动物生物化学复习资料Word格式.docx

动物生物化学复习资料Word格式.docx

《动物生物化学复习资料Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《动物生物化学复习资料Word格式.docx（40页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

1）氧化还原酶乳2）转移酶类谷3）水解酶类4）裂合酶类5）异构酶类6）合成酶类7）核酸酶

二.糖代谢

1.糖的生理功能（10）

1）构成组织细胞的成分2）动物体内的重要能源物质3）动物体内的重要功能物质

2.糖的来源与去路（11）

3.糖酵解反应过程及生理意义：

化学反应式（12-13）

消耗ATP的反应：

①

③

生成ATP的反应：

这是糖酵解中第一个底物水平磷酸化产生ATP的反应

⑩第二次底物水平磷酸化产生ATP的反应

⑥糖酵解过程中唯一的脱氢反应

生理意义

1）迅速提供能量，使机体在无氧或缺氧（如动物在做重的体力劳动）情况下能进行生命活动；

2）红细胞没有线粒体，完全依赖糖酵解供能；

3）神经、白细胞、骨髓等代谢极为活跃，也常由糖酵解提供部分能量。

4.糖有氧氧化反应过程（14-17）

（一）糖酵解途径：

葡萄糖丙酮酸

（二）丙酮酸乙酰CoA

（三）三羧酸循环

5.TCA循环特点及其生理意义（18,19）

柠檬酸循环的特点

1）柠檬酸循环的反应位于线粒体间质中

2）在有O2条件下运转，是生成ATP的主要途径

3）循环一周产生2分子CO2

4）在每次循环中消耗2分子H2O

5）TCA循环中并没有分子氧的直接参与，但该循环必须在有氧条件下才能进行

限速酶：

柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶、α-KG脱氢酶复合体；

受ATP，NADH浓度的影响．

柠檬酸循环的意义

1）是葡萄糖生成ATP的主要途径，也是糖、脂肪、蛋白质分解的最终代谢通路；

2）是三大物质（糖类、脂类、蛋白质）代谢联系的枢纽；

3）可为其他合成代谢提供小分子前体。

6.三羧酸循环反应的全过程

7.磷酸戊糖途径的特点及生理意义（21）:

蚕豆病机理

1）特点

6-磷酸葡萄糖是直接脱氢和脱羧即可彻底分解;

氢受体为NADP+;

重要产物是NADPH和磷酸戊糖.

2）生理意义

生成的5-磷酸核糖供核苷酸的生物合成;

生成的还原型辅酶Ⅱ（NADPH）可供还原性的生物合成如脂肪酸、类固醇等;

同时可保护生物膜被氧化剂的破坏。

与糖酵解、有氧氧化相联系:

3-磷酸甘油醛是三条途径的交汇点。

8.葡萄糖完全氧化产生的ATP

9.磷酸戊糖途径的特点及生理意义

重要产物是NADPH和磷酸戊糖

10.糖异生的意义

1）维持血糖浓度恒定:

空腹，饥饿；

反刍动物2）补充肝糖原3）调节酸碱平衡（乳酸异生为糖,防止乳酸堆积造成酸中毒.）

11.名词解释

血糖——血液中所含的葡萄糖

糖酵解——在无氧的情况下，葡萄糖生成乳酸并产生ATP的过程

底物水平磷酸化——底物在脱氢或脱水的过程中引起原子发生重排而生成高能磷酸键，把生成的高能磷酸基转给ADP而生成ATP的过程。

糖有氧氧化——在有氧条件下，葡萄糖被氧化分解成

和

，并以ATP形式贮备大量能量的过程。

三羧酸循环——（TAC或TCA）：

乙酰CoA与草酰乙酸缩合成含有三个羧基的柠檬酸开始，

葡萄糖异生作用——由非糖物质转变成葡萄糖的过程。

糖原——由G分子聚合而成的含有很多分枝的大分子高聚物,统称为葡聚糖。

三.生物氧化

1.生物氧化的特点（26）

•1）生物氧化是在生物细胞内进行的酶促氧化过程，反应条件温和（水溶液，pH7和常温）。

•2）物质（底物）的氧化方式是脱氢,脱下的氢经一系列传递体,才能与氧结合生成水;

