《生物化學(xué)》教案

1、生物化學(xué)教案第一章 蛋白質(zhì)（4學(xué)時）本章重點：蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、重要性質(zhì)及結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。明確蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同層次之間的聯(lián)系，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)酶和信息代謝奠定基礎(chǔ)1關(guān)于氨基酸重點講授20種基本氨基酸的結(jié)構(gòu)及重要性質(zhì)，注意：（1）要求學(xué)生記住20種基本氨基酸的結(jié)構(gòu)及三字母縮寫。近年發(fā)現(xiàn)谷胱甘肽過氧化物酶中存在硒代半胱氨酸，有證據(jù)表明此氨基酸由終止密碼UGA編碼，可能是第21種蛋白質(zhì)氨基酸。（2）氨基酸的滴定曲線以丙氨酸為主來講，簡單介紹兩種側(cè)鏈可解離的氨基酸（組氨酸和谷氨酸）滴定曲線。提問：pH=pKa時，緩沖能力最大，等電點時緩沖能力最小，為什么？His在生理pH條件下為什么是唯一具有緩沖能力的

2、氨基酸？（3）氨基酸的等電點計算公式的推導(dǎo)提問：不同pH下的組成分析和電泳行為？pH>pI時，氨基酸帶負(fù)電荷，-COOH解離成-COO-，向正極移動。pH=pI時，氨基酸凈電荷為零，溶解度最小pH<pI時，氨基酸帶正電荷，-NH2解離成-N+H3，向負(fù)極移動。（5）8種必需氨基酸的巧妙記憶：Ile、Met 、Val 、Leu、Trp、 Phe、 Thr、Lys 一 家 寫 兩 三 本 書 來（6）氨基酸的化學(xué)反應(yīng)強調(diào)參與反應(yīng)的基團(tuán)2蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)：（1）闡明概念：一級結(jié)構(gòu)、構(gòu)型與構(gòu)象、二級結(jié)構(gòu)、酰胺平面、超二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)域、四級結(jié)構(gòu)（2）通過示意圖講授每一級結(jié)構(gòu)層次的特

3、點，并結(jié)合實例加深理解。一級結(jié)構(gòu)-胰島素、牛胰核糖核酸酶超二級結(jié)構(gòu)- 角蛋白、彈性蛋白、膠原蛋白三級結(jié)構(gòu)-肌紅蛋白四級結(jié)構(gòu)-血紅蛋白（3）提問：區(qū)分單體蛋白與寡聚蛋白？ 單條肽鏈(肌紅蛋白、Rnase、胰島素等)單體蛋白 多條肽鏈（胰凝乳蛋白酶）蛋白質(zhì) 相同亞基（乳酸脫氫酶4）寡聚蛋白 不同亞基（血紅蛋白22）（4）蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系從細(xì)胞色素c、鐮刀型細(xì)胞貧血病、酶原激活等幾個方面闡述高級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系主要講授牛胰核糖核酸酶變性復(fù)性實驗3蛋白質(zhì)的重要性質(zhì)（1）蛋白質(zhì)的沉淀作用：鹽析、鹽溶、有機溶劑沉淀、等電點沉淀的原理（2）蛋白質(zhì)的變性與復(fù)性的概念（3）通過蛋白

4、質(zhì)的紫外吸收性質(zhì)、顏色反應(yīng)介紹幾種蛋白質(zhì)含量的測定方法：紫外吸收法、雙縮脲法、福林酚法第二章 核酸（3學(xué)時）本章重點：DNA的分子結(jié)構(gòu)和核酸的主要理化性質(zhì)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)核酸的代謝奠定基礎(chǔ)1通過講授核酸的發(fā)現(xiàn)及研究歷史，使學(xué)生了解核酸化學(xué)的研究概況2關(guān)于DNA的生物學(xué)功能，通過一些重要的實驗證據(jù)來闡明，力求從科學(xué)研究的思路方面啟發(fā)學(xué)生：1928年，英國科學(xué)家Griffith的肺炎鏈球菌感染小鼠實驗；1944年，（美）肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗；1952年，美國冷泉港Hershey-Chase噬菌體浸染細(xì)菌的實驗關(guān)于核酸的分子結(jié)構(gòu)，重點講授：（）B型DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的特點、穩(wěn)定因素及意義,提醒同學(xué)注

