生物化學(xué)原理教學(xué)大綱(清華大學(xué))

1、生物化學(xué)原理教學(xué)大綱（清華大學(xué)）王 希 成第一章 氨基酸和蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)（學(xué)時7）教學(xué)要求：（1）了解氨基酸的分類、結(jié)構(gòu)和一些重要的化學(xué)反應(yīng)以及一些分析方法，要注意氨基酸是個具有兩性性質(zhì)的分子，弄清楚氨基酸的pK值，以及會求pI（2）掌握肽鍵、蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)概念，蛋白質(zhì)分離純化的各種方法，幾種主要蛋白酶的作用部位和蛋白質(zhì)氨基酸序列確定的方法教學(xué)內(nèi)容：（1）蛋白質(zhì)是由二十種不同的氨基酸構(gòu)成的（氨基酸分類， 氨基酸的兩性性質(zhì)，氨基酸的化學(xué)反應(yīng)，氨基酸的分離純化）（2）蛋白質(zhì)中的氨基酸是通過肽鍵連接的（肽鍵的形成，肽的化學(xué)合成，多肽的化學(xué)反應(yīng)）（3）蛋白質(zhì)可以通過各種生物化學(xué)技術(shù)純化（凝膠過濾，電

2、泳，離子交換以及親和層析）（4）蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)就是蛋白質(zhì)的氨基酸序列（Edman降解測序方法，幾種蛋白酶的作用部位，蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)與進(jìn)化關(guān)系）第二章 蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)和功能（學(xué)時3）教學(xué)要求：（1） 掌握a-螺旋、b-折疊和膠原的結(jié)構(gòu)特征，二級、三級和四級結(jié)構(gòu)概念，維持蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的主要作用力（2） 熟悉肌紅蛋白和血紅蛋白結(jié)構(gòu)特征以及它們的氧飽和曲線和鐮刀型細(xì)胞貧血病的起因教學(xué)內(nèi)容：（1）蛋白質(zhì)存在著四種水平的結(jié)構(gòu)（蛋白質(zhì)一級、二級、三級和四級結(jié)構(gòu)）（2）肽鏈在構(gòu)象上受到很大的限制（a-螺旋，b折疊，膠原結(jié)構(gòu)）（3）肌紅蛋白是第一個被確定具有三級結(jié)構(gòu)的蛋白（4）球蛋白的折疊依賴于各種相互作

3、用，變性劑可引起蛋白質(zhì)去折疊（5）伴娘蛋白（Chaperones）協(xié)助蛋白質(zhì)折疊（6）具有四級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)是球狀亞基的組裝體（血紅蛋白是個四聚體蛋白， 血紅蛋白和肌紅蛋白的氧合曲線不同， 血紅蛋白是個別構(gòu)蛋白， 鐮刀型細(xì)胞貧血病是一種分子?。┑谌?酶（學(xué)時6）教學(xué)要求：（1） 了解酶的分類和命名，酶與一般催化劑的異同（2） 掌握一些概念：活化能、活性中心、反應(yīng)初速度、比活性、Km、酶原、別構(gòu)酶、同功酶、競爭性抑制，非競爭性抑制、最適pH等（3） 了解米式方程的推導(dǎo)過程和假設(shè)的前題條件（4） 影響酶促反應(yīng)的各種因素教學(xué)內(nèi)容：（1）酶可以按催化的反應(yīng)類型分類（2）米氏方程是表示酶促反應(yīng)的速度方程

4、（米氏方程，Km、Vmax、中間產(chǎn)物學(xué)說）（3）可逆抑制劑通過非共價鍵與酶結(jié)合（競爭性、反競爭性和非競爭性抑制作用）（4）絲氨酸蛋白酶可以說明酶活性的許多特征（5）調(diào)節(jié)酶一般都是寡聚體（別構(gòu)調(diào)節(jié)作用，天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶，磷酸化作用調(diào)控）（6）存在著幾種解釋酶催化作用的機(jī)制（酶的催化機(jī)制，酶的催化中心，酸堿催化機(jī)制，共價催化，靠近效應(yīng)）（7）催化抗體具有許多酶的特性第四章 輔酶（學(xué)時2）教學(xué)要求：（1） 了解和掌握一些主要的水溶性維生素的名稱、結(jié)構(gòu)、生理作用和它們的輔酶形式。（2） 了解4種脂溶性維生素的生理作用教學(xué)內(nèi)容：（1）主要B族維生素的結(jié)構(gòu)和它們的輔酶形式（NAD、NADP，F(xiàn)AD、FM

