生物化学：第五章 当的分解与合成代谢
第五章糖类的分解与合成代谢
（一）双糖和多糖的降解
1．淀粉和纤维素分解有两条途径：
水解→产生葡萄糖；磷酸解→产生磷酸葡萄糖
2.参与淀粉水解的酶主要有三种：淀粉酶、脱支酶、麦芽糖酶，淀粉酶是指参与淀粉a-1,4-糖苷键水解的酶，有a-淀粉酶和b-淀粉酶两种。
3.a-淀粉酶：（a-1,4-葡聚糖水解酶）可水解任何部位的a-1,4-糖苷键，所以又称为内切淀粉酶。只有酶蛋白与Ca2+结合才表现出活性。
4.脱支酶：水解a-1,6-糖苷键,只能水解支链。
5.淀粉的磷酸解，其中，淀粉磷酸化酶又叫P-酶。淀粉的磷酸解与水解相比，其优越性有：耗能少；产物不易扩散到胞外,而水解产物葡萄糖会因扩散而流失
6.由蔗糖合酶催化：蔗糖＋NDP→NDPG ＋果糖
UDPG和ADPG是葡萄糖的活化形式，在合成寡糖和多糖时作为葡萄糖基的供体。这比将蔗糖水解要经济，因为从水解产物葡萄糖合成NDPG需要消耗能量。
（二）糖酵解（EMP）
1.糖酵解途径又称 EMP途径：指葡萄糖通过一系列步骤降解成三碳化合物（丙酮酸）并伴随着ATP生成的过程。
2.EMP的两个阶段
第一阶段——五步反应——磷酸丙糖生成阶段——耗能阶段；
第二阶段——五步反应——丙酮酸生成阶段——产能阶段。
第一步：葡萄糖——己糖激酶，镁离子——6-磷酸葡萄糖，己糖激酶是关键酶，磷酸化
第二步：6-磷酸葡萄糖——磷酸葡萄糖异构酶—6-磷酸果糖
第三步：6-磷酸果糖——磷酸果糖激酶——1，6-二磷酸果糖，磷酸化，关键酶（变构酶）第四步：1，6-二磷酸果糖—醛缩酶—磷酸二羟丙酮，3-磷酸甘油醛
第五步：磷酸二羟丙酮——磷酸丙糖异构酶—3-磷酸甘油醛
第六步：3-磷酸甘油醛—3-磷酸甘油醛脱氢酶—1，3-二磷酸甘油酸
第七步：1，3-二磷酸甘油酸—磷酸甘油酸激酶—3-磷酸甘油酸，底物磷酸化
第八步：3-磷酸甘油酸—磷酸甘油酸变位酶—2-磷酸甘油酸
第九步：2-磷酸甘油酸—烯醇化酶—磷酸烯醇式丙酮酸
第十步：磷酸烯醇式丙酮酸—丙酮酸激酶—丙酮酸，底物磷酸化
两次磷酸化，-2ATP;两次水平底物磷酸化：+4ATP；总计：+2ATP
（三）丙酮酸去路
1.丙酮酸的去路：在无氧或相对缺氧时——发酵，有两种发酵：酒精发酵、乳酸发酵；酒精发酵：由葡萄糖→乙醇的过程。
2.在无氧或相对缺氧时——酒精发酵
葡萄糖+2ADP+2Pi——2乙醇+2CO2+2ATP+2H2O
3.在无氧或相对缺氧时——乳酸发酵
葡萄糖+2ADP+2Pi——2乳酸+2ATP+2H2O
4.在有氧条件下——丙酮酸有氧氧化丙酮酸被彻底氧化成CO2。
丙酮酸+NAD+——丙酮酸脱氢酶系——乙酰辅酶A+NADH+H+
丙酮酸脱氢酶系：TPP（焦磷酸硫胺素）、CoASH、FAD、NAD+、Mg2+和硫辛酸
2NAD+→2NADH ，+5ATP
（四）三羧酸循环（TCA）
1．三羧酸循环：又叫做TCA循环，是由于该循环的第一个产物是柠檬酸，它含有三个羧基，
故此得名。又称柠檬酸循环
2.TCA过程：
第一步：乙酰CoA与草酰乙酸?——柠檬酸合酶——柠檬酸；关键酶
第二步：柠檬酸——顺乌头酸酶——异柠檬酸；
第三步：异柠檬酸——异柠檬酸脱氢酶——a-酮戊二酸；关键酶，限速酶，2NADH ，+5ATP 第四步：a-酮戊二酸——a-酮戊二酸脱氢酶复合体（TPP、CoA、FAD、NAD+、Mg2+和氧化型6,8-二硫辛酸）——琥珀酰CoA；调控点，2NADH ，+5ATP
第五步：琥珀酰CoA——琥珀酰硫激酶——琥珀酸；2GTP，+2ATP
第六步：琥珀酸——琥珀酸脱氢酶——延胡索酸；2FADH2，+3ATP
第七步：延胡索酸——延胡索酸酶——L-苹果酸；
第八步：L-苹果酸——苹果酸脱氢酶——草酰乙酸。2NAD，+5ATP
总计：+20ATP
3. TCA循环的生物学意义：为生物体提供能量，是体内主要产生ATP的途径；循环中的中间物为生物合成提供原料；如草酰乙酸、a-酮戊二酸可转变为氨基酸，琥珀酰CoA可用于合成叶绿素及血红素分子中的卟啉；糖类、蛋白质、脂类、核酸等代谢的枢纽。
4．产物NADH和FADH2的去路:由TCA循环产生的NADH和FADH2必须经呼吸链将电子交给O2，才能回复成氧化态，再去接受TCA循环脱下的氢。TCA循环需要在有氧的条件下进行。否则NADH和FADH2携带的H无法交给氧，即呼吸链氧化磷酸化无法进行，NAD+及FAD不能被再生，使TCA循环中的脱氢反应因缺乏氢的受体而无法进行。
5.草酰乙酸的回补：丙酮酸生成草酰乙酸；磷酸烯醇式丙酮酸生成草酰乙酸；苹果酸酶催化丙酮酸羧化生成苹果酸；天冬氨酸与a-酮戊二酸生成草酰乙酸
（五）磷酸戊糖途径（PPP）
1.磷酸戊糖途径:又叫做PPP，该途径又叫做磷酸葡萄糖酸途径 (HMP)，该途径又称磷酸己糖支路(HMS) ，是由于从磷酸己糖开始该途径与EMP途径分支，HMP定位于细胞质，和EMP 等途径相通。
2.糖的脱氢、脱羧：6-磷酸葡萄糖→5-磷酸核酮糖
糖的相互转化：6个5-磷酸核酮糖→5个6-磷酸葡萄糖
3. HMP途径的生物学意义：产生大量的NADPH，为细胞的各种合成反应提供还原力，NADPH 作为主要供氢体，为脂肪酸、固醇、四氢叶酸等的合成、氨的同化等反应所必需；途径中的中间物为许多化合物的合成提供原料，可以产生各种磷酸单糖。