5、意與蛋白質(zhì)的-螺旋相區(qū)別記憶。實驗課抽學(xué)生看DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型講特點。（）DNA的超螺旋：a.正超螺旋：左手超螺旋，是B-DNA加劇螺旋形成的超螺旋，用繩子示意，非自然選擇，不利于基因表達(dá)。b.負(fù)超螺旋：右手超螺旋，是B-DNA減弱螺旋形成的超螺旋，用繩子示意，自然選擇，利于基因表達(dá)。（）tRNA三葉草型的二級結(jié)構(gòu)特點,見圖（4）真核生物與原核生物mRNA結(jié)構(gòu)的區(qū)別 應(yīng)注意通過展示圖片講授，條理清晰！4DNA的熔點（Tm）,分析影響Tm的因素：(1)DNA分子中的堿基比：GC/ATTm，原因是GC，AT，經(jīng)驗公式：GC（Tm-69.3）*244(2)介質(zhì)的離子強度：ITm。(3)復(fù)雜度Tm第

6、三章基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)（補充2學(xué)時）1基因組學(xué)概述2功能基因組研究3蛋白質(zhì)組學(xué)原理4 蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)與方法5 蛋白質(zhì)組學(xué)在申明科學(xué)研究中的應(yīng)用第四章 酶（3學(xué)時）本章重點：酶的作用特點、酶的催化機理、影響酶促反應(yīng)速度的因素，較系統(tǒng)地掌握酶的一般知識，為學(xué)習(xí)物質(zhì)代謝奠定基礎(chǔ)闡明概念：酶的專一性、簡單蛋白酶、結(jié)合蛋白酶、輔助因子、輔基、輔酶、單體酶、寡聚酶、多酶體系、必需基團(tuán)、酶的活性中心、米氏常數(shù)、別構(gòu)酶同工酶、誘導(dǎo)酶、核酶酶按反應(yīng)性質(zhì)分：6大類很重要每一類寫出反應(yīng)通式并舉一具體的代謝反應(yīng)例子。如：氧化還原酶類氧化還原酶類：A·2H+BA+B·2H具體例子：乳酸發(fā)酵的最后一

7、步六大類酶的記憶訣竅：氧轉(zhuǎn)水，裂亦合思考題：催化ATP+GG-6-P+ADP反應(yīng)的酶是那一類酶？酶的化學(xué)本質(zhì)：（）是蛋白質(zhì)：酶的性質(zhì)符合蛋白質(zhì)的特性，為主，80年代以前的書籍都認(rèn)為酶的本質(zhì)就是蛋白質(zhì)。（）是RNA：新發(fā)現(xiàn)的某些酶的成分是RNA，稱為核酶。對比而言，蛋白質(zhì)作為的酶種類多，數(shù)量大，效率高，是酶中的主力。核糖酶僅限于水解酶類，且效率低。講授時介紹一些關(guān)于核酶研究的重要文獻(xiàn)，學(xué)有余力的同學(xué)可參看。關(guān)于酶的作用機理：（）中間復(fù)合物學(xué)說：解釋酶的高效性的理論，即酶為什么能催化生化反應(yīng)。內(nèi)容：（以單底物單產(chǎn)物的生化反應(yīng)為例：SP），酶先與底物形成過渡態(tài)的中間復(fù)合物，進(jìn)而分解成為產(chǎn)物和酶，從而

