高中生物競(jìng)賽

(ZXXK)-精品系列資料 高中生物競(jìng)賽輔導(dǎo)資料：第一章細(xì)胞生物學(xué)科學(xué)的主要分支之一，也是生命科學(xué)和分子生物學(xué)爭(zhēng)論的根底。本章包括細(xì)胞的化學(xué)成分，細(xì)胞器，細(xì)胞代謝，DNA、RNA和蛋白質(zhì)的生物合成，物質(zhì)通過(guò)膜的運(yùn)輸，有絲分裂和減數(shù)1BO考綱細(xì)目和近幾年來(lái)試題的要求，以下從學(xué)問(wèn)條目和力量要求兩方面定出具體目標(biāo)-精品系列資料 版權(quán)全部@(ZXXK)-精品系列資料 第一節(jié)細(xì)胞的化學(xué)成分蛋白質(zhì)、核酸、酶類(lèi)等。一、糖類(lèi)糖類(lèi)是多羥基醛、多羥基酮的總稱(chēng)，一般可用Cm(H20)n化學(xué)通式表示。由于一些糖分子中氫和氧原子數(shù)之比往往是2：1，與水構(gòu)造相像，故又把糖類(lèi)稱(chēng)為碳水化合物。糖是生命活分，因而具有重要意義。糖類(lèi)化合物按其組成可分為單糖、寡糖、多糖。假設(shè)糖類(lèi)化合物中尚含有非糖物質(zhì)局部，則稱(chēng)為糖復(fù)合物，例如糖蛋白、蛋白多糖、糖脂和脂多糖等。(一)單糖單糖是最簡(jiǎn)潔的糖，不能被水解為更小的單位。單糖通常含有3—7個(gè)碳原子，分別稱(chēng)為丙糖、丁糖、戊糖、己糖和庚糖。自然存在的單糖一般都是D-構(gòu)型。單糖分子既可以開(kāi)碳原子的羥基在環(huán)的伺一面，稱(chēng)為α-型；假設(shè)羥基是在環(huán)的兩面，稱(chēng)β-型。-精品系列資料 版權(quán)全部@(ZXXK)-精品系列資料 重要的單糖有以下幾種：丙糖如甘油醛(醛糖)和二羥丙酮(酮糖)。它們的磷酸酯是細(xì)胞呼吸和光合作用中重要的中間代謝物。戊糖戊糖中最重要的有核糖(醛糖)、脫氧核糖(醛糖)和核酮糖(酮糖)。核糖和脫氧核糖是核酸的重要成分，核酮糖是重要的中間代謝物。己糖葡萄糖、果糖和半乳糖等都是己糖。全部己糖的分子式為C6H1206，但構(gòu)造式不同，互為同分異構(gòu)體。葡萄糖是植物光合作用的產(chǎn)物，也是細(xì)胞的重要能源物質(zhì)之一。(二)寡糖由少數(shù)幾個(gè)(2—6個(gè))纖維二糖、乳糖。麥芽糖麥芽糖是由一個(gè)α—D-葡萄糖半縮醛羥基與另一分子α-D-C4上的醇羥基縮合脫去一分子水，通過(guò)α-1，4-糖苷鍵結(jié)合而成。麥芽糖是淀粉的根本單位，淀粉水解即產(chǎn)生麥芽糖，所以麥芽糖通常只存在于淀粉水解的組織，如麥芽中。蔗糖一分子α-D—葡萄糖和一分子β-D-果糖縮合脫水即成蔗糖。甘蔗、甜菜、胡蘿卜以及香蕉、菠蘿等水果中都富含蔗糖。乳糖乳糖由一分子β-D-半乳糖和一分子α-D-葡萄糖通過(guò)β-1，4-糖苷鍵結(jié)合而成。乳糖主要存在于哺乳動(dòng)物乳汁中。纖維二糖纖維二糖是纖維素的根本構(gòu)造單位，由2p-D-葡萄糖通過(guò)β-1，糖苷鍵結(jié)合而成。(三)多糖長(zhǎng)鏈分子。常見(jiàn)的多糖有：淀粉、纖維素、糖原、幾丁質(zhì)和黏多糖等。淀粉自然淀粉由直鏈淀粉與支鏈淀粉組成。直鏈淀粉是α-D-葡萄糖基以α-1，4-糖苷鍵連接的多糖鏈。支鏈淀粉分子中除有α—1，4-糖苷鍵的糖鏈外，還有α-1，6-糖苷鍵用下，淀粉水解：淀粉→糊精→麥芽糖→α-D—葡萄糖。糊精是淀粉水解的最初產(chǎn)物，隨著水解，糖分子漸漸變小，它與碘作用分別呈紅色、黃色、無(wú)色。這個(gè)反響可用于淀粉水解過(guò)程的檢驗(yàn)。-精品系列資料 版權(quán)全部@(ZXXK)-精品系列資料 糖原糖原是動(dòng)物組織中貯存的多糖，又稱(chēng)動(dòng)物淀粉。糖原也是α-D-葡萄糖基以α-1，4-糖苷鍵連接而成的，但糖原的分支比支鏈淀粉多。糖原遇碘作用呈紅褐色。3．纖維素，纖維素是一種線性的由β-D-葡萄糖基以β-1，4-糖苷鍵連接的沒(méi)有分支的同多糖。纖維素是植物細(xì)胞壁的主要組成成分。4．幾丁質(zhì)(甲殼素) 昆蟲(chóng)和甲殼類(lèi)外骨骼的主要成分為幾丁質(zhì)，是N-乙?！狣-氨基葡萄糖以β-1，4-糖苷鍵縮合成的同多糖。