基础生物化学课件(考研重点总结2)
合集下载
生物化学教学课件ppt
分子间作用力
分子间作用力包括范德华力、氢键和疏水作用力等，影响分子的聚集状态和稳 定性。
化学反应与能量转化
化学反应
化学反应是原子或分子重新组合的过程，遵循质量守恒和能 量守恒定律。
能量转化
化学反应中伴随着能量的吸收或释放，可用于解释反应的动 力学和热力学性质。
酸碱反应与缓冲溶液
酸碱反应
酸和碱通过质子转移反应生成水和盐，酸碱反应是化学反应中的重要类型之一。
生物化学教学课件
目录
• 生物化学概述 • 生物化学基础知识 • 生物大分子与细胞结构 • 生物化学代谢过程 • 生物化学实验技术与方法 • 生物化学前沿研究与发展趋势
01
生物化学概述
生物化学的定义与重要性
定义
生物化学是生物学和化学两门学 科的交叉学科，主要研究生物体 内的化学过程和物质代谢。
重要性
02
生物化学基础知识
分子结构与性质
分子结构
分子由原子组成，通过化学键连接， 具有空间构型和电子分布，决定分子 的物理和化学性质。
分子性质
分子的性质由其结构决定，包括极性 、溶解度、挥发性等，影响分子的物 理状态和化学反应活性。
化学键与分子间作用力
化学键
化学键是原子间通过电子转移或共享形成的相互作用力，分为共价键、离子键 和金属键等。
核酸的结构与功能
总结词
核酸是生物体中重要的遗传物质，具有多种结构和功能。
详细描述
核酸包括DNA和RNA，它们由核苷酸组成，具有一级、二级和三级结构。一级结构决定了核酸的序列 ，二级结构决定了核酸的双螺旋结构，三级结构决定了核酸的空间构象。核酸的功能是携带和传递遗 传信息。
酶的结构与催化机制
总结词
分子间作用力包括范德华力、氢键和疏水作用力等，影响分子的聚集状态和稳 定性。
化学反应与能量转化
化学反应
化学反应是原子或分子重新组合的过程，遵循质量守恒和能 量守恒定律。
能量转化
化学反应中伴随着能量的吸收或释放，可用于解释反应的动 力学和热力学性质。
酸碱反应与缓冲溶液
酸碱反应
酸和碱通过质子转移反应生成水和盐，酸碱反应是化学反应中的重要类型之一。
生物化学教学课件
目录
• 生物化学概述 • 生物化学基础知识 • 生物大分子与细胞结构 • 生物化学代谢过程 • 生物化学实验技术与方法 • 生物化学前沿研究与发展趋势
01
生物化学概述
生物化学的定义与重要性
定义
生物化学是生物学和化学两门学 科的交叉学科，主要研究生物体 内的化学过程和物质代谢。
重要性
02
生物化学基础知识
分子结构与性质
分子结构
分子由原子组成，通过化学键连接， 具有空间构型和电子分布，决定分子 的物理和化学性质。
分子性质
分子的性质由其结构决定，包括极性 、溶解度、挥发性等，影响分子的物 理状态和化学反应活性。
化学键与分子间作用力
化学键
化学键是原子间通过电子转移或共享形成的相互作用力，分为共价键、离子键 和金属键等。
核酸的结构与功能
总结词
核酸是生物体中重要的遗传物质，具有多种结构和功能。
详细描述
核酸包括DNA和RNA，它们由核苷酸组成，具有一级、二级和三级结构。一级结构决定了核酸的序列 ，二级结构决定了核酸的双螺旋结构，三级结构决定了核酸的空间构象。核酸的功能是携带和传递遗 传信息。
酶的结构与催化机制
总结词
基础生物化学总复习要点
酸碱反应与缓冲溶液
总结词
理解酸碱反应的本质及其在 生物化学中的应用。
详细描述
酸碱反应是化学反应中的一 种重要类型，涉及到质子的 转移。了解酸碱指示剂、 pH值以及缓冲溶液的作用 和应用，对于理解生物体内 的酸碱平衡和调节机制至关 重要。
总结词
掌握酸碱反应的知识对于研 究和应用生物化学领域具有 重要意义。
详细描述
了解分子中的电子分布和键的类型，可以推断分 子的稳定性、反应活性等性质。这有助于预测新 物质的可能性质和行为，为进一步研究和应用提 供基础。
化学键与分子间作用力
01 总结词
理解化学键和分子间作用力的 本质及其对物质性质的影响。
02
详细描述
化学键是原子间结合的方式， 决定了物质的化学性质。分子 间作用力则影响物质的物理性 质，如熔点、沸点、溶解度等 。不同类型的化学键和分子间 作用力决定了物质的多样性和 复杂性。
色谱法
总结词
利用不同物质在固定相和流动相之间的分配差异进行分离的方法。
详细描述
色谱法是一种高效的分离技术，通过利用不同物质在固定相和流动相之间的分配差异，实现混合物中 各组分的分离。常见的色谱法有薄层色谱、气相色谱和液相色谱等。
电泳法
总结词
利用电场作用对带电粒子进行分离的方 法。
VS
详细描述
电泳法是一种常用的实验技术，通过在电 场作用下，不同带电粒子移动速度的差异 实现分离。电泳法常用于蛋白质、核酸等 生物大分子的分离和鉴定。
化学反应是原子或分子重新组 合的过程，伴随着能量的吸收 或释放。了解反应的焓变、熵 变以及温度、压力等对反应的 影响，有助于理解反应的方向 和程度。
掌握化学反应与能量转化的规 律对于设计和控制化学反应至 关重要。
《生物化学基础》课件
《生物化学基础》ppt课 件
CATALOGUE
目 录
• 生物化学概述 • 生物分子结构与功能 • 生物化学反应与能量转换 • 生物膜与细胞器 • 生物化学实验技术与方法 • 生物化学前沿研究与展望
