生物化学 II — 期末复习（基于第10版教材）

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绪论 — 生物化学与分子生物学概论

1 学时 · 掌握：生物化学概念 · 教材：绪论

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🎯 核心概念

生物化学 (Biochemistry)

利用化学、物理学和数学的原理和方法，通过研究生物的化学组成、化学结构及其在生理过程中的变化，诠释生命体结构与功能形成的基本机制和规律。教材绪论

分子生物学 (Molecular Biology)

以生物大分子的结构与功能为研究热点和前沿形成的学科，是生物化学在机能阶段的延伸。核心是围绕中心法则开展研究。教材绪论

📋 生物化学发展的三个阶段

叙述生物化学阶段（18世纪中叶—20世纪初）：研究生物体的化学组成，分离纯化、结构测定
动态生物化学阶段（1920s—）：研究体内物质代谢规律，发现必需氨基酸、必需脂肪酸、维生素、激素
机能生物化学阶段（=分子生物学阶段）：DNA双螺旋→中心法则→重组DNA→基因组计划→组学

📖 当代生物化学四大研究领域（教材）

①生物大分子的结构与功能（核酸、蛋白质、多糖等，分子识别与相互作用）；②物质代谢及其调节（糖、脂、氨基酸、核苷酸代谢及能量代谢）；③基因信息传递及调控（DNA复制、转录、翻译、基因表达调控、细胞信号转导）；④前沿技术领域（组学、基因编辑CRISPR/Cas9、冷冻电镜、AI生物技术）

蛋白质的结构与功能

3 学时 · 教材第1章· 重点：各级结构、Hb/Mb、协同效应

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📖 名词解释

等电点 (pI)

蛋白质/氨基酸分子净电荷为零时溶液的pH。pI = (pK₁+pK₂)/2。在pI处溶解度最低。

肽单元 (peptide unit)

参与肽键的6个原子(Cα₁-C-O-N-H-Cα₂)位于同一平面，肽键(C-N)具有部分双键性质（键长0.132nm，介于单键0.149和双键0.127之间），不能自由旋转。

超二级结构 (motif)

相邻二级结构单元组合成的有规律折叠单元。常见形式：αα、βαβ、ββ。特殊模体：锌指结构、亮氨酸拉链、螺旋-环-螺旋（常见于DNA结合蛋白）。

结构域 (domain)

三级结构中相对独立的紧密球状区域，常具有独立功能。是球状蛋白质的独立折叠单位。如3-磷酸甘油醛脱氢酶每个亚基含NAD⁺结合域和催化域。

分子伴侣 (chaperone)

协助蛋白质正确折叠的蛋白质，提供保护环境帮助多肽链形成正确空间构象。如热激蛋白(Hsp70)、伴侣蛋白(GroEL/GroES)。

协同效应 (cooperative effect)

多亚基蛋白（如Hb）中一个亚基与配体结合后影响其他亚基结合能力的现象。Hb与O₂结合呈S形曲线为正协同效应。机制：T态(紧张态)→R态(松弛态)转变。

变构效应 (allosteric effect)

效应剂与变构部位结合→构象改变→活性改变。Hb的变构效应剂：2,3-BPG（降低Hb对O₂的亲和力，促进O₂在组织中释放）。

分子病

基因突变导致蛋白质一级结构改变引起的疾病。典型：镰刀形红细胞贫血（Hb β链第6位Glu→Val，表面疏水斑块→HbS聚合→红细胞镰变）。

构象病

蛋白质空间构象异常改变引起的疾病。如疯牛病/朊病毒病（PrPᶜ→PrPˢᶜ，α-螺旋→β-折叠增多，形成淀粉样纤维沉淀）、阿尔茨海默病。

蛋白质变性/复性

变性：次级键破坏→空间构象破坏→活性丧失，一级结构不变。因素：加热、乙醇、强酸强碱、重金属。复性：去除变性因素后恢复构象和活性（如RNase A实验中尿素+β-巯基乙醇变性后透析复性）。

🧬 20种标准氨基酸 — 英文缩写（大纲：掌握）

分类	中文名	英文	三字母	单字母	特点
非极性疏水	甘氨酸	Glycine	Gly	G	唯一无手性碳
	丙氨酸	Alanine	Ala	A
	缬氨酸*	Valine	Val	V
	亮氨酸*	Leucine	Leu	L
	异亮氨酸*	Isoleucine	Ile	I
	脯氨酸	Proline	Pro	P	亚氨基酸，常出现在β-转角
	苯丙氨酸*	Phenylalanine	Phe	F	含苯环
	色氨酸*	Tryptophan	Trp	W	280nm紫外吸收主力
	甲硫氨酸*	Methionine	Met	M	含硫，起始氨基酸
极性中性	丝氨酸	Serine	Ser	S	含羟基
	苏氨酸*	Threonine	Thr	T	含羟基
	半胱氨酸	Cysteine	Cys	C	含巯基，形成二硫键
	天冬酰胺	Asparagine	Asn	N
	谷氨酰胺	Glutamine	Gln	Q	氨的转运载体
	酪氨酸	Tyrosine	Tyr	Y	含酚羟基，280nm吸收
酸性	天冬氨酸	Aspartic acid	Asp	D	侧链羧基 pKa≈3.9
酸性	谷氨酸	Glutamic acid	Glu	E	侧链羧基 pKa≈4.3
碱性	赖氨酸*	Lysine	Lys	K	侧链ε-氨基 pKa≈10.5
	精氨酸	Arginine	Arg	R	含胍基，pKa≈12.5
	组氨酸	Histidine	His	H	含咪唑基，pKa≈6.0（生理pH缓冲）

* 为营养必需氨基酸（8种：Val, Leu, Ile, Phe, Trp, Met, Thr, Lys）。记忆口诀："赖色苯丙甲硫缬苏亮异亮"。

🔬 蛋白质理化性质补充

胶体性质：蛋白质分子大小1-100nm（胶体范围）。稳定因素：①表面水化膜；②表面同种电荷（pH≠pI时）。破坏两者→沉淀。
呈色反应：①双缩脲反应（肽键+Cu²⁺碱性→紫色，检测蛋白质含量）；②Folin-酚试剂反应（Tyr/Trp→蓝色，Lowry法灵敏度更高）；③茚三酮反应（α-氨基酸→蓝紫色，氨基酸定性定量）。
紫外吸收：Trp、Tyr等芳香族氨基酸使蛋白质在280nm有最大吸收峰（A₂₈₀用于蛋白质定量）。核酸最大吸收在260nm。

🧪 生物活性肽 & 蛋白质组学

谷胱甘肽(GSH)：γ-Glu-Cys-Gly（γ-谷氨酰半胱氨酰甘氨酸），含异常γ-肽键。活性基团：Cys的-SH（巯基）。功能：抗氧化（GSH→GSSG，谷胱甘肽过氧化物酶催化）、维持红细胞膜完整性。
其他活性肽：催产素(九肽)、加压素(九肽)、脑啡肽(五肽)、促甲状腺激素释放激素(三肽)。
蛋白质组学：研究细胞/组织/机体全部蛋白质的表达、修饰、相互作用与功能的学科。技术平台：双向电泳+质谱+蛋白质芯片+酵母双杂交+生物信息学。

🧬 血红蛋白(Hb)与肌红蛋白(Mb)的结构功能比较（教材核心机制）

特征	肌红蛋白 (Mb)	血红蛋白 (Hb)
亚基组成	单体（1条肽链+1个血红素）	四聚体 α₂β₂（4个亚基，4个血红素）
氧合曲线	双曲线（无协同效应）	S形曲线（正协同效应，Hill系数≈2.8）
功能	在肌组织中储存O₂	在血液中运输O₂和CO₂
O₂亲和力	极高（在很低pO₂下仍饱和）	适中（在肺部饱和，在组织释放）
变构调节	无	H⁺(Bohr效应)、CO₂、2,3-BPG降低亲和力

Bohr效应：pH↓/CO₂↑→Hb对O₂亲和力↓→促进O₂在代谢活跃组织释放。2,3-BPG结合于Hb中央空穴(β亚基间)，稳定T态，降低O₂亲和力（胎儿Hb γ链替换β链→2,3-BPG结合↓→O₂亲和力↑→利于从母体获取O₂）。

🔑 蛋白质各级结构关键点

一级结构：氨基酸排列顺序，主要化学键：肽键（共价键）
二级结构：α-螺旋（右手，每圈3.6个残基，氢键维持）、β-折叠（平行/反平行）、β-转角（4个残基，常含Pro）、Ω-环（亲水残基，分子表面）
三级结构：疏水键（主要）、盐键、氢键、范德华力。含结构域。
四级结构：亚基间空间排列，亚基单独一般无功能。如Hb α₂β₂。
紫外吸收：280nm（Trp、Tyr等芳香族氨基酸），A₂₈₀用于蛋白质定量。

❓ 复习思考题

请简述蛋白质各级结构的概念及化学键，举例说明蛋白质结构与功能的关系（Hb/Mb）。

一级结构：氨基酸排列顺序，主要化学键为肽键（共价键）。二级结构：局部主链折叠（α-螺旋、β-折叠、β-转角），氢键维持。三级结构：整条肽链的空间构象，疏水键(主要)、盐键、氢键、范德华力。含结构域。四级结构：亚基间空间排列，非共价键维系。
Hb/Mb关系：Mb为单体→双曲线形氧合曲线→适于O₂储存；Hb为α₂β₂四聚体→S形曲线(正协同效应)→T态↔R态转变→在肺部高效结合O₂、在组织有效释放→适于O₂运输。Hb受Bohr效应(H⁺/CO₂降低O₂亲和力)和2,3-BPG调节。

20种标准氨基酸中哪些含硫原子？含羟基的有哪些？（含硫：Cys、Met；含羟基：Ser、Thr）

核酸的结构与功能

2 学时 · 教材第3章· 重点：DNA双螺旋、RNA种类、Tm

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🧱 核苷酸的结构组成（大纲：掌握）

组分	RNA	DNA
戊糖	β-D-核糖 (Ribose)	β-D-2'-脱氧核糖 (Deoxyribose)
嘌呤碱基	腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)	腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)
嘧啶碱基	胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)	胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)

命名规则：碱基+核糖=核苷（如腺嘌呤+核糖=腺苷, Adenosine）；核苷+磷酸=核苷酸（如腺苷+1P=AMP/腺苷一磷酸）。核苷酸之间以3',5'-磷酸二酯键连接（一个核苷酸的3'-OH与下一个核苷酸的5'-磷酸脱水形成）。方向：5'→3'。

📖 名词解释

DNA变性

理化因素使DNA双链解离为单链（氢键断裂，不涉及共价键）。结果：增色效应（A₂₆₀↑，因碱基暴露）。

解链温度 Tm

A₂₆₀增加值达最大增加值一半时的温度。Tm与GC含量成正比（G≡C三键比A=T双键更稳定）。Tm值影响因素：GC含量、离子强度、pH。

DNA复性/分子杂交

变性DNA在适当条件下重新形成双链的过程。不同来源单链核酸经碱基互补形成杂合双链即分子杂交（Southern blot、Northern blot的基础）。

核小体 (nucleosome)

