概要信息：

目　录
综述及绪论 （１）
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第一章　糖类 （８）
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第二章　脂类与生物膜 （２１）
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第三章　蛋白质生物化学 （３０）
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第四章　酶学 （７１）
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第五章　核酸的化学 （８８）
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第六章　维生素、激素和抗生素 （１０１）
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第七章　代谢总论与生物能学 （１０８）
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第八章　糖代谢 （１２１）
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第九章　脂代谢 （１３７）
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第十章　蛋白质降解和氨基酸代谢 （１５７）
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第十一章　核酸降解与核苷酸代谢 （１７１）
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第十二章　ＤＮＡ的复制、损伤修复及重组 （１８３）
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第十三章　ＲＮＡ生物合成（转录） （２１８）
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第十四章　蛋白质的生物合成 （２４０）
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第十五章　细胞代谢与基因表达调控 （２５９）
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第十六章　 基因工程和蛋白质工程 （２７９）
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《生物化学》考点精讲
综述及绪论
一、课程目的
考研专业课《生物化学》王镜岩版考试辅导课程旨在帮助考生通过系列课程的学习，利用最短的
时间，取得最有益的成绩，从而达到最终的教学目标。
二、考研参考教材分析
教材特点
内容丰富全面，包含了生化、分子、细胞生物学、植物生理学、动物生理学部分内容。
要根据报考学校的专业侧重点对学习内容有一定的取舍。不一定面面俱到。
个别课后题难度较高，只要理解解题思路即可，不一定需要全部熟练记忆。
根据报考学校的专业特点注意侧重的内容，如报考医学院校，就要侧重与疾病发生密切相关的生
化过程，如脂蛋白与高血脂症、转氨酶与肝炎、脂质过氧化、自由基与细胞损伤、一些激素与疾病的关
系等
考点分析
全书４０章，按照教学内容可以分为糖的生物化学（约５～１０％）、脂类的生物化学（约５～１０％ ）、
蛋白质的生物化学、酶生物化学（约３０％）、核酸的生物化学（约１０～２０％）、糖代谢（约１０～２０％）、
脂代谢（约１０％）、蛋白质（氨基酸）代谢（约１０％）、核苷酸代谢（约５～１０％ 、核酸的生物合成（约１０
～２０％）、蛋白质的生物合成（约１０％）、
、代谢的调控（约１０％）等模块，每个模块在考查中所占比例不同，在复习中要注意。
三、相关考研院校专业
院校：
清华大学、中国科学技术大学、中国农业大学、北京协和医院、北京中医药大学、中国农业大学、北
京师范大学、首都师范大学、厦门大学、江南大学、中国地质大学、武汉理工大学、中南大学、华中理工
大学、国防科技大学、大连理工大学、中国海洋大学、西北大学、西安交通大学、同济大学、上海交通大
学、南开大学、天津大学等上百所院校
专业：
生物化工、生物医学工程、生物工程、微生物学、发酵工程、药学、制药工程、制糖工程、光学工程、
有机电子学、食品工程、生物化学与分子生物学、植物学、动物学、生理学、药理学、中药学等专业
四、系列课程介绍
考研专业课《生物化学》王镜岩版考试辅导系列课程：
—１—
１．考点精讲
２．名校真题及典型题精讲精练
３．冲刺大串讲
４．模拟五套卷精讲
五、试卷结构及考题类型：
（一）试卷结构
（二）考题类型
名词解释、判断正误、填空题（多选和单选）、问答题。
六、考研题剖析：
考研题的分类：
基础知识：各种题型出现，教材上可以找到明确的答案，往往是教学的重点内容，只要认真阅读教
材，掌握教学内容，此类试题一般会获得较高分值，此类考题在试题所占分值也较高。（包括基本理
论、实验技术原理等）
这类知识需要记忆的比较多，譬如一些基本的定义，分子结构特点、代谢的途径，代谢的调控模式
等，如糖、旋光异构、结构域、抗体酶、变性、复性等定义。大分子研究技术的原理（这部分内容可以在
理解的前提下记忆，比较容易）
分析总结类题目：
往往是给出相关的实验现象或者相应的问题，让学生通过学习的专业知识分析推理，从而提相互
合适解释或者给出合理的实验方案，一般高水平的大学此类题目所占比例较高，甚至可以达到５０％的
分值，此类题目可以考查学生对知识的运用能力和分析推理能力，一般以问答题的形式出现。这一类
试题由于答案不是完全统一的，不同的答案可能有不同的合理性，所以评分标准相对难以制定，在统
考试卷中出现概率相对较低，一般在３０％左右。
分析总结类题目：
有一类题目是将教材中不同的知识模块有机的联系在一起考察，如代谢的调控一章，脂代谢、蛋
白质代谢、糖代谢既相互独立但有密切相关，一些激素如胰岛素、甲状腺素、胰高血糖素、肾上腺素等
即可以调控糖代谢，也参与脂代谢、蛋白质代谢的调控，既可以反映在酶水平，也可以反映在基因水
平，所以可以将不同知识模块结合在一起考察，需要学生对不同模块知识又很好地总结归纳能力。
举例：
１．假如你从某一动物组织提取一份总ＲＮＡ样品，可采用一些什么方法检测他的质量（完整性）纯
度和浓度，并说明判断的依据。（２００９年中山大学考研题）
２．假定某蛋白分子量为１８０Ｋｄ，其一级结构可能是直线式的也可能是环式的，试分析是否有可能
用简单的合理的方法加以鉴别．（２００９年中山大学考研题）
３．编码ＡＴＰ合成酶基因的一突变型已经被鉴定，具有该突变的患者呈现肌无力，运动紊乱、色盲
—２—
《生物化学》考点精讲
等症状，提取患者的亚线粒体颗粒，鉴定ＡＴＰ合成酶的功能，首先，加入琥珀酸，测定ＡＴＰ合成酶的活
性（结果如下表示），（２０１１年中国科技大学试题）
ＡＴＰｓｙｎｔｈａｓｅａｃｔｉｖｉｔｙ（ｎｍｏｌｏｆＡＴＰｆｏｒｍｅｄｍｌｎ－１ｍｇ－１）
Ｃｏｎｔｒｏｌｓ ３．０
Ｐａｔｉｅｎｔ１ ０．２５
Ｐａｔｉｅｎｔ２ ０．１１
Ｐａｔｉｅｎｔ３ ０．１７
问：
１．实验中加入琥珀酸的目的是什么？
２．该突变对于琥珀酸－偶联ＡＴＰ合成体系有什么影响？
同时将亚线粒体在加入了ＡＴＰ，但缺乏琥珀酸的缓冲液中孵育测定ＡＴＰ酶的活性，结果如下图所
示：
问：１：为什么在测定ＡＴＰ酶的活性时，体系中不能有琥珀酸。
２：该突变对于ＡＴＰ的水解有什么影响？
３：结合上两个实验，请简述该突变的特性。
ＡＴＰｈｙｄｒｏｌｙｓｌｓ（ｎｍｏｌｏｆＡＴＰｆｏｒｍｅｄｍｌｎ－１ｍｇ－１）
Ｃｏｎｔｒｏｌｓ ３３
Ｐａｔｉｅｎｔ１ ３０
Ｐａｔｉｅｎｔ２ ２５
Ｐａｔｉｅｎｔ３ ３１
第三类题目，就是紧扣生命科学发展的前沿的重要事件，或者重要的新技术，在研究中已经广泛
运用，而教科书上上没有细致论述的，考察学生对生命科学新发现的了解程度，一方面了解学生对生
命科学的兴趣，另一方面考察学生的学习能力，这一类题目在教科书上也没有答案，完全是学生在平
时的学习中、日常的交流中获取的一些信息。一般以问答题的形式出现。这一类试题由于答案不是
完全统一的，不同的答案可能有不同的合理性，所以评分标准相对难以制定，在统考试卷中出现概率
相对较低，不会高于１０％。
如：
１．举出两项因有关蛋白质或者核酸研究而获得诺贝尔奖的成果及获奖者。（２０１１年中国科技大
学试题）
２．什么是ＲＮＡ干扰（ＲＮＡｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）？该技术用于基因功能研究与传统的基因敲除方法有什
么区别？（２０１２年中国科技大学试题）
３．论述转基因的基本操作步骤及其应用意义，并介绍你所了解的我国动、植物基因工程近年研究
进展（可根据自身专业背景任选动物或植物开展论述）（２０１２年中国科学院研究生院考研试题）
—３—
４．填空题：２００９年诺贝尔化学奖的主要研究成果是 ，诺贝尔生理学奖的主要研究成果是
？（２０１０南开大学考研题）
５．核糖开关的结构及机制（２０１２年武汉大学考研题）
七、生物化学的学习方法
１．侧重理解而不是记忆，读懂教材的相关论述。
２．充分利用教材中的一些图表资料，网络资源上的图解、动画演示等资源，加深理解，可以尝试自
己去图解反应途径，分子的调控模型等。
３．要用基本的生物学观点去理解和思考生命现象中的相关问题：效率和经济的观点，结构与功能
相适应的观点。
核心是思考、理解
生物是在漫长的进化中产生的，经过长期的自然选择所产生的可以有效适应环境的生命形态，其
代谢途径，调控模式在理论上应该是最经济有效的，合理的模式。
如三羧酸循环循环是获取能量的重要途径，可以有效地将氨基酸代谢、糖代谢以及脂代谢联系起
来，只有几种简单的小分子物质就可以实现物质的合理的转化，糖摄入过多可以储存为脂肪，糖摄入
不足，脂类可以分解，蛋白质也可以分解，其调控的只要分子种类如ＡＴＰ，能荷可以迅速有效地调控代
谢的状态。
结构与功能相适应的观点是贯穿于生命科学的所有学科，不仅仅是形态结构与功能的相适应，也
体现在分子结构与功能的相适应上；甚至代谢行为、宏观的行为与功能的适应
如ＲＮＡ与ＤＮＡ结构的不同，导致其理化稳定性的不同，而这个与他们承担的生物学功能也是相
适应的，ＤＮＡ的双螺旋结构有效的保证他作为遗传物质实现自我复制的生物学功能。
蛋白质结构的柔性，空间结构与功能的关系也保证它的功能可以有效地被调控。如血红蛋白与
肌红蛋白的结构的区别可以在功能上反映出来。
结构与功能相适应也可以体现在代谢行为与功能的适应性上，如植物的向光性、本能的形成等
等，松鼠会在冬天来临之前储存坚果。很多的鸟类会在冬天来临之前迁徙到南方来躲避北方寒冷的
冬季。土拨鼠会在冬季来临、食物变少时进入冬眠。
—４—
《生物化学》考点精讲
绪　　论
一、生物化学的定义：
生物化学是介于生物与化学之间的边缘学科，是利用化学的理论和方法研究生物的一门学科，其
任务是阐述构成生物体的基本物质（生物大分子———糖类、脂类、蛋白质、核酸）的结构、性质及其在生
命活动（如生长、生殖、代谢、运动等）过程中的变化规律（物质代谢和能量代谢）。
研究对象　是生物大分子　 研究目标：揭示生命现象。
二、生物化学研究的内容
生物体的组成物质：结构、功能及其转化；
具体的内容包括：
静态生物化学：组成生物体的各种分子如糖、蛋白质、脂肪、核酸的结构特点，及其生物学功能。
（注意生物大分子适应于其相关的生物学功能的结构特点，生物大分子的柔性，次级键的功能等。相
关的研究技术，如分离纯化，生物大分子的基本性质等。）
动态生物化学：糖、蛋白质、脂肪、核酸等物质在生物体内的代谢及转化，包括相对应的能量代谢。
核代谢部分的核心也是了解代谢的调控，代谢调控是生物体适应环境、实现自身生理状态或者内
环境稳态的内在因素，调控主要是基于生物大分子的功能的调控（通过各种方式利用小分子结合、修
饰，亚基构象变化实现酶活性的控制）
生物大分子研究的方法，和相关技术原理，如蛋白质分离纯化 的技术原理等。
三、注意把握教学内容的内在规律性，侧重对知识的理解：
（一）生物体的组成物质
复杂性
组成物质多；分子大；空间结构复杂。结构的复杂性预示着功能的复杂性；空间结构多为次级键
决定，所以结构变化影响因素多。
规律性
元素→构件小分子→聚合物（生物大分子）；
结构与功能相适应。
（二）物质和能量代谢
·复杂性
·多步化学反应构成代谢途径；
·多条代谢途径相互交织成网；
—５—
·物质代谢和能量代谢相互交织；
·调节控制有条不紊
·规律性
·反应类型不多；
·反应机理符合有机化学理论；
·调节控制与生物学功能相适应。
（三）信息分子的生物合成
·复杂性
·合成过程复杂；
·调节控制复杂；
·与生命现象的关系复杂。
·规律性