（六）糖异生作用
1糖的异生作用：由非糖有机物(如乳酸、丙酮酸、甘油、生糖氨基酸)转变成葡萄糖的过程2．糖异生途径
⑴丙酮酸——丙酮酸羧化酶——草酰乙酸——PEP羧激酶——磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)
⑵1，6-二磷酸果糖——果糖1，6-二磷酸酶——6-磷酸果糖
⑶6-磷酸葡萄糖——葡萄糖-6-磷酸酶——葡萄糖
3．糖异生的生理意义：糖异生作用是一个十分重要的生物合成葡萄糖途径，红细胞和脑以葡萄糖为主要燃料。哺乳动物的糖异生作用在肝脏中进行，高等植物主要发生在油料种子萌发时脂肪酸氧化产物和甘油向糖的转变；饥饿和剧烈运动造成糖原下降，糖异生使酵解产生的乳酸，脂肪分解产生的甘油，以及生糖氨基酸等中间产物重新生成糖，从而维持血糖浓度，满足组织对糖的需要。
4糖酵解和糖异生的互补调节：高水平的ATP、NADH变构抑制磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶，而变构激活二磷酸果糖酯酶；Pi、AMP、ADP变构激活磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶，而变构抑制二磷酸果糖酯酶；ATP/ADP比值高时EMP途径关闭、糖异生打开； ATP/ADP比值低时，
EMP途径打开，糖异生活性降低；柠檬酸起类似作用；
（七）糖核苷酸的作用
1．磷酸蔗糖合酶：在蔗糖的合成中，葡萄糖基的供体是UDPG(尿苷二磷酸葡萄糖)，而果糖的供体是F-6-P(6-磷酸果糖)，两者首先结合形成磷酸蔗糖，后者再水解成蔗糖。
2．磷酸蔗糖合酶G1P + UTP + H2O → UDPG + 2Pi（UDPG焦磷酸化酶，焦磷酸酶）该反应的自由能变化很小，反应是可逆的。但由于细胞内的焦磷酸酯酶能及时将焦磷酸水解成2分子磷酸，从而使反应向生成UDPG的方向进行。
生物化学三大代谢重点总结
第八章生物氧化 1.生物氧化：物质在生物体内进行氧化称生物氧化，主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内彻底分解时逐步释放能量，最终生成CO2 和 H2O的过程。 2.生物氧化中的主要氧化方式：加氧、脱氢、失电子 3.CO2的生成方式：体内有机酸脱羧 4.呼吸链：代谢物脱下的成对氢原子通过位于线粒体内膜上的多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水，这一系列酶和辅酶称为呼吸链，又称电子传递链。 NADH →复合物I→ CoQ →复合物III →Cyt c →复合物IV →O 产2.5个ATP (2)琥珀酸氧化呼吸链:3-磷酸甘油穿梭 琥珀酸→复合物II→ CoQ →复合物III → Cyt c →复合物IV →O 产1.5个ATP 含血红素的辅基：血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、过氧化物酶、过氧化氢酶 5.细胞质NADH的氧化:胞液中NADH必须经一定转运机制进入线粒体，再经呼吸链进行氧化磷酸化。 转运机制 （1）3-磷酸甘油穿梭：主要存在于脑和骨骼肌的快肌，产生1.5个ATP （2）苹果酸-天冬氨酸穿梭：主要存在于肝、心和肾细胞；产生2.5个ATP 6.ATP的合成方式： （1）氧化磷酸化：是指在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化，生成ATP，又称为偶联磷酸化。 偶联部位：复合体Ⅰ、III、IV （2）底物磷酸化：是底物分子内部能量重新分布，通过高能基团转移合成ATP。 磷/氧比：氧化磷酸化过程中每消耗1摩尔氧原子（0.5摩尔氧分子）所消耗磷酸的摩尔数或合成ATP的摩尔数。 7.磷酸肌酸作为肌肉中能量的一种贮存形式 第九章糖代谢 一、糖的生理功能：（1）氧化供能 （2）提供合成体内其它物质的原料 （3）作为机体组织细胞的组成成分 吸收速率最快的为-半乳糖 二、血糖
生物化学糖代谢知识点总结
各种组织细胞 体循环小肠肠腔 第六章糖代谢 糖(carbohydrates)即碳水化合物，是指多羟基醛或多羟基酮及其衍生物或多聚物。 根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四大类： 单糖：葡萄糖（G ）、果糖（F ），半乳糖（Gal ），核糖 双糖：麦芽糖（G-G ），蔗糖（G-F ），乳糖（G-Gal ） 多糖：淀粉，糖原（Gn ），纤维素 结合糖: 糖脂 ，糖蛋白 其中一些多糖的生理功能如下： 淀粉：植物中养分的储存形式 糖原：动物体内葡萄糖的储存形式 纤维素：作为植物的骨架 一、糖的生理功能 1. 氧化供能 2. 机体重要的碳源 3. 参与组成机体组织结构，调节细胞信息传递，形成生物活性物质，构成具有生理功能的糖蛋白。 二、糖代谢概况——分解、储存、合成 三、糖的消化吸收 食物中糖的存在形式以淀粉为主。 1.消化消化部位：主要在小肠，少量在口腔。 消化过程：口腔 胃肠腔肠黏膜上皮细胞刷状缘 吸收部位：小肠上段 吸收形式：单糖 吸收机制：依赖Na+依赖型葡萄糖转运体（SGLT ）转运。 2.吸收吸收途径：