二、脂類(lèi)脂類(lèi)是生物體內(nèi)一類(lèi)重要的有機(jī)化合物。它們有一個(gè)共同的物理性質(zhì)，就是不溶于水，但能溶于非極性有機(jī)溶劑(如氯仿、乙醚、丙酮等)。脂類(lèi)的組成元素主要有C、H、0，但0元素含量低，C、H元素含量高，徹底氧化后可以放出更多能量。此外，有的脂類(lèi)還含有P和N。生物體內(nèi)常見(jiàn)的具有重要生理功能的脂類(lèi)主要有三酰甘油、磷脂、類(lèi)固醇、萜類(lèi)、蠟等。三酰甘油13分子脂肪酸結(jié)合而成的酯。右邊構(gòu)造式中Rl、R2、但凡脂肪酸的烴基鏈，構(gòu)成三酰甘油的脂肪酸可分為飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸。飽和脂肪酸碳?xì)滏溕蠜](méi)有雙鍵，如軟脂酸、硬脂酸，其熔點(diǎn)高。不飽和12個(gè)雙鍵，亞麻酸含3外界攝取，稱(chēng)為必需脂肪酸。磷脂-精品系列資料 版權(quán)全部@(ZXXK)-精品系列資料 脂肪酸酯化。磷脂酸是最簡(jiǎn)潔的磷脂，是其他簡(jiǎn)單磷脂的中間產(chǎn)物。假設(shè)磷脂酸分子中的H為膽堿、膽胺、絲氨酸所取代，則分別成為卵磷脂、腦磷脂、絲氨酸磷脂等。磷脂分子由于2心。類(lèi)固醇類(lèi)固醇分子的根本構(gòu)造是環(huán)戊烷多氫菲碳?xì)滏湹哪懝檀?。膽固醇是?dòng)物膜和神經(jīng)髓鞘的主要成分，與膜的透性有關(guān)。性激素素D和腎上腺皮質(zhì)激素都屬于類(lèi)固醇。萜類(lèi)萜類(lèi)是由不同數(shù)目的異戊二烯連接而成的分子。維生素A(視黃醇)、維生素E、維生素K、類(lèi)胡蘿卜素都是萜類(lèi)。β-2AA可氧化成視黃醛，對(duì)動(dòng)物感光活動(dòng)有重要作用。蠟蠟是由高碳脂肪酸和高碳醇或固醇所形成的脂，它存在于皮膚、毛皮、羽毛、樹(shù)葉、昆蟲(chóng)外骨骼中，起保護(hù)作用。三、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)是細(xì)胞和生物體的重要組成成分C、H、0、N四種元素組成，其中氮的含量在各種蛋白質(zhì)中比較接近，平均為16％，因此用凱氏(KJelahl)法定氮測(cè)定蛋白質(zhì)含量時(shí)，受檢物質(zhì)中含蛋白質(zhì)量為氮含量的6．25倍。蛋白質(zhì)是高分子化合物，其根本組成單位是氨基酸。(一)氨基酸1．氨基酸的構(gòu)造自然存在于蛋白質(zhì)中的氨基酸共有20種，各種氨基酸(除脯氨酸)在構(gòu)造上的一個(gè)共同特點(diǎn)是，在與羧基相連的碳原子(α-碳原子)上都有一個(gè)氨基，因而稱(chēng)為α-氨基酸，它們的不同之處在于側(cè)鏈，即R基的不同。除甘氨酸外，全部氨基酸分子中的α-碳原子都是不對(duì)稱(chēng)的，有L-D-型之分。在自然蛋白質(zhì)中存在的氨基酸都是L-α-氨基酸。氨基酸的分類(lèi)依據(jù)R(9種(6種)；極性帶負(fù)電荷氨基酸(2種)；極性帶正電荷氨基酸(3種)1-1-1所示。-精品系列資料 版權(quán)全部@(ZXXK)-精品系列資料 -精品系列資料 版權(quán)全部@(ZXXK)-精品系列資料 依據(jù)成年人的養(yǎng)分需求，20種氨基酸又可分為必需氨基酸和非必需氨基酸。必需氨基酸8種。精氨酸和組氨酸，在幼兒時(shí)期體內(nèi)合成量滿足不了生長(zhǎng)需要，需食物補(bǔ)充，稱(chēng)為半必需氨基酸。氨基酸的主要理化性質(zhì)一般的物理性質(zhì)α-氨基酸呈無(wú)色結(jié)晶，在水中溶解度各不一樣，易溶于酸、堿，但不溶于有機(jī)溶劑、兩性解離和等電點(diǎn)α-氨基酸在中性水溶液中或固體狀態(tài)下主要是以兩性離子的形式存在，即在同一個(gè)氨基酸分子上帶有能放出質(zhì)子的-NH3+正離子和能承受質(zhì)子的@一C00-負(fù)離子。因此，氨基酸是兩性電解質(zhì)。當(dāng)兩性離子氨基酸溶解于水時(shí)，其正負(fù)離子都能解離，但解離度與溶液的pH值有關(guān)。