01
CATALOGUE
生物化学概述
生物化学的定义
总结词
生物化学是研究生物体内发生的化学反应和分子结构的科学。
03
CATALOGUE
生物化学反应与能量转换
光合作用与呼吸作用
光合作用
光合作用是植物、藻类和某些细菌利用 光能将二氧化ห้องสมุดไป่ตู้和水转化为葡萄糖和氧 气的过程。这个过程分为光反应和暗反 应两个阶段，光反应中产生ATP和 NADPH，暗反应中利用这些能量将二氧 化碳转化成葡萄糖。
VS
呼吸作用
呼吸作用是生物体在细胞内将有机物氧化 分解并释放能量的过程。这个过程分为三 个阶段，在第一和第二阶段中，有机物在 细胞质基质和线粒体基质中被氧化分解成 二氧化碳和水，释放能量；在第三阶段中 ，电子传递链将能量转化为ATP。
蛋白质代谢与核酸代谢
蛋白质代谢
蛋白质代谢是生物体内蛋白质合成和分解代 谢的过程。蛋白质的合成需要氨基酸作为原 料，通过翻译和转录等过程完成。蛋白质的 分解可以通过蛋白酶的催化水解成氨基酸和 肽等物质。
核酸代谢
核酸代谢是生物体内核酸的合成和分解代谢 的过程。DNA和RNA的合成需要核苷酸作 为原料，通过DNA复制、转录和逆转录等 过程完成。核酸的分解可以通过核酸酶的催 化水解成核苷酸等物质。
THANKS
感谢观看
生物大分子分离纯化
利用生物化学实验技术，对生物大分 子进行分离纯化，为后续的生物学研 究提供高质量的样品。
CATALOGUE
目 录
• 生物化学概述 • 生物分子结构与功能 • 生物化学反应与能量转换 • 生物膜与细胞器 • 生物化学实验技术与方法 • 生物化学前沿研究与展望
01
CATALOGUE
生物化学概述
生物化学的定义
总结词
生物化学是研究生物体内发生的化学反应和分子结构的科学。
03
CATALOGUE
生物化学反应与能量转换
光合作用与呼吸作用
光合作用
光合作用是植物、藻类和某些细菌利用 光能将二氧化ห้องสมุดไป่ตู้和水转化为葡萄糖和氧 气的过程。这个过程分为光反应和暗反 应两个阶段，光反应中产生ATP和 NADPH，暗反应中利用这些能量将二氧 化碳转化成葡萄糖。
VS
呼吸作用
呼吸作用是生物体在细胞内将有机物氧化 分解并释放能量的过程。这个过程分为三 个阶段，在第一和第二阶段中，有机物在 细胞质基质和线粒体基质中被氧化分解成 二氧化碳和水，释放能量；在第三阶段中 ，电子传递链将能量转化为ATP。
蛋白质代谢与核酸代谢
蛋白质代谢
蛋白质代谢是生物体内蛋白质合成和分解代 谢的过程。蛋白质的合成需要氨基酸作为原 料，通过翻译和转录等过程完成。蛋白质的 分解可以通过蛋白酶的催化水解成氨基酸和 肽等物质。
核酸代谢
核酸代谢是生物体内核酸的合成和分解代谢 的过程。DNA和RNA的合成需要核苷酸作 为原料，通过DNA复制、转录和逆转录等 过程完成。核酸的分解可以通过核酸酶的催 化水解成核苷酸等物质。
THANKS
感谢观看
生物大分子分离纯化
利用生物化学实验技术，对生物大分 子进行分离纯化，为后续的生物学研 究提供高质量的样品。
基础生物化学知识重点
绪论（老师只要求了结部分已经自动过滤）基本概念：新陈代谢：生物体与外界环境之间的物质和能量简化以及生物体内物质和能量的装换过程重点内容：生物化学的主要研究内容：1.生物体内的化学组成2.生物体内的物质代谢，能量装换和代谢调节3.生物体内的信息代谢核酸一、基本概念：核苷酸：核苷酸即核苷的磷酸酯碱基互补配对：A-T,G-C三叶草结构：t-RNA的二级结构，一般由四臂四环组成：氨基酸接受臂，二氢酸尿嘧啶环，反密码子环，额外环，假尿嘧啶核苷-胸腺嘧啶核糖核甘酸环（TΨC环）增色效应：DNA变性后由于双螺旋分子内部的碱基暴露，260nm紫外吸收值升高。
减色效应：核酸的光吸收值通常比其各个核算组成部分的光吸收值之和小30%~40%，是由于碱基密集堆积的缘故。
变性和复性：指的是在一定物理和化学因素的作用下，核酸双螺旋结构在碱基之间的氢键断裂，变成单链的过程。
复性恰好相反。
重点内容：1.核酸的生物学功能（1.生物分子遗传变异基础，2.遗传信息的载体，3.具有催化作用，4.对基因的表达有调控作用），基本结构单位（核苷酸），基本组成部分（磷酸，含氮碱基，戊糖）2.核苷酸的名称（A:腺嘌呤T:胸腺嘧啶C:胞嘧啶G:鸟嘌呤U:尿嘧啶）符号（后面统一描述）3.DNA双螺旋结构的特点（1.有反向平行的多核苷酸链互相盘绕，2.亲水骨架在外，疏水碱基在内，一周十个碱基，螺距3.4nm,3.两条DNA链借助氢键结合在一起）和稳定因素（氢键，碱基堆积力，带负电的磷酸基团静电力，碱基分子内能）：4.核酸的紫外吸收特性(因为核酸中含有的嘌呤碱和嘧啶碱具有共轭双键的特性所以对紫外光有吸收特性，在260nm处有最大吸收值，不同的核酸吸收峰值不同)、T m（熔解温度）（把热变性过程中的光吸收达到最大吸收一半（双螺旋解开一半）时的温度叫做熔解温度）值及变性和复性的关系：（G-C）%=(T m-69.3)*2.445.α-螺旋、β—折叠以及β-转角的结构特点：1.主要维持空间力为氢键，2.α螺旋是一段肽链中所有的Cα的扭角都是相等的，这段肽链则会围绕某个中心轴成规则螺旋构想，3.β折叠是由两条多肽链侧向聚集，通过相邻肽链主链上的N-H与C=O之间有规则的氢键形成，4.转角结构使得肽链不时扭曲走向成为β转角蛋白质、氨基酸化学一、基本概念氨基酸：羧酸分子中α碳原子上的一个氢原子被氨基取代所生成的衍生物，是蛋白质的基本结构单位。
