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1、基础综合生物化学主讲教师 李雅江历年考情分析2004年2005年2006年2007年2008年蛋白质结构与功能蛋白质结构与功能111核酸的结构与功能核酸的结构与功能111酶酶121糖代谢糖代谢11氧化磷酸化1脂肪代谢1磷酸、胆固醇及血浆脂蛋白磷酸、胆固醇及血浆脂蛋白111氨基酸代谢1核苷酸代谢遗传信息的传递遗传信息的传递11基因表达调控1信息物质、受体与信号传导信息物质、受体与信号传导2重组DNA技术癌基因与生长因子概念癌基因与生长因子概念11血液生化肝胆生化1【高频考点一高频考点一】蛋白质结构与功能蛋白质结构与功能1氨基酸与多肽(1)氨基酸的结构与分类：氨基酸是组成人体蛋白质的基本单位，有2
2、0种，氨基酸的一级结构为CHRNH2COOH。连在COOH基团上的C称为-碳原子，不同氨基酸其侧链(R)各异。组成蛋白质的20种氨基酸按理化性质分为4组：非极性、疏水性氨基酸丙(Ala)、缬缬(Vla)、亮、亮(Len)、异亮、异亮(Ile)、苯丙、苯丙(Phe)、脯(Pro)、甘(Gly)极性中性氨基酸丝(Ser)、酪(Tyr)、半胱(Cys)、蛋(Met)、天冬酰胺(Asn)、谷氨酰胺(Gln)、苏苏(Thr)、色、色(Trp)酸性氨基酸谷(G1u)、天冬氨酸(Asp)(都含有两个羧基，当其中一个羧基被酰胺基取代后成为极性中性氨基酸即天冬酰胺和谷氨酰胺)碱性氨基酸赖赖(Lys)、精(Arg
3、)、组(His)(其中赖氨酸含双氨基，也是其呈碱性原因)(2)肽键与肽链：氨基酸分子之间通过脱水缩合形成的酰胺键称为肽键。许多氨基酸依次通过肽键相互连接，称为多肽链。肽链中的游离氨基的一端称为氨基末端(N-末端)；游离羧基的一端称为羧基末端(C-末端)。(3)谷胱甘肽和多肽类激素 1)谷胱甘肽(GSH)：GSH由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成具有解毒和抗氧化等功能。分子中的半胱氨酸巯基是主要功能团。2)多肽类激素：体内许多多肽可作为激素产生生理作用，如促甲状腺素释放激素(TRH)。2蛋白质的结构(1)蛋白质的一级结构及高级结构一级结构二级结构三级结构四级结构定义从N-端至C-端的氨基酸排列顺序某
4、一段肽链的局部空间结构，即该段主链骨架原子的相对空间位置整条肽链中所有原子在三维空间的排布蛋白质分子各个亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用类型氨基酸线性排列-螺旋，-折叠，-转角，无规则卷曲等结构域亚基维系肽键(主要)及所有的二硫键(次要)氢键疏水作用，离子键，氢键，范德华力氢键，离子键作用是蛋白质空间构象特异性及生物活性的基础，但不是决定空间构象的唯一因素二级结构是由一级结构决定的。在蛋白质中存在两个或三个由二级结构的肽段形成的模序，发挥特殊生理功能分子量大的蛋白质常分割成一个或数个结构域，分别执行不同的功能含四级结构的蛋白质，单独的亚基一般没有生物学作用，只有完整的四级结构寡聚体
5、才有生物学功能(2)蛋白质的变性：在某些理化因素的作用下，蛋白质的空间结构遭到破坏，但一级结构并未改变。此时蛋白质的一些理化性质和生物学活性发生改变，称为蛋白质的变性作用。3蛋白质结构与功能关系(1)肌红蛋白与血红蛋白肌红蛋白血红蛋白结构组成只有一个亚基，不具有四级结构由2个a亚基和2个亚基组成，具有四级结构相同点肌红蛋白与血红蛋白a与亚基的三级结构十分相似，都能可逆地与02结合不同点肌红蛋白只具有三级结构，不具有正协同效应，氧解离曲线为短形双曲线血红蛋白分子中第一个亚基与02结合后，改变了血红蛋白分子的构象，促进了第二及第三个亚基与02的结合，三个亚基与02结合后，又大大促进了第四个亚基与0
6、2结合，因此它的氧解离曲线呈S状。这种效应称为正协同效应.(2)别构效应：一个蛋白质与其配体(或其他蛋白质)结合后，蛋白质的构象发生变化，使它更适合于功能需要，这一类变化称为别构效应。如上述的血红蛋白与02 的结合。此时小分子的02被称为别构剂，血红蛋白则被称为别构蛋白。别构效应可以促进别构蛋白的功能，也可抑制别构蛋白的活性。【高频考点二高频考点二】核酸的结构与功能核酸的结构与功能v1核酸的基本组成单位核苷酸 核酸包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两大类。v(1)核苷酸分子组成分子组成由碱基、核糖或脱氧核糖和磷酸三种分子连接而成。碱基与糖通过苷键连成核苷，核苷与磷酸以酯键结合成核苷
