现代生物学导论复习笔记
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1 生命基本特征： 基本单位： 细胞 基本功能： 新陈代谢，生长，运动 通过繁殖延续，遗传基本物质： DNA 个体发育，系统进化 适应性
2 poly U 全部苯丙氨酸 内含子 外显子 不编码蛋白，原核无 编码蛋白 翻译：5'->3' 表达调控： 转录水平 前体加工 核膜向细胞质运输 细 胞质中稳定性 mRNA 选择性调节 蛋白质活化和后处理
PCR 技术
酶促反应大量扩增（包括分离）目的基因。
4 种物质： （1）模板 DNA；（2）（目的 基因两条链 5’端互补）DNA 引物（短 DNA
单链）；（3）TaqDNA 聚合酶；（4）dNTP （dATP, dTTP, dGTP 和 dCTP
变性：解链；退火：配对；延伸：合成
2^n 个
4 限制性内切酶：200 多
参与化合物是①葡萄糖，②ADP 和磷酸，③ NAD+。 需要 10 种酶的参与，大部分酶需要 Mg2＋ 作为辅助因子。
但丙酮酸需先转变成乙酰辅酶 A 后才进入 三羧酸循环 。 该循环过程中的第一个化合物为柠檬酸；循 环的最后产物是草酰乙酸。 分解 1 分子丙酮酸形成 3 分子 CO2、 4 分 子 NADH 和 1 分子 FADH2 及 1 分子 ATP。 电子传递链又称呼吸链，主要成分是线粒体 内膜上的蛋白复合物，这些复合物包含了一 系列的电子传递体。
琥珀酸脱氢酶是唯一嵌入到线粒体内膜的wk.baidu.com酶
线粒体的内膜上含有电子传递链及 ATP 酶 复合体
由葡萄糖到丙酮酸的糖酵解过程中，所有的 中间产物都是以磷酸化合物的形式来实现 的。
糖酵解发生在细胞质中的 10 步反应，前 5 步为准备阶段，需要消耗 2 分子 ATP 来启 动，后 5 步为产生 ATP 的贮能阶段，共产 出 4 分 子 ATP， 还 形 成 2 个 高 能 化 合 物 NADH 。 糖酵解将六碳的葡萄糖分解成 2 个三碳的丙 酮 酸 ， 净 产 生 2 个 ATP， 生 成 2 分 子 NADH。
术或遗传修饰获得的囊胚，其体外培养期限 自受精或核移植开始不得超过 14 天。
6 被转移的氢原子所携带的能量储藏在新化 学键中
XH2 (还原型底物)＋NAD+→X(氧化型底物) ＋NADH＋H+XH2 (还原型底物)＋NADP+ →X(氧化型底物)＋NADPH＋H+
XH2 (还原型底物)＋FAD→X(氧化型底物) ＋FADH2 还原态的 NADH 和 FADH2 等还可将所接受 的电子和氢传递给其他传递体如细胞色素、 辅酶 Q 等。 NAD＋: 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸，辅 酶 INADP＋：尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷 酸，辅酶 IIFAD: 黄素腺嘌呤二核苷酸
载体法转化——农杆菌介导法 基因的直接转移 （1）高压电脉冲电激穿孔（2）基因枪法 （3）微注射法
5 人胚胎干细胞包括人胚胎来源的干细胞、生 殖细胞起源的干细胞和通过核移植所获得 的干细胞。 用于研究的人胚胎干细胞只能通过下列方 式获得：
（一） 体外受精时多余的配子或囊胚； （二） 自然或自愿选择流产的胎儿细 胞； （三） 体细胞核移植技术所获得的囊 胚和单性分裂囊胚； （四） 自愿捐献的生殖细胞。 利用体外受精、体细胞核移植、单性复制技
Krebs 循环：底物水平的磷酸化产生 2 个 ATP， 脱 氢 反 应 产 生 8 个 NADH 和 2 个 FADH2，8 个 NADH 经电子传递链生成 20 个 ATP，2 个 FADH2 经电子传递链生成 3 个 ATP，净产生 25 个 ATP。 整个有氧呼吸过程净产生 30 还是 32 个 ATP 取决于糖酵解阶段产生于细胞质中的 NADH 穿过线粒体膜进入呼吸链时是否消 耗能量。