5、N，輔酶A，硫胺素焦磷酸，磷酸吡哆醛，生物素，四氫葉酸，維生素B12，硫辛酸）（2）4種脂溶性維生素的結(jié)構(gòu)和生理功能（維生素A、D、E、K）第五章 糖（學(xué)時2）教學(xué)要求：（1） 了解葡萄糖的鏈狀和環(huán)狀結(jié)構(gòu)是如何通過實(shí)驗(yàn)確定的，葡萄糖的分子構(gòu)象（2） 能畫出主要的單糖葡萄糖、果糖、核糖、脫氧核糖，以及一些雙糖，如麥芽糖、蔗糖、乳糖等糖分子的結(jié)構(gòu)（3） 了解糖有那些重要的理化性質(zhì)（4） 了解幾種常見的多糖和粘多糖分子結(jié)構(gòu)的異同教學(xué)內(nèi)容：（1）大多數(shù)單糖都是手性化合物（醛糖、酮糖，單糖的構(gòu)象，一些單糖衍生物）（2）二糖是兩個單糖通過糖苷鍵連接形成的（3）單糖和大多數(shù)多糖是還原糖（5） 多糖是單糖殘基

6、的大的聚合物（同多糖：淀粉、糖原，結(jié)構(gòu)同多糖：纖維素、幾丁質(zhì)）（6） 糖蛋白有三種主要類型第六章 脂和生物膜（學(xué)時3）教學(xué)要求：（1） 了解天然脂肪酸的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)（2） 掌握幾種重要磷脂的結(jié)構(gòu)、特性和生理作用（3） 能描述生物膜的組成形式，給出膜流動鑲嵌模型的要點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容：（1） 脂肪酸是許多脂的成分（2） 甘油磷脂是生物膜的主要成分（3） 脂雙層形成膜的基本結(jié)構(gòu)（脂質(zhì)體，流動鑲嵌模型）第七章 核酸（學(xué)時5）教學(xué)要求：（1） 能畫出主要的嘌呤、嘧啶、核苷、核苷酸的結(jié)構(gòu)。了解DNA和RNA在組成、結(jié)構(gòu)和功能上的差異（2） 掌握DNA雙螺旋模型的要點(diǎn)，以及模型在生物學(xué)上的意義（3） 弄清楚DNA超

7、螺旋形成過程和特點(diǎn)（4） 了解幾種類型RNA結(jié)構(gòu)特征（5） 了解核酸變性和復(fù)性時反映在光譜學(xué)上的變化，以及核酸雜化原理教學(xué)內(nèi)容：（1）核苷酸是DNA和RNA的構(gòu)件分子（堿基，核苷，核苷酸，磷酸二酯鍵）（2）DNA是遺傳物質(zhì)（肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化作用，噬菌體轉(zhuǎn)導(dǎo)作用）（3）DNA二級結(jié)構(gòu)是一個雙螺旋結(jié)構(gòu)（Chargaff法則，DNA的X衍射圖，雙螺旋模型）（4）DNA雙螺旋可以以幾種不同類型的構(gòu)象存在（A、B和Z構(gòu)型）（5）環(huán)狀雙螺旋DNA可形成超螺旋（DNA的三級結(jié)構(gòu)）（6） 細(xì)胞中含有幾種類型的RNA（rRNA、mRNA、tRNA和snRNA）（7） 核酸分子的理化特性（增色效應(yīng)，減色效應(yīng)，Tm，

