高中生物竞赛辅导--生物化学1

（3）氨基酸的主要理化性质 ①一般的物理性质：α-氨基酸呈无色结晶，熔点高，一般在2000C 以上。易溶于酸、碱，但不溶于有机溶剂。
②两性解离和等电点
③紫外吸收光谱：色氨酸最大吸收波长为279nm，酪氨酸 最大吸收波长278nm，苯丙氨酸最大吸收波长为259nm。
④重要的化学反应：a-氨基能与茚三酮反应产生蓝紫色沉淀（脯氨 酸和羟脯氨酸则产生黄色沉淀）；a-氨基可与亚硝酸反应产生氮气， 计算出氨基酸的量；a-氨基还很容易与2，4-二硝基氟苯（DNFB） 生成2，4-二硝基氟苯氨基酸（DNP-氨基酸），a-氨基还可以与异 硫氰酸苯脂（PITC）反应最后产生苯硫乙内酰硫脲衍生物（PTH）。 一些氨基酸的R基团能与特殊的试剂发生呈色反应。
②环状核苷酸：5’—环状腺苷酸（cAMP）
③NAD+和NADH、NADP+和NADPH：
2、核酸的结构 （1）DNA的结构 ①一级结构：3',5'-磷酸二酯键
②二级结构
A、分子由两条多脱氧核苷酸链反向 平行(一条链是3,→5,，另一条链为 5,→3,)， 围绕着同一个轴，右手盘旋 成一个右平行螺旋结构，螺旋的直径 为2nm；B、磷酸和脱氧核糖在螺旋 体的外侧，通过磷酸二酯键连结形成 DNA分子的骨架；C、碱基对位于螺 旋体内侧，按A与T，C与G配对，A-T 对有2个氢键，C-G对有3个氢键，碱 基平面与纵轴垂直，每个碱基对间相 隔0.34nm旋转方向相差360，因此绕中 心轴每旋转一圈有10个核苷酸，每隔 3.4nm重复出现同一结构；D、螺旋表 面有一条大沟和一条小沟，这两条沟 对 DNA和蛋白质的相互识别是很重 要的。
（3）核苷：戊糖C-1‘的羟基与嘧啶碱N-1或嘌呤碱N-9上的氢缩合 连接成共价的β-N-糖苷键。5-核糖尿嘧啶，是C-1'是与尿嘧啶的第5 个碳原子相连，假尿苷，用符号Ψ 表示。
(4)核苷酸:核苷酸是核苷的磷酸酯。2'-、3'-和5'-核苷酸。3'和5'-脱氧核苷酸。生物体内的游离核苷酸多为5'-核苷酸。 (5)体内重要的游离核苷酸及其衍生物 ①5‘-核苷二磷酸类及5’-核苷三磷酸类:ATP供能， GTP是蛋白质合成过程中所需要的，而dATP、dGTP、 dTTP和dCTP则是DNA合成所需要的原材料
④自由回转 是指没有一定规律的 松散结构，酶的功能部位常常处 于这种构象区域里。
（3）超二级结构与结构域：是指若干相邻的二级结构中 的构象单元彼此相互作用，形成有规则的、在空间上能辨 认的二级结构组合体。通常有βαβ 、βββ、αα、ββ等 。结 构域是指多肽链在超二级结构基础上进一步绕曲折叠成紧 密的球状结构，在空间上彼此分隔的各自具有部分生物功 能的亚结构。一般情况下，酶的活性部位位于两个结构域 之间的裂缝中。
3、蛋白质的结构 （1）一级结构：蛋白质的一级结构又称为初级结构或化学 结构，是指蛋白质分子内氨基酸的排列顺序
（2）二级结构：指多肽链本身绕曲折叠成有规律的结构或构象。 这种结构是以肽链内或肽链间的氢键来维持的。
①α-螺旋 ：多肽链中氨基 酸残基以1000的角度围绕螺 旋轴心盘旋上升，每3.6个 残基就旋转一圈，螺距为 0.54nm；右手旋转；多肽 链内的氢键由肽链中一个 肽键的-CO的氧原子与第四 个肽键的-NH的氢原子组成， 每个氢键所形成的环内共 有13个原子，这种螺旋称 为3.613
