南开大学《现代生物化学》第二版重点及课后答案.docx
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南开大学《现代生物化学》第二版重点及课后答案
第一章 蛋白质化学（17学时）
【目的要求】
⒈掌握蛋白质的概念和化学组成；蛋白质的基本结构单位——氨基酸的分类及结构；蛋白质各级分子结构的内容和特点。
2．熟悉氨基酸、蛋白质的理化性质及分离鉴定方法。
3．了解蛋白质的分子结构与功能的关系及蛋白质一级结构的测定。
【教学内容】
第一节蛋白质通论
一、蛋白质是生命的物质基础
二、蛋白质的分类：
形状；功能；组成；溶解度
三、蛋白质的元素组成
第二节蛋白质的基本结构单位——氨基酸
一、氨基酸的基本结构特征
二、氨基酸的分类及结构
三、蛋白质中不常见的氨基酸
四、非蛋白质氨基酸
五、氨基酸的理化性质
1．一般物理学性质
2．氨基酸的化学性质：
酸碱性质，等电点
六、氨基酸的化学反应
1．茚三酮反应
2．亚硝酸反应
3．2．4—二硝基氟苯反应（FDNB）
4．甲醛反应
5．二甲基氨基萘磺酰氯反应（DNS-Cl）
6．与酰化剂的反应
7．α-羧基的成酯反应
8．侧链基团参加的反应
七、氨基酸的分离和分析鉴定
1．蛋白质的水解
2．氨基酸的分离鉴定：
离子交换柱层析，纸层析，薄层层析
第三节蛋白质的结构
一、蛋白质的一级结构
1．肽键和肽链
2．二硫键
3．蛋白质的一级结构测定——片段重叠法
二、蛋白质的二级结构
1．酰胺平面和蛋白质的构象：
肽平面，双面角，构象，构型
2．维持蛋白质构象的作用力：
氢键，离子键，范德华力，疏水作用，配位键，二硫键
3．蛋白质二级结构的主要类型：
α-螺旋，β-折叠，β-拐角，无规卷曲
三、蛋白质的超二级结构和结构域
1．超二级结构
2．结构域
四、纤维状蛋白质结构
1．角蛋白：
α-角蛋白，β-角蛋白
2．胶原蛋白
五、蛋白质的三级结构三级结构的特点：
（1）
（2）（3）（4）
六、蛋白质的四级结构四级结构的特征：
（1）
（2）（3）（4）（5）
第四节蛋白质的结构与功能
一、蛋白质一级结构与空间结构的关系
二、一级结构与功能的关系
1．一级结构的微小差别可导致生理功能的重大不同（镰刀型细胞贫血症）
2．同功能蛋白质中氨基酸顺序的种属差异与生物进化
三、蛋白质的空间结构与功能
1．蛋白质的变性与复性
2．胰岛素的结构与功能
3．血红蛋白与肌红蛋白的结构与功能
4．免役球蛋白的结构与功能
第五节蛋白质的理化性质
一、蛋白质的胶体性质
二、蛋白质的两性性质和等电点
三、蛋白质的沉淀作用
1．可逆沉淀作用：
盐析与盐溶
2．不可逆沉淀作用
四、蛋白质的紫外吸收性质
五、蛋白质的沉降作用
第六节蛋白质的分离纯化与鉴定
一、蛋白质分离纯化的基本原则
二、细胞粉碎及蛋白质的抽提
三、蛋白质分离纯化的主要方法
1．离子交换柱层析法
2．凝胶过滤法（分子筛）
3．亲和层析法
4．疏水层析法
5．蛋白质沉淀法：
等电点沉淀，盐析法，有机溶剂沉淀法
四、蛋白质分子量的测定
1．凝胶过滤
2．SDS-PAGE
五、蛋白质的纯度鉴定
1．电泳
2．等电聚焦：
纯度，等电点
六、蛋白质含量测定
1．紫外吸收法
2．染料结合法（Bradford）
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第二章 核苷酸与核酸（13学时）
【目的要求】
1.掌握核酸的化学组成;DNA的分子结构及生物学意义;RNA的种类及结构。
