生物化学与分子生物学

绪论

第一节 生物化学与分子化学发展简史

一、叙述生物化学阶段 二、动态生物化学阶段 三、分子生物化学时期

1、DNA双螺旋结构被发现 2、DNA 克隆使基因操作无所不能 3、基因组学及其他组学的研究 四、我国科学家对生物化学发展的贡献

第二节 生物化学与分子生物学研究的主要内容

1、生物分子的结构与功能 2、物质代谢及其调节 3、基因信息传递及其调控

第三节 生物化学与分子生物学和医学

一、生物化学已成为生物学各科学界之间，医学各学科之间相互联系的共同语言 二、生物化学为推动医学各学科发展作出了重要的贡献

第一篇 生物分子结构与功能

第一章 蛋白质的结构与功能

第一节 蛋白质的分子组成

一、组成人体蛋白质的20种L-α氨基酸 二、氨基酸可根据侧链结构和理化性质进行分类 三、20种氨基酸具有共同活特异的理化性质 （一）氨基酸具有两性解离的性质

（二）含共轭双键的氨基酸具有紫外线吸收性质 （三）氨基酸与茚三酮反映生成蓝紫色化合物 四、氨基酸通过肽键连接而形成蛋白质或活性肽 （一）氨基酸通过肽键连接而形成肽 （二）体内存在多种重要的生物活性肽 1、谷胱甘肽

2、多肽类激素及神经肽

第二节 蛋白质的分子结构

一、氨基酸的排列顺序决定蛋白质的一级结构 二、多肽链的局部主链构想为蛋白质的二级结构 （一）参与肽键形成的6个原子在同一平面上 （二）α－螺旋是常见的蛋白质二级结构 （三）β－折叠使多肽键形成片层结构

（四）β－转角和无规卷曲在蛋白质分子中普遍存在 （五）二级结构可组成蛋白质分子中的模体 （六）氨基酸残基的侧链影响二级结构的形成 三、多肽链在二级结构基础上进一步折叠形成三级结构

（一）三级结构是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置 （二）结构域是三级结构层次上的独立功能区 （三）蛋白质的多肽链须折叠成正确的空间构象 四、含有二条以上多肽链的蛋白质具有四级结构 五、蛋白质的分类

第三节 蛋白质结构与功能的关系

一、蛋白质一级结构是高级结构与功能的基础 （一）一级结构是空间构象的基础

（二）一级结构相似的蛋白质具有相似的高级结构与功能 （三）氨基酸序列提供重要的生物进化信息 （四）重要蛋白质的氨基酸序列改变可引起疾病 二、蛋白质的功能依赖特定空间结构 （一）血红蛋白亚基与肌红蛋白结构相似 （二）血红蛋白亚基构象变化可影响亚基与氧结合 （三）蛋白质构象改变可引起疾病

第四节 蛋白质的理化性质

一、蛋白质具有两性电离性质 二、蛋白质具有胶体性质

三、蛋白质空间结构破坏而引起变性 四、蛋白质在紫外光谱区有特征性吸收峰 五、应用蛋白质呈色反应可测定溶液中蛋白质含量

1、茚三酮反应 2、双缩脲反应

第五节 蛋白质的分离、纯化与结构分析

一、透析及超滤法可去除蛋白质溶液中的小分子化合物 二、丙酮沉淀，盐析及免疫沉淀是常用的蛋白质浓缩方法 三、利用荷电性可电泳分离蛋白质

四、应用相分配或亲和原理可将蛋白质进行层析分离 五、利用蛋白质颗粒沉降行为不同可进行超速离心分离 六、应用化学或反向遗传学方法可分析多肽链的氨基酸序列 七、应用物理学，生物信息原理可进行蛋白质空间结构测定 思考题：

1、叙述L-α氨基酸结构特征，比较各种结构异同并分析结构与性质的关系。 2、蛋白质的基本组成单位是什么?什么是肽键？什么是肽单元？

3、简述蛋白质一级结构、二级结构、三级结构、四级结构基本概念及各结构层次间的主要化学键。 4、解释蛋白质分子中模体和结构域概念及其与二、三级结构的关系。 5、举例说明蛋白质结构与功能的关系。（一级结构与空间结构） 6、简要叙述蛋白质理化性质在蛋白质分离、纯化中的应用。 7、常用的蛋白质分离纯化方法有哪几种?各自的作用原理是什么?

第二章 功能核酸的结构与功能

第一节 核酸的化学组成以及一级结构

一、核苷酸是构成核酸的基本组成单位

二、DNA是脱氧核苷酸通过3 ，5－磷酸二脂键连接形成的大分子 三、RNA也是具有3，5－磷酸二脂键的线性大分子 四、核酸的一级结构是核苷酸的排列顺序

第二节 DNA的空间结构与功能

一、DNA的二级结构是双螺旋结构 （一）DNA双螺旋结构的试验基础 （二）DNA双螺旋结构模型的要点 1、DNA由两条多聚脱氧核苷酸链组成 2、核糖与磷酸位于外侧

3、DNA双链之间形成了互补碱基对

4、碱基对的疏水作用力和氢键共同维持着DNA双螺旋结构的稳定 （三）DNA双螺旋结构的多样性

（四）DNA的多链结构 二、DNA的高级结构是超螺旋结构 （一）原核生物DNA的环状超螺旋结构

（二）真核生物DNA以核小体为单位形成高度有序致密结构 三、DNA是遗传信息的物质基础

第三节RNA的结构与功能

一、mRNA是蛋白质合成中的模板

1、真核生物mRNA的5`－端由特殊冒结构 2、真核生物mRNA的3`－端有多聚腺苷酸尾 3、mRNA的碱基序列决定蛋白质的氨基酸序列 二、tMRNA是蛋白质合成中的氨基酸载体

1、tRNA中含有多种稀有碱基 2、tRNA 含有茎环结构 3、tRNA的3`－端可连接氨基酸 4、tRNA的反密码子能够识别密码子 三、以rRNA为组分的核糖体是蛋白质合成的场所 四、其他非编码RNA参与基因表达的调控

五、核酸在真核细胞和原核细胞中表现出不同的时空特性

第四节 核酸的理化性质

一、核酸分子具有强烈的紫外吸收 二、DNA变性是双链解离为单链的过程 三、变性的核酸可以复性或形成杂交双链

第五节 核酸酶

思考题：

1、说明碱基与戊糖、核苷与磷酸的连接化学键是什么？核苷酸与核苷酸之间的化学键是什么？ 2、简述DNA双螺旋结构的实验基础是什么？简述B型DNA分子双螺旋结构的要点，并思考双螺旋结构的大沟和小沟的作用 是什么？

3、简述rRNA的结构特点及其生物学功能。 4、简述真核生物mRNA的结构特点。 5、简述tRNA的结构特点。 6、何谓核小体？ 7、叙述核酸的理化性质。

8、DNA和RNA都可以形成双链结构，分析DNA-DNA, RNA-RNA以及DNA-RNA杂交双链中，哪种结构比

较稳定？

9、核酸酶与核酶的区别是什么？

第三章 酶

第一节 酶的分子结构与功能

一、酶的分子组成中常含有辅助因子

二、酶的活性中心是酶分子执行其催化功能的部位 三、同工酶催化相同的化学反应

第二节 酶的工作原理

一、酶促反应特点

（一）酶对底物具有极高的催化效率 （二）酶对底物有高度的特异性 1、绝对专一性 2、相对专一性

（三）酶的活性与酶量具有可调节性 （四）酶具有不稳定性

二、酶通过促进底物形成过滤态而提高反映速率 （一）酶比一般催化剂更有效地降低反应的活化能 （二）酶与底物结合形成中间产物 1、诱导契合作用使酶与底物密切结合

2、临近效应与定向排列使诸底物正确定位于酶的活性中心 3、表面效应使底物分子去溶剂化 （三）酶的催化机制呈现多元催化作用

第三节 酶促反应动力学

一、底物浓度对酶促反应速率的影响呈矩形双曲线 （一）米－曼氏方程式揭示单底物反应的动力学特性 （二）Km与Vmax是重要的酶促反应动力学参数

1、Km值等于酶促反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度 2、Km值是酶的特征性常数

3、Km在一定条件下可表示酶对底物的亲和力 4、Vmax是酶被底物完全饱和时的反应速率 5、酶的转换数

（三）Km与Vmax常通过林－贝作图法求取

二、底物足够时酶浓度对酶促反应速率的影响呈直线关系

三、温度对酶促反应速率的影响具有双重性

四、PH通过改变酶分子及底物分子的解离状态影响酶促反应速率 五、抑制剂可降低酶促反应速率 （一）不可逆性抑制剂与酶共价结合 （二）可逆性抑制剂与酶非共价结合

1、竞争性抑制剂与底物竞争结合酶的活性中心 2、非竞争性抑制剂结合活性中心之外的调节位点 3、反竞争性抑制剂的结合位点由底物诱导产生 六、激活剂可提高酶促反应速率

第四节 酶的调节

一、酶活性的调节是对酶促反应速率的快速调节 （一）别构效应剂通过改变酶的构象而调节酶活性

（二）酶的化学修饰调节是通过某些化学基团与酶的共价可逆结合来实现的 （三）酶原需要通过激活过程才能产生有活性的酶 二、酶含量的调节是对酶促反应速率的缓慢调节 （一）酶蛋白合成可被诱导或阻遏 （二）酶的降解与一般蛋白质降解途径相同

第五节 酶的分类与命名

一、酶可根据其催化的反应类型予以分类 （一）氧化还原酶类 （二）转移酶类 （三）水解酶类 （四）裂合酶类 （五）异构酶类 （六）合成酶类

二、每一种酶均有其系统名称和推荐名称

第六节 酶与医学的关系

一、酶与疾病发生，诊断及治疗密切相关 （一）许多疾病与酶的质和量的异常相关

1、酶的先天性缺陷是先天性疾病的重要病因之一 2、一些疾病可引起酶活性或量的异常 （二）体液中酶活性的改变可作为疾病的诊断指标 （三）某些酶可作为药物用于疾病的治疗 1、有些酶作为助消化的药物

2、有些酶用于清洁伤口和抗炎 3、有些酶具有溶解血栓的疗效 二、酶作为试剂用于临床检验和科学研究

（一）有些酶可作为酶偶联测定法中的指示酶或辅助酶 （二）有些酶可作为酶标记测定法中的标记酶 （三）多种酶成为基因工程常用的工具酶 思考题：

1、什么是酶？酶的化学本质是什么？

2、什么是全酶？在酶促反应中酶蛋白与辅助因子分别起什么作用？ 3、什么是酶的活性中心？为什么加热、强碱、强酸等因素可使酶失活？ 4、何谓同工酶？ 5、试述酶促反应的特点。 6、试述酶催化反应的分子机制。 7、简述Km和Vmax的意义。

