生物化学笔记2.pdf

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1、针 对 王 镜 岩 等 生 物 化 学 第 三 版 适 合 以 王 镜 岩 生 物 化 学 第 三 版 为 考 研 指 导 教 材 的 各 高 校 的 生 物 类 考 生 备 考目 录 第 一 章 概 述-01第 二 章 糖 类-06第 三 章 脂 类-14第 四 章 蛋 白 质（注 1）-21第 五 章 酶 类（注 2）-38第 六 章 核 酸（注 3）-48第 七 章 维 生 素（注 4）-56第 八 章 抗 生 素-60第 九 章 激 素-63第 十 章 代 谢 总 论-68第 十 一 章 糖 类 代 谢（注 5）-70第 十 二 章 生 物 氧 化-78第 十 三 章 脂 类 代 谢（

2、注 6）-80第 十 四 章 蛋 白 质 代 谢（注 7）-85第 十 五 章 核 昔 酸 的 降 解 和 核 苔 酸 代 谢-91第 十 六 章 DNA的 复 制 与 修 复（注 8）-93第 十 七 章 RNA的 合 成 与 加 工（注 9）-98第 十 八 章 蛋 白 质 的 合 成 与 运 转-101第 十 九 章 代 谢 调 空-103第 二 十 章 生 物 膜（补 充 部 分）-108s：(1)对 应 生 物 化 学 课 本 上 册 第 3、4、5、6、7章。(2)对 应 生 物 化 学 课 本 上 册 第 8、9、10章。(3)对 应 生 物 化 学 课 本 上 册 第 12、1

3、3、14、15章。(4)对 应 生 物 化 学 课 本 上 册 第 11章。(5)对 应 生 物 化 学 课 本 下 册 第 22、23、25、26、27章。(6)对 应 生 物 化 学 课 本 下 册 第 28、29章。(7)对 应 生 物 化 学 课 本 下 册 第 30、31、32章。(8)对 应 生 物 化 学 课 本 下 册 第 34、35章，(9)对 应 生 物 化 学 课 本 下 册 第 36、37章。*(1 0)第 二 十 章 是 应 使 用 本 笔 记 的 同 学 要 求 而 添 加 的，对 应 课 本 18、21章。笔 记 概 要：本 笔 记 来 源 于 本 人 一 些 学

4、 长 及 自 己 整 理 的 考 研 笔 记，其 中 部 分 内 容 还 来 源 于 网 上 的 一 些 资 料，内 容 较 为 充 实，适 合 以 王 镜 岩 生 物 化 学 第 三 版 为 考 研 参 考 教 材 的 各 高 校 的 复 习 考 研 备 考 之 用。王 镜 岩 生 物 化 学 第 三 版 分 上、下 册，共 计 40章。上 册 为 静 态 生 物 化 学，要 求 记 忆 的 知 识 点 较 多，下 册 为 动 态 生 物 化 学，初 记 忆 的 知 识 点 外，更 侧 重 于 生 命 大 分 子 在 生 命 过 程 中 的 化 学 变 化。本 笔 记 将 可 以 归 为 一

5、 章 的 内 容 尽 量 归 结 为 一 章，以 便 于 大 家 复 习 的 条 理 性。具 体 归 结 方 式 见 目 录。为 了 大 家 能 够 更 舒 服 的 阅 读 本 笔 记，我 花 了 大 量 时 间 进 行 排 版，希 望 大 家 能 够 喜 欢。本 笔 记 中 所 插 图 片 与 笔 记 无 关，只 为 观 赏 性。本 笔 记 在 整 理 过 程 中 参 阅 许 多 他 人 资 料，版 权 归 原 作 者 所 有。第 一 章 概 述 第 一 节 概 述 生 物 分 子 是 生 物 特 有 的 有 机 化 合 物 生 物 分 子 泛 指 生 物 体 特 有 的 各 类 分 子，它

6、 们 都 是 有 机 物。典 型 的 细 胞 含 有 一 万 到 十 万 种 生 物 分 子，其 中 近 半 数 是 小 分 子，分 子 量 一 般 在 500以 下.其 余 都 是 生 物 小 分 子 的 聚 合 物，分 子 量 很 大，一 般 在 一 万 以 上，有 的 高 达 1012,因 而 称 为 生 物 大 分 子。构 成 生 物 大 分 子 的 小 分 子 单 元，称 为 构 件.氨 基 酸、核 菩 酸 和 单 糖 分 别 是 组 成 蛋 白 质、核 酸 和 多 糖 的 构 件.二、生 物 分 子 具 有 复 杂 有 序 的 结 构 生 物 分 子 都 有 自 己 特 有 的 结

