植物生物化学.docx

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植物生物化学

910《植物生物化学》

考试大纲

一、课程性质和基本内容

“植物生物化学”实质上是面向农学类专业的基础生物化学。

是作物类相关专业的一门专业基础课，其基本知识和基本理论包括：

生物大分子的结构与功能；生物物质与能量代谢及代谢调节；遗传信息传递与遗传物质代谢；基本的现代生物化学和分子生物学研究技术与原理。

二、考试基本要求

了解基础生物化学基本概念，生物体的化学组成与化学变化过程，生命活动的化学本质及规律，初步掌握现代分子生物学的初步知识。

三、重点内容和知识点

1、绪论

掌握生物化学含义，生物化学发展简史，生物化学主要研究内容，发展现状以及与各学科的关系。

2、核酸的结构与功能

重点：

核酸基本生物功能，DNA分子结构和核酸主要理化性质。

知识点：

核酸的生物学功能，细菌转化实验，核酸的种类、区别和分布、化学组成，细胞内游离核苷酸及其衍生物；

DNA的分子结构，Chargaff规则，多核苷酸链中脱氧核糖核苷酸残基的连接方式、排列顺序及表示方法，DNA一级结构测定原理，Watson-Crick双螺旋模式的要点和稳定双螺旋结构的力，双螺旋结构的多态性，三链DNA；

tRNA的二级结构和三级结构，rRNA、mRNA的结构，核酸的理化性质及应用，核酸的变性、复性和分子杂交。

3、蛋白质化学

重点：

氨基酸种类与基本属性，蛋白质的分子结构，各结构层次之间联系，结构与功能的关系。

知识点：

蛋白质氨基酸的结构及分类、氨基酸的理化性质及应用，重要氨基酸三字缩写符、电性、极性、等电点；

肽和肽键的结构及命名，重要的天然寡肽；

蛋白质的分子结构：

一级结构测定方法；蛋白质的构象和维持构象的作用力；

蛋白质的二级结构：

多肽链折叠的空间限制；肽键性质；肽平面；

蛋白质的三级结构：

概念、特点、举例（肌红蛋白）；蛋白质的超二级结构和结构域：

概念、实例

蛋白质的四级结构：

亚基和原体的概念；四级结构的概念；举例

蛋白质结构与功能的关系，空间结构与功能的关系

蛋白质的重要性质；蛋白质的分子量测定持技术与原理：

SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法；蛋白质的两性解离及等电点、电泳；蛋白质的胶体性质；蛋白质的沉淀反应：

盐溶和盐析；有机溶剂沉淀；重金属盐沉淀；生物碱沉淀。

蛋白质的变性与复性；蛋白质的紫外吸收与呈色反应；

蛋白质的分类；蛋白质的分离提纯及应用。

4、酶

重点：

掌握酶的概念、特性。

酶的活性中心，催化作用机理。

影响酶促反应速度的诸因素，诱导酶、变构酶、同工酶概念。

知识点：

酶的一般概念，酶催化高效性，专一性和可调节性。

酶的化学本质、酶的分类和命名；

酶的催化作用机理、酶的专一性机理、诱导契合学说、使酶具有高催化效率的因素；

影响酶促反应速度的因素：

酶促反应速度的测量与表示、酶浓度、底物浓度和米氏方程、Km的意义、双倒数作图法、pH、温度、激活剂与抑制剂对酶作用的影响

酶的活力测定、酶活力与酶反应速度；酶的活力单位；酶的比活力；

酶分离提纯的一般原则、酶工程简介、酶的应用

维生素与辅酶，功能与组成

5糖代谢

重点：

糖的组成，糖酵解、三羧酸循环的反应化学历程和生物学意义；磷酸戊糖途径的特点和生物学意义；糖酵解和三羧酸循环的调节。

知识点：

生物体内的糖类：

单糖、寡糖、多糖：

淀粉（糖元）、果胶、纤维素、粘多糖

蔗糖和多糖的生物合成：

蔗糖的生物合成蔗糖合成酶，磷酸蔗糖合成酶

淀粉（糖元）的合成直链淀粉合成、支链淀粉合成，糖异生作用

双糖和多糖的酶促降解：

蔗糖、麦芽糖、乳糖的酶促降解，淀粉（糖原）的酶促降解、水解和磷酸解

糖酵解：

糖酵解的概念糖酵解的化学历程细胞定位；反应步骤；有关的酶和辅因子的作用机理；能量产生、底物磷酸化；糖酵解的化学计量与生物学意义；糖酵解的其它底物；丙酮酸的去路；糖酵解的调控