基础生物化学1-2章
蛋白质含量＝含氮量×6.25 蛋白质含量的测定方法： 微量凯氏定氮法、紫外吸收法、双缩脲法、 福林酚试剂法、考马斯亮蓝比色法
第二节 氨基酸 (amino acid)
蛋白质可以被酸、碱和酶催化水解，在水 解过程中逐渐降解成相对分子质量越来越 小的肽段，直到最后成为氨基酸的混合物。 如将天然的蛋白质完全水解，最后都可得 到二十种不同的氨基酸。除脯氨酸和甘氨 酸外，其余均属于L-α -氨基酸。
解毒作用：与毒物或药物结合，消除其毒性作 用；
参与氧化还原反应：作为重要的还原剂，参与 体内多种氧化还原反应；
保护巯基酶的活性：使巯基酶的活性基团-SH 维持还原状态；
维持红细胞膜结构的稳定：消除氧化剂对红细 胞膜结构的破坏作用
第四节 蛋白质的分子结构
蛋白质的结构层次
蛋白质的一级结构 蛋白质的二级结构 蛋白质的超二级结构 蛋白质的结构域与三级结构 蛋白质的四级结构
命活动的化学本质。 生命的本质是新陈代谢，而新陈代谢的物质基础 是细胞，细胞是生物体新陈代谢的基本结构。
细胞结构
生物化学研究的主要内容包括 静态生物化学和动态生物化学。
静态生物化学
研究生物体的化学物质组成，以及它们 的结构、性质和功能，包括蛋白质、核 酸等生物大分子；激素、有机酸等小分 子化合物
八、氨基酸的吸收光谱
有显著紫外吸收的氨基酸：
Tyr 275nm
Phe 257nm Trp 280nm
九、氨基酸的重要化学反应
氨基和羧基共同具有的反应 1、茚三酮反应——蓝紫色产物（570nm） 2、成肽反应 氨基具有的反应
1、Sanger反应——黄色产物(DNP-氨基酸) 2、艾德曼(Edman)反应——白色产物(PTH-衍生物)
第二节 氨基酸 (amino acid)
蛋白质可以被酸、碱和酶催化水解，在水 解过程中逐渐降解成相对分子质量越来越 小的肽段，直到最后成为氨基酸的混合物。 如将天然的蛋白质完全水解，最后都可得 到二十种不同的氨基酸。除脯氨酸和甘氨 酸外，其余均属于L-α -氨基酸。
解毒作用：与毒物或药物结合，消除其毒性作 用；
参与氧化还原反应：作为重要的还原剂，参与 体内多种氧化还原反应；
保护巯基酶的活性：使巯基酶的活性基团-SH 维持还原状态；
维持红细胞膜结构的稳定：消除氧化剂对红细 胞膜结构的破坏作用
第四节 蛋白质的分子结构
蛋白质的结构层次
蛋白质的一级结构 蛋白质的二级结构 蛋白质的超二级结构 蛋白质的结构域与三级结构 蛋白质的四级结构
命活动的化学本质。 生命的本质是新陈代谢，而新陈代谢的物质基础 是细胞，细胞是生物体新陈代谢的基本结构。
细胞结构
生物化学研究的主要内容包括 静态生物化学和动态生物化学。
静态生物化学
研究生物体的化学物质组成，以及它们 的结构、性质和功能，包括蛋白质、核 酸等生物大分子；激素、有机酸等小分 子化合物
八、氨基酸的吸收光谱
有显著紫外吸收的氨基酸：
Tyr 275nm
Phe 257nm Trp 280nm
九、氨基酸的重要化学反应
氨基和羧基共同具有的反应 1、茚三酮反应——蓝紫色产物（570nm） 2、成肽反应 氨基具有的反应
1、Sanger反应——黄色产物(DNP-氨基酸) 2、艾德曼(Edman)反应——白色产物(PTH-衍生物)
生物化学PPT课件
生物化学的应用领域
01
02
03
04
医学研究
生物化学在医学领域中发挥着 重要作用，如疾病诊断、药物
研发和生理机制研究等。
农业生产
通过生物化学手段改良作物品 质、提高产量，以及研发新型
肥料和农药。
环境保护
利用生物化学方法处理环境污 染问题，如水体净化、土壤修
复等。
生物技术产业
生物化学在生物技术产业中具 有广泛应用，如基因工程、蛋
合成生物学
合成生物学是新兴的交叉学科，旨在设计和构建人工生物系统，实现新功能或 优化现有功能。通过合成生物学，科学家可以创建定制化的微生物，用于生产 燃料、药物和其他有用物质。
纳米技术与生物医学应用
纳米药物
纳米药物利用纳米技术将药物包裹在 纳米载体中，以提高药物的靶向性、 稳定性和生物利用度，降低副作用。 纳米药物在癌症治疗、疫苗开发等领 域具有广泛应用前景。
生物合成与分解代谢
生物合成
生物合成是指生物体利用简单无机物和单糖等合成复杂有机 物的过程。生物合成包括脂肪酸、蛋白质、核酸等物质的合 成。这些合成过程需要经过一系列酶促反应的完成。
分解代谢
分解代谢是指生物体将大分子有机物分解成小分子有机物和 无机物的过程。这些分解过程包括糖酵解、柠檬酸循环和氧 化磷酸化等。分解代谢是生物体获取能量和合成物质的重要 途径。
结论总结
根据实验结果和讨论，总结实验的结论，指 出研究的局限性和未来研究方向。
结果讨论
对实验结果进行深入分析和讨论，探讨结果 的合理性和科学性。
结论应用
探讨实验结论在实际生产和科研中的应用价 值和意义。
05
生物化学前沿研究
基因编辑与合成生物学