第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段：三羧酸循环 第四阶段：氧化磷酸化 CO 2 NADH+FADH 2 H 2 O [O] TAC 循环 ATP ADP 变 五、糖的有氧氧化 1、反应过程 -1 NAD + 乳 酸 NADH+H + 调节方式 ① 别构调节 ② 共价修饰调 第一阶段：糖酵解途径 G （Gn ） 丙酮酸乙酰CoA 胞液 线粒体
○1糖酵解途径（同糖酵解，略） ②丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧为乙酰CoA (acetyl CoA)。 总反应式: ③乙酰CoA 进入柠檬酸循环及氧化磷酸化生成ATP 概述：三羧酸循环(Tricarboxylic acid Cycle, TAC )也称为柠檬酸循环或 Krebs 循环，这是因为循环反应中第一个中间产物是含三个羧基的柠檬酸。它由一连串反应组成。 反应部位：所有的反应均在线粒体(mitochondria)中进行。 涉及反应和物质：经过一轮循环，乙酰CoA 的2个碳原子被氧化成CO 2；在循 环中有1次底物水平磷酸化，可生成1分子ATP ；有4次脱氢反应，氢的接受体分别为NAD +或FAD ，生成3分子NADH+H+和1分子FADH2。 总反应式：1乙酰CoA + 3NAD + + FAD + GDP + Pi + 2H 2O2CO 2 + 3（NADH+H + ） + FADH 2 + CoA + GTP 特点：整个循环反应为不可逆反应 生理意义：1. 柠檬酸循环是三大营养物质分解产能的共同通路 。 2. 柠檬酸循环是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽。 丙酮酸乙酰CoA + + 丙酮酸脱氢酶复合体
第十一章 糖类代谢--王镜岩《生物化学》第三版笔记(完美打印版)
第十一章糖类代谢 第一节概述 一、特点 糖代谢可分为分解与合成两方面，前者包括酵解与三羧酸循环，后者包括糖的异生、糖原与结构多糖的合成等，中间代谢还有磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等。 糖代谢受神经、激素和酶的调节。同一生物体内的不同组织，其代谢情况有很大差异。脑组织始终以同一速度分解糖，心肌和骨骼肌在正常情况下降解速度较低，但当心肌缺氧和骨骼肌痉挛时可达到很高的速度。葡萄糖的合成主要在肝脏进行。不同组织的糖代谢情况反映了它们的不同功能。 二、糖的消化和吸收 （一）消化 淀粉是动物的主要糖类来源，直链淀粉由300-400个葡萄糖构成，支链淀粉由上千个葡萄糖构成，每24-30个残基中有一个分支。糖类只有消化成单糖以后才能被吸收。 主要的酶有以下几种： 1.α-淀粉酶哺乳动物的消化道中较多，是内切酶，随机水解链内α1，4糖苷键，产生α-构型的还原末端。产物主要是糊精及少量麦芽糖、葡萄糖。最适底物是含5个葡萄糖的寡糖。 2.β-淀粉酶在豆、麦种子中含量较多。是外切酶，作用于非还原端，水解α-1，4糖苷键，放出β-麦芽糖。水解到分支点则停止，支链淀粉只能水解50%。 3.葡萄糖淀粉酶存在于微生物及哺乳动物消化道内，作用于非还原端，水解α-1，4糖苷键，放出β-葡萄糖。可水解α-1，6键，但速度慢。链长大于5时速度快。 4.其他α-葡萄糖苷酶水解蔗糖，β-半乳糖苷酶水解乳糖。 二、吸收 D-葡萄糖、半乳糖和果糖可被小肠粘膜上皮细胞吸收，不能消化的二糖、寡糖及多糖不能吸收，由肠细菌分解，以CO2、甲烷、酸及H2形式放出或参加代谢。 三、转运 1.主动转运小肠上皮细胞有协助扩散系统，通过一种载体将葡萄糖（或半乳糖）与钠离子转运进入细胞。此过程由离子梯度提供能量，离子梯度则由Na-K-ATP酶维持。细菌中有些糖与氢离子协同转运，如乳糖。另一种是基团运送，如大肠杆菌先将葡萄糖磷酸化再转运，由磷酸烯醇式丙酮酸供能。果糖通过一种不需要钠的易化扩散转运。需要钠的转运可被根皮苷抑制，不需要钠的易化扩散被细胞松驰素抑制。 2.葡萄糖进入红细胞、肌肉和脂肪组织是通过被动转运。其膜上有专一受体。红细胞受体可转运多种D-糖，葡萄糖的Km最小，L型不转运。此受体是蛋白质，其转运速度决定肌肉和脂肪组织利用葡萄糖的速度。心肌缺氧和肌肉做工时转运加速，胰岛素也可促进转运，可能是通过改变膜结构。 第二节糖酵解 一、定义 1.酵解是酶将葡萄糖降解成丙酮酸并生成ATP的过程。它是动植物及微生物细胞中葡萄糖分解产生能量的共同代谢途径。有氧时丙酮酸进入线粒体，经三羧酸循环彻底氧化生成CO2和水，酵解生成的NADH则经呼吸链氧化产生ATP和水。缺氧时NADH把丙酮酸还原生成乳酸。 2.发酵也是葡萄糖或有机物降解产生ATP的过程，其中有机物既是电子供体，又是电子受体。根据产物不同，可分为乙醇发酵、乳酸发酵、乙酸、丙酸、丙酮、丁醇、丁酸、琥珀酸、丁二醇等。 二、途径 共10步，前5步是准备阶段，葡萄糖分解为三碳糖，消耗2分子ATP；后5步是放能阶段，