7、酸主要碱基腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G)属于嘌呤类化合物，胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)和胸腺啶(T)属于嘧啶类化合物(2)核酸(DNA和RNA)：核苷酸连接而成的大分子聚合物称为多聚核苷酸。由于核苷由于核苷酸缩合而形成的磷酸二酯键有方向，多聚核苷酸链是有方向的酸缩合而形成的磷酸二酯键有方向，多聚核苷酸链是有方向的(5一一3)。DNARNA糖脱氧核糖核糖碱基A、T、G和CA、U、G和C组成由2条脱氧核糖核苷酸链组成由1条核糖核苷酸链组成(3)核酸的一级结构：核酸的一级结构为核苷酸在核酸长链上的排列顺序，其实质是连在糖环C-1位上的碱基排列顺序。所以核酸的一级结构也称为碱基序列。2DNA的结构功能(1)
8、DNA碱基组成规律：DNA分子以A-T、G-C配对为主，因此DNA分子中 A的摩尔数与T相等，C与G相等。(2)DNA双螺旋结构要点：DNA具有双螺旋的二级结构，它的结构要点如下：双链盘旋DNA分子由两条以脱氧核糖磷酸为骨架的双链绕同一公共轴有规律地盘旋而组成。两条链均为右手螺旋的方式碱基配对两股单链的戊糖磷酸骨架位于螺旋外侧，与糖相连的碱基位于双螺旋内侧，两条链的配对碱基以氢键维持配对关系，A与T配对，C与G配对。螺旋旋转一周为10对碱基维持稳定两碱基之间的氢键是维持双螺旋横向稳定的主要化学键。纵向则以碱基平面之间的碱基堆积力维持稳定双链平行双螺旋由两条方向平行的核苷酸链组成。从5向3端，一
9、链自下而上，另一链自上而下(3)DNA的三级结构原核生物：DNA分子在双螺旋基础上进一步扭转盘曲，形成超螺旋，超螺旋结构就是DNA的三级结构。真核生物：DNA与蛋白质结合形成染色体，与DNA结合的蛋白质有组蛋白和非组蛋白两类。组蛋白H2A、H2B、H3和H4各两分子形成八聚体，含140146个碱基对的DNA围绕聚体1 3/4圈，构成一个核小体。H1位于核小体与核小体之间的连接区，并与约75100个碱基对的DNA结合，组成串珠状结构。形成核小体后，DNA链进一步折叠，形成染色(单)体。(4)DNA的功能：DNA是遗传的物质基础，含有表现生物性状的遗传信息，当细胞分裂时，生物遗传信息通过复制复制从
10、亲代(细胞)传递给子代(细胞)，使物种得以延续。DNA还可转录为RNA(包括mRNA)，继而以mRNA为模板指导特异的蛋白质分子合成。3DNA变性及其应用 (1)DNA变性和复性的概念DNA变性：在极端的pH(加酸或碱)和较高温度条件下，DNA分子中双链间的氢键断裂，双螺旋结构解开。变性后的DNA碱基对间氢键断裂，在260nm的紫外光吸收增强，称为高色效应。DNA的热变性热变性又称DNA的解链解链作用。在DNA热变性过程中，当紫外光吸收达到最大值50时的温度称为解链温度，又称融解温度(Tm)；Tm与DNA分子G+C的含量有关。DNA复性：热变性的DNA经缓慢冷却，两条互补单链的氢键可重新形成，
11、恢复双螺旋结构，即退火。变性DNA经退火恢复原状的过程称变性DNA的复性。(2)核酸杂交：如果将不同的DNA链放在同一溶液进行变性，或将单链DNA与RNA放在一起，给予复性的条件，某些区域有配对碱基，因此可形成局部双链，这一过程称为核酸杂交，生成的双链称为杂化双链。(3)核酸探针：一小段(例如十数个至数百个)核苷酸聚合体的单链，用放射性核素如32P、35S或化学发光物质标记，就可作为探针，与待测DNA进行杂交。通过核素放射自显影或生物素的化学显色，就可判断探针是否与被测的DNA发生了杂交。4RNA的结构与功能 RNA通常以数十个至数千个核苷酸组成的单链形式存在，RNA主要分为信使RNA(mRN
12、A)、转运RNA(tRNA)和核糖(核蛋白)体RNA(rRNA)三类。mRNAtRNArRNA含量占总RNA的5占总RNA的1015含量最多(7580)分子量大小各异分子量最小差异大二级结构单链三叶草形花环状结构特点5末端有m7GpppN帽子结构，3末端有多聚A尾结构，带有遗传密码上为3CCA末端，下有反密码环，DHU和T环位于两端rRNA的分子量较大，结构相当复杂功能转录DNA信息，指导蛋白质合成转运氨基酸蛋白质合成场所【高频考点三】酶 酶是生物体内特有的催化剂。受酶催化的物质称为底物，反应的生成物质称为产物。1酶的催化作用 (1)催化作用：催化剂是指能加速化学反应而其自身在反应后不发生改变