·遗传密码已经破译；基因表达的基本过程已经清楚；
·生物大分子结构与功能的关系逐渐明晰；
四、生物化学发展简史
生物化学的建立源于化学的发展，在无机化学、有机化学逐渐发展的过程中，对于生物有机体的
化学组成有了逐渐深入的认识，逐渐认识到生物有机体在化学组成、物质转化规律上与无机自然界遵
循相同的理化规律，生命现象的实质是各种复杂的反应的结果。
生物化学发展史上的重要事件
１８９７年 Ｂｕｃｈｎｅｒ发现酵母细胞裂解液能使糖发酵
１９０２年 Ｆｉｓｃｈｅｒ肽键理论
１９２６年 Ｓｕｍｎｅｒ结晶得到了脲酶，证明酶就是蛋白质
１９３５年 Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ将同位素应用于代谢的研究
１９４４年 Ａｖｅｒｙ等人证明遗传信息在核酸上
早期生物化学研究的重心是代谢研究和结构研究。
１９５３年 Ｓａｎｇｅｒ的胰岛素氨基酸序列测定，ＤＮＡ双螺旋模型 结构提出；
１９５８年 Ｐｅｒｕｔｚ等解明肌红蛋白的立体结构
１９７２年 ＤＮＡ重组技术的建立
１９７８年 ＤＮＡ双脱氧测序法的成功
…
１９９０年 人类基因组计划的实施，２００１年完成。
现在的研究侧重蛋白质、核酸的生物学功能研究，信息传递及调控。
生物化学教学内容的线索之一：生命体组成的物质转化代谢途径和规律；（动态生物化学的研究
—６—
《生物化学》考点精讲
内容）各种生物大分子的结构特点及其生物学功能。（静态生物化学，着重从结构与功能的相关性去
理解结构特点，结构特点同时蕴含了生物大分子的研究技术）
线索二：大分子研究技术及其原理。
五、生物化学的生物化学中的关键技术及其原理
·电泳（１９２３）生物大分子的分离、分析
·超离心（１９２５）蛋白质、细胞亚器官的分离；分子量的确定
·同位素标记（１９３４）物质代谢途径、生物大分子结构测定
·层析（１９４４）生物大分子的分离纯化
·Ｘ－光衍射、ＮＭＲ：生物大分子结构测定
·分子杂交技术
·基因工程相关技术
六、生物化学在生命科学中的学科地位
全称是生物化学与分子生生物学，。在硕士入学考试中，生物化学的内容是包含了分子生物学相
关内容的。尤其是基因工程相关技术及其应用的内容。
生物化学是生命科学中的基础学科，工具性学科，生命科学发展到今天，对生命现象的理解已经
从原来的形态学观察、非定量的描述性的科学逐渐发展到可以定量的、通过实验进行精确研究的科
学，侧重于从生物大分子功能的角度去解释相关的生命现象。
生物化学的学习为研究和理解生物大分子功能研究提供了相应的技术手段，包括生物大分子的
分离纯化、结构、功能及其调控的，酶学研究技术、分子生物学研究技术。生物化学与分子生物学是生
物学的最深层次，是从分子水平认识生命现象的学科，为其他学科提供了相应的研究技术手段。所以
生物化学是生命科学的基础学科，是研究的工具。
教学内容中，不仅要注意其基本的理论，而且要特别注意相关的研究技术及原理的理解，
—７—
第一章　糖类
知识要点
１．掌握糖的生物学作用；糖的命名；糖的旋光异构等基本概念；常见单糖的环状结构；单糖的基本
性质；常见寡糖、多糖的基本结构和性质。
２．熟悉常见单糖如葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖的链状结构和环状结构；重要单糖及其衍生物的
结构。
３．熟悉细菌杂多糖、糖蛋白、糖胺聚糖和蛋白聚糖的结构多样性和各自的主要生物学功能；了解
糖链结构分析的基本方法。
４．具备糖的定量分析，糖链结构测定，区别常见杂多糖、复合多糖结构与功能的能力。
一、糖类的生物学作用
绿色植物的皮、杆等的多糖（纤维素、半纤维素和果胶物质等）；昆虫、蟹、虾等外骨骼糖（几丁
质）；结缔组织中的糖（肝素、透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素等）；细菌细胞壁糖称作结构多
糖；———结构物质
粮食及块根、块茎中的多糖（淀粉）；动物体内的贮藏多糖（糖元）是重要的能源物质；———能源储
存物质
糖蛋白（蛋白聚糖）中的糖；细胞膜及其他细胞结构中的糖如血型糖；活性糖分子是重要的信息分
子；———信息分子
医疗用糖（葡萄糖及其衍生物，如葡萄糖酸的钠、钾、钙、锌盐等）；食用菌中的糖（香菇多糖、茯苓
多糖、灵芝多糖、昆布多糖等）可以作为药物使用；———特殊生理活性
糖类是重要的中间代谢物，可以转化为氨基酸、核苷酸和脂类。———中间代谢物
二、一些重要的定义
１．糖类主要由Ｃ、Ｈ、Ｏ三种元素组成，有些还有Ｎ、Ｓ、Ｐ等。
单糖多符合结构通式：（ＣＨ２Ｏ）ｎ，但仅从通式上并不能判断某分子是否就是糖，即：符合通式的不
一定是糖，如ＣＨ３ＣＯＯＨ（乙酸），ＣＨ２Ｏ（甲醛），Ｃ３Ｈ６Ｏ３（乳酸）；是糖的不一定都符合通式，如 Ｃ５Ｈ１０Ｏ４
（脱氧核糖），Ｃ６Ｈ１２Ｏ５（鼠李糖）。
糖类可以定义为：多羟基醛；多羟基酮；多羟基醛或多羟基酮的衍生物；可以水解为多羟基醛或多
羟基酮或它们的衍生物的物质。
２．单糖（ｍｏｎｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ）不能水解为其他糖的糖，按碳原子数分为：丙糖（甘油醛）；丁糖（赤藓
糖）；戊糖（木酮糖、核酮糖、核糖、脱氧核糖等）；己糖（葡萄糖、果糖、半乳糖等）等。
３．寡糖（ｏｌｉｇｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ）可以水解为几个至十几个单糖的糖，一般包括：
二糖（ｄｉｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ）蔗糖、麦芽糖、乳糖；三糖（ｔｒｉｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ）棉籽糖和其他寡糖。
４．多糖（ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ）可水解为多个单糖或其衍生物的糖，包括：同多糖（ｈｏｍｏｇｌｙｃａｎｓ，ｈｏｍｏｐｏ
—８—
《生物化学》考点精讲
ｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ）水解为同一单糖的高分子聚合物，淀粉、糖元、纤维素、几丁质、糖苷等。异多糖（ｈｅｔｅｒｏ
ｇｌｙｃａｎｓ，ｈｅｔｅｒｏｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ）水解产物不止一种单糖或单糖衍生物，透明质酸、肝素、硫酸软骨素、硫
酸皮肤素等。
５．糖的衍生物 指糖的氧化产物、还原产物、氨基取代物及糖苷化合物等，如，Ｄ－氨基葡萄糖、Ｎ－
乙酰氨基葡萄糖、糖的硫酸酯等；
６．多糖复合物（ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓｃｏｍｐｌｅｘ）糖与脂、蛋白等共价相连组成蛋白多糖（ｐｒｏｔｅｉｎｐｏｌｙｓａｃ
ｃｈａｒｉｄｅｓ）、糖蛋白（ｇｌｙｃａｎｐｒｏｔｅｉｎｓ）、糖脂（ｇｌｙｃａｎｌｉｐｉｄｓ）。
７．旋光异构
葡萄糖及绝大多数糖都有使平面偏振光发生偏转的能力，即糖的旋光性，是因为糖都具有手性
碳。糖的旋光性和旋光度由糖分子中的所有手性碳上的羟基方向所决定。糖的旋光性以右旋（以 ｄ
或＋表示）或左旋（以ｌ或－表示）。
８．构型是指一个分子由于其各原子特有的空间排列而使该分子具有特定的立体化学结构。当一
个物质由一种构型转变为另一种构型时，要求有共价键的断裂或重新形成。表明一个物质应有其特
定的构型。
对映体结构的示意图
糖的构型与旋光性之间不一定相对应，即 Ｄ型不一定代表右旋、Ｌ型也不一定代表左旋，因为两
者的规定性不同。对于葡萄糖来说，Ｄ型正好是右旋，即 Ｄ－（＋）－Ｇｌｃ、Ｌ型也正好是左旋，即 Ｌ－
（－）－Ｇｌｃ。天然葡萄糖为右旋，属于Ｄ型。
—９—
９．构象指一个分子中，不改变共价键结构，仅靠单键的旋转或扭曲而改变分子中基团在空间的排
—０１—
《生物化学》考点精讲
布位置，而产生不同的排列方式。根据Ｘ－射线晶体分析，葡萄糖吡喃环与环己烷的椅式结构相似，ｂ
－葡萄糖的可能构象有２种椅式（Ａ，Ｂ）和６种船式，主要是Ａ椅式。
１０．重要的单糖
１１．一些单糖及其衍生物的缩写
１２．糖苷是以酚类，固醇类，含氮碱等为配基的单糖或寡糖衍生物，大多有苦味或香气，不少有毒，
但少量使用有药理作用．
１３．寡糖 ：
常见的二糖：有乳糖、蔗糖、麦芽糖、纤维二糖、海藻糖、龙胆二糖等。
１４．环糊精：环糊精由６、７或８个葡萄糖单位通过α－１，４糖苷键连接成环状。环糊精形成轮胎
状结构，内侧疏水，外侧亲水，可以使疏水物质形成水溶性的包含络合物，增加被包含物质的稳定性。
因此在医药、食品、化工等领域被用作稳定剂、抗氧化剂、抗光解剂、乳化剂和增溶剂。
１５．多糖（Ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ）
由许多单糖或单糖衍生物聚合而成，缩合时单糖分子以糖苷键相连，一般无甜味、无还原性、酸或
—１１—
酶的作用下可水解为双糖、寡糖或多糖，重要的有淀粉、糖元、纤维素、几丁质、粘多糖等。可分为同多
糖和杂多糖。
１６．同多糖ｈｏｍｏｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ　 多糖中的单糖单位为同种单糖。如淀粉，纤维素、糖原（ｇｌｙｃｏ
ｇｅｎ）、右旋糖苷（ｄｅｘｔｒａｎ）、纤维素（ｃｅｌｕｌｏｓｅ）、壳多糖（ｃｈｉｔｉｎ）等。
１７．ｈｅｔｅｒｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ　杂多糖，异多糖。如
１８．糖原：有动物淀粉之称，细菌细胞中也有存在，动物组织内主要的贮藏多糖。肝脏、肌肉中含
量多，分别称为肝糖元、肌糖元。结构与支链淀粉相似，但分支长度较短，一般由８－１２个 Ｇｌｃ残基组
成，分支多，分子量高达１０６－１０８。与ＫＩ－Ｉ２呈红褐色或棕红色。水解终产物是葡萄糖。
１９、纤维素（Ｃｅｌｕｌｏｓｅ）自然界中分布最广的糖，以纤维二糖（ｃｅｌｏｂｉｏｓｅ）为基本单位缩合而成，纤
维状、僵硬、不溶于水的分子，分子不分支，约由１００００－１５０００个ｂ－Ｄ－Ｇｌｃ残基组成。水解需高温、
高压和酸，人体消化酶不能水解纤维素，食草动物利用肠道寄生菌分泌的纤维素酶（ｃｅｌｕｌａｓｅ）将部分
纤维素水解为葡萄糖。
２０．右旋糖酐（ｄｅｘｔｒａｎ）
利用微生物制造的右旋糖酐，是由许多Ｇｌｃ通过ａα－１，６、ａ－１，４、ａ－１，３糖苷键组成的多糖，相
对分子质量平均在７５０００左右的为高分子右旋糖酐。
高分子右旋糖酐是一种血浆代用品，用于提高血浆胶体渗透压，能将组织的水分渗透到血中，维
持血容量，临床用于出血性休克和创伤性休克。
相对分子质量在２００００－４００００的为低分子量右旋糖酐，主要用于降低血液粘滞度，防止血栓形
成，并有助改善微循环，兼有利尿作用。
右旋糖酐在交联剂３－氯－１，２－环氧丙烷作用下交联成网状结构，形成颗粒状的层析填料，商品
名为Ｓｐｈａｄｅｘ，曾广泛地用于蛋白质和糖类的分离脱盐。
２１．几丁质（壳多糖，Ｃｈｉｔｉｎ）存在于节肢动物、昆虫、甲壳类动物外骨骼及真菌细胞壁，地球上仅次
于纤维素的第二大类糖。由Ｎ－乙酰－Ｄ－葡萄糖胺以ｂβ（１－４）糖苷键缩合而成，分子线状不分支。
—２１—
《生物化学》考点精讲
几丁多糖的应用：良好的絮凝剂；络合阴离子；降胆固醇；去毒素；人造皮肤；食品及饮料加工；药
品和化妆品制造等。
２２．果胶物质（ｐｅｃｔｉｃｓｕｂｓｔａｎｃｅ）植物细胞壁的基质多糖，可由植物材料经乙醇－苯脱脂，亚氯酸去
木质素后，用螯合剂如草酸铵水溶液提取获得。果胶物质通常由聚半乳糖醛酸或聚鼠李糖半乳糖醛
酸构成主链，阿拉伯聚糖、半乳聚糖和阿拉伯半乳聚糖等构成侧链；羧基的甲基化大于４５％称高甲氧
基果胶，小于４５％称低甲氧基果胶，羧基大部分被甲基化的为果胶酯酸，与纤维素半纤维素等结合成
水不溶的原果胶，经稀酸或果胶酶（聚半乳糖醛酸酶）去甲基化后，水溶性增强，果实变软。可用于食
品加工。控制果胶酶可延长果品蔬菜的保藏期。
２３．半纤维素（ｈｅｍｉｃｅｌｕｌｏｓｅ）碱溶性的植物细胞壁多糖，是木聚糖、葡甘露聚糖、半乳葡甘露聚糖、
木葡聚糖的总称。常有侧链和修饰基团。木质素是酚类形成的聚合物，不属于糖类。
２４．琼脂（ａｇａｒ）从石花菜等海藻中提取的多糖混合物，主要成分琼脂糖是由Ｄ－吡喃半乳糖和３，
６－脱水－Ｌ－吡喃半乳糖交替组成的线形链。琼脂可用于食品工业，琼脂胶的糖基不同程度地被硫
酸基、甲氧基、丙酮酸等修饰。琼脂糖可形成左手双螺旋，再聚集成束，形成刚性的交联凝胶网，可用
做电泳和层析的支持物。
２５．其他杂多糖 角叉聚糖、褐藻酸（固定化酶；人造海蜇）、树胶等主要在食品、制药、印染等领域
用作黏合剂、增稠剂、悬浮剂和成型剂。
２６．凝集素（ｌｅｃｔｉｎ）凝集素可定义为能与糖类专一性非共价结合，并能够凝集细胞和沉淀寡糖及
其复合物的非抗体蛋白质或糖蛋白。
（凝集素可分为很多类，（植物凝集素，动物凝集素、微生物凝集素）豆类根瘤菌与宿主之间的选择