8、降低了反應(yīng)的活化能。用方程式表示為： E+SESE+P用圖來描述上述過程：（）作用專一性的機制：重點講解誘導(dǎo)契合學(xué)說鎖鑰學(xué)說：解釋酶專一性的理論，已經(jīng)過時，但是解釋得很形象。誘導(dǎo)契合學(xué)說：這是為了修正鎖鑰學(xué)說的不足而提出的一種理論。它認(rèn)為，酶的活性中心與底物的結(jié)構(gòu)就好像手與手套的關(guān)系一樣。該理論已得到實驗上的證實，電鏡照片證實酶“就像是長了眼睛一樣”。（）關(guān)于酶與底物具體作用的方式：全部用于說明酶的高效性，不同的酶適用于不同的類型，但鄰近與定向效應(yīng)類型是共有的。以胰凝乳蛋白酶為例作小結(jié)5講授酶促反應(yīng)速度的影響因素時，利用各因素對反應(yīng)速度曲線來進(jìn)行闡述并分析機理a.如何根據(jù)中間復(fù)合物學(xué)說推導(dǎo)米氏

9、方程，請學(xué)生自己看b.關(guān)于可逆抑制作用，最后將三種抑制作用對比小結(jié)： Km Vm競爭性的抑制劑 不變非競爭性抑制劑 不變 反競爭性抑制劑 6酶的活力：表示具有活性的酶的數(shù)量，其單位就叫活力單位（U），其定義為：在最適條件下，單位時間內(nèi)催化一定量的底物轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物的酶量。國際標(biāo)準(zhǔn)活力單位的定義為：在標(biāo)準(zhǔn)條件（25、最適PH、底物過量）下，1分鐘催化1uMol底物轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物的酶的量，就是1個活力單位，舉例。有些情況下用國際標(biāo)準(zhǔn)活力單位不方便，則用習(xí)慣單位。剛開始接觸這個概念時不大習(xí)慣，因為平時我們衡量物質(zhì)的量都是用重量和體積。關(guān)鍵在于“活性”上，舉例，密閉的酶制劑。為了加深理解，做一對比： 數(shù)量 測

10、定法 單位 單位的定義酶 活力 測反應(yīng)速度 U 見上面（乘上體積就是活力）其它物質(zhì) 重量 稱重 g 使天平扭轉(zhuǎn)某個角度的物質(zhì)的量7關(guān)于別構(gòu)酶：（1）別構(gòu)效應(yīng)的生理意義：酶對底物量的變化十分敏感。舉例：對米氏酶而言，S90Vm/S10Vm81，意思是S提高了81倍，v才提高9倍，說明酶對S的變化很遲鈍。 而對于一般的別構(gòu)酶而言，S90Vm/S10Vm3，意思是S只要提高了3倍，v就能提高9倍，說明酶對S的變化很敏感。（2）別構(gòu)效應(yīng)的機制：a.序變模型（KNF）：此模型適應(yīng)于活性中心和別構(gòu)中心同處于一條亞基上的別構(gòu)酶。b.齊變模型（MWL）：此模型適應(yīng)于活性中心和別構(gòu)中心分別處于不同亞基上的別構(gòu)酶

11、。血紅蛋白的功能可以用此模型解釋。（3）具體例子：Asp氨甲酰磷酸氨甲酰轉(zhuǎn)移酶（ATCase）催化的反應(yīng)： ATCaseAsp + 氨甲酰磷酸 氨甲酰Asp - CTP組成：12條亞基，6條催化亞基，C；6條調(diào)節(jié)亞基，R。對稱排列，3R2&#8226;2C3，見圖。動力學(xué)特征：雙底物反應(yīng)，固定氨甲酰磷酸，變化Asp，其s-v圖為S形，是別構(gòu)酶。效應(yīng)物：S（同促）、ATP（正協(xié)同，異促）、CTP（負(fù)協(xié)同，異促），見圖。8.關(guān)于抗體酶作簡單介紹時，主要注意以下幾方面：（1）思路：根據(jù)中間復(fù)合物學(xué)說，酶要與其底物形成過渡態(tài)中間復(fù)合物，這個復(fù)合物中的底物處于一種舊鍵將斷未斷、新鍵將成未成的狀態(tài)