13、的物质。酶也是一种催化剂，但它比一般催化剂具有更强的催化效能，酶能显著地降低反应活化能，具有高度的催化能力；酶的催化活性具有高度的专一性；酶的催化活性受环境影响，具有高度的不稳定性；酶的催化作用是受调控的。(2)酶一底物复合物中间产物学说中间产物学说：酶在催化时，首先与其底物结合，生成酶一底物复合物即中间产物，经催化作用后再分解成酶和产物酶的活性中心酶的活性中心：酶的多数底物为小分子有机物，而酶仅以表面的一个区域与底物结合。酶分子中能与底物结合并发生催化作用的局部空间结构称为酶的活性中心。活性中心含有许多与催化作用直接相关的基团，称为必需基团必需基团。必需基团，又分为结合基团和催化基团。(3)
14、酶的专一性：生物体内一种酶只能作用于一种或一类化合物，进行一种类型的化学反应，生成一定结构的产物，这种现象称为酶的专一性。2辅酶与酶辅助因子 大部分酶需要辅助因子参与其催化作用，称为结合酶，其中酶的蛋白质部分称为酶蛋白。酶的辅助因子主要有辅酶和金属离子，又分为辅酶和辅基两类。与酶蛋白结合方式分离方法辅酶通过非共价键与酶蛋白疏松结合可用透折、超滤等方法分离辅基常以共价键与酶蛋白牢固结合不易与酶蛋白分离(1)维生素与辅酶的关系：多种B族维生素在体内参与辅酶的组成。活性形式作用维生素Bl硫胺素焦磷酸(TPP)丙酮酸脱氢酶，-酮戊二酸脱氢酶及转酮醇酶的辅酶维生素B2FAD，EMN黄素酶的辅酶成分，在生
15、物氧化过程中起递氢的作用维生素PPNAD+和NADH脱氢酶辅酶成分，参与生物氧化体系维生素B6磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺氨基酸转氨酶和脱羧酶的辅酶，ALA合成酶的辅酶泛酶HSCoA辅酶A是酰基转移酶的辅酶，起着传递酰基的作用生物素生物素多种羧化酶的辅酶，参与C02固定，如丙酮酸羧化酶叶酸四氢叶酸各种一碳单位的活性载体维生素B12甲钴胺素甲硫氨酸合成酶的辅酶，而甲硫氨酸是体内重要的甲基供给者 (2)辅辅酶酶及及辅辅助因子助因子，在酶促反应中起着传递电传递电子子、原子或某些化学基团的作用。金属离子是酶的重要组成部分，能与酶及底物形成各种形式的三元络合物，保证了酶与底物的正确定向结合，而且还可作为催化基
16、团，参与各种方式的催化作用。3酶反应动力学 酶反应动力学主要研究酶催化反应的过程与速率，以及各种影响酶催化速率的因素。(1)Vmax和Km的概念最大反应速度(Vmax)米氏常数(Km)定义在酶促反应中，底物浓度与反应速度为矩形双曲线的关系。底物浓度很低时，反应速度随底物浓度增加而上升，成直线比例，而当底物浓度继续增加时，反应速度上升的速率开始下降，当底物浓度达到一定水平，反应速度不再上升，称最大反应速度(Vmax)Km表示酶蛋白分子与底物的亲和力，在一定程度上代表酶的催化效率两者关系Km值在数值上等于酶促反应速度达到最大反应速度一半时的底物浓度。(2)最适pH和最适温度作用定义具体数值最适pH
17、酶反应溶液的pH可影响酶分子的反应活性，以致影响酶的反应速度在其他条件恒定的情况下，能使酶促反应达到最大速度时的pH，称为酶的最适pH大部分体内酶的最适pH在7.4左右最适温度温度对酶促反应速度有双重影响开始随温度增加酶促反应速度升高，但温度升高到一定程度时，可使酶蛋白变性，当温度既不过高以引起酶的变性，也不过低以抑制反应速度，而使酶促反应的速度最快时的温度为该酶的最适温度体内酶的最适温度一般在37左右 4酶的抑制作用 使酶活性减弱的物质为该酶的抑制剂。(1)不可逆抑制作用：不可逆性抑制剂一般与酶模结合破坏了酶与底物结合或酶的催化功能。其抑制作用不能用简单的透析、稀释等物理方法除去。(2)可逆
18、抑制作用：可逆性抑制剂通过非共价键与酶结合，因此既能结合又易解离，可逆性抑制作用又分为竞争性和非竞争性抑制等类型。定义影响因素VmaxKm值竞争性抑制竞争性抑制剂的结构与底物相似，能与底物竞争结合酶的活性中心，所以称竞争性抑制作用抑制剂与底物竞争酶的结合位点的能力取决于两者的浓度。其抑制作用可被底物所减弱，当底物浓度远远大于抑制剂浓度时，几乎所有的酶均被底物夺取不变变大非竞争性抑制抑制剂既能与酶结合，也能与酶一底物复合结合，从而使酶丧失活性，称为非竞争性抑制剂非竞争性抑制能与酶一底物复合结合，当其浓度增大时，Vmax减小减小不变5酶的调节 酶的调节主要可分为酶活性及酶含量调节两方面。(1)别构
19、效应和协同效应(调节酶活性)定义举例别构效应代谢物等作用于酶的别构部位，引起酶构象的变化，使酶活性增加或降低，称为酶的别构调节。被调节的酶称为别构酶别构抑制在反馈抑制某条代谢途径活性中非常常见。有些别构酶可以底物或前体等作为别构激活剂，结合到酶的别构部位，通过酶的变构而促进该酶的活化，避免过多底物的堆积而快速达到代谢平衡协同效应已知的别构酶都含有一个以上的亚基，第一个亚基与底物或效应剂结合后，第二个亚基与底物的结合能力可以受影响，此种情况称为协同效应血红蛋白携氧能力的协同效应(2)酶的共价修饰：有些酶，尤其是一些限速酶，在细胞内其他酶的作用下，其结构中某些特殊基团可进行可逆的共价修饰，从而快速
