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生物复习笔记汇总

生物学复习笔记[普通生物学]

于兰州大学继续教育学院

生命科学学院生物学基地班

2013/7/3

生物学化学部分：

１、糖是多羟基醛或多羟基酮，而糖类是糖及其衍生物、或水解时能产生这些化合物的物质的总称。

２、实验式为（CH2O）n、碳水化合物（carbohydrate）

３、糖类的作用：

1.作为生物体的结构成分2.作为生物体内的主要能源物质3.在生物体内转变为其他物质4.作为细胞识别的信息分子

４、直链淀粉分子量约1万-200万，平均250-260个D-葡萄糖分子，以a（1®4）糖苷键聚合而成。

呈螺旋结构，遇碘显蓝色。

在天然淀粉中约有20-30%的淀粉为直链淀粉。

支链淀粉中除了a（1®4）糖苷键构成糖链以外，在分支点处存在a（1®6）糖苷键，遇碘显紫红色。

在天然淀粉中约有70-80%的淀粉为支链淀粉。

支链淀粉的分子量较直链淀粉大得多，一般平均由6000个D-葡萄糖残基组成，分子量为1百万左右。

５、直链淀粉的二级结构是一个左手螺旋，每圈螺旋含6个残基，螺距0.8nm，直径1.4nm。

碘分子正好能嵌入螺旋中心，每圈可容纳一个碘分子（I2），通过朝向圈内的羟基氧（提供未共享电子对）和碘（提供空轨道）之间的相互作用形成稳定的深蓝色淀粉－碘络合物。

产生特征性的蓝色需要约36个即6圈葡萄糖残基。

支链淀粉螺旋（约25～30个残基）中的短串碘分子比直链淀粉螺旋中的长串碘分子吸收更短波长的光，因此支链淀粉遇碘呈紫色到紫红色。

６、糖蛋白（glycoproteins）寡糖结合到蛋白质上形成糖蛋白。

许多膜内在蛋白和分泌蛋白是糖蛋白。

７、蛋白聚糖（Proteoglycan）蛋白聚糖是一类特殊的糖蛋白，由一条或多条糖胺聚糖链和一个核心蛋白共价连接而成。

蛋白聚糖是细胞表面或细胞外基质的大分子。

蛋白聚糖分子有较强的亲水性，分子内间隙中和分子周围结合着相当量的水分子。

８、氨基酸的通式：

９、常见氨基酸：

１０、氨基酸的甲醛滴定曲线：

由于加甲醛与氨基酸的氨基反应，减弱了氨基的碱性，使得滴定终点向中性pH偏移，由pH12左右降低到pH9左右，正好是酚酞指示剂的变色区域

１１、蛋白质的水解：

（1）酸水解：

用6mol/LHCl或4mol/LH2SO4回流20h左右可使蛋白质完全水解。

酸水解不引起消旋作用，得到的是L-氨基酸。

但色氨酸被完全破坏，丝氨酸和苏氨酸有一小部分被分解，同时天冬酰胺和谷氨酰胺的酰胺基被水解下来。

（2）碱水解：

与5mol/LNaOH共沸10～20h可使蛋白质完全水解。

碱水解导致多数氨基酸破坏，并引起消旋作用，得到的是D-和L-氨基酸的混合物。

碱水解引起精氨酸脱氨，生成鸟氨酸和尿素。

但色氨酸是稳定的。

（3）酶水解：

不同的蛋白酶有不同的切割特异性，需要几种酶共同作用才能使蛋白质完全水解。

酶水解常用于产生肽段。

１２、20种常见氨基酸的平均分子量为138；组成蛋白质的氨基酸的平均分子量为128；每个氨基酸残基的平均分子量为110

１３、蛋白质结构的组织层次：

一级结构指的是多肽链的氨基酸序列

二级结构指的是多肽链借助于氢键排列成有规律的、局部的结构

三级结构是指多肽链借助各种非共价键弯曲、折叠成具有特定走向的紧密球状构象

四级结构指的是寡聚蛋白质亚基间的结合，亚基间不同的排列方式会形成不同的构象。

１４、肽是两个至数百个氨基酸之间由肽键连接而成的线状聚合物。

一条肽链是有方向性的，肽链的一端具有游离的α－氨基，称其为N端；另一端具有游离的α－羧基，称其为C端。

有少数小分子量的肽，其首尾也缩合成肽键，成为环肽。

１５、肽键共振的结果

