有昆虫等少数采用多糖构成外骨胳,其形体大小受到很大限制。
在人体中,糖主要的存在形式:(1)以糖原形式贮藏在肝和肌肉中。糖原代谢速度很快,对维持血糖浓度衡定,满足机体对糖的需求有重要意义。
(2)以葡萄糖形式存在于体液中。细胞外液中的葡萄糖是糖的运输形式,它作为细胞的内环境条件之一,浓度相当衡定。
(3)存在于多种含糖生物分子中。糖作为组成成分直接参与多种生物分子的构成。
如:DNA分子中含脱氧核糖,RNA和各种活性核苷酸(ATP、许多辅酶)含有核糖,糖蛋白和糖脂中有各种复杂的糖结构。 2.功能 糖在生物体内的主要功能是构成细胞的结构和作为储藏物质。
植物细胞壁是由纤维素,半纤维素或胞壁质组成的,它们都是糖类物质。作为储藏物质的主要有植物中的淀粉和动物中的糖原。
此外,糖脂和糖蛋白在生物膜中占有重要位置,担负着细胞和生物分子相互识别的作用。 糖在人体中的主要作用:(1)作为能源物质。
一般情况下,人体所需能量的70%来自糖的氧化。(2)作为结构成分。
糖蛋白和糖脂是细胞膜的重要成分,蛋白聚糖是结缔组织如软骨,骨的结构成分。(3)参与构成生物活性物质。
核酸中含有糖,有运输作用的血浆蛋白,有免疫作用的抗体,有识别,转运作用的膜蛋白等绝大多数都是糖蛋白,许多酶和激素也是糖蛋白。(4)作为合成其它生物分子的碳源。
糖可用来合成脂类物质和氨基酸等物质。
糖类是含多羟基的醛或酮类化合物,由碳氢氧三种元素组成的,其分子式通常以Cn(H2O)n 表示。
由于一些糖分子中氢和氧原子数之比往往是2:1,与水相同,过去误认为此类物质是碳与水的化合物,所以称为"碳水化合物"(Carbohydrate)。
实际上这一名称并不确切,如脱氧核糖、鼠李糖等糖类不符合通式,而甲醛、乙酸等虽符合这个通式但并不是糖。只是"碳水化合物"沿用已久,一些较老的书仍采用。我国将此类化合物统称为糖,而在英语中只将具有甜味的单糖和简单的寡糖称为糖(sugar)。
二、糖的分类
根据分子的聚合度分,糖可分为单糖、寡糖、多糖。
也可分为:结合糖和衍生糖。
1.单糖 单糖是不能水解为更小分子的糖。葡萄糖,果糖都是常见单糖。根据羰基在分子中的位置,单糖可分为醛糖和酮糖。根据碳原子数目,可分为丙糖,丁糖,戊糖,己糖和庚糖。
2.寡糖 寡糖由2-20个单糖分子构成,其中以双糖最普遍。寡糖和单糖都可溶于水,多数有甜味。
3.多糖 多糖由多个单糖(水解是产生20个以上单糖分子)聚合而成,又可分为同聚多糖和杂聚多糖。同聚多糖由同一种单糖构成,杂聚多糖由两种以上单糖构成。
4.结合糖 糖链与蛋白质或脂类物质构成的复合分子称为结合糖。其中的糖链一般是杂聚寡糖或杂聚多糖。如糖蛋白,糖脂,蛋白聚糖等。
5.衍生糖 由单糖衍生而来,如糖胺、糖醛酸等。
三、糖的分布与功能
1.分布 糖在生物界中分布很广,几乎所有的动物,植物,微生物体内都含有糖。糖占植物干重的80%,微生物干重的10-30%,动物干重的2%。糖在植物体内起着重要的结构作用,而动物则用蛋白质和脂类代替,所以行动更灵活,适应性强。动物中只有昆虫等少数采用多糖构成外骨胳,其形体大小受到很大限制。
在人体中,糖主要的存在形式:(1)以糖原形式贮藏在肝和肌肉中。糖原代谢速度很快,对维持血糖浓度衡定,满足机体对糖的需求有重要意义。(2)以葡萄糖形式存在于体液中。细胞外液中的葡萄糖是糖的运输形式,它作为细胞的内环境条件之一,浓度相当衡定。(3)存在于多种含糖生物分子中。糖作为组成成分直接参与多种生物分子的构成。如:DNA分子中含脱氧核糖,RNA和各种活性核苷酸(ATP、许多辅酶)含有核糖,糖蛋白和糖脂中有各种复杂的糖结构。