8、酶浓度、温度、pH、激活剂对酶促反应速度的影响。 9、 试述三种竟争性抑制作用的区别和动力学特点。 10、酶在临床上有哪些用途？

第四章 聚糖的结构与功能

第一节 糖蛋白分子中聚糖及其合成过程

一． N－连接型糖蛋白的糖基化位点为

二． N－连接型聚糖结构有高甘露型，复杂型和杂合型之分 三． N-连接型聚糖合成是以长萜醇作为聚糖载体 四． O－连接型聚糖合成不需聚糖载体

五． 蛋白质β－N－乙酰葡糖胺的糖基化是可逆的单糖基修饰 六． 糖蛋白分子中聚糖影响蛋白质的半衰期，结构与功能 〔一〕聚糖可稳固多肽的结构及延长半衰期 〔二〕聚糖参与糖蛋白新生肽链的折叠或聚合

〔三〕聚糖可影响糖蛋白在细胞内的靶向运输 〔四〕聚糖参与分子间的相互识别

第二节 蛋白聚糖分子中的糖胺聚糖

一．糖胺聚糖是含己糖醛酸和己糖胺组成的重复二糖单位 二．核心蛋白含有与糖胺聚糖结合的结构域 三．蛋白聚糖生物合成在多肽链上逐一加上糖基 四．蛋白聚糖是细胞间基质重要成分

〔一〕蛋白聚糖最主要功能是构成细胞间基质 〔二〕各种蛋白聚糖有其特殊功能

第三节 糖脂由鞘糖脂，甘油糖脂和类固醇衍生糖脂组成

一．鞘糖脂是神经酰胺被糖基化的糖苷化合物 1、脑苷脂是不含唾液酸的中性鞘糖脂

2、硫苷脂是指糖基部分被硫酸化的酸性鞘糖脂 3、神经节苷脂是含唾液酸的酸性鞘糖脂 二．髓磷脂中含有甘油糖脂

第四节 聚糖结构中蕴含大量生物信息

一．聚糖组分是糖蛋白执行功能所必需 二．结构多样性的聚糖蕴含生物信息

〔一〕聚糖空间结构多样性是其携带信息的基础

〔二〕聚糖空间结构多样性受基因编码的糖基转移酶和糖苷酶调控

第五章维生素与无机盐

第五节 脂溶性维生素

一．维生素A

〔一〕视黄醇是天然维生素A的主要形式

〔二〕视黄醇，视黄醛和视黄酸视维生素A的活性形式 1、视黄醛与视蛋白的结合维持了正常视觉功能 2、视黄酸对基因表达和组织分化具有调节作用 3、维生素A和胡萝卜素是有效的抗氧化剂 4、维生素A及其衍生物可抑制肿瘤生长 〔三〕维生素A缺乏或过量摄入均引起疾病 二．维生素D

〔一〕维生素D是类固醇衍生物

〔二〕维生素D的活化形式是1，25－二羟基维生素D3

〔三〕1，25－〔OH〕2－D3具有调节血钙和组织细胞分化的功能 1、调节血钙水平是1，25－〔OH〕2－D3的重要作用 2、1，25－〔OH〕2－D3还具有影响细胞分化的功能 〔四〕维生素D缺乏或摄入过量均引起疾病 三．维生素E

〔一〕维生素E是生育酚类化合物

〔二〕维生素E具有抗氧化等多方面的动能 1、维生素E是体内最重要的脂溶性抗氧化剂 2、维生素E具有调节基因表达作用 3、维生素E促进血红素的合成 〔三〕维生素E缺乏可引起轻度贫血 四．维生素K

〔一〕维生素K是2－甲基－1，4－萘醌的衍生物 〔二〕维生素K的主要功能是促进凝血

1、维生素K是凝血因子合成所必须的辅酶 2、维生素K对骨代谢具有重要作用 〔三〕维生素K缺乏可引起出血

第六节 水溶性维生素

一．维生素B1

〔一〕维生素B1形成辅酶焦磷酸硫胺素 〔二〕维生素B1在糖代谢中具有重要作用 〔三〕维生素B1缺乏可引起脚气病 二．维生素B2

〔一〕维生素B2是FAD和FMV的组成成分 〔二〕FMN和FAD是体内氧化还原酶的辅基 〔三〕维生素B2缺乏病是一种常见的营养缺乏病 三．维生素PP

〔一〕维生素PP是NAD和NADP的组成成分 〔二〕NAD和NADP是多种不需氧脱氢酶的辅酶 〔三〕维生素PP缺乏可引起癞皮病 四．泛 酸

〔一〕泛酸是辅酶A和酰基载体蛋白的组成成分 〔二〕辅酶A和酰基载体蛋白参与酰基转移反应 〔三〕泛酸缺乏可引起胃肠功能障碍等疾病 五．生 物 素

〔一〕生物素的来源广泛

〔二〕生物素是多种羧化酶的辅基 〔三〕生物素缺乏也可诱发机体不适 六．维生素B6

〔一〕维生素B6包括吡哆醇，吡哆醛和吡哆胺 〔二〕磷酸吡哆醛的辅酶作用多种多样 1、磷酸吡哆醛是多种酶的辅酶

2、磷酸吡哆醛可终止类固醇激素的作用 〔三〕维生素B6过量可引起中毒 七．叶 酸

〔一〕四氢叶酸是叶酸的活性形式 〔二〕四氢叶酸是一碳单位的载体

〔四〕叶酸缺乏可导致巨幼红细胞性贫血 八．维生素B12

〔一〕维生素B12的吸收需要内因子

〔二〕维生素B12影响一碳单位的代谢和脂肪酸的合成 〔三〕维生素B12缺乏可导致巨幼红细胞性贫血等多种疾病 九．维生素C

〔一〕维生素C是对热不稳定的酸性物质

〔二〕维生素C既是一些羟化酶的辅酶又是强抗氧化剂 1、维生素C既是一些羟化酶的辅酶

2、维生素C作为抗氧化剂可直接参与体内氧化还原反应 3、维生素C具有增强机体免疫力的作用 〔三〕维生素C严重缺乏可引起坏血病 十．α－硫辛酸

第七节 微量元素

一．铁

〔一〕 运铁蛋白和铁蛋白分别是铁的运输和储存形式 〔二〕体内铁主要存在于卟啉化合物和其他含铁化合物中 〔三〕铁的缺乏与中毒均可引起严重的疾病 二．锌

〔一〕清蛋白和金属硫蛋白分别参与锌的运输和储存 〔二〕锌是含锌金属酶和锌指蛋白的组成成分 〔三〕锌缺乏可引起多种疾病 三．铜

〔一〕铜在血液中主要与铜蓝蛋白结合而运输 〔二〕铜是多种含铜酶的辅基

〔三〕铜缺乏可导致小细胞低色素性贫血等疾病 四．锰

〔一〕大部分锰与血浆中－球蛋白和清蛋白结合而运输 〔二〕锰是多种酶的组成成酚和激活剂 〔三〕过量摄入锰可引起中毒 五．硒

〔一〕大部分硒与和球蛋白结合而运输

〔二〕硒以硒半胱氨酸形式参与多种重要硒蛋白的组成 〔三〕硒缺乏可引起多种疾病 六．碘

〔一〕碘在甲状腺中富集

〔二〕碘是甲状腺激素的组成成分 〔三〕碘缺乏可引起地方性甲状腺肿 七．钴 八．氟

〔一〕氟主要与球蛋白结合而运输

〔二〕氟与骨，牙的形成与钙磷的代谢密切相关 〔三〕氟缺乏可引起骨质疏松 九．铬

〔一〕铬与胰岛素的作用关系密切

〔二〕铬过量对人体具有危害

第八节 钙，磷及其代谢

一．钙，磷在体内分布及其功能

〔一〕钙既是骨的主要成分又具有重要的调节作用 〔二〕磷是体内许多重要生物分子的组成成分 〔三〕钙磷代谢紊乱可引起多种疾病 二．钙和磷的代谢

〔一〕钙和磷的吸收与排泄受多种因素影响 〔二〕骨内钙和磷代谢是体内钙磷代谢主要组成 三．钙和磷代谢的调节

〔一〕维生素D促进小肠钙的吸收和骨盐沉积 〔二〕甲状腺激素具有升高血钙和降低血磷的作用 〔三〕降钙素是唯一降低血钙浓度的激素

第二篇 物质代谢及其调节

第六章 糖代谢

第一节 糖的消化吸收及运转

一、糖消化后以单糖形式吸收 二、细胞摄取葡萄糖需要转运蛋白

第二节 糖的无氧氧化

一、糖的无氧氧化分为糖酵解和乳酸生成两个阶段 （一）葡萄糖经糖酵解分解为两分子丙酮酸 1、葡萄糖磷酸化生成葡糖－6－磷酸 2、葡糖－6－磷酸转变为果糖－6－磷酸 3、果糖－6－磷酸转变为果糖－1，6－二磷酸 4、果糖－1，6－二磷酸裂解成2分子磷酸丙糖 5、磷酸二羟丙酮转变为3－磷酸甘油醛 6、3－磷酸甘油醛氧化为1，3－二磷酸甘油酸 7、1，3－二磷酸甘油酸转变成3－磷酸甘油酸 8、3－磷酸甘油转变为2－磷酸甘油酸 9、2－磷酸甘油酸脱水生成磷酸烯醇式丙酮酸

10、磷酸烯醇式丙酮酸将高能磷酸基转移给ADP生成ATP和丙酮酸 （二）丙酮酸被还原为乳酸

二、糖酵解的调控是对3个关键酶活性的调节 （一）磷酸果糖激酶－1对调节糖酵解速率最重要 （二）丙酮酸激酶是糖酵解的第二个重要的调节点

（三）己糖激酶受到反馈抑制调节

三、糖无氧氧化的主要生理意义是机体不利用氧快速供能 四、其他单糖可转变成糖酵解的中间产物 （一）果糖被磷酸酸化后进入糖酵解

（二）半乳糖转变为葡糖－1－磷酸进入糖酵解 （三）甘露糖转变为果糖－6－磷酸进入糖酵解

第三节 糖的有氧氧化

一、糖的有氧氧化分为三个阶段 （一）葡萄糖经糖酵解生成丙酮酸

（二）丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰C0A 1、丙酮酸脱羧形成经乙基-TPP。

2、由二氢硫辛酰胺转乙酰酶（ E2）催化，使经乙基-TPP-E1上的羟乙基被氧化成乙酰基，同时转移给硫辛酰胺，形成乙酰硫辛酰胺一E2。

3、二氢硫辛酰胺转乙酰酶（E2）继续催化，使乙酰硫辛酰胺上的乙酰基转移给辅酶A生成乙酰CoA后，离开酶复合体，同时氧化过程中的2个电子使硫辛酰胺上的二硫键还原为2个巯基。

4、二氢硫辛酰胺脱氢酶（E3），还原的二氢硫辛酰胺脱氢重新生成硫辛酰胺，以进行下一步反应，同时将氢传递给FAD，生成 FADH2。

5.在二氢硫辛酰胺脱氢酶（E3）催化下，将FADH2上的氢转移给NAD+，形成NADH+H。 （三）乙酰C0A进入柠檬酸循环以及氧化磷酸化生成ATP 二、柠檬酸循环是以形成柠檬酸为起始物的循环反应系统 （一）柠檬酸循环由八步反应组成 1、乙酰C0A与草酰乙酸缩合成柠檬酸 2、柠檬酸经顺乌头酸转变为异柠檬酸 3、异柠檬酸氧化脱羧转变为α－酮戊二酸 4、α－酮戊二酸氧化脱羟生成CoA