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第一章绪论 一、生物化学的的概念： 生物化学（biochemistry)是利用化学的原理与方法去探讨生命的一门科学，它是介于化学、生物学及物理学之间的一门边缘学科。 二、生物化学的发展： 1．叙述生物化学阶段：是生物化学发展的萌芽阶段，其主要的工作是分析和研究生物体的组成成分以及生物体的分泌物和排泄物。 2．动态生物化学阶段：是生物化学蓬勃发展的时期。就在这一时期，人们基本上弄清了生物体内各种主要化学物质的代谢途径。 3．分子生物学阶段：这一阶段的主要研究工作就是探讨各种生物大分子的结构与其功能之间的关系。 三、生物化学研究的主要方面： 1．生物体的物质组成：高等生物体主要由蛋白质、核酸、糖类、脂类以及水、无机盐等组成，此外还含有一些低分子物质。 2．物质代谢：物质代谢的基本过程主要包括三大步骤：消化、吸收→中间代谢→排泄。其中，中间代谢过程是在细胞内进行的，最为复杂的化学变化过程，它包括合成代谢，分解代谢，物质互变，代谢调控，能量代谢几方面的内容。 3．细胞信号转导：细胞内存在多条信号转导途径，而这些途径之间通过一定的方式方式相互交织在一起，从而构成了非常复杂的信号转导网络，调控细胞的代谢、生理活动及生长分化。 4．生物分子的结构与功能：通过对生物大分子结构的理解，揭示结构与功能之间的关系。 5．遗传与繁殖：对生物体遗传与繁殖的分子机制的研究，也是现代生物化学与分子生物学研究的一个重要内容。 第二章蛋白质的结构与功能 一、氨基酸： 1．结构特点：氨基酸(amino acid)是蛋白质分子的基本组成单位。构成天然蛋白质分子的氨基酸约有20种，除脯氨酸为α-亚氨基酸、甘氨酸不含手性碳原子外，其余氨基酸均为L-α-氨基酸。 2．分类：根据氨基酸的R基团的极性大小可将氨基酸分为四类：①非极性中性氨基酸(8种)；②极性中性氨基酸(7种)；③酸性氨基酸(Glu和Asp)；④碱性氨基酸(Lys、Arg和His)。 二、肽键与肽链： 肽键(peptide bond)是指由一分子氨基酸的α-羧基与另一分子氨基酸的α-氨基经脱水而形成的共价键(-CO -NH-)。氨基酸分子在参与形成肽键之后，由于脱水而结构不完整，称为氨基酸残基。每条多肽链都有两端：即自由氨基端(N端)与自由羧基端(C端)，肽链的方向是N端→C端。 三、肽键平面(肽单位)： 肽键具有部分双键的性质，不能自由旋转；组成肽键的四个原子及其相邻的两个α碳原子处在同一个平面上，为刚性平面结构，称为肽键平面。 四、蛋白质的分子结构：
糖原的合成和分解
糖原的合成和分解 1、概述 1. α-1, 4-糖苷键（直链）、α-1, 6-糖苷键（支链）。 2. 一个还原端+多个非还原端（反应部位） 3. 肝糖原维持血糖平衡。 4. 肌糖原为肌肉收缩供能。 2、步骤 ②肝糖原合成三碳途径（补充肝糖原储备）; ③肾经糖异生可维持酸碱平衡。 肝糖原合成三碳途径 乳酸肌肉中经过血液运输扩散到肝中肝糖原←UDPG ↓↑ 丙酮酸 G-1-P ↓丙酮酸羧化酶 G-6-P 酶↑ 草酰乙酸葡萄糖← ↓PEP 羧激酶↑ PEP F-6-P ↓果糖双磷酸酶-1 ↑ 2-磷酸甘油酸→ 3-磷酸甘油酸→ 1，3 二磷酸甘油酸→3-磷酸甘油醛→F-1,6-DP ?葡萄糖→ G-6-P → G-1-P → UDPG →肝糖原 三碳途径避免G→ G-6-P 目的：肝中葡萄糖激酶Km 高，与葡萄糖的亲和力低
2、解决三个问题 1.丙酮酸→磷酸烯醇式丙酮酸： ①丙酮酸→草酰乙酸（-ATP、丙酮酸羧化酶、线粒体、乙酰CoA[激活剂]); ②草酰乙酸→磷酸烯醇式丙酮酸（-GTP、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、线粒体或胞浆）。 2. F-2.F-1,6- DP → F-6-P（果糖双磷酸酶-1、特例[底物F-1,6-DP 是抑制剂]）。 3. G-6-P-G（葡萄糖-6 磷酸酶、肌肉没有） 3、乳酸循环 1. 避免堆积防止酸中毒。 2. 回收能量（15 或14 分子ATP) 3. 肝糖原合成的三碳途径。 甘油激酶NADH 甘油3-磷酸甘油磷酸二羟丙酮→F-1,6-DP→F-6-P→G-6-P→G 转氨基PEP 羧激酶 氨基酸谷氨酸→α-酮戊二酸→（三羧酸循环）→草酰乙酸→PEP→…→G