7、 构.生 物 大 分 子 的 分 子 量 大，构 件 种 类 多，数 量 大，排 列 顺 序 千 变 万 化，因 而 其 结 构 十 分 复 杂 1，估 计 仅 蛋 白 质 就 有 1010T012种。生 物 分 子 又 是 有 序 的，每 种 生 物 分 子 都 有 自 己 的 结 构 特 点，所 有 的 生 物 分 子 都 以 一 定 的 有 序 性（组 织 性）存 在 于 生 命 体 系 中。三、生 物 结 构 具 有 特 殊 的 层 次 生 物 用 少 数 几 种 生 物 元 索（C、H、0,N.S、P）构 成 小 分 子 构 件，如 氨 基 酸、核 甘 酸、单 糖 等;再 用 简 单

8、 的 构 件 构 成 复 杂 的 生 物 大 分 子；由 生 物 大 分 子 构 成 超 分 子 集 合 体；进 而 形 成 细 胞 器，细 胞，组 织，器 官，系 统 和 生 物 体。生 物 的 不 同 结 构 层 次 有 着 质 的 区 别：低 层 次 结 构 简 单，没 有 种 属 专 一 性，结 合 力 强；高 层 次 结 构 复 杂，有 种 属 专 一 性，结 合 力 弱.生 物 大 分 子 是 生 命 的 物 质 基 础，生 命 是 生 物 大 分 子 的 存 在 形 式.生 物 大 分 子 的 特 殊 运 动 体 现 着 生 命 现 象.四、生 物 分 子 都 行 使 专 一 的

9、 功 能 每 种 生 物 分 子 都 具 有 专 一 的 生 物 功 能.核 酸 能 储 存 和 携 带 遗 传 信 息，酶 能 催 化 化 学 反 应，糖 能 提 供 能 量。任 何 生 物 分 子 的 存 在，都 有 其 特 殊 的 生 物 学 意 义。人 们 研 究 某 种 生 物 分 子，就 是 为 了 了 解 和 利 用 它 的 功 能。五、代 谢 是 生 物 分 子 存 在 的 条 件 代 谢 不 仅 产 生 了 生 物 分 子，而 且 使 生 物 分 子 以 一 定 的 有 序 性 处 于 稳 定 的 状 态 中，并 不 断 得 到 自 我 更 新.一 旦 代 谢 停 止，稳 定

10、 的 生 物 分 子 体 系 就 要 向 无 序 发 展，在 变 化 中 解 体，进 入 非 生 命 世 界。六、生 物 分 子 体 系 有 自 我 复 制 的 能 力 遗 传 物 质 DNA能 自 我 复 制，其 他 生 物 分 子 在 DNA的 直 接 或 间 接 指 导 下 合 成.生 物 分 子 的 复 制 合 成，是 生 物 体 繁 殖 的 基 础。七、生 物 分 子 能 够 人 工 合 成 和 改 造 生 物 分 子 是 通 过 漫 长 的 进 化 产 生 的.随 着 生 命 科 学 的 发 展，人 们 已 能 在 体 外 人 工 合 成 各 类 生 物 分 子，以 合 成 和 改

11、 造 生 物 大 分 子 为 目 标 的 生 物 技 术 方 兴 未 艾。第 二 节 生 物 元 素 在 已 知 的 百 余 种 元 素 中，生 命 过 程 所 必 需 的 有 27种，称 为 生 物 元 素。生 物 体 所 采 用 的 构 成 自 身 的 元 素，是 经 过 长 期 的 选 择 确 定 的.生 物 元 素 都 是 在 自 然 界 丰 度 较 高，容 易 得 到，又 能 满 足 生 命 过 程 需 要 的 元 素.一、主 要 生 物 元 素 都 是 轻 元 素 主 要 生 物 元 素 C、H、0.N占 生 物 元 素 总 量 的 95%以 上，其 原 子 序 数 均 在 8以

12、内.它 们 和 S、P.K、Na.Ca.Mg.Cl共 11种 元 素，构 成 生 物 体 全 部 质 量 的 99%以 上，称 为 常 量 元 素，原 子 序 数 均 在 20以 内.另 外 16种 元 素 称 为 微 量 元 素，包 括 B,F,Si,Se,As,I,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Sn.Mo,原 子 序 数 在 53以 内。二、碳 氢 氧 氮 硫 磷 是 生 物 分 子 的 基 本 素 材（一）碳 氢 是 生 物 分 子 的 主 体 元 素 碳 原 子 既 难 得 到 电 子，又 难 失 去 电 子，最 适 于 形 成 共 价 键.碳 原 子 非 凡 的 成

13、键 能 力 和 它 的 四 面 体 构 型，使 它 可 以 自 相 结 合，形 成 结 构 各 异 的 生 物 分 子 骨 架.碳 原 子 又 可 通 过 共 价 键 与 其 它 元 素 结 合，形 成 化 学 性 质 活 泼 的 官 能 团.氢 原 子 能 以 稳 定 的 共 价 键 于 碳 原 子 结 合，构 成 生 物 分 子 的 骨 架.生 物 分 子 的 某 些 氢 原 子 被 称 为 还 原 能 力，它 们 被 氧 化 时 可 放 出 能 量.生 物 分 子 含 氢 量 的 多 少（以 H/C表 示）与 它 们 的 供 能 价 值 直 接 相 关.氢 原 子 还 参与 许 多 官