3 基因文库的构建 将总 DNA 包含的基因组各片段分别克隆在 质粒或噬菌体载体上，便构成了该生物的基 因文库。 费时费事 内含子序列 逆转录：以 mRNA 为模板，以短的寡核苷 酸（oligo(dT)）分子作引物，加入 dATP, dTTP, dGTP 和 dCTP, oligo(dT)与 mRNA 分 子的多聚 A（polyA）尾巴碱基配对。 大肠杆菌 DNA 聚合酶 I 的 Klenow 片段的作 用 下 ： 人 工 合 成 互 补 子 链 ——互 补 DNA （cDNA）。 转录产生编码特殊蛋白的 mRNA。 ——用 cDNA 方法获取的 DNA 片段往往是 具有特定功能的目的基因
EcoRI 特异识别 GAATTC 及其互补碱基组 成的双链片段, 粘性末端 T4 连接酶
载体：常用包括细菌质粒、l 噬菌体、cosmid 质粒等。
检测：
酶切：利用 lacZ 基因的插入失活筛选重组 质粒 lacZ 表达半乳糖苷酶，含 IPTG 和 X-gal， X-gal 被半乳糖苷酶水解成兰色， 电泳：琼脂糖凝胶电泳分离鉴定大小不等的 酶解片段, 磷酸基团带负电荷
整个糖酵解中 ATP 的形成都是底物水平的 磷酸化反应
在呼吸链电子传递过程中，电子从最上游的 经呼吸链传递到分子氧：每分子 NADH 释 放出的能量可产生 2.5 分子 ATP； 每分子的 FADH2 可产生 1.5 分子 ATP。 糖酵解：底物水平的磷酸化产生 4 个 ATP， 己糖活化消耗 2 个 ATP，脱氢反应产生 2 个 NADH， 经 电 子 传 递 链 生 成 3 或 5 个 ATP，净产生 5 或 7 个 ATP；
通过一系列的氧化还原反应，将高能电子从 NADH 和 FADH2 最终传递给分子氧，生成 水。 随着电子能量水平的逐步下降，高能电子所 释放的化学能就通过磷酸化途径贮存到 ATP 分子中，这个过程也被称为氧化磷酸化 过程。 在磷酸化过程中，相关的酶将底物分子上的 磷酸基团直接转移到 ADP 分子上。
CO2 是通过三羧酸循环形成的；而 H2O 则 是在电子传递过程的最后阶段生成； 三羧酸循环过程中释放的 CO2 不是直接来 自于氧气，而是靠氧化底物中的氧和水分子 中的氧来实现的； 生物细胞通过底物水平磷酸化和与电子传 递系统偶联的磷酸化 2 种途径合成 ATP。底 物水平的磷酸化是相关的酶将底物分子上 的磷酸基团直接转移到 ADP 分子上。与电 子传递系统偶联的磷酸化涉及化学渗透过 程。
2 poly U 全部苯丙氨酸 内含子 外显子 不编码蛋白，原核无 编码蛋白 翻译：5'->3' 表达调控： 转录水平 前体加工 核膜向细胞质运输 细 胞质中稳定性 mRNA 选择性调节 蛋白质活化和后处理
PCR 技术
酶促反应大量扩增（包括分离）目的基因。
4 种物质： （1）模板 DNA；（2）（目的 基因两条链 5’端互补）DNA 引物（短 DNA
单链）；（3）TaqDNA 聚合酶；（4）dNTP （dATP, dTTP, dGTP 和 dCTP
变性：解链；退火：配对；延伸：合成
2^n 个
4 限制性内切酶：200 多
参与化合物是①葡萄糖，②ADP 和磷酸，③ NAD+。 需要 10 种酶的参与，大部分酶需要 Mg2＋ 作为辅助因子。
但丙酮酸需先转变成乙酰辅酶 A 后才进入 三羧酸循环 。 该循环过程中的第一个化合物为柠檬酸；循 环的最后产物是草酰乙酸。 分解 1 分子丙酮酸形成 3 分子 CO2、 4 分 子 NADH 和 1 分子 FADH2 及 1 分子 ATP。 电子传递链又称呼吸链，主要成分是线粒体 内膜上的蛋白复合物，这些复合物包含了一 系列的电子传递体。
琥珀酸脱氢酶是唯一嵌入到线粒体内膜的wk.baidu.com酶
线粒体的内膜上含有电子传递链及 ATP 酶 复合体
由葡萄糖到丙酮酸的糖酵解过程中，所有的 中间产物都是以磷酸化合物的形式来实现 的。
糖酵解发生在细胞质中的 10 步反应，前 5 步为准备阶段，需要消耗 2 分子 ATP 来启 动，后 5 步为产生 ATP 的贮能阶段，共产 出 4 分 子 ATP， 还 形 成 2 个 高 能 化 合 物 NADH 。 糖酵解将六碳的葡萄糖分解成 2 个三碳的丙 酮 酸 ， 净 产 生 2 个 ATP， 生 成 2 分 子 NADH。
术或遗传修饰获得的囊胚，其体外培养期限 自受精或核移植开始不得超过 14 天。
6 被转移的氢原子所携带的能量储藏在新化 学键中