2.熟悉核酸的理化性质;核酸的变性、复性和杂交。
3.了解核酸酶和DNA限制性内切酶的作用;DNA的一级构测定及核酸的分离纯化和鉴定方法。
【教学内容】
第一节碱基、核苷和核苷酸
一．碱基、核苷和核苷酸的结构与种类
1．碱基的结构与种类：
嘌呤碱、嘧啶碱和一些稀有碱基
2．核糖的结构和种类
3．核苷的结构和主要核苷
4．核苷酸的结构
二．核苷酸的生物学功能
1．构成DNA和RNA
2．细胞中的携能核苷酸：
ATP和ADP
3．细胞通讯的媒介（第二信使）：
cAMP、cGMP
4．核苷酸是多种辅酶的组成成分
第二节磷酸二酯键与多核苷酸
一．核苷酸磷酸团的转移
二．多核苷酸的合成
三．多核苷酸链的简单表示
第三节碱基的性质
一．核苷酸的紫外光吸收性质
二．氢键的形成
第四节DNA的结构
一．DNA储存遗传信息的证实
1．有毒肺炎双球菌转化实验
2．T2噬菌体标记实验
二．各物种DNA有着独特的碱基组成（Chargaff等的研究结果）
三．Watson－CrickDNA双螺旋结构特点
四．DNA的二级结构
1．A、B、Z模型
2．三种结构形成的原因
3．三种二级结构特点的比较
4．特殊的二级结构：
回文结构、H一DNA
五．DNA的三级结构（超螺旋结构）
第五节RNA的种类和结构
一，RNA的种类
1．核糖体RNA（rRNAs）
2．信息RNA（mRNAs）
3．转移RNA（tRNAs）
二．RNA的结构
1．mRNA的结构：
一级结构、高级结构
2．tRNA的结构
3．rRNA的结构
第六节核酸的变性、复性和杂交
一．DNA的变性和复性：
1．DNA的变性
2．DNA的复性
3．DNA的淬火与退火
4．DNA的复性动力学
二．DNA的熔解温度（影响因素）
三．核酸的杂交：
Southernblot原理和方法
四．DNA聚合酶链反应（PCR）原理和一般方法
第七节核酸的理化性质及化学反应
一．核酸的紫外光吸收：
克分子磷消光系数
二．嵌合剂的作用（溴化乙啶、丫叮橙、放线菌素D）
三．脱氨基作用和脱氧核苷酸的水解
四．紫外线和一些化学因子对DNA的损伤
五．DNA的酶法甲基化
第八节核酸酶和DNA限制性内切酶
一．核酸酶的分类和特异性
二．限制性内切酶
三．限制性内切酶图谱
第九节DNA的一级构测定和化学合成
一．DNA顺序的测定（双脱氧末端终止法）
二．DNA的化学合成（亚磷酸三酯法）
第十节基因和基因组（简单）
一．基因与基因组的概念
二．天然DNA分子的大小与顺序特征
1．病毒DNA分子
2．细菌染色体DNA
3．细菌质粒DNA
4．真核细胞染色体DNA
三．DNA超螺旋结构
l．DNA超螺旋的基本概念：
正、负超螺旋，连系数（L），比连系差（σ），
螺旋数（T），超螺旋数（W）
2．DNA拓扑异构酶：
I型，II型
四．人类染色体的包装过程：
第十一节核酸的分离纯化和鉴定（简单）
一．核酸的分离
二．核酸的测定
三．核酸的超速离心
四．核酸的凝胶电泳
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第三章 酶 （12学时）
【目的要求】
1.掌握酶的化学本质、组成、酶反应特点、酶活力的概念和影响酶活力的因素；
2.熟悉酶促反应动力学；
3.了解酶的命名、分类、酶活性的调节、酶的分离纯化和活力测定。
【教学内容】
第一节酶的一般概念
一．酶是生物催化剂
二．酶催化的特征
1．催化效率高
2．酶易失活
3．在体内，酶活性受调节控制
4．酶的催化作用具有高度专一性：