14、能 团 的 构 成.与 电 负 性 强 的 氨 氮 等 原 子 结 合 的 氢 原 子 还 参 与 氢 键 的 构 成.氢 键 是 维 持 生 物 大 分 子 的 高 级 结 构 的 重 要 作 用 力.（二）氧 氮 硫 磷 构 成 官 能 团 它 们 是 除 碳 以 外 仅 有 的 能 形 成 多 价 共 价 键 的 元 素，可 形 成 各 种 官 能 团 和 杂 环 结 构，对 决 定 生 物 分 子 的 性 质 和 功 能 具 有 重 要 意 义。此 外，硫 磷 还 与 能 量 交 换 直 接 相 关.生 物 体 内 重 要 的 能 量 转 换 反 应，常 与 硫 磷 的 某 些 化 学

15、 键 的 形 成 及 断 裂 有 关.一 些 高 能 分 子 中 的 磷 酸 甘 键 和 硫 酯 键 是 高 能 键.三、无 机 生 物 元 素（-）.利 用 过 渡 元 素 的 配 位 能 力 过 渡 元 素 具 有 空 轨 道，能 与 具 有 孤 对 电 子 的 原 子 以 配 位 键 结 合。不 同 过 渡 元 素 有 不 同 的 配 位 数，可 形 成 各 种 配 位 结 构，如 三 角 形，四 面 体，六 面 体 等.过 渡 元 素 的 络 和 效 应 在 形 成 并 稳 定 生 物 分 子 的 构 象 中，具 有 特 别 重 要 的 意 义.过 渡 元 素 对 电 子 的 吸 引

16、作 用，还 可 导 致 配 体 分 子 的 共 价 键 发 生 极 化，这 对 酶 的 催 化 很 有 用.已 发 现 三 分 之 一 以 上 的 酶 含 有 金 属 元 索，其 中 仅 含 锌 酶 就 有 百 余 种.铁 和 铜 等 多 价 金 属 离 子 还 可 作 为 氧 化 还 原 载 体，担 负 传 递 电 子 的 作 用.在 光 系 统 II中，四 个 镒 原 子 构 成 一 个 电 荷 累 积 器，可 以 累 积 失 去 四 个 电 子，从 而 一 次 氧 化 两 分 子 水，释 放 出 一 分 子 氧，避 免 有 害 中 间 产 物 的 形 成-细 胞 色 素 氧 化 酶 中

17、的 铁-铜 中 心 也 有 类 似 功 能.（二 人 利 用 常 量 离 子 的 电 化 学 效 应 K 等 常 量 离 子，在 生 物 体 的 体 液 中 含 量 较 高，具 有 电 化 学 效 应.它 们 在 保 持 体 液 的 渗 透 压，酸 碱 平 衡，形 成 膜 电 位 及 稳 定 生 物 大 分 子 的 胶 体 状 态 等 方 面 有 重 要 意 义.各 种 生 物 元 素 对 生 命 过 程 都 有 不 可 替 代 的 作 用，必 需 保 持 其 代 谢 平 衡.氟 是 骨 骼 和 牙 釉 的 成 分，以 氟 磷 灰 石 的 形 式 存 在，可 使 骨 晶 体 变 大，坚 硬 并

18、 抗 酸 腐 蚀。所 以 在 饮 食 中 添 加 氟 可 以 预 防 躺 齿.氟 还 可 以 治 疗 骨 质 疏 松 症。但 当 水 中 氟 含 量 达 到 每 升 2 毫 克 时，会 引 起 斑 齿，牙 釉 无 光，粉 白 色，严 重 时 可 产 生 洞 穴.氟 是 烯 醇 化 酶 的 抑 制 剂，又 是 腺 普 酸 环 化 酶 的 激 活 剂。硒 缺 乏 是 克 山 病 的 病 因 之 一，而 硒 过 多 也 可 引 起 疾 病，如 亚 硒 酸 盐 可 引 起 白 内 障。糖 耐 受 因 子（GTF）可 以 促 使 胰 岛 素 与 受 体 结 合，而 铭 可 以 使 烟 酸、甘 氨 酸、谷

19、 氨 酸、半 胱 氨 酸 等 与 GTF络 合.某 些 非 生 物 元 素 进 入 体 内，能 干 扰 生 物 元 素 的 正 常 功 能，从 而 表 现 出 毒 性 作 用。如 镉 能 置 换 锌，使 含 锌 酶 失 活，从 而 使 人 中 毒。某 些 非 生 物 元 素 对 人 体 有 益，如 有 机 错 可 激 活 小 鼠 腹 腔 巨 嗜 细 胞，后 者 介 导 肿 瘤 细 胞 毒 和 抗 原 提 呈 作 用，从 而 发 挥 免 疫 监 视、防 御 和 抗 肿 瘤 作 用.第 三 节 生 物 分 子 中 的 作 用 力 一、两 类 不 同 水 平 的 作 用 力 生 物 体 系 有 两