DNA与组蛋白形成的染色质基本结构单位。核心：H₂A、H₂B、H₃、H₄各两分子→八聚体，DNA(约146bp)绕其1.75圈。连接DNA+组蛋白H₁。

核酶 (ribozyme)

具有催化活性的RNA。可催化RNA剪接、切割。发现者Cech和Altman获1989年诺贝尔化学奖。意义：突破了"酶都是蛋白质"的传统观念。

snRNA / snoRNA

snRNA（核小RNA）：参与mRNA前体剪接（U1,U2,U4,U5,U6构成剪接体）。snoRNA（核仁小RNA）：参与rRNA前体的修饰加工。

miRNA / siRNA

miRNA（~22nt）：与靶mRNA不完全互补→抑制翻译或促进降解。siRNA（~21-23nt双链）：完全互补→靶mRNA降解（RNA干扰，RNAi）。

lncRNA

长度>200nt的非编码RNA，参与转录调控、染色质修饰（如X染色体失活中的Xist RNA）、蛋白质定位等。

scRNA

胞质小RNA，参与蛋白质在内质网的定位转运（如7SL RNA是信号识别颗粒SRP的组成部分）。

核酸酶

水解核酸的酶。按底物分为：DNase（水解DNA）、RNase（水解RNA）；按切割方式：核酸内切酶（内部切割，如限制酶EcoRI）、核酸外切酶（从末端逐个水解）。

🧬 DNA双螺旋结构要点 (B-form, Watson & Crick, 1953)

两条链反向平行（一条5'→3'，一条3'→5'），右手螺旋，螺距3.54nm，直径2.37nm
脱氧核糖-磷酸骨架在外侧，碱基在内侧。A=T配对（2个氢键），G≡C配对（3个氢键）
维持稳定因素：①碱基堆积力（疏水作用+范德华力，主要稳定力）；②氢键（碱基对间）；③离子键（磷酸基负电荷被组蛋白/阳离子中和）
DNA高级结构：原核为环状超螺旋；真核DNA与组蛋白形成核小体→染色质纤维→染色体。线粒体DNA(mtDNA)为环状双链。
DNA多样性：B-DNA（右手，标准）、A-DNA（右手，低湿度）、Z-DNA（左手，CG重复序列，可能与基因表达调控有关）

🔑 RNA种类对比

RNA类型	功能	结构特点
mRNA	蛋白质合成模板	5'帽(m⁷Gppp)、3'polyA尾、编码区
tRNA	氨基酸适配器	三叶草二级结构，倒L形三级结构，含稀有碱基(DHU、TΨC等)
rRNA	核糖体骨架+催化肽键	原核：16S+23S+5S；真核：18S+28S+5.8S+5S。23S/28S rRNA具肽基转移酶活性（核酶）

❓ 复习思考题

简述DNA双螺旋结构的要点（B型）及维持稳定性的因素。

要点：①两条链反向平行(5'→3'和3'→5')缠绕成右手双螺旋，螺距3.54nm，直径2.37nm；②脱氧核糖-磷酸骨架在外侧，碱基在内侧；③A=T(2个氢键)、G≡C(3个氢键)，两条链碱基互补配对。
稳定因素：①碱基堆积力（疏水作用+范德华力，最主要）；②碱基对间氢键；③磷酸基负电荷被阳离子/组蛋白中和(离子键)。

比较mRNA、tRNA、rRNA的结构特点和功能。

mRNA：5'端m⁷Gppp帽+3'端polyA尾+编码区（原核为多顺反子，真核为单顺反子）→蛋白质合成模板。
tRNA：三叶草二级结构(DHU环+TΨC环+反密码子环+氨基酸臂3'端CCA)+倒L形三级结构，含稀有碱基→氨基酸适配器，携带特定氨基酸至核糖体。
rRNA：与蛋白质构成核糖体大小亚基。原核16S+23S+5S，真核18S+28S+5.8S+5S。23S/28S rRNA具肽基转移酶活性（核酶）→提供翻译场所并催化肽键形成。

酶与酶促反应

6 学时 · 教材第2章· 重点：酶动力学、抑制类型、酶调节

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📖 名词解释

全酶 (holoenzyme)

酶蛋白 + 辅助因子（辅酶/辅基）构成有催化活性的完整酶分子。辅酶与酶蛋白松散结合（透析可除去），辅基共价紧密结合。

同工酶 (isoenzyme)

催化相同反应但结构、理化性质不同的酶。如LDH₁-LDH₅（H₄, H₃M, H₂M₂, HM₃, M₄），心肌富含LDH₁(H₄)，骨骼肌富含LDH₅(M₄)。临床诊断意义：心肌梗死时LDH₁↑。

Km（米氏常数）

v=Vm/2时的[S]。意义：①酶的特征常数（与酶浓度无关）；②反映酶与底物的亲和力（Km越小亲和力越大）；③不同酶的Km多在10⁻⁶~10⁻²mol/L范围。

竞争性抑制

抑制剂(I)与底物(S)结构相似，竞争同一活性中心。特点：Km↑（亲和力降低），Vm不变（可被高浓度S克服）。举例：磺胺药（PABA类似物）抑制二氢蝶酸合酶→抑制细菌叶酸合成。丙二酸抑制琥珀酸脱氢酶。

非竞争性抑制

I与酶活性中心外部位结合，不影响S结合。特点：Km不变，Vm↓。举例：重金属离子与巯基结合。

反竞争性抑制

I仅与ES复合物结合。特点：Km↓，Vm↓。较少见。

酶原激活

无活性酶原→切除部分肽段→有活性酶。不可逆，级联放大。举例：胰蛋白酶原→（肠激酶切除N端6肽）→胰蛋白酶→激活其他酶原。

变构酶

含变构部位，效应剂非共价结合→构象改变→活性改变。动力学曲线为S形（非米氏双曲线）。如PFK-1。

⚙️ 酶催化机制（教材：降低活化能，不改变平衡点）

①诱导契合：底物结合→酶构象改变→更完美互补；②邻近效应与定向排列：酶使底物在活性中心正确定向、相互靠近；③表面效应：活性中心疏水"口袋"使底物去溶剂化；④多元催化：活性中心多种功能基团协同作用（酸碱催化+共价催化）。实例：胰凝乳蛋白酶Ser195-OH亲核攻击→酰基化酶中间物→水解。

🔑 三种可逆抑制比较

抑制类型	结合位点	Km	Vm	双倒数图特点
竞争性	活性中心	↑	不变	交于纵轴
非竞争性	活性中心外	不变	↓	交于横轴
反竞争性	ES复合物	↓	↓	平行线

⚗️ 酶促反应动力学 — 其他影响因素

酶浓度：[S]充足时，v ∝ [E]（线性正比关系）。
温度：温度↑→反应速度先↑后↓（高温变性）。最适温度：酶活性最高时的温度（哺乳动物酶约35-40°C）。低温：活性降低但不失活（可逆）。
pH：偏离最适pH→酶活性↓（影响酶和底物解离状态）。多数酶最适pH在中性附近。例外：胃蛋白酶(pH 1.5-2.5)、碱性磷酸酶(pH 9-10)。
激活剂：使酶从无活性→有活性的物质。①金属离子(Mg²⁺、K⁺等)—辅因子；②Cl⁻—唾液淀粉酶激活剂；③胆汁酸盐—胰脂肪酶激活剂。

📊 酶含量的调节

酶蛋白合成的诱导：底物/激素/药物→诱导酶蛋白基因表达↑→酶量↑→活性↑（如苯巴比妥诱导肝药酶P450）。
酶蛋白合成的阻遏：代谢终产物→阻遏酶蛋白基因表达→酶量↓→活性↓（如胆固醇阻遏HMG-CoA还原酶）。
酶的降解：溶酶体途径（吞入溶酶体水解）和泛素-蛋白酶体途径（泛素标记→26S蛋白酶体降解）。关键酶半衰期短（如鸟氨酸脱羧酶t₁/₂仅11分钟）。

❓ 复习思考题

比较三种可逆性抑制剂的定义、结合位点、双倒数图特点和Km、Vm参数改变。

竞争性抑制：I与S结构相似→竞争活性中心→Km↑(亲和力↓)，Vm不变（可被高[S]克服）。双倒数图交于纵轴。例：磺胺药。
非竞争性抑制：I结合活性中心外部位→Km不变，Vm↓。双倒数图交于横轴。例：重金属离子。
反竞争性抑制：I仅与ES复合物结合→Km↓，Vm↓，且Vm/Km不变。双倒数图为平行线。较少见。

举例说明酶活性的两种主要调节方式：变构调节与化学修饰调节。

变构调节：效应剂非共价结合于变构部位→酶构象改变→活性改变。动力学曲线为S形。例：PFK-1—ATP/柠檬酸为变构抑制剂（负效应剂），AMP/F-2,6-BP为变构激活剂（正效应剂）；糖原磷酸化酶—AMP激活、ATP/葡萄糖-6-P抑制。
化学修饰调节：酶蛋白共价键改变（磷酸化/去磷酸化最常见）→活性改变，酶分子共价键变化，耗ATP，级联放大。例：糖原磷酸化酶—磷酸化→活化（磷酸化酶b→a），去磷酸化→失活；糖原合酶—磷酸化→失活，去磷酸化→活化。胰高血糖素→cAMP→PKA→磷酸化酶b激酶→磷酸化酶活化→糖原分解↑。

糖代谢

8 学时 · 教材第7章· 重点：糖酵解、TCA、糖异生、血糖

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🍚 糖的生理功能及消化吸收

生理功能：①氧化供能（主要能源，提供50-70%能量）；②结构成分（核酸中核糖、糖蛋白/蛋白聚糖的糖链、糖脂中的糖）；③碳源（可转变为氨基酸和脂肪酸）。
消化吸收：口腔（唾液α-淀粉酶，少量）→小肠（胰α-淀粉酶→麦芽糖/异麦芽糖/麦芽三糖/α-极限糊精）→小肠黏膜刷状缘酶（麦芽糖酶、异麦芽糖酶、α-极限糊精酶、蔗糖酶、乳糖酶）→单糖（葡萄糖/果糖/半乳糖）。吸收：SGLT1（Na⁺依赖，葡萄糖+半乳糖）、GLUT5（果糖）。

📖 名词解释

糖酵解 (glycolysis)

无氧或缺氧条件下，葡萄糖→丙酮酸→乳酸，净产2ATP。部位：细胞质。3个关键酶：①己糖激酶(HK)/葡萄糖激酶(GK，肝)；②PFK-1（最重要）；③丙酮酸激酶。

糖有氧氧化

有氧条件下葡萄糖彻底氧化→CO₂+H₂O，30~32ATP。三阶段：①糖酵解(细胞质)→丙酮酸；②丙酮酸→乙酰CoA(线粒体，PDH复合体，不可逆)；③TCA循环+氧化磷酸化。

三羧酸循环 (TCA)

乙酰CoA+草酰乙酸→柠檬酸→…→草酰乙酸。部位：线粒体基质。3个关键酶：①柠檬酸合酶；②异柠檬酸脱氢酶（最重要）；③α-酮戊二酸脱氢酶复合体。每次循环：4次脱氢(3NADH+1FADH₂)、1次底物磷酸化(GTP)、2次脱羧。

