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生物化学竞赛专题 夏劲松 目录 第一讲 糖类、脂质…………………第2页 第二讲 蛋白质……………………..第13页 第三讲 核酸………………………..第29页 第四讲 维生素……………………..第43页 生物化学的概念及其研究内容 生物体的生命现象（过程）作为物质运动的一种独有的特殊的运动形式，其基本表现形式就是（新陈代谢和自我繁殖）。那么构成这种特殊运动形式物质基础又是什么呢？恩格斯很早就说过“蛋白质是生命活动的体现者”。现在已知仅有蛋白质是远远不够的，还要有核酸，糖类、脂类、维生素、激素、萜（音tie）类，卜啉（音lin）等。正是这些生命物质之间的相互协调的作用才形成了丰富多彩的生命现象，那么，这些生命物质到底有那些呢？他们是怎样产生和消亡，又是怎样相互转变和相互作用呢？这就是生物化学所要研究的内容。 那么就让我们试着给生物化学下一个定义吧。 生物化学是研究生物体的物质组成和生命过程中的化学变化的一门科学。或者说生物化学是研究生命现象中的物质基础和化学变化的一门科学。更简单地说生物化学就是研究生命现象的化学本质。有人也称生物化学就是生命的化学。 第一讲 糖类、脂质 一、 糖的概念 糖类物质是多羟基(2个或以上)的醛类或酮类化合物，以及它们的衍生物或聚合物，据此可分为醛糖和酮糖。还可根据碳层子数分为丙糖、丁糖、戊糖、己糖。最简单的糖类就是丙糖(甘油醛和二羟丙酮)。 由于绝大多数的糖类化合物都可以用通式Cn(H2O)n表示，所以过去人们一直认为糖类是碳与水的化合物，称为碳水化合物。现在已经这种称呼并不恰当，只是沿用已久，仍有许多人称之为碳水化合物。 二、 糖的种类 根据糖的结构单元数目多少分为： (1)单糖：不能被水解成更小分子的糖。 (2)寡糖：2-6个单糖分子脱水缩合而成，以双糖最为普遍，意义也较大。 (3)多糖： 均一性多糖：淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、几丁质(壳多糖) 不均一性多糖：糖胺多糖类(透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等) 由一种单糖缩合的称均一多糖，由不同单糖缩合的称不均一多糖。 (4)结合糖(复合糖，糖缀合物)：糖脂、糖蛋白(蛋白聚糖)、糖-核苷酸等 (5)糖的衍生物：糖醇、糖酸、糖胺、糖苷 三、 糖类的生物学功能 (1) 提供能量：植物的淀粉和动物的糖元都是能量的储存形式。 (2) 物质代谢的碳骨架：为蛋白质、核酸、脂类的合成提供碳骨架。 (3) 细胞的骨架：纤维素、半纤维素、木质素是植物细胞壁的主要成分，肽聚糖是细胞壁的主要成分。 (4) 细胞间识别和生物分子间的识别。 细胞膜表面糖蛋白的寡糖链参与细胞间的识别。一些细胞的细胞膜表面含有糖分子或寡糖链，构成细胞的天线，参与细胞通信。 红细胞表面ABO血型决定簇就含有岩藻糖。 四、单糖的结构 1、 单糖的链状结构 确定链状结构的方法（葡萄糖）： a. 与Fehling试剂或其它醛试剂反应，含有醛基。 b. 与乙酸酐反应，产生具有五个乙酰基的衍生物。 c. 用钠、汞剂作用，生成山梨醇。 葡萄糖的链式结构 最简单的单糖之一是甘油醛，它有两种立体异构形式。 这两种立体异构体在旋光性上刚好相反，一种异构体使平面偏振光的偏振面沿顺时针方向偏转，称为右旋型异构体(dextrorotary)，或D型异构体。另一种异构体则使平面偏振光的偏振面沿逆时针编转，称左旋异构体(levorotary)或L型异构体。像甘油醛这样具有旋光性差异的立体异构体又称为光学异构体，常用D，L表示。以甘油醛的两种光学异构体作对照，其他单糖的光学异构体与之比较而规定为D型或L型。 2、 单糖的环状结构 在溶液中，含有4个以上碳原子的单糖主要以环状结构。 3、 构型与构象 构型：分子中由于各原子或基团间特有的固定的空间排列方式不同而使它呈现出不同的固定的立体结构，如D-甘油醛与L-甘油醛，D-葡萄糖和L-葡萄糖是链状葡萄糖的两种构型。一般情况下，构型都比较稳定，一种构型转变另一种构型则要求共价键的断裂、原子(基团)间的重排和新共价键的重新形成。 构象：由于分子中的某个原子(基团)绕C-C单键自由旋转而形成的不同的暂时性的易变的空间结构形式，不同的构象之间可以相互转变，在各种构象形式中，势能最低、最稳定的构象是优势构象。葡萄糖的有两种构象，一种是船式，一种是椅式。 五、糖分解代谢 糖作为主要的供能物质，其分解代谢途径主要有三条：⑴氧气充足的情况下，葡萄糖或糖原彻底氧化分解为CO2和水，同时释放出大量能量，称为糖的有氧氧化。⑵在氧气不足的情况