20、类 不 同 的 作 用 力，一 类 是 生 物 元 素 借 以 结 合 称 为 生 物 分 子 的 强 作 用 力 一 共 价 键，另 一 类 是 决 定 生 物 分 子 高 层 次 结 构 和 生 物 分 子 之 间 借 以 相 互 识 别，结 合，作 用 的 弱 作 用 力 一 非 共 价 相 互 作 用.二、共 价 键 是 生 物 分 子 的 基 本 形 成 力 共 价 键（covalent bond）的 属 性 由 键 能，键 长，键 角 和 极 性 等 参 数 来 描 述，它 们 决 定 分 子 的 基 本 结 构 和 性 质。（一）键 能 键 能 等 于 破 坏 某 一 共 价 键

21、 所 需 的 能 量.键 能 越 大，键 越 稳 定.生 物 分 子 中 常 见 的 共 价 键 的 键 能 一 般 在 300800k j/mol 之 间.（二）键 长 键 长 越 长，键 能 越 弱，容 易 受 外 界 电 场 的 影 响 发 生 极 化，稳 定 性 也 越 差.生 物 分 子 中 键 长 多 在 0.1到 0.18nm之 间.（三）键 角 共 价 键 具 有 方 向 性，一 个 原 子 和 另 外 两 个 原 子 所 形 成 的 键 之 间 的 夹 角 即 为 键 角.根 据 键 长 和 键 角，可 了 解分 子 中 各 个 原 子 的 排 列 情 况 和 分 子 的 极

22、 性。(四)键 的 极 性 共 价 键 的 极 性 是 指 两 原 子 间 电 子 云 的 不 对 称 分 布.极 性 大 小 取 决 于 成 键 原 子 电 负 性 的 差。多 原 子 分 子 的 极 性 状 态 是 各 原 子 电 负 性 的 矢 量 和，在 外 界 电 场 的 影 响 下，共 价 键 的 极 性 会 发 生 改 变.这 种 由 于 外 界 电 场 作 用 引 起 共 价 键 极 性 改 变 的 现 象 称 为 键 的 极 化.键 的 极 性 与 极 化，同 化 学 键 的 反 应 性 有 密 切 关 系.(五)配 位 键 对 生 物 分 子 有 特 殊 意 义 配 位 键

23、(coordinate bond)是 特 殊 的 共 价 键，它 的 共 用 电 子 对 是 由 一 个 原 子 提 供 的。在 生 物 分 子 中，常 以 过 渡 元 素 为 电 子 受 体，以 化 学 基 团 中 的 0、N.S.P等 为 电 子 供 体，形 成 多 配 位 络 和 物。过 渡 元 素 都 有 固 定 的 配 位 数 和 配 位 结 构.在 生 物 体 系 中，形 成 的 多 配 位 体，对 稳 定 生 物 大 分 子 的 构 象，形 成 特 定 的 生 物 分 子 复 合 物 具 有 重 要 意 义。由 多 配 位 体 所 产 生 的 立 体 异 构 现 象，甚 至 比

24、手 性 碳 所 引 起 的 立 体 异 构 现 象 更 为 复 杂.金 属 元 素 的 络 和 效 应，因 能 导 致 配 体 生 物 分 子 内 键 发 生 极 化，增 强 其 反 应 性，而 与 睡 的 催 化 作 用 有 关。三、非 共 价 相 互 作 用(-).非 共 价 作 用 力 对 生 物 体 系 意 义 重 大 非 共 价 相 互 作 用 是 生 物 高 层 次 结 构 的 主 要 作 用 力.非 共 价 作 用 力 包 括 氢 键，静 电 作 用 力，范 德 华 力 和 疏 水 作 用 力。这 些 力 属 于 弱 作 用 力，其 强 度 比 共 价 键 低 一 两 个 数 量

25、 级.这 些 力 单 独 作 用 时，的 确 很 弱，极 不 稳 定，但 在 生 物 高 层 次 结 构 中，许 多 弱 作 用 力 协 同 作 用，往 往 起 到 决 定 生 物 大 分 子 构 象 的 作 用.可 以 毫 不 夸 张 地 说，没 有 对 非 共 价 相 互 作 用 的 理 解，就 不 可 能 对 生 命 现 象 有 深 刻 的 认 识.各 种 非 共 价 相 互 作 用 结 合 能 的 大 小 也 有 差 别，在 不 同 级 别 生 物 结 构 中 的 地 位 也 有 不 同.结 合 能 较 大 的 氢 键，在 较 低 的 结 构 级 别(如 蛋 白 质 的 二 级 结 构