向氨基酸溶液加酸時(shí)，其兩性離子的-COO-負(fù)離子承受質(zhì)子，自身成為正離子，在電場(chǎng)中向陰極移動(dòng)參加堿時(shí)，其兩性離子的一NH3+正離子解離放出質(zhì)子(與一OH-合成水)，其自身成為負(fù)離子，在電場(chǎng)中向陽(yáng)極移動(dòng)。當(dāng)?shù)蚬?jié)-精品系列資料 版權(quán)全部@(ZXXK)-精品系列資料 氨基酸溶液的pH值，使氨基酸分子上的一NH3+和一C00-的解離度完全相等時(shí)，即氨基酸所帶凈電荷為零，在電場(chǎng)中既不向陽(yáng)極移動(dòng)也不向陰極移動(dòng)，此時(shí)氨基酸所處溶液的pH值稱(chēng)為該氨基酸的等電點(diǎn)，以符號(hào)pI表示。在等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸的溶解度最小，簡(jiǎn)潔沉淀，利用這一性質(zhì)可以分別制備各種氨基酸。紫外吸取光譜各種氨基酸在可見(jiàn)光區(qū)都沒(méi)有光吸取，在遠(yuǎn)紫外區(qū)均有光吸取，而279nm，酪氨酸最大吸取波長(zhǎng)278nm，苯丙氨酸最大吸取波長(zhǎng)為259nm。利用紫外光法可以測(cè)定這些氨基酸的含量。重要的化學(xué)反響氨基酸不但α-α-R基團(tuán)也α-氨基能與茚三酮反響產(chǎn)生藍(lán)紫色沉淀(脯氨酸和羥脯氨酸則產(chǎn)生黃色沉淀)；α-氨基可與亞硝酸反響產(chǎn)生氮?dú)?，在?biāo)準(zhǔn)條件下測(cè)定氮?dú)怏w積，即可計(jì)算出氨基酸的量；一些氨基酸的R基團(tuán)能與特別的試劑發(fā)生呈色反響。(二)蛋白質(zhì)的構(gòu)造，超二級(jí)構(gòu)造、構(gòu)造域、三級(jí)構(gòu)造及四級(jí)構(gòu)造。l，一級(jí)構(gòu)造蛋白質(zhì)的一級(jí)構(gòu)造又稱(chēng)為初級(jí)構(gòu)造或化學(xué)構(gòu)造，是指蛋白質(zhì)分子內(nèi)氨基酸的排列挨次。蛋白質(zhì)分子中氨基酸主要通過(guò)肽鍵相互連接。肽鍵是由一個(gè)氨基酸分子中的α-氨基與相鄰另一個(gè)氨基酸分子中的α-羧基，通過(guò)縮水而成，這樣連起來(lái)的氨基酸聚合物叫做肽。多肽鏈上各個(gè)氨基酸由于在相互連接過(guò)程中喪失了α-H和α-羧基上的OH，被稱(chēng)為氨基酸殘(NH2)，稱(chēng)為肽鏈的氨基末端氨基酸或N(COOH)，稱(chēng)為肽鏈的羧基末端氨基酸或C末端氨基酸。一般表示多肽時(shí)，總是N末端：寫(xiě)在左邊，C末端寫(xiě)在是肽鏈內(nèi)和肽鏈間的主要橋鍵。2，二級(jí)構(gòu)造二級(jí)構(gòu)造是指多肽鏈本身繞曲折疊成的有規(guī)律的構(gòu)造或構(gòu)象鏈間的氫鍵來(lái)維持的。常見(jiàn)的二級(jí)構(gòu)造有α-螺旋、β-折疊、β-轉(zhuǎn)角、自由繞曲等四種。α-螺旋α-螺旋模型是Pauling和Corey等爭(zhēng)論羊毛、馬鬃，豬毛、鳥(niǎo)毛等α-角蛋白時(shí)提出的。如圖l-1-1100°的角度圍繞螺旋軸心盤(pán)旋3．60．54nm，即每個(gè)殘、基沿螺旋體中心軸上、升0．15nm；右手旋轉(zhuǎn)；多肽鏈內(nèi)的氫鍵由肽鏈中一個(gè)肽鍵的一CO的氧原子與第四個(gè)肽鍵的一NH13個(gè)原子，這種螺旋稱(chēng)為3．613.一條多肽鏈能否形成α-螺旋以及形成的螺旋體的穩(wěn)定程度與R如多聚賴氨酸在pH7．0時(shí)，R基團(tuán)帶正電相互排斥，破壞螺旋形成，而在pH12時(shí)則能自發(fā)形成α-R基團(tuán)較大，會(huì)阻礙α-螺旋形成。多聚脯氨酸則由于肽鍵上不具有亞氨基氫，無(wú)法形成氫鍵，因此多肽鏈中只要有脯氨酸殘基，α-螺旋即被中斷，使多肽主鏈產(chǎn)生一個(gè)“結(jié)節(jié)”。-精品系列資料 版權(quán)全部@(ZXXK)-精品系列資料 β-折疊分兩種類(lèi)型，一是平行式，即全部肽鏈N端都在同一端，另一類(lèi)是反平行式，即肽鏈的N端一順一反地排列。β-折疊構(gòu)造的肽鏈幾乎是完全伸展的，鄰近兩鏈以相反或一樣方向平行排列成片層狀。