底物专一性，立体异构专一性等
5．酶专一性的几种假说：
锁钥学说，诱导契合学说，三点附着学说
三．酶的组成和分类
1．简单酶类
2．结合酶类：
辅酶、辅基、金属离子
第二节酶的分类和命名
一．酶的命名
1．习惯命名法
2．国际系统命名法
二．酶的国际系统分类法
1．分类原则
2．六大类酶催化的反应及特征
第三节酶催化作用的分子基础
一．酶分子的结构特征
1．酶活性中心的概念
2．酶活性中心的特点：
（1）
（2）（3）（4）（5）（6）
3．必需基团
4．酶活性中心存在的证明方法：
切除法、X一射线衍射法、化学修饰法
二．酶原的激活
1．酶原激活的概念
2．几种酶原的激活：
胰白酶原的激活，胰凝乳蛋白酶原的激活等
3．酶原激活作用的意义
三．酶高效催化的机制
1．底物与酶的靠近与定向
2．底物的变形与诱导契合
3．酸碱催化
4．共价催化
5．活性部位微环境的影响
6．中间产物学说
四．溶菌酶的结构及催化机制
五．胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶的催化三组合
第四节酶促反应动力学
一．酶浓度的影响
二．底物浓度对反应速度的影响
1．米氏方程及推导
2．米氏常数的意义
3．米氏常数的求法
三．温度对酶促反应的影响
四．pH对酶促反应的影响
五．激活剂的影响
1．金属离子
2．无机离子
3．小分子有机物
4．生物大分子的相互作用
六．抑制剂的影响
1．不可逆抑制作用
2．可逆抑制作用：
竞争性、非竞争性、反竞争性抑制
七．双底物酶促反应机制
1．顺序机制：
有序顺序机制、随机顺序机制
2．乒乓机制
第五节酶活性的调节和重要调节酶
一．别构调节和别构酶
1．别构调节的基本概念
2．别构调节的动力学曲线
3．蛋白激酶A的别构调节
4．ATCase的别构调节
5．别构调节的机理：
序变模型和齐变模型
二．酶的共价调节
1．什么是酶的共价调节
2．共价调节的类型
3．蛋白质的磷酸化和脱磷酸化：
糖原磷酸化酶的调节
三．同工酶
1．乳酸脱氨酶
2．肌酸激酶
四．核酶
五．抗体酶
第六节酶的分离纯化和活力测定
一．酶分离纯化的一般原则
二．酶活力与测定
三．回收率与纯化倍数的计算：
举例
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第四章 维生素与辅酶（4学时）
【目的要求】
⒈掌握维生素的概念、特点，B族维生素及其在体内的活性形式（辅酶形式）和维生素A、D、C的生理功能。
⒉了解每种维生素的化学本质、在代谢和生理上的作用。
【教学内容】
第一节维生素的概念和分类
一．什么是维生素
二．维生素的发现
三．维生素的分类
四．维生素的功能及分布
第二节脂溶性维生素
一．维生素A
二．维生素D
三．维生素K
四．维生素E
第三节水溶性维生素
一．维生素C
二．硫辛酸
三．维生素B1与焦磷酸硫胺素
四．维生素B2与FMN、FAD
五．维生素B3与辅酶A
六．维生素B5与NAD、NADP
七．维生素B6与磷酸吡哆醛
八．维生素B7生物素
九．维生素B9与四氢叶酸
十．维生素B12钻氨素
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第五章激素化学（7学时）
【目的要求】
1.掌握激素的概念与分类;激素作用原理
2.熟悉激素的分泌及几种重要激素结构和生理功能
3.了解主要动、植物激素
【教学内容】
第一节激素的概念与分类
一．激素的一般概念
二．激素的分类