①限制肽键的自由旋转，给肽主链的每一个氨基酸残基只保留两个自由度。

②组成肽基的4个原子和2个相邻的Cα原子倾向于共平面，形成所谓的多肽主链的酰胺平面（amideplane）或称肽平面（peptideplane）。

③C－N键的长度为0.133nm，比正常的C－N单键（0.145nm）短，但比典型的C=N键（0.125nm）长。

估计肽基中的C－N键具有约40%的双键性质，而C=O键具有40%的单键性质，在室温下足以防止C－N键旋转。

④杂化的中间态酰胺带有0.28个净正电荷，羰基带有0.28个净负电荷，肽键具有永久偶极。

１６、在某一pH下，肽中各可解离基团解离得到的净电荷为0，这个pH就是该肽的等电点。

１７、单克隆抗体的制备方法：

用目的抗原免疫小鼠，取小鼠脾脏制成B

淋巴细胞悬液；繁殖小鼠骨髓瘤细胞；将制得的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，产生杂交瘤细胞；转移到只有杂交瘤细胞才能生长的培养基中进行选择性培养；用ELISA法筛选出能分泌目的抗体的单克隆杂交瘤细胞株；扩大培养，从培养液中提取纯化单克隆抗体。

18、肌肉收缩：

19、蛋白质测序：

酶水解肽链成短的肽段。

采用两套以上的酶水解方法，得到互相重叠的肽段。

分离纯化这些肽段，并鉴定各肽段的C末端氨基酸及N末端氨基酸。

测定各肽段的序列。

确定天冬酰胺、谷氨酰胺以及链内或链间二硫键的位置。

拼出完整肽链的序列。

N末端分析：

二硝基氟苯法（DNFB法）：

用DNFB（Sanger试剂）与肽链N末端的氨基反应，生成DNP－多肽或DNP－蛋白质。

然后水解肽链，分离得到DNP－氨基酸，纸层析、薄层层析或HPLC分离鉴定。

丹磺酰氯法（DNS法）：

与DNFB法类似，由于丹磺酰氯有强烈荧光，灵敏度比DNFB法高100倍。

苯异硫氰酸酯法（Edman降解法）：

肽链与PITC（Edman试剂）反应生成PTC－多肽（苯氨基硫甲酰多肽）或PTC－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（PTH－氨基酸）并从肽链上脱落下来，除去N末端氨基酸后剩下的肽链仍然是完整的。

分离PTH－氨基酸并鉴定。

肽链可用于鉴定下一个氨基酸，所以此法可以用于测序。

氨肽酶法：

根据游离氨基酸出现的时间顺序分析N末端氨基酸。

值得注意是不同的N末端氨基酸水解的速度不同，有时难以分析。

C末端分析：

肼解法：

蛋白质或多肽与无水肼加热发生肼解。

反应中除C末端氨基酸以游离形式存在外，其它氨基酸都转变成相应的氨基酸酰肼。

反应中生成的氨基酸酰肼可与苯甲醛作用变成水不溶性的二苯基衍生物而沉淀。

上清液中游离的C末端氨基酸借助DNFB法或DNS法鉴定。

肼解过程中，天冬酰胺、谷氨酰胺、半胱氨酸被破坏不易测出，精氨酸转变成鸟氨酸。

还原法：

肽链C末端的氨基酸可用硼氢化锂还原成相应的α－氨基醇，肽链水解后层析鉴定。

羧肽酶法：

目前常用的有4种羧肽酶：

A、B、C和Y。

羧肽酶A能释放除Pro、Arg和Lys之外的任何一种C末端氨基酸；羧肽酶B只能水解以碱性氨基酸Arg和Lys为C末端的氨基酸；羧肽酶C和Y可以释放任何一种C末端氨基酸。

二硫桥的断裂：

先加8mol/L尿素或6mol/L盐酸胍使蛋白质变性，再用氧化法或还原法断裂二硫键。

还原法产生的巯基要用烷基化试剂如碘乙酸保护起来，以免重新形成二硫键。

氨基酸组成的分析：

酸水解分析除色氨酸外的其它氨基酸，碱水解分析色氨酸。

为了准确分析酸水解中被部分破坏的Ser、Thr、Tyr、Cys的量，酸水解24、48、72小时后，分析这些氨基酸的量，然后外推至0时得到这些氨基酸不被破坏时的量。