生物化学基础授课PPT
。
实验原理
阐述实验所依据的基本原理和 理论知识，为实验操作提供科
学依据。
实验步骤
详细描述实验的操作流程，包 括试剂配制、仪器使用、样品
处理等。
实验安全
强调实验操作过程中的安全注 意事项，预防意外事故的发生
。
实验数据处理与分析
数据收集
记录实验过程中获得的 所有数据，确保数据的
准确性和完整性。
数据处理
察和理解。
结论总结
根据实验结果，总结出实验的 结论，指出实验的亮点和不足 之处。
结果讨论
对实验结果进行深入讨论，探 讨结果的合理性和可靠性，提 出可能的改进和完善措施。
结论应用
阐述实验结论在实际应用中的 意义和价值，为相关领域的研
究和实践提供参考和借鉴。
05
生物化学前沿研究
基因编辑与合成生物学
基因编辑技术
详细描述
化学反应是物质之间相互转化的过程，伴随着能量的吸收或释放。在生物体内，化学反应是生命活动 的基础，如细胞呼吸、光合作用等。了解化学反应的原理和能量转化机制有助于理解生物体的生命过 程。
有机化合物与生物分子
总结词
有机化合物和生物分子是生物体内重要 的物质，对于维持生命活动具有关键作 用。
VS
酶的分类
根据酶所催化的反应类型，酶可 以分为氧化还原酶类、水解酶类 、转移酶类、裂合酶类和异构酶 类等。
酶的作用机制
酶通过降低反应的活化能，提高 反应速度。酶与底物结合形成中 间产物，降低活化能。酶具有立 体专一性，确保反应的准确性。
光合作用与呼吸作用
光合作用
光合作用是植物、藻类和某些细菌在 可见光的照射下，经过光反应和暗反 应，利用光能将二氧化碳和水转化为 葡萄糖，并释放氧气的过程。
实验原理
阐述实验所依据的基本原理和 理论知识，为实验操作提供科
学依据。
实验步骤
详细描述实验的操作流程，包 括试剂配制、仪器使用、样品
处理等。
实验安全
强调实验操作过程中的安全注 意事项，预防意外事故的发生
。
实验数据处理与分析
数据收集
记录实验过程中获得的 所有数据，确保数据的
准确性和完整性。
数据处理
察和理解。
结论总结
根据实验结果，总结出实验的 结论，指出实验的亮点和不足 之处。
结果讨论
对实验结果进行深入讨论，探 讨结果的合理性和可靠性，提 出可能的改进和完善措施。
结论应用
阐述实验结论在实际应用中的 意义和价值，为相关领域的研
究和实践提供参考和借鉴。
05
生物化学前沿研究
基因编辑与合成生物学
基因编辑技术
详细描述
化学反应是物质之间相互转化的过程，伴随着能量的吸收或释放。在生物体内，化学反应是生命活动 的基础，如细胞呼吸、光合作用等。了解化学反应的原理和能量转化机制有助于理解生物体的生命过 程。
有机化合物与生物分子
总结词
有机化合物和生物分子是生物体内重要 的物质，对于维持生命活动具有关键作 用。
VS
酶的分类
根据酶所催化的反应类型，酶可 以分为氧化还原酶类、水解酶类 、转移酶类、裂合酶类和异构酶 类等。
酶的作用机制
酶通过降低反应的活化能，提高 反应速度。酶与底物结合形成中 间产物，降低活化能。酶具有立 体专一性，确保反应的准确性。
光合作用与呼吸作用
光合作用
光合作用是植物、藻类和某些细菌在 可见光的照射下，经过光反应和暗反 应，利用光能将二氧化碳和水转化为 葡萄糖，并释放氧气的过程。
生物化学重点整理(课堂PPT)
关键酶：柠檬酸合酶、α-酮戊二酸脱氢酶复合体、 异柠檬酸脱氢酶
（4）三羧酸循环中间产物一般处于动态稳定之中。
2020/4/25
5
（一）定义 磷酸戊糖途径是指从糖酵解的中间产物葡萄糖-
6-磷酸开始形成的旁路，通过氧化、基团转移两个阶 段生成果糖-6-磷酸和3-磷酸甘油醛，从而返回糖酵 解的代谢途径。
NH
H2O O
CH COOH
(CH2)2
COOH L-谷氨酸 脱氢酶
L-谷氨酸
C COOH (CH2)2 COOH
C COOH + NH3
(CH2)2 COOH
α-酮戊二酸
正反应为谷氨酸脱氨基方式，但逆反应则可以由 a-酮戊二酸和氨为原料来合成谷氨酸。
2020/4/25
31
（三）氨基酸的脱氨基作用 3. 联合脱氨基作用 通过两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸脱下 α-氨基生成α-酮酸的过程。
联合脱氨基作用的主要方式 ① 转氨基作用偶联氧化脱氨基作用 ② 转氨基作用偶联嘌呤核苷酸循环
2020/4/25
32
（一）血氨的来源 1. 组织氨基酸的脱氨基作用 2. 肠道细菌的腐败作用 3. 肾小管上皮细胞的泌氨作用
谷氨酰胺酶 谷氨酰胺 （肾） 谷氨酸 + NH3
当尿液为碱性或中性时，NH3被重吸收回血液， 故临床上对因肝硬化而产生腹水的病人，不宜使用 碱性利尿剂，以免血氨升高。
草酰乙酸
柠檬酸合酶
H2O
CoA
柠檬酸
2020/4/25
12
（四）脂肪酸的合成
2. 合成原料
乙酰CoA、NADPH（ 还需ATP、HCO3-）
乙酰CoA的来源 NADPH的来源
磷酸戊糖途径（主要来源） 胞液中异柠檬酸脱氢酶及苹果酸酶催化的反应
（4）三羧酸循环中间产物一般处于动态稳定之中。
2020/4/25
5
（一）定义 磷酸戊糖途径是指从糖酵解的中间产物葡萄糖-