性是由凝集素介导的。微生物对宿主的感染也是由凝集素介导的，细菌凝集素存在于细菌表面的菌
毛上，与靶细胞的黏着具有物种和器官的专一性。动物凝集素的结构复杂，种类繁多，与炎症、肿瘤转
移、血栓形成等有关。）
三、细菌细胞壁的化学组成
１．革兰氏阳性菌的细胞壁由多层网状的肽聚糖和磷壁酸组成，革兰氏阴性菌的细胞壁由单层肽
聚糖和脂双层外膜构成，不含磷壁酸，后者含有脂多糖、脂蛋白、膜孔蛋白和磷脂。
２．革兰氏阳性菌的细胞壁由多层肽聚糖与磷壁酸组成，肽聚糖二糖四肽重复单位的四肽侧链之
间由１－５个氨基酸组成的肽交联桥连接
３．肽聚糖是由二糖四肽重复单位连接成的网状的囊形结构。也可看成壳多糖的单糖残基交替地
被乳酸取代，并通过它连接四肽形成的网状结构。
—３１—
４．磷壁酸：革兰氏阳性菌的磷壁酸主链由醇和磷酸交替排列而成，可分为核糖醇磷壁酸和甘油磷壁
酸。跨过肽聚糖连接于质膜寡糖基的称脂磷壁酸，与肽聚糖的 Ｎ－乙酰胞壁酸连接的称壁磷壁酸，与
细胞的生长和抗原性有关。
５．脂多糖（ｌｉｐｏｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ）：是构成革兰氏阴性菌细胞壁外膜外表面的主要物质，是其内毒性
的重要原因。包含两个部分。脂质Ａ：和杂多糖共价结合而成。杂多糖又可以分为核心寡糖和Ｏ－特
异链。
脂质Ａ：两分子Ｄ－葡糖氨通过糖苷键连接的二糖单位重复而成，二糖单位两端端Ｃ１和Ｃ４各有
一个磷酸基，重复单位通过Ｃ１和Ｃ４间的焦磷酸桥连接；二糖单位的其他碳位被脂肪酸酯化。
核心寡糖（ｃｏｒｅｏｌｉｇｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅ）：通过酸性八碳糖（ＫＤＯ）连接于脂质Ａ，酸性八碳糖内核心的非还
原端通过中性七碳糖与中性糖构成的外核心相连，核心寡糖可作为噬菌体的受体，还与细菌的抗原性
有关。
Ｏ－特异链（Ｏ－ｓｐｅｃｉｆｉｃｃｈａｉｎ）：是脂多糖的最外层部分，由聚合度不同的寡糖单位构成，具有抗
原性，故可称为 Ｏ－抗原，含有 Ｏ－特异链脂多糖的细菌在琼脂板上可长成光滑菌落，称作 Ｓ－型细
菌，一般有致病性。
—４１—
王镜岩《生物化学》考点精讲
五、糖蛋白及其生物学功能
１．糖蛋白：糖链作为蛋白质的辅基的一类蛋白质。（糖链较短，一般小于１５个单糖单位，称寡糖
连或聚糖链；许多膜蛋白和分泌蛋白都是糖蛋白，糖成分的含量在１％－８０％之间变动。）
２．糖胺聚糖：（ｇｌｙｃｏｓａｍｉｎｏｇｌｙｃａｎ，ＧＡＧ）：是胞外基质的重要成分，由己糖醛酸和己糖胺重复二糖
单位构成，二糖单位常被带负电荷的羧基或硫酸基修饰，因此呈酸性。（糖胺聚糖的主要作用有：保
持结缔组织的水分；调节阳离子在组织中的分布；对关节的保护和润滑作用；促进创伤愈合的作用。糖
胺聚糖主要有透明质酸、硫酸软骨素、硫酸角质素、肝素等。）
３．蛋白聚糖（ｐｒｏｔｅｏｇｌｙｃａｎ，ＰＧ）：一类特殊的糖蛋白，由一条或多条糖胺聚糖和一个核心蛋白共价
连接而成，糖的含量高于蛋白质，糖部分主要是不分支的糖胺聚糖，存在于细胞外基质、细胞表面及细
胞内的分泌颗粒中。
４．糖链可因残基的种类、数量、连接方式、构型不同而形成不同的结构，其种类数可构成天文学数
字，由４种不同的单糖可形成３６８６４种不同的４聚糖异构体。
５．糖肽连键的类型
Ｎ－糖肽键：
即β－构型的Ｎ－乙酰葡糖胺异头碳与天冬酰胺的γ－酰胺Ｎ原子形成的糖苷键，在血浆蛋白和
糖蛋白中分布广泛．
Ｏ－糖肽键：即单糖的异头碳与羟基氨基酸的羟基氧原子形成的共价键。包括：
乙酰半乳糖胺与丝氨酸或苏氨酸形成的糖肽键，主要存在于黏液蛋白和某些球蛋白。
半乳糖胺与羟赖氨酸形成的糖肽键，主要存在于胶原蛋白。
呋喃阿拉伯糖与羟脯氨酸形成的糖肽键，主要存在于植物，包括细胞壁的伸展蛋白和凝集素等。
６．糖蛋白的生物学作用
Ａ．促进新生肽链的正确折叠：
基因定点突变法获得的一些去糖基化糖蛋白不能正常折叠，也不能形成正常的聚合体，基因工程
中真核细胞表达的糖蛋白因含有糖链而不发生聚集，可分泌到胞外，原核生物的表达产物不能糖基化
而聚集成包含体。
Ｂ．促进分泌蛋白的分泌及其稳定性。
Ｃ．参与分子识别和细胞识别。
如 血浆中老蛋白质的清除：不少血清糖蛋白含有以唾液酸残基为末端的Ｎ－糖链糖蛋白，当末端
的唾液酸残基被血管壁上的唾液酸酶切除，暴露出半乳糖残基后，可被肝细胞膜上的受体识别，通过
胞吞被肝细胞内溶酶体降解。末端唾液酸残基被切除的速率与蛋白质本身结构有关，决定着蛋白质
的寿命。
精子和卵子的识别：哺乳动物卵子外层的糖蛋白透明带上的糖链能与精子表面的凝集素受体识
别，引发精子头部的顶体释放蛋白酶和透明质酸酶使透明带水解，精子核进入卵内。
糖链与细胞黏着：组织中细胞与细胞之间充满由糖蛋白、蛋白聚糖和透明质酸组成的胞外基质
（ｅｘｔｒａｃｅｌｕｌａｒｍａｔｒｉｘ，ＥＣＭ），细胞交织在网状基质中，细胞与细胞，细胞与基质之间的黏着靠黏着蛋白
或细胞黏着分子（ｃｅｌａｄｈｅｓｉｏｎｍｏｌｅｃｕｌｅ），黏着蛋白多数是含 Ｎ－糖链的糖蛋白。淋巴细胞归巢有相
—５１—
似的机制，肿瘤细胞的转移和归巢与黏着蛋白介导的黏着行为有关．
Ｄ．糖链与糖蛋白的生物活性
有些酶是糖蛋白，糖基对酶的活性的影响因酶而异。
一些蛋白类激素如促卵泡激素（ＦＳＨ）、促黄体激素（ＬＨ）、促甲状腺激素（ＴＳＨ）、红细胞生成素
（ＥＰＯ）等均为糖蛋白，糖蛋白糖链对激素的活性及寿命的影响因激素而异。
ＩｇＧ是含糖链的蛋白，糖链缺失可以引起相关的自身免疫病。
Ｅ．糖链与血型物质
红细胞表面的血型抗原称凝集原；血清中含有的凝集原的抗体称凝集素，而凝集原的基因凝集
原的血型决定族是寡糖，血型基因是一些专一性糖基转移酶。
７．糖胺聚糖和蛋白聚糖
糖胺聚糖（ｇｌｙｃｏｓａｍｉｎｏｇｌｙｃａｎ，ＧＡＧ）：是胞外基质的重要成分，由己糖醛酸和己糖胺重复二糖单位
构成，二糖单位常被带负电荷的羧基或硫酸基修饰，因此呈酸性。
糖胺聚糖的生物学作用有：保持结缔组织的水分；调节阳离子在组织中的分布；对关节的保护和
润滑作用；促进创伤愈合的作用。
糖胺聚糖主要有透明质酸、硫酸软骨素、硫酸角质素、肝素等。
８．蛋白聚糖（ｐｒｏｔｅｏｇｌｙｃａｎ，ＰＧ）由一条或多条糖胺聚糖和一个核心蛋白共价连接而成，糖的含量
高于蛋白质，糖部分主要是不分支的糖胺聚糖，存在于细胞外基质、细胞表面及细胞内的分泌颗粒中。
大分子聚集型胞外基质蛋白聚糖：存在于胞外基质，主要存在于软骨，
小分子富含亮氨酸胞外基质蛋白聚糖：主要存在于胞外基质，分子较小．
跨膜胞内蛋白聚糖：存在于细胞膜或细胞内，种类繁多，结构和功能各异。
—６１—
王镜岩《生物化学》考点精讲
六、糖链结构分析及与糖相关的反应
１．糖链结构分析的一般步骤
用分离蛋白质的方法纯化糖蛋白；
用酶法或化学法断裂糖苷键，释放聚糖；
用层析法分离聚糖，常用配有脉冲电流检测器的高效阴离子交换色谱（ｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｉｏｎｅｘ
ｃｈａｎｇｅｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ－ｐｕｌｓｅｄａｍｐｅｒｏｍｅｔｒｉｃｄｅｔｅｃｔｏｒ，ＨＰＡＥＣ－ＰＡＤ）或亲和色谱分离寡糖；
用超离心、电泳、高效凝胶渗透层析等方法鉴定聚糖纯度；
用蒸汽压法、渗透压法、端基法、质谱法等方法测定相对分子质量；
用酸或无水甲醇分解聚糖，用色谱法鉴定单糖种类；
用多种方法部分分解聚糖，分别用质谱法等方法测序，推断拼接出聚糖序列。
２．用于糖链结构测定的一些方法
１．用高碘酸氧化和Ｓｍｉｔｈ降解，不同的糖苷键位置产生不同的降解产物，降解产物可用气液色谱
或薄层色谱鉴定；（高碘酸可以选择性地氧化和断裂糖分子中连二羟基或连三羟基处，生成相应的多
糖醛、甲醛或甲酸。反应定量地进行，每开裂—个Ｃ－Ｃ键消耗一分子高碘酸。通过测定高碘酸消耗
量及甲酸的释放量，可以判断多糖分子中糖苷键的位置、类型、多糖的分枝数目和取代情况等。高碘
酸及其盐可以定量地氧化断裂邻二羟基、α－羟基醛等的碳－碳键，生成相应的羰基化合物，顺式邻二
羟基化合物比反式的氧化速度快。Ｓｍｉｔｈ降解是将高碘酸氧化产物用硼氢化合物（如硼氢化钾或硼氢
化钠）还原成稳定的多羟基化合物。然后进行适度的酸水解，用纸层析鉴定水解产物，由水解产物可
以推断多糖各组分的连接方式及次序）
２．将糖链的自由羟基甲基化，再水解，还原，乙酰化，得到的混合物用薄层色谱或气谱 －质谱联用
进行定性定量分析，确定糖基的连接位置；
３．综合使用外切糖苷酶和内切糖苷酶推断寡糖序列；
４．用红外光谱、拉曼光谱或质谱法（快速原子轰击质谱，ＦＡＢ－ＭＳ）分析糖链结构。
—７１—
考
七、葡萄糖及一些重要寡糖多糖的重要理化性质　
１．葡萄糖环状结构的证据
Ａ．Ｓｃｈｉｆ化反应不灵敏，不能使被Ｈ２ＳＯ３漂白的品红转呈红色；
Ｂ．不能与ＮａＨＳＯ３起加成反应
Ｃ．葡萄糖水溶液有变旋现象
醛糖的Ｃ１或酮糖的Ｃ２能产生ａ－和ｂ－一对差向异构体，在水溶液中很快互相转变为混合物，即
溶解过程会发生旋光度的改变，即为变旋现象，这是ａ和ｂ异头物自发互变所导致的。新配制的葡萄
糖［ａ］Ｄ２０＝＋１１２°，平衡时为＋５２．７°。ａ型约占３６．２％、ｂ型约占６３．８％、而醛式直链的比例极低，因
此对Ｓｃｈｉｆ反应不灵敏，但某些依赖于醛式分子的反应，如加成、氧化等则可通过平衡移动完成。
另外：葡萄糖与醛不一样，不能与２分子醇作用而只能与１分子醇反应，不生成缩醛（ａｃｅｔａｌｓ），仅
生成半缩醛（ｓｅｍｉａｃｅｔａｌｓ），意味着分子中已有半缩醛基存在。
—８１—
王镜岩《生物化学》考点精讲
２．单糖的链状结构
单糖链状结构的的证据：
Ａ．葡萄糖可与Ｆｅｈｌｉｎｇ试剂或其他醛试剂反应Ｔ醛基
Ｂ．葡萄糖与乙酸酐结合，产生有５个乙酰基的衍生物Ｔ５个羟基存在
Ｃ．葡萄糖与钠汞齐（Ｎａ、Ｈｇ的合金）作用，被还原为一种具有６个羟基的山梨醇（Ｓｏｒｂｉｔｏｌ，ｇｌｏｃｉ
ｔｏｌ），后者是一个６Ｃ构成的直链醇。
证明葡萄糖的结构是六个碳连成直链的分子。
３．单糖的化学性质
单糖的化学性质主要体现在多羟基醛、或多羟基酮的化学结构特征上，具有一切羟基及多羟基的
反应，如氧化、酯化、缩醛反应；也有醛基或羰基的反应；同时还有基团间相互影响而产生的一些特殊
的反应。
４．糖的还原性主要体现在其醛基上，所以无醛基的糖不表现出明显的还原性，果糖在碱性溶液中
可以异构化形成醛糖而具有还原性。麦芽糖有游离的半缩醛羟基，所以具有还原性，而蔗糖是由一分
子Ｄ－Ｇｌｃ和一分子Ｄ－Ｆｒｕ组成，既是葡萄糖苷，又是果糖苷，结构为：ａ－Ｄ－Ｇｌｃ－ｂ－Ｄ－Ｆｒｕ［ｂβ－
１，２］，不能还原Ｔｏｌｅｎｓ或Ｆｅｈｌｉｎｇ试剂（无还原性）；多糖具有多个非还原端，一个还原端，讲解时一般
从非还原端开始降解（很多酶的作用特点）。
５．淀粉的显色特性：
淀粉—红糊精－无色糊精－麦芽糖－葡萄糖
八、真题讲解
１．构象（广东海洋大学，２００７）：构象指一个分子中，不改变共价键结构，仅靠单键的旋转或扭曲而
改变分子中基团在空间的排布位置，而产生不同的排列方式。根据 Ｘ－射线晶体分析，葡萄糖吡喃环
与环己烷的椅式结构相似，葡萄糖的可能构象有２种椅式（Ａ，Ｂ）和６种船式，主要是Ａ椅式。
２．淀粉和纤维素都是有葡萄糖组成的？为什么人只能消化淀粉而同为辅乳动物的牛羊等食草动
物却能以纤维素为食？（广东海洋大学２００９）
淀粉α１，４糖苷键，纤维素β１，４糖苷键，哺乳动物缺乏分解纤维素的酶，所以人只能……，食草动物
肠道细菌可分泌……
３．变旋性　新配置的溶液的旋光度会发生改变的现象称作，实质是由于分子的立体结构发生变
化的原因。
４．淀粉有还原性。（判断正误）
５．果胶为同聚多糖。（判断正误）
６．肝素属于糖胺聚糖（判断正误）（糖胺聚糖主要有透明质酸、硫酸软骨素、硫酸角质素、肝素等。
不同种类单糖残基连接键、硫酸基的位置及数目不一样）
７．直链淀粉是由 通过 糖苷键连接而成的大分子。
８．蔗糖没有还原性而麦芽糖有还原性，果糖没有还原性（判断正误）。（青岛科技大学，２０１２））
９．血型是由糖酯的特性决定的（判断正误）。
１０．细胞膜上的糖蛋白，其糖基均位于膜外一侧（？）
—９１—
１１．蛋白质糖基化位点一般是羟基氨基酸或酰胺氨基酸残基（　　　　）
１２．麦芽糖是由两个葡萄糖分子缩合、失水形成的，其糖苷键类型为α（１→４），麦芽糖分子内有一
个游离的半缩醛羟基，具有还原性。
１３．支链淀粉是由葡萄糖通过共价键结合而来，存在的两种糖苷键分别是 和
。
１４．糖原分解过程中磷酸化酶催化磷酸解的键是（　）
Ａ．α－１，６－糖苷键　　 Ｂ．β－１，６－糖苷键 　　 Ｃ．α－１，４－糖苷键　　 Ｄ．β－１，４－糖苷键
１５．下列多糖中属于杂多糖的是（昆明理工大学２０１０）
Ａ．壳多糖； Ｂ．琼脂； Ｃ．淀粉； Ｄ．果胶。
１６．ＡＢＯ血型决定簇抗原是红细胞表面的 （中国科技大学，２０１０）
１７．Ｏ－糖肽键：即单糖的异头碳与羟基氨基酸的羟基氧原子形成的共价键。
１８．１．Ｎ－糖肽键 β－构型的Ｎ－乙酰葡糖胺异头碳与天冬酰胺的 γ－酰胺 Ｎ原子形成的糖苷