XH2 (还原型底物)＋NAD+→X(氧化型底物) ＋NADH＋H+XH2 (还原型底物)＋NADP+ →X(氧化型底物)＋NADPH＋H+
XH2 (还原型底物)＋FAD→X(氧化型底物) ＋FADH2 还原态的 NADH 和 FADH2 等还可将所接受 的电子和氢传递给其他传递体如细胞色素、 辅酶 Q 等。 NAD＋: 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸，辅 酶 INADP＋：尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷 酸，辅酶 IIFAD: 黄素腺嘌呤二核苷酸
载体法转化——农杆菌介导法 基因的直接转移 （1）高压电脉冲电激穿孔（2）基因枪法 （3）微注射法
5 人胚胎干细胞包括人胚胎来源的干细胞、生 殖细胞起源的干细胞和通过核移植所获得 的干细胞。 用于研究的人胚胎干细胞只能通过下列方 式获得：
（一） 体外受精时多余的配子或囊胚； （二） 自然或自愿选择流产的胎儿细 胞； （三） 体细胞核移植技术所获得的囊 胚和单性分裂囊胚； （四） 自愿捐献的生殖细胞。 利用体外受精、体细胞核移植、单性复制技
Krebs 循环：底物水平的磷酸化产生 2 个 ATP， 脱 氢 反 应 产 生 8 个 NADH 和 2 个 FADH2，8 个 NADH 经电子传递链生成 20 个 ATP，2 个 FADH2 经电子传递链生成 3 个 ATP，净产生 25 个 ATP。 整个有氧呼吸过程净产生 30 还是 32 个 ATP 取决于糖酵解阶段产生于细胞质中的 NADH 穿过线粒体膜进入呼吸链时是否消 耗能量。
3 基因文库的构建 将总 DNA 包含的基因组各片段分别克隆在 质粒或噬菌体载体上，便构成了该生物的基 因文库。 费时费事 内含子序列 逆转录：以 mRNA 为模板，以短的寡核苷 酸（oligo(dT)）分子作引物，加入 dATP, dTTP, dGTP 和 dCTP, oligo(dT)与 mRNA 分 子的多聚 A（polyA）尾巴碱基配对。 大肠杆菌 DNA 聚合酶 I 的 Klenow 片段的作 用 下 ： 人 工 合 成 互 补 子 链 ——互 补 DNA （cDNA）。 转录产生编码特殊蛋白的 mRNA。 ——用 cDNA 方法获取的 DNA 片段往往是 具有特定功能的目的基因
EcoRI 特异识别 GAATTC 及其互补碱基组 成的双链片段, 粘性末端 T4 连接酶
载体：常用包括细菌质粒、l 噬菌体、cosmid 质粒等。
检测：
酶切：利用 lacZ 基因的插入失活筛选重组 质粒 lacZ 表达半乳糖苷酶，含 IPTG 和 X-gal， X-gal 被半乳糖苷酶水解成兰色， 电泳：琼脂糖凝胶电泳分离鉴定大小不等的 酶解片段, 磷酸基团带负电荷
整个糖酵解中 ATP 的形成都是底物水平的 磷酸化反应
在呼吸链电子传递过程中，电子从最上游的 经呼吸链传递到分子氧：每分子 NADH 释 放出的能量可产生 2.5 分子 ATP； 每分子的 FADH2 可产生 1.5 分子 ATP。 糖酵解：底物水平的磷酸化产生 4 个 ATP， 己糖活化消耗 2 个 ATP，脱氢反应产生 2 个 NADH， 经 电 子 传 递 链 生 成 3 或 5 个 ATP，净产生 5 或 7 个 ATP；
通过一系列的氧化还原反应，将高能电子从 NADH 和 FADH2 最终传递给分子氧，生成 水。 随着电子能量水平的逐步下降，高能电子所 释放的化学能就通过磷酸化途径贮存到 ATP 分子中，这个过程也被称为氧化磷酸化 过程。 在磷酸化过程中，相关的酶将底物分子上的 磷酸基团直接转移到 ADP 分子上。
CO2 是通过三羧酸循环形成的；而 H2O 则 是在电子传递过程的最后阶段生成； 三羧酸循环过程中释放的 CO2 不是直接来 自于氧气，而是靠氧化底物中的氧和水分子 中的氧来实现的； 生物细胞通过底物水平磷酸化和与电子传 递系统偶联的磷酸化 2 种途径合成 ATP。底 物水平的磷酸化是相关的酶将底物分子上 的磷酸基团直接转移到 ADP 分子上。与电 子传递系统偶联的磷酸化涉及化学渗透过 程。