6-磷酸开始形成的旁路，通过氧化、基团转移两个阶 段生成果糖-6-磷酸和3-磷酸甘油醛，从而返回糖酵 解的代谢途径。
NH
H2O O
CH COOH
(CH2)2
COOH L-谷氨酸 脱氢酶
L-谷氨酸
C COOH (CH2)2 COOH
C COOH + NH3
(CH2)2 COOH
α-酮戊二酸
正反应为谷氨酸脱氨基方式，但逆反应则可以由 a-酮戊二酸和氨为原料来合成谷氨酸。
2020/4/25
31
（三）氨基酸的脱氨基作用 3. 联合脱氨基作用 通过两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸脱下 α-氨基生成α-酮酸的过程。
联合脱氨基作用的主要方式 ① 转氨基作用偶联氧化脱氨基作用 ② 转氨基作用偶联嘌呤核苷酸循环
2020/4/25
32
（一）血氨的来源 1. 组织氨基酸的脱氨基作用 2. 肠道细菌的腐败作用 3. 肾小管上皮细胞的泌氨作用
谷氨酰胺酶 谷氨酰胺 （肾） 谷氨酸 + NH3
当尿液为碱性或中性时，NH3被重吸收回血液， 故临床上对因肝硬化而产生腹水的病人，不宜使用 碱性利尿剂，以免血氨升高。
草酰乙酸
柠檬酸合酶
H2O
CoA
柠檬酸
2020/4/25
12
（四）脂肪酸的合成
2. 合成原料
乙酰CoA、NADPH（ 还需ATP、HCO3-）
乙酰CoA的来源 NADPH的来源
磷酸戊糖途径（主要来源） 胞液中异柠檬酸脱氢酶及苹果酸酶催化的反应
基础生物化学课件考研重点总结
生物氧化的特点
在活的细胞中（pH接近中性、体温条件下）， 有机物的氧化在一系列酶、辅酶和中间传递体参与 下进行，其途径迂回曲折，有条不紊。 氧化过程中 能量逐步释放，其中一部分由一些高能化合物（如 ATP）截获，再供给机体所需。在此过程中既不会 因氧化过程中能量骤然释放而伤害机体，又能使释 放的能量尽可得到有效的利用。
解：达平衡时
=Keq=19
ΔG°′= - RTlnKeq =-2.3038.314 311 log19
=-7.6KJ.mol-1
未达平衡时
=Qc=0.1
ΔG′=ΔG°′+ RTlnQc (Qc-浓度商)
=-7.6+ 2.3038.314 311 log0.1 =-13.6KJ.MOL-1
例题：计算下反应式ΔG°′ NADH+H++1/2O2====NAD++H2O
脂肪酸、甘油
葡萄糖、 其它单糖
氨基酸
乙酰CoA
磷酸化
电子传递 （氧化）
+Pi
e-
三羧酸 循环
生物氧化的三个阶段
大分子降解 成基本结构 单位
小分子化合物 分解成共同的 中间产物（如 丙酮酸、乙酰
CoA等）
共同中间物进 入三羧酸循环, 氧化脱下的氢由 电子传递链传递 生成H2O，释放 出大量能量，其 中一部分通过磷 酸化储存在ATP 中。
三、生物能学简介 1、生物能的转换及生物系统中的能流 2、自由能的概念及化学反应自由能的计算
自由能（free energy）的概念
定义式：ΔＧ=ΔH-TΔS 物理意义：－ΔＧ＝Ｗ* (体系中能对环境作功的能量)
•自由能的变化能预示某一过程能否自发进行，即： ΔG<0，反应能自发进行 ΔG>0，反应不能自发进行 ΔG=0，反应处于平衡状态
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（1）生物氧化的定义、特点和方式
（2）生物体获取能量的三个阶段 （3）线粒体呼吸链电子传递系统 （4）氧化磷酸化作用 （5）呼吸链和氧化磷酸化的抑制 （6）非线粒体氧化体系
第六章 电子传递体系与氧化磷酸化 主要内容和要求：重点讨论线
粒体电子传递体系的组成、电子传
递机理和氧化磷酸化机理。对非线 粒体氧化体系作一般介绍。
NADH
FADH2
2e-
NADH呼吸链电子传递过程中自由能变化
总反应: NADH+H++1/2O2→NAD++H2O Δ G°′=-nFΔ E°′ =-2×96.5×[0.82-(-0.32)] =-220.07千焦· -1 mol
FADH2呼吸链电子传递过程中自由能变化
总反应：FADH2+1/2O2→FAD+H2O ΔG°′=-nFΔE°′ = -2×96.5×[0.82-(-0.18)] =-193.0千焦· -1 mol
线粒体电子传递体系
线粒体结构特点
电子传递呼吸链的概念 呼吸链的组成
机体内两条主要的呼吸链及其能量变化
线粒体呼吸链
线粒体基质是呼吸 底物氧化的场所，底物在 这里氧化所产生的NADH和 FADH2 将质子和电子转移 到内膜的载体上，经过一 系列氢载体和电子载体的 传递，最后传递给O2 生成 H2O。 这种由载体组成的 电子传递系统称电子传递 链 （ eclctron transfer chain),因为其功能和呼 吸作用直接相关，亦称为 呼吸链。
氧化过程中能量骤然释放而伤害机体，又能使释放
的能量尽可得到有效的利用。
CO2的生成
方式：糖、脂、蛋白质等有机物转变成含 羧基的中间化合物，然后在酶催化下脱羧而生成 CO2。 类型：α-脱羧和β-脱羧
氧化脱羧和单纯脱羧
例：
R
氨基酸脱羧酶
R
H2N-CH-COOH
O CH3-C-COOH
CoASH
CH2-NH2 +CO2