1．含氮类激素
2．类固醇激素
3.脂肪酸衍生类激素
三．激素作用的特征
第二节激素的分泌及几种重要激素结构和生理功能
一．激素的分泌
二．部分激素的结构和生理功能
1．甲状腺激素
2．肾上腺素
3．前列腺素
4．类固醇激素：
肾上腺皮质激素、性激素
5．蛋白质多肽类激素：
胰岛素、胰高血糖素，促甲状腺激素材激素
三．激素分泌的调节
1．上级分泌腺对下级分泌腺的调节
2．反馈调节
第三节激素作用原理（细胞信号转导）
一．受体及其特征
1．什么是受体
2．受体的特征
3．受体的类型：
细胞膜受体、胞内（核内）受体
二．质膜受体激素的信息传递（第二信使学说）
l．以cAMP为第二信使的信息传递
2．以IP3,DAG，和Ca为第一信使的信息传递
3．以cGMP和NO为第二信使的信息传递
4．酪氨酸激酶受体激素的调节
三．胞内受体激素的信息传递：
甲状腺素、类固醇激素
第四节昆虫激素
一．脑激素
二．保幼激素
三．脱皮激素
第五节植物激素
一．植物生长素
二．赤霉素
三．细胞分裂素
四．脱落酸
五．乙烯
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第六章新陈代谢引论（1学时）
【目的要求】
1.掌握新陈代谢的一般概念包括：
什么是新陈代谢、代谢途径的特点及限速反应、限速酶等；要求同学掌握新陈代谢调节的几种方式、特点及意义。
2.掌握研究新陈代谢的基本方法和原理。
如同位素示踪法和酶抑制剂与拮抗剂应用的原理、方法和应注意的问题。
【教学内容】
第一节陈代谢的一般概念
1．什么是新陈代谢
2．代谢途径：
途径的单向性，线性，环状，分支途径
3．代谢调控：
限速反应与调节
4．中间代谢
5．呼吸商
6．代谢库
第二节代谢的研究方法
1．同位素示踪法
2．酶抑制剂和拮抗剂的应用
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第七章生物氧化（5学时）
【目的要求】
1.要求同学了解生物体系与化学体系的不同与相同之处，掌握热力学第一和第二定律在生物体系中的应用。
要求同学掌握高能化合物的概念及在生物换能过程中的重要作用及其意义。
特别是ATP的结构、功能及意义。
2.要求同学掌握生物氧化的基本概念及生物氧化的特点，生物体内电子转移的形式。
掌握氧化还原电位、自由能与平衡常数的关系及其计算。
3．要求同学们掌握电子传递链的概念与各个电子传递体的结构、功能及特点。
了解和掌握电子传递抑制剂、氧化磷酸化抑制剂和解偶联剂的相同与不同之处。
要求同学掌握氧化磷酸化机制及解偶联机制、胞液中NADH进入线立体的机制等。
【教学内容】
第一节生物能学的基本概念
一．生物体对能量的需求
1．生物体的需能变化：
位置的变化，浓度的变化，化学键的变化
2．能量的来源和转化
二．热力学定律在生物化学中的应用
1．生物体是一个开放体系
2．生物体能量和物质的变化遵循热力学第一和第二定律
三．高能磷酸化合物
1．基本概念
2．重要高能磷酸化合物的结构
四．ATP、NADH、NADPH在能量代谢中的重要作用
1．ATP的特殊结构
2．ATP是自然界能量的货币
3．NADPH在生物合成过程中提供还原力
第二节．生物氧化的基本概念
一．什么是生物氧化
二．生物氧化的特点
三．生物体内电子转移的几种形式
1．电子直接转移
2．以氢原子的形式转移
3．以氢负离子的形式转移
四．氧化还原电势与自由能的关系
1．氧化还原电位
2．自由能，氧化还原电位和平衡常数的关系
