1、目 录第 1 章 生 命 的 分 子 基 础1 .1 复 习 笔 记1 .2 课 后 习 题 详 解第 2 章 氨 基 酸 、 肽 和 蛋 白 质2 .1 复 习 笔 记2 .2 课 后 习 题 详 解2 .3 名 校 考 研 真 题 详 解第 3 章 蛋 白 质 的 三 维 结 构3 .1 复 习 笔 记3 .2 课 后 习 题 详 解3 .3 名 校 考 研 真 题 详 解第 4 章 蛋 白 质 的 生 物 学 功 能4 .1 复 习 笔 记4 .2 课 后 习 题 详 解4 .3 名 校 考 研 真 题 详 解第 5 章 蛋 白 质 的 性 质 、 分 离 纯 化 和 鉴 定5 .1 复
2、 习 笔 记5 .2 课 后 习 题 详 解5 .3 名 校 考 研 真 题 详 解第 6 章 酶 的 催 化 作 用6 .1 复 习 笔 记6 .2 课 后 习 题 详 解6 .3 名 校 考 研 真 题 详 解第 7 章 酶 动 力 学7 .1 复 习 笔 记7 .2 课 后 习 题 详 解7 .3 名 校 考 研 真 题 详 解第 8 章 酶 作 用 机 制 和 酶 活 性 调 节8 .1 复 习 笔 记8 .2 课 后 习 题 详 解8 .3 名 校 考 研 真 题 详 解第 9 章 糖 类 和 糖 生 物 学9 .1 复 习 笔 记9 .2 课 后 习 题 详 解9 .3 名 校 考
3、 研 真 题 详 解第 1 0 章 脂 质 和 生 物 膜1 0 .1 复 习 笔 记1 0 .2 课 后 习 题 详 解1 0 .3 名 校 考 研 真 题 详 解第 1 1 章 核 酸 的 结 构 和 功 能1 1 .1 复 习 笔 记1 1 .2 课 后 习 题 详 解1 1 .3 名 校 考 研 真 题 详 解第 1 2 章 核 酸 的 物 理 化 学 性 质 和 研 究1 2 .1 复 习 笔 记1 2 .2 课 后 习 题 详 解1 2 .3 名 校 考 研 真 题 详 解第 1 3 章 维 生 素 与 辅 酶1 3 .1 复 习 笔 记1 3 .2 课 后 习 题 详 解1 3
4、.3 名 校 考 研 真 题 详 解第 1 4 章 激 素 和 信 号 传 导1 4 .1 复 习 笔 记1 4 .2 课 后 习 题 详 解1 4 .3 名 校 考 研 真 题 详 解第 1 章 生 命 的 分 子 基 础1 .1 复 习 笔 记一 、 生 命 物 质 的 化 学 组 成1 生 命 元 素生 命 元 素 是 指 组 成 生 物 体 所 必 须 的 化 学 元 素 。（ 1 ） 大 量 元 素 （ 含 量 0 .0 1 %）包 括 ：（ 2 ） 微 量 元 素 （ 含 量 0 .0 1 %）包 括 Mn 、 Fe、 Co 、 Cu 、 Zn 等 。2 生 物 分 子（ 1 ）
5、生 物 分 子 是 含 碳 化 合 物（ 2 ） 生 物 小 分 子 与 代 谢 物 极 性 的 或 带 电 荷 的 有 机 小 分 子 如 氨 基 酸 、 核 苷 酸 、 糖 及 其 磷 酸 化 衍 生物 等 ， 是 细 胞 基 本 代 谢 途 径 的 重 要 代 谢 物 。 次 生 代 谢 物 包 括 吗 啡 、 咖 啡 因 等 。（ 3 ） 生 物 大 分 子 （ M 5 0 0 0 ） 为 多 聚 体细 胞 中 的 生 物 大 分 子 如 蛋 白 质 、 核 酸 、 多 糖 等 ， 都 是 由 小 的 、 相 对 简 单的 单 体 亚 基 或 单 体 （ 又 称 构 件 或 构 件 分
6、 子 ） 聚 合 而 成 的 多 聚 体 。 如 蛋 白质 由 氨 基 酸 组 成 ， 核 酸 由 核 苷 酸 组 成 ， 多 糖 由 单 糖 组 成 。二 、 生 物 分 子 的 三 维 结 构1 异 构 与 构 型 和 构 象（ 1 ） 异 构 现 象 分 类（ 2 ） 构 型构 型 是 指 分 子 中 原 子 或 基 团 的 空 间 排 列 ， 被 用 来 描 述 立 体 异 构 体 的 三 维结 构 关 系 。 构 型 的 改 变 涉 及 共 价 键 的 断 裂 和 重 组 。注 ： 立 体 异 构 体 或 构 型 须 要 用 立 体 模 型 、 透 视 式 或 投 影 式 表 示 。