思考
目录第一节 生物氧化概 Nhomakorabea 第二节 线粒体电子传递体系 第三节 氧化磷酸化作用
第四节 非线粒体氧化体系（自学）
第一节 生物氧化概述
一、生物氧化的概念和特点
二、生物能学简介 三、 高能化合物
生物氧化的特点和方式
糖类、脂肪、蛋白质等有机物质在细胞中进行氧化分解生 成CO2 和H2O并释放出能量的过程称为生物氧化（biological oxidation），其实质是需氧细胞在呼吸代谢过程中所进行的 一系列氧化还原反应过程。
需氧脱氢酶类（如L—氨基酸氧化酶）
加单氧酶（如赖氨酸羟化酶）
铁硫蛋白
特点：含有Fe和对酸不稳定的S原子，Fe和
S常以等摩尔量存在（Fe2S2, Fe4S4 )，构成 Fe—S中心，Fe与蛋白质分子中的4个Cys残 基的巯基与蛋白质相连结。 +e
传递电子机理：Fe3+
-e
Fe2+
CoQ
特点：带有聚异戊二烯侧链的苯醌，脂
生物氧化的特点
生物氧化过程中CO2的生成和H2O的生成
生物氧化的特点
在活的细胞中（pH接近中性、体温条件下）， 有机物的氧化在一系列酶、辅酶和中间传递体参与 下进行，其途径迂回曲折，有条不紊。 氧化过程中 能量逐步释放，其中一部分由一些高能化合物（如 ATP）截获，再供给机体所需。在此过程中既不会因
NADH
呼吸链的组成
1. 黄素蛋白酶类
琥珀酸等 黄素蛋白 （FMN） 黄素蛋白 （F AD） 铁硫蛋白 （Fe-S） 辅 酶 Q （CoQ） Cyt b Fe-S
（flavoproteins, FP）
2. 铁-硫蛋白类 （iron—sulfur proteins) 3. 辅酶Ｑ （ubiquinone,亦写作CoQ） 4. 细胞色素类 （cytochromes）
Δ G>0，反应不能自发进行
Δ G=0，反应处于平衡状态 在参与反应的物质浓度为1moL.L-1,温度为250C，pH=0的条件下进行
反应，其自由能的变化称为标准自由能变化，用Δ Ｇ0表示。由于机体内的 生化反应一般是在pH=7的条件下进行，在pH=7和上述浓度、压力、温度下 的标准自由能变化用Δ Ｇ0表示。
丙酮酸脱氢酶系
CH3COSCoA+CO2
NADH+H+
NAD+
H2O的生成
代谢物在脱氢酶催化下脱下的氢由相应的氢载 体（NAD+、NADP+、FAD、FMN等）所接受，再通过 一系列递氢体或递电子体传递给氧而生成H2O 。
例： CH3CH2OH
乙醇脱氢酶
CH3CHO
NAD+
NADH+H+
NAD+
2e
溶性，位于膜双脂层中，能在膜脂中自由 泳动。
+2H
传递氢机理：CoQ
－2H
CoQH2
细胞色素
特点 ： 以血红素（heme）为辅基，血红素的主要
成份为铁卟啉。
类别: 根据吸收光谱分成a、b、c三类，呼吸链中
含5种（b、c、c1、a和a3)，cyt b和cytc1、cytc在呼 吸链中的中为电子传递体，a和a3以复合物物存在， 称细胞色素氧化酶，其分子中除含Fe外还含有Cu ， 可将电子传递给氧，因此亦称其为末端氧化酶。
Δ G°′= - RTlnKeq =-2.3038.314 311 log19 =-7.6KJ.mol-1 未达平衡时 =Qc=0.1
Δ G′=Δ G°′+ RTlnQc (Qc-浓度商) =-7.6+ 2.3038.314 311 log0.1 =-13.6KJ.MOL-1
例题：计算下反应式Δ G°′ NADH+H++1/2O2====NAD++H2O
电 子 传 递 链 中 各 中 间 体 的 顺 序
NADH
FMN
复合物 I
NADH 脱氢酶
Fe-S
琥珀酸等
FMN
Fe-S
CoQ
复合物 II
琥珀酸-辅酶Q 还原酶
Cyt b
复合物 III
Fe-S
辅酶Q-细胞色素 还原酶
Cyt c1
Cyt c
复合物 IV
Cyt aa3
细胞色素C 还原酶
O2
呼吸链中电子传递时自由能的下降
第三部分 生物能的产生和储藏 及生物大分子前体的合成和分解
一、生物膜的结构和功能 二、新陈代谢的概念及研究方法 三、生物体内能量的产生和转化 四、糖代谢 五、脂类代谢 六、蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢 七、核酸的酶促降解和核苷酸的代谢
一、生物膜的结构和功能
1、 生物膜的结构模型—流动镶嵌模型 2、 生物膜的主要功能
烟酰胺脱氢酶类
特点 ：以NAD+ 或NADP+为辅酶，存在于线
粒体、基质或胞液中。
传递氢机理:
NAD(P)
+
+ 2H+ +2e
NAD(P)H + H+
黄素蛋白酶类
特点： 以FAD或FMN为辅基，酶蛋白为细胞膜组成蛋白 递氢机理：FAD(FMN)+2H
FAD(FMN)H2
类别：黄素脱氢酶类（如NADH脱氢酶、琥珀酸脱氢酶）
ATP的特殊作用
★ ATP是细胞内的“能量通货” ★ ATP是细胞内磷酸基团转移的中间载体
★ ATP以偶联方式推动体内非自发反应
14 磷酸烯醇式丙酮酸 磷 酸 基 团 转 移 能 12 10 3-磷酸甘 油酸磷酸 8 6 4 2 0
～P ～P
磷酸肌醇（磷酸基团储备物）
～P
ATP
～P ～P
6-磷酸葡萄 糖 3-磷酸甘油
电子传递链
