緒論
1. 生物屬性/生命屬性(生命的共同特征):包括如生長、發育、繁殖、化學成分統一性、結構有序性、新陳代謝、遺傳、變異、進化、適應和應激性等。
2. 生物分子:自然界中,生命活動所產生的有機分子,如蛋白質、核酸、糖類、脂質以及它們的單體亞基等。
3. 生物大分子:由單體亞基共價聚合而成的線型高分子,如蛋白質、核酸和多糖。(脂質因它的聚集體具有大分子的性質而被看成是“準生物大分子”。)
4. 超分子復合體(或稱超分子結構):如生物膜、染色體和核糖體等
5. 生物分子組織成細胞是有結構層次的,層次由低到高:單體亞基、大分子、超分子復合體、細胞器、細胞。(對于多細胞生物,細胞、組織、器官、系統、生物個體)
6.
7. 新陳代謝:簡稱代謝,它是生物體內發生的各種酶促反應的總和或總稱。在細胞內進行的新陳代謝常稱為中間代謝或細胞代謝。
8. 合成代謝:是指由小分子前體合成大分子細胞成分如蛋白質、核酸等的需能反應。
9. 分解代謝:是指有機營養物分子如糖類、脂質和蛋白質等被降解成中間物進而降解成終產物的產能反應。
10. 活生物或活細胞要維持生存和繁衍后代,就必須不斷地與環境進行物質交換和能量交流,與此相應的有物質代謝和能量代謝,物質代謝著重生物的物質更新,能量代謝強調能量的攝取、轉化和利用。
11. 活生物獲取能量的兩種方式:
(1)以日光(輻射能)形式被光自養生物(綠色植物和光合細菌)的光合細胞捕獲并轉化為化學能,貯存于ATP、NADPH和有機營養物(燃料分子)中;
(2)以有機營養物形式被異養生物(動物、真菌和細菌)攝取,通過分解代謝轉化為化學能,貯存于ATP等分子中。
12. 光合磷酸化和氧化磷酸化中的電子流是能量轉化的基礎。
13. ATP是通用的化學能載體,稱為載能分子,是代謝網絡中偶聯吸能反應(合成代謝途徑中)和放能反應(分解代謝途徑中)的媒介物。通過放能反應和吸能反應的偶聯,可以利用前一反應釋放的能量驅動后一反應的進行。
14. 各種形式的能量轉化
15.遺傳:在繁殖過程中,親代把自己性狀的信息傳遞給子代,子代按所得的遺傳信息生長發育,因而子代總是具有跟親代相同或相似的性狀,這就是遺傳。
16.變異:子代和親代之間,子代的個體之間,終究不是完全一樣的,性狀之間多少會有差別,這種現象稱為變異。
17.進化:遺傳和變異相伴而行,通過長期優選劣汰的自然選擇,生物從簡單到復雜、從低級到高級不斷地變化發展,這就是進化或稱演化。
18.脫氧核糖核酸(DNA):作為遺傳物質,信息貯量大、性能穩定、復制忠實、表達準確等。
19.RNA:轉錄合成的RNA是單鏈分子,單戀比雙鏈更具柔性,能折疊成特殊的空間結構,使RNA既像DNA那樣具有貯存和傳遞遺傳信息的作用,又像蛋白質那樣具有催化和調節的功能。
20.自裝配:生物大分子(或稱亞基)自發締合成復合體、超分子復合體、進而締合成細胞器、更高層次的生物結構直至整個生物個體的過程。
裝配的原則:
(1)分層次逐級裝配,這樣形成的結構,一是節省裝配所需的遺傳信息,二是裝配過程中可以剔去有缺陷的亞基結構,以減少材料的浪費。
(2)裝配的驅動力是疏水相互作用(熵效應),裝配的結果是使自由能(恒溫恒壓下能做有用功的能量部分)降至最低,因而是一個自發過程;裝配的專一性是由相互作用表面的結構互補性(包括氫鍵、離子鍵形成的基團配對)來提供的。
(3)裝配所需的信息一般完全包含在亞基上,有的分存于亞基和先存結構中,如生物膜的裝配。
21. 生物化學:是研究生命屬性的化學本質的科學,簡言之就是生命的化學。
22. 分子生物學:廣義的分子生物學是指在分子水平上研究生命過程,特別是研究細胞成分的物理化學的性質和變化及其與生命現象的關系的科學。(在某種意義上,分子生物學是生物化學發展的一個新階段)
23. 生命元素:地殼中天然存在的90多種(92)化學元素,約有30種是生物所必需的,這些元素被稱為是生命元素。