键，在血浆蛋白和糖蛋白中分布广泛．
１９．异头物：单糖形成环状结构时，原来的羰基转变成羟基时形成的两种不同构型（α或 β）的同
分异构体。异头物是指在羰基（ｃａｒｂｏｎｙｌ）碳原子上的构型彼此不同的单糖同分异构体形式。Ｄ－ｇｌｕ
ｃｏｓｅ的α－和β－型即是一对异头物．它们是非对映异构体。（中国科学院研究生院２０１２）
２０．下列有关糖苷性质的叙述正确的是（中国科学院研究生院２０１２）
Ａ．在稀盐酸中稳定 Ｂ．在稀ＮａＯＨ溶液中稳定
Ｃ．糖苷都是还原性糖 Ｄ．无旋光性
２１．下列糖不具有变旋现象的是（中国科学院研究生院２０１２）
Ａ．果糖 Ｂ．乳糖 Ｃ．淀粉 Ｄ．半乳糖
２２．蔗糖是由一分子Ｄ－葡萄糖和一分子（Ｄ－果糖）组成。（中国科学院研究生院２０１２）
２３．淀粉遇碘呈蓝色，糖原遇碘呈紫色。（　）（中国科学院研究生院２０１２）
２４．下列糖分子中那一对互为差向异构体（　）
Ａ．Ｄ－葡萄糖和Ｄ－葡糖胺 Ｂ．Ｄ－葡萄糖和Ｄ－甘露糖
Ｃ．Ｄ－乳糖和Ｄ－蔗糖 Ｄ．Ｌ－甘露糖和Ｌ－果糖
２５、下列不属于同多糖的是（　）
Ａ．淀粉 Ｂ．糖原 Ｃ．纤维素 Ｄ．半纤维素
２６．糖蛋白上的寡糖链有何功能（中山大学，２００５）
—０２—
王镜岩《生物化学》考点精讲
第二章　脂类与生物膜
知识要点
１．掌握脂的定义、分类和生物学作用；脂防酸的命名；必须脂肪酸基本概念和种类；常见脂肪酸的
结构；脂肪的基本性质；生物膜的基本结构与功能。
２．熟悉脂肪酸的命名，常见脂肪酸的书写方式和命名规则；磷脂的生物学功能和常见磷脂的结构
特点；常见糖脂、萜类、固醇的结构与功能；脂蛋白的分类与功能；脂质的提取、分离和制备方法。
３．熟悉脂质过氧化的化学过程；脂质过氧化对机体的损伤；抗氧化剂保护机制；了解鞘磷脂的结
构特点和生物学功能。
４．具备研究脂类及其衍生物、生物膜结构与功能的基本素质和能力。
一、脂质的定义及其生物学作用
１．脂质的定义：脂质是低溶于水，高溶于非极性溶剂的有机分子。（化学结构的多样性）
２．脂质的分类：单纯脂质：主要有甘油三酯和蜡；复合脂质：主要有磷脂和糖脂；衍生脂质：主要有
取代烃，固醇类，萜和其他脂质。
３．脂质的生物学作用：．贮存能量；构成体质；生物活性物质。
二、脂肪酸
１．脂肪酸的种类：其中棕榈酸（１６：０）、硬脂酸（１８：０）、棕榈油酸（１６：１，△９）、油酸（１８：１，△９）、
芥子酸（２２：１，△１３）、亚油酸（１８：２）、α－亚麻酸（１８：３，△９，１２，１５）、γ－亚麻酸（１８：３，△６，９，１２）、花生四
稀酸（１８：３，△５，８，１１，１４）、ＥＰＡ（２０：５，△５，８，１１，１４，１７）和ＤＨＡ（２２：６，△４，７，１０，１３，１６，１９）等较重要。
（天然脂肪酸的双键多为顺式，少数为反式）
２．必须多不饱和脂肪酸（ＰＵＦＡ）：亚油酸是ω－６家族 ＰＵＦＡ的原初成员，也是二十碳烷化合物
的前体，α－亚麻酸是ω－３家族ＰＵＦＡ的原初成员，ω－６家族ＰＵＦＡ可降低血清胆固醇，ω－３家族
ＰＵＦＡ可显著降低血清甘油三酯，防治神经、视觉和心脏疾病，人类可能缺乏 ω－３家族 ＰＵＦＡ。ＥＰＡ
（２０碳五稀酸）和ＤＨＡ（２２碳六稀酸）有保健价值。
类二十碳烷
类二十碳烷是由２０碳ＰＵＦＡ衍生而成的，包括前列腺素、凝血烷和白三烯等，合成的前体主要是
花生四烯酸。
前列腺素存在广泛，种类较多，不同的前列腺素或同一前列腺素作用于不同的细胞，产生不同的
生理效应，如升高体温，促进炎症，控制跨膜转运，调整突触传递，诱导睡眠，扩张血管等。
凝血烷最早从血小板分离获得，能引起动脉收缩，诱发血小板聚集，促进血拴形成。
白三烯最早从白细胞分离获得，能促进趋化性，炎症和变态反应。
—１２—
阿司匹林消炎、镇痛、退热的原因是抑制前列腺素的合成，也抑制凝血烷合成，因而有抗凝血作
用。
（手性基团Ｒ，Ｓ构型判断法最小基团在竖线上时，如果其它基团由大到小是顺时针，就是Ｒ，逆时
针就是Ｓ；如果最小基团在横线上，其它基团由大到小是顺时针，就是 Ｓ，逆时针就是 Ｒ。甘油取代物
的构型 ：以手性碳原子为中心，Ｓ（反时针）－原羟甲基（增加该基团优先性时，手性原中心为 Ｓ－构
型）为１位，Ｒ（顺时针）－原羟甲基（增加该基团优先性时，手性原中心为Ｒ－构型）为３位，称作立体
专一编号系统（ｓｎ－系统，把与手性碳原子相连的四个原子或基团，，。，按照取代基的次序规则确定先
后顺序，如在排列最后的原子或原子团“”的对面去观察其余三个基团的排列顺序，从最优先的基团到
第二优先的基团到第三优先的基团即，如果它们是按顺时针方向排列，那么这个构型称为型，如果它
们逆时针方向排列，那么这个构型称为型如）。
三、三酰甘油和蜡
１．三酰甘油能在酸、碱或酶作用下水解成脂肪酸和甘油，碱水解称作皂化，皂化１ｇ油脂所需的
ＫＯＨｍｇ数称作皂化价；
２．油脂中的双键氢化可制造人造黄油；油脂中的双键还可与碘反应，１００ｇ油脂所能吸收的碘的
克数称作碘值；
３．油脂中的羟基可被乙酰化，中和１ｇ油脂中乙酰基释放的乙酸所需的ＫＯＨｍｇ数称作乙酰价；
４．油脂自动氧化生成挥发性醛、酮、酸称作酸败，中和１ｇ油脂中游离脂肪酸所需的ＫＯＨｍｇ数称
作酸价；
５．蜡是长链脂肪酸和长链一元醇或固醇形成的酯，天然蜡是多种蜡酯的混合物。（蜡分子含一个
很弱的极性头和一个非极性尾，因此完全不溶于水，蜡的硬度由烃链的长度和饱和度决定。
四、脂质过氧化作用
１．自由基：含有奇数价电子并因此在一个轨道上有一个未成对电子的原子或原子团，反应活性极
高。（包括：普通氧，超氧阴离子，羟自由基，过氧化氢、单线态氧等）
２．自由基链式反应：有少数自由基诱导产生反应，反应过程可以产生更多的自由基，使反应加速，
最终完成反应。包括引发、增长、终止三个阶段。（反应性足够强的起始自由基抽去脂质分子的氢原
子，或高能辐射使脂质分子均裂，可生成起始脂质自由基。增长：起始脂质自由基通过加成、抽氢、断裂
等一种或几种方式生成更多的脂质自由基，这种反应反复进行，即成为链式反应。终止：两个自由基
之间可发生偶联或歧化反应，消除自由基，使链式反应终止。）
３．脂质过氧化：即脂质的自动氧化，或者多不饱和脂肪酸的或脂质的氧化变质。（
．脂质过氧化导致生物膜功能异常、动脉粥样硬化、衰老，使脂褐素含量增加、ＤＮＡ损伤等，抗氧
化剂或自由基清除剂可以抑制脂质过氧化的发生，常见的抗氧化剂：超氧化物歧化酶（ｓｕｐｅｒｏｘｉｄｅｄｉｓ
ｍｕｔａｓｅ，ＳＯＤ）、：、过氧化氢酶（ｃａｔａｌａｓｅ）、谷胱甘肽过氧化物酶（ｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ，ＧＳＨ－ＰＸ）、维
生素Ｅ、某些中药活性成分：如黄酮类和某些苷类化合物、人工合成的抗氧化剂。
—２２—
王镜岩《生物化学》考点精讲
五、磷脂
包括甘油磷脂和鞘磷脂两类
１．甘油磷脂是由ｓｎ－甘油－３－磷酸衍生而来的，甘油骨架的Ｃ１和Ｃ２被脂肪酸酯化，胆碱、乙醇
胺、丝氨酸、肌醇、甘油、磷脂磷脂酰甘油等极性头与磷酸连接。（磷脂酰胆碱（卵磷脂），磷脂酰乙醇胺
（脑磷脂）等）
２．甘油磷脂属于两亲分子，在水中能形成双分子微囊，可构成生物膜。用碱或酶可水解成脂肪
酸、甘油和含氮碱，酶水解的一些中间物如溶血甘油磷脂是强表面活性剂，可使细胞膜溶解。
３．醚甘油磷脂：其甘油骨架ｓｎ－１位碳连接的是烃基而不是酰基。
—３２—
４．鞘磷脂：即鞘氨醇磷脂，在脑髓鞘和红细胞膜中含量丰富。由鞘氨醇、脂肪酸和磷脂酰胆碱组
成。
５．神经酰胺：脂肪酸通过酰胺键与鞘氨醇相连，即为神经酰胺。
６．鞘磷脂：即神经酰胺的１－位羟基被磷酰胆碱或磷酰乙醇胺酯化形成的化合物。
７．鞘糖脂　即神经酰胺的１－位羟基被糖基化形成的化合物，主要分两类：中性鞘糖脂：最先从脑
中获得，又称脑苷脂。糖基为半乳糖、葡萄糖等，其糖基在细胞表面，参与细胞识别。酸性鞘糖脂：糖基
被硫酸化的称硫酸鞘糖脂或硫苷脂；糖基含唾液酸的称唾液酸鞘糖脂，又称神经节苷脂，
—４２—
王镜岩《生物化学》考点精讲
六、萜类和固醇
１．类固醇：由环戊烷多氢菲为基础的化合物，分子为扁平状，平面上的取代基直立时较稳定，但也
有平伏状的。
２．胆固醇可转化为雄激素、雌激素、糖皮质激素、盐皮质激素和维生素 Ｄ。胆固醇在肝脏中可转
化为胆汁酸，能使油脂乳化，以促进吸收。
七、脂蛋白
１．血浆脂蛋白的分类：各类血浆脂蛋白的组成如表所示．
２．血浆脂蛋白的功能：
乳糜微粒由小肠上皮细胞合成，主要功能是从小肠转运三酰甘油、胆固醇及其它脂质到血浆和其
他组织；
ＶＬＤＬ在肝细胞的内质网中合成，主要功能是从肝脏运载内源性三酰甘油和胆固醇至各组织；
ＬＤＬ的主要功能是转运胆固醇至外围组织，并调节这些部位胆固醇的从头合成；
ＨＤＬ新生的前体形式在肝和小肠中合成，改型中吸收死细胞和其它脂蛋白，将胆固醇酯化后快速
往复地转送到ＶＬＤＬ或ＬＤＬ；
血浆中ＬＤＬ水平高而ＨＤＬ水平低的个体容易患心血管疾病。
八、生物膜的组成与结构
１．生物膜由蛋白质和极性脂质组成，少量的碳水化合物也是糖蛋白或糖脂的一部分。
２．所有生物膜拥有共同的基本特征：对多数极性分子或带电分子不通透，允许非极性分子通透；
约５－８ｎｍ厚，横切电镜照片近似三层结构。脂类与水相共存时会迅速形成一种脂双分子层结构而
避开水的作用，生物膜的厚度（电镜测定为５－８ｎｍ）是由３ｎｍ的脂双分子层和蛋白的厚度决定的，
所有证据都支持生物膜由脂双分子层构成。
—５２—
３．膜脂的多态性：膜流动的程度依赖于脂的组成及温度，低温下的运动相对较少，脂双分子层几
乎呈晶态（类晶体、半晶体）排列；温度升到一定高度时，运动增加，膜由晶态向液态转变。（虽然脂双
层结构的本身是稳定的，但单个的磷脂和固醇可在脂质平面内有很大的运动自由，它们的横向运动很
快，几秒之内单个脂分子就可环绕红细胞的一周。）
４．细胞与细胞的相互作用
５．膜结构的流动镶嵌模型（ＦｌｕｉｄＭｏｓａｉｃＭｏｄｅｌ）
—６２—
王镜岩《生物化学》考点精讲
生物膜中兼性的磷脂和固醇形成一个脂质双分子层，非极性部分相对构成双分子层的核心，极性
的头部朝外；脂质双分子层结构中，球状蛋白以非正规间隔埋于其中；另一些蛋白则伸出（突出）膜的
一面或另一面；还有一些蛋白跨越整个膜。蛋白质在脂双分子层中的方向是不对称的，表现为膜蛋白
功能的不对称。脂质与蛋白质之间构成一个流动的镶嵌结构。
６．生物膜结构的特征：膜组分不对成分布；膜流动性。
７．生物膜的功能：内外屏障；物质交换、细胞间通讯；（生物膜的形成对于生物的物质贮存及细胞
间的通讯起着关键作用。）
九、真题讲解：
（一）选择题
１．关于油脂的化学性质的叙述错误的为（　）
Ａ．油脂的皂化值大时说明所含脂肪酸分子小；
Ｂ．酸值低的油脂其质量也差；
Ｃ．向油脂中加入抗氧化剂是为了除去分子氧；
Ｄ．油脂的乙酰化值大时，其分子中所含的羟基也多；
Ｅ．氢化作用可防止油脂的酸败
２．关于甘油磷脂的叙述错误的为（　）
Ａ．在ｐＨ７时卵磷脂和脑磷脂以兼性离子状态存在；
Ｂ．用弱碱水解甘油磷脂可生成脂肪酸盐；
Ｃ．甘油磷脂可用丙酮提取；
Ｄ．将甘油磷脂置于水中，可形成微团结构；
Ｅ．甘油磷脂与鞘磷脂的主要差别在于所含醇基不同
３．神经节苷脂是一种（　）类型的物质
Ａ．脂蛋白； Ｂ．糖蛋白； Ｃ．糖脂； Ｄ．磷脂
４．前列腺素是一种（　）
Ａ．多肽激素； Ｂ．寡聚糖； Ｃ．环羟脂酸； Ｄ．氨基酸
—７２—
５．生物膜的主要成分是脂和蛋白质，他们主要通过（　）键相连。
Ａ．共价键； Ｂ．二硫键； Ｃ．氢键；
Ｄ．离子键； Ｅ．疏水作用
６．脂双层是许多物质的通透屏障，能自由通透的极性物质是
Ａ．水 Ｂ．相对分子量在５０以下
Ｃ．所有的极性物质 Ｄ．葡萄糖
７．肝脏合成的血浆脂蛋白主要有
Ａ．低密度脂蛋白 Ｂ．高密度脂蛋白
Ｃ．乳糜微粒 Ｄ．极低密度脂蛋白
８．下列哪种功能不是细胞膜所具有的
Ａ．信息传递， Ｂ．蛋白质合成 Ｃ．保护功能 Ｄ．能量转换
９．跨膜蛋白与膜脂在膜内结合部分的氨基酸残基
Ａ．大部分是酸性 Ｂ．大部分是碱性 Ｃ．大部分是疏水性 Ｄ．大部分是糖基化
１０．胆固醇含量最高的脂蛋白是：
Ａ．极低密度脂蛋白 Ｂ．低密度脂蛋白
Ｃ．中间密度脂蛋白 Ｄ．高密度脂蛋白
（二）填空题
１．血浆脂蛋白的脂质和蛋白质是以 作用方式结合的
３．膜蛋白跨膜区域有 水性侧链的 含量比较高，胶原蛋白中 氨基酸残基含量较
高。
４．生物膜的主要功能可归纳为：　　（８）　　、　　（９）　　、信息识别与传递。
５．神经节苷脂是一类含有—唾液酸 的鞘糖脂
（三）判断题
１．生物膜具有流动性，膜蛋白可以从脂双层的一层翻转到另一层。（　）
２．物质从高浓度一侧通过膜运输到低浓度一侧的过程被称为被动运输。（　）
３．生物膜是由极性脂和蛋白质通过非共价键形成的片状聚集体，膜脂和膜蛋白都可以自由地进
行侧向扩散和翻转扩散。
４．生物膜是由极性脂和蛋白质通过非共价键形成的片状聚集体，膜脂和膜蛋白都可以自由地进
行侧向扩散和翻转扩散。（　）
５．胰蛋白酶只断裂赖氨酸和酪氨酸残基参与形成的肽键（　）。
６．各类生物膜的极性脂均为磷脂、糖脂和胆固醇。（　）
７．脂肪酸的碳链愈长，脂肪酸的溶解度愈大
８．自然界中的单不饱和脂肪酸的双键的位置一般在第９－１０碳原子之间。