12、，叫做過渡態(tài)底物。然后，產(chǎn)物才被釋放。反過來，如果有一種物質(zhì)能夠與過渡態(tài)底物專一接合，那它是否能成為該底物的酶呢？(2)抗體與酶的異同都是蛋白質(zhì)都有特異性酶不能誘導(dǎo)，它不管有沒有底物都是存在的，而且它的種類有限?？贵w可以誘導(dǎo)，只有在抗原存在時它才產(chǎn)生，抗體的種類無限。(3) 應(yīng)用前景：可以產(chǎn)生出自然界不存在的酶，具有不可估量的工業(yè)應(yīng)用前景。原則上來說，今后所有的工業(yè)都可以被酶促反應(yīng)來代替。第五章 維生素的結(jié)構(gòu)與功能（1學(xué)時）重點講授幾種重要輔酶（輔基）的結(jié)構(gòu)及在酶促反應(yīng)中的作用機制：NAD和NADP、FMN和FAD、焦磷酸硫胺素、磷酸吡哆醛、輔酶A、生物素、四氫葉酸、5-脫氧腺苷鈷胺素、維生素

13、C、硫辛酸第六章 生物膜的組成與結(jié)構(gòu)（1學(xué)時）本章重點：生物膜的結(jié)構(gòu)與功能 生物膜的分子結(jié)構(gòu)模型主要講授流體鑲嵌模型及其發(fā)展 舉例說明生物膜運輸功能（）和的跨膜運輸（）葡萄糖的跨膜運輸（）大分子的胞吞、胞吐 生物膜的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)功能-指導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn)，安排課堂討論講完本章，進(jìn)行期中考試第七章 糖代謝 （4學(xué)時）本章重點：糖酵解、三羧酸循環(huán)的反應(yīng)歷程及生物學(xué)意義；磷酸戊糖途徑的特點及生物學(xué)意義；蔗糖和淀粉的合成，明確生物體內(nèi)糖代謝的基本途徑。 簡單介紹生物體內(nèi)的糖類，因為這一部分內(nèi)容與有機化學(xué)相同，而且學(xué)時有限，只做簡單介紹 單糖分解代謝：酵解（共同途徑）、三羧酸循環(huán)（最后氧化途徑）、磷酸戊糖途

14、徑等，從細(xì)胞定位、反應(yīng)歷程、能量計算、生物學(xué)意義、調(diào)控幾個方面講授3. 一分子葡萄糖徹底氧化產(chǎn)生的ATP數(shù)量？在肝臟中凈產(chǎn)生：38ATP在骨骼肌、腦細(xì)胞中，凈產(chǎn)生：36ATP甘油磷酸穿梭，1個NADH生成2個ATP蘋果酸穿梭，1個NADH生成3個ATP生化第三版與第二版不一樣,以第二版為主講授，簡單介紹第三版的新進(jìn)展：葡萄糖分解通過糖酵和三羧酸循環(huán)形成的ATP可GTP的分子數(shù)，根據(jù)化學(xué)計算可以得到明確的答復(fù)。但是氧化磷酸化產(chǎn)生的ATP分子數(shù)并不十分準(zhǔn)確。因為質(zhì)子泵、ATP合成以及代謝物的轉(zhuǎn)運過程并不需要是完整的數(shù)值甚至不需要是固定值。根據(jù)當(dāng)前最新測定，H+經(jīng)NADH還原酶、細(xì)胞色素還原酶和細(xì)胞

15、色素氧化酶從線粒體內(nèi)膜基質(zhì)泵出到膜外的細(xì)胞溶膠側(cè)時，一對電子泵出的質(zhì)子數(shù)依次為4、2和4。合成一個ATP分子是由3個H+通過ATP合酶所驅(qū)動。多余的一個H+可能用于將ATP從基質(zhì)運往膜外細(xì)胞溶膠。因此一對電子從NADH傳至O2，所產(chǎn)生的ATP分子數(shù)是2.5個。在細(xì)胞色素還原酶的水平進(jìn)入電子傳遞鏈的電子，例如琥珀酸，或細(xì)胞溶膠中的NADH，它們的電子對只產(chǎn)生1.5個ATP分子。這樣，當(dāng)一分于葡萄糖徹底氧化為CO2和水所得到的ATP分子數(shù)和過去傳統(tǒng)的統(tǒng)計數(shù)（36個ATP）少了6個ATP分子，成為30個。在30個ATP分子中，26個是由氧化磷酸化作用生成的。4. 糖異生：非糖類物質(zhì)通過EMP的逆過程