三羧酸循环：

丙酮酸氧化为乙酰CoA、三羧酸循环概念、细胞定位、反应历程、有关的酶和辅因子、草酰乙酸的回补反应、化学计量和特点、三羧酸循环的调控；三羧酸循环的生物学意义。

磷酸戊糖途径生化历程：

细胞定位；反应历程及特点；有关的酶和辅因子；磷酸戊糖途径的化学计量与生物学意义；磷酸戊糖途径的调控

6、生物氧化与氧化磷酸化

重点：

生物氧化、电子传递链和氧化磷酸化，解偶联机理，明确物质代谢和能量代谢的关系。

化学渗透学说。

知识点：

概念和特点。

生物化学反应的自由能变化，高能磷酸化合物，ATP

电子传递链（呼吸链）组成，顺序，电子传递机理

电子传递抑制剂及部位

氧化磷酸化概念及类型、氧化磷酸化与电子传递的偶联

氧化磷酸化的机理：

F0-F1因子，化学渗透假说，ATP酶的旋转催化理论。

氧化磷酸化的解偶联和抑制

线粒体穿梭系统

能荷及调节

其它末端氧化酶系统：

多酚氧化酶系统；植物抗氰氧化酶系统；黄素蛋白氧化酶系统；超氧化物歧化酶和过氧化氢酶；抗坏血酸氧化酶系统；

7脂类代谢

重点：

脂类物质组成，脂肪酸的β-氧化和从头合成。

糖代谢与脂代谢的联系

知识点：

脂类物质组成

脂肪的分解代谢脂肪的消化和吸收甘油代谢

脂肪酸的氧化：

脂肪酸的β-氧化、脂肪酸的α-氧化、脂肪酸的ω-氧化途径

乙醛酸循环乙醛酸循环及两个关键的酶（异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶），乙醛酸循环的生物学意义。