7、（ 3 ） 构 象构 象 是 指 在 相 同 构 型 的 有 机 化 合 物 分 子 中 ， 由 于 单 键 碳 链 的 自 由 旋 转 运动 ， 引 起 碳 原 子 上 结 合 的 原 子 或 基 团 的 相 对 位 置 改 变 而 形 成 的 各 种 相 对空 间 排 列 或 立 体 结 构 ； 用 来 描 述 有 机 分 子 的 动 态 立 体 化 学 ， 反 映 分 子 中在 任 一 瞬 间 各 原 子 的 实 际 相 对 位 置 。 构 象 的 改 变 无 需 共 价 键 的 断 裂 和 重新 形 成 。 交 叉 型 构 象 （ 主 要 的 构 象 存 在 形 式 ） 最 稳 定 ，
8、 重 叠 型 构 象 不 稳定 。2 旋 光 性旋 光 物 质 （ 手 性 化 合 物 ） 引 起 平 面 偏 振 光 的 偏 振 面 发 生 旋 转 的 能 力 （ 即旋 转 角 度 的 大 小 和 方 向 ） 称 为 旋 光 性 或 旋 光 度 。3 手 性 中 心手 性 中 心 是 指 连 有 4 个 不 同 取 代 基 团 的 四 面 体 碳 原 子 ， 也 称 手 性 碳 原 子或 不 对 称 碳 原 子 或 立 体 原 中 心 ， 常 以 C 表 示 。4 对 映 体对 映 体 是 指 互 为 镜 像 的 两 种 构 型 的 异 构 体 。 一 对 对 映 体 的 理 化 性 质
9、完 全相 同 ， 但 旋 光 性 程 度 相 同 方 向 相 反 ， 且 生 物 活 性 也 不 同 。三 、 生 物 分 子 间 的 相 互 作 用1 生 物 分 子 间 的 相 互 作 用 的 立 体 专 一 性立 体 专 一 性 是 指 区 分 立 体 异 构 体 的 能 力 ， 它 是 酶 和 其 他 蛋 白 质 的 一 种 特性 。2 生 物 分 子 间 的 非 共 价 相 互 作 用生 物 分 子 间 和 分 子 内 的 相 邻 基 团 之 间 主 要 是 通 过 非 共 价 力 即 非 共 价 相 互作 用 ， 非 共 价 力 包 括 离 子 相 互 作 用 、 氢 键 、 范
10、德 华 力 和 疏 水 相 互 作 用 ，对 稳 定 生 物 大 分 子 三 维 结 构 有 重 要 意 义四 、 水 和 生 命1 水 的 性 质水 是 生 命 的 溶 剂 和 介 质 ； 水 是 许 多 生 物 化 学 反 应 的 底 物 或 产 物 ； 水 具 有高 热 容 、 高 熔 点 、 高 沸 点 、 高 蒸 发 热 、 高 介 电 常 数 、 高 表 面 张 力 和 密 度比 固 态 水 （ 冰 ） 大 等 物 理 特 性 。2 水 是 生 命 的 介 质水 具 有 显 著 的 溶 解 能 力 ， 可 以 溶 解 更 多 的 物 质 ， 因 而 是 胞 内 和 胞 外 的 通用
11、 介 质 。 水 的 溶 解 能 力 主 要 是 由 于 它 能 形 成 氢 键 和 具 有 偶 极 的 本 质 。五 、 生 命 的 基 本 单 位 细 胞1 原 核 细 胞结 构 简 单 ， 无 核 膜 包 被 的 细 胞 核 ， 遗 传 物 质 （ DNA） 裸 露 ， 只 有 一 个 不定 形 的 拟 核 或 称 核 区 ， 无 细 胞 器 （ 核 糖 体 除 外 ） 。2 真 核 细 胞遗 传 物 质 （ DNA） 被 膜 包 裹 ， 有 成 形 的 细 胞 核 ， 体 积 比 原 核 细 胞 大 ， 结构 复 杂 ， 存 在 其 他 细 胞 器 如 线 粒 体 、 叶 绿 体 （
12、植 物 细 胞 ） 和 高 尔 基 体等 。1 .2 课 后 习 题 详 解1 生 物 化 学 是 研 究 什 么 的 ？ 它 作 为 一 门 学 科 是 怎 样 发 展 起 来 的 ？ 它 与分 子 生 物 学 有 什 么 关 系答 ： （ 1 ） 生 物 化 学 是 研 究 生 命 属 性 化 学 本 质 的 科 学 ， 主 要 包 括 研 究 生物 体 分 子 结 构 与 功 能 、 物 质 代 谢 与 调 节 以 及 遗 传 信 息 传 递 的 分 子 基 础 与调 控 规 律 等 ， 简 而 言 之 就 是 生 命 的 化 学 。（ 2 ） 现 代 生 物 化 学 的 发 展 大 体