巴斯德效应

糖有氧氧化抑制无氧氧化（糖酵解）。机制：有氧时胞质NADH进入线粒体氧化→丙酮酸优先进入TCA而非还原为乳酸。

糖异生

非糖物质（乳酸、甘油、生糖氨基酸）→葡萄糖。部位：肝（主要）+肾皮质。4个关键酶绕过糖酵解的3个不可逆反应：丙酮酸羧化酶→PEPCK→F-1,6-BPase→G-6-Pase。

磷酸戊糖途径 (PPP)

G-6-P→5-磷酸核酮糖+NADPH。部位：细胞质。关键酶：G-6-P脱氢酶。意义：①提供NADPH（合成代谢、抗氧化-GSH）；②提供5-磷酸核糖（核苷酸合成）。

Cori循环（乳酸循环）

肌中葡萄糖→乳酸→血液→肝→（糖异生）→葡萄糖→血液→肌。意义：避免乳酸堆积，回收乳酸中的碳骨架和能量。

Warburg效应

肿瘤细胞在有氧条件下仍活跃进行糖酵解（有氧糖酵解），产生大量乳酸。机制与糖酵解关键酶上调及线粒体功能改变有关。PET-CT利用此特点检测肿瘤。

⭐ PFK-1的别构调节 — 糖酵解最重要的调控点（教材详细机制）

PFK-1有2个ATP结合位点：高亲和力位点（底物）+低亲和力位点（别构抑制）。抑制剂：ATP（能量充足时）、柠檬酸（TCA中间产物堆积→反馈抑制）、H⁺（pH↓抑制糖酵解保护细胞）。激活剂：AMP（能量缺乏信号，消除ATP抑制）、果糖-2,6-二磷酸(F-2,6-BP)（最强的别构激活剂，由PFK-2催化果糖-6-磷酸C₂位磷酸化生成）。F-2,6-BP受胰高血糖素/胰岛素调节（通过PFK-2/FBPase-2双功能酶的磷酸化/去磷酸化）。

⭐ 核心代谢途径总结

途径	部位	关键酶	能量	生理意义
糖酵解	细胞质	HK/GK, PFK-1, PK	净2ATP	缺氧供能，红细胞唯一能源
有氧氧化	胞质+线粒体	PFK-1+PDH+3个TCA酶	30~32ATP	主要供能方式
PPP	细胞质	G-6-P脱氢酶	—	NADPH+5-磷酸核糖
糖异生	肝(肾)线粒体+胞质	PC, PEPCK, FBPase, G6Pase	耗4ATP+2GTP	空腹/饥饿维持血糖
糖原合成	细胞质	糖原合酶	耗UTP	储存葡萄糖
糖原分解	细胞质	糖原磷酸化酶	—	补充血糖/供能

🧬 糖原合成与分解详细过程

糖原合成：①葡萄糖→G-6-P（HK/GK）→G-1-P（磷酸葡萄糖变位酶）→UDP-Glc（UDP-葡萄糖焦磷酸化酶，耗UTP）；②糖原合酶将UDP-Glc的葡萄糖基转移至糖原引物非还原端（α-1,4-糖苷键）；③分支酶：从α-1,4链切下约6-7个葡萄糖基→以α-1,6-糖苷键连接形成分支。糖原合酶是限速酶（受胰岛素激活、胰高血糖素/肾上腺素抑制，去磷酸化活化）。
糖原分解：①糖原磷酸化酶（限速酶）从非还原端以Pi攻击α-1,4-糖苷键→G-1-P；②脱支酶（双功能：转移酶活性+α-1,6-葡萄糖苷酶活性）处理分支点→游离葡萄糖；③G-1-P→G-6-P（磷酸葡萄糖变位酶）→G-6-Pase（肝/肾）→Glc入血。
关键调节：糖原磷酸化酶受磷酸化（活化）/去磷酸化（失活）调节。胰高血糖素/肾上腺素→cAMP→PKA→磷酸化酶b激酶磷酸化（活化）→磷酸化酶b→a（活化）→糖原分解↑。

🔑 血糖调节

正常值：空腹3.9~6.1 mmol/L。来源：食物→肝糖原分解→糖异生。去路：氧化供能→合成糖原→转变成脂肪/氨基酸。
胰岛素：降血糖（促进GLUT4转位、糖原合成、糖酵解、脂肪合成；抑制糖异生）
胰高血糖素：升血糖（促进肝糖原分解、糖异生；激活脂肪动员节约血糖）
肾上腺素：升血糖（促进肝糖原分解、肌糖原酵解；应激时快速动员能量）
糖皮质激素：升血糖（促进糖异生酶合成、蛋白质分解提供糖异生原料）

❓ 复习思考题

总结糖的主要代谢途径及其生理意义和调节。

①糖酵解（胞质）：Glc→丙酮酸→乳酸，净产2ATP。生理意义：缺氧供能，红细胞唯一能源。关键酶：PFK-1（受ATP/柠檬酸抑制、AMP/F-2,6-BP激活）。
②有氧氧化（胞质+线粒体）：Glc→CO₂+H₂O，30~32ATP。主要供能方式。关键酶：PFK-1+PDH+异柠檬酸脱氢酶。
③磷酸戊糖途径（胞质）：G-6-P→NADPH+5-磷酸核糖。意义：提供NADPH(抗氧化/合成代谢)和核糖(核苷酸合成)。关键酶：G-6-P脱氢酶。
④糖异生（肝/肾）：乳酸/甘油/氨基酸→Glc，耗能。意义：空腹/饥饿维持血糖。关键酶：PC+PEPCK+FBPase+G6Pase。
⑤糖原合成（胞质）：Glc→糖原（糖原合酶为限速酶）。
⑥糖原分解（胞质）：糖原→Glc（糖原磷酸化酶为限速酶，磷酸化活化）。

简述血糖的来源与去路，说明胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素的调节作用。

正常空腹血糖：3.9~6.1 mmol/L。
来源：①食物糖吸收；②肝糖原分解；③糖异生（乳酸/甘油/氨基酸→糖）。
去路：①氧化供能（主要）；②合成糖原（肝/肌）；③转变为脂肪、氨基酸等；④磷酸戊糖途径等。
激素调节：
胰岛素(降血糖)：促进GLUT4转位→葡萄糖摄取↑；激活糖原合酶+PFK-1→糖酵解↑；抑制糖异生酶。
胰高血糖素(升血糖)：cAMP→PKA→糖原磷酸化酶活化→肝糖原分解↑；诱导PEPCK→糖异生↑。
肾上腺素(升血糖)：cAMP→磷酸化酶活化→肝糖原分解↑（应急时快速动员）；肌糖原酵解→乳酸→Cori循环。
糖皮质激素(升血糖)：诱导糖异生关键酶合成↑；促进蛋白质分解→提供糖异生原料。作用较慢但持久。

根据代谢状态，简述糖、脂肪、蛋白质三大营养物质的代谢协调（饱食/饥饿/应激）。

饱食状态：胰岛素↑→葡萄糖氧化供能↑，糖原合成↑，糖→脂肪(肝中糖→乙酰CoA→脂肪酸→TG→VLDL运至脂肪组织储存)，蛋白质合成↑。
饥饿(短期)：胰高血糖素↑→肝糖原分解维持血糖(约12-24h耗竭)→糖异生↑(利用乳酸/甘油/氨基酸)，脂肪动员↑→FFA供能(肌)，酮体生成↑→脑开始利用酮体。
饥饿(长期/禁食)：糖异生↓(蛋白质节约)，脂肪动员为主→FFA供能(肌)+酮体供能(脑，约50-75%能量)，蛋白质分解↓(保护体蛋白)。
应激：肾上腺素↑+糖皮质激素↑→肝糖原分解↑→血糖↑(快速供能)；脂肪动员↑→FFA供能；蛋白质分解↑(糖皮质激素)→氨基酸→糖异生原料。胰岛素↓→周围组织葡萄糖利用↓→保证脑/红细胞葡萄糖供应。

生物氧化

4 学时 · 教材第10章· 重点：呼吸链、氧化磷酸化、ATP合酶

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📖 名词解释

呼吸链 (ETC)

位于线粒体内膜，一系列递氢体和递电子体按氧化还原电位递增顺序排列的酶体系。两条呼吸链：NADH呼吸链（NADH→I→Q→III→Cyt c→IV→O₂）和琥珀酸呼吸链（FADH₂→II→Q→III→Cyt c→IV→O₂）。

氧化磷酸化

代谢物脱下的氢经呼吸链传递给氧生成水时，释放能量使ADP磷酸化为ATP。是体内ATP生成的主要方式。偶联部位：复合体I、III、IV。

P/O比值

每消耗1/2 O₂生成ATP的摩尔数。NADH→约2.5ATP（3个偶联部位），FADH₂→约1.5ATP（2个偶联部位，绕过复合体I）。

化学渗透假说 (Mitchell, 1961)

电子传递→H⁺从基质泵至膜间隙→跨膜H⁺梯度（电化学势能，ΔμH⁺）→H⁺通过ATP合酶(F₀F₁-ATPase)回流→驱动ADP+Pi→ATP。获1978年诺贝尔化学奖。

解偶联剂

消除H⁺梯度，使氧化与磷酸化解偶联（氧化照常，ATP不合成，能量以热散失）。如2,4-二硝基苯酚(DNP)、解偶联蛋白(UCP1，棕色脂肪组织产热)。

苹果酸-天冬氨酸穿梭

胞质NADH还原当量进入线粒体的方式之一（肝、心肌）。胞质NADH→草酰乙酸→苹果酸→进入线粒体→NADH(线粒体)。最终产约2.5ATP。

α-磷酸甘油穿梭

胞质NADH还原当量另一种转运方式（脑、骨骼肌）。胞质NADH→DHAP→α-磷酸甘油→线粒体FAD→FADH₂。最终产约1.5ATP。

⚡ 呼吸链复合体组成与电子传递方向

NADH→ I: NADH脱氢酶
FMN, Fe-S→ Q (泛醌)→ III: Cyt bc₁
血红素b,c₁, Fe-S→ Cyt c→ IV: Cyt aa₃
Cu²⁺/Cu⁺, 血红素a→ O₂

Q循环(Q cycle)：复合体III中QH₂经两次电子传递：一次电子→Cyt c₁→Cyt c；另一次电子→b型血红素→回至Q→Q•⁻。每分子QH₂氧化泵出4个H⁺，此机制解释了复合体III的H⁺/e⁻比为2。

🔑 氧化磷酸化抑制剂

类别	代表物质	作用机制
呼吸链抑制剂	鱼藤酮(I)、抗霉素A(III)、CN⁻/CO/N₃⁻(IV)	阻断电子传递→O₂消耗↓→ATP合成↓
解偶联剂	DNP、FCCP、UCP1	质子漏→消除H⁺梯度→氧化与磷酸化解偶联
ATP合酶抑制剂	寡霉素	抑制F₀质子通道→阻断ATP合成→电子传递也抑制（因无ADP）
ADP调节	ADP/ATP比值	ADP↑→氧化磷酸化加速（呼吸控制），是主要生理调节方式
甲状腺激素	T₃/T₄	诱导Na⁺,K⁺-ATP酶→ATP消耗↑→ADP↑；诱导UCP表达→产热↑
mtDNA突变	线粒体基因	突变→呼吸链亚基缺陷→ATP↓→病变（如Leber遗传性视神经病、MELAS综合征）