９．生物膜的基本结构是以脂肪为主的脂双层结构。
—８２—
王镜岩《生物化学》考点精讲
１０．水刻意透过脂双层膜，而质子却不能任意通透脂双层膜。
（四）问答题
１．生物膜受到机械破坏后，为什么会很快的自动进行自我封合？
２．细胞膜主要有磷脂、胆固醇、蛋白质等组成，心血管疾病的产生与细胞膜的构成有关。
（１）请简单解释磷脂中的脂肪酸结构与细胞膜的流动性有何关系？胆固醇的含量、结构与心血管
疾病有何关系？
（２）细胞膜的主要功能是生物物质的转运，请问，主动转运有哪些特点？
（３）请简单解释细胞膜的不对成性。
３．载脂蛋白有哪些作用？
—９２—
第三章　蛋白质生物化学
第一讲　 氨基酸
１．掌握蛋白质中常见氨基酸的结构特点、分类方法，熟记２０种氨基酸的结构特点，三字母符号和
单字母符号，了解蛋白质中不常见的氨基酸和非蛋白质氨基酸的典型例子及其作用。
２．掌握氨基酸的酸碱化学，具备计算各种氨基酸等电点的能力，具备利用 Ｈａｎｄｅｒｓｏｎ－Ｈａｓｓｅｌｂａｌｃ
公式计算氨基酸溶液中各种离子比例或浓度的能力。掌握用甲醛滴定法测定氨基酸含量的方法。
３．掌握氨基酸α－氨基参加的各种反应及用途；α－羧基参加的各种反应及其用途；α－氨基和α
－羧基共同参加的反应及其用途；熟悉Ｒ基参加的一些重要反应及其用途。
４．掌握氨基酸的立体化学和旋光性，熟记芳香族氨基酸的最大紫外吸收峰，了解核磁共振在氨基
酸结构研究中的作用。
５．掌握用纸层析、离子交换层析、高效液相色谱（ＨＰＬＣ）分离和分析氨基酸的基本原理。
一、氨基酸是蛋白质的构件分子
蛋白质的水解产物是氨基酸，有酸水解、碱水解及酶解。其中
１．酸水解：常用６ｍｏｌ／ＬＨＣｌ回流２０ｈ，水解完全，不引起消旋，但色氨酸破坏，羟基氨基酸部分水
解。碱水解：会引起消旋，但色氨酸不破坏。酶水解：水解不完全，无破坏。
二、氨基酸的分类
１．常见的蛋白质氨基酸共二十种。
２．按化学结构分为脂肪族、芳香族和杂环族三类。
３．按Ｒ－基的极性分为非极性Ｒ－基氨基酸、不带电荷的极性 Ｒ－基氨基酸、带正电荷的极性 Ｒ
－基氨基酸、带负电荷的极性Ｒ－基氨基酸四类。
４．也可将氨基酸分为非极性脂肪族Ｒ－基氨基酸、非极性芳香族Ｒ－基氨基酸、不带电荷的极性
Ｒ－基氨基酸、带正电荷的极性Ｒ－基氨基酸、带负电荷的极性Ｒ－基氨基酸五类。
氨基酸的三字符号要记清楚。
—０３—
王镜岩《生物化学》考点精讲
—１３—
三、氨基酸的酸碱化学
１．氨基酸在晶体状态和水溶液中均以兼性离子形式存在。
２．等电点的定义：
等电点的计算
对于Ｒ基无解离基团的氨基酸：
ｐＩ＝（ｐＫ１＋ｐＫ２）／２
对于Ｒ基有解离基团的氨基酸：ｐＩ等于等电形式两侧的 ｐＫ值之和的一半，以等电形式为中心，
另一个ｐＫ值为第二级解离，可以忽略不计。
如 Ｇｌｕ：Ｇｌｕ＋　　　　　 Ｇｌｕ＋－　　　　　　Ｇｌｕ－　　　　　　Ｇｌｕ２－
—２３—
王镜岩《生物化学》考点精讲
若 ｐＨ＝ｐＩ＝３．２２，
根据　ｐＨ ＝ｐＫａ＋ｌｏｇ｛［质子受体］／［质子供体］｝
　　　　 ３．２２＝９．６７＋ｌｏｇ｛［Ｇｌｕ２－］／［Ｇｌｕ－］｝
得 ［Ｇｌｕ２－］／［Ｇｌｕ－］＝３．５
"
１０－７
　　　　　　Ｌｙｓ，Ａｒｇ和Ｈｉｓ的ｐＩ等于两个大的ｐＫ值之和的一半；Ａｓｐ，Ｇｌｕ，Ｔｙｒ和Ｃｙｓ的ｐＩ等于两个
小的ｐＫ值之和的一半。
等电点的计算方法可以外推至其他的有机分子以及多肽等分子。
３．氨基酸的甲醛滴定
滴定终点由１２左右降到９左右，可以用酚酞为指示剂，用标准氢氧化钠滴定。
四、氨基酸的化学反应：
１．α－氨基和α－羧基共同参加的反应：与茚三酮的反应
常用于氨基酸的定性或定量检测。，成肽反应，
２．侧链Ｒ基参加的反应
酪氨酸可发生碘化、硝化、重氮反应，后者可用于检测酪氨酸；．组氨酸可发生重氮反应；精氨酸可
与环己二酮发生缩合反应，曾被用于氨基酸序列分析；色氨酸可被 Ｎ－溴代琥珀酰亚胺氧化，生成有
色化合物，可用于色氨酸定量测定；半胱氨酸可生成烷基衍生物，可用于巯基的保护；巯基可与重金属
—３３—
生成盐，使蛋白质失活；巯基在空气中可被氧化，金属离子对此有催化作用；．胱氨酸的二硫键可被还
原为两个巯基。也可以被过甲酸氧化成两个磺酸基。
五、氨基酸的光学活性和光谱性质，所有组成蛋白质的氨基酸都是Ｄ－氨基酸。
氨基酸的光谱性质：
芳香族氨基酸的紫外吸收光谱如图所示，这一性质可用于蛋白质的定量测定。
六、氨基酸混合物的分析分离
１．分配层析：
纸层析纸层析
—４３—
王镜岩《生物化学》考点精讲
纸层析的实质是分配层析
２．离子交换层析
—５３—
真题讲解
一、选择题
１组成蛋白质的基本单位是：（　）
Ａ．Ｌ－α－氨基酸； Ｂ．Ｄ－β氨基酸； Ｃ．Ｄ－α氨基酸；
Ｄ．Ｌ－β－氨基酸； Ｅ．以上结果均不是
２．关于氨基酸的说明哪个是不正确的（　）
Ａ．酪氨酸和苯丙氨酸都含有苯环；
Ｂ．苏氨酸和丝氨酸都含有羟基；
Ｃ．亮氨酸和缬氨酸都是分枝氨基酸；
Ｄ．脯氨酸和酪氨酸；
Ｅ．组氨酸和色氨酸都是杂环氨基酸
３．下列那种氨基酸溶液不能引起偏振光的旋转？（　）
Ａ．丙氨酸； Ｂ．甘氨酸； Ｃ．亮氨酸；
Ｄ．丝氨酸； Ｅ．缬氨酸
４．属于亚氨基酸的是（　）
Ａ．丝氨酸； Ｂ．脯氨酸； Ｃ．精氨酸；
Ｄ．赖氨酸； Ｅ．蛋氨酸
二、是非题
１．组成蛋白质的２０种氨基酸都有一个不对称性的α－碳原子，所以都有旋光性。
２．蛋白质分子中因为含有酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸，所以在２６０ｎｍ处有最大吸收峰。
３．亮氨酸的疏水性比丙氨酸强。
４．组成蛋白质的氨基酸均是Ｌ－型氨基酸，除甘氨酸外都是左旋的。
５．自由在很高或很低ｐＨ值时，氨基酸才主要以非离子化形式存在。
６．溶液的ｐＨ可以影响氨基酸的等电点。
三、填空题
１．组成蛋白质的氨基酸中含硫的氨基酸有 和 。能形成二硫键的氨基酸是 。
２．谷氨酸的ｐＫ１（α－ＣＯＯＨ）＝２．１９，ｐＫ２（α－ＮＨ３
＋）＝９．６７，ｐＫ３（Ｒ基）＝４．２５，其 ｐＩ值应为
。
３．组成蛋白质分子的碱性氨基酸有 、 、 和 ；酸性氨基酸有
和 。
四、问答题
１．有四种氨基酸，其解离常数分别为：
—６３—
王镜岩《生物化学》考点精讲
氨基酸 ｐＫ１（α－ＣＯＯＨ） ｐＫ２（α－ＮＨ３
＋） ｐＫ３（Ｒ基）
Ｃｙｓ １．７１ ８．３３ １０．７８
Ｇｌｕ ２．１９ ９．６７ ４．２５
Ａｒｇ ２．１７ ９．０４ １２．４８
Ｔｙｒ ２．２０ ９．１１ １０．０７
问：（１）四种氨基酸的等电点分别是多少？（２）四种氨基酸在ｐＨ７的电场中如何移动？
２．将丙氨酸溶液调至ｐＨ８，然后向该溶液中加入过量甲醛，当所得的溶液用碱反滴至 ｐＨ８时，消
耗０．２ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ溶液２５０ｍｌ，问起始溶液中丙氨酸的含量为多少克？
３．组成蛋白质的２０种氨基酸中，哪些是极性的，哪些是非极性的，哪一种不能参与形成真正的肽
键？
第二讲　 蛋白质通论
知识要点
１．熟记蛋白质分类的常用方法和蛋白质的生理功能。
２．掌握肽键的结构特点和肽类的有关概念，熟悉肽类的物理和化学性质，具备计算短肽链等电点
和净电荷量的能力。熟悉活性肽的种类和典型例子。
３．熟悉多肽链氨基酸序列测定的基本方法。包括Ｎ－末端和Ｃ－末端分析的常用方法；二硫桥断
裂的方法；氨基酸组成分析的方法；肽链部分分解的方法；肽段氨基酸序列的测定方法；肽段拼接的方
法；确定二硫桥位置的方法。具备利用实验数据推测短肽链氨基酸序列的能力。
４．熟悉同源蛋白质物种差异与生物进化的关系。
５．熟悉肽链人工合成的基本方法。
６．了解研究蛋白质空间结构的常用方法。
７．掌握维持蛋白质三维结构的作用力。
８．掌握酰胺平面及相关概念，熟悉拉氏构象图。
９．掌握蛋白质二级结构的含义，α－螺旋，β－折叠片、β－转角、β－凸起、无规卷曲等二级结构
元件的结构特点，熟悉α－角蛋白、丝心蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白、肌球蛋白和肌动蛋白等纤维状蛋
白的结构特点。
１０．掌握超二级结构和结构域的概念和主要的结构类型。
１１．掌握球状蛋白三级结构的特征。熟悉膜蛋白的结构特点。
１２．掌握蛋白质变性和复性的有关概念和蛋白质折叠的基本规律，了解预测蛋白质空间结构的基
本方法。
１３．掌握蛋白质四级结构的含义，四级结构的主要特点，及四级缔合在结构和功能方面的优越性。
１４．熟悉肌红蛋白质和血红蛋白的结构和功能。理解协同效应，Ｈｉｌ系数，Ｂｏｈｒ效应，ＢＰＧ作用的
—７３—
机制、熟悉常见的血红蛋白分子病。
１５．熟悉免疫球蛋白的结构特点、类别和作用，了解抗原 －抗体沉淀反应、ＥＬＩＳＡ、免疫印迹测定
（Ｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔ）、单克隆抗体制备等免疫生化分析方法的基本步骤。
１６．熟悉肌肉收缩的分子机制。
１７．掌握蛋白质等电点的概念及等电点在蛋白质研究工作中的意义。
１８．熟悉测定蛋白质相对分子质量的常用方法，具备利用实验数据计算蛋白质相对分子质量的能
力。
１９．掌握利用沉淀法、凝胶过滤法、离子交换层析法、亲和层析法、快速液相层析法、ＰＡＧＥ法、ＩＥＳ
法、ＩＥＳ－ＰＡＧＥ双向电泳法等方法分离分析蛋白蛋的基本原理和基本步骤，熟悉测定蛋白质含量的常
用方法。
考点：
一、蛋白质通论
（一）蛋白质的化学组成和分类
蛋白质的元素组成：Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｓ，其中含Ｎ平均为１６％，这一数据可用于蛋白质的含量测定。
１．简单蛋白
完全由氨基酸组成，不含非蛋白成分。
根据溶解性的不同，可将简单蛋白分为７类：清蛋白（溶于水）、球蛋白（溶于稀盐溶液）、谷蛋白
（溶于稀酸或稀碱）、醇溶蛋白（溶于７０％－８０％的乙醇）、组蛋白（溶于水或稀酸，可用稀氨水沉淀）、
精蛋白（溶于水或稀酸，不溶于氨水）和硬蛋白（只能溶于强酸）。
２．结合蛋白
由蛋白质和非蛋白成分组成，后者称为辅基。根据辅基的不同，可将结合蛋白分为以下７类：核
蛋白、脂蛋白、糖蛋白、磷蛋白、血红素蛋白、黄素蛋白和金属蛋白。
３．按蛋白质的生物学功能分类
（１）催化功能
生物体内的酶都是由蛋白质构成的，没有酶，生物体内的各种化学反应就无法正常进行。
（２）结构功能
蛋白质可以作为生物体的结构成分。高等动物的胶原蛋白是主要的细胞外结构蛋白，占蛋白总
量的１／４；细胞膜、线粒体、叶绿体和内质网等膜系统都是由蛋白质与脂类组成的；动物的毛发和指甲
都是由角蛋白构成的。
（３）运输功能
脊椎动物的血红蛋白和无脊椎动物的血蓝蛋白起着运输氧气的作用；血液中的载脂蛋白可运输
脂肪，转铁蛋白可转运铁；一些脂溶性激素的运输也需要蛋白，如甲状腺素要与甲状腺素结合球蛋白
—８３—
王镜岩《生物化学》考点精讲
结合才能在血液中运输。
４）贮存功能
某些蛋白质的作用是贮存氨基酸作为生物体的养料和胚胎或幼儿生长发育的原料。此类蛋白质
包括蛋类中的卵清蛋白、奶类中的酪蛋白和小麦种子中的麦醇溶蛋白等。肝脏中的铁蛋白可将血液
中多余的铁储存起来，供缺铁时使用。
（５）运动功能
肌肉中的肌球蛋白和肌动蛋白是运动系统的必要成分，它们构象的改变引起肌肉的收缩，带动机
体运动。细菌中的鞭毛蛋白有类似的作用，它的收缩引起鞭毛的摆动，从而使细菌在水中游动。　
（６）防御功能
高等动物的免疫反应是机体的一种防御机能，它主要也是通过蛋白质（抗体）来实现的。凝血与
纤溶系统的蛋白因子、溶菌酶、干扰素等，也担负着防御和保护功能。
（７）调节功能
某些激素、一切激素受体和许多其他调节因子都是蛋白质。
（８）感觉功能
生物体对信息的识别与传递过程也离不开蛋白质。例如，感受味道需要味觉蛋白，视觉信息的传
递要有视紫红质参与。视杆细胞中的视紫红质，只需１个光子即可被激发，产生视觉。
（９）遗传调控功能
遗传信息的储存和表达都与蛋白质有关。ＤＮＡ在在染色体中是缠绕在蛋白质（组蛋白）上的。
有些蛋白质，如阻遏蛋白，与特定基因的表达有关。β－半乳糖苷酶基因的表达受到一种阻遏蛋白的
抑制，当需要合成β－半乳糖苷酶时经过去阻遏作用才能表达。
（１０）其他功能
某些生物能合成有毒的蛋白质，用以攻击或自卫。白喉毒素可抑制真核生物的蛋白质合成。
（二）蛋白质的形状和大小
按蛋白质的形状和溶解度可将蛋白质分为：纤维状蛋白质、球状蛋白质和膜蛋白质。蛋白质的相
对分子质量差别很大。
—９３—
（三）蛋白质构象和蛋白质结构的组织层次
蛋白质的结构复杂，可分为不同的结构层次：
１．一级结构：多肽链的氨基酸序列。
２．二级结构：多肽链借助氢键形成的有规则的局部结构，如α螺旋、β折叠等。
３．三级结构：球状蛋白质在二级结构基础上，借助次级键形成的相对独立的完整结构。
４．四级结构：具有三级结构的组成单位（亚基）之间的聚合方式。
（四）蛋白质功能的多样性
蛋白质序列的多样性（Ｐ１６０）决定了其功能的多样性。
如：２０种氨基酸形成的二十肽（每种氨基酸只用１次）可以形成的异构体为：
２０！＝２
!