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第一章绪论 一、生物化学的的概念: 生物化学(biochemistry)就是利用化学的原理与方法去探讨生命的一门科学,它就是介于化学、生物学及物理学之间的一门边缘学科。 二、生物化学的发展: 1.叙述生物化学阶段:就是生物化学发展的萌芽阶段,其主要的工作就是分析与研究生物体的组成成分以及生物体的分泌物与排泄物。 2.动态生物化学阶段:就是生物化学蓬勃发展的时期。就在这一时期,人们基本上弄清了生物体内各种主要化学物质的代谢途径。 3.分子生物学阶段:这一阶段的主要研究工作就就是探讨各种生物大分子的结构与其功能之间的关系。 三、生物化学研究的主要方面: 1.生物体的物质组成:高等生物体主要由蛋白质、核酸、糖类、脂类以及水、无机盐等组成,此外还含有一些低分子物质。 2.物质代谢:物质代谢的基本过程主要包括三大步骤:消化、吸收→中间代谢→排泄。其中,中间代谢过程就是在细胞内进行的,最为复杂的化学变化过程,它包括合成代谢,分解代谢,物质互变,代谢调控,能量代谢几方面的内容。 3.细胞信号转导:细胞内存在多条信号转导途径,而这些途径之间通过一定的方式方式相互交织在一起,从而构成了非常复杂的信号转导网络,调控细胞的代谢、生理活动及生长分化。 4.生物分子的结构与功能:通过对生物大分子结构的理解,揭示结构与功能之间的关系。 5.遗传与繁殖:对生物体遗传与繁殖的分子机制的研究,也就是现代生物化学与分子生物学研究的一个重要内容。 第二章蛋白质的结构与功能 一、氨基酸: 1.结构特点:氨基酸(amino acid)就是蛋白质分子的基本组成单位。构成天然蛋白质分子的氨基酸约有20种,除脯氨酸为α-亚氨基酸、甘氨酸不含手性碳原子外,其余氨基酸均为L-α-氨基酸。 2.分类:根据氨基酸的R基团的极性大小可将氨基酸分为四类:①非极性中性氨基酸(8种);②极性中性氨基酸(7种);③酸性氨基酸(Glu与Asp);④碱性氨基酸(Lys、Arg与His)。 二、肽键与肽链: 肽键(peptide bond)就是指由一分子氨基酸的α-羧基与另一分子氨基酸的α-氨基经脱水而形成的共价键(-CO-NH-)。氨基酸分子在参与形成肽键之后,由于脱水而结构不完整,称为氨基酸残基。每条多肽链都有两端:即自由氨基端(N端)与自由羧基端(C端),肽链的方向就是N端→C端。 三、肽键平面(肽单位): 肽键具有部分双键的性质,不能自由旋转;组成肽键的四个原子及其相邻的两个α碳原子处在同一个平面上,为刚性平面结构,称为肽键平面。 四、蛋白质的分子结构:
第五章-微生物代谢试题及答案doc资料
第五章-微生物代谢试 题及答案
第五章微生物代谢试题 一．选择题： https://www.wendangku.net/doc/1a9816727.html,ctobacillus是靠 __________ 产能 A. 发酵 B. 呼吸 C. 光合作用 答 :( ) 50781.50781.Anabaena是靠 __________ 产能. A. 光合作用 B. 发酵 C. 呼吸 答 :( ) 50782.50782.________是合成核酸的主体物。 A. 5----D 核糖 B. 5----D 木酮糖 C. 5----D 甘油醛 答 :( ) 50783.50783.ATP 含有： A. 一个高能磷酸键 B. 二个高能磷酸键 C. 三个高能磷酸键 答 :( ) 50784.50784.自然界中的大多数微生物是靠 _________ 产能。 A. 发酵 B. 呼吸 C. 光合磷酸化 答 :( ) 50785.50785.酶是一种 __________ 的蛋白质 A. 多功能 B. 有催化活性 C. 结构复杂 答 :( ) 50786.50786.在原核微生物细胞中单糖主要靠 __________ 途径降解生成丙酮酸。 A. EMP B. HMP C. ED 答 :( ) 50787.50787.参与脂肪酸生物合成的高能化合物是 __________。 A.乙酰CoA B. GTP C. UTP 答 :( ) 50788.50788.Pseudomonas是靠 __________ 产能。 A. 光合磷酸化 B. 发酵 C. 呼吸 答 :( ) 50789.50789.在下列微生物中 __________ 能进行产氧的光合作用。 A. 链霉菌 B. 蓝细菌 C. 紫硫细菌
第五章微生物的代谢
第五章微生物的代谢 一、目的要求 掌握微生物代谢和呼吸类型，调控方式。 二、教学内容 1．微生物能量代谢 2．微生物独特的代谢途径 3．微生物代谢的调控 4．微生物次级代谢与次级代谢产物 三、重点与难点内容 微生物代谢的调节、次级代谢及产能方式。 四、教学方法 采用多媒体教学 新陈代谢（metabolism）简称代谢，是指发生在活细胞中的各种分解代谢（catabolism）和合成代谢（anabolism）的总和。分解代谢是指复杂的有机物分子通过分解代谢酶系的催化，产生简单分子、腺苷三磷酸（ATP）形式的能量和还原力的作用；合成代谢与分解代谢正好相反，是指在合成代谢酶系的催化下，由简单小分子、ATP形式的能量和[H]式的还原力一起合成复杂的大分子的过程. 第一节微生物的能量代谢 能量代谢的中心任务是生物体如何把外界环境中多种形式的最初能源转换成对一切生命活动都能使用的通用能源——ATP。对微生物来说，它们可利用的最初能源有三大类即：有机物、日光和还原态无机物。 一、异养微生物的生物氧化 生物氧化是发生在活细胞内的一系列产能性氧反应的总称。生物氧化的形式包括某物质与氧结合、脱氢或失去电子；生物氧化的过程可分为脱氢（或电子）、递氢（或电子）和受氢（或电子）三个阶段；生物氧化的功能则有产能、产还原力和产小分子中间代谢物三种。异养微生物氧化有机物的方式，根据氧化还原反应中电子受体的不同可分成发酵和呼吸两种类型，而呼吸以可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种方式。 1．发酵