13、 上 可 以 分 为 三 个 阶 段 ： 第 一 阶 段 （ 1 7 7 0 1 9 0 0 年 ） ， 以 研 究 各 种 生 物 体 的 化 学 成 分 为 主 ， 研究 这 些 成 分 的 分 离 、 纯 化 和 性 质 ， 因 此 这 部 分 内 容 被 称 为 静 态 生 物 化 学或 叙 述 生 物 化 学 。 又 由 于 这 段 时 期 生 物 化 学 更 多 地 依 附 于 有 机 化 学 ， 因此 也 称 有 机 生 物 化 学 。 第 二 阶 段 （ 1 9 0 0 1 9 5 0 年 ） ， 主 要 任 务 是 研 究 活 生 物 和 活 细 胞 内 发 生的 各 种 化
14、 学 变 化 、 酶 促 反 应 ， 即 新 陈 代 谢 ， 因 此 又 称 动 态 生 物 化 学 。 第 三 阶 段 （ 1 9 5 0 年 以 后 ） ， 由 于 各 种 现 代 化 的 设 备 与 技 术 ， 如 电 镜 、超 速 离 心 机 、 层 析 和 电 泳 技 术 、 X射 线 衍 射 分 析 技 术 等 的 发 明 和 应 用 ，这 阶 段 的 生 物 化 学 研 究 主 要 集 中 在 生 物 大 分 子 及 其 超 分 子 复 合 体 的 结 构和 功 能 ， 包 括 大 分 子 的 相 互 作 用 和 超 分 子 的 自 我 装 配 以 及 一 些 重 要 的 生物
15、学 过 程 。（ 2 ） 进 入 2 0 世 纪 5 0 年 代 生 物 化 学 有 机 地 融 合 了 微 生 物 学 、 遗 传 学 和 细 胞学 的 有 关 知 识 ， 形 成 了 今 日 的 分 子 生 物 学 。 1 9 5 3 年 Watso n 和 Crick 提 出更多各类考试资料 v：344647 公众号：顺通考试资料 DNA双 螺 旋 结 构 模 型 ， 被 认 为 是 真 正 开 启 了 分 子 生 物 学 的 大 门 。 广 义 的分 子 生 物 学 是 指 在 分 子 水 平 上 研 究 生 命 过 程 ， 特 别 是 研 究 细 胞 成 分 的 物理 化 学 的 性
16、 质 和 变 化 及 其 与 生 命 现 象 的 关 系 的 科 学 。 总 之 在 某 种 意 义 上说 ， 分 子 生 物 学 是 生 物 化 学 发 展 的 一 个 新 阶 段 。2 （ 1 ） 进 化 过 程 中 生 物 体 的 化 学 元 素 是 怎 样 被 选 中 的 ？ （ 2 ） 硅 和 碳在 周 期 表 中 同 为A族 元 素 ， 都 能 形 成 多 至 4 个 单 键 ， 并 且 在 生 物 圈中 ， 硅 比 碳 更 加 丰 富 ， 为 什 么 在 进 化 中 硅 没 有 像 碳 那 样 被 选 为 生 命 的 中心 组 织 元 素 （ 作 为 骨 架 ） ， 而 仅 以
17、痕 量 存 在 于 生 物 体 中 ？答 ： （ 1 ） 生 物 体 在 的 化 学 元 素 在 进 化 过 程 中 被 选 中 ， 一 方 面 可 能 是 某些 生 命 元 素 取 决 于 环 境 中 原 料 的 可 得 性 ； 另 一 方 面 可 能 是 某 些 元 素 决 定于 其 原 子 或 分 子 对 生 命 过 程 中 特 异 作 用 的 适 合 性 。（ 2 ） C原 子 有 彼 此 共 用 电 子 对 、 形 成 稳 定 的 C-C单 键 的 能 力 。 每 个 碳 原子 能 与 至 多 4 个 其 他 碳 原 子 形 成 单 键 。 两 个 碳 原 子 也 能 共 用 2 个
18、 （ 或 3个 ） 电 子 对 ， 形 成 双 （ 或 三 ） 键 。 生 物 分 子 中 ， 共 价 连 接 的 碳 原 子 可 以形 成 线 型 链 、 分 支 链 和 环 状 结 构 ， 具 有 共 价 连 接 的 碳 骨 架 ， 而 且 C与 O形 成 的 CO2 是 一 种 溶 于 水 的 稳 定 气 体 ， 利 于 生 物 间 的 碳 循 环 。 而 Si虽 然也 有 4 个 价 电 子 且 在 生 物 圈 中 更 加 丰 富 ， 但 由 于 Si原 子 体 积 较 大 ， Si-Si单 键 比 C-C单 键 弱 ， Si的 多 聚 物 在 有 水 存 在 时 不 稳 定 ， Si