（2）生物体中重要的单糖 ①丙糖 如甘油醛（醛糖）和二羟丙酮（酮糖） ②戊糖 戊糖中最重要的有核糖（醛糖）、脱氧核糖 （醛糖）和核酮糖（酮糖）
③己糖 葡萄糖、果糖和半乳糖 2、寡糖：最多的寡糖是双糖，如麦芽糖、蔗糖、纤维二糖、乳糖
3、多糖 （1）淀粉 直链淀粉是α-D-葡萄糖基以α-1,4-苷连接的多糖链，其 空间构象卷曲成螺旋形，每一回转为6个葡萄糖基。支链淀粉分子 中除有α-1.4-糖苷键的糖链外，还有α-1,6-糖苷键连接的分支处，每 个分支平均含20~30个葡萄糖基。淀粉有呈色反应，直链淀粉遇碘 呈为蓝色，支链淀粉遇碘呈为紫红色。 （2）糖原 α-D-葡萄糖基以α-1,4-糖苷键连接而成的，但糖原的 分支比支链淀粉多，糖原遇碘变为红褐色。
（4）三级结构：维持三级结构的作用力主要是一些次级键， 包括氢键、盐键、疏水键和范德华力等。
（5）四级结构：具有三级结构的亚单位通过氢键、盐键、 疏水键和范德华力等弱作用力聚合而成的特定构象。
✓ 维系蛋白质分子的一级结构：肽键、二硫键 ✓ 维系蛋白质分子的二级结构：氢键
✓ 维系蛋白质分子的三级结构：疏水相互作用力、氢键、范德 华力、盐键
（五）蛋白质
1、蛋白质的原元素组成：氮的含量在多种的蛋白质比较 接近，平均为16%，因此用凯氏（kjelahl）法定N，受检物质中 含蛋白质量为N含量的6。25倍 。
2、蛋白质的氨基酸组成
（1）氨基酸的结构天然蛋白质中存在的氨基
酸都是L-a-氨基酸
COOH
|
NH2 —C— H |
R
L- a-氨基酸
（三）糖类（单糖、寡糖、多糖、糖复合物）
1、单糖 （1） 单糖是最简单的糖，不能被水解为更小的单位。单糖通常 含有3、4、5、6或7个碳原子，分别称为丙糖、丁糖、戊糖、已糖 和庚糖。天然存在的单糖一般都是D-构型。单糖分子既可以开连 形式存在，也可以环式结构形式存在，在环式结构中如果第一位 碳原子上的OH与第二位碳原子的-OH在环的同一面，称为α-型； 如果-OH是在环的两面，称β-型。
DAN双螺旋结构很稳定，有3种化学键维持：互补碱 基之间的氢键，碱基对之间的碱基堆集力，以及主链 上带负电的磷酸溶液阳离子之间的离子键，其中碱基 堆集力起主要作用。
③三级结构：DNA的三级结构是指双螺旋DNA的扭曲或再 螺旋。超螺旋是DNA三级结构的基本形式。 （2）RNA的结构 ①一级结构
②二级结构 tRNA的二级结构是三叶草型的，一般由四臂四环组成 （分子中由A-U、G-C碱基对构成的双螺旋区叫臂，不能 配对仍显单链的部分叫环）。四环是：D环（Ⅰ）、反 密码环（Ⅱ）、TψC环（Ⅳ）和可变环（Ⅲ），四臂为 氨基酸接受臂、D臂、反密码子臂和TψC臂。在氨基酸接 受臂，3’-OH端有一个单链区NCCA-3’-OH，在氨基 酸合成酶的作用下，活化了的氨基酸连接tRNA分子末端 腺苷3’-OH上；在反密码子环上其中有3个碱基代表着 某种氨基酸的反密码子，正好与mRNA配对，
例 蛋白质变性是由于
A. 氢键被破坏 C. 蛋白质降解 E. 亚基的解聚
B. 肽键断裂 D. 水化层被破坏及电荷被中和
例 盐析法沉淀蛋白质的原理是
A.中和电荷、破坏水化膜
B.与蛋白质结合成不溶性蛋白盐
C.降低蛋白质溶液的介电常数
D.使蛋白质溶液成为PI
