本文中 “重点” 部分均为老师所给的一二章考点总结 (只有考点没有内容) 中的内容
而正文内容则是结合了书的思路和老师给的重点加上本人的逻辑化整理写出的
本人不是生物专业，这只是期末考前本人自用的整理罢了，不过既然整都整出来了，那就分享给大家
作者：TsuinoSora
绪论
- 从生物学角度定义生命
- 自我更新
- 繁殖后代
- 对外界作出反应
- 生命的本质特征
- 化学成分的同一性 (有机分子，无机)
- 严整有序的结构 (生命的基本单位是细胞)
- 新城代谢
- 应激性和运动
- 内稳态
- 生长发育
- 繁殖和遗传
- 适应性
第一章细胞的物质基础
- 遗传信息的存储和传递者：核酸
- 遗传信息的表达者：蛋白质
- 生命过程的催化者：酶
- 生命过程的碳源和能源：糖类
- 生命体的重要构建 与储能物质：脂类
- 维持生命的重要小分子物质：维生素
其中
-
有机物：核酸，蛋白质，酶，糖类，脂类，维生素
-
无机物：水，无机盐碱
糖类
重点
-
糖 D/L, α/β定义
-
熟悉淀粉，糖原结构
-
掌握：定义 + 功能
结构和分类
以 C, H, O 为主的 多羟基醛 和 多羟基酮 类化合物
- 单糖 - 不能水解为更小分子的糖类的糖
- 丙糖，戊糖，已糖 (葡萄糖，半乳糖，果糖等)
- 寡糖 - 水解后产生 2 ~ 20 个单糖分子的糖类
- 双糖 (蔗糖，乳糖，麦芽糖等)
- 多糖 - 水解后产生 20 个以上单糖的分子
- 结合糖
葡萄糖，半乳糖：多羟基醛
果糖：多羟基酮
糖 D/L, α/β定义
-
D/L: 只看 CH2—OH 中的—OH，如果向右就是 D，向左就是 L
-
α/β: 要比较两个—OH 的方向性，一个 CH2—OH 和与之最远的—OH
- 同侧为β式，异侧为α式
性质
- 异构化
- 氧化还原 (被氧化)
- 形成糠醛
生物体内的糖类
淀粉
由葡萄糖分子聚合成的多糖，是植物体内存储养分的主要形式
淀粉 – 水解 → 麦芽糖 – 再水解 → 葡萄糖
根据葡萄糖连接方式分类
- 直链淀粉 (在天然淀粉里占 20% ~ 26%)
- 支链淀粉
糖原
以葡萄糖为基本单位的带分支的大分子多糖
糖原在动物体内分布在 骨骼肌 (约占全身糖原的 2/3), 肝脏 (约占全身糖原的 1/3), 其他组织也有少量
纤维素
自然界中分布最广，含量最多的一种多糖，也以葡萄糖为基本单元
纤维素是植物细胞壁的主要成分
占有植物界碳含量的 50% 以上
环糊精，壳多糖
非重点
脂肪类
重点
- 必需脂肪酸
- 脂的分类各自的结构特征
- 了解脂的重要物化性质
- 胆固醇的作用
脂的存在形式和功能
- 能量存储
- 生物膜结构组分
- 激素，维生素，色素前体
- 保护作用
- 参与信号识别和免疫
- 作为生长因子，抗氧化剂等
分类，结构，性质
分类
- 单纯脂质 (三酰甘油) - 常见的必需脂肪酸：亚麻酸，亚油酸
- 酯 - 脂肪酸与甘油所组成的酯类
- 油 - 不饱和脂肪酸甘油酯
- 腊 - 高级脂肪酸和高级一元醇
- 复合脂质
- 磷脂
- 糖脂
- 固醇类 (胆固醇等)
- 其他 (萜类等)
化学性质
- 水解 皂化
- 加成反应
- 乙酰化
- 酸败
常见的脂类物质及其参与的生命过程
磷脂
一端亲水一端疏水，是生物膜的重要组分
固醇
常见的有胆固醇:
- 细胞膜的基本结构成分之一
- 细胞膜在液相状态：胆固醇靠刚性降低其流动性
- 细胞膜在固态：胆固醇增加其流动性减弱有序性
- 作为脂肪载体，参与消化过程脂肪酸转运和吸收
- 转化为类固醇激素
- 转化为胆汁酸促进脂肪消化
- 转化为维生素 D_3, 促进钙吸收
- 过多摄入会增加心血管疾病和胆结石发病概率