26、)，较 小 的 尺 度 间，把 氢 受 体 基 团 与 氢 供 体 基 团 结 合 起 来。结 合 能 较 小 的 范 德 华 力 则 主 要 在 更 高 的 结 构 级 别，较 大 的 尺 度 间，把 分 子 的 局 部 结 构 或 不 同 分 子 结 合 起 来。(二 八 氢 键 氢 键(hydrogen bond)是 一 种 弱 作 用 力，键 能 只 相 当 于 共 价 键 的 1/30-1/20(12-30 k j/m o l),容 易 被 破 坏，并 具 有 一 定 的 柔 性，容 易 弯 曲。氢 原 子 与 两 侧 的 电 负 性 强 的 原 子 呈 直 线 排 列 时，键 能

27、最 大，当 键 角 发 生 20度 偏 转 时，键 能 降 低 2。%.氢 键 的 键 长 比 共 价 键 长，比 范 德 华 距 离 短，约 为 0.26-0.31 nm.氢 键 对 生 物 体 系 有 重 大 意 义，特 别 是 在 稳 定 生 物 大 分 子 的 二 级 结 构 中 起 主 导 作 用.(三 八 范 德 华 力 范 德 华 力 是 普 遍 存 在 于 原 子 和 分 子 间 的 弱 作 用 力，是 范 德 华 引 力 与 范 德 华 斥 力 的 统 一。引 力 和 斥 力 分 别 和 原 子 间 距 离 的 6次 方 和 12次 方 成 反 比.二 者 达 到 平 衡 时

28、，两 原 子 或 原 子 团 间 保 持 一 定 的 距 离，即 范 德 华 距 离，它 等 于 两 原 子 范 德 华 半 径 的 和。每 个 原 子 或 基 团 都 有 各 自 的 范 德 华 半 径.范 德 华 力 的 本 质 是 偶 极 子 之 间 的 作 用 力，包 括 定 向 力、诱 导 力 和 色 数 力.极 性 基 团 或 分 子 是 永 久 偶 极，它 们 之 间 的 作 用 力 称 为 定 向 力.非 极 性 基 团 或 分 子 在 永 久 偶 极 子 的 诱 导 下 可 以 形 成 诱 导 偶 极 子，这 两 种 偶 极 子 之 间 的 作 用 力 称 为 诱 导 力。非

29、 极 性 基 团 或 分 子，由 于 电 子 相 对 于 原 子 核 的 波 动，而 形 成 的 瞬 间 偶 极 子 之 间 的 作 用 力 称 为 色 散 力.范 德 华 力 比 氢 键 弱 得 多,两 个 原 子 相 距 范 德 华 距 离 时 的 结 合 能 约 为 4 k j/m o l,仅 略 高 于 室 温 时 平 均 热 运 动 能(2.5 k j/m o l)。如 果 两 个 分 子 表 面 几 何 形 态 互 补，由 于 许 多 原 子 协 同 作 用，范 德 华 力 就 能 成 为 分 子 间 有 效 引 力。范 德 华 力 对 生 物 多 层 次 结 构 的 形 成 和

30、分 子 的 相 互 识 别 与 结 合 有 重 要 意 义.(四 八 荷 电 基 团 相 互 作 用 荷 电 基 团 相 互 作 用，包 括 正 负 荷 电 基 团 间 的 引 力，常 称 为 盐 键(s a lt bond)和 同 性 荷 电 基 团 间 的 斥 力.力 的 大 小 与 荷 电 量 成 正 比，与 荷 电 基 团 间 的 距 离 平 方 成 反 比，还 与 介 质 的 极 性 有 关。介 质 的 极 性 对 荷 电 基 团 相 互 作 用 有 屏 蔽 效 应，介 质 的 极 性 越 小，荷 电 基 团 相 互 作 用 越 强。例 如，-C00-与-NH3+间 在 极 性 介

31、质 水 中 的 相 互 作 用 力，仅 为 在 蛋 白 质 分 子 内 部 非 极 性 环 境 中 的 1/2 0,在 真 空 中 的 1/80.(五)、疏 水 相 互 作 用疏 水 相 互 作 用(hydrophobic interact ion)比 范 德 华 力 强 得 多.例 如，一 个 苯 丙 氨 酸 侧 链 由 水 相 转 入 疏 水 相 时,体 系 的 能 量 降 低 约 40kj/mol.生 物 分 子 有 许 多 结 构 部 分 具 有 疏 水 性 质，如 蛋 白 质 的 疏 水 氨 基 酸 侧 链，核 酸 的 碱 基，脂 肪 酸 的 煌 链 等.它 们 之 间 的 疏 水