20、改变该酶活性，称为共价修饰调节。常见的有磷酸化修饰、甲基化修饰等。(3)酶原激活：在细胞内合成及分泌的没有活性的酶称为酶原。酶原在一定的条件下，可转变成有活性的酶，此过程称为酶原激活。酶原可避免细胞产生的蛋白酶对细胞进行自身消化，并使酶在特定的部位和环境中发挥作用，如胃蛋白酶原仅在分泌至胃腔后在H+的作用下才能被激活。(4)同工酶：同一种属中，酶分子结构组成不同，但能催化同一种化学反应的一组酶，称为同工酶。如人体中有5种乳酸脱氢酶(LDH)同工酶，分别由H和M两种亚基组成。【高频考点四】糖代谢1糖的分解代谢(1)糖酵解基本途径、关键酶和生理意义：糖酵解途径是体内葡萄糖代谢最主要的途径之一，也是
21、糖、脂及和氨基酸代谢相联系的途径。定义或举例糖酵解途径(葡萄糖分解成丙酮酸)缺氧条件下：丙酮酸转变成乳酸(胞浆)有氧条件下：丙酮酸转变成乙酰CoA，进入三羧酸循环彻底氧化(线粒体)葡萄糖酵解关键酶己糖激酶、6一磷酸葡萄糖磷酸果糖异构酶、6一磷酸果糖关键酶、6一磷酸果糖激酶、II，6一磷酸果糖醛缩酶、3一磷酸甘油醛脱氧酶、1,3一双磷酸甘油酸激酶、3一磷酸甘I油酸变位酶、2一磷酸甘油酸烯醇化酶、磷酸烯醇式丙酮酸关键酶、丙酮酸激酶直接生成和消耗ATP的步骤葡萄糖葡萄糖己糖激酶葡萄糖己糖激酶6一磷酸葡萄糖：消耗1个ATP6一P-果糖6一一P_果糖激酶果糖激酶1,62P_果糖：消耗1个ATP1,32P
22、-甘油磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶 3一P_甘油酸：生成1个ATP磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸：生成1个ATP生理意义糖酵解最重要的生理意义在于迅速提供能量，此外对于没有线粒体的细胞，如红细胞及代谢活跃的组织，如神经组织依赖糖酵解供应能量(2)糖有氧氧化基本途径及供能：葡萄糖在有氧条件下氧化成水和二氧化碳的过程称为有氧氧化。基本途径及供能共分为三个阶段：内容部位说明第一阶段(a)葡萄糖循酵解途径分解成丙酮酸胞浆第二阶段(b)丙酮酸氧化脱羧成乙酰CoA，如NADH+H+线粒体由丙酮酸脱氢酶复合体催化，包括3个酶和5个辅酶：丙酮酸脱羧酶(TPP)、二氧硫辛酰胺转乙酰酶(硫辛酸和CoA
23、)和二氢硫辛酰胺脱氢酶(FAD，NAD+)第三阶段(c)三羧酸循环及氧化磷酸化线粒体三羧酸循环亦称柠檬酸循环、Krebs循环。产生的乙酰CoA可氧化为CO2 起始的乙酰辅酶A与四碳的草酰乙酸形成柠檬酸。柠檬酸经几次转变，脱氢、脱羧形成-酮戊二酸，再经脱氢、脱羧变成琥珀酰辅酶A。琥珀酰辅酶A释放1分子GTP生成琥珀酸，琥珀酸可再生成循环开始的草酰乙酸构成循环。一次三羧酸循环，一分子的乙酰辅酶A彻底氧化分解，生成两个CO2和4对氢，氢在通过电子传递链传给氧形成水的过程中，释放能量并合成ATP。具体见下表：反应辅酶ATP生成或消耗第一阶段葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1,6-双磷酸果糖23-磷甘油
24、醛21,3-二磷酸二油酸21,3-二磷酸甘油酸23-磷酸甘油酸2磷酸烯醇式丙酮酸2丙酮酸NAD+1一123或222121第二阶段2丙酮酸一2乙酰CoANAD+23第三阶段2异柠檬酸一2-酮戊二酸211-酮戊二酸一2-琥珀酰CoA2琥珀酰CoA一2琥珀酸2琥珀酸一2延胡索酸2苹果酸一2草酰乙酸NAD+NAD+2GTPFADNAD+23232l2223净生成ATP38(或36)(3)三羧酸循环的生理意义：三大营养物质的最终代谢通路。糖、脂肪和蛋白质在分解代谢过程都先生成乙酰辅酶A，只有乙酰辅酶A才可进入三羧酸循环彻底氧化生成能量。所以三羧酸循环是糖、脂肪和蛋白分解的共同通路。糖、脂肪和氨基酸代谢的
25、联系通路。三羧酸循环也是三大营养物质代谢互相联系的枢纽，三羧酸循环中的-酮戊二酸和草酰乙酸分别是合成谷氨酸和天冬氨酸的前体；草酰乙酸转变为丙酮酸还可羧合成丙氨酸。2糖原的合成与分解 糖原是体内糖的储存形式，可储存在肝脏称为肝糖原；也可储存于肌肉，称为肌糖原。(1)肝糖原的合成：葡萄糖在肝脏的葡萄糖激酶作用下成为6一磷酸葡萄糖，后者异构为1一磷酸葡萄糖。1一磷酸葡萄糖与UTP反应生成尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)。UDPG在糖原合成酶作用下，将葡萄糖基转移至糖原的糖链末端使糖链延长。(2)肝糖原的分解：肝糖原的非还原端在磷酸化酶作用下，分解一个葡萄糖，即1一磷酸葡萄糖，后者在葡萄糖6一磷酸酶的催化