8、變性，雜化）第八章 代謝導(dǎo)論（學(xué)時2）教學(xué)要求：（1） 了解代謝的全貌。糖、脂、蛋白質(zhì)共同的代謝中樞途徑（2） 熟悉標(biāo)準(zhǔn)自由能變化、氧化還原電位的概念，以及G°計(jì)算教學(xué)內(nèi)容：（1）細(xì)胞中代謝包括分解代謝和合成代謝（反應(yīng)區(qū)域，能量載體，還原力）（2）反應(yīng)的平衡常數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)自由能變化有關(guān)（3）代謝途徑可以通過不同的方法研究第九章 酵解和檸檬酸循環(huán)（學(xué)時5）教學(xué)要求：（1） 掌握一些基本概念：酵解，發(fā)酵，底物水平磷酸化，致死合成，巴斯德效應(yīng)（2） 熟悉酵解途徑中的各步酶促反應(yīng)以及與發(fā)酵途徑的區(qū)別（3） 熟悉檸檬酸循環(huán)途徑中的各步酶促反應(yīng)，以及各步反應(yīng)酶的作用特點(diǎn)（4） 會分析和計(jì)算酵解和檸檬

9、酸循環(huán)中產(chǎn)生的能量，以及底物分子中標(biāo)記碳的去向教學(xué)內(nèi)容：（1） 糖酵解是個普遍存在的糖代謝途徑（糖酵解10步酶促反應(yīng)，底物水平磷酸化，酒精發(fā)酵，乳酸發(fā)酵，巴斯德效應(yīng)）（2） 檸檬酸循環(huán)可生成貯能豐富的分子（丙酮酸脫羧形成乙酰CoA，檸檬酸循環(huán)8步酶促反應(yīng)，還原型輔酶的生成，檸檬酸循環(huán)的調(diào)控，代謝物進(jìn)出檸檬酸循環(huán) 路徑）（3） 植物中乙醛酸循環(huán)是檸檬酸循環(huán)的支路第十章 糖代謝中的其它途徑（學(xué)時3）教學(xué)要求：（1） 了解戊糖磷酸途徑的生物學(xué)意義：提供核糖-5-磷酸和NADPH（2） 了解糖代謝的次要途徑葡萄糖醛酸途徑可以生成糖醛酸和抗壞血酸（人除外）（3） 了解酵解和糖異生途徑是有分有合的，要記住

10、乙酰CoA不能凈合成糖的（植物除外）教學(xué)內(nèi)容：（1） 戊糖磷酸途徑能提供核糖-5-磷酸和NADPH（2） 葡萄糖醛酸途徑可以生成糖醛酸和抗壞血酸（3） 飲食中的其它糖可以經(jīng)酵解途徑降解（果糖，半乳糖，甘露糖）（4） 糖原降解和生物合成途徑是分開的（磷酸化酶、轉(zhuǎn)移酶、去分支酶，UDP葡萄糖）（5） 葡萄糖可以通過糖異生途徑由非糖物質(zhì)合成（三個能障）第十一章 電子傳遞和氧化磷酸化（學(xué)時2）教學(xué)要求：（1） 熟悉氧化與還原反應(yīng)是如何通過電子傳遞鏈耦聯(lián)的。質(zhì)子濃度梯度差是如何形成的（2） 掌握化學(xué)滲透假說的要點(diǎn)，以及電子傳遞是如何與ADP的磷酸化耦聯(lián)的（3） 熟悉胞液中的NADH轉(zhuǎn)換為線粒體中的NAD

11、H的途徑教學(xué)內(nèi)容：（1） 化學(xué)滲透假說解釋了電子傳遞是如何與ADP的磷酸化耦聯(lián)的（2） 電子傳遞和氧化磷酸化取決于蛋白質(zhì)復(fù)合體（電子傳遞中的輔助因子，復(fù)合體I，II，III，IV和復(fù)合體V）（3） 穿梭機(jī)制使得胞液中的NADH可被有氧氧化（甘油磷酸穿梭機(jī)制， 蘋果酸天冬氨酸穿梭機(jī)制）第十二章 光合作用（學(xué)時2）教學(xué)要求：（1） 掌握一些主要的概念：光合作用和呼吸作用，光合色素，光合單位，光合系統(tǒng)，光合磷酸化，非循環(huán)式和循環(huán)式光合磷酸化的區(qū)別，Calvin循環(huán)和四碳二羧酸循環(huán)（2） 了解光反應(yīng)發(fā)生的部位和反應(yīng)條件，光反應(yīng)的主要產(chǎn)物（3） 了解固定CO2的載體和第一個產(chǎn)物，Calvin循環(huán)和四碳二