1\2 O2 O=
2H+
H2 O
生物氧化的三个阶段 脂肪 多糖 蛋白质
大分子降解 成基本结构 单位
脂肪酸、甘油
葡萄糖、 其它单糖
氨基酸
乙酰CoA
小分子化合物 分解成共同的 中间产物（如 丙酮酸、乙酰 CoA等）
共同中间物进 入三羧酸循环, 氧化脱下的氢由 电子传递链传递 生成H2O，释放 出大量能量，其 中一部分通过磷 酸化储存在ATP 中。
高能化合物
生化反应中，在水解时或基团转移反应中可
释放出大量自由能（>21千焦/摩尔）的化合物称
为高能化合物。
高能化合物的类型 ATP的特点及其特殊作用
高 能 化 合 物 类 型
ATP的特点
在pH=7环境中，ATP分子中的三个磷酸基团完 全解离成带4个负电荷的离子形式（ATP4-），具有 较大势能，加之水解产物稳定，因而水解自由能很 大（Δ G°′=-30.5千焦/摩尔）。
正极反应：1/2O2+2H++2e H2O E+°′ 0.82 负极反应：NAD++H++2e NADH E-°′ -0.3 Δ G°′-nFΔ E°′ -2×96485×[0.82-(-0.32)] -220 KJ· -1 mol
生物系统中的能流
生物界的能量传递及转化过程
化学反应自由能的计算
利用化学反应平衡常数计算 基本公式：Δ G′=Δ G°′+ RTlnQc Δ G°′= - RTlnKeq 例：计算磷酸葡萄糖异构酶反应的自由能变化 利用标准氧化还原电位（E°）计算（限于氧化还
原反应）
(Qc-浓度商)
基本公式：Δ G°′=－nFΔ E°′
(Δ E°′=E+°′-E-°′) 例：计算NADH氧化反应的Δ G°′
（1）物质运输（主动运输，被动运输）
（2）生物体获取能量的三个阶段 （3）线粒体呼吸链电子传递系统 （4）氧化磷酸化作用 （5）呼吸链和氧化磷酸化的抑制 （6）非线粒体氧化体系
第六章 电子传递体系与氧化磷酸化 主要内容和要求：重点讨论线
粒体电子传递体系的组成、电子传
递机理和氧化磷酸化机理。对非线 粒体氧化体系作一般介绍。
NADH
FADH2
2e-
NADH呼吸链电子传递过程中自由能变化
总反应: NADH+H++1/2O2→NAD++H2O Δ G°′=-nFΔ E°′ =-2×96.5×[0.82-(-0.32)] =-220.07千焦· -1 mol
FADH2呼吸链电子传递过程中自由能变化
总反应：FADH2+1/2O2→FAD+H2O ΔG°′=-nFΔE°′ = -2×96.5×[0.82-(-0.18)] =-193.0千焦· -1 mol
线粒体电子传递体系
线粒体结构特点
电子传递呼吸链的概念 呼吸链的组成
机体内两条主要的呼吸链及其能量变化
线粒体呼吸链
线粒体基质是呼吸 底物氧化的场所，底物在 这里氧化所产生的NADH和 FADH2 将质子和电子转移 到内膜的载体上，经过一 系列氢载体和电子载体的 传递，最后传递给O2 生成 H2O。 这种由载体组成的 电子传递系统称电子传递 链 （ eclctron transfer chain),因为其功能和呼 吸作用直接相关，亦称为 呼吸链。
氧化过程中能量骤然释放而伤害机体，又能使释放
的能量尽可得到有效的利用。
CO2的生成
方式：糖、脂、蛋白质等有机物转变成含 羧基的中间化合物，然后在酶催化下脱羧而生成 CO2。 类型：α-脱羧和β-脱羧
氧化脱羧和单纯脱羧
例：
R
氨基酸脱羧酶
R
H2N-CH-COOH
O CH3-C-COOH
CoASH
CH2-NH2 +CO2
思考
目录第一节 生物氧化概 Nhomakorabea 第二节 线粒体电子传递体系 第三节 氧化磷酸化作用
第四节 非线粒体氧化体系（自学）
第一节 生物氧化概述
一、生物氧化的概念和特点
二、生物能学简介 三、 高能化合物
生物氧化的特点和方式
糖类、脂肪、蛋白质等有机物质在细胞中进行氧化分解生 成CO2 和H2O并释放出能量的过程称为生物氧化（biological oxidation），其实质是需氧细胞在呼吸代谢过程中所进行的 一系列氧化还原反应过程。
需氧脱氢酶类（如L—氨基酸氧化酶）
加单氧酶（如赖氨酸羟化酶）
铁硫蛋白
特点：含有Fe和对酸不稳定的S原子，Fe和
S常以等摩尔量存在（Fe2S2, Fe4S4 )，构成 Fe—S中心，Fe与蛋白质分子中的4个Cys残 基的巯基与蛋白质相连结。 +e
传递电子机理：Fe3+
-e
Fe2+
CoQ
特点：带有聚异戊二烯侧链的苯醌，脂
生物氧化的特点
生物氧化过程中CO2的生成和H2O的生成
生物氧化的特点
在活的细胞中（pH接近中性、体温条件下）， 有机物的氧化在一系列酶、辅酶和中间传递体参与 下进行，其途径迂回曲折，有条不紊。 氧化过程中 能量逐步释放，其中一部分由一些高能化合物（如 ATP）截获，再供给机体所需。在此过程中既不会因
NADH
呼吸链的组成
1. 黄素蛋白酶类
琥珀酸等 黄素蛋白 （FMN） 黄素蛋白 （F AD） 铁硫蛋白 （Fe-S） 辅 酶 Q （CoQ） Cyt b Fe-S
（flavoproteins, FP）
2. 铁-硫蛋白类 （iron—sulfur proteins) 3. 辅酶Ｑ （ubiquinone,亦写作CoQ） 4. 细胞色素类 （cytochromes）