5、琥珀酰CoA合成酶催化底物水平磷酸化反应 6、琥珀酸脱氢生成延胡索酸 7、延胡索酸加水生成苹果酸 8、苹果酸脱氢生成草酰乙酸

（二）柠檬酸循环在三大营养物质代谢中具有重要生理意义 1、柠檬酸循环是三大营养物质分解产能的共同通路 2、柠檬酸循环是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽 三、糖有氧氧化始糖分解成ATP的主要方式 四、糖有氧氧化的调节

+

（一）丙酮酸脱氢酶复合体的调节 （二）柠檬酸循环的调节 1、柠檬酸循环有3个关键酶 2、柠檬酸循环与上游和下游反应协调 五、糖有氧氧化可抑制糖无氧氧化

第四节 磷酸戊糖途径

一、磷酸戊糖途径分为两个反应阶段 （一）第一阶段是氧化反应

（二）第二阶段始一系列集团转移反应

二、磷酸戊糖途径主要受NADPH或NADP＋比值的调节 三、磷酸戊糖途径的生理意义是生成NADPH和磷酸戊糖 （一）为磷酸的生物合成提供核酸

（二）提供NADPH作为供氧体参与多种代谢反应 1、NADPH是许多合成代谢的供氢体 2、NADPH参与羟化反应

3、NADPH可维持谷胱甘肽的还原状态

第五节 糖原的合成与分解

一、糖原合成是由葡萄糖连接成多聚体 （一）葡萄糖活化为尿苷二磷酸葡萄糖 （二）尿苷二磷酸葡萄糖连接形成直链和支链 二、糖原分解从非还原末端进行磷酸解 （一）糖原磷酸化酶分解α－1，4－糖苷键 （二）脱支酶分解α－1，6－糖苷键 三、糖原的合成与分解受严格调控

（一）糖原磷酸化酶受化学修饰和别构调节 1、糖酸化的糖原磷酸化酶是活性形式 2、糖原磷酸化酶受别构调节 （二）糖原合酶受化学修饰合别构调节 1、去磷酸化的糖原合酶是活性形式

2、糖原合酶受别构调节

四、糖原累积症是由先天性酶缺陷所致

第六节 糖异生

一、糖异生不完全是糖酵解的逆反应

（一）丙酮酸经丙酮酸羟化支路生成磷酸烯醇式丙酮酸

（二）果糖－1，6－二磷酸转变为果糖－6－磷酸 （三）葡糖－6－磷酸水解为葡萄糖

二、糖异生的调控主要是对2个底物循环的调节

（一）第一个底物循环在果糖－6－磷酸与果糖－6－二磷酸之间进行 （二）第二个底物循环在磷酸烯醇式丙酮酸与丙酮酸之间进行 三、糖异生的主要生理意义是维持血糖恒定 （一）维持血糖恒定是糖异生最重要的生理作用 （二）糖异生是不充或恢复肝糖原储备的重要途径 （三）肾糖异生增强有利于维持酸碱平衡 四、骨骼肌中的乳酸在肝中糖异生形成乳酸循环

第七节 葡萄糖的其他代谢产物

一、糖醛酸途径生成葡萄糖醛酸 二、多元醇途径生成木糖醇、山梨醇等 三、2、3－二磷酸甘油酸旁路调节血红蛋白运氧

第八节 血糖及其调节

一、血糖的来源合去路相对平衡 二、血糖水平的平衡主要受激素调节 （一）胰岛素是唯一降低血糖的激素 （二）体内有多种升高血糖的激素 1、胰高血糖素是升高血糖的主要激素 2、糖皮质激素可升高血糖

3、肾上腺素是强有力的升高血精的激素 三、糖代谢障碍导致血糖水平异常

（一）低血糖是指血糖浓度低于2.8mmol/L （二）高血糖是指空腹血糖高于7.1mmol/L （三）糖尿病是最常见的糖代谢紊乱疾病 四、 高糖刺激产生损伤细胞的生物学效应

思考题：

1、简述糖酵解、糖有氧氧化、磷酸戊糖途径、糖异生、糖原合成与糖原分解的概念、部位、大的反应过程（包括与CO2、H2O、ATP 生成有关的部位）、关键酶、调节及生理意义。 2、丙酮酸脱氢酶复合体包括哪几个酶？哪几个辅酶？ 3、叙述巴斯德效应的概念。 4、何谓糖原累积症？

5、百米短跑时，骨骼肌收缩产生大量乳酸，试述该乳酸的主要代谢去向，不同组织中的乳酸代谢具有不同特点，这取决于什么生化机制？

6、营养不良的人饮酒，或者剧烈运动后饮酒，常出现低血糖。试分析酒精干预了体内糖代谢的哪些环节？

7、叙述血糖的来源和去路，列举几种临床上治疗糖尿病的药物，想一想它们为什么有降低血糖的作用？

第七章 脂质代谢

第一节 脂质的构成、功能及分析

一、脂质是种类繁多、结构复杂的一类大分子物质 （一）甘油三脂是甘油的脂肪酸脂 （二）脂肪酸是脂肪烃的羧酸

（三）磷脂可分为甘油磷脂合鞘磷脂两类 （四）胆固醇以环戊烷多氢菲为基本结构 二、脂质具有多种复杂的生物学功能 （一）甘油三脂是机体重要的能源物质 （二）脂肪酸具有多种重要生理功能 1、提供必须脂肪酸 2、合成不饱和脂肪酸衍生物

（三）磷脂是重要的结构成分和信号分子 1、磷脂是构成生物膜的重要成分 2、磷脂酰肌醇是第二信使的前体

（二）胆固醇是生物膜的重要成分和具有重要生物学功能固醇类物质的前体 1、胆固醇是细胞膜的基本结构成分

2、胆固醇可转化为一些具有重要生物学功能的固醇化合物 三、脂质组分的复杂性决定了脂质分析技术的复杂性 （一）用有机溶剂提取脂质 （二）用层析分离脂质

（三）根据分析目的和脂质性质选择分析方法 （四）复杂的脂质分析海需要特殊的处理

第二节脂质的消化吸收

一、胆汁酶盐协助脂质消化酶消化脂质 二、吸收的脂质经再合成进入血循环

三、脂质消化吸收在维持机体脂质平衡中具有重要作用

第三节 甘油三酯代谢

一、不同来源脂肪酸在不同器官以步完全相同的途径合成甘油三酯 （一）肝、脂肪组织及小肠是甘油三酯合成的主要场所 （二）甘油和脂肪酸是合成甘油三酯的基本原料 （三）甘油三酯合成有甘油一酯和甘油二酯两条途径

1、脂肪酸活化成脂酰CoA

2、小肠黏膜细胞以甘油一酯途径合成甘油三酯 3、肝和脂肪组织细胞以甘油二酯途径合成甘油三酯 二、内源性脂肪酸的合成需先合成软脂酸再加工延长 （一）软脂酸由乙酰COA再脂肪酸酶催化下合成 1、软脂酸在胞质中合成

2、乙酰CoA是软脂酸合成的基本原料

3、一分子软脂酸由1分子乙酰CoA与7分子丙二酸单酰CoA缩合而成 （二）软脂酸延长在内质网和线粒体内进行

1、内质网脂肪酸延长途径以丙二酸单酰CoA为二碳单位供体 2、线粒体脂肪酸延长途径以乙酰CoA为二碳单位供体 （三）不饱和脂肪酸的合成需多种去饱和酶催化 （四）脂肪酸合成受代谢物和激素调节

1、代谢物通过改变原料供应量和乙酰CoA羧化酶活性调节脂肪酸合成 2、胰岛素是调节脂肪酸合成的主要激素 3、脂肪酸合酶可作为药物治疗的靶点 三、甘油三酯氧化分解产生大量ATP供机体需要 （一）甘油三酯分解代谢从脂肪运动员开始 （二）甘油转化为3－磷酸甘油后被利用 （三）β－氧化是脂肪酸分解的核心过程 1、脂肪酸活化为脂酰CoA 2、脂酰CoA进入线粒体

3、脂酰CoA分解产生乙酰CoA、FADH2和NADH 4、脂肪酸氧化是机体ATP的重要来源 （四）不同的脂肪酸还有不同的氧化方式

1、不饱和脂肪酸β－氧化需转变构型

2、超长碳链脂肪酸需先在过氧化酶体氧化成较短碳链脂肪酸 3、丙酰CoA转变为琥珀酰CoA进行氧化 4、脂肪酸氧化还可从远侧甲基端进行 （五）脂肪酸在肝分解可产生酮体 1、酮体在肝生成

2、酮体在肝外组织氧化利用

3、酮体是肝向外组织输出能量的重要形式 4、酮体生成受多种因素调节

第四节 磷脂代谢

一、磷脂酸是甘油磷脂合成的重要中间产物

（一）甘油磷酯合成的原料来自糖、脂质和氨基酸的代谢 （二）甘油磷脂合成有两条途径

1、磷脂酰胆碱和磷酸酰乙醇胺通过甘油二酯途径合成

2、磷脂酰机醇、磷脂酰丝氨酸及心磷脂通过CDP－甘油二酯途径合成 二、甘油磷脂由磷脂酶催化降解

三、 鞘氨醇是神经鞘磷脂合成的重要中间产物 四、神经鞘磷脂在神经鞘磷脂酶催化下降解

第五节胆固醇代谢

一、体内胆固醇来自事务和内源性合成 （一）体内胆固醇合成的主要场所是肝 （二）乙酰COA和NADPH是胆固醇合成基本原料

（三）胆固醇合成由以HMG-COA还原酶为关键酶的一系列酶促反应完成 1、由乙酰CoA合成价羟戊酸

2、甲羟戊酸经15碳化合物转变成30碳鲨烯 3、鲨烯环化为羊毛固醇后转变为胆固醇 （四）胆固醇合成通过HMG- CoA还原酶调节

1、HMG- CoA还原酶活性具有与胆固醇合成相同的昼夜节律性 2、HMG- CoA还原酶活性受性别别构调节、化学修饰调节和酶含量调节 3、细胞胆固醇含量是影响胆固醇合成的主要因素之一 4、餐食状态影响胆固醇合成 5、胆固醇合成受激素调节 二、转化为胆汁酸是胆固醇的主要去路

第六节血浆脂蛋白代谢

一、血脂是血浆所有脂质的统称 二、血浆脂蛋白是血脂的运输及代谢形式 （一）血浆脂蛋白可用电泳法和超速离心法分类 1、血浆脂蛋白可用电泳法和超速离心法分类 2、超速离心法按密度对血浆脂蛋白分类 （二）血浆脂蛋白是脂质与蛋白质的复合体 1、血浆脂蛋白中的蛋白质称为载脂蛋白 2、不同蛋白质具有相似基本结构