⚡ ATP — 能量货币

高能磷酸键：水解时释放自由能≥25kJ/mol的磷酸键（如ATP的γ-磷酸酐键~30.5kJ/mol，磷酸肌酸~43.1kJ/mol）。高能磷酸化合物：ATP、磷酸肌酸、1,3-BPG、磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)。
底物水平磷酸化：代谢物脱氢/脱水→高能底物→ADP→ATP（不经过呼吸链）。如糖酵解中1,3-BPG→3-PG和PEP→丙酮酸，TCA中琥珀酰CoA→琥珀酸（GTP→ATP）。
ATP的利用：①机械能（肌收缩）；②化学能（合成代谢）；③渗透能（主动转运，如Na⁺,K⁺-ATP酶）；④电能（生物电）；⑤热能（维持体温）；⑥光能（生物发光）。
腺苷酸转运蛋白（ANT）：线粒体内膜蛋白，将ATP运出线粒体基质同时将ADP运入（反向协同转运）。被苍术苷抑制。

❓ 复习思考题

请简述呼吸链的组成及电子传递过程。

NADH呼吸链：NADH→复合体Ⅰ(NADH脱氢酶，FMN+Fe-S)→泛醌(Q)→复合体Ⅲ(Cyt bc₁，血红素b/c₁+Fe-S)→Cyt c→复合体Ⅳ(Cyt aa₃，血红素a+Cu²⁺/Cu⁺)→O₂→H₂O。H⁺泵出部位：复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ。
琥珀酸(FADH₂)呼吸链：FADH₂→复合体Ⅱ(琥珀酸脱氢酶，FAD+Fe-S)→Q→复合体Ⅲ→Cyt c→复合体Ⅳ→O₂→H₂O。H⁺泵出部位：复合体Ⅲ、Ⅳ（复合体Ⅱ不泵H⁺）。
电子传递方向：按氧化还原电位递增顺序（NADH -0.32V → O₂ +0.82V）。Q循环在复合体Ⅲ发生，每分子QH₂氧化泵出4H⁺。

比较苹果酸-天冬氨酸穿梭与α-磷酸甘油穿梭的异同。

相同：均将胞质NADH的还原当量转运入线粒体（因NADH本身不能穿透线粒体内膜）。
不同：
①苹果酸-天冬氨酸穿梭：主要存在于肝、心肌。胞质NADH→草酰乙酸→苹果酸→入线粒体→NADH（线粒体基质）→进入NADH呼吸链→P/O≈2.5ATP。关键酶：苹果酸脱氢酶(线粒体+胞质)+天冬氨酸转氨酶。
②α-磷酸甘油穿梭：主要存在于脑、骨骼肌。胞质NADH→DHAP→α-磷酸甘油→线粒体内膜FAD→FADH₂（线粒体）→进入琥珀酸呼吸链→P/O≈1.5ATP。关键酶：α-磷酸甘油脱氢酶(胞质NAD⁺依赖+线粒体FAD依赖)。

氧化磷酸化主要受哪些因素调节？（抑制剂、ADP、甲状腺激素、线粒体DNA突变）

①呼吸链抑制剂：鱼藤酮(复合体Ⅰ)、抗霉素A(复合体Ⅲ)、CN⁻/CO/N₃⁻(复合体Ⅳ)→阻断电子传递→ATP↓。
②解偶联剂：DNP、FCCP、UCP1→消除H⁺梯度→氧化与磷酸化解偶联→能量以热散失。
③ATP合酶抑制剂：寡霉素→抑制F₀质子通道→ATP合成↓→呼吸链也因无ADP而受抑制。
④ADP/ATP比值（最主要生理调节）：ADP↑→氧化磷酸化加速（呼吸控制率）；ATP充足→氧化磷酸化减慢。
⑤甲状腺激素：诱导Na⁺,K⁺-ATP酶→ATP消耗↑→ADP↑；诱导UCP表达→产热↑。甲亢→基础代谢率↑。
⑥mtDNA突变：呼吸链亚基缺陷→ATP↓→Leber遗传性视神经病、MELAS综合征等。

脂质代谢

8 学时 · 教材第8章· 重点：β-氧化、酮体、胆固醇、脂蛋白

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🔬 脂肪酸分类与命名 · 脂类消化吸收

系统命名：从羧基端编号，如软脂酸(16:0)、硬脂酸(18:0)、油酸(18:1 Δ⁹ 或 18:1 ω-9)。Δ编号从羧基端，ω编号从甲基端。
分类：饱和脂肪酸（无双键，如软脂酸、硬脂酸）；不饱和脂肪酸：单不饱和（如油酸）、多不饱和（如亚油酸18:2 ω-6、α-亚麻酸18:3 ω-3）。必需脂肪酸：亚油酸（ω-6）、α-亚麻酸（ω-3）——人体不能合成，必须从食物获取。
消化：乳化（胆汁酸盐，增大脂/水界面）→胰脂肪酶（辅脂酶辅助，水解TG 1,3位酯键→2-甘油一酯+FFA）→磷脂酶A₂（水解磷脂，需胰蛋白酶激活）→胆固醇酯酶（水解CE→FC+FA）。
吸收：小肠黏膜细胞→FFA+2-甘油一酯→（重新酯化）→TG→+apoA/B→CM→经淋巴→入血。

📖 名词解释

脂肪动员

脂肪组织TG→（ATGL、HSL、MGL顺序水解）→FFA+甘油→入血。关键酶：HSL（受PKA磷酸化激活）。脂解激素（肾上腺素、胰高血糖素→cAMP↑→PKA→HSL磷酸化）；抗脂解激素（胰岛素→PDE激活→cAMP↓→HSL去磷酸化）。

肉碱穿梭

长链脂酰CoA穿越线粒体内膜机制：脂酰CoA→（CPT-I，外膜）→脂酰肉碱→（转位酶）→线粒体基质→（CPT-II，内膜内侧）→脂酰CoA。CPT-I是β-氧化的限速酶，被丙二酸单酰CoA抑制。

脂肪酸β-氧化

脂酰CoA在线粒体基质经脱氢(FAD)、加水、再脱氢(NAD⁺)、硫解(CoA)四步循环，每次产生1乙酰CoA+1FADH₂+1NADH，碳链缩短2C。软脂酸(16C)经7次β-氧化→8乙酰CoA+7FADH₂+7NADH→净产约106ATP。

酮体

乙酰乙酸+β-羟丁酸+丙酮。在肝线粒体中合成（原料：乙酰CoA），肝外组织利用（肝缺乏琥珀酰CoA转硫酶和乙酰乙酰硫激酶）。限速酶：HMG-CoA合酶。饥饿/糖尿病→酮体↑（酮症）。

胆固醇合成

部位：肝（主要）细胞质+内质网。原料：乙酰CoA。限速酶：HMG-CoA还原酶（受胆固醇反馈抑制；受胰岛素激活、胰高血糖素/糖皮质激素抑制；他汀类药物竞争性抑制此酶）。

胆固醇逆向转运 (RCT)

HDL将外周组织多余胆固醇运回肝代谢转化（→胆汁酸或直接排出）。由HDL介导，LCAT催化FC→CE（HDL表面→内核），CETP促进CE转移。是体内清除多余胆固醇的主要途径。

📊 血浆脂蛋白详细对比（教材核心表）

脂蛋白	来源	主要脂质	主要载脂蛋白	功能
CM	小肠	TG(85-90%)	B48, AⅠ, AⅡ, C, E	转运外源性TG（从肠道→外周）
VLDL	肝	TG(50-60%)	B100, CⅡ, CⅢ, E	转运内源性TG（从肝→外周），LDL前体
LDL	血浆(VLDL代谢)	胆固醇(45-50%)	B100	转运胆固醇至外周组织（经LDL受体摄取）
HDL	肝、小肠	蛋白质(50%)	AⅠ, AⅡ, C, E, LCAT	逆向转运胆固醇(RCT)，提供apo C/E给CM/VLDL

LDL受体途径：LDL与LDL受体结合→内吞→溶酶体水解→释出FC→①构成膜；②合成类固醇激素；③酯化储存(ACAT)；④抑制HMG-CoA还原酶和LDL受体合成。受体缺陷→家族性高胆固醇血症（常染色体显性遗传）。

载脂蛋白功能：apoAⅠ—LCAT激活剂；apoB100—LDL受体配体；apoB48—CM合成/分泌；apoCⅡ—LPL激活剂；apoCⅢ—LPL抑制剂；apoE—CM残粒受体(LRP)配体。脂蛋白代谢异常：Ⅰ型(LPL缺陷→高CM)、Ⅱa型(LDL受体缺陷→高LDL)、Ⅱb型(高VLDL+LDL)、Ⅲ型(apoE缺陷→CM/VLDL残粒堆积)、Ⅳ型(VLDL过量)、Ⅴ型(CM+VLDL均高)。

🧪 甘油磷脂的合成与降解（大纲：掌握）

分类：甘油磷脂（磷脂酰胆碱/卵磷脂PC、磷脂酰乙醇胺/脑磷脂PE、磷脂酰丝氨酸PS、磷脂酰肌醇PI、心磷脂DPG）和鞘磷脂（以鞘氨醇为骨架）。

合成部位：全身各组织（肝最活跃），内质网。原料：甘油、脂肪酸、磷酸、含氮碱（胆碱/乙醇胺/丝氨酸）、ATP、CTP（供能+载体）。

两条合成途径：①甘油二酯途径(主要)：甘油二酯+CDP-胆碱→PC；甘油二酯+CDP-乙醇胺→PE。②CDP-甘油二酯途径：CDP-DAG+肌醇→PI；CDP-DAG+PG→心磷脂（线粒体内膜特有）。

降解（磷脂酶）：PLA₁(水解C₁酯键)、PLA₂(水解C₂酯键→释出花生四烯酸→前列腺素/白三烯前体，被糖皮质激素抑制)、PLC(水解甘油-磷酸酯键→DAG+磷酸碱基，信号转导关键酶)、PLD(水解磷酸-碱基键→PA+碱基)。

🧬 脂肪酸合成与甘油三酯合成

软脂酸合成：部位—细胞质（肝为主）。原料—乙酰CoA（经柠檬酸-丙酮酸循环出线粒体）+NADPH（PPP提供）+ATP。限速酶：乙酰CoA羧化酶（催化乙酰CoA→丙二酸单酰CoA，生物素为辅基，受柠檬酸激活、软脂酰CoA反馈抑制，磷酸化失活/去磷酸化活化）。脂肪酸合酶复合体催化多步缩合→16C软脂酸。
脂肪酸链加长：内质网（丙二酸单酰CoA供C₂）或线粒体（乙酰CoA供C₂，逆行β-氧化类似）。
甘油三酯合成：部位—肝、脂肪组织。①甘油一酯途径（小肠黏膜）：2-甘油一酯+2酯酰CoA→TG（进食后主要途径）。②甘油二酯途径（肝、脂肪）：α-磷酸甘油→（酰基转移酶，2步）→磷脂酸→（磷脂酸磷酸酶）→甘油二酯→（酰基转移酶）→TG。