32、相 互 作 用，在 稳 定 蛋 白 质，核 酸 的 高 层 次 结 构 和 形 成 生 物 膜 中 发 挥 着 主 导 作 用.top第 四 节 生 物 分 子 低 层 次 结 构 的 同 一 性 一、碳 架 是 生 物 分 子 结 构 的 基 础 碳 架 是 生 物 分 子 的 基 本 骨 架，由 碳，氢 构 成.生 物 分 子 碳 架 的 大 小 组 成 不 一，几 何 形 状 结 构 各 异，具 有 丰 富 的 多 样 性。生 物 小 分 子 的 分 子 量 一 般 在 500以 下，包 括 2-30个 碳 原 子。碳 架 结 构 有 线 形 的，有 分 支 形 的，也 有 环 形 的；

33、有 饱 和 的，也 有 不 饱 和 的.变 化 多 端 的 碳 架 与 种 类 有 限 的 官 能 团，共 同 组 成 形 形 色 色 的 生 物 分 子 的 低 层 次 结 构 一 生 物 小 分 子.二、官 能 团 限 定 分 子 的 性 质(一)官 能 团 是 易 反 应 基 团 官 能 团 是 生 物 分 子 中 化 学 性 质 比 较 活 泼，容 易 发 生 化 学 反 应 的 原 子 或 基 团.含 有 相 同 官 能 团 的 分 子，具 有 类 似 的 性 质.官 能 团 限 定 生 物 分 子 的 主 要 性 质.然 而，在 整 个 分 子 中，某 一 官 能 团 的 性 质

34、总 要 受 到 分 子 其 它 部 分 电 荷 效 应 和 立 体 效 应 的 影 响.任 何 一 种 分 子 的 具 体 性 质，都 是 其 整 体 结 构 的 反 应。(二)主 要 的 官 能 团 生 物 分 子 中 的 主 要 官 能 团 和 有 关 的 化 学 键 有：羟 基(hydroxyl g ro u p)有 极 性，一 般 不 解 离，能 与 酸 生 成 酯，可 作 为 氢 键 供 体。默 基(carbonyl g ro u p)有 极 性，可 作 为 氢 键 受 体。照 基(carboxyl g ro u p)有 极 性，能 解 离，一 般 显 弱 酸 性.氨 基(amino

35、 g ro u p)有 极 性，可 结 合 质 子 生 成 镀 阳 离 子.酰 胺 基(amido g ro u p)由 施 基 与 氨 基 缩 合 而 成，有 极 性，其 中 的 氧 和 氮 都 可 作 为 氢 键 供 体.肽 链 中 联 接 氨 基 酸 的 酰 胺 键 称 为 肽 键.疏 基(sulfhydryl g ro u p)有 极 性，在 中 性 条 件 下 不 解 离。易 氧 化 成 二 硫 键-S-S-胭 基(guanidino g ro u p)强 碱 性 基 团，可 结 合 质 子。胭 基 磷 酸 键 是 高 能 键。双 键(double b on d)由 一 个。键 和

36、一 个 rt键 构 成，其 中 TT键 键 能 小，电 子 流 动 性 很 大，易 发 生 极 化 断 裂 而 产 生 反 应.双 键 不 能 旋 转，有 顺 反 异 构 现 象。规 定 用 顺(c is)表 示 两 个 相 同 或 相 近 的 原 子 或 基 团 在 双 键 同 侧 的 异 构 体，用 反(t rans)表 示 相 同 原 子 位 于 双 键 两 侧 的 异 构 体。焦 磷 酸 键(pyrophosphate b on d)由 磷 酸 缩 合 而 成，是 高 能 键。一 摩 尔 ATP水 解 成 ADP可 放 出 7.3千 卡 能 量，而 葡 萄 糖-6-磷 酸 只 有 3.

37、3千 卡。氧 酯 键(ester bond)和 硫 酯 键(thioester bond)分 别 由 竣 基 与 羟 基 和 疏 基 缩 水 而 成。硫 酯 锭 是 高 能 键。磷 酸 酯 键 Shosphoester b o n d)由 磷 酸 与 羟 基 缩 水 而 成。磷 酸 与 两 个 羟 基 结 合 时，称 为 磷 酸 二 酯 键。这 两 种 键 中 的 磷 酸 羟 基 可 解 离 成 阴 离 子。生 物 小 分 子 大 多 是 双 官 能 团 或 多 官 能 团 分 子，如 糖 是 多 羟 基 醛(酮)，氨 基 酸 是 含 有 氨 基 的 瘦 酸。官 能 团 在 碳 链 中 的 位

38、 置 和 在 碳 原 子 四 周 的 空 间 排 布 的 不 同，进 一 步 丰 富 了 生 物 分 子 的 异 构 现 象.三、杂 环 集 碳 架 和 官 能 团 于 一 体()大 部 分 生 物 分 子 含 有 杂 环 杂 环(heterocycle)是 破 环 中 有 一 个 或 多 个 碳 原 子 被 氮 氧 硫 等 杂 原 子 取 代 所 形 成 的 结 构。由 于 杂 原 子 的 存 在，杂 环 体 系 有 了 独 特 的 性 质“生 物 分 子 大 多 有 杂 环 结 构，如 氨 基 酸 中 有 咪 喳，。引 味;核 普 酸 中 有 啥 01,喋 吟，糖 结 构 中 有 此 喃