三、不同来源脂蛋白具有不同功能和不同代谢途径 （一）乳糜微粒主要运转外源性甘油三酯及胆固醇 （二）极地密度脂蛋白主要运转内源性甘油三脂 （三）低密度脂蛋白主要转运内源性胆固醇 （四）高密度脂蛋白主要逆向转运胆固醇 四、血浆脂蛋白代谢紊乱导致脂蛋白异常血症 （一）不同脂蛋白的异常改变引起不同类型高脂血症

（二）血浆脂蛋白代谢相关基因遗传性缺陷引起脂蛋白异常血症 思考题

1、什么是脂质？脂质的生物学功能有哪些？

2、脂质的消化吸收的条件？长链、中短链脂肪酸如何吸收？

3、脂肪酸的合成的部位、原料、关键酶？碳链加长的部位及原料是什么？

4、什么是营养必须脂肪酸，脂肪动员、激素敏感脂肪酶、脂解激素、抗脂解激素什么？ 5、1分子软脂酸彻底氧化净生成多少分子ATP？（说明过程） 6、叙述酮体代谢的部位、原料、关键酶及生理意义。 7、磷脂合成的部位、原料是什么？

8、甘油二酯合成途径生成哪些磷脂？CDP甘油二酯合成途径生成生成哪些磷脂？ 9、胆固醇合成原料、关键酶有哪些？如何调节？如何转化？

10、什么是血浆脂蛋白?按照密度梯度超速离心法可将其各分为哪几类？简述它们的主要作用。 11、载脂蛋白的种类及主要作用是什么？

第八章 生物氧化

第一节、氧化呼吸链是由具有电子传递功能的复合体组成

一、氧化呼吸链由4种具有传递电子能力的复合体组成 （一）复合体Ⅰ将NADH＋H＋中的电子传递给泛醌

（二）复合体Ⅱ将电子从琥珀酸传递到泛醌

（三）复合体Ⅲ将电子从还原型泛醌传递至细胞色素C （四）复合体Ⅳ将电子从细胞色素C传递给氧 二、NADH和FADH2是氧化呼吸链的电子供体

第二节 氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与ADP磷酸化偶联生成ATP

一、氧化磷酸化偶联部位在复合体ⅠⅢ Ⅳ内 （一）P/O比值 （二）自由能变化

二、氧化磷酸化偶联机制是产生跨线粒体内膜的质子梯度 三、质子顺浓度梯度回流释放能量用于合成ATP 四、ATP在能量代谢中起核心作用

（一）ATP是体内能量捕获和释放利用的重要分子

（二）ATP是体内能量转移和磷酸核苷化合物相互转变的核心 （三）ATP 通过转移自身基团提供能量 （四）磷酸肌酸是高能键能量的储存形式

第三节 氧化磷酸化的影响因素

一、体内能量状态可调节氧化磷酸化速率 二、抑制剂可阻断氧化磷酸化过程 （一）呼吸链抑制剂阻断电子传递过程 （二）解偶联剂阻断ADP的磷酸化过程

（三）ATP合酶抑制剂同时抑制电子传递和ATP的生成 三、甲状腺激素可促进氧化磷酸化和产热 四、线粒体DNA突变可影响氧化磷酸化功能

五、线粒体的内膜选择性协调转运氧化磷酸化相关代谢物 （一）胞质中的NADH通过穿梭机制进入线粒体的氧化呼吸链 1、α－磷酸甘油穿梭主要存在于脑和骨骼肌中 2、苹果酸－天冬氨酸穿梭主要存在于肝和心肌中 （二）ATP-ADP转位酶协调转运ADP进入和ATP移出线粒体

第四节 其他氧化与抗氧化体系

一、线粒体氧化呼吸链也可以产生活性氧 二、抗氧化酶体系有清除反应活化氧的功能

三、微粒体细胞色素P450单加氧酶催化底物分子羟基化 思考题：

1、氧化呼吸链由哪几种复合体组成？各有何作用？

2、何谓氧化磷化作用，何谓P/O比值？NAPH呼吸链中有几个氧化磷酸化偶联部位？ 3、化学渗透假说的基本要点是什么？ 4、ATP合酶的工作机制是什么？ 5、氧化磷酸化的影响因素有哪些？

6、常见的呼吸链电子传递抑制剂有哪些？CO中毒可致呼吸停止、其机制是什么？ 7、线粒体有哪两种穿梭，各生成多少分子的ATP? 8、反应活性氧类有哪些？抗氧化酶体系有有哪些？

第九章 氨基酸代谢

第一节 蛋白质的生理功能和营养价值

一、体内蛋白质具有多方面的重要功能

（一）蛋白质维持组织细胞的生长、更新和修补 （二）蛋白质参与体内多种重要的生理活动 （三）蛋白质可作为能源物质氧化功能 二、体内蛋白质的代谢状况可用于氮平衡描述 三、营养必须氨基酸决定蛋白质的营养价值

第二节、蛋白质的消化、吸收与腐败

一、外源性蛋白质消化成寡肽和氨基酸后被吸收 （一）在胃和肠道蛋白质被消化成寡肽和氨基酸 1、蛋白质在胃中被水解成多肽和氨基酸 2、蛋白质在小肠被水解成小肽和氨基酸 （二）氨基酸和寡肽通过主动转运机制被吸收 1、通过转运蛋白宪成氨基酸和小肽的吸收 2、通过γ－谷氨酰基循环完成氨基酸的吸收 二、未消化吸收蛋白质在大肠下段发生腐败作用 （一）肠道细菌通过脱羧基作用产生胺类 （二）肠道细菌通过脱氨基作用产生胺 （三）腐败作用产生其他有害物质

第三节 氨基酸的一般代谢

一、体内蛋白质分解生成氨基酸 （一）蛋白质以不同的速率进行降解

（二）真核细胞内蛋白质的降解有两条重要途径

1、蛋白质在溶酶体通过ATP非依赖途径被降解 2、蛋白质在蛋白酶体通过ATP依赖途径被降解 二、外源性氨基酸与内源性氨基酸组成氨基酸代谢库 三、氨基酸分解先脱氨基

（一）氨基酸通过转氨基作用脱去氨基 1、转氨基作用由转氨酶催化完成

2、各种转氨酶都具有相同的辅酶和作用机制 （二）L－谷氨酸通过L-谷氨酸脱氢酶催化脱去氨基 （三）氨基酸通过嘌呤核苷酸循环脱去氨基 （四）氨基酸通过氨基酸氧化酶催化脱去氨基 四、氨基酸碳链骨架可进行转换或分解 （一）α－丙酮可彻底氧化分解并提供能量 （二）α－酮酸经氨基化生成营养非必须氨基酸 （三）α－酮酸可转变成糖和脂类化合物

第四节 氨 的 代 谢

一、血氨有三个重要来源

（一）氨基酸脱氨基作用和胺类分解均可产生氨 （二）肠道细菌腐败作用产生氨

（三）肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺 二、氨在血液中以丙氨酸和谷氨酰胺的形式转运 （一）氨通过丙氨酸－葡萄糖循环从骨骼肌运往肝 （二）氨通过谷氨酰胺从脑和骨骼肌等组织运往肝或肾 三、氨在肝合成尿素是氨的主要代谢去路

（一）Krebs提出尿素是通过鸟氨酸循环合成的学说 （二）肝中鸟氨酸循环的详细步骤 1、NH3、CO2和ATP缩合生成氨基甲酰磷酸 2、氨基甲酰磷酸与鸟氨酸反应生成瓜氨酸 3、瓜氨酸与天冬氨酸反应生成精氨酸代琥珀酸 4、精氨酸代琥珀酸裂解生成精氨酸与延胡索酸 5、精氨酸水解释放尿素并再生成鸟氨酸 （三）尿素合成受膳食蛋白质和两种关键酶的调节 1、高蛋白质膳食促进尿素合成 2、AGA激活CPS-启动尿素合成

3、精氨酸代琥珀酸合成酶活性促进尿素合成

（四）尿素合成障碍可引起高血氨症与氨中毒

第五节 个别氨基酸的代谢

一、氨基酸的脱羧基作用成生特殊的胺类化合物 （一）谷氨酸经谷氨酸脱羟酶催化生成γ－氨基丁酸 （二）组氨酸经组氨酸脱羧酶催化生成组胺 （三）色氨酸经5－羟色氨酸生成5－羟色胺 （四）某些氨基酸的脱羧基作用可产生多胺类物质 二、某些氨基酸在分解代谢中产生一碳单位

（一）四氢叶酸作为一碳单位的运载体参与一碳单位代谢 （二）由氨基酸产生的一碳单位可相互转变 （三）一碳单位的主要功能是参与嘌呤和嘧啶的合成 三、含硫氨基酸的代谢是相互联系的 （一）甲硫氨酸参与甲基转移

1、甲硫氨酸转甲基作用与甲硫氨酸循环有关 2、甲硫氨酸为肌酸合成提供甲基

（二）办胱氨酸代谢可产生多种重要的生理活性物质 1、半胱氨酸与胱氨酸可以互变 2、半胱氨酸可转变成牛磺酸 3、半胱氨酸可生成活性硫酸根 四、芳香族氨基酸代谢可产生神经递质

（一）苯丙氨酸和酪氨酸代谢既有联系又有区别 1、苯丙氨酸羟化生成酪氨酸

2、酪氨酸转变为儿茶酚胺和黑色素或彻底氧化分解 （二）色氨酸的分解代谢可产生丙酮酸和乙酰乙酰COA 五、支链氨基酸的分解有相似的代谢过程 思考题：

1、体内蛋白质有哪些功能？

2、什么是氮平衡？氮平衡有什么意义？

3、什么是营养必须氨基酸？ 它包括哪些？什么是蛋白质的营养价值？什么是蛋白质的互补作用？ 4、蛋白质消化需要的部位与酶有哪些？ 5、何谓蛋白质腐败作用？

6、体内有几种脱氨基方式？它的部位与酶是什么？

7、何谓转氨基作用？体内重要的转氨酶有哪几种？测定血清中这些转氨酶的活性有何意义？ 8、体内生糖氨基酸、生酮氨基酸及生糖兼生酮氨基酸有哪些？

9、列举氨的来源与去路，及血中如何转运？并分析谷氨酸和精氨酸治疗肝性脑病（肝昏迷）的生化基础。

10、何谓一碳单位？有何生物学意义？哪些氨基酸在代谢过程中可产生一碳单位？ 11、简述甲硫氨酸循环及其生理意义？

12、苯酮酸尿症、白化病、帕金森病、尿黑酸尿症分别与哪些酶有关？

第十章 核苷酸代谢

第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢

一、嘌呤核苷酸的合成存在从头合成和补救合成两种途径 （一）嘌呤核苷酸的从头合成 1、从头合成途径 2、从头合成的调节

（二）嘌呤核苷酸的补救合成有两种方式 （三）体内嘌呤核苷酸可以相互转变

（四）脱氧核苷酸的生成在二磷酸核苷苷水平进行

（五）嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、氨基酸或叶酸类似物 二、嘌呤核苷酸的分解代谢最终产物是尿酸