26、下转变成6一磷酸葡萄糖。6一磷酸葡萄糖再水解成游离葡萄糖，释放入血。3糖异生 体内非糖化合物转变成糖的过程称为糖异生。肝脏是糖异生的主要器官。(1)糖异生的基本途径：从丙酮酸生成葡萄糖的具体反应过程为糖异生途径，与糖酵解的途径相反。糖酵解与糖异生途径的多数反应是共有的，可逆的，但糖酵解途径中有3个非平衡反应是不可逆反应，在糖异生途径中需由另外的反应和酶替代。糖酵解途径糖异生途径定义从葡萄糖生成丙酮酸从丙酮酸生成葡萄糖部位几乎所有组织中，胞浆主要是肝，长期饥饿时肝的糖异生能力增强磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸由丙酮酸激酶催化丙酮酸羧化酶催化丙酮酸形成草酰乙酸，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化草酰乙酸形成
27、磷酸烯醇式丙酮酸，消耗2个ATP6一磷酸果糖转变为1，6一双磷酸果糖6一磷酸果糖激酶一1催化由果糖二磷酸酶一1催化其逆反应葡萄糖转变为6一磷酸葡萄糖葡萄糖激酶催化由葡萄糖一6一磷酸酶逆反应关键酶葡萄糖激酶，6一磷酸果糖激酶一1，丙酮酸激酶葡萄糖一6一磷酸酶，果糖双磷酸酶一1，丙酮酸羧化酶，磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶意义维持血糖浓度恒定；补充肝糖原，调节酸碱平衡(2)乳酸循环：肌肉收缩(尤其在氧供不足)时通过糖酵解生成乳酸，乳酸通过血液循环进入肝脏异生为葡萄糖。葡萄糖释放入血液后可被肌肉氧化利用，以上循环称为乳酸循环。4磷酸戊糖途径(1)磷酸戊糖简要途径及生成物：磷酸戊糖途径包括两个阶段。概述内容产
28、物第一阶段氧化反应(主要由2个关键酶催化)6一磷酸葡萄糖经6一磷酸葡萄糖脱氢酶催化。转变成6一磷酸葡萄糖酸并生成NADPH+H，6-磷酸葡萄糖酸在6一磷酸葡萄糖酸脱氢酶作用下又脱去1对氢再生成1分子NADPH，并自发脱羧生成5一磷酸核糖2分子NADPH和1分子核糖第二阶段基团转移核糖转变成能进入糖酵解的6一磷酸果糖和3一磷酸甘油醛磷酸戊糖和NADPH (2)磷酸戊糖途径的生理意义：葡萄糖经磷酸戊糖途径可产生核糖和NADPH。核糖用于核酸的生物合成。NADPH为体内许多合成代谢的供氢体，如NADPH还维持体内重要的抗氧化体内重要的抗氧化剂剂谷胱甘肽于还原状态。5血糖及其调节 (1)血糖：血糖指血
29、中的葡萄糖。血糖水平一般稳定，在3961mmolL。血糖的来源包括肠道吸收的食物糖、肝糖原分解以及非糖物质糖异生。血糖的去路则有周围各组织氧化分解肝摄取利用形成。氨基酸和脂肪在、肝脏和肌肉合成糖原等，机体对血糖来源和去路的整体周密调控是维持血糖水平恒定的基础。(2)调节血糖水平的四种激素作用调节作用机制胰岛素体内唯一降血糖，唯一同时促进糖原、脂肪和蛋白质合成的激素受血糖控制，血糖升高引起其分泌促进葡萄糖转运至细胞；加速糖原合成、抑制其分解；促进糖的有氧氧化；抑制肝内糖异生胰高血糖素是体内主要升高血糖的激素血糖降低或血内氨基酸升高刺激其分泌促进糖原分解；抑制糖酵解，促进糖异生；加速脂肪动员糖皮质
30、激素升高血糖，增加肝糖原促进糖异生；抑制肝外组织摄取和利用葡萄糖；协同作用肾上腺素强有力的升高血糖的激素主要在应激状态下发挥调节作用加速糖原分解 6糖蛋白与蛋白聚糖 (1)糖蛋白：糖蛋白是在多肽链骨架上以共价键连接了一些寡糖链。(2)蛋白聚糖：蛋白聚糖分子中含有一条或多条由重复的二糖单位构成的糖胺聚糖链。糖胺聚糖链与多肽键也可以共价键相连接。体内重要的糖胺链包括：硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸角质素、透明质酸、肝素和硫酸类肝素。蛋白聚糖最主要的功能是构成细胞间的基质，并由于其亲水的特性吸引、保留水而形成凝胶，起着分子筛作用。【高高频频考点五考点五】氧化磷酸化氧化磷酸化 在生物体内的主要供能物质是
31、ATP。1ATP循环与利用ATP循环(细胞能量循环)ATP的三分子磷酸之间形成两个磷酸酐键即高能磷酸键。当体内需能反应进行时，ATP水解成ADP和Pi或AMP和PPi而提供自自由能。ADP和Pi再通过氧化磷酸化重新合成ATP，这就构成了ATP循环ATP利用一般的吸能反应只利用ATP末端的磷酸酐键，生成ADP和Pi。也有些反应利用ATP的另一个高能磷酸键，生成焦磷酸其他核苷三磷酸除ATP以外，体内还有其他的核苷三磷酸，如GTP、UTP、CTP等。它们分别在糖原、蛋白质和磷脂等的生成合成中起着重要的作用 2其他高能磷酸化合物 含高能磷酸键的化合物主要有四种类型：磷酸酐；混合酐；烯醇磷酸；磷酸胍类。