19、与 O结 合 难 溶 于水 ， 在 需 氧 环 境 中 SiO2 不 利 于 生 物 之 间 的 物 质 循 环 ， 所 以 在 进 化 中 硅 没有 像 碳 那 样 被 选 为 生 命 的 中 心 组 织 元 素 。3 3 0 种 原 始 生 物 分 子 （ 基 本 构 件 分 子 ） ， 有 立 体 异 构 体 的 ， 几 乎 只 有一 种 异 构 体 被 生 物 所 选 ， 例 如 L-氨 基 酸 ， D-单 糖 等 。 前 生 物 的 合 成 一 定是 产 生 D-和 L-型 的 混 合 物 ， 并 且 D-和 L-型 的 丰 度 应 该 一 样 。 假 定 它 们 的生 物 学 适
20、合 性 也 相 同 （ 已 有 实 验 证 据 表 明 这 一 假 定 是 可 靠 ） ， 试 解 释 生物 只 利 用 一 种 立 体 异 构 体 的 原 因 。答 ： 现 有 观 点 认 为 生 物 只 利 用 一 种 立 体 异 构 体 的 原 因 是 酶 对 底 物 分 子 有选 择 性 。 自 然 界 经 过 数 亿 年 的 进 化 ， 产 生 了 具 有 选 择 性 的 酶 和 蛋 白 质 ，因 为 几 乎 所 有 的 代 谢 反 应 都 是 酶 促 反 应 ， 所 以 酶 对 所 催 化 反 应 的 底 物 分子 的 构 型 具 有 立 体 专 一 性 导 致 了 生 物 只 利
21、 用 一 种 立 体 异 构 体 。4 多 年 前 两 个 制 药 厂 生 产 了 一 种 兴 奋 剂 药 物 （ 化 学 名 1 -苯 -2 -氨 基 -丙烷 ） ： 一 个 厂 生 产 的 商 品 名 为 苯 齐 巨 林 （ b en zed rin e） ， 另 一 个 药 厂 生产 的 商 品 名 为 德 克 赛 巨 林 （ d ex ed rin e） 。 这 两 个 药 物 的 许 多 物 理 性 质 和结 构 式 ：是 一 样 的 。 德 克 赛 巨 林 （ 仍 可 买 到 ） 的 推 荐 口 服 剂 量 是 5 mg /日 ， 苯 齐 巨林 （ 不 再 有 售 ） 的 推 荐
22、剂 量 为 前 者 的 2 倍 。 显 然 要 达 到 同 样 的 生 理 效应 ， 所 用 的 剂 量 苯 丙 巨 林 要 比 德 克 赛 巨 林 高 ， 请 解 释 这 是 为 什 么 。答 ： 有 机 合 成 的 药 物 都 是 D、 L型 的 消 旋 物 ， 只 有 其 中 的 一 种 异 构 体 有较 好 的 生 理 效 应 和 治 疗 效 果 。 此 兴 奋 剂 药 物 分 子 中 含 有 一 个 手 性 碳 原子 ， 有 一 对 对 映 体 ， 所 以 只 有 一 个 较 好 的 生 理 活 性 德 克 赛 巨 林 是 活 性 分子 ， 而 苯 齐 巨 林 是 消 旋 体 。5
23、生 物 分 子 间 和 分 子 内 基 团 间 的 非 共 价 相 互 作 用 有 哪 些 ？ 它 们 之 间 有什 么 区 别 ？答 ： （ 1 ） 生 物 分 子 间 和 分 子 内 基 团 间 非 共 价 相 互 作 用 包 括 离 子 相 互 作用 、 氢 键 、 范 德 华 力 和 疏 水 相 互 作 用 。（ 2 ） 主 要 区 别 如 下 表 所 示 ：表 1 -1 非 共 价 的 不 同 点6 解 释 为 什 么 水 分 子 之 间 形 成 氢 键 会 造 成 高 热 容 （ 热 容 定 义 为 使 1 g 水的 温 度 升 高 1 所 需 的 热 量 ， J/） 。答 ： 水