１０１８
又如：相对分子质量为３４０００的蛋白质含１２种氨基酸，假定在肽链的任一位置，１２种氨基酸出
现的概率相等，则３４０００／１２０＝２８３
１２２８３＝１０３０５
１．催化：大多数酶是蛋白质。
２．调节：如激素和反式作用因子。
３．转运：如血红蛋白、血清蛋白、载酯蛋白、膜转运蛋白等。
４．贮存：如种子蛋白和卵清蛋白。
５．运动：如肌肉、微管蛋白等。
６．结构成分：如角蛋白、胶原蛋白等。
７．支架作用：如锚定蛋白、连接蛋白等。
８．防御和进攻：如抗体、毒蛋白等。
９．特殊功能：如甜蛋白、胶质蛋白等。
二、肽
（一）肽和肽键的结构
—０４—
王镜岩《生物化学》考点精讲
肽键的Ｃ和Ｎ均为ｓｐ２杂化，有部分双键的性质，相关的６个原子处于共平面，称作肽平面，肽平
面内两个Ｃα多处于反式构型。
（二）肽的物理和化学性质
肽的等电点计算需先分别判断各解离基团的带电荷情况，再统计净电荷的量（Ｐ１６６表４－６）。
肽的化学反应与氨基酸类似，同时，由于肽键的存在，肽可以进行双缩脲反应。
（三）天然存在的活性肽
主要有：肽类激素、肽类抗生素和肽类毒素。
１．＋Ｈ３Ｎ－Ｔｙｒ－Ｇｌｙ－Ｇｌｙ－Ｐｈｅ－Ｍｅｔ－ＣＯＯ－　　 Ｍｅｔ－脑啡肽
＋Ｈ３Ｎ－Ｔｙｒ－Ｇｌｙ－Ｇｌｙ－Ｐｈｅ－Ｌｅｕ－ＣＯＯ－　　 Ｌｅｕ－脑啡肽
２．催产素　加压素，抗菌肽等
３．活性肽特点：含异常肽键，生理活性强，
三、蛋白质一级结构的测定
（一）蛋白质测序的策略
１．确定蛋白质的纯度在９７％以上。
２．测定多肽链的数目。
３．拆分多肽链。
４．分析每一条多肽链的氨基酸组成。
５．鉴定多肽链的Ｎ—末端和Ｃ—末端氨基酸残基。
６．用两种以上方法裂解多肽链成较小的肽段。
７．测定各肽段的氨基酸序列。
８．拼接各肽段成完整的多肽链。
９．确定二硫键的位置。
（二）Ｎ－末端和Ｃ－末端氨基酸残基的鉴定
１．Ｎ－末端的测定
（１）二硝基氟苯（ＤＮＦＢ）法 （Ｓａｎｇｅｒ法）：２，４－二硝基氟苯在碱性条件下，能够与肽链 Ｎ－端的
游离氨基作用，生成二硝基苯衍生物（ＤＮＰ）。在酸性条件下水解，得到黄色ＤＮＰ－氨基酸。该产物能
够用乙醚抽提分离。不同的ＤＮＰ－氨基酸可以用色谱法进行鉴定。
（２）丹磺酰氯法：在碱性条件下，丹磺酰氯（二甲氨基萘磺酰氯）可以与 Ｎ－端氨基酸的游离氨基
作用，得到丹磺酰－氨基酸。此法的优点是丹磺酰－氨基酸有很强的荧光吸收，检测灵敏度可以达到
—１４—
考
１
!
１０－９ｍｏｌ，比ＤＮＦＢ法灵敏１００倍。
（３）异硫氰酸苯酯（ＰＩＴＣ）法：Ｎ末端氨基酸生成相应的 ＰＴＨ（苯乙内酰硫脲）
#
ＡＡ，并脱离肽
链，可连续测定Ｎ末端氨基酸，广泛应用于肽链的的氨基酸序列测定 。
（４）氨肽酶法：氨肽酶是一种肽链外切酶，它能从多肽链的Ｎ－端逐个水解肽链，释放氨基酸。根
据不同的反应时间测出酶水解所释放出的氨基酸种类和数量，按反应时间和氨基酸残基释放量作动
力学曲线，可以确定蛋白质的Ｎ－末端残基。
２．Ｃ－末端的测定
（１）还原法。Ｃ末端氨基酸可用硼氢化锂还原生成相应的α氨基醇。肽链水解后，再用层析法鉴定。
（２）肼解法。多肽与肼在无水条件下加热，可以断裂所有的肽键，除Ｃ末端氨基酸外，其他氨基酸
都转变为相应的酰肼化合物。肼化物能够与苯甲醛缩合成不溶于水的物质而与Ｃ－端氨基酸分离，Ｃ
末端氨基酸可用纸层析鉴定。但精氨酸会变成鸟氨酸，半胱氨酸、天冬酰胺和谷氨酰胺被破坏。
（３）羧肽酶法。将蛋白质在ｐＨ８．０，３０℃与羧肽酶一起保温，按一定时间间隔取样，用纸层析测
定释放出来的氨基酸，根据氨基酸的量与时间的关系，就可以知道Ｃ末端氨基酸的排列顺序。目前常
用的羧肽酶有四种：Ａ，Ｂ，Ｃ和Ｙ；Ａ和Ｂ来自胰脏；Ｃ来自柑桔叶；Ｙ来自面包酵母。羧肽酶Ａ能水解
除Ｐｒｏ，Ａｒｇ和Ｌｙｓ以外的所有Ｃ－末端氨基酸残基；Ｂ只能水解Ａｒｇ和Ｌｙｓ为Ｃ－末端残基的肽键。通
常将二者混合使用。羧肽酶Ｙ可作用于任何氨基酸，因而，除用来测定 Ｃ末端氨基酸外，还可以用来
测定氨基酸的排列顺序。
（三）二硫桥的断裂
—２４—
王镜岩《生物化学》考点精讲
（四）氨基酸组成的分析
一般用酸水解，得到氨基酸混合物，再分离测定氨基酸。目前用氨基酸自动分析仪，２－４小时即
可完成。
酸水解中，色氨酸破坏，丝氨酸 苏氨酸酪氨酸部分破坏，天冬酰胺和谷氨酰胺中的酰胺基被水解。
碱水解很多氨基酸破坏，但色氨酸保存。
（五）多肽链的部分裂解和肽段混合物的分离纯化
１．酶法裂解
胰蛋白酶ｔｒｙｐｓｉｎ　水解产物：以赖氨酸 精氨酸的羧基为末端的肽
糜蛋白酶 ｃｈｙｍｏｔｒｙｐｓｉｎ　水解产物，疏水性氨基酸羧基为末端的肽
２．化学法裂解
—３４—
甲硫氨酸羧基参与的肽键
羟胺断裂法：断裂Ａｓｎ－Ｇｌｙ之间的肽键，但专一性不强，也可以断裂 Ａｓｎ－Ｌｅｕ和 Ａｓｎ－Ａｌａ之间
的键．
（六）肽段氨基酸序列的测定
１．Ｅｄｍａｎ化学降解法：利用ＰＩＴＣ（异硫氰酸苯酯）特异的从肽链氨基末端逐次降解，并测定，获得
肽段序列的方法。包括三步反应。用此原理已制成蛋白质序列分析仪。若每次循环的准确度为
９９％，经６０次循环，准确度为：０．９９６０＝０．５４
—４４—
王镜岩《生物化学》考点精讲
２．降解法：可用氨肽酶和羧肽酶，只能测出末端的几个氨基酸。羧肽酶 Ｙ可作用于任何氨基酸，
有可能以此为基础开发出新的氨基酸的顺序测定仪。
３．根据核苷酸序列推定法：分离ｍＲＮＡ，经反转录测定 ｃＤＮＡ的核苷酸序列，再用遗传密码推定
氨基酸序列。
４．质谱法：可分析微量的肽链，短肽在第一台质谱仪中经电喷射电离，按荷质比分离，依次在经碰
撞池被裂解成离子碎片，在第二台质谱仪中测出各个离子碎片的谱线，推算出短肽的氨基酸序列。在
蛋白质组学中应用广泛，但不能区分亮氨酸和异亮氨酸。
（七）二硫桥位置的确定
用对角线电泳法：电泳，过甲酸熏蒸断裂二硫键，二向电泳
—５４—
（八）蛋白质序列数据库
１．欧洲生物信息中心研究所和瑞士生物信息研究所共同管理的ＳＷＩＳＳ－ＰＲＯＴ有１０多万条肽链
的信息；
２．美国国家生物医学基金会主持的 ＰＩＲ有近３０万条肽链的信息，但多数由核酸信息翻译而来，
有些未经严格检验。
３．美国政府支持的ＧｅｎＢａｎｋ和欧洲的 ＥＭＢＬ有大量的基因序列信息，从其阅读框可以得到蛋白
质序列的不少信息。
四、蛋白质的氨基酸序列与生物功能
（一）同源蛋白质———不同生物体中行使相同或相似功能的蛋白质。
同源蛋白质有序列同源性，有保守区与非保守区域，利用同源蛋白质非保守区域氨基酸残基的变
化可以分析物种的进化位置，绘制进化树。
同源蛋白质有共同的进化起源，
一些功能差异很大的蛋白质：如溶菌酶和α－乳清蛋白功能差异很大，但有序列同源性。蛋白质
家族的形成可能有趋同进化和趋异进化两种机制。
（二）蛋白质氨基酸序列的局部断裂可以产生相应的生物活性如血液凝固过程
级联放大作用（ｃａｓｃａｄｅａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ）在整个反应过程中，各级信号逐级放大的作用称为级联放大
作用。如某些激素如肾上腺素以１０ｅ－８———１０ｅ－５Ｍ的浓度到达靶细胞，几秒钟就可使糖原磷酸化
酶的活性达最大值。其反应之迅速乃因激素与膜表面上的激素受体结合，激活腺苷酸环化酶迅速合
成ｃＡＭＰ，随机触发一系列酶促反应，致使信号逐级放大之故。，血液凝固过程。
—６４—
王镜岩《生物化学》考点精讲
凝血酶作用去掉血纤蛋白上的部分小肽段，使得血纤蛋白之间的静电斥力降低，从而促进聚
集。
机体中的纤溶酶：专一断裂血纤蛋白棒状链接区中的肽键。
五、肽与蛋白质的人工合成
氨基和羧基的保护与活化，１９６５年，我国完成了牛胰岛素的全合成。
六、蛋白质的空间结构
（一）研究蛋白质构象的方法
Ｘ射线衍射法（获得电子密度图），紫外差光谱（检测共轭基团在不同微环境中的吸收变化，推测
其空间位置和蛋白构象），荧光和荧光偏振，圆二色性（蛋白质上的手性分子与偏振光的作用推测其构
象），核磁共振（ＮＭＲ，）
（二）稳定蛋白质三维结构的作用力
氢键（方向性、饱和性）、范德华力（定向效应、诱导效应、分散效应）疏水作用（熵效应）、盐键、二
硫键。
多肽链中氨基酸残基的组成和排列顺序称为蛋白质的一级结构，连接一级结构的键是肽键。
蛋白质的二级结构是指蛋白质主链原子的局部空间结构，并不涉及氨基酸残基侧链构象，二级
结构的种类有 α－螺旋、β－折叠、β－转角和无规卷曲。氢键是维系二级结构最主要的键。三
级结构是指多肽链主链和侧链原子的空间排布。次级键维持其稳定，最主要的键是疏水键。四
级结构是指两条以上具有三级结构的多肽链之间缔合在一起的结构。其中每条具有三级结构的
多肽链称为亚基，一般具有四级结构的蛋白质才有生物学活性。维持其稳定的是次级键，如氢
键、盐键、疏水键、范德华力等。
（三）多肽主链折叠的空间限制
酰胺平面———由于肽键是一个共振杂化体，所以肽键具部分双键性质，不能自由旋转，肽键上面
的六个原子共平面，称。。。
二面角：酰胺平面之间的位置可以任意取向，可允许的φ和ψ值
—７４—
（四）二级结构：多肽链折叠的规则方式
１．α螺旋
１．α螺旋的结构
多肽链中的各个肽平面围绕同一轴旋转，形成螺旋结构，螺旋一周，沿轴上升的距离即螺距为０．
５４ｎｍ，含３．６个氨基酸残基；两个氨基酸之间的距离为０．１５ｎｍ；
肽链内形成氢键，氢键的取向几乎与轴平行，每一个氨基酸残基的酰胺基团的 －ＮＨ基与其后第
四个氨基酸残基酰胺基团的－ＣＯ基形成氢键。
蛋白质分子为右手α－螺旋。
（．影响α螺旋形成的因素：Ｒ基太小使键角自由度过大，带同种电荷的 Ｒ基相互靠近，β碳原子
上有分支均不利于形成α螺旋，含脯氨酸的肽段不能形成α螺旋。）
—８４—
３．重组ＤＮＡ技术相关概念
ＤＮＡ克隆：克隆：来自同一始祖的相同副本或拷贝的集合。
克隆化：获取同一拷贝的过程。
ＤＮＡ克隆（分子克隆、基因克隆、重组ＤＮＡ）：
应用酶学方法，在体外将外源性遗传性物质与载体结合成重组 ＤＮＡ分子，继而通过转化或转染
宿主细胞、筛选出含有目的基因的转化子细胞，再进行扩增、提取获得大量同一 ＤＮＡ分子的过程。也
称基因克隆或重组ＤＮＡ（ｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔＤＮＡ）　。
二、基因克隆的工具酶
限制性核酸内切酶
· ＤＮＡ聚合酶Ⅰ
· 逆转录酶
· Ｔ４ＤＮＡ连接酶
· 碱性磷酸酶
· 末端转移酶
· ＴａｑＤＮＡ聚合酶
１．限制性核酸内切酶
—０８２—
王镜岩《生物化学》考点精讲
主要来源于原核生物，具有识别自身ＤＮＡ或异源ＤＮＡ的功能，通过切割破坏或限制异源ＤＮＡ分
子侵入宿主细胞来保护自身。
