基础生物化学课件考研重点总结

基础生物化学考研重点总结本课程旨在帮助你掌握生物化学的核心知识，并为考研做好充分准备。生物大分子的组成与结构四大类碳水化合物、脂类、蛋白质和核酸基本组成由C、H、O、N、P等元素构成结构复杂具有特定的空间结构，影响其功能水的性质与生物功能水是生物体含量最多的无机物，占人体体重的60%-70%。水的物理性质决定了它在生物体中所具有的重要功能，例如良好的溶剂性、高比热容、高沸点和表面张力等。水是细胞的主要成分，参与了许多重要的生物化学反应，例如生物大分子的合成和分解、能量的转换以及物质的运输。氨基酸的结构与性质1基本结构每个氨基酸都包含一个氨基、一个羧基和一个侧链。2侧链多样性侧链决定了氨基酸的性质，影响蛋白质结构和功能。3生物学功能氨基酸是蛋白质的组成单元，参与多种生物学过程。蛋白质的结构层次1一级结构氨基酸序列2二级结构α螺旋和β折叠3三级结构肽链的空间构象4四级结构多个肽链的聚合蛋白质的功能与分类催化酶是生物催化剂，加速生物化学反应，例如消化、代谢等。结构结构蛋白提供细胞和组织的结构支撑，例如胶原蛋白、角蛋白等。运输运输蛋白负责物质在细胞内外以及组织之间的运输，例如血红蛋白、转运蛋白等。防御抗体是免疫系统的重要组成部分，识别并清除病原体。核酸的化学结构脱氧核糖核酸（DNA）由脱氧核糖核苷酸组成，其核苷酸由脱氧核糖、磷酸和碱基构成。碱基包括腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。核糖核酸（RNA）由核糖核苷酸组成，其核苷酸由核糖、磷酸和碱基构成。碱基包括腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U）。DNA双螺旋结构DNA双螺旋结构是生物学中最重要和最令人惊叹的发现之一，它揭示了遗传信息的储存和传递机制。Watson和Crick在1953年提出该模型，并因此获得了诺贝尔奖。DNA双螺旋结构由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成，通过氢键连接在一起。每条链由四种不同的脱氧核苷酸（腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和鸟嘌呤）组成，它们按照特定的碱基配对原则（A配T，G配C）连接在一起。RNA的结构与类型RNA结构RNA是单链核酸，由核糖核苷酸组成。每个核糖核苷酸包含一个核糖、一个磷酸基团和一个含氮碱基。RNA的含氮碱基包括腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U)。RNA类型RNA主要分为三种类型：信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)。mRNA携带遗传信息从DNA到核糖体，tRNA负责将氨基酸运输到核糖体，rRNA是核糖体的组成部分，参与蛋白质的合成。酶的催化机制1降低活化能酶通过降低反应的活化能来加速反应速率，而不会改变反应的平衡常数。2提供反应中间体酶可以稳定反应的过渡态，从而降低活化能，并加速反应速率。3改变反应物构象酶可以将反应物结合到活性位点，并使其处于有利于反应发生的构象，从而加速反应速率。酶动力学参数酶动力学参数描述了酶催化反应的速率和效率，主要包括最大反应速率（Vmax）、米氏常数（Km）和催化效率（kcat/Km）。酶的调节与抑制1调节酶活性通过改变酶的构象或环境来影响酶的催化活性。2可逆抑制抑制剂与酶结合，但可以从酶上解离。3不可逆抑制抑制剂与酶结合后，无法从酶上解离，导致酶失活。细胞膜的结构与功能细胞膜是细胞的最外层结构，它包裹着细胞，控制着细胞内外物质的进出，参与细胞之间的信息传递和免疫反应。细胞膜的主要成分是磷脂双分子层，其中嵌入了蛋白质和糖类。磷脂双分子层是细胞膜的基本结构，它由磷脂分子组成。磷脂分子具有亲水性和疏水性，亲水性头部朝向膜的内外两侧，疏水性尾部朝向膜的内部。蛋白质是细胞膜的另一重要成分，它们可以镶嵌在磷脂双分子层中，也可以与膜表面结合。蛋白质在细胞膜的功能中起着重要的作用，例如物质的转运、信号的传递、细胞识别等。糖类在细胞膜中也起着重要的作用，它们可以与蛋白质或脂类结合，形成糖蛋白或糖脂。