12、羧酸循環(huán)途徑和兩者區(qū)別教學(xué)內(nèi)容：（1） 藻類和植物中的光合作用發(fā)生在葉綠體（葉綠素，類囊體膜，光系統(tǒng)）（2） 非循環(huán)電子傳遞導(dǎo)致NADP還原為NADPH（3） 循環(huán)電子傳遞可以增強(qiáng)跨類囊體膜的質(zhì)子濃度梯度（4） 還原戊糖磷酸循環(huán)反應(yīng)將CO2同化為糖（5） C4途徑可以有效地濃縮和固定CO2第十三章 脂代謝（學(xué)時3）教學(xué)要求：（1） 重點(diǎn)掌握脂肪酸氧化過程，參與反應(yīng)的酶、輔基和輔酶（2） 會計(jì)算飽和、不飽和脂肪酸經(jīng)氧化，檸檬酸循環(huán)和氧化磷酸化徹底氧化為CO2和水所產(chǎn)生的能量（3） 了解酮體生成的部位、生成過程及危害（4） 了解脂肪酸合成的過程以及與脂肪酸分解過程的主要差別（5） 了解甘油磷脂以及

13、膽固醇生物合成的基本途徑教學(xué)內(nèi)容：（1） 脂肪酸氧化的主要方式是-氧化（脂肪酸激活， 脂酰CoA轉(zhuǎn)運(yùn)， 脂肪酸氧化）（2） 奇數(shù)碳脂肪酸的-氧化有丙酰CoA生成（3） 酮體是燃料分子（酮體在肝臟中的合成，酮體在線粒體中的氧化）（4） 脂肪酸的合成是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的（乙酰CoA的轉(zhuǎn)運(yùn)，丙二酰CoA的生成，脂肪酸合成酶復(fù)合體催化的脂肪酸合成）（5） 磷脂和三脂酰甘油的合成是通過共同途徑合成的（6） 膽固醇是由細(xì)胞質(zhì)中的乙酰CoA合成的第十四章 氨基酸代謝（學(xué)時3）教學(xué)要求：（1） 掌握一些主要的概念：轉(zhuǎn)氨作用，氧化脫氨，鳥氨酸循環(huán)，生酮和生糖氨基酸（2） 熟悉鳥氨酸循環(huán)發(fā)生的部位，循環(huán)中的各步酶促

14、反應(yīng)，尿素氮的來源（3） 了解氨基酸碳骨架的氧化途徑，特別是與代謝中心途徑（酵解和檸檬酸循環(huán)）的關(guān)系，以及一些氨基酸代謝中酶的缺損引起的遺傳病（4） 了解非必需氨基酸和必需氨基酸合成的基本過程教學(xué)內(nèi)容：（1） 生物圈中的氮處于循環(huán)中（生物固氮，氨的生成，氧化脫氨，轉(zhuǎn)氨作用）（2） 許多非必需氨基酸可直接由中間代謝物合成（3） 細(xì)菌和植物合成動物所必需的氨基酸（4） 氨基酸分解代謝常開始于脫氨作用（5） 尿素循環(huán)將氨轉(zhuǎn)化為尿素（氨甲酰磷酸的生成， 尿素循環(huán)，尿素的合成的調(diào)控）氨基酸碳骨架的降解會聚在代謝的主要途徑檸檬酸循環(huán)途徑第十五章 核苷酸代謝（學(xué)時2）教學(xué)要求：（1） 熟悉嘌呤環(huán)和嘧啶環(huán)上各

15、個原子的來源（2） 了解嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸從頭合成的過程以及最初產(chǎn)物。二者合成途徑的差異（3） 了解核苷酸補(bǔ)救合成途徑的重要意義（4） 了解核苷酸降解的過程和終產(chǎn)物，尿酸堆積引起的疾病和治療方法教學(xué)內(nèi)容：（1） 核苷酸生物合成需要磷酸核糖焦磷酸。（2） 嘌呤核苷酸從頭合成的最初產(chǎn)物是次黃嘌呤核苷酸（嘌呤環(huán)上各個原子的來源）（3） 核苷酸可以通過補(bǔ)救途徑合成（4） 嘧啶核苷酸的從頭合成途徑的最初產(chǎn)物是UMP（5） 嘌呤核苷酸降解產(chǎn)生尿酸（6）嘧啶可以降解生成乙酰CoA和琥珀酰CoA第十六章 激素（學(xué)時2）教學(xué)要求：（1） 了解生物體內(nèi)存在的激素類型，激素作用的兩種類型。熟悉存在的幾種第二信使