脂肪酸代谢与糖代谢的联系与能量计算

脂肪的合成代谢：

甘油的生物合成

脂肪酸的生物合成：

饱和脂肪酸的从头合成、脂肪酸碳链的延长、脂肪酸碳链的去饱和三酰甘油的生物合成：

合成原料及合成酶

脂肪代谢的调节1）.脂肪酸分解的调节2）.脂肪酸合成的调节

类脂的代谢磷脂的降解酶类用专一性产物

8、蛋白质的酶促降解和氨基酸降解

重点：

蛋白质水解酶类及作用专一性、氨基酸的降解与转化。

知识点：

蛋白质的酶促降解蛋白水解酶（肽链内切酶和外切酶；氨肽酶、羧肽酶）

氨基酸的分解与转化：

脱氨基作用（氧化脱氨基作用、转氨基作用、联合脱氨基作用）、非氧化脱氨基作用、脱酰胺基作用

Glu脱H酶的作用及在氨基酸代谢中的地位

脱羧基作用（直接脱羧基作用、羟化脱羧基作用）

氨基酸分解产物的去向

9、氨的同化及氨基酸生物合成

重点：

生物固氮的概念、意义与简单生化机理、硝酸还原作用、氨基酸合成与碳代谢的关系。

知识点：

氮素循环、生物固氮，

硝酸还原作用：

硝酸还原酶（铁氧还管蛋白-硝酸还原酶，NAD（P）H-硝酸还原酶，硝酸还原酶是诱导酶）、亚硝酸还原酶

氨的同化：

谷氨酸合成谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶、谷氨酸脱氢酶、氨甲酰磷酸的形成

氨基酸的生物合成：

氨基酸合成与转氨基作用、各族氨基酸合成、一碳基团代谢、SO42-的还原

由氨基酸衍生的其它化合物：

具有生物活性的多胺、生物碱、植物和动物激素、辅酶类

10、核酸的酶促降解及核苷酸代谢

重点：

核酸降解的酶、限制性内切酶，核苷酸从头合成和补救途径的区别。

核酸降解物利用。

知识点：

核酸酶促降解、核酶外切酶、核酶内切酶、内切兼外切核酸酶、限制性内切酶特性、表示法、粘性末端

核苷酸分解代谢：

核苷酸降解、嘌呤的降解、嘧啶的降解

核苷酸的合成代谢：

核糖核苷酸的合成（嘌呤核苷酸的生物合成、嘧啶核苷酸的生物合成核苷酸合成的补救途径、核苷二磷酸、核苷三磷酸的合成、脱氧核苷酸的合成

11、核酸的生物合成

DNA的半保留半不连续复制特点及相关的酶、因子、意义；DNA的不对称转录、有意义链和无义链、重要的分子生物学技术。

知识点：

DNA的生物合成：

DNA半保留复制、半保留复制的实验证明、参与大肠杆菌DNA复制的酶类及有关因子、DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ；引物酶和引发体（解旋酶）；DNA连接酶；单链结合蛋白，拓朴异构酶等；原核细胞的DNA复制、复制子概念，oriC位点的起始，引发体形成及DNA的解旋解链和RNA引物合成；半不连续复制先导链的连续复制，随后链的不连续合成，冈崎片段；真核细胞DNA复制；逆转录作用逆转录酶、逆转录过程、逆转录病毒、逆转录的生物学意义；DNA的损伤、修复和突变DNA的损伤与修复、光裂合酶修复、切除修复、重组修复；DNA突变、插入、缺失。

RNA的生物合成：

DNA转录（转录单位、有意义链（+）和反义链（-））、RNA聚合酶；原核细胞的转录过程；真核生物的转录真核转录与翻译不偶联；真核的RNA聚合酶、真核启动子；RNA前体的转录后加工、rRNA前体加工及核糖体形成、tRNA前体的加工、真核mRNA前体（hnRNA）的加工、内含子、外显子。

RNA病毒的复制方式

核酸合成抑制剂

分子生物学技术：

DNA重组技术、分子杂交、基因工程

12、蛋白质的生物合成

重点：

翻译合成为功能蛋白质、蛋白质合成过程

要求掌握以下知识点：

蛋白质合成体系：

mRNA与遗传密码（mRNA为蛋白质合成模板、遗传密码破译、遗传密码的基本性质、起始密码子和终止密码子、tRNA（氨基酸运载工具、反密码子、同工受体tRNA、起始tRNA）、核糖体（蛋白质合成场所、原核和真核核糖体结构与功能）、翻译辅助因子

蛋白质合成：

氨基酸活化、肽链合成起始SD序列、起始复合物形成、肽链的延伸进位、转肽、核糖体移位、肽链合成的终止与释放多核糖体

真核细胞蛋白质合成

蛋白质的翻译后加工：

蛋白质的修饰：

N-端修饰，多肽链的水解切除；氨基酸侧链的修饰；糖基化修饰

13代谢调节

重点：

代谢网络、代谢调节的四级水平（重点讲授酶水平调节）。

基因表达调控：

操纵子学说、酶的诱导和阻遏。

知识点：

代谢途径的相互联系，代谢调节的四级水平

细胞区域化调节

酶水平调节：

酶合成的调节、酶活性的调节酶原激活、别构效应——酶活性的前馈和反馈调节、酶的共价修饰与级联放大系统、同工酶调节、辅因子调节

激素对代谢的调节

基因表达调控：

原核生物的基因表达调控（操纵子学说、酶合成的诱导乳糖操纵子的正负调控、酶合成的阻遏色氨酸操纵子、衰减子、组成型合成）、真核生物基因表达调控（顺式作用元件和反式作用因子、转录因子的相互作用、真核生物基因表达调控的不同层次、DNA水平、转录水平、转录后RNA的加工、翻译水平、翻译后加工）

基本题型：

名词解释（包插英文名词或重要生化名词代号、英文缩写）

重要物质结构式

填空

选择

判别对错（或解释理由）

简答简述

综合分析

主要参考教材：

《基础生物化学》郭蔼光主编，高等教育出版社（面向21世纪课程教材）。