24. 大量元素:C、H、O、N、Ca、P、K、Mg、Cl、S、Na
25. 微量元素:Mn、Fe、Co、Cu、Zn……
26. 有機化合物;具有共價連接的碳骨架或稱碳主鏈的分子。
27. 蛋白質:是氨基酸通過酰胺鍵(肽鍵)連接而成的多聚體,構成細胞除水以外的最大部分,在生物體內起動態功能(如酶、抗體、受體這類蛋白質)和結構元件(如微管蛋白、膠原蛋白)的作用。
28. 蛋白質組:在一個給定細胞中執行功能的所有蛋白質的總和稱為細胞的蛋白質組。
29. 核酸:DNA和RNA,是核苷酸借磷酸二酯鍵連接而成的多聚體,其功能主要是貯存和傳遞遺傳信息。
30. 多糖:由單糖如葡萄糖通過糖苷鍵聚合而成。
31. 多糖的主要功能:
(1) 作為富能的燃料貯庫;
(2) 作為細胞壁(植物和細菌中)的剛性結構成分;
(3)作為細胞外的識別元件,與其他細胞上的蛋白質結合;跟細胞表面上的蛋白質或脂質相連接的較短的單糖多聚體(寡糖)起特異的細胞信號作用。
32. 脂質:不溶于水的烴類的衍生物,為生物膜的結構成分、高能的燃料貯庫、色素和胞內信號等。
33. 結構異構:指具有相同分子式的分子因原子的連接次序不同(因而形成的化學鍵不同)即分子的構造不同產生的。
34. 立體異構:指具有相同結構式的分子因原子的空間排列不同引起的。
35. 構型:分子中原子的固定空間排列。
36. 旋光性(旋光度):旋光物質(手性化合物)引起平面偏振光發生旋轉的能力(即旋轉角度的大小和方向)稱為旋光性。
37. 手性中心:指具有4個不同取代基團的四面體碳原子,也稱手性碳原子或不對稱碳原子或立體原中心,常以C*表示。含一個C*的分子只能由兩個旋光異構體,一般含n個C*的分子可以有2n個旋光異構體。
38.手性分子:不能與自己的鏡像疊合的分子。
39.對映體:一個手性碳原子的取代基在空間的兩種取向是物體與鏡像的關系,并且兩者不能疊合,這種互為不能疊合的鏡像的立體異構體被稱為對映體。
40. 非對映體:彼此不成鏡像的旋光異構體。
41.(外)消旋作用:兩個對映體的等摩爾溶液稱為外消旋混合液,無旋光性。
42.RS命名系統的原子優先性排序:-SHà-OCORà-ORà-OHà-NHRà-NH2à-COORà-COOHà-CONH2à-CHOà-CHROHà-CH2OHà-C6H5à-CH3à-Tà-Dà-H
43. 構象(同三維結構):指一個分子所采取的特定形態。
44.構象異構體:由于分子中單鍵自由旋轉和鍵角有一定的柔性,一個分子在不同瞬間可以有不同的構象。一種特定的構象也稱構象異構體或構象體。構象的立體化學特點是不需任何共價鍵破裂即可發生構象轉變。
45. X射線晶體學精度很高,可測出分子中每一個原子的位置,但要求待測樣品是晶體。
46.核磁共振(NMR)波譜學方法可提供生物分子在溶液中的三維結構信息。
47.生物系統中的非共價力有:離子相互作用、氫鍵、范德華力和疏水相互作用。
48.離子相互作用也稱離子鍵、鹽鍵或鹽橋,它是發生在帶電基團之間的一種靜電相互作用。離子相互作用對環境非常敏感,因加入非極性溶劑而加強,加入鹽類而減弱。
49.氫鍵本質上也是一種靜電相互作用(較強的范德華引力)。氫鍵具有兩個重要特征:方向性和飽和性。
50. 范德華力包括3種較弱的靜電相互作用,即定向效應(極性分子或基團之間)、誘導效應(極性-非極性)、分散效應(主要作用)。
51.接觸距離:范德華力包括吸引力和斥力兩種相互作用,因此范德華力(吸引力)只有當兩個非共價鍵合原子處于一定距離時才能達到最大,這個距離稱為接觸距離或范德華距離,它等于兩個原子的范德華半徑之和。
52.范德華半徑:是一種原子允許另一種原子可以與它接近到什么程度的量度。
53.疏水相互作用(熵效應):指在介質水中的疏水(非極性)分子或分子基團傾向于聚集在一起的現象。(維持生物大分子的三維結構)