2.功能 糖在生物体内的主要功能是构成细胞的结构和作为储藏物质。植物细胞壁是由纤维素,半纤维素或胞壁质组成的,它们都是糖类物质。作为储藏物质的主要有植物中的淀粉和动物中的糖原。此外,糖脂和糖蛋白在生物膜中占有重要位置,担负着细胞和生物分子相互识别的作用。
糖在人体中的主要作用:(1)作为能源物质。一般情况下,人体所需能量的70%来自糖的氧化。(2)作为结构成分。糖蛋白和糖脂是细胞膜的重要成分,蛋白聚糖是结缔组织如软骨,骨的结构成分。(3)参与构成生物活性物质。核酸中含有糖,有运输作用的血浆蛋白,有免疫作用的抗体,有识别,转运作用的膜蛋白等绝大多数都是糖蛋白,许多酶和激素也是糖蛋白。(4)作为合成其它生物分子的碳源。糖可用来合成脂类物质和氨基酸等物质。
生物大分子的多种多样功能与它们特定的结构有密切关系。
蛋白质的主要功能有催化、运输和贮存、机械支持、运动、免疫防护、接受和传递信息、调节代谢和基因表达等。由于结构分析技术的进展,使人们能在分子水平上深入研究它们的各种功能。
酶的催化原理的研究是这方面突出的例子。蛋白质分子的结构分4个层次,其中二级和三级结构间还可有超二级结构,三、四级结构之间可有结构域。
结构域是个较紧密的具有特殊功能的区域,连结各结构域之间的肽链有一定的活动余地,允许各结构域之间有某种程度的相对运动。蛋白质的侧链更是无时无刻不在快速运动之中。
蛋白质分子内部的运动性是它们执行各种功能的重要基础。 80年代初出现的蛋白质工程,通过改变蛋白质的结构基因,获得在指定部位经过改造的蛋白质分子。
这一技术不仅为研究蛋白质的结构与功能的关系提供了新的途径;而且也开辟了按一定要求合成具有特定功能的、新的蛋白质的广阔前景。 核酸的结构与功能的研究为阐明基因的本质,了解生物体遗传信息的流动作出了贡献。
碱基配对是核酸分子相互作用的主要形式,这是核酸作为信息分子的结构基础。脱氧核糖核酸的双螺旋结构有不同的构象,J.D.沃森和F.H.C.克里克发现的是B-结构的右手螺旋,后来又发现了称为 Z-结构的左手螺旋。
DNA还有超螺旋结构。这些不同的构象均有其功能上的意义。
核糖核酸包括信使核糖核酸(mRNA)、转移核糖核酸(tRNA)和核蛋白体核糖核酸(rRNA),它们在蛋白质生物合成中起着重要作用。新近发现个别的RNA有酶的功能。
基因表达的调节控制是分子遗传学研究的一个中心问题,也是核酸的结构与功能研究的一个重要内容。对于原核生物的基因调控已有不少的了解;真核生物基因的调控正从多方面探讨。
如异染色质化与染色质活化;DNA的构象变化与化学修饰;DNA上调节序列如加强子和调制子的作用;RNA加工以及转译过程中的调控等。葡萄糖结构式 生物体的糖类物质包括多糖、寡糖和单糖。
在多糖中,纤维素和甲壳素是植物和动物的结构物质,淀粉和糖元等是贮存的营养物质。单糖是生物体能量的主要来源。
寡糖在结构和功能上的重要性在20世纪70年代才开始为人们所认识。寡糖和蛋白质或脂质可以形成糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂。
由于糖链结构的复杂性,使它们具有很大的信息容量,对于细胞专一地识别某些物质并进行相互作用而影响细胞的代谢具有重要作用。从发展趋势看,糖类将与蛋白质、核酸、酶并列而成为生物化学的4大研究对象。
生物大分子的多种多样功能与它们特定的结构有密切关系。
蛋白质的主要功能有催化、运输和贮存、机械支持、运动、免疫防护、接受和传递信息、调节代谢和基因表达等。由于结构分析技术的进展,使人们能在分子水平上深入研究它们的各种功能。