１）定义：限制性核酸内切酶（ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ　ｅｎｄｏｎｕｃｌｅａｓｅ，ＲＥ）是识别ＤＮＡ的特异序列，并在识别位
点或其周围切割双链ＤＮＡ的一类内切酶。
２）作用：与甲基化酶共同构成细菌的限制修饰系统，限制外源ＤＮＡ，保护自身ＤＮＡ识别特性：具
有双链对称的回文结构
３）命名：第一个字母取自产生该酶的细菌属名，用大写；第二、第三个字母是该细菌的种名，用小
写；第四个字母代表株；用罗马数字表示发现的先后次序。
４）限制性修饰酶分为三类
根据限制酶的结构，辅因子的需求切位与作用方式，可将限制酶分为三种类型，分别是第一型
（ＴｙｐｅＩ）、第二型（ＴｙｐｅＩ）及第三型（ＴｙｐｅＩＩ）。Ⅰ型限制性内切酶既能催化宿主 ＤＮＡ的甲基化，又
催化非甲基化的ＤＮＡ的水解；ＩＩ型限制性内切酶同时具有修饰及认知切割的作用。Ⅰ型，ＩＩ型的切
割位点是随机的，不特异。
Ⅱ型限制性内切酶只催化非甲基化的ＤＮＡ的水解。基因工程中主要用的是Ⅱ型限制性内切酶，
Ⅱ类酶识别序列特点——— 回文结构（ｐａｌｉｎｄｒｏｍｅ）
５）作用特点：
所谓星活性又称Ｓｔａｒ活性。是指由于反应条件不同而产生的切断与原来认识序列不同的位点的
现象，也就是说产生Ｓｔａｒ活性后，不但可以切断特异性的识别位点，还可以切断非特异性的位点。产
生Ｓｔａｒ活性的结果是酶切条带增多。
—１８２—
　　使用相同的粘性末端进行重组，会有较多的载体自身环化，或目的基因串联，目的基因的定向连
接常使用两种限制酶，产生两种不同的粘性末端。
可以在载体和目的基因的两端连接接头（引入限制酶切点），或衔接物（含有粘性末端），再连接
载体和目的基因。
２．ＤＮＡ连接酶：主要是连接ＤＮＡ片段之间的磷酸二酯键，起连接作用，在基因工程中起作用。基
因工程中，大肠杆菌连接酶只连接黏性末端，而Ｔ４连接酶既可连接黏性末端，又可连接平末端。
３．ＤＮＡ聚合酶
ＤＮＡ聚合酶分为：①依赖于ＤＮＡ的ＤＮＡ聚合酶；②依赖于ＲＮＡ的ＤＮＡ聚合酶。
常用的ＤＮＡ聚合酶：大肠杆菌ＤＮＡ聚合酶Ｉ、Ｋｌｅｎｏｗ片段酶、Ｔ４噬菌体 ＤＮＡ聚合酶、Ｔ７噬 ＤＮＡ
聚合酶、ＴａｑＤＮＡ聚合酶、逆转录酶。
ＴａｑＤＮＡ聚合酶
ＴａｑＤＮＡ聚合酶具有５’→３’聚合酶活性和５’→３’外切酶活性，缺少３’→５’外切酶活性。其最
大特点是热稳定（９５℃以上高温半小时不失活），最适反应温度高（７０～７５℃）。因此，其主要用途是
ＰＣＲ及ＤＮＡ测序（具有二级结构的ＤＮＡ）。
４．逆转录酶
—２８２—
王镜岩《生物化学》考点精讲
①５’→３’聚合酶活性。逆转录酶能以 ＲＮＡ或 ＤＮＡ为模板合成 ＤＮＡ分子，但是后者的合成很
慢；
末端脱氧核苷酸转移酶（末端转移酶）
末端转移酶能在二价阳离子作用下，催化ＤＮＡ的聚合作用，但不需要模板，将脱氧核糖核苷酸加
到ＤＮＡ分子的３’－ＯＨ末端。
脱氧核糖核酸酶 Ｉ
５．ＤＮａｓｅＩ是一种内切脱氧核糖核酸酶，可从嘧啶核苷酸５’－端磷酸随机降解单链或双链ＤＮＡ，
生成具有５’－磷酸末端的寡核苷酸。
６．Ｓ１核酸酶
作用特点：
①需要Ｚｎ２＋和酸性条件（ｐＨ４．０～４．５）；
②降解单链ＤＮＡ或ＲＮＡ，但降解ＤＮＡ的速度大于降解ＲＮＡ的速度（７倍）；
③降解方式为内切和外切，内切为主；
④酶量过大时也可降解双链核酸，为单链的 １／７５０００。
用途：
①切掉ＤＮＡ片段的单链突出末端产生平头末端；
②在双链ｃＤＮＡ合成时切除发夹环结构；
③Ｓ１核酸酶作图分析。如内含子的数目、大小、位置分析及转录起始位点与终止位点分析等。
三、基因载体
１．定义：基因载体是把基因导入细胞的工具，他的作用是①运载目的基因进入宿主细胞，②使之
能得到复制和进行表达。（携带目的基因、并实现目的基因的无性繁殖或表达有意义的蛋白质所采用
的一些ＤＮＡ分子。
２．基因载体的分类：
根据来源：质粒载体、噬菌体载体、病毒载体、非病毒载体
根据用途：克隆载体、表达载体（原核载体、真核载体）
根据性质：温度敏感型载体，融合型表达载体、非融合型表达载体。
３．载体的要求：
（１）能自主复制；（２）具有一种或多种限制性内切酶的单一切割位点，并在位点中插入外源基因
后，不影响其复制功能；（３）具有１～２个筛选标记；（４）克隆载体必须是安全的，不应含有对受体细胞
有害的基因，并且不会任意转入其他生物细胞；（５）易于操作，转化效率高。现用的载体都是通过改造
构建而成的。
４．宿主细胞的基本条件是：
易于接受外源ＤＮＡ；自身无限制酶和重组能力；易于生长和筛选；符合安全标准。
克隆载体（ｃｌｏｎｉｎｇｖｅｃｔｏｒ）：为使插入的外源ＤＮＡ序列被扩增而特异设计的载体称为克隆载体。
—３８２—
考
表达载体（ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｖｅｃｔｏｒ）：为使插入的外源ＤＮＡ序列可转录翻译成多肽链而特异设计的载体
称为表达载体。
载体的选择标准：能自主复制；具有两个以上的遗传标记物，便于重组体的筛选和鉴定；有克隆位
点（外源ＤＮＡ插入点），常具有多个单一酶切位点，称为多克隆位点；分子量小，以容纳较大的外源
ＤＮＡ。
５．质粒 （ｐｌａｓｍｉｄ）载体
特点：能在宿主细胞内独立自主复制；带有某些遗传信息，会赋予宿主细胞一些遗传性状。
ｐＢＲ３２２是由几个质粒ＤＮＡ通过ＤＮＡ重组技术构建而成的克隆载体，分子的长度为４３６３ｂｐ。具
有氨苄青霉素和四环素两种抗药性标记。ｐＢＲ３２２共有２４种限制性内切酶的单一识别位点，其中７
种酶（ｅｃｏＲＶ，ＮｈｅＩ，ＢａｍＨＩ，ｓｐｈＩ，ｓａｌＩ，ＸｍａⅢ，ＮｒｕＩ）的识别位点位于四环素抗性基因内部，２种酶
（ＣｌａＩ，ＨｉｎｄⅢ）的识别位点存在于这个基因的启动子内部。所以在这 ９个限制性位点上插入外源
ＤＮＡ通常都会导致抗四环素基因（ｔｅｔｒ）的失活。３种酶（ｓｃａＩ，ＰｖｕＩ，ＰｓｔＩ）在氨苄青霉素抗性基因（ａｍ
ｐｒ）内具单一的识别位点，在这３个位点插入外源ＤＮＡ则会导致ａｍｐｒ基因的失活。
若将外源基因插入ｔｅｔｒ基因，将构成的重组质粒转入对四环素和氨苄青霉素均敏感的受体菌，则
在含氨苄青霉素的平面培养基上生长，而在含四环素的平面培养基上不生长的菌落均含有外源基因。
—４８２—
王镜岩《生物化学》考点精讲
６．噬菌体载体：可通过转染方式将其ＤＮＡ送入细菌体内进行增殖。
常用的为人工构建的λ噬菌体载体。
噬菌体两端的片段对于其包装是必需的，因而应予保留；而其中间部分则可进行改造或置换，使
之具有某种单一的限制酶切点。
目的基因与噬菌体ＤＮＡ进行重组
λ噬菌体ＤＮＡ改造系统
λｇｔ系列（插入型，适用ｃＤＮＡ克隆）
ＥＭＢＬ系列（置换型，适用基因组克隆）
（ｂａｃｔｅｒｉａｌａｒｔｉｆｉｃｉａｌｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ，ＢＡＣ）
７．动物病毒ＤＮＡ改造的载体：（如腺病毒，腺病毒相关病毒，逆转录病毒）
第二讲　基因重组、转化、筛选与 表达
４．目的基因的来源：
（一）目的基因的来源：
从染色体ＤＮＡ中分离
人工合成
从ｍＲＮＡ合成ｃＤＮＡ
基因文库
１．基因组ＤＮＡ的非特异性断裂
超声波处理基因组ＤＮＡ可得到３００ｂｐ左右的随机片段，高速组织捣碎器，控制一定的条件也能
—５８２—
得到不同大小的ＤＮＡ片段，如将高分子量ＤＮＡ１５００ｒ／ｍ捣碎３０分钟，可得到大约８ｋｂ的ＤＮＡ片段。
由机械处理产生的ＤＮＡ片段末端不一，断点随机，条件难以掌握，所以目前较少使用这种方法。
２．染色体ＤＮＡ的限制性内切酶酶解
Ⅱ型限制性内切酶可专一识别并切割特定的 ＤＮＡ顺序，产生不同类型的 ＤＮＡ末端。若载体
ＤＮＡ与插入片段用同一种内切酶消化，可以直接进行连接。
内切酶识别的ＤＮＡ顺序长短与降解后ＤＮＡ产生的片段大小有直接关系。若识别顺序为４个碱
性对，则该顺序在ＤＮＡ链上出现的机率为４４，即在碱基随机排列的前提下，每２５６个碱基对就有一个
切点。对于识别６个核苷酸的限制性内切酶，其顺序出现的频率为４６（４０９６），可获得较大的 ＤＮＡ片
段，也可用于ＤＮＡ文库的建立。
３．通过ｍＲＮＡ合成ｃＤＮＡ
真核生物基因组ＤＮＡ中重复顺序和假基因占有很大比重，克隆完整的基因比较困难。用 ｍＲＮＡ
反转录成ｃＤＮＡ，得到相应的双链ｃＤＮＡ，再进行克隆，获得较完整的连续编码顺序，容易在宿主细胞中
表达。
除建立ｃＤＮＡ文库以外，对于一些高丰度表达、容易纯化的蛋白质，可以直接通过该蛋白质的单
克隆抗体纯化该基因的核糖体，再分离该蛋白质的特异 ｍＲＮＡ，直接反转录成 ｃＤＮＡ，进行基因克隆，
从而直接获得该特定基因的克隆，这是用染色体ＤＮＡ难以达到的克隆效果。
４．人工体外合成ＤＮＡ片段
随着体外合成ＤＮＡ的技术日渐完善，合成ＤＮＡ的长度不断加长。一些小分子生物活性多肽，可
以通过人工合成编码顺序插入载体后，转化细菌进行表达。分子较大的基因，可以通过分段合成，然
后连接组装成完整的基因。目前已经合成了人胰岛素Ａ、Ｂ链基因和干扰素基因，并成功表达，制备成
商业产品。
５．聚合酶链反应（ＰＣＲ）扩增特定基因片段
对于有部分了解或完全清楚的基因，可以通过 ＰＣＲ反应，直接从染色体 ＤＮＡ或 ｃＤＮＡ上高效快
速地扩增出目的基因片段，然后进行克隆操作。唯一的要求是，对基因片段两侧的序列了解清楚。
—６８２—
王镜岩《生物化学》考点精讲
五、外源基因导入宿主细胞 ：
１．外源基因导入原核细胞的常用方法有：
１）转染，即用冰冷的ＣａＣｌ２处理后瞬间加热，将含有外源ＤＮＡ的质粒导入感受态的宿主细胞。
２）转化，即用噬菌体将外源ＤＮＡ导入感受态的宿主细胞。
３）电穿孔法，即用脉冲高压电瞬间击穿细胞膜，将含有外源ＤＮＡ的质粒导入宿主细胞。
４）λ噬菌体的体外包装，将含有外源ＤＮＡ的λ噬菌体ＤＮＡ与外壳蛋白在体外包装成噬菌体，可
以大幅度提高转化率，包装蛋白有商品出售。
外源基因导入酵母细胞的常用方法有：
用蜗牛消化酶消化细胞壁，制成原生质体，再用ＣａＣｌ２和聚乙二醇处理，促进重组ＤＮＡ的吸收。
２．外源基因导入动物细胞的常用方法有：
１）磷酸钙共沉淀法；
２）ＤＥＡＥ－葡聚糖或聚阳离子促进吸收法；
３）脂质体转染法；
４）电穿孔法；
５）病毒转染法；
６）显微注射法。
３．外源基因导入植物细胞的常用方法有：
１）用纤维素酶消化细胞壁，制成原生质体，再用 ＣａＣｌ２和聚乙二醇处理，促进重组 ＤＮＡ的吸收，
也可使用电穿孔法和脂质体转染法。
２）将外源ＤＮＡ插入Ｔｉ质粒的Ｔ－ＤＮＡ，借助土壤农杆菌将外源ＤＮＡ导入植物细胞。
３）基因枪微弹射击法。
４）显微注射法。