🔄 胆固醇转化

①→胆汁酸（主要去路，约占50%—肝中经7α-羟化酶催化→胆汁酸，随胆汁入肠）；②→类固醇激素（肾上腺皮质→皮质醇/醛固酮；性腺→睾酮/雌二醇）；③→维生素D₃（皮肤中7-脱氢胆固醇→紫外线→Vit D₃→肝25-羟化→肾1α-羟化→活性1,25-(OH)₂-D₃）；④→胆固醇酯（ACAT/LCAT催化→FC+脂酰CoA/卵磷脂→CE储存或转运）。

❓ 复习思考题

简述脂肪酸β-氧化的过程及特点（四步反应、能量计算）。

步骤（部位：线粒体基质）：长链脂酰CoA→（四步循环）①脱氢(FAD→FADH₂，脂酰CoA脱氢酶)→烯脂酰CoA；②加水(烯脂酰CoA水化酶)→L-β-羟脂酰CoA；③再脱氢(NAD⁺→NADH，β-羟脂酰CoA脱氢酶)→β-酮脂酰CoA；④硫解(CoA攻击，硫解酶)→1乙酰CoA+少2C的脂酰CoA。
能量计算（软脂酸16:0）：7次β-氧化→8乙酰CoA+7FADH₂+7NADH。8乙酰CoA×10ATP(TCA)=80 + 7FADH₂×1.5=10.5 + 7NADH×2.5=17.5 = 108，减去活化耗2ATP→净产约106ATP。
关键：肉碱穿梭(CPT-I为限速酶)将脂酰CoA运入线粒体，丙二酸单酰CoA抑制CPT-I。

简述酮体的组成、生成（在肝）和利用（在肝外）的生化机制及生理意义。

组成：乙酰乙酸(30%)+β-羟丁酸(70%)+丙酮(微量)。
生成（肝线粒体）：2乙酰CoA→（硫解酶）→乙酰乙酰CoA→（HMG-CoA合酶，限速酶）→HMG-CoA→（裂解酶）→乙酰乙酸→（还原）→β-羟丁酸，或自发脱羧→丙酮。
利用（肝外组织：心/肾/脑/骨骼肌）：①乙酰乙酸+琥珀酰CoA→（琥珀酰CoA转硫酶）→乙酰乙酰CoA→2乙酰CoA→TCA；②乙酰乙酸+CoA+ATP→（乙酰乙酰硫激酶）→乙酰乙酰CoA→2乙酰CoA。肝缺乏这两种酶→不能利用酮体。
生理意义：饥饿/糖尿病→血糖↓→脂肪动员↑→肝乙酰CoA↑→酮体生成↑→肝外组织（尤其脑）利用酮体替代葡萄糖供能→节约葡萄糖/蛋白质。酮体生成过多→酮症酸中毒。

简述各类血浆脂蛋白(CM、VLDL、LDL、HDL)的来源、组成、代谢途径和主要功能。

CM：来源—小肠；组成—TG为主(85-90%)+apoB48/AⅠ/C/E；代谢—经淋巴入血→apoCⅡ激活LPL→TG水解→CM残粒→肝LRP受体摄取；功能—转运外源性TG。
VLDL：来源—肝；组成—TG(50-60%)+apoB100/C/E；代谢—apoCⅡ激活LPL→TG水解→VLDL残粒(IDL)→部分IDL被肝摄取，部分→LDL；功能—转运内源性TG。
LDL：来源—血浆(VLDL代谢)；组成—胆固醇(45-50%)+apoB100；代谢—LDL受体途径(内吞→溶酶体水解→FC释出→反馈抑制HMG-CoA还原酶)；功能—转运胆固醇至外周组织。
HDL：来源—肝/小肠；组成—蛋白质(50%)+apoAⅠ/Ⅱ/C/E/LCAT；代谢—新生HDL(盘状)→LCAT催化FC→CE(球形HDL₃→HDL₂)→CETP→CE转至VLDL/LDL，最终肝SR-B1受体摄取；功能—胆固醇逆向转运(RCT)，清除多余胆固醇。

蛋白质消化吸收与氨基酸代谢

4 学时 · 教材第9章· 重点：脱氨基、尿素循环、一碳单位

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🍖 蛋白质消化吸收与腐败作用

消化：胃（胃蛋白酶原→HCl激活→胃蛋白酶，内切酶，最适pH1.5-2.5）→小肠（胰蛋白酶原→肠激酶激活→胰蛋白酶→激活其他酶原：糜蛋白酶、弹性蛋白酶、羧基肽酶A/B）→刷状缘酶（氨基肽酶、二肽酶）→氨基酸/二肽/三肽。
吸收：小肠黏膜细胞。氨基酸吸收依赖Na⁺-氨基酸共转运载体（至少7种）。二/三肽经PepT1（H⁺-肽共转运体）吸收后→胞内水解→氨基酸→门静脉。
腐败作用：未消化蛋白在结肠被细菌分解→有毒产物：①胺类（组氨酸→组胺、Lys→尸胺、Trp→吲哚，经肠黏膜吸收→肝生物转化）；②NH₃（→门静脉→肝→尿素）；③苯酚/对甲酚/吲哚/硫化氢等。

📖 名词解释

氮平衡

摄入氮=排出氮（总氮平衡，成人）；摄入>排出（正氮平衡，儿童/恢复期）；摄入<排出（负氮平衡，饥饿/消耗性疾病）。

营养必需氨基酸

人体不能合成、必须从食物获取的8种氨基酸：缬、异亮、亮、苯丙、甲硫、色、苏、赖（记忆："赖色苯丙甲硫缬苏亮异亮"）。组氨酸和精氨酸为半必需氨基酸。

转氨基/氧化脱氨基

转氨基：氨基酸的α-氨基转移给α-酮酸。转氨酶辅酶：磷酸吡哆醛(VitB₆)。最重要的转氨酶：ALT(GPT，肝)、AST(GOT，心肌)。氧化脱氨基：L-谷氨酸脱氢酶催化（唯一利用NAD⁺的脱氨酶，线粒体，可逆）。

联合脱氨基作用

转氨基+氧化脱氨基。方式：①L-谷氨酸途径（肝、肾等大多数组织）；②嘌呤核苷酸循环（骨骼肌和心肌的主要方式：天冬氨酸+IMP→腺苷酸代琥珀酸→AMP→IMP+NH₃）。

鸟氨酸循环 (尿素循环)

肝线粒体+细胞质中，NH₃+CO₂→尿素。关键酶：CPS-I（线粒体，受N-乙酰谷氨酸别构激活）、鸟氨酸氨甲酰转移酶。过程：鸟氨酸+NH₃+CO₂→瓜氨酸→（出线粒体）→精氨酸代琥珀酸→精氨酸→尿素+鸟氨酸。消耗3ATP（4个高能磷酸键）。

一碳单位

含一个碳原子的有机基团：甲基(-CH₃)、甲烯基(-CH₂-)、甲炔基(-CH=)、甲酰基(-CHO)、亚胺甲基(-CH=NH)。载体：四氢叶酸(FH₄)。来源：丝氨酸、甘氨酸、组氨酸、色氨酸。意义：参与嘌呤(C₈、C₂)和嘧啶(dTMP)合成。

丙氨酸-葡萄糖循环

肌中氨基酸→（转氨基+糖酵解丙酮酸）→丙氨酸→血液→肝→（脱氨基）→丙酮酸（糖异生→葡萄糖）+NH₃（→尿素）。是肌组织将NH₃运至肝的重要方式。

谷氨酰胺的运氨作用

脑、肌等组织中NH₃+谷氨酸→（谷氨酰胺合成酶，消耗ATP）→谷氨酰胺→血液→肝/肾→（谷氨酰胺酶）→谷氨酸+NH₃。是无毒转运氨的主要方式。

🔄 氨代谢全景（教材核心）

氨的来源：①氨基酸脱氨基（主要）；②肠道细菌腐败作用（尿素分解+未消化蛋白腐败）；③肾小管上皮细胞谷氨酰胺水解。氨的去路：①肝合成尿素（主要）；②合成谷氨酰胺；③合成非必需氨基酸和含氮物。氨的转运：谷氨酰胺（主要，各组织→肝/肾）+ 丙氨酸-葡萄糖循环（肌→肝）。

高氨血症：肝功能严重受损→尿素合成↓→血氨↑→氨透过血脑屏障→脑内α-酮戊二酸↓→TCA↓→ATP↓→肝性脑病。

🔑 α-酮酸的代谢去路

①重新合成非必需氨基酸（经转氨基作用）
②转变成糖和/或脂肪：生糖氨基酸（→丙酮酸/TCA中间物，多数氨基酸）；生酮氨基酸（→乙酰CoA/乙酰乙酰CoA，Leu、Lys）；生糖兼生酮（Phe、Tyr、Ile、Trp）
③氧化供能（最终进入TCA循环彻底氧化）

🧪 氨基酸脱羧作用 — 重要胺类产物

氨基酸前体	产物	辅酶	生理功能
谷氨酸	γ-氨基丁酸(GABA)	磷酸吡哆醛(VitB₆)	中枢抑制性神经递质
组氨酸	组胺	磷酸吡哆醛	扩张血管、促进胃酸分泌、过敏反应介质
色氨酸	5-羟色胺(5-HT)	磷酸吡哆醛（先羟化后脱羧）	中枢神经递质（情绪睡眠）、外周缩血管
半胱氨酸	牛磺酸	磷酸吡哆醛（先氧化后脱羧）	结合胆汁酸成分、抗氧化
鸟氨酸	多胺（腐胺→精脒→精胺）	磷酸吡哆醛	促进细胞增殖生长（多胺与核酸结合稳定结构）

❓ 复习思考题

简述体内氨的主要来源、转运方式及去路。

来源：①氨基酸脱氨基作用（主要，经转氨基+氧化脱氨基）；②肠道细菌腐败作用（尿素分解+未消化蛋白→氨基酸→脱氨→NH₃）；③肾小管上皮细胞谷氨酰胺水解（尤其酸中毒时NH₃入管腔排H⁺）。
转运：①谷氨酰胺（主要方式，各组织→肝/肾）：NH₃+Glu→（谷氨酰胺合成酶，耗ATP）→Gln→血→肝/肾→（谷氨酰胺酶）→Glu+NH₃；②丙氨酸-葡萄糖循环（肌→肝）：肌中NH₃+丙酮酸→Ala→血→肝→脱氨→丙酮酸（糖异生→Glc）+NH₃（→尿素）。
去路：①合成尿素（肝，主要去路，约占80-90%）；②合成谷氨酰胺；③合成非必需氨基酸和含氮物（嘌呤/嘧啶等）；④肾小管以NH₄⁺形式排出（调节酸碱平衡）。

