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《生物化学》教案
第一章 蛋白质（4学时）
本章重点：蛋白质的分子结构、重要性质及结构与功能的关系。明确蛋白质结构的不同层次之间的联系，为进一步学习酶和信息代谢奠定基础
1．关于氨基酸重点讲授20种基本氨基酸的结构及重要性质，注意：
（1）要求学生记住20种基本氨基酸的结构及三字母缩写。近年发现谷胱甘肽
过氧化物酶中存在硒代半胱氨酸，有证据表明此氨基酸由终止密码UGA编码，可能是第21种蛋白质氨基酸。
（2）氨基酸的滴定曲线以丙氨酸为主来讲，简单介绍两种侧链可解离的氨基酸
（组氨酸和谷氨酸）滴定曲线。
提问：pH=pKa时，缓冲能力最大，等电点时缓冲能力最小，为什么？
His在生理pH条件下为什么是唯一具有缓冲能力的氨基酸？
（3）氨基酸的等电点计算公式的推导
提问：不同pH下的组成分析和电泳行为？
pH>pI时，氨基酸带负电荷，-COOH解离成-COO-，向正极移动。 pH=pI时，氨基酸净电荷为零，溶解度最小
pH Ile、Met 、Val 、Leu、Trp、 Phe、 Thr、Lys 一 家 写 两 三 本 书 来 （6）氨基酸的化学反应强调参与反应的基团 2．蛋白质的分子结构： （1）阐明概念：一级结构、构型与构象、二级结构、酰胺平面、超二级结构、 三级结构、结构域、四级结构 （2）通过示意图讲授每一级结构层次的特点，并结合实例加深理解。 一级结构-----胰岛素、牛胰核糖核酸酶 超二级结构----- 角蛋白、弹性蛋白、胶原蛋白 三级结构------肌红蛋白 四级结构----血红蛋白 （3）提问：区分单体蛋白与寡聚蛋白？ 单条肽链(肌红蛋白、Rnase、胰岛素等) 单体蛋白 多条肽链（胰凝乳蛋白酶） 蛋白质 相同亚基（乳酸脱氢酶α4） 寡聚蛋白 不同亚基（血红蛋白α2β2） （4）蛋白质分子结构与功能的关系 一级结构与功能的关系从细胞色素c、镰刀型细胞贫血病、酶原激活等几个方面阐述 高级结构与功能的关系主要讲授牛胰核糖核酸酶变性复性实验 3．蛋白质的重要性质 （1）蛋白质的沉淀作用：盐析、盐溶、有机溶剂沉淀、等电点沉淀的原理 （2）蛋白质的变性与复性的概念 （3）通过蛋白质的紫外吸收性质、颜色反应介绍几种蛋白质含量的测定方法： 紫外吸收法、双缩脲法、福林酚法 第二章 核酸（3学时） 本章重点：DNA的分子结构和核酸的主要理化性质，为进一步学习核酸的代谢奠定基础 1．通过讲授核酸的发现及研究历史，使学生了解核酸化学的研究概况 2．关于DNA的生物学功能，通过一些重要的实验证据来阐明，力求从科学研究的思路方面启发学生： 1928年，英国科学家Griffith的肺炎链球菌感染小鼠实验； 1944年，O.T.Avery（美）肺炎链球菌的转化实验； 1952年，美国冷泉港Hershey-Chase噬菌体浸染细菌的实验 ３．关于核酸的分子结构，重点讲授： （１）B型DNA双螺旋结构模型的特点、稳定因素及意义,提醒同学注意与蛋白 质的α-螺旋相区别记忆。实验课抽学生看DNA双螺旋结构模型讲特点。 （２）DNA的超螺旋： a.正超螺旋：左手超螺旋，是B-DNA加剧螺旋形成的超螺旋，用绳子示意， 非自然选择，不利于基因表达。 b.负超螺旋：右手超螺旋，是B-DNA减弱螺旋形成的超螺旋，用绳子示意， 自然选择，利于基因表达。 （３）tRNA三叶草型的二级结构特点,见图 （4）真核生物与原核生物mRNA结构的区别 Δ 应注意通过展示图片讲授，条理清晰！ 4．DNA的熔点（Tm）,分析影响Tm的因素： (1)DNA分子中的碱基比：GC/AT↑Tm↑，原因是G＝C，A＝T，经验公式：GC％ ＝（Tm-69.3）*244 (2)介质的离子强度：I↑Tm↑。 (3)复杂度↑Tm↑ 第三章基因组学与蛋白质组学（补充2学时） 1．基因组学概述 2．功能基因组研究 3．蛋白质组学原理 4． 蛋白质组学技术与方法 5． 