•3）在氢传给氧的过程中逐步释放的自由能,自由能以ATP形式贮存;

•4）二氧化碳是物质转变为含羧基化合物后脱羧产生。

2.氧化还原酶类：

SOD的作用

3.生物氧化中水的生成（27-31）

1）呼吸链（电子传递链）的组成与机理

由下列组分构成：

（1）NADH-Q还原酶（复合物Ⅰ）

（2）辅酶Q

（3）QH2-细胞色素c还原酶（复合物Ⅲ）

（4）细胞色素c（Cytc）

（5）细胞色素c氧化酶（复合物Ⅳ）

2）呼吸链抑制作用

☐部位Ⅰ：

NADH-Q还原酶复合体

（即FMN→辅酶Q）

☐部位Ⅱ：

QH2-细胞色素c还原酶复合体

（cytb→cytc1）

☐部位Ⅲ：

细胞色素c氧化酶复合体

（cytaa3→O2）

3）胞液中的NADH的氧化

1）苹果酸穿梭作用:

肝脏、心脏；

氢原子进入NADH呼吸链，合成3分子ATP。

2）磷酸甘油穿梭作用:

肌肉，大脑；

氢原子进入FADH2呼吸链，合成2分子ATP。

4.生物氧化中ATP的生成（32-34）

1）ATP与高能磷酸化合物

2）氧化磷酸化作用

3）

5.CN-中毒与解毒机制（35）

☐中毒机制:

Cyt·

aa3-Fe3++CN-→Cy-aa3-Fe3+-CN，使Cyaa3失去传递电子能力，动物肺可呼吸，但cell不能呼吸。

☐解毒机制:

迅速注射亚硝酸盐,因为亚硝酸盐可与血红蛋白（体内含铁卟啉最多的蛋白质）形成HB（Fe3+）,从而与Cy-aa3-Fe3+竟争CN-而解毒。

但生成的氰化高铁血红蛋白在数分钟后又能逐渐解离而放出CNˉ。

因此，如果在服用亚硝酸的同时，服用硫代硫酸钠，则CNˉ可被转变为无毒的SCNˉ，此硫氰化物再经肾脏随尿排出体外。

6.化学渗透假说的要点（36）

•化学渗透假说:

该假说由英国生物化学家PeterMitchell于1961年提出的。

•他认为电子传递的结果将H+从线粒体内膜上的内侧“泵”到内膜的外侧（膜对H+是不通透的），于是在内膜内外两侧产生了H+的浓度梯度;

这样，在膜的内侧与外侧就产生了跨膜质子梯度和电位梯度,即内膜的外侧与内膜的内侧之间含有一种势能，该势能是H+返回内膜内侧的一种动力;

H+通过ATP酶分子上的特殊通道又流回内膜的内侧。

当H+返回内膜内侧时，释放出自由能的反应和ATP的合成反应相偶联。

名词解释：

生物氧化:

有机物质（糖、脂肪和蛋白质）在生物体内分解，消耗氧气，生成二氧化碳和水，同时产生能量的过程。

有机体对药物和毒物的氧化分解过程也叫生物氧化,又称为呼吸作用。

高能化合物:

含有高能键的化合物。

ATP是生物细胞中最重要的高能化合物。

根据生物体内高能化合物键的特性可以把他们分成以下几种类型。

1）磷氧键型（—O~P）:

1,3-二磷酸甘油酸磷酸,磷酸烯醇式丙酮酸,焦磷酸,ATP2）氮磷键型

磷酸肌酸3）硫酯键型,酰基辅酶A.