糖脂，脂蛋白，萜类
非重点
蛋白质
重点
- 氨基酸的分类 (了解)
- 氨基酸性质，等电点, 氨基酸结构特点，侧链基团：羟基，咪唑基，巯基
- 蛋白质：1/2/3/4 级结构概念。二级结构中α, β特点，结构与功能的关系
- 概念：肽键，酶
蛋白质组成，存在形式和主要功能
组成
- 元素组成 - 碳氢氧氮硫 磷铁铜碘锌 等
- 氨基酸组成 - 一般来说组成蛋白质的天然氨基酸有 20 种，均为 L 型α-氨基酸
酶
酶是生物活体细胞产生，以蛋白质为主要成分，具催化功能的一类生物催化剂。
作用机理：酶 + 底物 → 酶 - 底物复合物 → 酶 + 产物
- 酶的催化特点
- 反应条件温和
- 高效
- 反应的专一
- 酶的多样
- 受多种因素影响
- 反应不影响酶
- 酶的作用特点
- 只催化热力学允许的反应
- 只加快速度不影响平衡点
- 对正逆反应催化作用相同
- 降低反应活化能
结构成分，储藏，物质运输载体，细胞活动，激素，防御，接受传递信息等
氨基酸概述
氨基酸的分类 (等电点计算)
- 按 R 基 分类 - 看书 - 了解即可
| 缩写 | 全名 | 中文译名 | 结构 | 支链 | 分子量 | 等电点 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| His | Histidine | 组氨酸 |  |
碱性 | 155.16 | 7.60 |
| Lys | Lysine | 赖氨酸 |  |
碱性 | 146.19 | 9.60 |
| Arg | Arginine | 精氨酸 |  |
碱性 | 174.20 | 10.76 |
| Cys | Cysteine | 半胱胺酸 |  |
亲水性 | 121.16 | 5.05 |
| Asn | Asparagine | 天门冬酰胺 |  |
亲水性 | 132.12 | 5.41 |
| Gln | Glutamine | 麸酰胺酸 |  |
亲水性 | 146.15 | 5.65 |
| Ser | Serine | 丝胺酸 |  |
亲水性 | 105.09 | 5.68 |
| Thr | Threonine | 苏胺酸 |  |
亲水性 | 119.12 | 5.60 |
| Tyr | Tyrosine | 酪胺酸 |  |
亲水性 | 181.19 | 5.64 |
| Ala | Alanine | 丙胺酸 |  |
疏水性 | 89.09 | 6.11 |
| Phe | Phenylalanine | 苯丙胺酸 |  |
疏水性 | 165.19 | 5.49 |
| Gly | Glycine | 甘胺酸 |  |
疏水性 | 75.07 | 6.06 |
| Ile | Isoleucine | 异白胺酸 |  |
疏水性 | 131.17 | 6.05 |
| Leu | Leucine | 白胺酸 |  |
疏水性 | 131.17 | 6.01 |
| Met | Methionine | 甲硫胺酸 |  |
疏水性 | 149.21 | 5.74 |
| Pro | Proline | 脯胺酸 |  |
疏水性 | 115.13 | 6.30 |
| Val | Valine | 缬胺酸 |  |
疏水性 | 117.15 | 6.00 |
| Trp | Tryptophan | 色胺酸 |  |
疏水性 | 204.23 | 5.89 |
| Asp | Aspartate | 天冬胺酸 |  |
酸性 | 133.10 | 2.85 |
| Glu | Glutamate | 谷氨酸 |  |