32、其中磷酸胍类高能磷酸键化合物磷酸肌酸是能量储存的形式，在静止状态，由糖、脂肪等物质氧化分解生成的ATP，与肌酸在肌酸激酶催化下，将ATP中含有的能量转移至肌酸形成磷酸肌酸，储存于肌肉组织中。当肌肉收缩而需要能量时，磷酸肌酸又分解并释放能量形成ATP。ATP依然是肌肉收缩的直接供能者。3氧化磷酸化的概念从物质代谢脱下的氢原子经电子传递链与氧结合成水，并释放能量、生成ATP的过程称为氧化磷酸化。4电子传递链氧化过程中，中间代谢物脱下的氧经一系列酶或辅酶的传递，最后与氧结合生成水。这些酶或辅酶按一定顺序排列在线粒体内膜上构成电子传递链，也称为呼吸链。这些酶或辅酶本身称为递氢体或电子传递体。电子传递链
33、的组成成分递氢体或电子传递体主要有以下五类：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)或称辅酶I；黄素蛋白：其辅基有黄素单核苷酸(FMN)和黄素腺嘌呤二核苷酸；铁硫蛋白：辅基是铁硫簇；泛醌：有半醌型和醌型两种；细胞色素(Cyt)：含有铁卟啉辅基，可分为a、b、c三类电子传递链中递氢体的顺序体内有两条电子传递链。一条是NADH氧化呼吸链，NADHFMN(Fe-S)一辅酶Q(CoQ)-Cytb(Fe-S)-Cytc1一CytcCytaa312O2；另一条琥珀酸氧化呼吸链，琥珀酸一FAD(Cytb560、F-S)一辅酶Q(CoQ)-Cytb(Fe-S)-Cytcl-CytcCytaa3，12O2电子传递链中生
34、成ATP的部位在电子传递链的FMN一辅酶Q、Cytb-Cytc和Cytaa3-02的三个部位各可合成1分子ATP，因此NADH电子传递链可释放3分子ATP。而FADH2电子传递链只能释放2分子ATP质子梯度的形成机制电子传递链在传递电子时，所释出的能量可以将H+从线粒体基质侧泵到线粒体内膜的胞液侧，形成线粒体内膜两侧的质子梯度或电化学梯度。当质子通过质子通道，回流至线粒体基质时，可驱动ADP和Pi合成ATP，这就是合成ATP的化学渗透学说5ATP合酶 ATP是由位于线粒体内膜上的ATP合酶催化生成。ATP合酶含有两个主要组分，一是疏水的F0组分，另一个是亲水的F1组分。组成作用F0组分主要构成
35、质子通道F1组分由3个a，3个，9个亚基组成与a亚基上有ATP结合部位；亚基被认为具有质子通道闸门作用；一类基是F1与膜相连所必需的；亚基是酶的调节部分6氧化磷酸化的调节在体内，氧化磷酸化的速率主要受ATP浓度的调节。ATP浓度降低，推动氧化磷酸化的进行。Ca2+对氧化磷酸化的调节：Ca2+通过促进线粒体容积增加而加速电子传递。氧化磷酸化的抑制剂分两大类。分类作用电子传递链抑制剂可阻断或抑制电子传递解偶联剂使氧化和磷酸化脱离，不能生成ATP【高高频频考点六考点六】脂肪代脂肪代谢谢1脂类生理功能 脂类是脂肪和类脂的总称。脂肪也称三脂酰甘油酯、三脂酰甘油或甘油三酯，由1分子甘油和三分子脂肪酸组成。
36、体内脂肪酸有两种来源：机体自身合成和食物供给，机体不能合成而必须从食物中获得的脂肪酸称为必需脂肪酸，主要有亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。体内的类脂包括胆固醇及其酯、磷脂和糖脂等。脂类生理功能内容举例储能和供能脂肪最重要的生理功能1g脂肪在体内完全氧化时放出的能量为38kJ，这比1g糖或蛋白质所放出的多1倍以上重要结构成分脂类是体内不可缺少的组成成分类脂，特别是磷脂和胆固醇是生物膜的重要组分代谢调节作用脂类参与细胞间的信息传递，二十碳多价不饱和脂肪酸可被合成前列腺素、白三烯及血栓素等，在调节细胞代谢上具有重要作用胆同醇可转变成类同醇激素，也可转化成维生素D3，经羧化后生成1,25一(OH)2D3，
37、具有调节钙磷代谢的活性。磷脂可代谢生成脂酰甘油和三磷酸肌醇，作为某些激素的第二信使，起到调节代谢的作用 2脂肪的消化与吸收 (1)脂肪乳化和消化所需的酶：食物中的脂类必须在小肠经小肠蠕动及胆汁酸盐的掺入，乳化并分散成细小的微团，才能被消化酶，主要是胰脂肪酶消化。能消化脂类的酶有胰脂酶、磷脂酶&、胆固醇酯酶及辅脂酶。(2)混合微团消化脂类的酶作用产物胰脂酶在微团的水油界面催化甘油三酯的1及3位酯键水解2分子脂肪酸和甘油一酯胆固醇酯酶水解胆固醇脂游离胆固醇和脂肪酸辅脂酶既能与胰脂酶结合又能与脂肪结合，可增加胰脂酶的活性主要增加胰脂酶的活性 (3)甘油一酯合成途径及乳糜微粒：脂类经酶水化的产物被肠黏