酶的催化原理的研究是这方面突出的例子。蛋白质分子的结构分4个层次,其中二级和三级结构间还可有超二级结构,三、四级结构之间可有结构域。
结构域是个较紧密的具有特殊功能的区域,连结各结构域之间的肽链有一定的活动余地,允许各结构域之间有某种程度的相对运动。蛋白质的侧链更是无时无刻不在快速运动之中。
蛋白质分子内部的运动性是它们执行各种功能的重要基础。 80年代初出现的蛋白质工程,通过改变蛋白质的结构基因,获得在指定部位经过改造的蛋白质分子。
这一技术不仅为研究蛋白质的结构与功能的关系提供了新的途径;而且也开辟了按一定要求合成具有特定功能的、新的蛋白质的广阔前景。 核酸的结构与功能的研究为阐明基因的本质,了解生物体遗传信息的流动作出了贡献。
碱基配对是核酸分子相互作用的主要形式,这是核酸作为信息分子的结构基础。脱氧核糖核酸的双螺旋结构有不同的构象,J.D.沃森和F.H.C.克里克发现的是B-结构的右手螺旋,后来又发现了称为 Z-结构的左手螺旋。
DNA还有超螺旋结构。这些不同的构象均有其功能上的意义。
核糖核酸包括信使核糖核酸(mRNA)、转移核糖核酸(tRNA)和核蛋白体核糖核酸(rRNA),它们在蛋白质生物合成中起着重要作用。新近发现个别的RNA有酶的功能。
基因表达的调节控制是分子遗传学研究的一个中心问题,也是核酸的结构与功能研究的一个重要内容。对于原核生物的基因调控已有不少的了解;真核生物基因的调控正从多方面探讨。
如异染色质化与染色质活化;DNA的构象变化与化学修饰;DNA上调节序列如加强子和调制子的作用;RNA加工以及转译过程中的调控等。葡萄糖结构式 生物体的糖类物质包括多糖、寡糖和单糖。
在多糖中,纤维素和甲壳素是植物和动物的结构物质,淀粉和糖元等是贮存的营养物质。单糖是生物体能量的主要来源。
寡糖在结构和功能上的重要性在20世纪70年代才开始为人们所认识。寡糖和蛋白质或脂质可以形成糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂。
由于糖链结构的复杂性,使它们具有很大的信息容量,对于细胞专一地识别某些物质并进行相互作用而影响细胞的代谢具有重要作用。从发展趋势看,糖类将与蛋白质、核酸、酶并列而成为生物化学的4大研究对象。
338-生物化学一、考试性质硕士研究生生物化学入学考试是为我校生命科学学科招收硕士研究生而进行的水平考试。
通过该门课程的考试以真实反映考生对生物化学基本概念和基本理论的掌握程度以及综合运用所学的知识分析相关问题和解决问题的能力与水平,可以作为我校选拨硕士研究生的重要依据。二、考试要求生物化学考试旨在考查考生对生物化学基本知识、基本理论的掌握程度,并在考察考生基础理论知识掌握的基础上,注重考查考生运用生物化学基础知识分析问题、解决问题的能力。
三、考试形式与试卷结构(一)考试方式:闭卷,笔试(二)考试时间:180分钟(三)题型及分值试卷类型一般包括名词解释、判断题、简答题、计算及分析性问答题等,试卷满分150分。四、考试内容考试内容将涉及生物化学的如下内容:(1)生物分子的结构、组成、性质和功能;(2)生物分子特别是生物大分子的分离与分析方法;(3)生物体内的能量转化、利用和调节;(4)生物大分子的分解与合成代谢;(5)生物信息分子的复制、转录、表达和调节等基本理论。