分析酸水解液中NH3的量，得出有多少个Asn+Gln。

氨基酸的分析：

离子交换柱层析分离，茚三酮染色，比色定量。

20、稳定蛋白质三维结构的作用力主要是一些所谓弱的相互作用，或称非共价键和次级键，包括氢键、范德华力、疏水作用和盐键（离子键）。

这些弱的相互作用也是稳定核酸构象、生物膜结构的作用力。

此外，共价的二硫键在稳定某些蛋白质的构象方面也起着重要的作用

21、α螺旋（α－helix）：

α螺旋是右手螺旋，螺旋中每个α碳的φ角和ψ角分别在－57°和－47°附近，每圈螺旋占3.6个氨基酸残基，沿螺旋轴方向上升0.54nm。

每个残基绕轴旋转100°，沿轴上升0.15nm。

残基的侧链伸向外侧，不计侧链基团的螺旋直径为0.5nm。

相邻螺圈之间形成氢键，氢键的取向几乎与螺旋轴平行。

从N末端出发，氢键是由每个肽基的C=O与其前面第3个肽基的N－H之间形成的。

由氢键封闭的环是13元环，因此α螺旋也称为3.613－螺旋。

22、R基太大也不能形成α螺旋，如多聚亮氨酸。

脯氨酸的Cα－N键和C－N都不能旋转，而且不具有酰胺氢，不能形成链内氢键。

因此，多肽链中只要出现脯氨酸，α螺旋即被中断，产生一个“结节”（kink）

23、β折叠片（βpleatedsheet）：

侧链基团都垂直于折叠片的平面，并交替地从平面上下二侧伸出。

折叠片有两种形式，一种是平行式（parallel），另一种是反平行式（antiparallel），氢键在股间形成。

β折叠片中的每条肽链称为β折叠股或β股（βstrand）。

24、β转角（βturn）：

由于甘氨酸缺少侧链，在β转角中能很好地调整其它残基的空间障碍，因此甘氨酸是形成β转角最合适的氨基酸。

脯氨酸具有固定的φ角，在一定程度上迫使β转角形成。

25、无规卷曲（randomcoil）：

无规卷曲泛指那些没有明确的、有规律的二级结构的肽链区段。

26、结构域（domain）

是多肽链在二级结构或超二级结构的基础上形成三级结构的局部折叠区，它是相对独立的紧密球状实体。

结构域是球状蛋白质的独立折叠单位。

27、结构域大体可分为4类：

反平行α螺旋结构域（全α结构），平行或混合型β折叠片结构域（α，β结构），反平行β折叠片结构域（全β结构），富含金属或二硫键结构域（不规则小蛋白结构）。

28、蛋白质变性的实质是分子中的次级键被破坏，引起天然构象发生重大变化，但一级结构保持不变。

蛋白质变性过程中，往往发生下列现象：

1．生物活性丧失：

催化活性、运输功能、运动功能、与其它物质结合的功能等丧失。

2．一些侧链基团暴露：

结构变得松散。

3．一些物理化学性质改变：

聚集、沉淀、粘度增加、旋光及紫外吸收改变。

4．生物化学性质改变：

易受蛋白酶水解。

29、变性剂（denaturingagent）尿素和盐酸胍能与主链竞争形成氢键，破坏蛋白质的二级结构。

还能增加疏水基团在水中的溶解度，破坏蛋白质的三级结构。

SDS（SodiumDodecylSulfate，十二烷基硫酸钠，注意：

不是SodiumDodecylSulfonate，十二烷基磺酸钠）也是蛋白质的变性剂，它也是破坏蛋白质分子内的疏水作用。

30、有些酶仅由蛋白质组成，也有些酶除了蛋白质外，还有其它成分，后者称为缀合蛋白质。

对于属缀合蛋白质的酶来说，其蛋白质部分称为脱辅酶（apoenzyme），与其结合的非蛋白质成分称为辅因子（cofactor），二者结合后称为全酶（holoenzyme）。

31、酶学委员会根据酶反应的类型，把酶分为6大类，即氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类、连接酶类（也叫合成酶类），分别以1,2,3,4,5,6编号