第三节．线立体的生物氧化体系
一．电子传递链上的酶和电子载体
1．NADH—CoQ还原酶
2．辅酶Q
3．细胞色素还原酶
4．细胞色素C
5．细胞色素氧化酶
6．琥珀酸—CoQ还原酶
二．电子传递抑制剂
三．电子传递体排列顺序的确定
1．电子传递抑制剂的应用
2．氧化还原电位的测定
四．氧化磷酸化
1．氧化磷酸化的概念
2．氧化磷酸化的机制：
3．一对电子传递过程中ATP合成的数目
4．P/O比
5．呼吸控制
五．氧化磷酸化的解偶联和抑制
1．氧化磷酸化抑制剂
2．解偶联剂和解偶联作用
3．电子传递抑制剂、氧化磷酸化抑制剂、解偶联剂作用的比较
4．2。
4—二硝基苯酚的解偶联机制
六．细胞质中NADH进入线立体的机制
1．磷酸甘油穿梭系统
2．苹果酸—天冬氨酸穿梭系统
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第八章糖代谢（6学时）
【目的要求】
1.要求同学们掌握糖的重要分解代谢途径：
酵解、三羧酸循环、磷酸戊糖途径及乙醛酸循环途径的各个反应步骤、中间代谢物的结构及其催化反应的酶。
掌握途径中重要酶（限速酶）的调节方式、意义，糖各条分解途径的关系、ATP的生成等。
2.要求学生掌握什么是糖的异生作用及生理意义，以及糖异生作用的前体、途径和调节；掌握糖异生和酵解俩条相反途径的协同调控机理及其生理意义。
3．掌握糖原的合成与分解途径中的各步反应以及催化反应酶。
掌握俩条相反途径协同调控的机制以及生理意义。
【教学内容】
第一节糖的分解代谢
一．酵解
1．酵解途径及参加的酶
2．酵解小结
二．丙酮酸的去路
1．生成乙酰辅酶A进入TCA
2．生成乙醇
3．生成乳酸
4．生成草酰乙酸
三．巴斯德效应
四．三羧酸循环
1．丙酮酸的氧化脱羧
2．TCA途径及参加的酶
3．TCA小结
4．TCA的回补反应
五．乙醛酸循环
六．磷酸戊糖途径
第二节．糖的异生作用
一．基本概念
二．糖异生途径
三．糖异生前体
四．糖异生小结
第三节．糖原的合成与分解
一．糖原的分解代谢
1．糖原的结构
2．糖原主链的断裂
3．去分支作用
4．糖原分解的调节
二．糖原的合成代谢
1．UDP—葡萄糖的合成
2．糖原的合成
3．糖原的分支
4．糖原合成的调节
三．糖原代谢的调节
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第九章脂类代谢（6学时）
【目的要求】
1.了解脂类的分类、结构、功能等。
2.本节要求同学掌握甘油三酯和脂肪酸分解代谢途径中的各步反应和催化反应的酶，掌握途径中关键酶的调节，酮体产生的原因和酮体的利用等。
3．要求学生了解和掌握饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的合成途径及途径中的调节酶。
掌握必需脂肪酸的概念和种类、名称。
4．要求学生掌握磷脂和鞘脂的基本结构、种类、功能及生理意义以及它们的分解和合成代谢途径。
5．要求学生掌握胆固醇的结构、功能以及合成途径的主要步骤。
掌握胆固醇的去路及意义，胆固醇合成途径中限速酶的调节方式和意义。
【教学内容】
第一节．概述
第二节．甘油三酯和脂肪酸的分解代谢
一．甘油三酯的分解
二．甘油的命运
三．脂肪酸的分解
1．脂肪酸的转运
2．脂肪酸的β-氧化
3．奇数碳脂肪酸的氧化
4．不饱和脂肪酸的氧化
5．脂肪酸氧化的其他方式
四．酮体的代谢
1．酮体的产生
2．酮体的利用
第三节．脂肪的合成
一．脂肪酸的生物合成