第二节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢

一、嘧啶核苷酸的合成同样有从头合成与补救合成两条途径 （一）嘧啶核苷酸的从头合成比嘌呤核苷酸简单 1、从头合成途径 2、从头合成的调节

（二）嘧啶核苷酸的补救合成途径与嘌呤核苷酸类似

（三）嘧啶核苷酸的抗代谢物也是嘧啶、氨基酸或叶酸等的类似物 二、嘧啶核苷酸的分解代谢 思考题

1、就氨基甲酰磷酸合成岭Ⅰ、Ⅱ的分布，底物，反应条件，功能等说明两个酶的作用与差别。 2、简述合成嘌呤、嘧啶核苷酸的原料来源与差别；说明为什么核苷酸不属于营养必需物质？ 3、已知尿酸是嘌呤核苷酸代谢的终产物，说明痛风症与尿酸的相关性并从酶学角度说明使用别嘌呤醇治疗痛风症的机制。

4、举例说明核苷酸的基本生物学功能。

5、举出几种嘌呤与嘧啶抗代谢物的名称，举例说明抗代谢物具有抗肿瘤作用的机制。

第十一章 非营养物质代谢

第一节 生物转化作用

一、体内非营养物质有内源与外源性两类 二、肝的生物转化作用不等于解毒作用 三、肝的生物转化作用包括两相反应

〔一〕氧化反应是最多见的生物转化第一相反应 1、单加氧酶系是氧化非营养物质最重要的酶 2、单胺氧化酶类氧化脂肪族和芳香族胺类 3、醇脱氢酶与醛脱氢酶将乙醇最终氧化成乙酸

〔二〕硝基还原酶和偶氮还原酶是第一相反应的主要还原酶 〔三〕酯酶、酰胺酶和糖苷酶是生物转化的主要水解酶 〔四〕结合反应是生物转化的第二相反应

1、葡糖醛酸结合是最重要和最普遍的结合反应 2、硫酸结合也是常见的结合反应

3、乙酰化是某些含胺非营养物质的重要转化反应

4、谷胱甘肽结合是细胞应对亲电子性异源物的重要防御反应 5、甲基化反应是代谢内源化合物的重要反应 6、甘氨酸主要参与含羧基非营养物质的生物转化 四、 生物转化作用受许多因素的影响

〔一〕年龄、性别、营养、疾病及遗传等因素对生物转化产生明显影响 1、年龄对生物转化的影响很明显

2、某些生物转化反应存在明显的性别差异 3、营养状况对生物转化作用亦产生影响

4、疾病尤其严重肝病可明显影响生物转化作用 5、遗传因素亦可显著影响生物转化酶的活性 〔二〕许多异源物可诱导生物转化作用酶类

第二节 胆汁与胆汁酸的代谢

一、胆汁的主要固体成分是胆汁酸盐

二、胆汁酸有游离型、结合型及初级、次级之分 三、胆汁酸的主要生理功能

〔一〕促进脂类物质的消化与吸收

〔二〕维持胆汁中胆固醇的溶解状态以抑制胆固醇析出 四、胆汁酸的代谢及胆汁酸的肠肝循环

〔一〕初级胆汁酸在肝内以胆固醇为原料生成 〔二〕次级胆汁酸在肠道由肠菌作用生成

〔三〕胆汁酸的肠肝循环使有限的胆汁酸库存循环利用

第三节 血红素的生物合成过程

一、血红素的生物合成过程

〔一〕－氨基――酮戊酸〔ALA〕的生成 〔二〕胆色素的生成

〔三〕尿卟啉111与粪卟啉原111的生成 〔四〕血红素的生成

二、血红素生物合成的调节

〔一〕ALA合酶是血红素合成途径的关键酶 1、血红素对ALA合酶的别构反馈抑制 2、许多物质可诱导ALA合酶的合成

〔二〕重金属可敏感抑制ALA脱水酶与亚铁螯合酶 〔三〕EPO是红细胞生成的主要调节剂

第四节 胆色素的代谢与黄疸

一、胆红素是铁卟啉类化合物的降解产物 〔一〕胆红素主要源于衰老红细胞的破坏

〔二〕血红素加氧酶和胆绿素还原酶催化胆红素的生成 二、血液中的胆红素主要与血清蛋白结合而运输

三、胆红素在肝细胞中转变为结合胆红素并泌入胆小管 〔一〕游离胆红素可渗透肝细胞膜而被摄取

〔二〕胆红素在内质网结合葡糖醛酸生成水溶性结合胆红素 〔三〕肝细胞向胆小管分泌结合胆红素 四、胆红素在肠道内转化为胆素原和胆素

〔一〕胆素原是结合胆红素经肠菌作用的产物

〔二〕少量胆素原可被肠黏膜重吸收，进入胆素原的肠肝循环 五、血液胆红素含量增高可出现黄疸

第十二章 物质代谢的整合与调节

第一节 物质代谢的特点

一、体内各种物质代谢过程互相联系形成一个整体 二、机体物质代谢不断受到精细调节 三、各组织、器官物质代谢各具特色 四、体内各种代谢物都有共同的代谢池

五、ATP是机体制储存能量和消耗能量的共同形式 六、NADPH提供合成代谢所需的还原当量

第二节 物质代谢的相互联系

一、各种能量物质的代谢相互联系相互制约

二、糖、脂和蛋白质代谢通过中间代谢物而相互联系 〔一〕葡萄糖可转变为脂肪酸

〔二〕葡萄糖与大部分氨基酸可以相互转变

〔三〕氨基酸可转变为多种脂质但脂质几乎不能转变为氨基酸

〔四〕一些氨基酸、磷酸戊糖是合成核苷酸的原料

第三节 肝在物质代谢中的作用

一、肝是维持血糖水平相对稳定的重要器官

〔一〕肝内生成的葡糖－6－磷酸是糖代谢的枢纽 〔二〕肝是糖异生的主要场所 二、肝在脂质代谢中占据中心地位

〔一〕肝在脂质消化吸收中具有重要作用

〔二〕肝是甘油三酯和脂肪酸代谢的中枢器官 〔三〕肝是维持机体胆固醇平衡的主要器官 〔四〕肝是血浆磷脂的主要来源

三、肝的蛋白质合成及分解代谢均非常活跃 〔一〕肝合成多数血浆蛋白质 〔二〕肝储存多种维生素

〔三〕肝参与多数维生素的转化 五、肝参与与多种激素的灭火

第四节 肝外重要组织器官的物质代谢特点及联系

一、心肌优先利用脂肪酸氧化分解功能

〔一〕心肌可利用多种营养物质及其代谢中间产物为能源 〔二〕心肌细胞分解营养物质供能方式以有氧氧化为主 二、脑主要利用葡萄糖功能且耗氧量大 〔一〕葡萄糖和酮体是脑的主要能量物质

〔二〕脑耗氧量高达全身耗氧总量的四分之一 〔三〕脑具有特异的氨基酸及其代谢调节机制

三、骨骼肌主要氧化脂肪酸，强烈运动产生大量乳酸 〔一〕不同类型骨骼肌产能方式不同

〔二〕骨骼肌适应不同耗能状态选择不同能源 四、糖酵解是成熟红细胞的主要功能途径 五、脂肪组织是储存和释放能量的重要场所

〔一〕机体将从膳食中摄取的能量主要储存于脂肪组织 〔二〕饥饿时主要靠分解储存于脂肪组织的脂肪供能 六、肾能进行糖异生和酮体生成

第五节 物质代谢调节的主要方式

一、细胞水平的物质代谢调节主要调节关键酶活性

〔一〕各种代谢酶在细胞内区隔分布是物质代谢及其调节的亚细胞结构基础 〔二〕关键酶活性决定整个代谢途径的速度和方向 〔三〕别构调节通过别构效应改变关键酶活性 〔四〕化学修饰调节通过酶促共价修饰调节酶活性 1、酶促共价修饰有多种形式

2、酶的化学修饰调节具有级联放大反应 〔五〕通过改变细胞内酶含量调节酶活性 1、诱导或阻遏酶蛋白基因表达调节酶含量

2、改变酶蛋白降解速度调节酶含量 二、激素通过特异受体调节物质代谢

〔一〕膜受体激素通过跨膜信号转导调节物质代谢

〔二〕胞内受体激素通过激素－胞内受体复合物改变基因表达、调节物质代谢 三、机体通过神经系统及神经－体液途径整体调节体内物质代谢 〔一〕饱食状态下机体三大物质代谢与膳食组成有关

〔二〕空腹机体物质代谢以糖原分解、糖异生和中度脂肪运动员为特征 〔三〕饥饿时机体主要氧化分解脂肪功能

1、短期饥饿后糖氧化供能减少而脂肪动员加盟 2、长期饥饿可造成器官损害甚至危及生命 〔四〕应激使机体分解代谢加强 1、应激使血糖升高 2、应激使脂肪动员增加 3、应激使蛋白质分解加强

〔五〕肥胖使多因素引起物质和能量代谢失衡的结果 1、肥胖是多种重大慢性疾病的危险因素 2、较长时间的能量摄入大于消耗导致肥胖

第三篇 遗传信息的传递

第十三章 真核基因与基因组

第一节 真核基因的结构与功能 一、真核基因的基本结构

二、基因编码区编码多肽链和特定的RNA分子 三、调控序列参与真核基因表达调控 1、启动子提供转录起始信号 2、增强子增强临近基因的转录 3、沉默子是负调节元件

第二节 真核基因组的结构与功能 一、真核基因组具有独特的结构 二、真核基因组中存在大量重复序列 〔一〕高度重复序列 〔二〕中度重复序列 1、短分散重复片段 2、长分散重复片段

〔三〕单拷贝序列〔低度重复序列〕

三、真核基因组中存在大量的多基因家族与假基因 四、线粒体DNA结构有别于染色体DNA 五、人基因组中有两万多个基因 六、人的基因在染色体上的分布特征

第十四章 DNA的生物合成

第一节 DNA复制的基本特征

一、DNA以半保留方式进行复制 二、DNA复制从起点向两个方向延伸 三、DNA复制反应呈半个不连续特征

第二节 DNA复制的酶学和拓扑变化

一、DNA聚合酶催化脱氧核苷酸简的聚合 （一）原核生物有3种DNA聚合酶 （二）常见的真核细胞DNA聚合酶有5种

二、DNA 聚合酶的碱基选择和校对功能实现复制的保真性 （一）复制的保真性依赖正确的碱基选择

（二）聚合酶中的核酸外切酶活性在复制中辨认切除错配碱基并加以校正 三、复制中的解链伴有DNA分子拓扑学变化 （一）多种酶参与DNA解链和稳定单练状态 （二）DNA 拓扑异构酶改变DNA超螺旋状态 四、DNA连接酶连接复制中产生的单链缺口

第三节 原核生物DNA复制过程

一、复制的起点 （一）DNA的解链 1、复制有固定起始点 2、DNA解链需多种蛋白质参与 3、解链过程中需要DNA拓扑异构酶 （二）引物合成和引发体形成 二、DNA链的延长 三、复制的终止