兩個(gè)氨基酸殘基之間的軸心距離為0．35nm，β-折疊構(gòu)造的氫鍵是由兩條肽鏈中一條的一C0基與另一條的一NH基形成。絲蛋白的二級(jí)構(gòu)造主要是β-1-1-2所示。β-轉(zhuǎn)角蛋白質(zhì)分子的多肽鏈上常常消滅180°的回折，在這種肽鏈的回折角上就是β-轉(zhuǎn)角構(gòu)造，由第一個(gè)氨基酸殘基的一CO與第四個(gè)氨基酸殘基的一NH形成氫鍵。超二級(jí)構(gòu)造與構(gòu)造域近年在爭(zhēng)論蛋白質(zhì)構(gòu)象、功能與進(jìn)化時(shí)，引進(jìn)了超二級(jí)構(gòu)造和構(gòu)造域(圖1-1-3)的構(gòu)造層βαβ、βββ、αα、ββ等。如肌球蛋白、原肌球蛋白和纖維蛋白原中有一種αα超二級(jí)構(gòu)造，是由兩股或三股右手α-螺旋彼此纏繞而成的左手螺旋構(gòu)象。構(gòu)造域是指多肽鏈在超二級(jí)結(jié)構(gòu)根底上進(jìn)一步繞曲折疊成嚴(yán)密的球狀構(gòu)造亞構(gòu)造。一般狀況下，酶的活性部位位于兩個(gè)構(gòu)造域之間的裂縫中。-精品系列資料 版權(quán)全部@(ZXXK)-精品系列資料 三級(jí)構(gòu)造纖維狀蛋白質(zhì)一般只有二級(jí)構(gòu)造，而球狀，蛋白質(zhì)在二級(jí)構(gòu)造的根底上，經(jīng)過(guò)超二級(jí)構(gòu)造和構(gòu)造域，進(jìn)一步組裝成三級(jí)構(gòu)造(圖1-1-4)。維持三級(jí)構(gòu)造的作用力主要是一些次級(jí)作用。四級(jí)構(gòu)造四級(jí)構(gòu)造(圖1-l-5)是指蛋白質(zhì)分子內(nèi)具有三級(jí)構(gòu)造的亞單位通過(guò)氫鍵、鹽鍵、疏水鍵互獨(dú)立但自身又具有特定構(gòu)象的共同構(gòu)成同一蛋白質(zhì)的肽鏈。如血紅蛋白有四個(gè)不同的亞4個(gè)亞基以肯定形式結(jié)合在一起，形成特定的構(gòu)象，即是四級(jí)構(gòu)造。(三)蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)1．膠體性質(zhì)蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量很大，在水溶液中所形成的顆粒具有膠體溶液的特蛋白質(zhì)顆粒比較穩(wěn)定，不易沉淀。2，兩性電解質(zhì)蛋白質(zhì)分子除了肽鏈兩端有自由的α-氨基和α-羧基外，很多氨基酸電，在堿性淀液中蛋白質(zhì)帶負(fù)電。當(dāng)溶液到達(dá)某一pH值時(shí)，蛋白質(zhì)所帶正負(fù)電荷相等，這時(shí)溶液的pH值叫做蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)(pI)。一般含酸性氨基酸較多的蛋白質(zhì)，等電點(diǎn)偏酸；蛋白質(zhì)。沉淀反響假設(shè)在蛋白質(zhì)溶液小參加適當(dāng)試劑，破壞了蛋白質(zhì)的水膜或中和蛋白質(zhì)的電荷，則蛋白質(zhì)膠體溶液就不穩(wěn)定而消滅沉淀現(xiàn)象.可引起沉淀反響的試劑有高濃度鹽類(lèi)()，有機(jī)溶劑(如酒精、丙酮)，重金屬鹽(如硝酸銀、醋酸鉛、三氯化鐵等)，某些生物堿試劑(如苦味酸、單寧酸等).變性蛋白質(zhì)因受物理或化學(xué)因素的影響，其分子的空間構(gòu)造轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致其理化性強(qiáng)堿、重金屬離子、尿素、酒精、丙酮等；能使蛋白質(zhì)變性的物理因素有加熱震蕩或攪拌、超聲波、紫外線及X射線照耀等。蛋白質(zhì)生物活性的喪失是蛋白質(zhì)變性的主要特征，變性后的蛋白質(zhì)最明顯的理化性質(zhì)轉(zhuǎn)變是溶解度降低壞，因而不發(fā)生一級(jí)構(gòu)造的破壞；而主要發(fā)生氫鍵、疏水鍵的破壞，使肽鏈的有序的卷曲、折疊狀態(tài)變?yōu)樗缮o(wú)序。-精品系列資料 版權(quán)全部@(ZXXK)-精品系列資料 280nm的紫外光下，有最大吸取峰。