感受态细胞：细胞受理化因素等处理后，膜通透性发生变化，处于易于接受外源 ＤＮＡ的状态，称
作感受态细胞。
六、重组体的筛选与鉴定
ＤＮＡ重组体的筛选与鉴定
１．根据重组载体的表型进行筛选
２．ＤＮＡ限制酶切图谱分析
３．利用核酸杂交和放射自显影进行鉴定
１．直接选择法
（１）抗药性标记选择
（２）标志补救（ｍａｒｋｅｒｒｅｓｃｕｅ）
（３）分子杂交法
—７８２—
原位杂交
Ｓｏｕｔｈｅｒｎ印迹
抗药性筛选法：重组ＤＮＡ载体上携带有受体细胞敏感的抗生素抗性基因时，通常可以取用转化
体系涂布含该抗生素的选择培养平板的方法进行转化子的第一轮筛选。
基于营养缺陷型的筛选：
突变型受体细胞上缺乏合成某种必需营养物质，而载体分子上携带了这种营养物质的生物合成
基因，利用缺少该营养物质的合成培养基进行涂布培养时，阳性转化子能够长出菌落。
蓝白斑筛选试验：大肠杆菌β－半乳糖苷酶可分成２部分即 α肽段（Ｎ－端的１４６个 ａａ）和 Ｃ－
段。α肽段的基因位于载体上并含有不影响其ＯＲＦ（ｏｐｅｎｒｅａｄｉｎｇ）的多克隆位点（ＭＣＳ），而Ｃ－段的
基因位于工程菌Ｅ．ｃｏｌｉＤＨ５α上。二者在同一菌株中表达时，菌株中的 Ｃ－段与载体上的 α肽段互
补而具有酶活性，能将无色化合物Ｘ－ｇａｌ（５－溴－４－氯 －３－吲哚 －β－Ｄ－半乳糖苷）水解生成深
蓝色物质。在ＭＣＳ上插入新基因将会改变其ＯＲＦ而使得载体上的α肽段不能与菌株中的 Ｃ－段互
补而不能水解底物产生蓝色化合物而产生白斑。选择转入的阳性克隆即选择白斑。
七、ｃＤＮＡ文库构建及筛选
ｃＤＮＡ文库构建及筛选：以ｍＲＮＡ为模板，在体外经逆转录酶催化反转录生成 ｃＤＮＡ，与适当载体
连接后转化受体菌并繁殖扩增，这样包含着细胞全部 ｍＲＮＡ信息的 ｃＤＮＡ克隆集合称为该组织细胞
的ｃＤＮＡ文库。（不包含内含子的基因组文库）
构建ｃＤＮＡ文库的基本步骤：
①制备ｍＲＮＡ；ｍＲＮＡ的分离纯化：ｏｌｉｇｏ（ｄＴ）－纤维素柱层析分离法。
②第一链ｃＤＮＡ合成；ｃＤＮＡ第一链的合成：ｍＲＮＡ在反转录酶的催化作用下得到 ｃＤＮＡ；常用的
反转录酶：ＡＭＶ、ＭＬＶ；常用引物：ｏｌｉｇｏ（ｄＴ）、六核苷酸的随机引物（ｄＮ）６、已知序列引物；
③第二链ｃＤＮＡ的合成；第二链合成是以第一链为模板，由ＤＮＡ聚合酶催化；
常用方法有３种：自身引导法、置换合成法和引物合成法。
Ｐｏｌｙ（Ｔ）引物，第一链合成过程中形成 ｃＤＮＡ／ＲＮＡ杂交分子变性，降解 ＲＮＡ；单链 ｃＤＮＡ分子的
３’末端自身环化，形成发夹结构；以此为引物，在ＤＮＡ聚合酶作用下合成第二链 。
—８８２—
王镜岩《生物化学》考点精讲
④双链ｃＤＮＡ的修饰及克隆；修饰ｃＤＮＡ两端
接头：人工合成的双链寡核苷酸，含酶切位点。
末端转移酶：形成ｏｌｉｇｏ（ｄＧ）、ｏｌｉｇｏ（ｄＣ）或ｏｌｉｇｏ（ｄＴ）、ｏｌｉｇｏ（ｄＡ），插入载体。
⑤对构建的ｃＤＮＡ文库进行鉴定，测定文库的代表性以及重组 ｃＤＮＡ片段的序列完整性。ｃＤＮＡ
文库的载体主要有三种：
质粒：仅在构建较高丰度ｃＤＮＡ文库和次级ｃＤＮＡ文库时使用
噬菌体：应用最为广泛；
噬菌粒：兼具前两代的优点；
八、外源基因的表达
外源基因在大肠杆菌体系中的表达
表达质粒载体：表达质粒载体是指专用于在宿主细胞中高水平表达外源蛋白质的质粒载体。
１．表达载体必须含有相应的启动子元件，并且含有多克隆位点，可以保证阅读框的正确起始。
２．启动子与外源基因高效表达：转录起始的速率是基因表达的主要的限速步骤。选择强启动子
增强子是构建高效表达载体的首要问题。
原核细胞表达载体常用的可诱导强启动子：Ｔａｃ、Ｔｒｃ、Ｌａｃ、Ｔｒｐ、λＰＬ、λＰＲ、ｐｈｏＡ等。动物细胞表
达载体常用的组成型启动子：ＳＶ４０、腺病毒、人巨细胞病毒和Ｒｏｕｓ肉瘤病毒的启动子及增强子。植物
表达载体：花椰菜花叶病毒（ＣａＭＶ）３５Ｓ启动子、胭脂碱合成酶基因（Ｎｏｓ）启动子等。
基因工程中也常用到组织特异性启动子构建相应的表达载体
３．转录的有效延伸和终止与外源基因高效表达
①除去衰减子；
②插入抗转录终止序列；
③强转录终止序列；原核生物一般用ｒｎＢ。
④真核生物ｐｏｌｙ（Ａ）位点。
４．有效的翻译起始与外源基因高效表达
原核生物表达载体：①起始密码优先为ＡＵＧ；② 在起始密码前具有ＳＤ序列；③ ＳＤ序列与起始密
码之间的距离为 ９±３ｂｐ；④起始密码前两个核苷酸为 ＡＵ，即 ＡＵＡＵＧ序列；⑤起始密码后的序列为
ＧＣＡＵ或ＡＡＡＡ序列；⑥在翻译起始区应不形成明显的二级结构。
真核细胞表达载体：起始密码共有序列５’ＣＣＡ（Ｇ）ＣＣＡＴＧＧ３’
—９８２—
５．终止密码与外源基因高效表达
原核生物表达载体：ＵＡＡ，或几个终止密码串联。
６．密码子选择与外源基因高效表达
消除基因中的限制密码，以其他同义密码替代。
７．外源蛋白的稳定性与外源基因高效表达
①构建融合表达载体，表达融合蛋白；②构建分泌表达载体，表达分泌蛋白。
８．减轻细胞的代谢负荷：特别是毒性蛋白。
大肠杆菌表达载体的特征（与克隆载体相比）：①强启动子；如 Ｌａｃ、Ｔｒｐ、Ｔａｃ、ＰＬ、ＰＲ、Ｔ７启动子。
②ＳＤ序列；③强终止子。如ｒｎＢ。
穿梭质粒载体（ｓｈｕｔｌｅｐｌａｓｍｉｄｖｅｃｔｏｒ）
穿梭质粒载体是指一类由人工构建的具有两种不同复制起点和选择标记、可在两种不同的宿主
细胞中存活和复制的质粒载体。
如：大肠杆菌－土壤农杆菌穿梭质粒载体（植物转化载体）、大肠杆菌 －酿酒酵母穿梭质粒载体、
大肠杆菌－枯草芽孢杆菌穿梭质粒载体（ｐＨＶ１４、ｐＥＢ１０）、大肠杆菌 －动物细胞穿梭质粒载体（ｐＢＰＶ
－ＢＶ１）等。
—０９２—
王镜岩《生物化学》考点精讲
九、蛋白质工程
（一）蛋白质工程的理论和技术基础
蛋白质结构和功能的关系：一级结构决定高级结构与功能。
ＤＮＡ重组技术和基因定点诱变等技术
（二）蛋白质工程的研究内容
通过改变蛋白质的活性部位，提高其生物功效及独立工作的能力；
通过改变蛋白质的结构顺序，提高其在极端条件（如酸、碱、热等）下的稳定性；
通过改变蛋白质的结构顺序使其便于分离纯化。
（三）蛋白质工程的目的
１）研究蛋白质结构与功能的关系
２）改变蛋白质的特性
３）生产蛋白质和多肽类活性物质
提高酶的产量和创建新型酶
设计和研制新型抗体
设计和研制多肽及蛋白质类药物
设计合成全新蛋白质
蛋白质工程的技术原理：蛋白质的结构决定功能，二者之间的关系是蛋白质组研究的重点之一。
在体外对某个已知基因的特定碱基进行定点改变，通过取代、缺失或者插入，可以改变对应的氨基酸
序列和蛋白质结构的技术叫定点诱变。对突变基因的表达产物进行研究不仅有助于我们了解蛋白质
结构和功能的关系，还可以改造天然蛋白质的性质。
基因工程与蛋白质工程的应用与展望：
基因工程技术已经在医学、工业、农业等各个领域得到了广泛的应用。
１．基因工程技术与医药制造业
１９８２年，美国Ｌｉｌｙ公司首先将重组胰岛素投放市场，标志着世界上第一个基因工程药物诞生。
目前，以基因工程药物为主导的基因工程应用产业已成为全球发展最快的产业之一，发展前景非常
广阔。基因工程药物主要包括细胞因子、抗体、疫苗、激素和寡核苷酸药物等。
２．工业生产，如污染治理、生物质能源生产
３．基因工程技术在农业上的应用，作物育种转基因动植物
４．基因治疗
习题解析
１．基因表达调控的基本控制点是（北京医科大学１９９６年考研题）
Ａ．基因结构活化
Ｂ．转录起始
—１９２—
Ｃ．转录后加工
Ｄ．蛋白质翻译及翻译后加工
Ｅ．ｍＲＮＡ从细胞核转运到细胞浆
［答案］Ｂ
［评析］特异基因的表达受多级调控，它包括复制水平，转录起始，转录后加工和蛋白质翻译及翻
译后加工等调节。但调控基因表达开、关的关键机制主要发生在转录起始。
２．基因与启动子、增强子的关系是
Ａ．少数基因只有启动子即可表达
Ｂ．多数基因只有启动子即可表达
Ｃ．少数基因只有增强子即可表达
Ｄ．多数基因表达依赖启动子、增强子同时存在
［答案］Ａ，Ｅ
［评析］在真核基因转录水平的调控中，多数基因的表达需要启动子和增强子共同作用，少数基
因的表达只需要启动子。在没有启动子时，增强子无法发挥作用。
３．确切地讲，ｃＤＮＡ文库包含
Ａ．一个物种的全部基因信息
Ｂ．一个物种的全部ｍＲＮＡ信息
Ｃ．一个生物体组织或细胞的全部基因信息
Ｄ．一个生物体组织或细胞的全部ｍＲＮＡ信息
Ｅ．一个生物体组织或细胞所表达ｍＲＮＡ信息
［答案］Ｅ
［评析］ｃＤＮＡ文库制作的第一步是提取组织或细胞的总ｍＲＮＡ，然后以ｍＲＮＡ为模板，利用反转
录酶合成与ｍＲＮＡ互补的ｃＤＮＡ，再复制成双链 ｃＤＮＡ片段，与适当载体连接后转入受体菌，扩增为
ｃＤＮＡ文库，因此ｃＤＮＡ文库包含一个生物体组织或细胞所表达的全部ｍＲＮＡ信息。
４．目前常用的基因载体有
Ａ．质粒ＤＮＡ
Ｂ．噬菌体ＤＮＡ
Ｃ．病毒ＤＮＡ
Ｄ．ｃＤＮＡ
Ｅ．人基因组ＤＮＡ
［答案］Ａ，Ｂ，Ｃ
［评析］质粒ＤＮＡ、噬菌体ＤＮＡ和病毒ＤＮＡ是当前使用率最高的基因载体，ｃＤＮＡ可以作为目的
基因，但不能用作基因载体。
５．自然质粒通常需要改造，才能成为理想的质粒载体，请问质粒改造包括哪些基本内容？
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王镜岩《生物化学》考点精讲
［解答］基本内容包括：（１）删除一些非必要的区段及对宿主有不良影响的区段，减少 ＤＮＡ的长
度，使载体具有更大的容纳外源片段的能力。（２）插入易于选择或检测的标记。（３）插入限制性内切
核酸酶的酶切位点，便于外源基因插入到载体中的特定位置。（４）插入一些调控元件，有利于克隆基
因的表达。（５）进行安全性能改造，限定载体的宿主范围。
［评析］质粒载体使用广泛，因此，有必要掌握质粒载体应具备的基本特点，熟悉构建理想的质粒
载体需达到的主要目标。
６．质粒的分子结构是（　Ａ　）
Ａ．环状双链ＤＮＡ
Ｂ．环状单链ＤＮＡ
Ｃ．环状单链ＲＮＡ
Ｄ．线状双链ＤＮＡ
Ｅ．线状单链ＤＮＡ
７．下列哪项不能作为基因工程重组体的筛选方法？
Ａ．进行体外翻译实验
Ｂ．宿主菌的营养缺陷标记补救
Ｃ．抗药性标记选择
Ｄ．Ｓｏｕｔｈｅｒｎ印迹
Ｅ．Ｗｅｓｔｅｒｎ印迹
８．筛选转化细菌是否含质粒最常用的方法是（　）
Ａ．营养互补筛选
Ｂ．抗药性筛选
Ｃ．免疫化学筛选
Ｄ．ＰＣＲ筛选
Ｅ．分子杂交筛选
９．基因重组就是ＤＮＡ分子之间的（）（中国科学院微生物研究所２００１年考研题）
Ａ．共价连接
Ｂ．氢键连接
Ｃ．离子键连接
１０．互补筛选法属于（　）
Ａ．抗药性标志筛选
Ｂ．酶联免疫筛选
Ｃ．标记互补筛选
Ｄ．原位杂交筛选
Ｅ．免疫化学筛选
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