简述尿素合成的过程、部位及关键酶（鸟氨酸循环全过程）。

部位：肝（线粒体+细胞质）。
过程：①线粒体阶段：NH₃+CO₂+2ATP→（CPS-I催化，需N-乙酰谷氨酸别构激活）→氨基甲酰磷酸→（鸟氨酸氨甲酰转移酶）→瓜氨酸→瓜氨酸出线粒体入胞质。
②胞质阶段：瓜氨酸+天冬氨酸+ATP→（精氨酸代琥珀酸合成酶）→精氨酸代琥珀酸→（精氨酸代琥珀酸裂解酶）→精氨酸+延胡索酸→（精氨酸酶）→尿素+鸟氨酸。鸟氨酸回到线粒体参与下一轮循环。
能耗：合成1分子尿素消耗3ATP（4个高能磷酸键：CPS-I耗2个~P + 精氨酸代琥珀酸合成耗1个~P转化ATP→AMP+PPi，相当于2个~P）。
关键酶：CPS-I（线粒体，限速酶，受N-乙酰谷氨酸别构激活）、精氨酸代琥珀酸合成酶（胞质，为第二个限速酶）。

简述一碳单位的概念、载体、来源和生理意义。

概念：含一个碳原子的有机基团。种类：甲基(-CH₃)、甲烯基(-CH₂-)、甲炔基(-CH=)、甲酰基(-CHO)、亚胺甲基(-CH=NH)。
载体：四氢叶酸(FH₄)—Vit B₉的活性形式。一碳单位连接于FH₄的N⁵或N¹⁰位（或两者均连）进行转运和代谢。二氢叶酸还原酶(DHFR)催化DHF→FH₄（甲氨蝶呤靶点）。
来源：丝氨酸（主要，→N⁵,N¹⁰-CH₂-FH₄）、甘氨酸、组氨酸（→N⁵-CH=NH-FH₄）、色氨酸（→N¹⁰-CHO-FH₄）。
生理意义：①参与嘌呤合成（C₈→N⁵,N¹⁰-次甲基-FH₄；C₂→N¹⁰-甲酰-FH₄）；②参与dTMP合成（dUMP→（胸苷酸合酶）→dTMP，N⁵,N¹⁰-CH₂-FH₄供甲基，FH₄需DHFR再生）；③S-腺苷甲硫氨酸(SAM)参与甲基化反应。

核苷酸代谢

2 学时 · 教材第11章· 重点：从头合成、尿酸与痛风

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⚗️ 嘌呤与嘧啶从头合成对比

特征	嘌呤核苷酸	嘧啶核苷酸
原料	天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、CO₂、一碳单位(FH₄)、PRPP	天冬氨酸、谷氨酰胺、CO₂、PRPP
合成策略	在PRPP上逐步构建嘌呤环	先合成嘧啶环（乳清酸），再与PRPP结合
关键酶	PRPP酰胺转移酶（受IMP、AMP、GMP反馈抑制）	CPS-II（胞质，受UTP反馈抑制）、ATCase
补救合成	HGPRT（缺乏→Lesch-Nyhan综合征）、APRT	嘧啶磷酸核糖转移酶
分解终产物	尿酸（人、灵长类、鸟类）	β-丙氨酸(U,C)或β-氨基异丁酸(T)→NH₃+CO₂（开环）

💊 核苷酸抗代谢物（临床应用）

6-巯基嘌呤(6-MP)：嘌呤类似物→抑制PRPP酰胺转移酶等→嘌呤合成↓
5-氟尿嘧啶(5-FU)：嘧啶类似物→F-dUMP抑制胸苷酸合酶→dTMP↓→DNA合成↓
甲氨蝶呤(MTX)：叶酸类似物→抑制二氢叶酸还原酶(DHFR)→FH₄↓→一碳单位代谢↓→嘌呤和dTMP合成↓
别嘌呤醇：次黄嘌呤类似物→抑制黄嘌呤氧化酶→尿酸生成↓，用于治疗痛风
以上均为抗肿瘤药物/痛风治疗药物，通过干扰核苷酸代谢抑制快速增殖细胞

🔑 痛风机制

嘌呤代谢→尿酸（终产物），血尿酸>420μmol/L(男)/360μmol/L(女)→尿酸钠结晶沉积于关节、软组织、肾脏→炎症反应（痛风性关节炎）。HGPRT缺乏→Lesch-Nyhan综合征（自残行为+痛风+智力障碍）。

🧬 脱氧核糖核苷酸的生成

核糖核苷酸还原酶催化NDP→dNDP（核糖C₂'-OH→H，NADPH经硫氧还蛋白/谷氧还蛋白供电子）。
dTMP生成：dUMP→（胸苷酸合酶，N⁵,N¹⁰-CH₂-FH₄供甲基）→dTMP。FH₄需DHFR再生（甲氨蝶呤靶点）。
调节：dATP抑制核糖核苷酸还原酶（反馈抑制），dTTP抑制dUMP→dTMP。

肝的生物化学

2 学时 · 教材第25章· 重点：胆汁酸代谢、胆红素代谢

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🏭 肝的代谢功能总览（教材核心）

肝是人体"化工厂"：①双重血供（肝动脉+门静脉）；②糖代谢（维持血糖，糖原合成/分解、糖异生）；③脂质代谢（脂肪酸β-氧化、酮体生成、胆固醇合成/转化为胆汁酸、脂蛋白合成）；④蛋白质代谢（合成全部清蛋白、凝血因子、大部分球蛋白）；⑤维生素/激素代谢（储存Vit A/D/B₁₂、激素灭活）；⑥生物转化（解毒）；⑦胆汁分泌。

🔑 胆汁酸代谢

来源：胆固醇在肝中转化（约占胆固醇清除的50%）。关键酶：7α-羟化酶（限速酶，受胆汁酸反馈抑制）
分类：游离型（胆酸、鹅脱氧胆酸、脱氧胆酸、石胆酸）→结合型（与甘氨酸/牛磺酸结合）；初级（肝合成）→次级（肠道7α-脱羟基生成，如脱氧胆酸、石胆酸）
肠肝循环：胆汁酸→肠道→约95%在回肠重吸收→门静脉→肝→再分泌。每天循环6~12次
功能：①乳化脂肪促进消化吸收；②抑制胆汁中胆固醇析出（防止胆结石）；③促进胆汁分泌（利胆作用）

🔑 胆色素代谢与黄疸

胆红素来源：衰老红细胞（约80%）中血红蛋白血红素→（血红素加氧酶）→胆绿素→（胆绿素还原酶）→胆红素
未结合胆红素（间接/游离胆红素）：脂溶性，与白蛋白结合运输，不能通过肾小球
结合胆红素（直接胆红素）：肝中胆红素+UDP-葡糖醛酸→（UGT催化）→水溶性，可通过肾小球
肠道变化：结合胆红素→（肠道细菌还原）→胆素原(无色)→（氧化）→胆素（粪便棕黄色
尿三胆：尿胆素原+尿胆素+尿胆红素（黄疸鉴别诊断）

📊 三种黄疸鉴别

类型	血清未结合胆红素	血清结合胆红素	尿胆红素	尿胆素原	粪便颜色
溶血性黄疸	↑↑	正常/↑	阴性	↑↑	加深
肝细胞性黄疸	↑	↑	阳性	↑	变浅
梗阻性黄疸	正常/↑	↑↑	阳性	↓/阴性	白陶土色

DNA的合成（复制）

4 学时 · 教材第14章· 重点：半保留复制、复制酶学、端粒酶

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🔑 复制的基本规律

半保留复制：子代DNA双链一条来自亲代，一条新合成（Meselson-Stahl实验，¹⁵N密度梯度离心证实）
双向复制：从复制起点向两个方向同时进行。原核单起点，真核多起点（每个起点产生一个复制子）
半不连续复制：前导链连续合成(5'→3')，后随链不连续合成（冈崎片段：原核~1000-2000nt，真核~100-200nt）
高保真性：错配概率约10⁻¹⁰。保障机制：①严格的碱基配对原则；②DNA pol 3'→5'外切酶活性校读；③复制后修复系统

🧬 原核DNA聚合酶对比

酶	5'→3'聚合	3'→5'外切(校读)	5'→3'外切	功能
DNA pol I	✓	✓	✓	去除RNA引物+填补空隙+校读（Klenow片段=去除5'→3'外切活性后的大片段）
DNA pol II	✓	✓	✗	DNA修复（复制受阻时重启复制叉）
DNA pol III	✓(主要)	✓	✗	主要的复制酶（催化前导链和后随链合成）

真核DNA pol：Pol α（引物酶活性，合成RNA引物+短DNA）、Pol δ（后随链合成）、Pol ε（前导链合成）、Pol γ（线粒体DNA复制）、Pol β（修复）。

🔬 端粒酶解决线性染色体末端复制问题（教材核心机制）

线性DNA复制后RNA引物被去除→子链5'端出现空隙→若不填补，染色体越来越短。端粒酶（含RNA和蛋白质的逆转录酶）以自身RNA为模板，在染色体3'端延伸TTAGGG重复序列（爬行模型），使端粒延长→提供引物合成所需模板。体细胞端粒酶活性低（端粒随分裂缩短→衰老），肿瘤细胞中端粒酶活性高（永生化）。

🔧 复制关键酶与蛋白质

解旋酶(DnaB)：利用ATP水解能量解开双链DNA→复制叉。在复制叉前方解开碱基对。
单链DNA结合蛋白(SSB)：结合并保护单链DNA，防止重新退火和被核酸酶降解。
引物酶(DnaG)：合成10-12nt的RNA引物，提供3'-OH末端供DNA pol延伸。
拓扑异构酶：Ⅰ型—切断单链消除超螺旋；Ⅱ型（促旋酶）—切断双链引入负超螺旋（原核为DNA促旋酶，被喹诺酮类抗生素抑制）。
DNA连接酶：催化缺口的3'-OH与5'-P形成磷酸二酯键（耗ATP/NAD⁺），连接冈崎片段。
引发体：解旋酶(DnaB) + 引物酶(DnaG) + 辅助蛋白—沿后随链模板移动，周期性合成RNA引物。

🔄 原核DNA复制过程

阶段	主要事件
起始	DnaA识别oriC→解链→DnaB(解旋酶)+DnaC→DnaG(引物酶)合成RNA引物→SSB保护单链→引发体形成
延长	DNA pol Ⅲ全酶延伸：前导链连续合成，后随链以冈崎片段不连续合成→pol Ⅰ切除引物+填补空隙→连接酶连接
终止	复制叉在终止区(Ter)会合→Tus蛋白结合→复制停止→拓扑异构酶Ⅳ分离两个子代环状DNA

🔄 逆转录 & 其他复制方式

以RNA为模板→（逆转录酶催化）→cDNA（互补DNA）。逆转录酶具有三种活性：①RNA依赖的DNA聚合酶；②RNase H（水解RNA-DNA杂合体中的RNA）；③DNA依赖的DNA聚合酶
逆转录病毒（如HIV）通过逆转录将其RNA基因组整合入宿主染色体
应用：构建cDNA文库、RT-PCR检测mRNA表达
滚环复制：环状DNA→一条链切开产生3'-OH→DNA pol沿环模板连续合成→多拷贝串联线性产物（如λ噬菌体复制、质粒接合转移）。
D环复制：线粒体DNA复制方式。两条链的复制起点分开→H链先开始→形成D环(替代环)→L链起点暴露后开始反方向合成。