（五）核酸 1、核酸的组成成分 （1）戊糖：β-D-核糖和 β-D-2-脱氧核糖，都是β-呋喃型的。
✓ 维系蛋白质分子的四级结构：范德华力、盐键
a盐键（离子键 ） b氢键
c疏水相互作用力
d 范德华力
e二硫键 f 酯键
3、蛋白质的理化性质
（1）胶体性质 ：布朗运动、丁达尔现象、不能通过半透膜； 蛋白质颗粒比较稳定，不易沉淀 （2）两性电解质
（3）沉淀反应：破坏蛋白质的水膜及中和蛋白质的电荷出现沉淀现 象。高浓度盐类（如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等，称为盐析），有 机溶剂（如酒精、丙酮），重金属盐（如硝酸银、醋酸铅、三氯化 铁等），某些酸类（如苦味酸、单宁酸等）。
（4）变性 ：使其分子的空间结构改变，导致其理化性质、生物 活性都发生改变。不发生一级结构的破坏；而主要发生氢键、疏 水键的破坏。生物活性丧失，溶解度降低。化学因素有强酸、强 碱、重金属离子、尿素、酒精、丙酮等；物理因素有加热震荡或 搅拌、超声波、紫外线及X射线照射等。
（5）紫外吸收： 280nm的紫外光下，有最大吸收峰。是由于肽 链中酪氨酸和色氨酸的R-基团引起的。
（2）氨基酸的分类：①根据R基因极性不同，氨基酸可分为： 非极性氨基酸（9种）；极性不带电荷氨基酸（6种）；极性 带负电荷氨基酸（2种）；极性带正电荷氨基酸（3种）
②必需氨基酸和非必需氨基酸：必需氨基酸包括亮氨酸、 异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、色氨酸、赖氨酸、 苯丙氨酸等8种。精氨酸和组氨酸为半必需氨基酸。
（6）变构作用 （7）呈色反应
பைடு நூலகம்
4、蛋白质的分类 （1）蛋白质的化学分类 ： 简单蛋白质和结合蛋白质
（1）色蛋白：由简单蛋白与色素物质结合而成。如血红蛋白、叶绿蛋白和 细胞色素等。 （2）糖蛋白：由简单蛋白与糖类物质组成。如细胞膜中的糖蛋白等。 （3）脂蛋白：由简单蛋白与脂类结合而成。 如血清-，-脂蛋白等。 （4）核蛋白：由简单蛋白与核酸结合而成。如细胞核中的核糖核蛋白等。 （5）色蛋白：由简单蛋白与色素结合而成。如血红素、过氧化氢酶、细胞 色素c等。 （6）磷蛋白：由简单蛋白质和磷酸组成。如胃蛋白酶、酪蛋白、角蛋白、 弹性蛋白、丝心蛋白等
（2）蛋白质的功能分类 结构蛋白和酶
例 下列关于构成蛋白质的氨基酸叙述正确的是
Ａ. 除甘氨酸外旋光性均为左旋 Ｂ. 除甘氨酸外均为Ｌ系构型
Ｃ. 只含α-氨基和α-羧基
Ｄ. 均有极性侧链
Ｅ. 均能与双缩脲反应
例 下列关于α-螺旋的叙述除哪一项外，其余都是正确的 A. 它是靠分子内的氢键达到稳定的 B. 它是通过最大限度地减弱不利的R基相互作用来达到稳定的 C. 它是借疏水基相互作用来达到稳定的 D. 它是存在于某些蛋白质中的二级结构的一种类型 E. 脯氨酸残基和异亮氨基酸残基可中断螺旋
生物化学部分（一）细胞的化学成分 水、无机盐、糖类、脂类、蛋白质、核酸、酶、维生素和辅酶
（一）水：结合水、自由水 ；自由水比例增加时，代谢活跃；结 合水含量增加，代谢下降，细胞和生物体的抗寒、抗热、抗旱性 则会提高。
（二） 无机盐 1、构成组织或生物体某些复杂化合物的重要组成成分 2、对细胞的渗透压和pH值起着重要的调节作用 3、参与调节生物体的代谢活动