蛋白质组学在申明科学研究中的应用 第四章 酶（3学时） 本章重点：酶的作用特点、酶的催化机理、影响酶促反应速度的因素，较系统地掌握酶的一般知识，为学习物质代谢奠定基础 １．阐明概念：酶的专一性、简单蛋白酶、结合蛋白酶、辅助因子、辅基、辅酶、 单体酶、寡聚酶、多酶体系、必需基团、酶的活性中心、米氏常数、别构酶同工酶、诱导酶、核酶 ２．酶按反应性质分：6大类――很重要 每一类写出反应通式并举一具体的代谢反应例子。 如：氧化还原酶类氧化还原酶类：A·2H+B←→A+B·2H 具体例子：乳酸发酵的最后一步 六大类酶的记忆诀窍：氧转水，裂亦合 思考题：催化ATP+G←→G-6-P+ADP反应的酶是那一类酶？ ３．酶的化学本质： （１）是蛋白质：酶的性质符合蛋白质的特性，为主，80年代以前的书籍都认为 酶的本质就是蛋白质。 （２）是RNA：新发现的某些酶的成分是RNA，称为核酶。 对比而言，蛋白质作为的酶种类多，数量大，效率高，是酶中的主力。核糖酶仅限于水解酶类，且效率低。 讲授时介绍一些关于核酶研究的重要文献，学有余力的同学可参看。 ４．关于酶的作用机理： （１）中间复合物学说：解释酶的高效性的理论，即酶为什么能催化生化反应。 ａ．内容：（以单底物单产物的生化反应为例：S←→P），酶先与底物形成过渡态的中间复合物，进而分解成为产物和酶，从而降低了反应的活化能。用方程式表示为： E+S←→［ES］←→E+P ｂ．用图来描述上述过程： （２）作用专一性的机制：重点讲解诱导契合学说 锁钥学说：解释酶专一性的理论，已经过时，但是解释得很形象。 诱导契合学说：这是为了修正锁钥学说的不足而提出的一种理论。它认为， 酶的活性中心与底物的结构就好像手与手套的关系一样。该理论已得到实验上的证实，电镜照片证实酶“就像是长了眼睛一样”。 （３）关于酶与底物具体作用的方式：全部用于说明酶的高效性，不同的酶适用 于不同的类型，但邻近与定向效应类型是共有的。 以胰凝乳蛋白酶为例作小结 5．讲授酶促反应速度的影响因素时，利用各因素对反应速度曲线来进行阐述并分析机理 a.如何根据中间复合物学说推导米氏方程，请学生自己看 b.关于可逆抑制作用，最后将三种抑制作用对比小结： Km Vm 竞争性的抑制剂 ↑ 不变 非竞争性抑制剂 不变 ↓ 反竞争性抑制剂 ↓ ↓ 6．酶的活力：表示具有活性的酶的数量，其单位就叫活力单位（U），其定义为： 在最适条件下，单位时间内催化一定量的底物转化成产物的酶量。 国际标准活力单位的定义为：在标准条件（25℃、最适PH、底物过量）下，1分钟催化1uMol底物转化成产物的酶的量，就是1个活力单位，举例。 有些情况下用国际标准活力单位不方便，则用习惯单位。 刚开始接触这个概念时不大习惯，因为平时我们衡量物质的量都是用重量和体积。关键在于“活性”上，举例，密闭的酶制剂。为了加深理解，做一对比： 数量 测定法 单位 单位的定义 酶 活力 测反应速度 U 见上面 （乘上体积就是活力） 其它物质 重量 称重 g 使天平扭转某个角度的物质的量 7．关于别构酶： （1）别构效应的生理意义：酶对底物量的变化十分敏感。举例： 对米氏酶而言，［S］90％Vm/［S］10％Vm＝81，意思是［S］提高了81倍，v才提高9倍，说明酶对［S］的变化很迟钝。 而对于一般的别构酶而言，［S］90％Vm/［S］10％Vm＝3，意思是［S］只要提高了3倍，v就能提高9倍，说明酶对［S］的变化很敏感。 （2）别构效应的机制： a.序变模型（KNF）：此模型适应于活性中心和别构中心同处于一条亚基上的别构酶。 b.齐变模型（MWL）：此模型适应于活性中心和别构中心分别处于不同亚基上的别构酶。血红蛋白的功能可以用此模型解释。 （3）具体例子：Asp氨甲酰磷酸氨甲酰转移酶（ATCase） 催化的反应： ATCase Asp + 氨甲酰磷酸 → 氨甲酰Asp ――-―→ CTP 组成：12条亚基，6条催化亚基，C；6条调节亚基，R。对称排列，3R2&#