;

呼吸链;

呼吸链——指排列在线粒体内膜上的一个有多种脱氢酶以及氢和电子传递体组成的氧化还原系统。

在生物氧化过程中，底物脱下的氢原子被酶激活脱落后，经一系列的载体（递氢体、递电子体），传递给氧而生成水，并释放能量。

在此过程消耗了氧，因此称为呼吸链。

呼吸链起传递电子的作用，又称电子传递链。

氧化磷酸化作用:

氢原子（H）和电子（e）沿呼吸链传递给氧的过程中逐步释放出自由能，使ADP+Pi→ATP的过程。

氧化磷酸化是ATP生成的主要方式

呼吸链的抑制剂:

对呼吸链产生抑制作用的物质。

解偶联作用:

电子传递和磷酸化紧密的偶联受到破坏而不能生成ATP的过程。

解偶联剂:

某些能阻碍ATP的生成而对电子传递没有抑制作用的物质。

四.脂类代谢

1.脂类的分类（39,40）

按化学组成分按生物学功能分

2.脂类的生理功能（41）

1）供能和贮能：

fat:

38KJ/g;

G:

17KJ/g;

体内的主要贮能形式；

1）构成组织细胞的成分：

如质膜等,脂肪组织等;

3）为机体提供物理保护：

保温,固定内脏,缓冲外力等。

4）转变为多种活性物质：

如性激素,胆汁酸,肾上腺皮质激素等。

5）提供必需脂肪酸：

机体缺乏Δ9以上的脱饱和酶.

3.脂肪酸的分解代谢（42-48）

1）脂肪酸的活化:

脂酰CoA的形成

亚细胞部位：

胞液（cytosol）

2）脂酰CoA转运进入线粒体:

载体是肉碱

3）脂酰CoAβ-氧化过程:

线粒体基质

过程：

脱氢、加水、再脱氢、硫解四步

生成一分子比原来少两个碳原子的脂酰CoA及一分子乙酰CoA

4.脂肪酸β-氧化过程中的能量转变（49,50）

（n）碳链脂肪酸β-氧化作用次数=n/2–1

1次β-氧化的产物:

1分子乙酰CoA

1分子NADH+H+

1分子FADH2

（n–2）碳脂酰CoA

5.酮体的生成（肝脏）与利用（肝外组织）

6.脂类在体内运转的形式（51）

◆运转的两种形式:

可溶性复合体:

游离脂肪酸（FFA）与

血浆清蛋白结合形成

血浆脂蛋白形式:

除FFA外的其它脂类与

载脂蛋白结合形成

7.血浆脂蛋白的分类、合成与功能（52）

分类：

乳糜微粒（CM）、极低密度脂蛋白（VLDL）、低密度脂蛋白（LDL）、高密度脂蛋白（HDL）。

名词解释:

脂肪的动员：

当机体需要时，贮存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸（FFA）和甘油并释放入血液，被其他组织氧化利用，这一个过程称为脂肪的动员作用。

脂肪酸的β-氧化：

脂肪酸氧化从羧基端β-碳原子开始，碳链逐次断裂，每次释放出一个二碳单位（即乙酰CoA）。

酮体：

脂肪酸在肝细胞中的氧化不完全,经常出现一些脂肪酸氧化的中间产物,即乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮。

酮病：

由于饲料中糖和产糖物质不足，以致脂肪代谢紊乱，大量酮体在体内蓄积的一种疾病，高产奶牛多发。

血脂：

指血浆中所含的脂类，包括甘油三酯、磷酯、胆固醇及其酯和游离脂肪酸。

五.含氮小分子的代谢

1.饲料蛋白质的生理功能

1）组织细胞的生长，修补和更新;

2）转变为生理活性物质;

3）氧化供能;

一般营养状况下不是主要供能。

2.氨基酸的脱氨基作用

脱氨基作用——在酶的催化下，氨基酸脱掉氨基的作用，主要在肝脏和肾脏中进行。

1.氧化脱氨基作用（oxidativedeamination）

2.转氨基作用（transamination）

3.联合脱氨基作用（transdeamination）（大多数陆生脊椎动物采取此方式）

3.两个重要的转氨酶催化的化学反应

两个重要的转氨酶:

谷丙转氨酶（GPT）：

肝脏,心脏活性最高

谷草转氨酶（GOT）：

心脏，肝脏活性最高

反应式:

GOT

α-酮戊二酸+天冬氨酸谷氨酸+草酰乙酸

GPT

α-酮戊二酸+丙氨酸谷氨酸+丙酮酸

4.动物体内氨的来源与去路

来源:

1）机体代谢产生（内源性）:

2）从消化道吸收的（外源性）

去路:

各种动物不同

1）形成无毒的谷氨酰胺:

各种动物（迅速除氨毒）

2）形成无毒的尿素：

哺乳动物（陆生脊椎动物）的主要排氨方式

3）形成尿酸：

禽类及卵生爬行动物的排氨方式；

4）直接排出体外：

水生动物如淡水鱼、海洋脊椎动物。

5.尿素的生成

总反应:

CO2+NH3+3ATP+天冬氨酸+2H2O====尿素+延胡索酸+2ADP+AMP+PPi+2Pi

要点:

–亚细胞定位：

线粒体和胞液

–限速酶：

精氨酸代琥珀酸合成酶

–耗能过程：

4ATP/urea

–N与C的来源：

氨基酸脱下的氨基和CO2

尿素循环受酶的调控,任何一种尿素循环酶的完全丧失,都会因高血氨症导致初生儿死亡。

6.肝昏迷氨中毒机理

正常情况下血氨的来源与去路保持动态平衡，维持在较低水平。

氨在肝中合成尿素是维持这种平衡的关键。

当肝功能严重受损时，尿素合成发生障碍，血氨浓度增高，称为高血氨症。

大量的氨进入脑组织，与脑中的α-酮戊二酸结合，生成谷氨酸，氨还可进一步与谷氨酸结合生成谷氨酰胺，使脑细胞中的α-酮戊二酸减少，三羧酸循环减弱，导致脑组织中ATP生成减少，引起大脑功能障碍，严重时引起昏迷（肝性脑病）。

7.核酸降解结果

氮平衡：

1.氮的总平衡：

摄入量=排出量,基本平衡，如成年畜禽;

2.氮的正平衡：

摄入量>

排出量,蛋白质在体内沉积,如幼畜禽生长，妊娠母畜，康复期等;