16、生成單糖（G）的過程。非糖類物質(zhì)主要有乳酸、甘油、AA等。最旺盛的場所是肝細(xì)胞的胞漿（1）請同學(xué)們課后寫出EMP逆行的全過程（2）舉幾個AA為原料的例子：轉(zhuǎn)氨或脫氨 丙酮酸羧化之路 EMP逆行Asp-草酰乙酸-PEP-G 轉(zhuǎn)氨或脫氨 TCA 丙酮酸羧化之路 EMP逆行Glu-酮戊二酸-草酰乙酸-PEP-G轉(zhuǎn)氨或脫氨 EMP逆行Ala-丙酮酸-G第八章 生物氧化（2學(xué)時）本章重點：電子傳遞鏈和氧化磷酸化作用，明確物質(zhì)代謝與能量代謝的關(guān)系1高能化合物:ATP在傳遞能量方面起著轉(zhuǎn)運站的作用，它是能量的攜帶者和轉(zhuǎn)運者， 但不是能量的貯存者。磷酸肌酸是易興奮組織（如肌肉、腦、神經(jīng)）唯一的能起暫時儲能作用

17、的物質(zhì)。磷酸精氨酸是無脊椎動物肌肉中的儲能物質(zhì)。2關(guān)于呼吸鏈：先介紹各電子傳遞體結(jié)構(gòu)及特點電子傳遞體順序,見圖電子傳遞抑制劑3關(guān)于氧化磷酸化（1）注意分析其與底物水平磷酸化區(qū)別（2）氧化磷酸化的偶聯(lián)部位與P/O比，注意三版于二版有不同（3）氧化磷酸化的機理簡單講授化學(xué)偶聯(lián)假說、構(gòu)象偶聯(lián)假說，重點講授化學(xué)滲透學(xué)說(見圖)2個證據(jù)：a.氧化磷酸化時基質(zhì)內(nèi)的PH值高于基質(zhì)外的，說明基質(zhì)內(nèi)的H+少b.不進(jìn)行氧化時，或阻斷e傳遞，人為造成膜兩側(cè)PH梯度，則也有ATP生成。（4）氧化磷酸化的解偶聯(lián)劑和抑制劑提問：小鼠注射，二硝基苯酚，若不死會有何現(xiàn)象？4其他氧化酶系統(tǒng) （自學(xué)）第九章脂類代謝 （2學(xué)時）本

18、章重點：脂肪酸的-氧化與從頭合成，明確糖代謝與脂代謝的關(guān)系。1偶數(shù)、飽和脂肪酸的-氧化：過程分為活化與轉(zhuǎn)運、線粒體內(nèi)-氧化2步。產(chǎn)物是少了2個C的脂酰CoA和乙酰CoA。（）脂肪酸的活化與轉(zhuǎn)運：將胞漿中的脂肪酸變成線粒體中的脂酰CoA，由線粒體外膜上的脂酰CoA合成酶和線粒體內(nèi)膜上的肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶共同完成。整個過程見圖能量核算：消耗2分子ATP（）線粒體內(nèi)的-氧化：分為脫氫、水化、再脫氫和硫解4步。結(jié)果是將脂酰CoA降解成為少了2個C的脂酰CoA和乙酰CoA。（特別注意烯脂酰CoA水合酶的高度專一性：只認(rèn)反式雙鍵，）能量核算：1個FADH2、1個NADH+H+一共相當(dāng)于5分子ATP。（）脂肪