24、 分 子 中 氧 原 子 的 4 个 轨 道 是 不 等 性 SP3 杂 化 的 ， 这 与 正 四 面 体 碳 相似 但 不 相 同 ， 其 中 两 个 未 共 用 电 子 对 （ 孤 电 子 对 ） 占 据 在 两 个 SP3 杂 化轨 道 中 ， 孤 电 子 对 所 占 用 的 杂 化 轨 道 电 子 云 比 较 密 集 ， 对 成 键 电 子 对 所占 用 的 杂 化 轨 道 起 着 排 斥 和 压 缩 的 作 用 ， 结 果 两 个 O-H键 的 夹 角 被 压 缩成 。 由 于 这 种 不 等 性 杂 化 使 水 分 子 具 有 极 性 ， 两 个 水 分 子 间 可 以 发 生
25、静电 吸 引 ， 形 成 氢 键 。 氢 键 还 具 有 协 同 性 ， 相 互 之 间 会 加 强 力 量 ， 因 此 水之 间 的 氢 键 网 ， 内 聚 力 很 大 。 当 吸 收 热 量 后 ， 一 部 分 的 能 量 用 来 断 裂 水分 子 之 间 的 氢 键 ， 而 不 会 升 高 水 温 ， 所 以 造 成 了 水 的 高 热 容 。7 （ 1 ） 配 制 0 .4 mo l/L的 NaOH溶 液 5 0 0 mL需 要 多 少 克 固 体 NaOH？（ 2 ） 将 该 溶 液 用 质 量 浓 度 （ g /L） 和 摩 尔 渗 透 压 浓 度 表 示 。答 ： （ 1 ） 已
26、 知 NaOH的 相 对 分 子 质 量 Mr 4 0 g /mo l， NaOH溶 液 的 浓 度 c 0 .4 mo l/L， 体 积 V 5 0 0 mL 0 .5 L， 所 以 需 要 NaOH的 质 量 为 m cMrV 0 .4 mo l/L4 0 g /mo l0 .5 L 8 g 。（ 2 ） 该 溶 液 的 质 量 浓 度 8 g 0 .5 L 1 6 g /L， 因 为 NaOH是 强 电 解 质 可 以完 全 解 离 ， 则 其 摩 尔 渗 透 压 浓 度 2 质 量 浓 度 Mr 2 1 6 4 0 0 .8 mo l/L。8 配 制 0 .5 mo l/L盐 酸 2
27、0 0 0 mL需 要 量 取 浓 盐 酸 （ 质 量 百 分 比 为 3 7 %， 比重 1 .2 0 ） 多 少 mL？答 ： 比 重 即 相 对 密 度 ， 已 知 摩 尔 浓 度 c 1 0 0 0 /Mr， 可 得c （ 1 0 0 0 3 7 %1 .2 0 ） /3 6 .5 1 2 .1 6 mo l/L配 置 0 .5 mo l/L盐 酸 2 0 0 0 mL， 设 需 要 量 取 浓 盐 酸 体 积 为 V， 则m cV 0 .5 mo l/L2 L 1 mo l， 即 V 1 mo l /1 2 .1 6 mo l/L 8 2 .2 3 mL因 此 ， 配 制 0 .5
28、mo l/L盐 酸 2 0 0 0 mL需 要 量 取 浓 盐 酸 8 2 .2 3 mL。9 一 个 弱 酸 溶 液 浓 度 为 0 .0 2 mo l/L， 测 得 p H为 4 .6 （ 1 ） 该 溶 液 的 H 是多 少 ？ （ 2 ） 计 算 该 酸 的 酸 解 离 常 数 Ka和 p Ka值 。答 ： （ 1 ） 已 知 p H 4 .6 ， 则 lg H 4 .6 ， 计 算 得 H 1 0 4 .6 2 .5 1 1 0 5 mo l/L， 故 该 溶 液 的 H 是 2 .5 1 1 0 5 mo l/L。（ 2 ） 已 知 p H （ 1 /2 ） （ lg Ka lg
29、A）计 算 得 lg Ka 2 p H lg A 2 4 .6 1 0 0 .0 2 7 .5因 此 Ka 3 .1 6 1 0 8 ， p Ka 7 .5故 该 酸 的 酸 解 离 常 数 Ka 3 .1 6 1 0 8 ， p Ka 7 .5 。1 0 下 面 的 共 轭 酸 碱 对 中 ： （ 1 ） H2 PO4 ， H3 PO4 ； （ 2 ） HCO3 ，CO3 ； （ 3 ） HCOOH， HCOO （ 4 ） H2 NCH2 COO ，H2 NCH2 COOH， 哪 个 是 共 轭 酸 ？答 ： 共 轭 酸 碱 理 论 指 出 能 给 出 质 子 的 物 质 是 酸 ； 能 接