這主要是由于肽鏈中酪氨R基團(tuán)引起的。因此可以用紫外線分光光度法測(cè)定蛋白質(zhì)在280nm的光吸取值來(lái)測(cè)定蛋白質(zhì)的含量。變構(gòu)作用含2個(gè)以上亞基的蛋白質(zhì)分子，假設(shè)其中一個(gè)亞基與小分子物質(zhì)結(jié)合，分子的構(gòu)象乃至活性均會(huì)轉(zhuǎn)變，這一現(xiàn)象稱(chēng)為變構(gòu)作用(或別構(gòu)作用)。例如，血紅蛋白有4個(gè)亞基，當(dāng)02與其中一個(gè)亞基結(jié)合后，即引起該亞基的構(gòu)象的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而又會(huì)引起另外三蛋白與氧結(jié)合的速度。呈色反響蛋白質(zhì)分子中因含有某些特別的構(gòu)造或某些特別氨基酸殘基，能與多種化合物發(fā)生顏色反響。重要的顏色反響如表l-1-2所示。(四)蛋白質(zhì)的分類(lèi)蛋白質(zhì)的化學(xué)分類(lèi)依據(jù)蛋白質(zhì)的分子組成可將蛋白質(zhì)分為簡(jiǎn)潔蛋白質(zhì)和結(jié)合蛋白質(zhì)兩大類(lèi)。簡(jiǎn)潔蛋白質(zhì)完全水解的產(chǎn)物為α-氨基酸，即只由α-氨基酸組成。因此，簡(jiǎn)潔蛋白，質(zhì)又稱(chēng)單純蛋白質(zhì)，如球蛋白、白蛋白、組蛋白等。結(jié)合蛋白質(zhì)由簡(jiǎn)潔蛋白質(zhì)和非蛋白質(zhì)物質(zhì)兩局部組成。非蛋白質(zhì)局部通常稱(chēng)為輔基。輔基可以是核酸、糖類(lèi)、脂類(lèi)、色素、磷酸，由此組成的結(jié)合蛋白質(zhì)分別稱(chēng)為核蛋白、糖蛋白、脂蛋白、色蛋白、磷蛋白。蛋白質(zhì)的功能分類(lèi)依據(jù)蛋白質(zhì)的功能大體分為構(gòu)造蛋白和酶兩大類(lèi)，構(gòu)造蛋白參與化學(xué)反響都需要在酶的催化作用下才能進(jìn)展。四、酶類(lèi)謝反響必需具有酶才能-精品系列資料 版權(quán)全部@(ZXXK)-精品系列資料 主要爭(zhēng)論蛋白質(zhì)屬性的酶。(一)酶的化學(xué)構(gòu)造(稱(chēng)為酶蛋白)和關(guān)心因子專(zhuān)一性和高效性主要打算于酶蛋白?？隙ㄐ纬傻幕瘜W(xué)鍵，從而發(fā)生肯定的化學(xué)反響。(二)酶的作用機(jī)制1．酶的催化作用——降低活化能或超過(guò)肯定限度(稱(chēng)為能閾)的活化分子(處于過(guò)渡態(tài)的分子)才能在碰撞中發(fā)生化學(xué)反響。明顯，活化分子越多，反響速度越快。將分子由常態(tài)轉(zhuǎn)變到活化狀態(tài)(過(guò)渡態(tài))所需的能量，稱(chēng)為活化能。酶的催化作用就是降低化學(xué)反響的活化能使反響物進(jìn)入“過(guò)渡態(tài)”，所以同非酶催化反響相比，活化分子的數(shù)量大大增加，從而加快1-1-6所示。中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)酶為什么能降低反響的活化能?中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)能比較好地解釋這個(gè)問(wèn)題。該學(xué)說(shuō)認(rèn)為：-精品系列資料 版權(quán)全部@(ZXXK)-精品系列資料 出酶及產(chǎn)生的反響產(chǎn)物?？捎霉奖硎緸椋哼@樣，把原來(lái)無(wú)酶參與的一步反響 分成了兩步進(jìn)展。這兩步反響所需于酶與底物生成了中間產(chǎn)物從而轉(zhuǎn)變了反響途徑所致?！拌€匙-鎖”學(xué)說(shuō)和“誘導(dǎo)契合”學(xué)說(shuō)酶和底物是如何結(jié)合成中間產(chǎn)物的?又如何完成其催化作用?1890E.Fischer-鎖”學(xué)說(shuō)，認(rèn)為酶和底物結(jié)合時(shí)，底物的構(gòu)造必需和酶活性部位的構(gòu)造格外吻合，就像鎖和鑰匙一樣，這樣才能?chē)?yán)密結(jié)合形成中間產(chǎn)物。這在肯定程度上解釋了酶促反響的特性，如逆反響。