39、和。夫 喃。(二)分 类 命 名 和 原 子 标 位 1.分 类 根 据 成 环 原 子 数 目 分 为 五 元 杂 环 和 六 元 杂 环 等。根 据 环 的 数 目 分 为 单 杂 环 和 稠 杂 环.2.命 名 杂 环 的 命 名 法 有 两 种，即 俗 名 与 系 统 名.我 国 常 用 外 文 俗 名 译 音 用 带 口 旁 的 汉 字 表 示。(三)常 见 杂 环五 元 杂 环:吠 喃，叱 咯，嘎 吩，咪 喳 等 六 元 杂 环:。比 喃，。比 1 定，喀 嚏 等 稠 杂 环：呻 珠，嗓 吟 等 四、异 构 现 象 丰 富 了 分 子 结 构 的 多 样 性（一）生 物 分 子 有

40、 复 杂 的 异 构 现 象 异 构 体（isomer）是 原 子 组 成 相 同 而 结 构 或 构 型 不 同 的 分 子.异 构 现 象 分 类 如 下：1.结 构 异 构 由 于 原 子 之 间 连 接 方 式 不 同 所 引 起 的 异 构 现 象 称 为 结 构 异 构 1，结 构 异 构 包 括：（1）由 碳 架 不 同 产 生 的 碳 架 异 构；（2）由 官 能 团 位 置 不 同 产 生 的 位 置 异 构；（3）由 官 能 团 不 同 而 产 生 的 官 能 团 异 构.如 丙 基 和 异 丙 基 互 为 碳 架 异 构 体，a-丙 氨 酸 和 b-丙 氨 酸 互 为 位

41、 置 异 构 体，丙 醛 糖 和 丙 酮 糖 互 为 官 能 团 异 构 体.2.立 体 异 构 同 一 结 构 异 构 体，由 于 原 子 或 基 团 在 三 维 空 间 的 排 布 方 式 不 同 所 引 起 的 异 构 现 象 称 为 立 体 异 构 现 象。立 体 异 构 可 分 为 构 型 异 构 和 构 象 异 构.通 常 将 分 子 中 原 子 或 原 子 团 在 空 间 位 置 上 一 定 的 排 布 方 式 称 为 构 型。构 型 异 构 是 结 构 相 同 而 构 型 不 同 的 异 构 现 象.构 型 异 构 又 包 括 顺 反 异 构 和 光 学 异 构.构 型 相 同

42、 的 分 子，可 由 于 单 键 旋 转 产 生 很 多 不 同 立 体 异 构 体，这 种 现 象 称 为 构 象 异 构.互 变 异 构 指 两 种 异 构 体 互 相 转 变，并 可 达 到 平 衡 的 异 构 现 象.各 种 异 构 现 象 丰 富 了 生 物 分 子 的 多 样 性，扩 充 了 生 命 过 程 对 分 子 结 构 的 选 择 范 围.（二）手 性 碳 原 子 引 起 的 光 学 异 构 左 手 与 右 手 互 为 实 物 与 镜 像 的 关 系，不 能 相 互 重 合-分 子 与 其 镜 像 不 能 相 互 重 合 的 特 性 称 为 手 性（chirality）,生

43、 物 分 子 大 多 具 有 手 性.结 合 4 个 不 同 原 子 或 基 团 的 碳 原 子，与 其 镜 像 不 能 重 合，称 为 手 性 碳 原 子，又 称 不 对 称 碳 原 子。手 性 碳 原 子 具 有 左 手 与 右 手 两 种 构 型.具 有 手 性 碳 原 子 的 分 子，称 为 手 性 分 子.具 有 n 个 手 性 碳 原 子 的 分 子，有 2n个 立 体 异 构 体.两 两 互 有 实 物 与 镜 像 关 系 的 异 构 体，称 为 对 映 体（enant iomer）。彼 此 没 有 实 物 与 镜 像 关 系 的，称 为 非 对 映 体。对 映 体 不 论 有

44、几 个 手 性 碳 原 子，每 个 手 性 碳 原 子 的 构 型 都 对 应 相 反,非 对 映 体 有 两 个 或 两 个 以 上 手 性 碳 原 子，其 中 只 有 部 分 手 性 碳 原 子 构 型 相 反。其 中 只 有 一 个 手 性 碳 原 子 构 型 相 反 的，又 称 为 差 向 异 构 体（epimer）.手 性 分 子 具 有 旋 光 性，所 以 又 称 为 光 学 异 构 体。手 性 分 子 构 型 表 示 法：有 L-D系 统 和 R-S系 统 两 种.生 物 化 学 中 习 惯 采 用 前 者，按 系 统 命 名 原 则，将 分 子 的 主 链 竖 向 排 列，氧