发酵是指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完成氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。在发酵条件下有机化合物只是部分地被氧化，因此只释放出一小部分的能量。发酵过程的氧化是与有机物的还原偶联在一起的。被还原的有机物来自于初始发酵的分解代谢，即不需要外界提供电子受体。 发酵的种类有很多，可发酵的底物有糖类、有机酸、氨基酸等，其中以微生物发酵葡萄糖最为重要。生物体内葡萄糖被降解成丙酮酸的过程称为糖酵解，主要分为四种途径：EMP、HMP、ED、磷酸解酮酶途径。 （1）E MP途径 整个EMP途径大致可分为两个阶段。第一阶段可认为是不涉及氧化还原反应及能量释放的准备阶段，只是生成两分子的主要中间代谢产物：甘油醛-3-磷酸。第二个阶段发生氧化还原反应，合成ATP并形成两分子的丙酮酸。在糖酵解过程中，有两分子ATP用于糖的磷酸化，但合成出四个分子的ATP，因此每氧化一个分子的葡萄糖净得两个ATP。 在两分子的1，3-二磷酯甘油酸的合成过程中，两分子NAD+被还成为NADH。然而，细胞中的NAD+供应是有限的，假如所有的NAD+都转化为NADH，葡萄糖的氧化就得停止。因为甘油-3-磷酸的氧化反应只有在NAD+存在时才能进行。这一路径可以通过将丙酮酸还原，使NADH 氧化重新成为NAD+而得以克服。例如在酵母细胞中丙酮酸被还原成为乙醇，并伴有CO2的释放。而在乳酸菌细胞中，丙酮酸被还原成乳酸。对于原核生物细胞，丙酮酸的还原途径是多样的，但有点是一致的：NADH必须重新被还原成NAD+，使得酵解过程中的产能反应得以进行。 EMP途径可为微生物的生理活动提供ATP和NADH，其中间产物又可为微生物的合成代谢提供碳骨架，并在一定的条件下可逆转合成多糖。 （2）H MP HMP途径是从葡萄糖-6-磷酸开始的，HMP途径的一个循环的最终结果是一分子葡萄糖-6-磷酸转变成一分子甘油醛-3-磷酸，三分子CO2和六分子NADPH。一般认为HMP途径合成不是产能途径，而是为生物合成提供大量的还原力（NADPH）和中间代谢产物。如核酮糖-5-磷酸是合成核酸，某些辅酶及组氨酸的原料。另外HMP途径中产生的核酮糖-5-磷酸，还可以转化为核酮糖-1，5-二磷酸，在羧化酶作用下固定CO2，对于光能自养菌、化通自养菌具有重要意义。虽然这条途径中产
生物化学中三大物质代谢联系图
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微生物的产能代谢
5.2微生物的产能代谢 代谢(metabolism)是细胞内发生的各种化学反应的总称，它主要由分解代谢(catabolism)和合成代谢(anabolism)两个过程组成。 分解代谢是指细胞将大分子物质降解成小分子物质，并在这个过程中产生能量。一般可将分解代谢分为三个阶段(图 3.6)：第一阶段是将蛋白质、多糖及脂类等大分子营养物质降解成氨基酸、单糖及脂肪酸等小分子物质；第二阶段是将第一阶段产物进一步降解成更为简单的乙酰辅酶A、丙酮酸以及能进入三羧酸循环的某些中间产物，在这个阶段会产 生一些ATP、NADH及FADH 2；第三阶段是通过三羧酸循环将第二阶段产物完全降解生成CO 2 ， 并产生ATP、NADH及FADH 2 。第二和第三阶段产生的ATP、NADH及FADH2通过电子传递链被氧化，可产生大量的ATP。
合成代谢是指细胞利用简单的小分子物质合成复杂大分子的过程，在这个过程中要消耗能量。合成代谢所利用的小分子物质来源于分解代谢过程中产生的中间产物或环境中的小分子营养物质。 在代谢过程中，微生物通过分解代谢产生化学能，光合微生物还可将光能转换成化学能，这些能量除用于合成代谢外，还可用于微生物的运动和运输，另有部分能量以热或光的形式释放到环境中去。微生物产生和利用能量及其与代谢的关系见图3.7。 5.2.1生物氧化： 分解代谢实际上是物质在生物体内经过一系列连续的氧化还原反应，逐步分解并释放能量的过程，这个过程也称为生物氧化，是一个产能代谢过程。在生物氧化过程中释放的能量可被微生物直接利用，也可通过能量转换储存在高能化合物(如ATP)中，以便逐步被利用，还有部分能量以热的形式被释放到环境中。不同类型微生物进行生物氧化所利用的物质是不同的，异养微生物利用有机物，自养微生物则利用无机物，通过生物氧化来进行产能代谢。 1.异养微生物的生物氧化 异养微生物氧化有机物的方式，根据氧化还原反应中电子受体的不同可分成发酵和呼吸两种类型，而呼吸又可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种方式。
生物化学笔记完整版