1958年，D．E．Koshland提出了“誘導(dǎo)契合”學(xué)說(shuō)，抑制了“鑰匙-鎖”模型的缺點(diǎn)，認(rèn)為酶與底物結(jié)合時(shí)，底物能誘導(dǎo)酶分子的構(gòu)象變化，使酶能與分子很好地結(jié)合，從1-1-7所示。使酶具有高催化效率的因素酶為什么比一般催化劑具有更高催化效率?主要有以下因素：鄰近定向效應(yīng)指底物和酶活性部位的鄰近，對(duì)于雙分子反響來(lái)說(shuō)也包含酶活性部之間還要有嚴(yán)格的定向(正確的立體化學(xué)排列)。這樣就大大提高了活性部位上底物的有效濃物進(jìn)展反響的活化能降低，從而大大地增加了酶-底物中間產(chǎn)物進(jìn)入過(guò)渡態(tài)的幾率?！皬埩Α焙汀毙巫儭钡孜锝Y(jié)合可以誘導(dǎo)酶分子構(gòu)象的變化，而變化的酶分子又使底物分子的敏感鍵產(chǎn)生“張力”甚至“形變”，從而促進(jìn)酶-底物中，間產(chǎn)物進(jìn)入過(guò)渡態(tài)。(3)酸堿催化酶活性部位上的某些基團(tuán)可以作為良好的質(zhì)子供體或受體對(duì)底物進(jìn)展酸堿催化。〔4)產(chǎn)物要比非催化反響簡(jiǎn)潔得多。(三)影響酶催化反響的因素1.酶濃度的影響在酶促反響中，假設(shè)底物濃度大到足以使酶飽和，則反響速度與酶濃度成正比 (圖-精品系列資料 版權(quán)全部@(ZXXK)-精品系列資料 1-1-8)：V=k[E]。底物濃度的影響(1)底物濃度對(duì)酶促反響速度的影響底物濃度作圖得始終角雙曲線(圖1-1-9)。由曲線可以看出：當(dāng)?shù)孜餄舛萚S]較低時(shí)，反響速當(dāng)濃度大大增加時(shí)，反響速度趨近一個(gè)最大值即最大速度Vmax，此時(shí)的反響速度與底物濃度無(wú)關(guān)。PH值的影響酶常常限于某一pHpH值就是酶的最適pHpHpH曲線為鐘型曲線(圖1-1-10)。pH值對(duì)酶活性影響的緣由，除了由于過(guò)酸或過(guò)堿使酶變性失與底物的結(jié)合，從而影響了酶的活力。4，溫度的影響曲線(圖1-l-11)。溫度對(duì)酶促反響的影響有兩個(gè)方面：一方面是溫度上升，反響速度加快，前一種效應(yīng)為主，在高于最適溫度時(shí)，后一種效應(yīng)為主。5，激活劑的影響-精品系列資料 版權(quán)全部@(ZXXK)-精品系列資料 3Mg2+是各種激酶的激活劑，C1-能激活唾液α-淀粉酶；其次類(lèi)為中等大小的有機(jī)化合物，一種是復(fù)原劑，如半胱氨酸、復(fù)原型谷胱甘肽等，另一種是金屬螯合劑，能除去酶中重金屬雜質(zhì)，(EDTA)；第三類(lèi)為蛋白質(zhì)性的大分子化合物，這類(lèi)激活劑用于酶原激活，使無(wú)活性酶原變成有活性的酶。6．抑制劑的影響分為不行逆抑制作用和可逆抑制作用兩類(lèi)。(四)酶的分類(lèi)和命名1．酶的國(guó)際系統(tǒng)分類(lèi)法國(guó)際生物化學(xué)聯(lián)合會(huì)酶學(xué)委員會(huì)提出的酶的國(guó)際系統(tǒng)分類(lèi)法的分類(lèi)原則是酶按其催化的反響類(lèi)型分為六大類(lèi)，即氧化復(fù)原酶類(lèi)、轉(zhuǎn)移酶類(lèi)、水解酶類(lèi)、裂解酶類(lèi)、異1，2，3，4，5．6的編號(hào)來(lái)表示；依據(jù)底物分子中被作用的基團(tuán)ECl．1.1.27。EC指國(guó)際酶學(xué)委員會(huì)的縮寫(xiě)；第一個(gè)1，代表該酶屬于氧化復(fù)原酶類(lèi)；其次個(gè)1，代表該酶屬于氧化復(fù)原酶類(lèi)中的第一亞類(lèi)，催化醇的氧化；第三個(gè)1，代表該酶屬于氧化復(fù)原酶類(lèi)中第一亞類(lèi)的第一亞亞類(lèi)；第四個(gè)數(shù)字說(shuō)明該酶在肯定的亞亞類(lèi)中的排號(hào)。2．酶的命名系統(tǒng)命名法包括兩局部，即底物名稱(chēng)及反響類(lèi)型。