第四节 真核生物DNA生物合成过程

一 真核生物复制的起始与原核生物基本相似 二、真核生物复制的延长发生DNA聚合酶α/δ转化 三、真核生物DNA 合成后立即组装成核小体 四、端粒酶参与解决染色体末端复制问题

五、真核生物染色体DNA在每个细胞周期中只能复制一次

第五节 逆转录和其他复制方式

一、逆转录病毒的基因组RNA以逆转录机制复制

二、逆转录的发现发展了中心法则 三、真核生物线粒体DNA按D环方式复制 思考题

1、DNA复制的主要特征包括包括哪些？各为什么？

2、原核生物DNA的复制体系有哪些酶及蛋白质成分？各有何作用？ 3、冈崎片段合成结束时是如何连接的？

4、DNA聚合酶、拓扑酶和连接酶都催化3，5-磷酸二酯键的生成，各有何不同？ 5、真核生物的DNA复制如何实现高速及保真性？ 6、端粒有何作用？为何有些肿瘤的发生与端粒有关？ 7、阐述逆转录的基本过程和逆转录现象发现的重大研究价值。

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第十五章 DNA损伤与修复

第一节 DNA损伤

一、多种因素通过不同机制导致DNA损伤 〔一〕体内因素 1、DNA复制错误 2、DNA自身的不稳定性

3、机体代谢过程中产生的活性氧 〔二〕体外因素 1、物理因素 2、化学因素 3、生物因素

二、DNA损伤有多种类型 1、碱基损伤与糖基破坏 2、碱基之间发生错配 3、DNA链发生断裂 4、DNA链的共价交连

第二节 DNA损伤的修复

一、有些DNA损伤可以直接修复 1、嘧啶二聚体的直接修复 2、烷基化碱基的直接修复 3、无嘌呤位点的直接修复 4、单链断裂的直接修复

二、切除修复是最普遍的DNA修复方式 1、碱基切除修复 2、核苷酸切除修复 3、碱基错配修复

三、DNA严重损伤时需要重组修复 1、同源重组修复

2、非同源末端连接的重组修复

四、某些修复发生在跨越损伤DNA的复制时间之后 1、重组跨越损伤修复 2、合成跨越损伤修复

第三节 DNA损伤和修复的意义

一、DNA损伤具有双重效应

二、DNA损伤修复障碍与肿瘤等多种疾病相关 〔一〕DNA损伤修复系统缺陷与肿瘤 〔二〕DNA损伤修复缺陷与人类遗传病 〔三〕DNA损伤修复与衰老

〔四〕DNA损伤修复缺陷与免疫性疾病

思考题

1、有很多突变，对于野生型基因是隐形的，也就是说，在一个含有野生型与突变型基因的二倍体细施中，野生型的特性能够得到表达。请根据基因突变理论，解释这一事实。 2、 RecA蛋白足如何调节SOS的？．

3、为什么DNA的甲基化状态可以被DHA损伤修复所利用？ 4、突变能影响高等真核生物结构基因表达的几个水平？ 5、假如发生了碱基对的错配，如何被有效修复？

第十六章 RNA的生物合成

第一节 原核生物转录的模板和酶 一 原核生物转录的模板 二、RNA聚合酶催化RNA合成

（一）RNA聚合酶能从头启动RNA链的合成 （二）RNA聚合酶由多个亚基组成

三、RNA聚合酶结合到DNA的启动子上启动转录 第二节 原核生物的转录过程

一、转录起始需要RNA聚合酶全酶 二、RNApol核心酶独立延长RNA链

三、原核生物转录延长与蛋白质的翻译同时进行

四、原核生物转录终止分为依赖p因子与非依赖p因子两大类 （一）依赖因子p的转录终止 （二）非依赖因子p的转录终止 第三节 真核生物RNA的生物合成 一、真核生物有三种DNA依赖的RNA聚合酶 二、转录因子在真核生物转录起始中具有重要作用 （一）转录前起始复合体的形成

（二）少数几个反式作用因子的搭配启动特定基因的转录 三、真核生物转录延长过程中没有转录与翻译同步的现象 四、真核生物的转录终止和加尾修饰同时进行 第四节 真核生物RNA的加工和降解

一、核不均一RNA经首、尾 修饰和剪接后成为和成熟的mRNA （一）前体RNA在5`-端加入“帽”结构

（二）前体mRNA在3`-端特异位点断裂并加上多聚腺苷酸尾结构 （三）前体mRNA的剪接主要是去除内含子 1、内含子形成套索RNA被剪除 2、内含子在剪接接口处剪除 4、剪接体是内含子剪接场所

5、 前体mRNA分子有剪切和剪接两种模式 （四）前体mRNA分子可发生可变剪接

（五）mRNA编辑是对基因的编码序列进行转录后加工 二、真核rRNA前体经过剪接形成不同类别的rRNA 三、真核生物前体tRNA的加工包括核苷酸的碱基修饰 四、RNA催化一些真核和原核基因内含子的自剪接 五、RNA在细胞内的降解有多种途径

（一）依赖于脱腺苷酸化的mRNA降解是重要的mRNA代谢途径 （二）无义介导的mRNA降解是重要的真核细胞mRNA质量监控机制 思考题：

1、何谓不对称转录？请比较复制与转录的异同。 2、RNA聚合酶由哪些亚基组成？各亚基的功能是什么？

3、启动子在RNA转录中有何作用？对启动子研究的方法是什么？

4、简述原核生物转录的过程。 5、何谓转录空泡？

6、说明依赖Rho的转录终止和 非依赖Rho的转录终止有何区别？

7、真核生物RNA聚合酶各有多少种？比较他们的转录产物与对α-鹅膏荤碱的敏感性区别。 8、真核细胞mRNA、tRNA 、rRNA的加工方式有哪些？ 9、何谓外显子、内含子、剪接体、丰富基因、核酶？

第十七章 蛋白质的生物合成

第一节 蛋白质生物合成体系

一、mRNA是蛋白质合成的信息模板 1、方向性 2、连续性 3、简并性 4、摆动性 5、通用性

二、氨基酰-tRNA通过其反密码子与mRNA中对应的密码子互补结合 三、核糖体是肽链“装配厂”

四、肽链生物合成需要酶类和蛋白质因子

第二节氨基酸与tRNA的连接

一、氨基酰-tRNA合成酶识别特定氨基酸和tRNA 二、肽链合成的起始需要特殊的起始氨基酰-tRNA

第三节 肽链的生物合成过程

一、翻译起始复合物的装配启动肽链合成 （一）原核生物翻译起始复合物的形成 1、核糖体大小亚基分离

2、核糖体小亚基结合于mRNA的起始密码子附近 3、fMet-tRNAfMet结合在核糖体P位 4、核糖体大亚基结合形成起始复合物 （二）真核生物翻译起始复合物的形成 1、核糖体大小亚基分离

2、fMet-tRNAiMet定位结合于小亚基P位 3、mRNA与核糖体小亚基定位结合 4、核糖体大亚基结合

二、在核糖体上重复进行的三步反应延长肽链 1、进位 2、成肽 3、转位

三、终止密码子和释放因子导致肽链合成停止

第四节肽链生物合成后的加工和靶向输送

一、肽链折叠为功能构象需要分子伴侣 1、热激蛋白

2、伴侣蛋白Gro和Gro ES

二、肽链的肽键水解生成活性蛋白质或功能肽 （一）合成后肽链的末端被水解加工 （二）肽链中肽键水解产生多种功能肽

三、肽链中氨基酸残基的化学修饰增加蛋白质功能多样性 四、亚基聚合形成功能性蛋白质复合物 五、蛋白质合成后被靶向输送至细胞特定部位 （一）分泌型蛋白在内质网加工运转

（二）定位于内质网的蛋白质C－端含有滞留信号序列 （三）大部分线粒体蛋白质在细胞质合成后靶向输入线粒体 （四）质膜蛋白质由囊泡靶向转运至细胞膜 （五）细胞核蛋白质由核输入因子运载经核孔入核

第五节 蛋白质合成的干扰与抑制

一、许多抗生素通过抑制肽链生物合成发挥作用 （一）抑制肽链合成起始的抗生素 （二）抑制肽链延长的抗生素 1、干扰进位的抗生素 2、引起读码错误的抗生素 3、影响成肽的抗生素 4、影响转位的抗生素

二、某些毒素抑制真核生物蛋白质合成

三、干扰素经抑制蛋白质生物合成而呈现抗病毒作用

思考题：

1、参与蛋白质生物合成体系的物质有哪些？各自的作用是什么？ 2、遗传密码的特点有哪些？每个的定义是什么？ 3、试述氨基酰-tRNA合成酶有何作用？

4、具有起始功能的原核生物、真核生物的氨基酰-tRNA的符号各是什么？ 5、试述原核生物蛋白质合成的主要步骤。 6、何谓SD序列？有何作用？

7、试述多肽链合成后的一级结构修饰的主要内容。 8、何谓信号序列和靶向输送？

第十八章 基因表达调控

第一节 基因表达与基因表达调控的基本概念与特点

一、基因表达是基因转录和翻译的过程

二、基因表达具有时间特异性和空间特异性

〔一〕时间特异性是指基因表达按一定的时间顺序发生

〔二〕空间特异性是指多细胞生物个体在特定生长发育阶段，同一基因在不同的组织器官表达不同

三、基因表达的方式存在多样性

〔一〕有些基因几乎存在所有细胞中持续表达 〔二〕有些基因的表达受到环境变化的诱导和阻遏 〔三〕生物体内不同基因的表达受到协调调节

四、基因表达受顺式作用元件和反式作用因子共同调节 五、基因表达调控呈现多层次和复杂性

六、基因表达调控是生物体生长和发育的基础

〔一〕生物体调节基因表达以适应环境、维持生长和增殖 〔二〕生物体调节基因表达以维持细胞分化与个体发育

第二节 原核基因表达调控

一、操纵子是原核基因转录调控的基本单位 二、乳糖操纵子是典型的诱导型调控 〔一〕乳糖操纵子的结构

〔二〕乳糖操纵子受到阻遏蛋白质和CAP的双重调节 1、阻遏蛋白的负性调节 2、CAP的正性调节 3、协同调节

三、色氨酸操纵子通过转录衰减的方式阻遏基因表达 四、原核基因表达在转录终止阶段有不同的调控机制 五、原核基因表达在翻译水平的多个环节受到精细调控 〔一〕转录与翻译的偶联调节提高了基因表达调控的有效性 〔二〕蛋白质分子结合于启动子或启动子周围进行自我调节

〔三〕翻译阻遏利用蛋白质与自身mRNA的结合实现对翻译起始的调控 〔四〕反义RNA结合mRNA翻译起始部位互补序列以调节翻译起始 〔五〕mRNA密码子的编码频率影响翻译速度

第三节 真核基因表达调控

一、真核细胞基因表达特点

二、染色质结构与真核基因表达密切相关 〔一〕转录活化的染色质对核酸酶极为敏感 〔二〕转录活化染色质的组蛋白发生改变 〔三〕CpG岛甲基化水平降低

三、基因组中的顺式作用元件是转录起始的关键调节部位 〔一〕真核生物启动子结构和调节远较原核生物复杂 〔二〕增强子是一种能够提高转录效率的顺式调控元件 〔三〕沉默子能够抑制基因的转录 四、转录因子是转录调控的关键分子 〔一〕通用转录因子 〔二〕特异转录因子