酸性 | 147.13 | 3.15 |
-
酸性氨基酸 (取代基可以电离出 H^+)
- 天冬氨酸 (Asp), 谷氨酸 (Glu)
- 等电点计算：给的三个 P_k 里面找两个小的加起来再除以二
-
碱性氨基酸 (取代基可以结合 H^+)
- 赖氨酸 (Lys), 精氨酸 (Arg), 组氨酸 (His)
- 等电点计算：给的三个 P_k 里面找两个大的加起来再除以二
-
中性氨基酸等电点计算：给的两个 P_k 加起来再除以二
氨基酸性质
- α-氨基性质
- α-羧基性质
- 氨基羧基共同参与的性质
- 两性
- 侧链基团的性质
- 巯基团 - 二硫键，解毒
- 羟基 - 磷酸化 / 去磷酸化 - 调控酶的活性
- 咪唑基 - 可作为质子受体，供体 - 参与活性中心酸碱催化
蛋白质多层结构
一级结构
是为氨基酸 (残基) 排列顺序
概念：肽链，肽键
二级结构
是为一级结构的折叠与缠绕
- α螺旋
- β折叠
- β转角
- 无规卷曲，超二级结构等
三级结构
是为在二级结构上进一步盘曲折叠
维持三级结构稳定的作用力有以下几种：
- 氢键
- 范德华力
- 疏水键
- 离子键 (盐键)
- 共价键 (二硫键等)
- 静电相互作用
- 酯键
四级结构 (高级结构)
是为两条及以上的独立的三级结构的多肽链组成的蛋白质，每个成为亚基，他们之间通过次级键相互结合
核酸
重点
- 核酸的分类，特点 -了解
- 核酸性质 (变性 / 复性，紫外吸收等) - 熟悉
- DNA 双螺旋结构
- 核酸的化学结构特点：连接方式 - 碱基 - 核糖磷酸 (5’)…
核酸的化学组成
核酸的基本组成单位是核苷酸
碱基 + 戊糖 → 核苷; 核苷 + 磷酸 → 核苷酸; 核苷酸 → 聚合 → 核酸
核苷酸之间通过 3’,5’-磷酸二酯键 链接
戊糖
区别：二号碳连的是羟基还是氢
碱基
A + G == C + T; G == C; A == T;
- 脱氧核糖核酸 (Deoxyribonucleic acid DNA) - DNA 含 G A C T 四种碱基和脱氧核糖
- 核糖核酸 (Ribonucleic acid RNA) - RNA 含 G A C U 四种碱基和核糖
核酸的的结构
-
核酸的一级结构：是为核酸单链上的核苷酸排列顺序
- 骨架：磷酸二酯键链接的交替排列的戊糖与磷酸基团
-
DNA 二级结构：双螺旋 (1953: 沃森 & 克里克)
-
双螺旋结构依靠：碱基堆积力，H 键，离子键
-
双螺旋模型的意义：
-
能够有效地解释遗传信息的储存，传送 和 自我复制
-
提出了遗传信息的流动过程：复制 DNA → 转录 RNA → 翻译蛋白质
-
-
-
DNA 分子结构特征
- 原核生物 DNA 分子中有基因重叠现象
- 真核生物 DNA 分子中普遍存在非编码顺序 (内含子)
- 编码的核苷酸顺序携带着遗传信息
-
RNA 的结构:
- 单链，局部碱基能配对形成双螺旋，不能配对的区域形成突起 (环)
DNA 测序
用 ddNTP, 均是二号三号碳上脱去羟基上的氧，叫做三磷酸某某某双脱氧核苷酸，遇到此时配对会停止，以此达到测序的目的
核酸的理化性质
- 紫外吸光
- 核酸的两性
- 核酸的水解与酶解
- 水解：磷酸二酯键水解断裂
第二章细胞中的能量与物质的代谢与转化
1. 糖酵解
重点
- 掌握：糖酵解过程的概况 - 场所
- 熟悉：重要的中间物…
- 熟悉：糖酵解过程的能量计算
- 了解：丙酮酸的去路
- 了解：糖酵解的调节。
前因后果 - 糖酵解是啥？
葡萄糖在人体中的代谢有 无氧氧化，有氧氧化 以及 磷酸戊糖循环 等多种途径.