并考查学生运用上述知识的综合和分析能力。各部分的基本内容如下:糖生物化学单糖单糖的结构、性质、构象与构型、变旋寡糖多糖脂类生物化学甘油三酯结构与性质,甘油三脂的皂化值(价)、酸值(价)、碘值(价)、乙酰化值(价)磷脂分类、性质与功能结合酯固醇类化合物蛋白质化学蛋白质的重要功能及元素组成蛋白质的重要功能;蛋白质的元素组成氨基酸氨基酸的结构特点及分类;必需氨基酸;蛋白质的稀有氨基酸非蛋白质氨基酸;氨基酸的性质肽肽键及肽链;肽的命名及结构;天然存在的活性寡肽蛋白质的分子结构蛋白质的一级结构;蛋白质的二级结构超二级结构及结构域蛋白质的三级结构蛋白质的四级结构蛋白质结构与功能的关系蛋白质一级结构与功能的关系蛋白质的空间结构与功能的关系蛋白质的重要性质蛋白质的两性性质和等电点;蛋白质的胶体性质与蛋白质的沉淀蛋白质的变性与复性;蛋白质的颜色反应蛋白质的分类蛋白质的分离提纯及分子量测定蛋白质分离纯化蛋白质分子质量的测定核酸化学核酸的种类与分布核酸的化学组成脱氧核糖核酸DNA的碱基组成;DNA的一级结构;DNA的空间结构;DNA的三级结构核糖核酸RNA的结构核酸的理化性质一般物理性质;核酸的紫外吸收;核酸的沉降特性;核酸的两性解离及凝胶电泳;核酸的变性与复性酶学 酶学概论酶的概念;酶的催化特点;酶的组成;酶的底物专一性酶的命名与分类影响酶促反应速度的因素酶促反应速度的测定;底物浓度对酶促反应速度的影响酶浓度对酶促反应速度的影响;温度对酶反应速度的影响pH对酶促反应速度的影响;激活剂对酶促反应速度的影响抑制剂对酶促反应速度的影响酶的作用机理酶的活性中心;酶与底物分子的结合影响酶催化效率的因素 别构酶和同工酶及诱导酶维生素与激素维生素的概念与分类;水溶性维生素水溶性维生素与辅酶的关系脂溶性维生素激素激素的概念与分类代谢总论代谢概述代谢中的化学反应机制与代谢类型代谢的研究方法糖类代谢糖的酶促降解糖酵解及调控糖酵解的过程;糖酵解产生的ATP与生物学意义丙酮酸的去路;糖酵解的调控三羧酸循环丙酮酸的氧化脱羧;三羧酸循环的反应过程;三羧酸循环中能量计算;三羧酸循环的生物学意义草酰乙酸的回补反应;三羧酸循环的调控磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径的过程;磷酸戊糖途径的生物学意义;磷酸戊糖途径的调控糖的生物合成碳的固定与卡尔文循环葡萄糖的异生作用;糖原与淀粉的合成;生物氧化与氧化磷酸化生物氧化概述电子传递链电子传递链的组成及其功能;电子传递链及其传递体的排列顺序电子传递体复合物的组成;电子传递抑制剂氧化磷酸化作用氧化磷酸化的概念氧化磷酸化的作用机理氧化磷酸化的解偶联剂和抑制剂脂类代谢脂肪的生物降解脂肪的酶促降解甘油的降解及转化脂肪酸的氧化分解脂肪的生物合成甘油的生物合成饱和脂肪酸的从头合成不饱和脂肪酸的合成三酰基甘油的生物合成甘油磷脂的降解与生物合成甘油磷脂的降解;甘油磷脂的生物合成蛋白质降解和氨基酸代谢蛋白质的酶促降解氨基酸的降解与转化脱氨基作用;脱羧基作用;氨基酸分解产物的去向,尿素循环氨基酸分解与一碳单位代谢氨基酸的生物合成核酸降解和核苷酸代谢核酸的酶促降解核苷酸的酶促降解核苷酸的降解;嘌呤的降解;嘧啶的降解 核苷酸的生物合成核苷酸的补救合成嘌呤核苷酸的从头生物合成;嘧啶核苷酸的从头生物合成;脱氧核糖核苷酸的生物合成;核苷三磷酸的生物合成核酸的生物合成DNA的生物合成半保留复制;逆转录;DNA的损伤与修复RNA的生物合成DNA的转录;转录后加工;RNA的复制蛋白质的生物合成蛋白质合成体系的重要组分mRNA与遗传密码;tRNA;rRNA与核糖体;辅助因子;蛋白质的生物合成过程氨基酸的活化;肽链合成的起始;肽链的延伸;肽链合成的终止与释放多核糖体;真核细胞蛋白质的生物合成肽链合成后的加工、折叠。
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