RNA的合成（转录）

4 学时 · 教材第15章· 重点：转录酶与模板、mRNA加工

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🔑 转录基本概念

不对称转录：只有DNA一条链作为模板链（反义链），另一条为编码链（有义链）
模板链/编码链：模板链=被转录的链(3'→5')；编码链=不被转录、序列与RNA一致（T→U）的链
启动子：RNA pol识别结合的DNA序列。原核：-35区(TTGACA)和-10区/Pribnow盒(TATAAT)。真核：TATA盒/Hogness盒(-25~-30)、CAAT盒、GC盒
RNA pol不需引物即可从头合成RNA（与DNA pol不同）

📊 原核 vs 真核转录对比

特征	原核生物	真核生物
RNA pol	1种（α₂ββ'σ）。σ因子识别启动子→起始后脱落→核心酶延长	3种：PolⅠ(45S rRNA)、PolⅡ(mRNA前体)、PolⅢ(tRNA,5S rRNA)
启动子识别	RNA pol全酶直接识别	需多种转录因子(TFⅡA~H)协助形成PIC
转录-翻译	偶联（同时同地进行）	分离（核内转录→加工→运出→胞质翻译）
终止	依赖ρ因子/不依赖ρ因子（茎-环结构）	与3'端加工（加polyA）偶联

🔑 真核mRNA转录后加工（5个关键步骤）

①5'端加帽：m⁷GpppN（7-甲基鸟苷三磷酸帽子，保护mRNA、促进翻译起始）
②3'端加尾：polyA尾（约200个A，保护mRNA免于降解、促进翻译）
③剪接：去除内含子，连接外显子。由剪接体（U1,U2,U4,U5,U6 snRNP+蛋白质）催化，识别GU-AG规则
④选择性剪接：同一基因前体mRNA经不同剪接方式产生不同成熟mRNA→增加蛋白质多样性（~95%人类基因）
⑤RNA编辑：转录后改变mRNA核苷酸序列（如apoB基因C→U编辑→终止密码→ApoB48/ApoB100）
CTD磷酸化：Pol Ⅱ最大亚基羧基末端结构域(CTD)的Ser残基磷酸化→从起始转为延长状态

🧬 转录起始前复合物(PIC) — 拼板理论

真核Pol Ⅱ转录起始需多种转录因子(TFⅡA~H)按顺序组装于TATA盒附近→形成PIC：TFⅡD(TBP+TAF)识别TATA盒→TFⅡA→TFⅡB→TFⅡF+Pol Ⅱ→TFⅡE→TFⅡH(具解旋酶活性，水解ATP→模板链解开；具激酶活性→CTD磷酸化→Pol Ⅱ脱离起始复合物→开始延长)。
拼板理论：多种转录因子共同组装成有活性的转录起始复合物，任何因子缺失→无法起始转录。

🧪 tRNA与rRNA的转录后加工 & RNA自剪接

tRNA加工：①切除5'先导序列(RNase P—核酶)；②切除3'尾+加CCA-3'末端(氨基酸接受臂)；③碱基修饰→稀有碱基(DHU、TΨC、假尿苷等)；④切除内含子（真核部分tRNA有内含子）。
rRNA加工：原核30S rRNA前体→（RNase Ⅲ等酶切）→16S+23S+5S。真核45S rRNA前体→（核仁小核糖核蛋白snoRNP介导甲基化/假尿苷化+酶切）→18S+5.8S+28S rRNA。
RNA自剪接(Self-splicing)：Group Ⅰ内含子（四膜虫rRNA，Cech发现→核酶概念）和Group Ⅱ内含子—内含子自身催化剪接，不需蛋白质酶参与。

蛋白质的合成（翻译）

4 学时 · 教材第16章· 重点：遗传密码、核蛋白体循环

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📖 遗传密码特点

起始密码：AUG（编码Met；原核为fMet）。终止密码：UAA、UAG、UGA
①方向性(5'→3')；②连续性（不重叠不间断）；③简并性（多个密码子→同一种氨基酸，通常第三位碱基不同）；④摆动性（tRNA反密码子第1位可与密码子第3位非标准配对，如G-U配对）；⑤通用性（线粒体有例外）

🔄 核蛋白体循环 — 肽链延长三步骤

步骤	事件	关键因子(原核)	关键因子(真核)
进位(entrance)	氨基酰-tRNA进入A位（GTP供能）	EF-Tu·GTP, EF-Ts	eEF1α·GTP
成肽(peptide bond)	肽基转移酶催化P位肽酰基转移至A位氨基酰-tRNA（肽键形成）	23S rRNA（核酶）	28S rRNA（核酶）
转位(translocation)	核糖体沿mRNA移动一个密码子（GTP供能）	EF-G·GTP	eEF2·GTP

核糖体大亚基的肽基转移酶活性来自23S/28S rRNA（核酶），而非蛋白质。这一发现证实rRNA在催化中起核心作用。

💊 蛋白质合成抑制剂（临床应用）

抑制剂	靶点	机制	选择性
四环素	30S亚基	抑制氨基酰-tRNA与A位结合	原核
链霉素	30S亚基	引起密码子误读	原核
氯霉素	50S亚基	抑制肽基转移酶活性	原核+线粒体
红霉素	50S亚基	抑制转位	原核
嘌呤霉素	A位	氨基酰-tRNA类似物→肽链提前终止	原核+真核
白喉毒素	eEF2	ADP-核糖基化→eEF2失活	真核

🔬 氨基酸活化 & 多聚核糖体

氨基酸活化：氨基酸+ATP+tRNA→（氨基酰-tRNA合成酶，绝对专一性：20种氨基酸对应20种酶）→氨基酰-tRNA+AMP+PPi。该酶有校对功能（水解错误氨基酸-tRNA），保证翻译忠实性。
多聚核糖体(polysome)：一条mRNA上同时结合多个核糖体→同时翻译多条相同肽链→高效利用mRNA。在电镜下呈串珠状。

基因表达调控

4 学时 · 教材第17章· 重点：lac操纵子、真核转录调控

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📖 基本概念

操纵子 (operon)

原核基因转录调控的基本单位，由结构基因+调控序列（启动子P+操纵元件O）+调节基因I构成。一个操纵子转录产生多顺反子mRNA。

顺式作用元件

DNA分子上对基因表达起调控作用的特定序列。真核包括：启动子、增强子（远程作用，方向无关）、沉默子、绝缘子。

反式作用因子 (转录因子)

与顺式作用元件结合的蛋白质，调节转录。含DNA结合域（锌指、亮氨酸拉链、HLH等）和转录激活域。

管家基因

在所有细胞中持续表达的基因，维持细胞基本功能。如GAPDH基因、β-actin基因。

🧬 乳糖操纵子 (lac operon) — 原核基因调控经典模型（Jacob & Monod, 1961）

结构：P(lac)-O(lac)-Z-Y-A + 调节基因I（独立启动子P(I)编码阻遏蛋白）。Z：β-半乳糖苷酶；Y：通透酶；A：半乳糖苷乙酰转移酶。

负调控（阻遏蛋白）：无乳糖→阻遏蛋白结合O→关闭转录（无ZYA表达）。有乳糖（→别乳糖）→诱导剂与阻遏蛋白结合→构象改变→从O解离→转录开放。

正调控（CAP-cAMP）：葡萄糖↓→cAMP↑→cAMP-CAP复合物结合CAP位点→促进RNA pol结合启动子→转录增强（~50倍）。有葡萄糖→cAMP↓→CAP不结合→转录减弱。

协同调控：乳糖存在+葡萄糖缺乏时转录活性最高（阻遏蛋白解离+CAP-cAMP结合）。此模型展示了环境信号（碳源）如何精密调控基因表达。

🔑 真核基因表达调控特点

多层次：染色质水平→转录水平（最重要）→转录后→翻译→翻译后
染色质修饰：组蛋白乙酰化（HAT）→染色质开放→转录激活；去乙酰化（HDAC）→抑制。DNA甲基化（CpG岛）→抑制转录
转录因子：通用转录因子(TFⅡA~H)+上游因子+可诱导因子。Pol Ⅱ启动子核心元件：TATA盒、Inr(起始子)、DPE(下游启动子元件)
增强子：距启动子可数千bp，方向不影响功能，通过DNA成环与启动子接触
miRNA/siRNA：转录后水平调控→mRNA降解或翻译抑制

⚠️ 色氨酸操纵子 (trp operon) — 可阻遏操纵子

无色氨酸→阻遏蛋白不能结合O→结构基因表达（合成色氨酸合成酶）。色氨酸充足→色氨酸作为辅阻遏物与阻遏蛋白结合→阻遏蛋白构象改变→结合O→关闭转录。衰减子(attenuator)：前导肽翻译状态影响转录终止茎-环结构的形成，实现精细调控（粗调+精调）。

📖 基因表达基本概念 & 真核基因组特点

基因：编码一条多肽链或功能RNA的全部核苷酸序列。包括结构基因（编码蛋白质/RNA）和调控序列。
基因组：一个细胞或个体的全部遗传信息。真核基因组特点：①大（人类~3×10⁹ bp）；②单顺反子（一个基因→一条mRNA→一条肽链）；③含大量重复序列和非编码DNA；④断裂基因（内含子+外显子）。
基因表达：基因→转录→翻译→功能产物的过程。特异性：时间特异性（阶段特异性）和空间特异性（细胞/组织特异性）。
表达方式：①组成性表达(管家基因，持续表达)；②诱导表达(某些条件下表达↑)；③阻遏表达(某些条件下表达↓)。
RNA Pol Ⅰ转录调节：转录rRNA前体，启动子含核心元件(围绕转录起点)和上游控制元件(UCE)，需UBF+SL1(TBP+TAF)识别。
RNA Pol Ⅲ转录调节：转录tRNA/5S rRNA/小RNA。tRNA基因启动子位于转录区内（A盒+B盒，下游启动子）。

细胞信号转导

4 学时 · 教材第20章· 重点：第二信使、GPCR、RTK途径

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📖 信号转导基本概念

第二信使

胞外信号(第一信使)→受体→胞内产生的小分子信使：cAMP、cGMP、IP₃、DAG、Ca²⁺。还有NO、CO、H₂S等气体信使分子。

G蛋白 (GTP结合蛋白)

三聚体G蛋白（αβγ，介导GPCR信号）：Gαs→激活AC→cAMP↑；Gαi→抑制AC→cAMP↓；Gαq→激活PLC→IP₃/DAG↑。低分子量G蛋白（Ras超家族，如Ras→MAPK途径）。

GPCR

G蛋白偶联受体，7次跨膜。配体结合→受体构象改变→激活G蛋白(GDP→GTP交换)→α-GTP+βγ分离→各自激活下游效应器。

受体酪氨酸激酶 (RTK)