- 无氧氧化：葡萄糖 – 糖酵解 → 丙酮酸 – 还原 → 乳酸 / 乙醇
- 有氧氧化：葡萄糖 – 糖酵解 → 丙酮酸 – 氧化脱羧 → 乙酰 CoA – 三羧酸循环 → 二氧化碳和水
糖酵解 与 有氧氧化时糖供给机体能量的两种主要方式，也是 ATP 形成的两种主要途径
- 糖酵解是指细胞在**胞浆 (细胞质质基质)**中分解葡萄糖生成丙酮酸的过程，伴有少量 ATP 产生
- 糖酵解从单个葡萄糖分子的六碳环状结构开始，最后是两个丙酮酸 (三碳糖) 分子
- 总体反应式:
糖酵解过程
-
共十步反应
-
前五步：准备阶段 – 在其中 ATP 被消耗 - 前五步消耗 2 ATP
- 葡萄糖转变为两个丙糖磷酸，即甘油醛 -3-磷酸 和 磷酸二羟丙酮
-
后五步：放能阶段 – 在其中 ATP 被生产 - 后五步产生 4 ATP
-
-
共需要 10 种酶
步骤详解
-
磷酸化：葡萄糖首先在第 6 位碳上被磷酸化生成 6-磷酸葡萄糖 - “活化” 葡萄糖
不可逆反应，消耗 1 ATP
-
异构化：6-磷酸葡萄糖转变为 6-磷酸果糖
可逆反应，由浓度控制
-
磷酸化：6-磷酸果糖第一位上的 C 进一步磷酸化生成 1,6-二磷酸果糖
不可逆反应，消耗 1 ATP
-
裂解化：1.6-二磷酸果糖生成 磷酸二羟丙酮 和 3-磷酸甘油醛
可逆反应
-
异构化：磷酸二羟丙酮转变为 3-磷酸甘油醛
可逆反应
糖酵解的调节 主要在前五步的不可逆反应
-
氧化脱氢：3-磷酸甘油醛氧化生成含有 1 个高能磷酸键的 1,3-二磷酸甘油酸
生成 一个 NADH + H^+
-
第一次放能：二磷酸甘油酸生成 3-磷酸甘油酸
这里的将底物分子中高能磷酸基团直接转移给 ADP 形成 ATP 的方式叫做底物水平磷酸化
产生了 1 ATP
-
变位：3-磷酸甘油酸 3 位上的磷酸基转变到 2 位上生成 2-磷酸甘油酸
-
脱水：2-磷酸甘油酸生成含高能磷酸键的磷酸烯醇式丙酮酸
-
第二次放能：磷酸烯醇式丙酮酸上的高能磷酸转移至 ADP 生成 ATP, 这是又一次底物水平上的磷酸化过程
产生了 1 ATP
丙酮酸去路
-
氧气不足 / 无氧条件时：
-
乳酸菌 / 人体中：
- 2 CH3COCOOH（丙酮酸） + 2 NADH + 2 H+ → 2 CH3CHOHCOOH（乳酸） + 2 NAD+
- 乳酸释放入血，进入肝脏进一步代谢，分解利用，乳酸循环 (糖异生)
-
酵母菌：
- 2CH3COCOOH（丙酮酸） → 2 CO2 + 2 CH3CHO（乙醛）
- 2CH3CHO（乙醛） + 2 NADH + 2 H+ → 2 C2H5OH（乙醇） + 2 NAD+
-
-
有氧条件 (也存在线粒体):
- 丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧形成乙酰 CoA (乙酰辅酶 A)
2. 三羧酸循环 (TCA)
重点
- 掌握：TCA 概念
- 熟悉：TCA 过程，起点，中间物…
- 掌握：TCA 过程中能量的计算
- 掌握：TCA 的作用
- 了解：TCA 的调节
形成乙酰 CoA
注意 FADH₂ ~ 1.5 ATP; NADH ~ 2.5 ATP
所以一个丙酮酸脱羧反应生成一个乙酰 CoA 是有产生 2.5 ATP 的，计算不能忘
三羧酸循环过程
一共有 8 步
净输出
乙酰辅酶 A+3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O → 辅酶 A-SH + 3 NADH + 3 H+ + FADH2 + GTP + 2 CO2
每个 tca 周期 (一个乙酰辅酶 A 来反应) 产生:
- 两个二氧化碳分子。
- 三个可逆反应
- 三个 NADH 分子。
- 三个氢离子。
- 一个 FADH₂分子
- 一个 ATP (GTP) 分子。
- 以上合计为 10 个 ATP 分子
步骤详解
-
乙酰-CoA 进入三羧酸循环与草酰乙酸的羧基进行醛醇型缩合生成柠檬酸
不可逆
-
异柠檬酸形成
-
异柠檬酸氧化与脱羧生成α-酮戊二酸
生成一个 NADH, 掉一个碳
不可逆
- α-酮戊二酸氧化脱羧形成琥珀酰-CoA
生成一个 NADH, 掉一个碳
不可逆
-
琥珀酰 -CoA 生成琥珀酸和辅酶 A
先生成 GTP, 再生成 ATP
-