〔三〕转录因子作用的结构特点

1、转录因子的DNA结合结构域主要有以下几种 〔1〕锌指模体结构

〔2〕碱性螺旋－环－螺旋 〔3〕碱性亮氨酸拉链

2、转录因子的转录激活结构域 〔1〕酸性结构激活域 〔2〕谷氨酰氨富含结构域 〔3〕脯氨酸富含结构域

〔四〕二聚化是常见的蛋白质－蛋白质相互作用方式 五、转录起始复合物的动态构成是转录调控的主要方式 〔一〕启动子与RNA聚合酶活性 〔二〕调节蛋白与RNA聚合酶活性

六、转录后调控主要影响真核mRNA的结构与功能 〔一〕mRNA的稳定性影响真核生物基因表达

〔二〕一些非编码小分子RNA可引起转录后基因沉默

〔三〕mRNA前体的选择性剪接可以调节真核生物基因表达 七、真核基因表达在翻译及翻译后仍可受到调控

〔一〕对翻译起始因子活性的调节主要通过磷酸化修饰进行 1、翻译起始因子e-IF-2α的酸化抑制翻译起始

2、eIF-4E及eIF-4e结合蛋白的磷酸化激活翻译起始 〔二〕RNA结合蛋白参与了对翻译起始的调节

〔三〕对翻译产物水平及活性的调节可以快速调控基因表达 〔四〕小分子RNA对基因表达的调节十分复杂 1、miRNA 2、siRNA

〔五〕长链非编码RNA在基因表达调控中的作用不容忽视

第十九章 细胞信号转导的分子机制

第一节 细胞信号转导概述

一、细胞外化学信号有可溶型和膜结合型两种形式 〔一〕可溶型信号分子作为游离分子在细胞间传递 〔二〕膜结合型信号分子需要细胞间接触才能传递信号 二、细胞经由特异性受体接受西保外信号 〔一〕受体由细胞内受体和膜受体两种类型 〔二〕受体结合配体并转换信号

1、细胞内受体能够直接传递信号或通过特定的通路传递信号 2、膜受体识别细胞外信号分子并转换信号 〔三〕受体与配体的相互作用具有共同的特点 1、高度专一性 2、高度亲和性 3、可饱和性 4、可逆性

5、特定的作用模式

三、细胞内信号转导具有多条信号通路并形成网络调控

第二节 细胞内信号转导分子

一、第二信使结合并激活下游信号转导分子 〔一〕小分子信使传递信号具有相似的特点

1、上游信号转导分子使第二信使的浓度升高或分布变化 2、小分子信使浓度可迅速降低

3、小分子信使激活下游信号转导分子 〔二〕环核苷酸是重要的细胞内第二信使

1、cAMP和cGMP的上游信号转导分子是相应的核苷酸环化酶 2、磷酸二脂酶催化环核苷酸水解

3、环核苷酸在细胞内调节蛋白激酶活性

4、蛋白激酶不是cAMP和cGMP的唯一靶分子 〔三〕脂类也可衍生出胞内第二信使

1、磷脂酰肌醇激酶和磷脂酶催化生成第二信使 2、脂类第二信使作用于相应的靶蛋白分子 〔四〕钙离子可以激活信号转导相关的酶类

1、钙离子在细胞中的分布具有明显的区域特征 2、钙离子的下游信号转导分子是钙调蛋白 3、钙调蛋白不是钙离子的唯一靶分子 〔五〕NO等小分子也具有信使功能

二、许多酶可通过其催化的反应而传递信号 〔一〕蛋白激酶和蛋白磷酸酶可调控信号传递

1、蛋白丝/苏氨酸激酶和蛋白酪氨酸激酶是主要的蛋白激酶 2、蛋白磷酸酶衰减或终止蛋白激酶诱导的效应 〔二〕许多信号通路涉及蛋白丝/苏氨酸激酶的作用 1、MAPK调控细胞的多种重要的生理功能 2、MAPK级联激活是多种信号通路的中心环节 〔三〕蛋白酪氨酸激酶转导细胞增殖与分化信号 1、部分膜受体具有PTK功能 2、细胞内有多种非受体型的PTK

三、信号传导蛋白可通过蛋白质相互作用传递信号 〔一〕G蛋白的GTP/GDP结合状态决定信号的传递 1、三聚体G蛋白介导G蛋白偶联受体传递信号 2、低分子量G蛋白是信号转导通路中的转导分子 〔二〕衔接蛋白和支架蛋白连接信号通路与网络

1、蛋白质相互作用结构域介导信号通路中蛋白质的相互作用 2、衔接蛋白连接信号转导分子

3、支架蛋白保证特异和高效的信号转导

第三节 细胞受体介导的细胞内信号转导

一、细胞内受体通过分子迁移传送信号

二、离子通道受体将化学信号转变为电信号

三、G蛋白偶联受体通过G蛋白和小分子信使介导信号转导 〔一〕G蛋白偶联受体介导的信号转导通路具有相同的基本模式 〔二〕不同G蛋白偶联受体可通过不同通路传递信号 四、酶偶联受体主要通过蛋白质修饰或相互作用传递信号

〔一〕蛋白激酶偶联受体介导的信号转导通路也具有相同的基本模式 〔二〕几种常见的蛋白激酶偶联受体介导的信号转导通路

第四节 信号转导的基本规律和复杂性

一 、各种信号转导机制具有共同的基本规律 〔一〕信号的传递和终止涉及许多双向反应 〔二〕细胞信号在转导过程中被逐级放大 1、MAPK通路 2、JAK-STAT通路 3、Smad通路 4、PI－3K 通路 5、NF-kB通路

〔三〕细胞信号转导通路既有通用性又有专一性 二、细胞信号转导复杂且具有多样性

〔一〕一种细胞外信号分子可通过不同信号转导通路影响不同的细胞 〔二〕受体与信号转导通路有多样性组合

〔三〕一种信号转导分子不一定只参与一条通路的信号转导 〔四〕一条信号转导通路中的功能分子可影响和调节其他通路 〔五〕不同信号转导通路可参与调控相同的生物学效应

〔六〕细胞内的特殊事件也可以启动信号转导或调节信号转导

第五节 细胞信号转导异常与疾病

一、信号转导异常及其与疾病的关系具有多样性 二、信号转导异常可发生在两个层次 〔一〕受体异常激活和失能 1、受体异常激活 2、受体异常失能

〔二〕信号转导分子的异常激活和失活 1、细胞内信号转导分子异常激活 2、细胞内信号转导分子异常失活 三、信号转导异常可导致疾病的发生

〔一〕信号转导异常导致细胞获得异常功能或表现 1、细胞获得异常的增殖能力 2、细胞的分泌功能异常 3、细胞膜通透性改变

〔二〕信号转导异常导致细胞正常功能缺失 1、失去正常的分泌功能 2、失去正常的反应性

3、失去正常的生理调节能力

四、细胞信号转导分子失重要的药物作用靶位

第四篇 分子医学专题

第二十章 常用分子生物学技术的原理及其应用

第一节 分子杂交与印迹技术

一、分子杂交和印迹技术的原理 〔一〕印迹技术 〔二〕探针技术

二 、印迹技术的类别及应用 〔一〕DNA印迹 〔二〕RNA印迹 〔三〕蛋白质印迹

第二节 PCR技术的原理与应用

一、PCR技术的工作原理 二、PCR技术的主要用途 〔一〕目的基因的克隆

〔二〕基因的体外突变

〔三〕DNA和RNA的微量分析 〔四〕DNA序列测定 〔五〕基因突变分析

三、几种重要的PCR衍生技术 〔一〕逆转录PCR技术 〔二〕原位PCR技术 〔三〕实时PCR技术 1、TaqMan探针法 2、分子信标探针法 3、FRET探针法

第三节 基因文库

一、基因组DNA文库 二、cDNA文库

第四节 生物芯片技术

一、基因芯片 二、蛋白质芯片

第五节 生物大分子相互作用研究技术

一、蛋白质相互作用研究技术 〔一〕标签蛋白沉淀

〔二〕酵母双杂交技术的原理和用途 二、DNA－蛋白质相互作用分析技术 〔一〕电泳迁移率变动分析 〔二〕染色质免疫沉淀技术

第二十一章 DNA重组及重组DNA技术

第一节 自然界的DNA重组和基因转移

一、同源重组是最基本的DNA重组方式

二、位点特异性重组是发生在特异位点间的DNA整合 〔一〕γ噬菌体DNA的整合 〔二〕细菌的位点特异性重组 〔三〕免疫球蛋白基因的重排 三、转座重组可使基因移位 〔一〕插入序列转座 〔二〕转座子转座