假設(shè)酶反響中有兩種底物起反響，習(xí)慣命名法通常依據(jù)酶作用的底物及反響類(lèi)型來(lái)命名如催化乳酸脫氫變成丙酮酸的酶稱(chēng)為乳酸脫氫酶催化草酰乙酸脫去CO2變?yōu)楸岬拿阜Q(chēng)草酰乙酸脫羧酶對(duì)于粉的酶稱(chēng)淀粉酶。有時(shí)為了區(qū)分同一類(lèi)酶，還可以在酶的名稱(chēng)前面標(biāo)上來(lái)源。如胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶等。五、核酸自然的核酸可分為兩大類(lèi)：核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)。真核細(xì)胞中，RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，在細(xì)胞核內(nèi)僅有少量存在，線粒體、葉綠體內(nèi)也有分布；DNA主要分布在細(xì)胞核內(nèi)，線粒體、葉綠體內(nèi)也有少量存在。(一)核酸的組成成分將核酸水解可以得到核酸的根本組成單位——核苷酸苷和磷酸。核苷又可進(jìn)一步分解成堿基和戊糖。-精品系列資料 版權(quán)全部@(ZXXK)-精品系列資料 戊糖組成核酸的戊糖有兩種：β-D-核糖和β-D-2-RNA，后者存在于DNA。堿基(A)、鳥(niǎo)嘌吟(G)兩種；另一類(lèi)是嘧啶，為單環(huán)分子，一般有胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)、尿嘧啶(U)三種。DNA中含有A、G、C、T，RNA中含有A、G、C、U。凡含有酮基的嘧啶堿或膘吟堿，在溶液中可以發(fā)生酮式占優(yōu)勢(shì)，這對(duì)核酸分子中氫鍵構(gòu)造的形成格外重要。4-精品系列資料 版權(quán)全部@(ZXXK)-精品系列資料 功能具有重要的作用。tRNA的修飾堿基種類(lèi)較多，如次黃瞟吟。二氫尿呼喚、4一硫尿嘧啶、5一甲基胞嘧啶。核苷戊糖－l或瞟吟堿－9上的氫縮合連接成共價(jià)的-N形成核苷。由核糖組成的核苷為核糖核苷，用單符號(hào)〔A、G、C、U〕表示，由脫氧核糖構(gòu)成的核苷，稱(chēng)脫氧核苷，則在單個(gè)符號(hào)前加一個(gè)小寫(xiě)的d〔dA、dG、dC、dT〕。在tRNA5-核糖尿嘧啶，是一種碳苷，其C－15個(gè)碳原子相連，由于戊糖與堿基連接方式比較特別．也稱(chēng)假尿苷苦．用符號(hào)Ψ表示。核苷酸3成2′-、3′-和5′-3′-和5’-脫氧核苷酸。生物體內(nèi)的游離核苷酸多為5′-核苷酸。(二)核酸的構(gòu)造1.DNA的構(gòu)造〔1〕一級(jí)構(gòu)造構(gòu)成DNA3′-羥基與后一個(gè)殘基脫氧核糖的5′-磷酸形成：3′，5′-磷酸二酯鍵，彼此相連而形成多脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈(圖1-1-12)。5”-OH末端(5′-末端)3′-OH末端(稱(chēng)3′-末端)5′-3′-末端的延長(zhǎng)(5′-末端→3′-末端)。-精品系列資料 版權(quán)全部@(ZXXK)-精品系列資料 DNA的一級(jí)構(gòu)造就是指脫氧核苷酸鏈中脫氧核苷酸的排列挨次。不同的DNA分子具〔2)二級(jí)構(gòu)造依據(jù)Chargaff覺(jué)察的A=T、G=C的堿基組成規(guī)律以及WilkinsFranklinDNA晶體的X1953年Watson和Crick提出了DNA如圖1-1-13-精品系列資料 版權(quán)全部@(ZXXK)-精品系列資料 該模型認(rèn)為：①DNA分子由兩條多脫氧核苷酸鏈反向平行(3′→5′，另一條鏈為5’一3′)，圍圍著同一個(gè)軸，右手盤(pán)旋成一個(gè)右平行螺旋構(gòu)造，螺旋的直徑為2．0nm；②磷酸和脫氧核糖在螺旋體的外側(cè)，通過(guò)磷酸二酯鍵連結(jié)形成DNA分子的骨架；③堿基對(duì)位于螺旋體內(nèi)側(cè)，按AT，CG配對(duì)，A-T2個(gè)氫鍵，C-G3個(gè)氫鍵，堿基平面與縱軸垂直，每個(gè)堿基對(duì)間相隔0．34nm，旋轉(zhuǎn)方向相差360°，因此繞中心軸每旋轉(zhuǎn)一10個(gè)核苷酸，每隔3．4nm兩條溝對(duì)DNA和蛋白質(zhì)的相互識(shí)別是很重要的。