16、（2） 重點(diǎn)掌握腎上腺素、甲狀腺素的結(jié)構(gòu)以及它們作用的原理和引起的生理作用（3） 了解胰島素和胰高血糖素的生理作用教學(xué)內(nèi)容：（1） 有些激素只影響表面存在特異受體的細(xì)胞（cAMP，肌醇三磷酸，二脂酰甘油）（2） 胰島素和許多生長因子的受體是酪氨酸激酶（3） 類固醇和甲狀腺激素進(jìn)入核內(nèi)改變基因表達(dá)（4） 胰高血糖素可引起脂肪和肝組織中cAMP濃度的增加（5） 腎上腺素也是通過cAMP起作用的（6） 胰島素可激活許多細(xì)胞中的酪氨酸激酶第十七章 DNA復(fù)制（學(xué)時3）教學(xué)要求：（1）掌握一些基本概念：中心法則，半保留復(fù)制，前導(dǎo)鏈，滯后鏈，復(fù)制叉，不連續(xù)復(fù)制，岡崎片段（2）了解幾類DNA聚合酶的催化特點(diǎn)

17、，DNA復(fù)制的一般過程，以及原核細(xì)胞和真核細(xì)胞DNA合成的異同，逆轉(zhuǎn)錄酶催化cDNA的合成特點(diǎn)（3） 了解DNA損傷和幾種修復(fù)的機(jī)制（4） 了解PCR有選擇擴(kuò)增DNA的原理教學(xué)內(nèi)容：（1） DNA復(fù)制是半保留式的（復(fù)制雙向進(jìn)行，DNA聚合酶III催化的聚合反應(yīng)）（2） DNA聚合酶III同時催化兩條鏈的合成（滯后鏈DNA的不連續(xù)合成，崗崎片段，RNA引物，RNA引物切除，崗崎片段延伸，崗崎片段連接，復(fù)制叉移動）（3） DNA復(fù)制起始于細(xì)菌染色體上的唯一的一個部位，終止于ter區(qū)（4） 除了標(biāo)準(zhǔn)的DNA復(fù)制方式之外，還存在其它復(fù)制方式（滾環(huán)復(fù)制機(jī)制，延遲合成， 逆轉(zhuǎn)錄酶催化的cDNA合成）（5）

18、 利用PCR可以有選擇地放大DNA序列（6） 損傷的DNA可以修復(fù)（脫嘌呤，脫氨和形成胸腺嘧啶二聚體造成的DNA損傷，自然選擇， E.coli中存在的4種修復(fù)系統(tǒng)）第十八章 RNA合成（學(xué)時2）教學(xué)要求：（1） 了解RNA合成涉及的起始、延伸和終止三個過程，一些抗生素對合成的抑制作用（2） 大多數(shù)RNA剪接機(jī)制，特別是幾類自我剪接機(jī)制，掌握核酶的概念教學(xué)內(nèi)容：（1） RNA合成涉及三個過程：起始，延伸和終止（DNA依賴性的RNA聚合酶，啟動子序列，核苷?；D(zhuǎn)移反應(yīng)，轉(zhuǎn)錄終止，一些抗生素對RNA合成的抑制作用）（2） 大多數(shù)RNA剪接機(jī)制都需要一個RNA催化的兩步反應(yīng)（第I類、第II類內(nèi)含子的自我剪接，hnRNA剪接，核酶）（3） rRNA和tRNA是從前體轉(zhuǎn)錄本加工來的，加工后的mRNA含有一個5甲基鳥苷帽子和3-聚腺苷酸尾巴第十九章 蛋白質(zhì)合成（學(xué)時3）教學(xué)要求：（1） 掌握一些基本概念：密碼，反密碼，氨基酸活化，“擺動”學(xué)說（2） 了解tRNA分子在蛋白質(zhì)合成中的作用（3） 了解多肽合成的三個過程，以及一些抗生素和毒素對合成的抑制作用教學(xué)內(nèi)容：（1） 遺傳密碼是三聯(lián)體密碼（2） 蛋白質(zhì)合成需要tRNA分子（tRNA的三維結(jié)構(gòu)，“擺動”學(xué)說，氨酰-tRNA合成酶催化的氨酰-tRN