38、膜细胞吸收后，通过甘油一酯合成途径，重新合成甘油三酯，与磷脂、胆固醇、某些载脂蛋白等组成乳糜微粒，经淋巴入血。短链脂肪酸(24碳)和中链脂肪酸(610碳)构成的甘油三酯，经胆汁酸盐乳化后多以甘油，脂肪酸的形式直接通过门静脉入血。3脂肪的合成代谢糖、脂肪等食物经消化吸收后，均可合成脂肪，并储存在脂肪组织，以供机体需要时分解供能。(1)合成部位脂肪的合成部位共同点作用特例肝脏三种组织细胞的内质网均有甘油三酯所需的脂酰CoA转移酶主要是合成甘油三酯的场所，能合成脂肪但不能储存脂肪甘油三酯在肝细胞的内质网合成后，与载脂蛋白B100、C等以及磷脂、胆固醇组成VLDL,VLDL可被运输至肝外组织如肝细胞合
39、成的甘油三酯不能形成VLDL。入血时，则聚集在肝细胞浆中，形成脂肪肝脂肪组织利用葡萄糖及由乳糜微粒和VLDL而来的脂肪酸合成脂肪无小肠粘膜细胞利用脂肪消化产物再合成脂肪，形成乳糜微粒，经淋巴入血无(2)合成原料：合成甘油三酯所需的甘油和脂肪酸主要由葡萄糖代谢提供。乳糜微粒也可用于合成脂肪。(3)合成基本过程：在肝和脂肪组织中，由酵解途径生成的3一磷酸甘油，依次加上2分子脂酰辅酶A，生成磷脂酸。后者脱去磷酸生成甘油二酯，然后再加上1分子脂酰辅酯A生成甘油三酯这种途径称为甘油二酯途径。小肠黏膜细胞主要利用消化吸收的甘油一酯再合成甘油三酯。4脂肪酸的合成代谢体内脂肪合成需要脂酰辅酶A，而脂肪酸可以由
40、消化吸收人血的食物脂肪酸中获得，也可体内自行合成。机体首先合成含16碳的软脂酸，之后可形成2426碳脂肪酸，但以18碳的硬脂酸为最多或去饱和后产生体内需要的不饱和脂肪酸。(1)合成部位：肝是人体合成脂肪酸的主要场所，肾、脑、肺、乳腺及脂肪等组织的细胞胞液中也可进行合成。(2)合成原料：脂肪酸合成原料主要为乙酰辅酶A和NADPH，合成时需要ATP提供能量。脂肪酸合成还需要C02。合成原料来源乙酰辅酶A来自葡萄糖分解由糖分解代谢产生的乙酰辅酶A存在于线粒体，且不能通过线粒体内膜。而脂肪酸合成酶则在胞浆中，乙酰辅酶A需在线粒体内先与草酰乙酸缩合成柠檬酸，后者再通过线粒体内膜的载体进入胞浆，然后柠檬酸
41、在裂解酶的催化下，裂解生成乙酰CoA用于脂肪酸的合成NADPH由磷酸戊糖途径生成，提供反应所需氢原子5脂肪的分解代谢(1)脂肪动员定义催化甘油三酯水解的酶产物的作用脂肪动员储存于脂肪细胞中的脂肪被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸和甘油并释放入血以供其他组织氧化利用的过程具有激素敏感性；肾上腺素、胰高血糖素、ACTH及TSH等激素能激活此酶；胰岛素则抑制其活性。脂肪酸与白蛋白结合，在全身各组织进一步氧化分解释放能量甘油则在肝的甘油激酶的作用下，变成3一磷酸甘油，循糖代谢途径分解供能或糖异生成糖(2)脂肪酸的氧化催化酶反应脂肪酸活化脂酰辅酶A合成酶脂肪酸进行氧化前首先活化为脂酰辅酶A，是耗能的过程脂酰辅
42、酶A进入线粒体存在于线粒体外膜与内膜上的脂酰肉碱脂酰转移酶I和脂酰辅酶A需经转运进入线粒体才可被氧化，其中脂酰肉碱脂酰转移酶I是脂肪酸氧化的限速酶脂肪酸的氧化脂肪酸氧化酶系经过脱氢、加水、再脱氢及硫解4步连续反应，生成1分子乙酰辅酶A和1分子比原来少2个碳原子的脂酰辅酶A，以及1分子NADH和1分子FADH2此4步反应，均发生于脂酰辅酶A的，碳原子间并不断重复进行，偶数碳原子的脂酰辅酶A完全裂解成乙酰辅酶A。少数奇数碳原子脂肪酸最终可生成一分子琥珀酰辅酶A，氧化产物循三羧酸循环和氧化磷酸化彻底氧化成CO2和H20，并释放出能量合成ATP(3)酮体的生成、利用和生理意义：脂肪酸经氧化后生成少量乙
43、酰辅酶A，在线粒体可缩合生成酮体。肝脏是酮体合成的器官。酮体包括乙酰乙酸、羟丁酸和丙酮。肝脏虽合成酮体但不可利用，所以肝脏产生的酮体透过细胞膜进入血液运至肝外组织氧化利用。酮体是肌肉，尤其是脑组织的重要能源。患糖尿病时，糖代谢障碍可引起脂肪动员增加，酮体生成也增加，尤其在未经控制的糖尿病患者，酮体生成可为正常情况的数十倍，这就是导致酮症酸中毒的主要原因。【高频考点七】磷脂、胆固醇及血浆脂蛋白1甘油磷脂代谢 含磷酸磷酸的脂类称为磷脂，主要有甘油磷脂和鞘磷脂，不仅是生物膜结构和血浆脂蛋白的重要组成成分，还在细胞识别和信号转导方面起着十分重要的作用。(1)甘油磷脂基本结构与分类组成甘油、脂肪酸、磷酸
44、及含氮化合物结合部位磷脂酸中甘油的1位和2位羟基各结合1分子脂肪酸，3位羟基结合1分子磷酸分类(根据磷酸基团的羟基取代基团不同)磷脂酰胆碱；磷脂酰乙醇胺；磷脂酰肌醇；磷脂酰丝氨酸；磷脂酰甘油；二磷脂酰甘油 磷脂的脂酰基长链为疏水性疏水性的，但磷酸及取代基团是亲亲水性水性的，因此磷脂具有二相性。脂在水溶液中，其亲水的部分趋向于水相，而疏水部分则互相聚集，形成稳定的微团或自动排列成双分子层。(2)合成部位和原料：体内各组织细胞的内质网均含有磷脂合成的酶系，因此都可以自行合成磷脂以供细胞代谢需要。主要合成部位肝、肾及肠主要原料甘油、脂肪酸磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇等2胆固醇代谢 胆固醇是人体主要的固