30、 受 质 子 的 物 质 是碱 。 某 酸 失 去 一 个 质 子 而 形 成 的 碱 ， 称 为 该 酸 的 共 轭 碱 ； 而 后 者 获 得 一个 质 子 后 ， 就 成 为 该 碱 的 共 轭 酸 。 由 得 失 一 个 质 子 而 发 生 共 轭 关 系 的 一对 酸 碱 ， 称 为 共 轭 酸 碱 对 。因 此 （ 1 ） 中 的 共 轭 酸 是 H3 PO4 ；（ 2 ） 中 的 共 轭 酸 是 HCO3 ；（ 3 ） 中 的 共 轭 酸 是 HCOOH；（ 4 ） 中 的 共 轭 酸 是 H2 NCH2 COOH。1 1 含 0 .2 0 mo l/L醋 酸 钠 和 0 .6
31、mo l/L， 醋 酸 （ p Ka 4 .7 6 ） 的 溶 液 ， 它 的p H是 多 少 ？答 ： 已 知p H p Ka lg （ A /HA） p Ka lg （ NaAc/HAc） 4 .7 6 lg （ 1 /3 ） 4 .3故 该 溶 液 的 p H是 4 .3 。1 2 计 算 配 置 0 .2 mo l/L醋 酸 盐 缓 冲 液 （ p H 5 .0 ） 所 需 的 醋 酸 和 醋 酸 钠 的浓 度 。答 ： 由 上 题 已 知 醋 酸 p Ka 4 .7 6 ， 则 有p H p Ka lg （ A /HA） 4 .7 6 lg （ NaAc/HAc） 5 .0设 NaA
32、c x ， HAc y ， 则 有lg （ x /y ） 0 .2 4 ， x y 0 .2解 得 x 0 .1 2 6 ， y 0 .0 7 4故 醋 酸 的 浓 度 是 0 .0 7 4 mo l/L， 醋 酸 钠 的 浓 度 是 0 .1 2 6 mo l/L。1 3 计 算 醋 酸 钠 和 醋 酸 （ p Ka 4 .7 6 ） 的 物 质 的 量 比 为 （ 1 ） 2 :1 和 （ 2 ）1 :1 0 的 稀 溶 液 的 p H。答 ： （ 1 ） 已 知p H p Ka lg （ A /HA） p Ka lg （ NaAc/HAc） 4 .7 6 lg 2 5 .0 6故 醋 酸
33、 钠 和 醋 酸 的 物 质 的 量 比 为 2 :1 时 ， 溶 液 p H 5 .0 6 。（ 2 ） 已 知p H p Ka lg （ A /HA） p Ka lg （ NaAc/HAc） 4 .7 6 lg （ 1 /1 0 ） 3 .7 6故 醋 酸 钠 和 醋 酸 的 物 质 的 量 比 为 1 :1 0 时 ， 溶 液 p H 3 .7 6 。1 4 大 肠 杆 菌 是 短 杆 状 细 菌 ， 长 约 2 m， 直 径 0 .8 m（ 假 设 它 是 一 个 圆柱 体 ； 圆 柱 体 体 积 V r2 h ） 。 （ 1 ） 如 果 大 肠 杆 菌 首 尾 相 连 恰 好 能 横
34、 跨一 个 直 径 为 0 .5 mm的 针 头 。 问 需 要 多 少 个 大 肠 杆 菌 细 胞 ？ （ 2 ） 如 果 大肠 杆 菌 的 平 均 密 度 是 1 .1 1 0 3 g /L。 问 一 个 大 肠 杆 菌 的 质 量 是 多 少 ？ （ 3 ）大 肠 杆 菌 的 细 胞 被 膜 为 1 0 n m厚 。 问 被 膜 体 积 占 大 肠 杆 菌 总 体 积 的 百 分数 是 多 少 ？ （ 4 ） 大 肠 杆 菌 能 快 速 生 长 和 繁 殖 ， 因 为 它 含 有 约 1 5 0 0 0 个 合成 蛋 白 质 的 球 形 核 糖 体 （ 直 径 1 8 n m） 。 问
35、这 些 核 糖 体 占 细 胞 体 积 的 百分 数 是 多 少 ？ （ 5 ） 葡 萄 糖 是 主 要 的 产 能 营 养 物 ， 在 细 菌 细 胞 中 的 浓 度约 为 1 mmo l/L。 问 在 一 个 大 肠 杆 菌 细 胞 含 有 多 少 个 葡 萄 糖 分 子 ？答 ： （ 1 ） 已 知 大 肠 杆 菌 长 约 2 m， 针 头 直 径 为 0 .5 mm 5 0 0 m。5 0 0 /2 2 5 0 （ 个 ）故 需 要 大 肠 杆 菌 细 胞 数 为 2 5 0 个 。（ 2 ） 已 知 大 肠 杆 菌 的 体 积 V r2 h 0 .4 2 2 1 .0 0 4 8 m