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第一章绪论 一、生物化学的的概念： 生物化学（biochemistry)是利用化学的原理与方法去探讨生命的一门科学，它是介于化学、生物学及物理学之间的一门边缘学科。 二、生物化学的发展： 1．叙述生物化学阶段：是生物化学发展的萌芽阶段，其主要的工作是分析和研究生物体的组成成分以及生物体的分泌物和排泄物。 2．动态生物化学阶段：是生物化学蓬勃发展的时期。就在这一时期，人们基本上弄清了生物体内各种主要化学物质的代谢途径。 3．分子生物学阶段：这一阶段的主要研究工作就是探讨各种生物大分子的结构与其功能之间的关系。 三、生物化学研究的主要方面： 1．生物体的物质组成：高等生物体主要由蛋白质、核酸、糖类、脂类以及水、无机盐等组成，此外还含有一些低分子物质。
2．物质代谢：物质代谢的基本过程主要包括三大步骤：消化、吸收→中间代谢→排泄。其中，中间代谢过程是在细胞内进行的，最为复杂的化学变化过程，它包括合成代谢，分解代谢，物质互变，代谢调控，能量代谢几方面的内容。 3．细胞信号转导：细胞内存在多条信号转导途径，而这些途径之间通过一定的方式方式相互交织在一起，从而构成了非常复杂的信号转导网络，调控细胞的代谢、生理活动及生长分化。 4．生物分子的结构与功能：通过对生物大分子结构的理解，揭示结构与功能之间的关系。 5．遗传与繁殖：对生物体遗传与繁殖的分子机制的研究，也是现代生物化学与分子生物学研究的一个重要内容。 第二章蛋白质的结构与功能 一、氨基酸： 1．结构特点：氨基酸(amino acid)是蛋白质分子的基本组成单位。构成天然蛋白质分子的氨基酸约有20种，除脯氨酸为α-亚氨基酸、甘氨酸不含手性碳原子外，其余氨基酸均为L-α-氨基酸。 2．分类：根据氨基酸的R基团的极性大小可将氨基酸分为四类：①非极性中性氨基酸(8种)；②极性中性氨基酸(7种)；③酸性氨基酸(Glu和Asp)；④碱性氨基酸(Lys、Arg 和His)。
(完整版)生物化学糖代谢知识点总结
肠粘膜上皮细胞 体循环 小肠肠腔 第六章糖代谢 糖(carbohydrates)即碳水化合物，是指多羟基醛或多羟基酮及其衍生物或多聚物。 根据其水解产物的情况，糖主要可分为以下四大类： 单糖：葡萄糖（G）、果糖（F），半乳糖（Gal），核糖 双糖：麦芽糖（G-G），蔗糖（G-F），乳糖（G-Gal） 多糖：淀粉，糖原（Gn），纤维素 结合糖: 糖脂，糖蛋白 其中一些多糖的生理功能如下： 淀粉：植物中养分的储存形式 糖原：动物体内葡萄糖的储存形式 纤维素：作为植物的骨架 一、糖的生理功能 1. 氧化供能 2. 机体重要的碳源 3. 参与组成机体组织结构，调节细胞信息传递，形成生物活性物质，构成具有生理功能的糖蛋白。 二、糖代谢概况——分解、储存、合成 三、糖的消化吸收 食物中糖的存在形式以淀粉为主。 1.消化消化部位：主要在小肠，少量在口腔。 消化过程：口腔胃肠腔肠黏膜上皮细胞刷状缘 吸收部位：小肠上段 吸收形式：单糖 吸收机制：依赖Na+依赖型葡萄糖转运体（SGLT）转运。 2.吸收吸收途径：SGLT 肝脏 各种组织细胞门静脉
过程 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段：三羧酸循环 第四阶段：氧化磷酸化 CO 2 NADH+H + FADH 2 H 2 O [O] TAC 循环 ATP ADP 四、糖的无氧分解 第一阶段：糖酵解 第二阶段：乳酸生成 反应部位：胞液 产能方式：底物水平磷酸化 净生成ATP 数量：2×2-2= 2ATP E1 E2 E3 调节：糖无氧酵解代谢途径的调节主要是通过各种变构剂对三个关键酶进行变 构调节。 生理意义： 五、糖的有氧氧化 1、反应过程 E1:己糖激酶 E2: 6-磷酸果糖激酶-1 E3: 丙酮酸激酶 NAD + 乳 酸 NADH+H + 关键酶 ① 己糖激酶 ② 6-磷酸果糖激酶-1 ③ 丙酮酸激酶 调节方式 ① 别构调节 ② 共价修饰调节 ? 糖无氧氧化最主要的生理意义在于迅速提供能量，这对肌收缩更为重要。 ? 是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。 ① 无线粒体的细胞，如：红细胞 ② 代谢活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞 第一阶段：糖酵解途径 G （Gn ） 乙酰CoA 胞液 线粒体
生物化学 第13章 代谢调节