琥珀酸氧化成为延胡索酸
**生成一个 FADH2 **
-
延胡索酸加水生成苹果酸
-
苹果酸被氧化生成草酰乙酸 (草酰乙酸再生)
生成一个 NADH
计算 ATP
注意：1.5 or 2.5 取决于哪种穿梭方式:
- 胞浆中酵解产生的 NADH + H^+ 进入线粒体基质的过程
- 磷酸甘油穿梭：产生 1.5 ATP (主要在脑和骨骼肌中)
- 苹果酸穿梭：产生 2.5 ATP (主要在肝和心肌中)
3. 戊糖磷酸途径 与 糖异生
重点
- 熟悉：糖异生，戊糖磷酸途径概念
- 掌握：哪些物质？
- 了解：戊糖磷酸途径概要过程与酵解的差别
戊糖磷酸途径
-
是为葡萄糖氧化分解的另一种途径 (并列于有氧，无氧), 从 6-磷酸葡萄糖 (糖酵解有说到) 开始
-
场所：胞浆
-
反应式：6 G-6-P + 12NADP+ +7 H2O ⇌ 5 G-6-P + 6CO2 + 12NADPH +12H+
-
重要意义和特点：
-
脱氢反应以 NADP+ 为受氢体，生成 NADPH + H+
-
反应中生成了重要的中间代谢物 — 5-磷酸核糖
-
一分子 G-6-P 经过反应，只能发生一次脱羧和两次脱氢反应，生成一分子 CO2 和 2 分子 NADPH + H+
-
糖异生
- 是为非糖物质转变成葡萄糖或糖原的过程
- 场所：在肝，肾细胞的胞浆及线粒体
- 原料：乳酸，甘油，生糖氨基酸等
- 糖异生途径 (gluconeogenic pathway) 指从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程
- 糖异生途径与酵解途径大多数反应是共有的，可逆的
- 酵解途径中有 3 个由关键酶催化的不可逆反应，在糖异生时，须由另外的反应和酶代替
- 糖异生的主要生理意义是维持血糖浓度的恒定
4. 脂代谢
重点
- 熟悉：乙酰辅酶 A 的来源去路
- 掌握：β氧化过程，能量计算
- 掌握：酮体构成及特点
脂肪的分解
脂动员
是为脂肪被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸以及甘油并释放入血供给全身各组织氧化利用的过程
甘油的代谢
甘油 → 磷酸二羟丙酮 ->异生 / 氧化
脂肪酸的分解代谢-β氧化
是为脂肪酸在一系列酶的作用下，在α碳原子和β碳原子之间断裂，β碳原子被氧化成羧基，生成含有两个碳原子的乙酰辅酶 A, 和较原来少两个碳原子的脂肪酸
-
活化—脂酰 CoA 的生成 (细胞质中)
Fatty acid + CoA + ATP ⇌ 脂酰-CoA + AMP + PPi
消耗 2 ATP
-
转运进线粒体：β氧化主要限速步骤
-
脂肪酸的β-氧化
一轮循环产生:
- 1 分子乙酰 CoA
- 1 分子少两个碳原子的脂酰 CoA
- 1 分子 NADH+H+
- 1 分子 FADH2
β氧化的能量计算
- 计算的都是碳原子数为 Cn 的饱和偶数脂肪酸
- 需要作 (n/2－1) 次循环才能完全分解为：
- n/2 个乙酰 CoA
- (n/2－1) 个 NADH+H+
- (n/2－1) 个 FADH2
- 所以产生的 ATP 数为 (还有活化消耗 2 ATP):
酮体
脂肪酸β氧化产生的 乙酰辅酶 A 除了直接进入 TCA, 还可以生成 乙酰乙酸，D-β-羟丁酸，丙酮，这三种物质统称为酮体。
酮体在肝中生成后，运到肝外组织中利用
5. 蛋白质代谢
重点
- 了解：机体脱氨的方式
- 熟悉：尿素合成过程
脱氨
是为氨基酸脱去氨基生成相应α-酮酸的过程
-
氧化脱氨基
-
转氨基作用
在转氨酶 (transaminase) 的作用下，某一氨基酸的α-氨基转移到另一种α-酮酸的酮基上，生成相应的氨基酸，原来的氨基酸则转变成α-酮酸
没有游离的氨产生
-
联合脱氨基
-
非氧化脱氨基
氨脱下来后去哪了？-氨的代谢
- 氨是机体正常代谢产物，具有毒性
- 体内的氨主要在肝合成尿素 (Urea) 而解毒
- NH3 在肝中合成尿素：占排氮总量 80% - 90%
尿素生成
尿素生成的过程由 Hans Krebs 和 Kurt Henseleit 提出，称为鸟氨酸循环，又称尿素循环
- 原料：2 分子氨：一个来自于游离氨，另一个来自天冬氨酸
- 过程：先在线粒体中进行，再在胞液中进行
- 耗能：3 个 ATP, 4 个高能磷酸键