19、酸完全氧化成CO2和H2O的過程以及能量核算脂肪酸+HSCoA（胞漿）-活化、轉(zhuǎn)運脂酰CoA（線粒體）-氧化 乙酰CoA-TCA CO2+H2O脂肪酸：2n活化、轉(zhuǎn)運1次：消耗2個ATP-氧化n-1次：產(chǎn)生（n-1）*5個ATP生成n個乙酰CoA，經(jīng)過n次TCA：產(chǎn)生n*12個ATP總賬：17*n-7個ATP例如：硬脂酸18：0，n=9，可以產(chǎn)生17*9-7146個ATP（留為作業(yè)）奇數(shù)飽和脂肪酸的-氧化：前面的過程與偶數(shù)、飽和脂肪酸的-氧化相同，只是最后產(chǎn)生1分子的丙酰CoA而不是乙酰CoA，它將進(jìn)一步變成琥珀酰CoA，進(jìn)入TCA。 脂肪酸的“從頭合成”途徑：先講原料：乙酰CoA需要脂肪酸合

20、成酶系：這是個多酶體系，效率極高，等一下再介紹?！皬念^合成”過程，物質(zhì)、酶、過程。增加的過程：軟脂酰ACP的水解?；仡^介紹脂肪酸合成酶系，這是一個以ACP為核心，在它周圍有次序的排列著合成脂肪酸的各種酶，隨著ACP的轉(zhuǎn)動，依次發(fā)生上述各種反應(yīng)。每一步反應(yīng)的產(chǎn)物正好是上一步反應(yīng)的底物，因此，效率極高，詳細(xì)講解。 列表總結(jié)從頭合成與-氧化的比較 乙醛酸循環(huán)的反應(yīng)歷程、部位、生物學(xué)意義，提問：乙醛酸循環(huán)與三羧酸循環(huán)的聯(lián)系？第十章 蛋白質(zhì)代謝 （4學(xué)時）本章重點：氨基酸的酶促降解、氨同化、氨基酸的生物合成，明確碳代謝與氮代謝之間的關(guān)系。蛋白質(zhì)生物合成過程，明確其特點及與核酸的關(guān)系。1食物中的蛋白質(zhì)在小

21、腸被一系列的蛋白酶作用后，水解成AA，才能被小腸上皮細(xì)胞所吸收。AA在細(xì)胞內(nèi)可以通過下列途徑進(jìn)一步分解，也可以重新被合成，而蛋白質(zhì)的合成則放到后面去講。脫氨基作用(氧化脫氨基、轉(zhuǎn)氨基作用、聯(lián)合脫氨基作用)，產(chǎn)物是-酮酸。其中聯(lián)合脫氨基作用是氧化脫氨和轉(zhuǎn)氨的集優(yōu)化，即L-Glu脫氫酶活性高，谷轉(zhuǎn)氨酶種類多，因此兩者的聯(lián)合是廣泛而徹底的氨基處理方式，可逆反應(yīng)。AA的脫羧作用：由氨基酸脫酸酶催化，輔酶也是磷酸吡哆醛，產(chǎn)物是胺（多數(shù)具有毒性和強烈的生理效應(yīng)），以Glu為例。4.氨基酸的生物合成要闡明各族的碳骨架及其來源作業(yè)：繪圖顯示各種AA的簡要合成途經(jīng) 5利用多媒體動畫效果講授大腸桿菌蛋白質(zhì)的合成過程6.肽鏈合成的起始：SD序列、起始氨酰-tRNA、起始復(fù)合物的形成7.肽鏈的延伸：進(jìn)位、轉(zhuǎn)肽、移位8.肽鏈合成的終止和釋放9能量計算三、真核生物蛋白質(zhì)的合成（簡介）第十一章 核酸代謝 （3學(xué)時）本章重點：核酸的酶促降解及核苷酸的合成 核苷酸的生物合成，核酸的生物合成（復(fù)制、轉(zhuǎn)錄明確DNA及RNA生物合成的特點。核苷酸的生物合成：從頭合成途徑補救途徑（）嘌呤核苷酸的合成（AMP、GMP）：過程很復(fù)雜，重要掌握2點：PRPP是合成的直接起始物，在PRPP上添加原料合成堿基，核苷酸也合成了。嘌呤環(huán)上的原子來源：（）嘧啶核苷酸的合成（CM