动物生物化学复习资料

一．绪论与酶1.名词解释:生物化学——简称生命的化学；是从分子水平上阐明生命有机体化学本质的一门学科。酶——由生物活细胞产生，具有高度专一性和极高催化效率的生物催化剂。酶原——在细胞内最初合成或分泌时并没有催化活性，必须经过适当物质的作用才具有催化活性的酶的前体。同工酶——是指催化相同的化学反应，但酶蛋白的分子结构、理化性质和免疫学性质不同的一组酶。酶原的激活——使无活性的酶原转变成有活性的酶的过程。维生素——维持细胞正常功能所必需，但需要量很少，动物体内不能合成，必须由食物供给的一类有机化合物。酶活性部位——酶分子中能直接与底物相结合并催化底物转化为产物的部位。活化能——从反应物(初态)转化成中间产物(过渡态)所需要的能量。必需基团——直接参与对底物分子结合和催化的基团以及参与维持酶分子构象的基团。诱导契合学说——酶活力——酶催化底物化学反应的能力２.酶催化作用的特征(P2)答：1.酶具有很高的催化效率2.酶具有高度的专一性3.反应条件温和4.体内的酶活性是受调控5.酶易变性失活3.单纯酶和结合酶单纯酶：只含有蛋白质成分，如：脲酶、溶菌酶、淀粉酶、脂肪酶、核糖核酸酶等。结合酶：除蛋白质组分外，还有非蛋白质的小分子物质，只有两者同时存在才有催化功能。4.维生素与辅酶(P3)名称辅酶形式主要作用缺乏病B1TPP丙酮酸脱氢酶的辅酶脚气病B2FMNFAD脱氢酶的辅酶，递氢口角炎等B3CoA酰基转移酶的辅酶B5NAD+、NADP脱氢酶的辅酶，递氢、递电子作用癞皮病B6磷酸吡哆醛氨基转移的载体B7生物素羧化酶的辅酶B9FH4一碳基团的载体巨红细胞贫血B12变位酶的辅酶，甲基的载体恶性贫血5.酶催化机理(P4)答：过渡态和活化能:酶能降低化学反应所需的活化能中间产物学说诱导契合学说6.酶活力及其单位（一）酶活力(酶活性):酶催化底物化学反应的能力。（二）酶活单位：在最适的条件下，每分钟催化减少1μmol／Ｌ底物或生成1μmol／Ｌ产物所需的酶量为一个国际单位（IU）。7.酶促反应动力学(P5)答：1)底物浓度[S]对酶反应速度的影响2)酶浓度对酶反应速度的影响3)溶液pH对酶反应速度的影响4)温度对酶反应速度的影响5)激活剂对酶反应速度的影响6)抑制剂对酶反应速度的影响不可逆性抑制作用:专一性不可逆抑制(有机磷农药中毒)非专一性不可逆抑制可逆性抑制作用:竟争性抑制(磺胺类药物对酶的竟争性抑制)非竟争性抑制作用8.酶的命名与分类(P8)1）氧化还原酶乳2）转移酶类谷3）水解酶类4）裂合酶类5）异构酶类6）合成酶类7）核酸酶二.糖代谢1.糖的生理功能(10)1）构成组织细胞的成分2）动物体内的重要能源物质3）动物体内的重要功能物质2.糖的来源与去路(11)3.糖酵解反应过程及生理意义：化学反应式(12-13)消耗ATP的反应：①③生成ATP的反应：这是糖酵解中第一个底物水平磷酸化产生ATP的反应⑩第二次底物水平磷酸化产生ATP的反应⑥糖酵解过程中唯一的脱氢反应生理意义1）迅速提供能量，使机体在无氧或缺氧(如动物在做重的体力劳动)情况下能进行生命活动；2）红细胞没有线粒体，完全依赖糖酵解供能；3）神经、白细胞、骨髓等代谢极为活跃，也常由糖酵解提供部分能量。4.糖有氧氧化反应过程(14-17)(一)糖酵解途径：葡萄糖丙酮酸(二)丙酮酸乙酰CoA(三)三羧酸循环5.TCA循环特点及其生理意义(18,19)柠檬酸循环的特点1）柠檬酸循环的反应位于线粒体间质中2）在有O2条件下运转，是生成ATP的主要途径3）循环一周产生2分子CO24）在每次循环中消耗2分子H2O5）TCA循环中并没有分子氧的直接参与，但该循环必须在有氧条件下才能进行限速酶：柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶、α-KG脱氢酶复合体；受ATP，NADH浓度的影响．柠檬酸循环的意义1）是葡萄糖生成ATP的主要途径，也是糖、脂肪、蛋白质分解的最终代谢通路；2）是三大物质(糖类、脂类、蛋白质）代谢联系的枢纽；3）可为其他合成代谢提供小分子前体。