36、3由 m V可 得m 1 .1 1 0 3 g /L1 .0 0 4 8 1 0 1 5 d m3 1 1 0 1 2 g 1 p g故 一 个 大 肠 杆 菌 的 质 量 约 是 1 p g 。（ 3 ） 已 知 大 肠 杆 菌 的 总 体 积 是 1 .0 0 4 8 m3大 肠 杆 菌 表 面 积 d h 2 r2 3 .1 4 0 .8 2 2 3 .1 4 0 .4 0 .4 6 .0 2 8 8 m2已 知 大 肠 杆 菌 的 细 胞 被 膜 为 1 0 n m厚 ， 则被 膜 体 积 大 肠 杆 菌 表 面 积 被 膜 厚 度 6 .0 2 8 8 1 0 1 0 3 0 .0
37、6 m3则 有 ， 被 膜 体 积 占 大 肠 杆 菌 总 体 积 的 百 分 数 （ 0 .0 6 /1 .0 0 4 8 ） 1 0 0 %6 %（ 4 ） 计 算 1 5 0 0 0 个 核 糖 体 体 积V 1 5 0 0 0 （ 4 /3 ） r 1 5 0 0 0 （ 4 /3 ） 3 .1 4 9 3 4 .5 8 1 0 7 n m3 0 .0 4 5 8 m3则 核 糖 体 占 细 胞 体 积 的 百 分 数 （ 0 .0 4 5 8 /1 .0 0 4 8 ） 1 0 0 % 5 %故 核 糖 体 占 细 胞 体 积 的 5 %。（ 5 ） 若 大 肠 杆 菌 的 体 积
38、是 1 .0 0 4 8 m3 ， 假 设 其 充 满 了 葡 萄 糖 ， 且 浓 度 约为 1 mmo l/L， 则 葡 萄 糖 有1 .0 0 4 8 m3 1 mmo l/L 1 .0 0 4 8 1 0 1 8 mo l已 知 每 1 mo l任 何 物 质 含 有 阿 伏 伽 德 罗 常 数 （ 约 6 .0 2 1 0 2 3 ） 个 微 粒 ， 则 有n 1 .0 0 4 8 1 0 1 8 mo l6 .0 2 1 0 2 3 6 .0 4 1 0 5 （ 个 ）故 一 个 大 肠 杆 菌 细 胞 含 有 约 6 0 4 0 0 0 个 葡 萄 糖 分 子 。1 5 高 速 率
39、 的 细 菌 代 谢 要 求 细 菌 细 胞 有 高 的 表 面 -体 积 比 。 （ 1 ） 为 什 么表 面 -体 积 比 会 影 响 代 谢 的 最 高 速 率 ？ （ 1 ） 计 算 淋 病 奈 瑟 球 菌 （ 直 径0 .5 m） 的 表 面 -体 积 比 。 将 它 与 球 状 阿 米 巴 （ 一 种 大 的 真 核 细 胞 ， 直 径1 5 0 m） 的 表 面 -体 积 比 相 比 较 。 球 体 表 面 积 4 r2 。答 ： （ 1 ） 代 谢 速 率 受 扩 散 的 限 制 ， 而 扩 散 受 表 面 积 的 限 制 ；（ 2 ） 计 算 球 菌 的 表 面 -体 积 比
40、 可 得球 菌 的 表 面 -体 积 比 4 r2 /（ 4 /3 ） r 3 /r 1 2 /m同 理 计 算 球 状 阿 米 巴 的 表 面 -体 积 比球 状 阿 米 巴 的 表 面 -体 积 比 0 .0 4 /m故 球 菌 的 表 面 -体 积 比 是 球 状 阿 米 巴 的 表 面 体 积 比 的 3 0 0 倍 。第 2 章 氨 基 酸 、 肽 和 蛋 白 质2 .1 复 习 笔 记一 、 氨 基 酸1 蛋 白 质 的 水 解蛋 白 质 能 够 被 酸 、 碱 或 蛋 白 酶 催 化 水 解 。蛋 白 质 完 全 水 解 各 种 氨 基 酸 混 合 物 ； 蛋 白 质 部 分 水
41、 解 氨 基 酸 和 肽 段的 混 合 物 。 如 表 2 -1 所 示 是 蛋 白 质 水 解 的 几 种 方 法 。表 2 -1 水 解 蛋 白 质 的 方 法2 -氨 基 酸 的 结 构氨 基 酸 是 既 含 氨 基 又 含 羧 基 的 有 机 化 合 物 ， 常 见 的 氨 基 酸 有 2 0 种 ， 除 脯氨 酸 是 亚 氨 基 酸 外 ， 其 余 都 是 -氨 基 酸 。 -氨 基 酸 是 指 羧 酸 分 子 中 -碳原 子 上 的 一 个 氢 原 子 被 氨 基 取 代 而 成 的 化 合 物 ， 不 同 氨 基 酸 之 间 结 构 的差 异 都 由 侧 链 基 团 R表 现 。