糖蛋白和糖脂主要位于细胞膜的外表面，参与细胞之间的识别和粘附。膜蛋白的结构与功能跨膜蛋白贯穿细胞膜的蛋白质，参与物质运输和信号传递。外周膜蛋白与膜脂或其他膜蛋白结合，参与细胞信号传递和结构维持。整合膜蛋白嵌入膜脂双分子层，发挥多种功能，如酶催化、离子通道等。细胞信号传导通路1信号接收细胞膜受体识别并结合信号分子2信号传递信号分子通过一系列中间蛋白传递3信号转导信号到达靶蛋白，触发特定细胞反应糖的生物学功能能量来源糖类是人体主要的能量来源，如葡萄糖。结构组分糖类构成细胞壁、细胞膜等重要结构，如纤维素。识别信号糖类参与细胞识别和信号传导，如糖蛋白。糖代谢的主要途径糖酵解葡萄糖在无氧条件下分解成丙酮酸的过程。三羧酸循环丙酮酸在有氧条件下被氧化分解成二氧化碳和水，并产生大量的ATP。磷酸戊糖途径主要用于产生NADPH和核糖，为核酸合成提供原料。糖异生由非糖物质转化成葡萄糖的过程，维持血糖浓度稳定。糖代谢的调控机制激素调节胰岛素促进糖的利用，抑制糖异生；胰高血糖素促进糖异生，抑制糖的利用。酶活性调节关键酶的活性受代谢产物、激素、辅酶等因素影响。基因表达调控调控糖代谢相关基因的表达，影响酶的合成量。脂质的分类与功能分类脂质通常根据其化学结构和水溶性进行分类。常见的脂质类型包括脂肪、油、磷脂、固醇和类固醇。功能脂质在生物体中发挥着各种重要的功能，包括提供能量、构成细胞膜、调节激素和维生素等。脂肪酸的合成与氧化合成从乙酰辅酶A开始，通过一系列的反应，合成脂肪酸。氧化脂肪酸被氧化成乙酰辅酶A，释放能量，供机体利用。调控脂肪酸的合成与氧化受到激素和酶的严格控制。磷脂的结构与功能双亲性磷脂拥有亲水头部和疏水尾部，这种结构使其在生物膜中形成双层结构。膜组成磷脂是构成生物膜的关键成分，参与细胞膜的结构、功能和流动性。信号传导磷脂参与细胞信号传导过程，作为第二信使参与细胞内信息的传递。生物膜的流动性与渗透性生物膜的流动性是指膜脂和膜蛋白在膜平面内可以横向移动的能力。膜的流动性受多种因素影响，包括温度、脂质组成、胆固醇含量等。流动性对于膜的正常功能至关重要，例如物质的跨膜运输、信号传递等。渗透性是指溶质通过生物膜的能力。膜的渗透性受膜的结构、溶质的性质以及浓度梯度等因素影响。生物膜对不同溶质的渗透性不同，这使得细胞能够选择性地吸收和排出物质。生物膜的能量转换氧化磷酸化利用电子传递链产生的能量，将无机磷酸与ADP合成ATP的过程，是生物体获得能量的主要方式。光合作用植物细胞利用光能将CO2和水转化为糖类和氧气，并储存能量的过程。光合作用也发生在生物膜上。氧化磷酸化的机理1电子传递链电子从NADH和FADH2传递给氧气，释放能量。2质子梯度电子传递链驱动质子从线粒体基质跨膜进入膜间隙，形成质子梯度。3ATP合成酶质子梯度驱动ATP合成酶旋转，催化ADP和磷酸反应生成ATP。ATP的生成与利用细胞呼吸能量在细胞呼吸过程中通过氧化磷酸化产生ATP，并将葡萄糖转化为能量。肌肉收缩肌肉收缩需要消耗ATP为肌纤维提供能量，实现运动。蛋白质合成合成蛋白质需要能量，ATP为蛋白质的合成提供能量。原核生物细胞的结构原核生物细胞结构相对简单，没有核膜包被的细胞核，遗传物质集中在拟核区域。细胞壁主要由肽聚糖构成，赋予细胞一定的形状和保护作用。细胞膜具有选择性通透性，控制物质进出细胞。细胞质中包含核糖体，负责蛋白质合成。此外，原核生物还可能拥有鞭毛、菌毛和荚膜等结构，分别用于运动、附着和保护。真核生物细胞的结构真核细胞拥有复杂的内部结构，包括细胞核、细胞质、细胞器和细胞膜等。细胞核是细胞的控制中心，包含遗传物质DNA。细胞质是细胞核外的所有物质，包括细胞器和细胞溶胶。细胞器是细胞质中的各种功能结构，如线粒体、内质网、高尔基体等。细胞膜是细胞的边界，控制物质进出细胞。细胞周期与调控机制1G1期细胞生长，合成蛋白质和RNA，为DNA复制做准备。2S期DNA复制，每个染色体复制成两个姐妹染色单体。3G2期细胞继续生长，合成蛋白质和RNA，为有丝分裂做准备。4M期细胞分裂，包括染色体凝集、纺锤体形成和细胞质分裂。基因表达的调控机制转录水平调控启动子、增强子、抑制子等调控元件影响基因转录效率。翻译水平调控miRNA、siRNA等小分子RNA可调控mRNA的翻译。蛋白水平调控蛋白的修饰、降解、折叠等影响蛋白功能