32、DNA分子双螺旋模型具有以下特征：

（1）两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴相互缠绕，两条链均为右手螺旋。

（2）嘌呤与嘧啶碱位于双螺旋的内侧，磷酸与核糖形成的主链在外侧，碱基平面与纵轴垂直，糖环平面与纵轴平行。

两条链的配对偏向一侧，形成一条大沟和一条小沟。

（3）双螺旋的平均直径为2nm，两个相邻的碱基对之间相距的高度，即碱基堆积距离为0.34nm，两个核苷酸之间的夹角为36°。

因此，沿中心轴每旋转一圈有10个核苷酸，每一圈的高度（螺距）为3.4nm。

（4）两条核苷酸链依靠彼此碱基之间形成的氢键而结合在一起，A必须与T配对，G必须与C配对。

AT之间形成两个氢键，GC之间形成3个氢键。

（5）碱基在一条链上的排列顺序不受任何限制，但根据碱基配对的原则，当一条链上的碱基序列确定后，另一条链上的碱基序列必须与之互补。

两条链互为互补链。

33、激素按其化学本质可以分为3类：

①含氮激素，包括蛋白质、多肽、氨基酸衍生物。

②甾醇类激素，也叫固醇类激素。

③脂肪酸衍生物激素。

34、代谢的功能概括为5个方面：

①从周围环境中获得营养物质。

②将外界引入的营养物质转变为自身需要的结构元件，即大分子的组成前体。

③将结构元件装配成自身的大分子。

④合成或降解执行生物体特殊功能所需的生物分子。

⑤提供生命活动所需的一切能量。

35、各种分子之间的互相转变称为物质代谢，而伴随着物质代谢发生的能量的吸收、转移、释放、利用称为能量代谢

36、糖酵解是葡萄糖通过一系列的生化反应，逐步氧化成小分子化合物，并释放出能量合成ATP的过程。

糖酵解途径从葡萄糖开始，到生成2分子丙酮酸为止，在途径的前期消耗2分子ATP，后期合成4分子ATP，所以途径运行的结果，1分子葡萄糖可以产生2分子ATP。

糖酵解途径在胞质溶胶中进行。

36、中间产物磷酸化至少有三种意义：

①带有负电荷的磷酸基团使中间产物具有极性，从而使这些产物不易透过脂膜而失散；

②磷酸基团在各反应步骤中，对酶来说，起到信号基团的作用，有利于与酶结合而被催化；

③磷酸基团经酵解作用后，最终形成ATP的末端磷酸基团，因此具有保存能量的作用。

37、在糖酵解途径中，由己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶催化的反应实际上都是不可逆反应，因此，这三种酶都具有调节糖酵解途径的作用。

38、柠檬酸循环（citricacidcycle）也叫三羧酸循环（tricarboxylicacidcycle，TCA循环），因为德国科学家HansKrebs在阐明柠檬酸循环中作出了突出贡献，又将此途径称为Krebs循环。

在有氧条件下，糖酵解途径产生的丙酮酸进入线粒体，先转变成乙酰CoA，乙酰CoA再进入柠檬酸循环彻底氧化成CO2。

在真核细胞中，柠檬酸循环是在线粒体中进行的。

39、

40、

41、线粒体中脂肪酸彻底氧化的三大步骤：

植物生理学

1、SecondaryMetabolites【次生代谢】：

Secondarymetabolitesareorganiccompoundsthatarenotdirectlyinvolvedinthenormalgrowth,development,orreproductionoforganisms.

2、特点：

doesnotresultinimmediatedeathNotubiquitouslydistributed

3、MajorGroupsofPlantSecondaryMetabolites：

Lipidderivates、Phenoliccompounds、Triterpenes、N-containingcompounds

4、Shikimicacidpathway（莽草酸途径）——plantphenoliccompoundsbiosynthesis：

苯丙氨酸、酪氨酸

–是植物芳香族氨基酸合成的基本途径

–是植物初生代谢与次生代谢将要产生分支的代谢节点

5、草甘磷抑制催化5-磷酸莽草酸与PEP合成3-烯醇丙酮酸莽草酸-5-磷酸的酶。

本途径存在于高等植物、真菌和细菌中，而动物则无，所以动物不能合成苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸这3种芳香族氨基酸，必须从食物中补充。

6、Thebranchpointenzymebetweenprimaryandsecondary（phenylpropanoid）metabolism：

PAL【苯丙氨酸到肉桂酸】

7、Flavonoids黄酮类（orbioflavonoids）,alsocollectivelyknownasVitaminPandcitrin

8、Planttriterpenesbiosynthesis:

twopathways：

甲瓦龙酸途径：

磷酸甲基赤藓糖醇途径：

9、FunctionofSecondaryMetabolites：

•Defenseagainstdiseases

•Defenseagainstherbivory

•Allelopathy[化感作用]:

abiologicalphenomenonbywhichanorganismproducesoneormorebiochemicalsthatinfluencethegrowth,survival,andreproductionofotherorganisms.