6.三羧酸循环反应的全过程7.磷酸戊糖途径的特点及生理意义(21):蚕豆病机理1)特点6-磷酸葡萄糖是直接脱氢和脱羧即可彻底分解;氢受体为NADP+;重要产物是NADPH和磷酸戊糖.2)生理意义生成的5-磷酸核糖供核苷酸的生物合成;生成的还原型辅酶Ⅱ(NADPH)可供还原性的生物合成如脂肪酸、类固醇等;同时可保护生物膜被氧化剂的破坏。与糖酵解、有氧氧化相联系:3-磷酸甘油醛是三条途径的交汇点。8.葡萄糖完全氧化产生的ATP9.磷酸戊糖途径的特点及生理意义1)特点6-磷酸葡萄糖是直接脱氢和脱羧即可彻底分解;氢受体为NADP+;重要产物是NADPH和磷酸戊糖2)生理意义生成的5-磷酸核糖供核苷酸的生物合成;生成的还原型辅酶Ⅱ(NADPH)可供还原性的生物合成如脂肪酸、类固醇等;同时可保护生物膜被氧化剂的破坏。与糖酵解、有氧氧化相联系:3-磷酸甘油醛是三条途径的交汇点。10.糖异生的意义1)维持血糖浓度恒定:空腹，饥饿；反刍动物2)补充肝糖原3)调节酸碱平衡（乳酸异生为糖,防止乳酸堆积造成酸中毒.）11.名词解释血糖——血液中所含的葡萄糖糖酵解——在无氧的情况下，葡萄糖生成乳酸并产生ATP的过程底物水平磷酸化——底物在脱氢或脱水的过程中引起原子发生重排而生成高能磷酸键，把生成的高能磷酸基转给ADP而生成ATP的过程。糖有氧氧化——在有氧条件下，葡萄糖被氧化分解成CO2和OH2，并以ATP形式贮备大量能量的过程。三羧酸循环——（TAC或TCA)：乙酰CoA与草酰乙酸缩合成含有三个羧基的柠檬酸开始，葡萄糖异生作用——由非糖物质转变成葡萄糖的过程。糖原——由G分子聚合而成的含有很多分枝的大分子高聚物,统称为葡聚糖。三.生物氧化1.生物氧化的特点(26)•1)生物氧化是在生物细胞内进行的酶促氧化过程，反应条件温和（水溶液，pH7和常温）。•2)物质(底物)的氧化方式是脱氢,脱下的氢经一系列传递体,才能与氧结合生成水;•3)在氢传给氧的过程中逐步释放的自由能,自由能以ATP形式贮存;•4)二氧化碳是物质转变为含羧基化合物后脱羧产生。2.氧化还原酶类：SOD的作用3.生物氧化中水的生成(27-31)1）呼吸链（电子传递链）的组成与机理由下列组分构成：(1)NADH-Q还原酶（复合物Ⅰ）(2)辅酶Q(3)QH2-细胞色素c还原酶（复合物Ⅲ）(4)细胞色素c(Cytc)(5)细胞色素c氧化酶（复合物Ⅳ）2）呼吸链抑制作用部位Ⅰ：NADH-Q还原酶复合体（即FMN→辅酶Q）部位Ⅱ：QH2-细胞色素c还原酶复合体（cytb→cytc1)部位Ⅲ：细胞色素c氧化酶复合体(cytaa3→O2)3）胞液中的NADH的氧化1)苹果酸穿梭作用:肝脏、心脏；氢原子进入NADH呼吸链，合成3分子ATP。2)磷酸甘油穿梭作用:肌肉，大脑；氢原子进入FADH2呼吸链，合成2分子ATP。4.生物氧化中ATP的生成(32-34)1)ATP与高能磷酸化合物2)氧化磷酸化作用3)5.CN-中毒与解毒机制(35)中毒机制:Cyt·aa3-Fe3++CN-→Cy-aa3-Fe3+-CN，使Cyaa3失去传递电子能力，动物肺可呼吸，但cell不能呼吸。解毒机制:迅速注射亚硝酸盐,因为亚硝酸盐可与血红蛋白(体内含铁卟啉最多的蛋白质)形成HB(Fe3+),从而与Cy-aa3-Fe3+竟争CN-而解毒。但生成的氰化高铁血红蛋白在数分钟后又能逐渐解离而放出CNˉ。因此，如果在服用亚硝酸的同时，服用硫代硫酸钠，则CNˉ可被转变为无毒的SCNˉ，此硫氰化物再经肾脏随尿排出体外。6.化学渗透假说的要点(36)•化学渗透假说:该假说由英国生物化学家PeterMitchell于1961年提出的。•他认为电子传递的结果将H+从线粒体内膜上的内侧“泵”到内膜的外侧（膜对H+是不通透的），于是在内膜内外两侧产生了H+的浓度梯度;这样，在膜的内侧与外侧就产生了跨膜质子梯度和电位梯度,即内膜的外侧与内膜的内侧之间含有一种势能，该势能是H+返回内膜内侧的一种动力;H+通过ATP酶分子上的特殊通道又流回内膜的内侧。