45、化 度 高 的 碳 原 子 或 序 号 为 1 的 碳 原 子 放 在 上 方，氧 化 度 低 的 碳 原 子 放 在 下 方，写 出 费 歇 尔 投 影 式。规 定：分 子 的 手 性 碳 处 于 纸 面，手 性 碳 的 四 个 价 键 和 所 结 合 的 原 子 或 基 团，两 个 指 向 纸 面 前 方，用 横 线 表 示，两 个 指 向 纸 面 后 方，用 竖 线 表 示。例 如，甘 油 醛 有 以 下 两 个 构 型 异 构 体：人 为 规 定 羟 基 在 右 侧 的 为 D-构 型，在 左 侧 是 L-构 型。括 号 中 的+,-分 别 表 示 右 旋 和 左 旋。构 型 与 旋

46、光 方 向 没 有 对 应 关 系,具 有 多 个 手 性 碳 原 子 的 分 子，按 碳 链 最 下 端 手 性 碳 的 构 型，将 它 们 分 为 D,L-两 种 构 型 系 列.在 糖 和 氨 基 酸 等 的 命 名 中，普 遍 采 用 L,D-构 型 表 示 法.（三）单 键 旋 转 引 起 构 象 异 构 结 合 两 个 多 价 原 子 的 单 键 的 旋 转，可 使 分 子 中 的 其 余 原 子 或 基 团 的 空 间 取 向 发 生 改 变，从 而 产 生 种 种 可 能 的 有 差 别 的 立 体 形 象，这 种 现 象 称 为 构 象 异 构。构 象 异 构 赋 予 生 物

47、 大 分 子 的 构 象 柔 顺 性。与 构 型 相 比，构 象 是 对 分 子 中 各 原 子 空 间 排 布 情 况 的 更 深 入 的 探 讨，以 阐 明 同 一 构 型 分 子 在 非 键 合 原 子 间 相 互 作 用 的 影 响 下，所 发 生 的 立 体 结 构 的 变 化.（四）互 变 异 构 由 氢 原 子 转 移 引 起，如 酮 和 烯 醇 的 互 变 异 构.DNA中 碱 基 的 互 变 异 构 与 自 发 突 变 有 关，酶 的 互 变 异 构 与 催 化 有 关，在 代 谢 过 程 中 也 常 发 生 代 谢 物 的 互 变 异 构.第 五 节 生 物 大 分 子 一

48、、定 义 生 物 大 分 子 都 是 由 小 分 子 构 件 聚 合 而 成 的，称 为 生 物 多 聚 物.其 中 的 构 件 在 聚 合 时 发 生 脱 水，所 以 称 为 残 基.由 相 同 残 基 构 成 的 称 为 同 聚 物，由 不 同 残 基 构 成 的 称 为 杂 聚 物.二、结 构 层 次生 物 大 分 子 具 有 多 级 结 构 层 次，如 一 级 结 构、二 级 结 构、三 级 结 构 和 四 级 结 构。三、组 装 一 级 结 构 的 组 装 是 模 板 指 导 组 装，高 级 结 构 的 组 装 是 自 我 组 装，一 级 结 构 不 仅 提 供 组 装 的 信 息，

49、而 且 提 供 组 装 的 能 量，使 其 自 发 进 行。四、互 补 结 合 生 物 大 分 子 之 间 的 结 合 是 互 补 结 合。这 种 互 补，可 以 是 几 何 形 状 上 的 互 补，也 可 以 是 疏 水 区 之 间 的 互 补、氢 键 供 体 与 氢 键 受 体 的 互 补、相 反 电 荷 之 间 的 互 补。互 补 结 合 可 以 最 大 限 度 地 降 低 体 系 能 量，使 复 合 物 稳 定。互 补 结 合 是 一 个 诱 导 契 合 的 过 程 注：本 笔 记 第 一 章 为 生 物 分 子 的 概 述，介 绍 了 生 物 分 子 的 的 特 征 及 部 分 有

50、机 化 学 的 基 本 内 容，本 章 为 提 取 各 章 节 生 物 化 学 相 关 基 础（有 机 化 学 知 识），主 要 来 源 于 第 一 章 内 容。掌 握 该 部 分 知 识 有 助 于 生 物 化 学 的 学 习。Cytosine本 章 只 作 基 础 内 容 添 加 入 本 笔 记,ThymineGuanin。-.“一 二 二 本 章 考 点 少。/（Uckbooo第 二 章 糖 类 提 要 一、定 义 糖、单 糖、寡 糖、多 糖、结 合 糖、吠 喃 糖、唯 喃 糖、糖 苔、手 性 二、结 构 1.链 式:Glc Man、Gal、Fru,Rib、dRib2.环 式：顺 时 针