DAN3種化學(xué)鍵維持：互補(bǔ)堿基之間的氫鍵，堿基對(duì)之間的堿用。進(jìn)一步爭(zhēng)論覺(jué)察，在不同濕度條件下，含不同鹽離子的DNAX光衍射圖譜也不同，說(shuō)明有不同的雙螺旋構(gòu)象。據(jù)此，又可將DNA分為A型、B型、C型、DZ型等多種構(gòu)象。三級(jí)構(gòu)造DNA的三級(jí)構(gòu)造是指雙螺旋DNADNA三級(jí)構(gòu)造的根本形式。DNA是共價(jià)環(huán)雙鏈DNA，這種環(huán)狀雙螺旋DNA分子，假設(shè)通過(guò)細(xì)胞內(nèi)拓?fù)洚悩?gòu)酶的作用，即可在環(huán)形分子的內(nèi)部引起張力，這種產(chǎn)生的張力不能釋放到分子外部，而只能在DNA分子內(nèi)部促使原子的位置重排，造成雙螺旋的再螺旋，外形似麻花，即產(chǎn)生超螺旋構(gòu)造。真核細(xì)胞染色質(zhì)和有些病毒DNA是雙螺旋線形分子，當(dāng)線形DNA分子的兩端均固定時(shí)也可形成超螺旋構(gòu)造。染色質(zhì)DNADNA分子先盤(pán)繞組蛋白形成核小體，很多核小體由DNA鏈連在一起構(gòu)成念珠狀構(gòu)造，念珠狀構(gòu)造可進(jìn)一步盤(pán)繞壓縮成更高層次的構(gòu)造-據(jù)估汁，人的DNA分子在染色質(zhì)中反復(fù)折疊盤(pán)繞，共壓縮8000～10000倍。2．RNA的構(gòu)造RNA主要有三大類(lèi)，分別是：核糖體RNA(rRNA)，占RNA80％以上，是核糖體的主要成分；轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(1RNA)，占總量的15％，在蛋白質(zhì)的合成中搬運(yùn)氨基酸；信使RNA(mRNA)5％，是合成蛋白質(zhì)的模板。不同種類(lèi)的RNA-精品系列資料 版權(quán)全部@(ZXXK)-精品系列資料 表述便利，將mRNA作為一級(jí)構(gòu)造的例子，tRNA作為二級(jí)構(gòu)造、三級(jí)構(gòu)造的例子。(1)一級(jí)構(gòu)造RNA3′，5’-磷酸二酯鍵連接而成。RNA的一級(jí)構(gòu)造是指RNA鏈上的核苷酸挨次以及各功能部位的排列挨次。mRNADNA為模板轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的，一般原核mRNA直接轉(zhuǎn)錄生成，而真核mRNA首先形成的是分子大小極不均一的hnRNAmRNAmRNA一般為多順?lè)醋?，即一條mRNA鏈含有指導(dǎo)合成幾種蛋白質(zhì)的信息。它的5′-末端和3′-末端無(wú)特別構(gòu)造。在分子內(nèi)部，一個(gè)順?lè)醋拥木幋a區(qū)，是從起始密碼AUG開(kāi)頭，到終止密碼UAG為止，各順?lè)醋拥木幋a區(qū)之間，以及5′端第一個(gè)順?lè)醋拥木幋a區(qū)之前，3′端最終一mRNARNA只翻譯產(chǎn)生一種多肽鏈。真核細(xì)胞成熟mRNA3150-200個(gè)腺苷酸(A)挨次，即多聚腺苷酸(polyA)，它的作用可能是使mRNA分子穿過(guò)核膜進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)；5′端是一個(gè)甲基化的鳥(niǎo)苷酸，即G-帽，它除起保護(hù)作用外，還使mRNA分子識(shí)別核糖體，和核糖體結(jié)合，進(jìn)展蛋白質(zhì)合成。二級(jí)構(gòu)造RNA的二級(jí)構(gòu)造是指單鏈RNA配對(duì)挨次形成的突環(huán)相間分布的花形構(gòu)造。tRNA(A-UC-C堿基對(duì)構(gòu)成的雙螺旋區(qū)叫臂，不能配對(duì)仍顯單鏈的局部叫環(huán))。四環(huán)是：D環(huán)(I)、反密碼子環(huán)(Ⅱ)、TΨC環(huán)(Ⅳ)和可變環(huán)(Ⅲ)D臂、反密碼子臂和TΨC臂。在氨基酸承受臂，3’-OH端有一個(gè)單鏈區(qū)NCCA-3’-OH，在氨基酸合成酶的作用下，活化了的氨基酸t(yī)RNA3’-OH上；在反密碼子環(huán)上其中有3