45、醇类化合物，它既是生物膜及血浆脂蛋白的重要组成部分，又是类固醇激素、胆汁酸及维生素D的前体，体内可自行合成胆固醇体内可自行合成胆固醇以满足代谢和类固醇激素合成的需要。(1)胆固醇合成部位和合成原料合成部位全身各组织均可合成胆固醇，但肝的合成最活跃合成原料乙酰辅酶A和NADPH原料来源乙酰辅酶A来自于葡萄糖、氨基酸和脂肪酸在线粒体内的代谢分解产物。同样需转变为柠檬酸，才可通过线粒体内膜进入胞浆；NADPH主要来自磷酸戊糖途径合成酶酶系存在于胞液及光面内质网上能量来源ATP (2)胆固醇合成的调节：3-羟-3甲戊二酸单酰CoA(HMG-CoA)还原酶是胆同醇合成的限速酶，也是各种因素对胆固醇合成的
46、调节点。非磷酸化状态是此酶的活性状态，因此蛋白激蛋白激酶酶可使其发生磷酸化，丧失酶活性；胞液中的脂蛋白磷酸脂蛋白磷酸酶酶使HMG-CoA还原酶去磷酸化，酶活性恢复。胆固醇的合成受到下列因素的调节：影响因素促进作用抑制作用饥饿与饱食进食高糖、高饱和脂肪膳食后，肝HMG-CoA还原酶活性增加，胆固醇的合成增加饥饿与禁食可抑制肝合成胆固醇胆固醇无胆固醇可抑制HMGCOA还原酶的合成，因此对合成反应有反馈性抑制作用；胆同醇的代谢产物，如7羟胆固醇和25羟胆固醇对HMG-CoA还原酶有较强的抑制作用激素胰岛素和甲状腺素能诱导肝HMG-CoA还原酶的合成，从而增加胆固醇的合成；甲状腺素不仅诱导胆固醇合成，
47、还可促进胆固醇在肝脏内转变成胆汁酸，因此甲状腺功能亢进时，患者血清胆固醇含量反见下降胰高血糖素和皮质醇能抑制并降低HMG-CoA还原酶的活性，抑制胆固醇的合成(3)胆固醇的去路转化产物转化部位主要去路胆汁酸肝脏次要去路类固醇激素肾上腺、睾丸和卵巢7一脱氢胆固醇皮肤，7一脱氢胆固醇经紫外线照射转变成维生素D 3血浆脂蛋白代谢 (1)血脂及其组成：血浆所含脂类统称血脂。血脂主要包括甘油三酯、磷脂(主要为磷脂酰胆碱)、胆同醇及其他酯类，以及游离脂肪酸等。(2)血浆脂蛋白的分类及功能：血浆中的脂类是与蛋白质结合，以蛋白形式被运输的。通常用电泳法和超离心法可将脂蛋白分成四类。l电泳法(按泳动由慢至快)乳
48、糜微粒前BA超速离心法(按密度由小至大)乳糜微粒VLDLLDLHDL四类脂蛋白的组成及功能如下：蛋白脂类功能HDL含蛋白最多，占颗粒重量的50以磷脂和胆固醇为主逆向转运胆固醇LDL含胆同醇和胆固醇酯最多，占脂类含量的4050转运内源性胆固醇VLDL甘油三酯占脂类含量的5070转运内源性甘油三酯和胆固醇CM甘油三酯最多，占脂类含量的8095转运外源性甘油三酯和胆固醇(3)载脂蛋白分类及其作用定义脂蛋白颗粒中的蛋白质部分称为载脂蛋白分类apoA、B、C、D、E5类特点每类脂蛋白含有多种载脂蛋白，且维持一定的比例结构大多数载脂蛋白含有较多的-螺旋结构，且沿螺旋从纵轴形成一极性亲水侧及另一疏水侧作用极
49、性侧可与水及磷脂的极性区结合，疏水侧则可与非极性的脂类内核结合，有利于稳定脂蛋白的结构，承担脂蛋白结合和转运脂类的功用(4)高脂蛋白血症：血脂高于正常值上限即为高脂蛋白血症，可分成六型如下表所示和为原发性和继发性两大类。原发性高脂蛋白血症有些原因不明，有些已知是遗传性缺陷所致。例如LDL受体缺陷是导致家族性高胆固醇血症的重要原因。工乳糜微粒增高甘油三酯十十十，胆固醇十1Ia低密度脂蛋白增加胆固醇十十b低密度及极低密度脂蛋白同时增加胆固醇十十，甘油三酯十十中间密度脂蛋白增加(电泳出现宽G带)胆固醇十十，甘油三酯十十极低密度脂蛋白增加甘油三酯十十V极低密度脂蛋白及乳糜粒同时增加甘油三酯十十，胆同醇
50、十【高高频频考点八考点八】氨基酸代氨基酸代谢谢1蛋白质的生理功能及营养作用(1)蛋白质与氨基酸的生理功能：蛋白质是人体必需的主要营养物质，具有多种生理功能。生理功能举例或说明维持组织的生长、更新和修复蛋白质是组织、细胞的重要结构物质，维持组织、细胞的生长、更新和修复需要足够量的蛋白质参与多种重要的生理功能如催化功能(如酶)、运输功能(如血红蛋白、脂蛋白)、调节功能(如激素)、储存功能(如肌红蛋白、铁蛋白)、免疫功能(如抗体、补体)等氧化供能每克蛋白质在体内氧化分解产生17.19kJ(4.1kcal)能量，是体内能量来源之一。体内蛋白质、多肽分解成氨基酸后，经脱氨基作用生成的。酮酸可直接或间接参