当H+返回内膜内侧时，释放出自由能的反应和ATP的合成反应相偶联。名词解释：生物氧化:有机物质(糖、脂肪和蛋白质)在生物体内分解，消耗氧气，生成二氧化碳和水，同时产生能量的过程。有机体对药物和毒物的氧化分解过程也叫生物氧化,又称为呼吸作用。高能化合物:含有高能键的化合物。ATP是生物细胞中最重要的高能化合物。根据生物体内高能化合物键的特性可以把他们分成以下几种类型。1)磷氧键型（—O~P):1,3-二磷酸甘油酸磷酸,磷酸烯醇式丙酮酸,焦磷酸,ATP2)氮磷键型磷酸肌酸3)硫酯键型,酰基辅酶A.;呼吸链;呼吸链——指排列在线粒体内膜上的一个有多种脱氢酶以及氢和电子传递体组成的氧化还原系统。在生物氧化过程中，底物脱下的氢原子被酶激活脱落后，经一系列的载体(递氢体、递电子体)，传递给氧而生成水，并释放能量。在此过程消耗了氧，因此称为呼吸链。呼吸链起传递电子的作用，又称电子传递链。氧化磷酸化作用:氢原子（H）和电子（e）沿呼吸链传递给氧的过程中逐步释放出自由能，使ADP+Pi→ATP的过程。氧化磷酸化是ATP生成的主要方式呼吸链的抑制剂:对呼吸链产生抑制作用的物质。解偶联作用:电子传递和磷酸化紧密的偶联受到破坏而不能生成ATP的过程。解偶联剂:某些能阻碍ATP的生成而对电子传递没有抑制作用的物质。四.脂类代谢1.脂类的分类(39,40)按化学组成分按生物学功能分2.脂类的生理功能(41)1)供能和贮能：fat:38KJ/g;G:17KJ/g;体内的主要贮能形式；1)构成组织细胞的成分：如质膜等,脂肪组织等;3)为机体提供物理保护：保温,固定内脏,缓冲外力等。4)转变为多种活性物质：如性激素,胆汁酸,肾上腺皮质激素等。5)提供必需脂肪酸：机体缺乏Δ9以上的脱饱和酶.3.脂肪酸的分解代谢(42-48)1)脂肪酸的活化:脂酰CoA的形成亚细胞部位：胞液(cytosol)2)脂酰CoA转运进入线粒体:载体是肉碱3）脂酰CoAβ-氧化过程:亚细胞部位：线粒体基质过程：脱氢、加水、再脱氢、硫解四步脂类脂肪:甘油三酯类脂胆固醇胆固醇酯磷脂糖脂脂肪酸脂类脂肪:甘油三酯类脂胆固醇胆固醇酯磷脂糖脂脂肪酸生成一分子比原来少两个碳原子的脂酰CoA及一分子乙酰CoA4.脂肪酸β-氧化过程中的能量转变(49,50)(n)碳链脂肪酸β-氧化作用次数=n/2–11次β-氧化的产物:1分子乙酰CoA1分子NADH+H+1分子FADH2(n–2)碳脂酰CoA5.酮体的生成(肝脏）与利用(肝外组织)6.脂类在体内运转的形式(51)运转的两种形式:可溶性复合体:游离脂肪酸（FFA）与血浆清蛋白结合形成血浆脂蛋白形式:除FFA外的其它脂类与载脂蛋白结合形成7.血浆脂蛋白的分类、合成与功能(52)分类：乳糜微粒（CM）、极低密度脂蛋白（VLDL）、低密度脂蛋白（LDL）、高密度脂蛋白（HDL）。名词解释:脂肪的动员：当机体需要时，贮存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸（FFA）和甘油并释放入血液，被其他组织氧化利用，这一个过程称为脂肪的动员作用。脂肪酸的β-氧化：脂肪酸氧化从羧基端β-碳原子开始，碳链逐次断裂，每次释放出一个二碳单位（即乙酰CoA）。酮体：脂肪酸在肝细胞中的氧化不完全,经常出现一些脂肪酸氧化的中间产物,即乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮。酮病：由于饲料中糖和产糖物质不足，以致脂肪代谢紊乱，大量酮体在体内蓄积的一种疾病，高产奶牛多发。血脂：指血浆中所含的脂类，包括甘油三酯、磷酯、胆固醇及其酯和游离脂肪酸。五.含氮小分子的代谢1.饲料蛋白质的生理功能1）组织细胞的生长，修补和更新;2）转变为生理活性物质;3）氧化供能;一般营养状况下不是主要供能。2.氨基酸的脱氨基作用脱氨基作用——在酶的催化下，氨基酸脱掉氨基的作用，主要在肝脏和肾脏中进行。1.氧化脱氨基作用(oxidativedeamination)2.转氨基作用(transaminatio