2020年四川自考03179《生物化学(三)》章节复习重点(1)

2020-09-26 15:38来源:四川自考网

第一章  概述 

第一节 概述

一、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、核苷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。估计仅蛋白质就有1010-1012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素(C、H、O、N、S、P)构成小分子构件,如氨基酸、核苷酸、单糖等;再用简单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、O、N占生物元素总量的95%以上,其原子序数均在8以内。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能团的构成。与电负性强的氧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键的形成及断裂有关。一些高能分子中的磷酸苷键和硫酯键是高能键。

三、无机生物元素

(一)、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素,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,四个锰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。细胞色素氧化酶中的铁-铜中心也有类似功能。

(二)、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。

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