3.氮的负平衡：

摄入量<

排出量,蛋白质摄入不足,如疾病，饥饿，营养不良等。

蛋白质的最低需要量：

对于成年动物，在糖和脂肪充分供应的条件下，为了维持氮的总平衡，至少必须摄入蛋白质的量。

蛋白质的生理价值：

指饲料蛋白质被动物机体合成组织蛋白质的利用率。

生物学价值=氮的保留量÷

氮的吸收量×

100

必需氨基酸：

动物体内不能合成或合成速度太慢，远不能满足动物的需要，必须由饲料供给的氨基酸。

生糖氨基酸：

凡在体内可转变成葡萄糖的氨基酸。

生酮氨基酸：

凡在动物体内能转变成酮体的氨基酸，有亮、赖两种。

生糖兼生酮氨基酸：

在动物体内能转变成糖和酮体的氨基酸，多为芳香族氨基酸和异亮氨酸。

一碳基团：

在代谢过程中，某些氨基酸可分解生成含有一个碳原子的基团（不包括羧基）。

六.核酸的化学结构

1.①核酸的分类

脱氧核糖核酸（DNA）：

主要存在于细胞核、线粒体中；

核糖核酸（RNA）：

主要存在于细胞质（如微粒体、线粒体等）、核仁中。

所有细胞中都同时存在有DNA、RNA，并且一般都是和蛋白质相结合，以核蛋白的形式存在。

对于病毒，只含有DNA或只含有RNA。

ＲＮＡ病毒：

丙肝病毒；

脊髓灰质炎病毒；

HIV；

SARS-CoV；

ＡIV；

新城疫病毒；

狂犬病毒等。

DNA病毒：

乙肝病毒

②核酸的化学组成

核酸在核酸酶作用下水解为核苷酸，核苷酸由碱基、戊糖和磷酸组成。

2.DNA双螺旋结构的要点

（1）由两条平行的多核苷酸链，以相反的方向（即一条由5′→3′，另一条由3′→5′）围绕着同一个（想象）中心轴，以右手旋转方式构成一个双螺旋形状；

（2）疏水的嘌呤、嘧啶碱基叠于螺旋的内侧，亲水的磷酸基和脱氧核糖形成的骨架位于外侧；

（3）螺距为3.4nm（34Å

），每10对核苷酸绕中心轴旋转一圈，碱基平面之间的距离为0.34nm,旋转夹角为36°

；

（4）双螺旋的直径为2.0nm；

（5）碱基间形成氢键把两条链系在一起，配对原则为A—T、G—C

DNA双螺旋结构的稳定横向靠两条链间的互补碱基的氢键维持，纵向靠碱基平面之间的碱基堆积力

3.DNA的一些性质

（1）酸碱性和溶解性

（2）黏性:

黏度极大，而RNA分子远小于DNA，粘度也小得多;

（3）刚性:

DNA的双螺旋结构僵直而有刚性，易断成碎片，这也是目前难以获得完整大分子DNA的原因;

（4）降解:

溶液状态的DNA易受DNA酶作用而降解，抽干水分的DNA性质十分稳定;

（5）变性;

（6）核酸的紫外吸收与增色效应;

（7）复性;

（8）核酸的分子杂交。

七.DNA的生物合成——复制

1.中心法则：

生物的遗传信息从DNA传递给DNA的过程称为复制，从DNA传递给mRNA的过程称为转录，根据mRNA链上的遗传信息合成蛋白质的过程，被称为翻译或表达；

同时包括RNA的复制与反转录。

2.DNA的生物合成:

需要的酶；

1.DNA聚合酶——以DNA为模板，催化四种底物dNTP合成DNA的一类酶。

作用条件：

dNTP、模板DNA、引物、Mg2+等

延长方向：

5ˊ→3ˊ方向进行。

大肠杆菌DNA聚合酶有三种：

DNA聚合酶Ⅰ：

主要负责DNA损伤的修复、切除ＲＮＡ引物及填补空隙。

V最大为16～20bp/s.

DNA聚合酶Ⅱ：

一般用于修复而非聚合。

V最大为40bp/s.

DNA聚合酶Ⅲ：

主要负责催化DNA的聚合。

V最大为1000bp/s.

2.引物酶（引发酶）——一种特异的RNA聚合酶。

功能：

合成RNA引物（5-10个核苷酸）。

3.DNA解旋酶：

（1）DNA旋转酶（DNA促旋酶）：

拓朴异构酶

（2）解螺旋酶

（3）引物酶：

催化RNA引物生成稳定已解开的单链

（4）DNA单链结合蛋白（SSB）：

结合于被解开的单股DNA链上

4.DNA连接酶

广泛存在于原核生物和真核生物中。

催化DNA双链中缺口处5ˊ-P和3ˊ-OH之间连接。

连接需要能量，动物细胞、噬菌体：

ATP;

大肠杆菌：

NAD+

特点：

只能使双螺旋中同一条DNA链的两段核苷酸链连接。

DNA连接酶在复制中起最后接合缺口的作用。

在DNA修复、重组及剪接中也起缝合缺口作用。

也是基因工程的重要工具酶之一。

3.DNA复制的原则；

半保留复制——DNA复制时，双链分开，以其中一条为模板在其上合成新的互补链，结果子代DNA分子中一条链来自亲代，而另一条链是新合成的，这种方式称为半保留复制。

4.复制过程:

半不连续复制：

先导链连续复制而随后链不连续复制，称为半不连续复制。

DNA复制分为三个步骤：

起始、延长、终止三个阶段

1）起始阶段（promotion）

DNA复制从一个特定的位点（原点）开始，同时向DNA链的一个或两个方向进行，形成复制叉。

复制方向：

双向或单向

起始过程：

打开DNA超螺链打开双螺旋

拓扑异构酶解链酶:

DnaB与rep蛋白单链结合蛋白:

SSB

防止复螺旋合成

蛋白引物酶引物复合体

2）DNA链的延长：

①包括新DNA链的延伸和复制叉的移动过程。

复制从原点开始，引发步骤完成后DNA聚合酶Ⅲ全酶结合于引发的复制叉上，按DNA模板链的指令（碱基配对原则A-T、G-C），向RNA引物3ˊ-OH末端依次添加新的dNMP残基，新生的DNA链按5ˊ→3ˊ方向不断延伸。

②DNA复制中一股链是不连续合成——半不连续复制

③RNA引物的切除：

由DNA聚合酶Ⅰ的5′→3′外切活力完成，空隙由其5′→3′聚合活力填补。

④冈崎片段的连接：

DNA连接酶封闭缺口，把小片段连接成完整的互补链。

复制准确性（忠实性）的保证：

大肠杆菌DNA延长109—1010个核苷酸仅有一个错误（差错），即1/十亿或百亿的机率发生错误，复制准确性由DNA聚合酶的3′→5′外切活力来完成。

3.终止阶段

复制终止是在一个特殊的终止位点。

在大肠杆菌，其复制终止位点大约在起始原点的对位，终止利用基质（TUS）与终止位点结合，抑制复制体的解螺旋酶活性，防止复制叉通过终止位点。

5.损伤的修复方式。

修复途径：

光修复与暗修复（切除修复、重组修复、SOS修复）。

八.RNA的生物合成——转录

1.原核生物RNA的转录过程:

1）RNA聚合酶的组成特点：

大肠杆菌RNA聚合酶全酶（α2ββ′δ）：

α亚基：

酶的连接、装配；

β亚基：

与底物NTP结合；

β′亚基：

与DNA模板结合；

δ亚基（因子）：

与全酶结合不牢固,识别模板,与启动子结合。

全酶的作用：

识别起始，而核心酶（由α、β、β′组成）的作用是延长和辩认转录终止子。

2）转录过程：

1.起始阶段：

RNA聚合酶全酶与DNA模板结合，辩认起始点（启动子），引起DNA片段部分解链；

起始核苷酸多为ATP（pppA）或GTP（pppG），结合于起始部位，第二个核苷酸（一般是UＭP或CＭP）结合于延伸部位并启动转录，生成第一个3′,5′-磷酸二酯键，δ亚基离开核心酶。

2.延长阶段：

核心酶沿DNA模板3′→5′的方向移动，在RNA3′-OH上添加新的核苷酸，催化RNA链的延长，合成方向5′→3′，碱基配对原则为A-U、G-C；

延伸的最大速度约为每秒50个核苷酸。

3.终止：

停止RNA的延长，释放RNA新链，RNA聚合酶从DNA模板链释放。

3）催化活性RNA的发现（1982年，赛克及其同事在研究四膜虫RNA剪接时发现）

核酶:

具有催化活性的RNA

九.蛋白质的生物合成——翻译

1.蛋白质翻译系统的主要组成成分及功能；

遗传密码的特点：

（1）高度的简并性;

（2）通用性；

（3）不重叠；

（4）兼职：

起始密码子（兼职）和终止密码子;

（5）密码子的例外;

（6）密码子的方向性、连续性（读码）:

无标点。

tRNA的结构：

1个臂，4个环

1.CCA臂（氨基酸臂、接受臂）：

氨基酸的结合部位。

2.二氢尿嘧啶环（DHUloop）：

8-12bp组成

3.TψC环（假尿嘧啶环）：

7bp组成，具TψC顺序（ψ为假尿嘧啶），与核糖体rRNA作用。

4.反密码环：

7bp成环，中间3个组成反密码子。

tRNA辩认mRNA上密码子。

5.额外环（可变环、附加环）：

5—21bp。

氨酰-tRNA合成酶催化氨基酸的活化：

总反应式：

第一步：

氨基酸＋ATP