1．十六碳饱和脂肪酸的合成
2．不饱和脂肪酸的合成
二．甘油三酯的合成
第四节．磷脂和鞘脂的代谢
一．磷脂的代谢
1．磷脂的种类、结构和功能
2．磷脂的分解代谢
3．磷脂的合成代谢
二．鞘脂的代谢
1．鞘氨醇的合成
2．鞘糖脂和鞘磷脂的合成
第五节．胆固醇的代谢
一．胆固醇的结构与功能
二．胆固醇的生物合成
1．二羟甲基戊酸的合成
2．异戊烯醇焦磷酸酯的合成
3．胆固醇的合成
三．胆固醇的去路
1．合成胆汁酸
2．衍生为类固醇激素
3．衍生为维生素D
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第十章氨基酸代谢（4学时）
【目的要求】
1.要求学生掌握氨基酸分解代谢的基本反应和氨的转运、尿素的合成与排泄。
掌握氨基酸碳架氧化的基本规律，氨基酸衍生的重要生物活性物质及其功能。
掌握鸟氨酸循环的调节和生理意义。
认识糖代谢与氨基酸代谢的关系。
2.要求学生了解和掌握氨基酸合成代谢中碳架的来源，合成代谢途径中的反馈调节理论、方式及意义。
【教学内容】
第一节氨基酸的分解代谢
一．氨基酸分解的基本反应
1．氨基酸的脱氨基作用
2．脱酰胺基作用
3．氨基酸的转氨基作用
4．联合脱氨基作用
5．氨基酸的脱羧基作用
二．氨的排泄
1．氨的转运
2．尿素的合成
三．氨基酸碳架的氧化
1．生糖氨基酸
2．生酮氨基酸
3．氨基酸衍生的其它重要物质
第二节。
氨基酸的生物合成
一．各种氨基酸碳架的来源
二．个别氨基酸的合成
三．氨基酸合成的调节
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第十一章核苷酸代谢（4学时）
【目的要求】
1.要求学生掌握核苷酸及嘌呤碱和嘧啶碱的分解代谢途径和调节。
2.要求学生掌握核苷酸及嘌呤碱和嘧啶碱的合成代谢途径及调节。
要求学生掌握嘌呤和嘧啶环中各原子的来源，从头合成和补救途径的区别以及代谢病“痛风”产生的原因，脱氧核苷酸的合成与调节。
【教学内容】
第一节．核酸和核苷酸的分解代谢
一．核酸和核苷酸的降解
二．嘌呤碱的分解代谢
三．嘧啶碱的分解代谢
第二节．核苷酸的合成代谢
一．嘌呤核苷酸的合成
1．从头合成
2．补救途径
二．嘧啶核苷酸的合成
1．从头合成
2．补救途径
三．脱氧核苷酸的合成
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第十二章核酸和蛋白质的合成代谢（10学时）
【目的要求】
1.要求学生掌握DNA复制、修复、重组和突变的基本概念，DNA复制的一般规律及DNA聚合酶的结构、种类和复制过程。
DNA修复的类型和各种DNA重组过程，DNA的突变等。
2.要求学生掌握RNA的合成过程和RNA聚合酶的结构组成，活性调节。
真核生物RNA聚合酶与原核生物RNA聚合酶的差别；新生RNA剪接和修饰的方式；核酶的概念；真核生物mRNA的修饰和剪接方式；逆转录与逆转录酶的概念。
真核生物与原核生物转录的调节与控制。
3．要求学生掌握基因密码的重要特点，tRNA对密码子的识别及阅读框的概念，掌握蛋白质合成过程及核糖体结构；氨酰tRNA合成酶对tRNA的识别和校对功能。
【教学内容】
第一节DNA的复制、修复、重组和突变
一．DNA的复制
1．基本概念
2．复制的方式
3．复制的特征
4．DNA聚合酶
5．参与复制的其它酶
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