第十三章代谢调节 一、填空题： 1．生物体内的代谢调节在三种不同的水平上进行，即、和。2．代谢途径的终产物浓度可以控制自身形成的速度，这种现象被称为。 3．酶对细胞代谢的调节是最基本的代谢调节，主要有二种方式：和。构通糖、脂代谢的关键化合物是。 4．不同代谢途径可以通过交叉点代谢中间物进行转化，在糖、脂、蛋白质及核酸的相互转化过程中三个最关键的代谢中间物是、和。 5．1961年，法国生物学家Monod和Jacob提出了关于原核生物基因结构及表达调控的学说。6．正调控和负调控是基因表达的两种最基本的调节形式，其中原核细胞常用调控，而真核细胞常用调控模式。 7．乳糖操纵子的天然诱导物是，实验室里常用作为乳糖操纵子的安慰诱导物诱导β-半乳糖苷酶的产生。 8．许多代谢途径的第一个酶是限速酶，终产物多是它的，对它进行，底物多为其。 9．原核细胞酶的合成速率主要在水平进行调节。 10．乳糖操纵子的诱导物是，色氨酸操纵子的辅阻遏物是。 二、选择题(只有一个最佳答案)： 1．下列与能量代谢有关的过程除哪个外都发生在线粒体中？（） A、糖酵解 B、三羧酸循环 C、脂肪酸的β-氧化 D、氧化磷酸化 2．IPTG可以诱导乳糖操纵子(lacOperon)的表达，这是因为：（） A、IPTG与乳糖操作子(lacoperator)结合，诱导转录 B、IPTG与LACI基因产物结合，并抑制其活性 C、抑制β-半乳糖苷酶的活性 D、促进Lac阻遏物的活性 E、IPTG与LACI基因产物结合，并激活其活性 3．在什么情况下，乳糖操纵子的转录活性最高？（） A、高乳糖，低葡萄糖 B、高乳糖，高葡萄糖 C、低乳糖，低葡萄糖 D、低乳糖，高葡萄糖 4．真核细胞参与基因表达调节的调控区比原核细胞复杂是因为（） A、真核细胞的细胞核具有双层膜 B、原核细胞的基因总是以操纵子的形式存在 C、原核细胞调节基因表达主要是在翻译水平 D、真核细胞需要控制细胞特异性的基因表达 E、真核细胞基因组含有太多的重复序列 5．调节物质代谢体内最基础的层次是（） A、细胞水平 B、激素水平 C、神经调节
(完整版)生物化学知识点总结
生物化学知识点总结 一、蛋白质 蛋白质的元素组成：C、H、O、N、S 大多数蛋白质含氮量较恒定，平均16%，即1g氮相当于6.25g蛋白质。6.25称作蛋白质系数。 样品中蛋白质含量=样品中含氮量×6.25 蛋白质紫外吸收在280nm，含3种芳香族氨基酸，可被紫外线吸收 等电点（pI）：调节氨基酸溶液的pH值，使氨基酸所带净电荷为零，在电场中，不向任何一极移动，此时溶液的pH叫做氨基酸的等电点。 脯氨酸和羟脯氨酸与茚三酮反应产生黄色物质，其余的氨基酸与茚三酮反映均产生蓝紫色物质。氨基酸与茚三酮反应非常灵敏，几微克氨基酸就能显色。 肽平面：肽键由于C-N键有部分双键的性质，不能旋转，使相关的6个原子处于同一平面，称作肽平面或酰胺平面。 生物活性肽：能够调节生命活动或具有某些生理活动的寡肽和多肽的总称。 1）谷胱甘肽：存在于动植物和微生物细胞中的一种重要三肽，由谷氨酸（Glu）、半胱氨酸（Cys）和甘氨酸（Gly）组成，简称GSH。由于GSH含有一个活泼的巯基，可作为重要的还原剂保护体内蛋白质或酶分子中的巯基免遭氧化，使蛋白质或酶处在活性状态。 寡肽：10个以下氨基酸脱水缩合形成的肽 多肽：10个以上氨基酸脱水缩合形成的肽 蛋白质与多肽的区别： 蛋白质：空间构象相对稳定，氨基酸残基数较多 多肽：空间构象不稳定，氨基酸残基数较少 蛋白质的二级结构：多肽链在一级结构的基础上，某局部通过氢键使肽键平面进行盘曲，折叠，转角等形成的空间构象。 α?螺旋的结构特点： 1）以肽键平面为单位，以α?碳原子为转折盘旋形成右手螺旋；肽键平面与中心轴平行。2）每3.6个氨基酸残基绕成一个螺圈，螺距为0.54nm，每个氨基酸上升0.15nm。 3）每一个氨基酸残基中的NH和前面相隔三个残基的C=O之间形成氢键，氢键的方向与中心轴大致平行，是稳定螺旋的主要作用力
完整版生物化学思维导图
体会：生物大分子是生物信息的载体（携带、体现、传递、表达）；有序性是信息载体的基础；链的长短、数 组成：元素组成特点、构件分子组成特点（可修饰性） 目、缠绕方式等是信息携带量的基础。结构：一级结构、空间结构、作用力（共价与非共价）、静态生物化学糖类、脂类、蛋白质、核酸主干链的单调重复性、支链的多变性、 异构与构象、结构 的主次性。（生物大分子结构与功能）（酶、维生素、激素）
性质：物理、化学、生物学功能：生物学功能的主次性物质代谢：细胞定位、关键酶、代谢物、反应特点、调节。 体会：各代谢途径的意义、生理功能。 合成代谢：从头合成、半合成（补救合成）分解代谢：水解、磷酸解、硫解、焦磷酸解生动态生物化学糖代谢、脂类代谢、氨基酸物化（物质代谢与调节）代谢、核苷酸代谢学 能量代谢（能量变化） 放能反应、吸能反应（偶联） 核酸、蛋白质生物合成的定义、体系（模板、体会：基因表达的内容、调控及意义。酶、原料、辅助因子）、方向、方式、特点、程（起始、延长。终止）、加工修饰
复制、转录、翻基础分子生物学基因表达的调控、操纵子模式（概念、结构、调合成、蛋白质合成）DNA合成、RNA（（基因的表达与调控）控方式）。 生物化学课程体系1 思维导图）、直链及环状结构的书写方式α、βL重要单糖结构：构型（D、、物理性质：旋光性（比旋光度）、变旋性单糖化学性质：还原性、氧化性、成脎、成苷、成酯、颜色反应、鉴定等衍生物：磷酸糖、氨基糖、糖醇、糖苷、脱氧糖等糖重要双糖结构：单糖种类、构型、序列、糖苷键寡糖类重要双糖性质：旋光性、氧化还原性、分析鉴定化学重要多糖组成特点：二糖单位、方向性、糖苷键、分支多糖糖胺聚糖：类型、组成、功能肽聚糖：组成、功能复合多糖糖蛋白：组成、功蛋白聚糖：组成、功2 思维导糖类化学知识体系 思维导图3 糖蛋白与蛋白聚糖 中性脂结构、性质、生物学功能 脂肪酸：结构特点、命名、性质，如碳链的长度、饱和度、空间结构、溶解度、熔点等中性脂