Δ G>0，反应不能自发进行
Δ G=0，反应处于平衡状态 在参与反应的物质浓度为1moL.L-1,温度为250C，pH=0的条件下进行
反应，其自由能的变化称为标准自由能变化，用Δ Ｇ0表示。由于机体内的 生化反应一般是在pH=7的条件下进行，在pH=7和上述浓度、压力、温度下 的标准自由能变化用Δ Ｇ0表示。
丙酮酸脱氢酶系
CH3COSCoA+CO2
NADH+H+
NAD+
H2O的生成
代谢物在脱氢酶催化下脱下的氢由相应的氢载 体（NAD+、NADP+、FAD、FMN等）所接受，再通过 一系列递氢体或递电子体传递给氧而生成H2O 。
例： CH3CH2OH
乙醇脱氢酶
CH3CHO
NAD+
NADH+H+
NAD+
2e
溶性，位于膜双脂层中，能在膜脂中自由 泳动。
+2H
传递氢机理：CoQ
－2H
CoQH2
细胞色素
特点 ： 以血红素（heme）为辅基，血红素的主要
成份为铁卟啉。
类别: 根据吸收光谱分成a、b、c三类，呼吸链中
含5种（b、c、c1、a和a3)，cyt b和cytc1、cytc在呼 吸链中的中为电子传递体，a和a3以复合物物存在， 称细胞色素氧化酶，其分子中除含Fe外还含有Cu ， 可将电子传递给氧，因此亦称其为末端氧化酶。
Δ G°′= - RTlnKeq =-2.3038.314 311 log19 =-7.6KJ.mol-1 未达平衡时 =Qc=0.1
Δ G′=Δ G°′+ RTlnQc (Qc-浓度商) =-7.6+ 2.3038.314 311 log0.1 =-13.6KJ.MOL-1
例题：计算下反应式Δ G°′ NADH+H++1/2O2====NAD++H2O
电 子 传 递 链 中 各 中 间 体 的 顺 序
NADH
FMN
复合物 I
NADH 脱氢酶
Fe-S
琥珀酸等
FMN
Fe-S
CoQ
复合物 II
琥珀酸-辅酶Q 还原酶
Cyt b
复合物 III
Fe-S
辅酶Q-细胞色素 还原酶
Cyt c1
Cyt c
复合物 IV
Cyt aa3
细胞色素C 还原酶
O2
呼吸链中电子传递时自由能的下降
第三部分 生物能的产生和储藏 及生物大分子前体的合成和分解
一、生物膜的结构和功能 二、新陈代谢的概念及研究方法 三、生物体内能量的产生和转化 四、糖代谢 五、脂类代谢 六、蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢 七、核酸的酶促降解和核苷酸的代谢
一、生物膜的结构和功能
1、 生物膜的结构模型—流动镶嵌模型 2、 生物膜的主要功能
烟酰胺脱氢酶类
特点 ：以NAD+ 或NADP+为辅酶，存在于线
粒体、基质或胞液中。
传递氢机理:
NAD(P)
+
+ 2H+ +2e
NAD(P)H + H+
黄素蛋白酶类
特点： 以FAD或FMN为辅基，酶蛋白为细胞膜组成蛋白 递氢机理：FAD(FMN)+2H
FAD(FMN)H2
类别：黄素脱氢酶类（如NADH脱氢酶、琥珀酸脱氢酶）
ATP的特殊作用
★ ATP是细胞内的“能量通货” ★ ATP是细胞内磷酸基团转移的中间载体
★ ATP以偶联方式推动体内非自发反应
14 磷酸烯醇式丙酮酸 磷 酸 基 团 转 移 能 12 10 3-磷酸甘 油酸磷酸 8 6 4 2 0
～P ～P
磷酸肌醇（磷酸基团储备物）
～P
ATP
～P ～P
6-磷酸葡萄 糖 3-磷酸甘油
电子传递链
1\2 O2 O=
2H+
H2 O
生物氧化的三个阶段 脂肪 多糖 蛋白质
大分子降解 成基本结构 单位
脂肪酸、甘油
葡萄糖、 其它单糖
氨基酸
乙酰CoA
小分子化合物 分解成共同的 中间产物（如 丙酮酸、乙酰 CoA等）
共同中间物进 入三羧酸循环, 氧化脱下的氢由 电子传递链传递 生成H2O，释放 出大量能量，其 中一部分通过磷 酸化储存在ATP 中。
高能化合物
生化反应中，在水解时或基团转移反应中可
释放出大量自由能（>21千焦/摩尔）的化合物称
为高能化合物。
高能化合物的类型 ATP的特点及其特殊作用
高 能 化 合 物 类 型
ATP的特点
在pH=7环境中，ATP分子中的三个磷酸基团完 全解离成带4个负电荷的离子形式（ATP4-），具有 较大势能，加之水解产物稳定，因而水解自由能很 大（Δ G°′=-30.5千焦/摩尔）。
正极反应：1/2O2+2H++2e H2O E+°′ 0.82 负极反应：NAD++H++2e NADH E-°′ -0.3 Δ G°′-nFΔ E°′ -2×96485×[0.82-(-0.32)] -220 KJ· -1 mol
生物系统中的能流
生物界的能量传递及转化过程
化学反应自由能的计算
利用化学反应平衡常数计算 基本公式：Δ G′=Δ G°′+ RTlnQc Δ G°′= - RTlnKeq 例：计算磷酸葡萄糖异构酶反应的自由能变化 利用标准氧化还原电位（E°）计算（限于氧化还
原反应）
(Qc-浓度商)
基本公式：Δ G°′=－nFΔ E°′
(Δ E°′=E+°′-E-°′) 例：计算NADH氧化反应的Δ G°′
（1）物质运输（主动运输，被动运输）