四、原核细胞可通过接合、转化和转导进行基因转移或重组 〔一〕接合作用 〔二〕转化作用 〔三〕转导作用

第二节 重组DNA技术

一、重组DNA技术常用的工具酶 二、重组DNA技术中常用的载体 〔一〕克隆载体

1、克隆载体应具备的基本特点 2、常用的克隆载体 〔二〕表达载体 1、原核表达载体 2、真核表达载体

三、重组DNA技术的基本原理及操作步骤 〔一〕目的DNA的分离获取――分 1、化学合成法

2、从基因组DNA文库和cDNA文库中获取目的DNA 3、PCR法 4、其他方法

〔二〕载体的选择与构建――选 〔三〕目的DNA与载体连接――接 1、黏端连接 2、平端连接

3、黏－平末端连接

〔四〕重组DNA转入受体细胞――转 1、转化 2、转染 3、感染

〔五〕重组体的筛选与鉴定――筛 1、借助载体上的遗传标志进行筛选 2、序列特异性筛选 3、亲和筛选法

〔六〕克隆基因的表达 1、原核表达体系 2、真核表达体系

第三节 重组DNA技术在医学中的应用

一、重组DNA技术广泛应用于生物制药

二、重组DNA技术还应用于医学的其他诸多方面

第二十二章 基因结构与功能分析技术

第一节 基因结构分析技术

一、基因一级结构解析技术

〔一〕双脱氧法和化学降解法是两种常规的DNA测序方法

〔二〕全自动激光荧光DNA测序技术的原理基于Sanger 双脱氧法 1、四色荧光法 2、单色荧光法

〔三〕焦磷酸测序是一种基于发光法测定焦磷酸的测序技术

〔四〕循环芯片测序被称为第二代测序技术 〔五〕单分子测序技术被成为第三代测序技术 二、基因转录起点分析技术

〔一〕用cDNA克隆直接测序法鉴定TSS

〔二〕用5－cDNA末端快速扩增技术鉴定TSS 〔三〕用数据库搜索TSS

三、基因启动子结构分析技术

〔一〕用PCR结合测序技术分析启动子结构

〔二〕用核酸－蛋白质相互作用技术分析启动子结构 1、用足迹法分析启动子中潜在的调节蛋白结合位点

2、用电泳迁移率变动分析和染色质免疫沉淀技术鉴定启动子 〔三〕用生物信息学预测启动子

1、用启动子数据库和启动子预测算法第一启动子 2、预测启动子的其他结构特征 四、基因编码序列分析技术

〔一〕用cDNA文库法分析基因编码序列 〔二〕用RNA剪接分析法确定基因编码序列 〔三〕用数据库分析基因编码序列 五、基因拷贝数分析技术

第二节 基因表达产物分析技术

一、通过检测RNA而在转录水平分析基因表达 〔一〕用核酸杂交法检测RNA表达水平 1、用RNA印迹分析RNA表达

2、用核糖核酸酶保护实验分析RNA水平及其剪接情况 3、用原位杂交进行RNA区域定位 〔二〕用PCR技术检测RNA表达水平

1、用逆转录PCR进行RNA的半定量分析 2、用实时定量PCR进行RNA的定量分析

〔三〕用基因芯片和高通量测序技术分析RNA表达水平 1、基因芯片已成为基因表达谱分析的常用方法 2、用循环芯片测序技术分析基因表达谱

二、通过检测蛋白质/多肽而在翻译水平分析基因表达 〔一〕用蛋白质印迹技术检测蛋白质/多肽 〔二〕用酶联免疫吸附实验分析蛋白质/多肽

〔三〕用免疫组化实验原位检测组织/细胞表达的蛋白质/多肽 〔四〕用流式细胞术分析表达特异蛋白质的阳性细胞

〔五〕用蛋白质芯片和双向电泳高通量分析蛋白质/多肽表达水平 1、用蛋白质芯片分析蛋白质/多肽的表达谱 2、用双向电泳分析蛋白质/多肽表达谱

第三节 基因的生物学功能鉴定技术

一、用功能获得策略鉴定基因功能 〔一〕用转基因技术获得基因功能

〔二〕用基因敲入技术获得基因的功能 1、用RNA干扰技术研究基因功能 2、用miRNA技术研究基因功能 3、用反义RNA技术研究基因功能 4、核酶技术

二、用功能失活策略鉴定基因功能

〔一〕用基因敲除技术使基因功能完全缺失 〔二〕用基因沉默技术可使基因功能部分缺失 三、用随机突变筛选策略鉴定基因功能

第二十三章 癌基因、肿瘤抑制基因与生长因子

第一节 癌 基 因

一、癌基因的基本概念 〔一〕细胞癌基因 〔二〕病毒癌基因

二、癌基因活化的机制

〔一〕获得强启动子或增强子 〔二〕染色体异位 〔三〕基因扩增 〔四〕点突变

三、原癌基因的产物与功能 〔一〕细胞外生长因子 〔二〕跨膜生长因子受体 〔三〕细胞内信号转导分子

四、癌基因表达产物促进肿瘤发生发展 〔一〕BRAF 〔二〕HER2

〔三〕BCR－ABL

第二节 肿瘤抑制基因

一、肿瘤抑制基因的发现 二、肿瘤抑制基因的功能

三、肿瘤抑制基因失活促进肿瘤发生发展 〔一〕RB基因 〔二〕TP53基因 〔三〕PTEN基因

四、肿瘤抑制基因与疾病

五、癌基因与肿瘤抑制基因在肿瘤发生中的作用特点 〔一〕细胞癌变的多基因协同

〔二〕细胞周期和细胞凋亡的分子调控是肿瘤进展的关键 1、癌基因核肿瘤抑制基因与细胞周期 2、癌基因、肿瘤抑制基因与细胞凋亡

第三节 生长因子

一、生长因子的分类与功能 〔一〕生长因子的分类 〔二〕生长因子的功能 二、生长因子的作用机制 〔一〕生长因子与肿瘤

〔二〕生长因子与心血管疾病 1、原发性高血压 2、动脉粥样硬化 3、心肌肥厚

第二十四章 疾病相关基因的鉴定与基因功能研究

第一节 鉴定疾病相关基因的原则

一、鉴定疾病相关基因的关键是确定疾病表现型和疾病间的实质联系 二、鉴定克隆疾病相关基因需要多科学多途径的综合策略 三、确定候选基因是多种克隆疾病相关基因方法的交汇

第二节 疾病相关基因克隆的策略和方法

一、不依赖染色体定位的疾病相关基因克隆政策 〔一〕从已知蛋白质的功能和结构出发克隆疾病基因

1、依据蛋白质的氨基酸序列信息鉴定克隆疾病相关基因 2、用蛋白质的特异性抗体鉴定疾病基因

〔二〕从疾病的表现型差异出发发现疾病相关基因

1、RDA技术是建立在核酸差异杂交基础上的PCR技术 2、mRNA是技术和聚丙酰胺凝胶电泳技术的结合 〔三〕采用动物模型鉴定克隆疾病相关基因 二、定位克隆是鉴定疾病相关基因的经典方法 〔一〕基因定位的方法有多种

1、体细胞杂交法通过融合细胞的筛查定位基因

2、染色体原位杂交是在细胞水平定位基因的常用方法 3、染色体异常有时可提供疾病基因定位的替代方法 4、连锁分析是定位疾病未知基因的常用方法 〔二〕定位克隆的基本程序包括三大步骤 1、尽可能缩小染色体上的候选区域 2、构建目的的区域的物理图谱 3、疾病相关基因的确定

〔三〕假肥大型肌营养不良基因的克隆是定位克隆的成功例证 三、确定常见病的基因需要全基因组关联分析和全外显子测序 四、生物信息数据库储藏丰富的疾病相关基因信息

第三节 疾病相关基因的功能研究

一、基因对比及功能诠释

二、利用工程细胞研究基因功能

〔一〕采用基因重组技术建立基因高表达工程细胞系

〔二〕基因沉默技术抑制特异基因的表达

三、研究生物大分子间的相互作用可确定基因功能 四、利用基因修饰动物整体研究基因功能

第二十五章 基因诊断和基因治疗

第一节 基因诊断

一、基因诊断的主要对象和样品来源 二、基因诊断技术

〔一〕基因缺失或插入的诊断 1、DNA印迹法 2、PCR技术

〔二〕基因点突变的诊断

1、等位基因特异性寡核苷酸分子杂交 2、反向点杂交

3、变性高效液相色谱 4、DNA序列分析

三、基因诊断的医学应用

〔一〕遗传性疾病诊断和风险预测 〔二〕多基因常见病的预测性诊断 〔三〕传染病原体检测 〔四〕疗效评价和用药指导

〔五〕DNA指纹鉴定是法医学个体识别的核心技术

第二节 基因治疗

一、基因治疗的基本策略

〔一〕缺陷基因精确的原位修复 〔二〕基因增补

〔三〕基因沉默或失活 二、基因治疗的基本程序 〔一〕选择治疗基因

〔二〕选择携带治疗基因的载体 1、逆转录病毒载体 2、腺病毒载体

〔三〕选择基因治疗的靶细胞 1、造血干细胞

2、皮肤成纤维细胞

〔四〕将治疗基因导入人体 〔五〕治疗基因表达的检测 三、基因治疗的临床应用现状 1、单基因遗传病的基因治疗 2、针对多基因的基因治疗

第二十六章 组学与医学

第一节 基因组学

一、基因组学包含结构基因组学、功能基因组学和比较基因组学 二、结构基因组学的主要任务是基因组作图和大规模测序 〔一〕遗传作图和物理作图是绘制人类基因组草图的重要策略 1、遗传作图就是绘制连锁图

2、物理作图就是描绘杂交图、限制性酶切图及克隆系图 〔二〕通过BAC克隆系、鸟枪法等完成大规模DNA测序 1、BAC克隆系的构建是大规模DNA测序的基础 2、鸟枪法是大规模DNA测序的重要方法

3、高通测序技术大大加快了基因组DNA测序进度 〔三〕生物信息学是测定基因组结构和功能的重要手段 三、功能基因组学系统探讨基因的活动规律

〔一〕通过全基因组扫描鉴定DNA序列中的基因 〔二〕通过BLAST等程序搜索同源基因 〔三〕通过实验设计验证基因功能

〔四〕通过转录组和蛋白质组描述基因表达模式

第二节 转录组学

一、转录组学研究全部mRNA的表达及功能

〔一〕微阵列是大规模基因组表达谱研究的主要技术 〔二〕SAGE在转录物水平研究细胞或组织基因表达模式

〔三〕MPSS是以基因测序为基础的基因表达谱自动化和高通量分析新技术 二、RNA组学研究非编码RNA的集合

第三节 蛋白质组学

一、蛋白质组学研究细胞内所有蛋白质的组成及其活动规律 〔一〕蛋白质鉴定是蛋白质组学的基本任务

〔二〕翻译后修饰的鉴定有助于蛋白质功能的阐明 〔三〕蛋白质功能确定是蛋白质组学的根本目的 二、二维电泳和质谱是蛋白质组学研究的常规技术 〔一〕二维电泳是分离蛋白质组的有效方法 〔二〕质谱技术是蛋白质组鉴定的重要工具 1、用肽质量指纹图谱鉴定蛋白质 2、用串联质谱鉴定蛋白质

〔三〕蛋白质相互作用研究是认识蛋白质功能的重要内容

第四节 代谢组学

一、代谢组学的任务是分析生物/细胞代谢产物的全貌 二、核磁共振、色谱及质谱是代谢组学的主要分析工具 三、代谢组学数据依赖模式识别技术进行分析

第五节 其他组学

一、糖组学研究生命体聚糖多样性及其生物学功能 〔一〕糖组学分为结构糖组学与功能糖组学两个分支

〔二〕色谱分离/质谱鉴定和糖微阵列技术是糖组学研究的主要技术 1、色谱分离与质谱鉴定技术 2、糖微阵列技术 3、生物信息学

〔三〕糖组学与肿瘤的关系密切

二、脂组学揭示生命体脂质多样性及其代谢调控 〔一〕脂质组学是代谢组学的一个分支 1、样品分离 2、脂质鉴定 3、数据库检索

〔二〕脂组学研究的三大步骤――分离、鉴定和数据库检索 〔三〕脂组学促进脂质生物标志物的发现和疾病诊断

第六节 组学在医学上的应用

〔一〕定位克隆技术是发现和鉴定疾病基因的重要手段 〔二〕SNPs是疾病易感性的重要遗传学基础

二、药物基因组学揭示遗传变异对药物效能和毒性的影响 〔一〕药物基因组学预测药物反应性并指导个体化用药 〔二〕基因多态性是药物基因组学的基础和重要研究内容 〔三〕鉴定基因序列的变异是药物基因组学的主要研究策略 三、蛋白质组学发现和鉴别药物新靶点

〔一〕疾病相关蛋白质组学的研究是发现和研究药物新靶点的有效途径 〔二〕耐药病原体的蛋白质组学将为新一代抗生素的发现提供新的契机 〔三〕信号转导分子和途径是药物设计的合理靶点 四、代谢组学是开展预测医学和个体化医学的重要手段 〔一〕代谢组学丰富了预测医学的内涵 〔二〕代谢组学促进了个体化医学的发展