10、植物韧皮部结构：

Sieveelements筛板，筛孔，筛域，异染色质，光面内质网---胼胝体，p蛋白

Companioncells普通伴胞，转移细胞，中间细胞

11、SugarsAreTranslocatedinNon-ReducingForm

12、Source:

anyexportingorgans,typicallymatureleaves,thatarecapableofproducingphotosynthateinexcessoftheirownneeds

13、Sink:

anynonphotosyntheticorgansoftheplantandorgansthatdonotproduceenoughphotosyntheticproductstosupporttheirowngrowthorstorageneeds.

14、Source-sinkunit一个源器官和直接接受其输出同化物的库器管所组成的供求单位。

15、Themechanismoftranslocationinthephloem:

PressureFlowModel

1.Sucrose蔗糖isloadedintosievetubesbyactivetransport.

2.Waterpotentialdecreasesandwaterenterssievetubesbyosmosis,turgor膨压pressure.

3.Turgorpressurepushessolutestosink,whereitisneededwhilewatermovinginandoutofthesievetubes

4.Removalofsucroseatsinkincreaseswaterpotentialcausingwatertomoveoutofthesievetubeatthesink

5.Solutesmovetosinkcellsandwatergoesbacktoxylem.

16、SucroseisactivelytakenupintothesieveelementsbyH+/sucroseco-transporters

17、SucroseisexportedthroughSWEETs,agroupofsucroseunitranpoters.

18、ThePrincipalAuxininHigherPlantsIsIndole-3-AceticAcid

19、BiosynthesisandMetabolismofAuxin：

IAAissynthesizedmainlyinmeristems,youngleaves,anddevelopingfruitsandseeds.

MultiplepathwaysexistforthebiosynthesisofIAA（referredtobytheirkeyintermediates）--TheIPA（indole-3-pyruvicacid）pathway；TheTAM（tryptamine）pathway；TheIAN（indole-3-acetonitrile）pathway

20、IAAisdegradedbymultiplepathways：

•Decarboxylation

•Peroxidase

•ThebiologicalsignificanceisunclearalthoughperoxidasesareubiquitousandhaveabilitiestodegradeIAA.

•Non-decarboxylationpathways

•IAA-Asp,IAA-Glu

21、IAAconjugation/modification:

storinginactiveformsortriggeringdegradationofIAA

•IAA-aminoacids:

•IAA-Ala,IAA-Leu,IAA-Phe,andetc

•IAA-Asp,IAA-Glu

•IAA-sugar

•IAA-methylester

•Indole-3-butyricacid（IBA）

ConvertedtoIAAthroughβ-oxidation

22、PolartransportInplants,auxinistransportedmainlyfromapicaltothebasalend（basipetally）.Thistypeofunidirectionaltransportistermpolartransport.

23、ChemiosmoticModel（溶质跨膜运输的化学渗透模型）：

1.ThecellwallismaintainedatanacidicpHbytheactivityoftheplasmamembraneH+-ATPase.Aportionofauxin（pKa4.75）moleculesareinIAAHform（~15%）.

2.IAAentersthecelleitherpassivelyintheun-dissociatedform（IAAH）orbysecondaryactiveco-transportintheanionicform（IAA–）.

3.Inthecytosol,whichhasaneutralpH,theanionicform（IAA–）predominates

4.Theanionsexitthecellviaauxinanioneffluxcarriersthatareconcentratedatthebasalendsofeachcellinthelongitudinalpathway.

24、AUX1,

theauxininfluxcarrier；PINs,theauxineffluxcarriers，DifferentPINproteinsorientdifferently，ThedistributionofPINproteinscontributestotheauxingradients

25、AuxinTransportInhibitors（ATIs）三碘苯甲酸