单次跨膜受体，胞内段有酪氨酸激酶活性。配体（生长因子等）→二聚化→自磷酸化Tyr→募集含SH2/PTB结构域的信号蛋白→激活下游途径。

📡 主要信号转导途径详解（教材核心）

途径	受体	关键步骤	效应
AC-cAMP-PKA	GPCR (Gs/Gi)	配体→GPCR→Gsα-GTP→AC→cAMP↑→PKA→磷酸化靶蛋白/CREB→转录	糖原分解↑、脂肪分解↑、基因表达
PLC-IP₃/DAG-PKC	GPCR (Gq)	配体→Gq→PLCβ→PIP₂→IP₃+DAG。IP₃→内质网Ca²⁺释放；DAG→PKC激活	平滑肌收缩、分泌、细胞增殖
Ras/MAPK	RTK (EGFR等)	配体→RTK二聚化→自磷酸化→Grb2-SOS→Ras-GTP→Raf(MAPKKK)→MEK(MAPKK)→ERK(MAPK)→入核→磷酸化转录因子	细胞增殖、分化、存活
JAK-STAT	细胞因子受体	细胞因子→受体二聚化→JAK激活→STAT磷酸化→STAT二聚化→入核→转录	免疫应答、造血
NF-κB	TNF-R等	TNFα→IκB激酶(IKK)→IκB磷酸化→泛素化降解→NF-κB释放→入核→转录	炎症反应、免疫调节、细胞存活
胞内受体	核受体 (GR, ER等)	类固醇激素→受体→Hsp解离→入核→结合HRE→转录	代谢调节、发育分化

🔑 信号转导特点

级联放大：一个信号分子可激活数千酶分子（如肾上腺素→cAMP级联→糖原磷酸化酶激活）
信号网络交叉：不同途径间存在cross-talk（如GPCR可通过非RTK途径激活MAPK）
特异性：同一信号在不同细胞引发不同反应（如ACh：骨骼肌收缩、心肌抑制、唾液腺分泌）
脱敏机制：①受体磷酸化（GRK→arrestin）；②受体内吞；③受体下调

📡 受体分类及特点

受体类型	定位	机制特点	举例
胞内受体	胞质/核内	配体(脂溶性)→受体→Hsp解离→入核→结合HRE→调节转录。慢反应（数小时）。	糖皮质激素受体(GR)、雌激素受体(ER)、甲状腺素受体(TR)
离子通道型受体	质膜	配体结合→通道开放→离子(Na⁺/K⁺/Ca²⁺/Cl⁻)流入/出→膜电位改变→快速效应（毫秒级）。	nAChR(烟碱型乙酰胆碱受体)、GABA_A受体、5-HT₃受体、NMDA受体
GPCR	质膜	7次跨膜，间接激活G蛋白→产生第二信使→级联放大。秒至分钟级。	肾上腺素β受体、视紫红质、嗅觉受体、趋化因子受体
酶偶联受体	质膜	单次跨膜，配体→二聚化→激活胞内酶活性（激酶/鸟苷酸环化酶等）。	RTK(胰岛素受体/EGFR)、TGFβ受体(Ser/Thr激酶)、ANP受体(鸟苷酸环化酶)

🏥 信号转导异常与疾病

肿瘤：Ras突变(GTP酶活性丧失→持续活化MAPK→细胞过度增殖，约30%人类肿瘤有Ras突变)；RTK过表达/突变（HER2在乳腺癌中扩增→靶向治疗：曲妥珠单抗）。
霍乱：霍乱毒素→Gαs的ADP-核糖基化→GTP酶活性丧失→AC持续激活→cAMP↑↑→肠道Cl⁻/水大量分泌→水样腹泻。
糖尿病：胰岛素受体信号通路异常→胰岛素抵抗→2型糖尿病。
靶向药物：伊马替尼(Gleevec)→抑制Bcr-Abl酪氨酸激酶(CML)；吉非替尼→抑制EGFR-TK(肺癌)。

DNA重组与重组DNA技术

4 学时 · 教材第19章· 重点：重组DNA技术、CRISPR/Cas9

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📖 基本概念

DNA克隆 (基因克隆)

目的基因与载体DNA重组→导入宿主细胞→无性繁殖→获得大量相同拷贝。包括：目的基因获取→载体构建→连接→导入→筛选→表达。

限制性核酸内切酶

识别特定DNA序列并在特定位点切割的酶。产生黏性末端或平末端。如EcoRI识别GAATTC。是重组DNA技术的核心工具酶。来源：细菌限制-修饰系统。

基因载体 (vector)

携带外源DNA进入宿主细胞并自主复制的DNA分子。要求：①自主复制原点；②多克隆位点(MCS)；③选择标记（如抗生素抗性基因Ampʳ、蓝白斑筛选lacZ）。常用：质粒(pBR322, pUC系列)、λ噬菌体、BAC、YAC。

CRISPR/Cas9

细菌获得性免疫系统。sgRNA引导Cas9核酸酶至靶序列（需PAM序列NGG）→切割DNA双链→细胞通过NHEJ或HDR修复→实现基因敲除/敲入/编辑。2020年诺贝尔化学奖（Doudna & Charpentier）。

🔬 重组DNA技术操作流程（6步）

获取目的基因：基因组文库/cDNA文库筛选、PCR扩增、化学合成、RT-PCR
选择和构建载体：选择合适载体（质粒/噬菌体/病毒载体等），含MCS+选择标记
连接：限制酶切产生互补末端→（T4 DNA连接酶，ATP）→重组DNA（外源基因+载体）
导入宿主：转化（化学法CaCl₂/电穿孔，原核）、转染（真核细胞）、感染（病毒载体）
筛选重组体：抗生素筛选→蓝白斑筛选（α-互补，lacZ插入失活）→PCR鉴定→限制酶图谱→测序
表达目的蛋白：使用表达载体（强启动子如lac/tac/T7），优化诱导条件→纯化（His-tag/GST镍柱亲和层析）

🧬 CRISPR/Cas9基因组编辑机制

sgRNA（单链导向RNA）+ Cas9核酸酶→识别靶DNA（与sgRNA互补+含PAM序列NGG）→Cas9切割DNA双链(DSB)
NHEJ（非同源末端连接）：直接连接→插入/缺失(indel)→基因敲除
HDR（同源定向修复）：提供供体DNA模板→精确基因敲入/修正
应用：疾病模型构建、基因治疗（如镰刀形红细胞贫血）、功能基因组研究、农业改良

🌿 自然界的DNA重组类型

同源重组：两条同源DNA序列间的交换（需RecA/Rad51蛋白介导）。发生：减数分裂Ⅰ前期（联会→交叉→基因交换）、DNA双链断裂修复。依赖于同源序列配对。
细菌基因转移三方式：接合（F因子/F质粒经性毛→受体菌，细胞间直接接触）、转化（感受态细胞摄取游离外源DNA→整合入基因组）、转导（噬菌体为载体→将供体菌DNA转移至受体菌：普遍性转导/局限性转导）。
特异位点重组：在特定短序列间发生的重组（不需大片同源）。如λ噬菌体整合入大肠杆菌染色体(attP↔attB，整合酶Int催化)；免疫球蛋白基因V(D)J重排(RAG1/RAG2重组酶)。
转座重组：转座元件（插入序列IS/转座子Tn）从基因组一个位置移到另一个位置。简单转座→"剪切-粘贴"；复制转座→"复制-粘贴"。转座子常含抗生素抗性基因→细菌耐药性扩散的重要机制。

🏥 重组DNA技术与医学

①重组蛋白药物：胰岛素（首个重组药物→大肠杆菌表达）、生长激素、EPO、凝血因子Ⅷ、乙肝疫苗(酵母表达HBsAg)；②基因诊断：PCR+限制酶切→遗传病基因突变检测；Southern blot→基因重排检测；③基因治疗：将正常基因导入患者细胞→纠正遗传缺陷（如腺苷脱氨酶ADA缺乏-SCID）；④转基因动物：建立疾病模型、生物制药（乳腺生物反应器→表达药用蛋白于乳汁）；⑤法医学：DNA指纹图谱(STR分型)→亲子鉴定/个体识别。

🧬 生物化学 II 复习指南 · 基于2025年版教学大纲 + 第10版《生物化学与分子生物学》教材
高国全汤其群主编 · 人民卫生出版社 · 2024年5月出版
共16章 64学时 · 涵盖全部教学大纲掌握内容 · 祝考试顺利！📚

🧬 生物化学 II 期末复习指南

绪论 — 生物化学与分子生物学概论

🎯 核心概念

📋 生物化学发展的三个阶段

📖 当代生物化学四大研究领域（教材）

蛋白质的结构与功能

📖 名词解释

🧬 20种标准氨基酸 — 英文缩写（大纲：掌握）

🔬 蛋白质理化性质补充

🧪 生物活性肽 & 蛋白质组学

🧬 血红蛋白(Hb)与肌红蛋白(Mb)的结构功能比较（教材核心机制）

🔑 蛋白质各级结构关键点

❓ 复习思考题

核酸的结构与功能

🧱 核苷酸的结构组成（大纲：掌握）

📖 名词解释

🧬 DNA双螺旋结构要点 (B-form, Watson & Crick, 1953)

🔑 RNA种类对比

❓ 复习思考题

酶与酶促反应

📖 名词解释

⚙️ 酶催化机制（教材：降低活化能，不改变平衡点）

🔑 三种可逆抑制比较

⚗️ 酶促反应动力学 — 其他影响因素

📊 酶含量的调节

❓ 复习思考题

糖代谢

🍚 糖的生理功能及消化吸收

📖 名词解释

⭐ PFK-1的别构调节 — 糖酵解最重要的调控点（教材详细机制）

⭐ 核心代谢途径总结

🧬 糖原合成与分解详细过程

🔑 血糖调节

❓ 复习思考题

生物氧化

📖 名词解释

⚡ 呼吸链复合体组成与电子传递方向

🔑 氧化磷酸化抑制剂

⚡ ATP — 能量货币

❓ 复习思考题

脂质代谢

🔬 脂肪酸分类与命名 · 脂类消化吸收

📖 名词解释

📊 血浆脂蛋白详细对比（教材核心表）

🧪 甘油磷脂的合成与降解（大纲：掌握）

🧬 脂肪酸合成与甘油三酯合成

🔄 胆固醇转化

❓ 复习思考题

蛋白质消化吸收与氨基酸代谢

🍖 蛋白质消化吸收与腐败作用

📖 名词解释

🔄 氨代谢全景（教材核心）

🔑 α-酮酸的代谢去路

🧪 氨基酸脱羧作用 — 重要胺类产物

❓ 复习思考题

核苷酸代谢

⚗️ 嘌呤与嘧啶从头合成对比

💊 核苷酸抗代谢物（临床应用）

🔑 痛风机制

🧬 脱氧核糖核苷酸的生成

肝的生物化学

🏭 肝的代谢功能总览（教材核心）

🔑 胆汁酸代谢

🔑 胆色素代谢与黄疸

📊 三种黄疸鉴别

DNA的合成（复制）

🔑 复制的基本规律

🧬 原核DNA聚合酶对比

🔬 端粒酶解决线性染色体末端复制问题（教材核心机制）

🔧 复制关键酶与蛋白质

🔄 原核DNA复制过程

🔄 逆转录 & 其他复制方式

RNA的合成（转录）

🔑 转录基本概念

📊 原核 vs 真核转录对比

🔑 真核mRNA转录后加工（5个关键步骤）

🧬 转录起始前复合物(PIC) — 拼板理论

🧪 tRNA与rRNA的转录后加工 & RNA自剪接

蛋白质的合成（翻译）

📖 遗传密码特点