42、 除 甘 氨 酸 外 ， 其 他 的 -碳 原 子 都 是 手 性 碳 原子 ， 因 此 都 具 有 旋 光 性 ， 且 都 为 L型 。图 2 -1 氨 基 酸 的 结 构 通 式二 、 氨 基 酸 的 分 类为 方 便 表 达 蛋 白 质 或 多 肽 的 结 构 需 要 ， 氨 基 酸 的 名 称 常 用 三 个 字 母 的 简写 符 号 表 示 ， 有 时 候 也 用 单 字 母 的 简 写 符 号 表 示 （ 表 2 -2 ） 。表 2 -2 氨 基 酸 的 简 写 符 号1 常 见 的 蛋 白 质 氨 基 酸 分 类表 2 -3 常 见 的 蛋 白 质 氨 基 酸 分 类2 不 常
43、见 的 蛋 白 质 氨 基 酸由 相 应 的 常 见 氨 基 酸 经 修 饰 （ 磷 酸 化 、 羟 化 、 羧 化 、 甲 基 化 等 ） 而 来的 ， 例 如 5 -羟 赖 氨 酸 、 4 -羟 脯 氨 酸 、 3 -甲 基 组 氨 酸 、 -羧 基 谷 氨 酸 等等 。3 非 蛋 白 质 氨 基 酸非 蛋 白 质 氨 基 酸 不 参 与 蛋 白 的 组 成 ， 多 是 重 要 的 代 谢 物 前 体 或 代 谢 中 间物 ， 它 们 不 是 蛋 白 质 的 结 构 单 元 ， 但 在 生 物 体 内 具 有 很 多 生 物 学 功 能 。（ 1 ） L-型 -氨 基 酸 的 衍 生 物
44、： 尿 素 循 环 中 的 L-瓜 氨 酸 和 L-鸟 氨 酸 。（ 2 ） D-型 氨 基 酸 ： D-Glu 、 D-Ala（ 存 在 于 肽 聚 糖 中 ） 、 D-Ph e（ 存 在 于短 杆 菌 肽 S中 ） 。（ 3 ） -氨 基 酸 、 -氨 基 酸 、 -氨 基 酸 ： -Ala（ 泛 素 的 前 体 ） 、 -氨 基 丁酸 （ 神 经 递 质 ） 。三 、 氨 基 酸 的 酸 碱 化 学1 氨 基 酸 的 兼 性 离 子 形 式氨 基 酸 在 晶 体 或 水 中 主 要 是 以 兼 性 离 子 （ 偶 极 离 子 ） 的 形 式 存 在 。2 氨 基 酸 的 两 性 解 离
45、和 等 电 点 的 计 算所 有 氨 基 酸 都 含 有 碱 性 的 -氨 基 和 酸 性 的 -羧 基 ， 既 可 发 生 酸 性 解 离 也可 发 生 碱 性 解 离 ， 因 此 氨 基 酸 为 两 性 电 解 质 。表 2 -4 氨 基 酸 等 电 点 的 定 义 及 特 点 和 计 算 方 法四 、 氨 基 酸 的 化 学 反 应氨 基 酸 的 化 学 反 应 主 要 是 指 它 的 -氨 基 和 -羧 基 以 及 侧 链 上 的 功 能 团 所参 与 的 反 应 ， 如 表 2 -5 所 示 。表 2 -5 氨 基 酸 的 化 学 反 应五 、 氨 基 酸 的 光 谱 性 质参 与
46、蛋 白 质 组 成 的 2 0 多 种 氨 基 酸 在 可 见 光 区 都 没 有 光 吸 收 ， 在 红 外 区 和远 紫 外 区 （ 2 0 0 n m） 都 有 光 吸 收 ， 在 近 紫 外 区 （ 2 0 0 4 0 0 n m） 只 有芳 香 族 氨 基 酸 有 吸 收 光 的 能 力 ， 因 为 它 们 的 R基 含 有 苯 环 共 轭 键 系 统 。（ 1 ） 酪 氨 酸 的 最 大 光 吸 收 波 长 （ max ） 在 2 7 5 n m；（ 2 ） 苯 丙 氨 酸 max 2 5 7 n m；（ 3 ） 色 氨 酸 的 max 2 8 0 n m。六 、 氨 基 酸 混
47、合 物 的 分 析 分 离1 分 配 层 析分 配 层 析 系 统 通 常 由 固 定 相 或 静 相 两 个 系 统 组 成 。 混 合 物 在 层 析 系 统 中的 分 离 决 定 于 该 混 合 物 的 组 分 在 这 两 相 中 的 分 配 情 况 ， 待 分 离 的 物 质 由于 彼 此 分 配 系 数 的 不 同 ， 经 过 分 配 层 析 后 最 终 分 离 开 来 。 表 2 -6 为 目 前较 广 泛 的 分 配 层 析 形 式 。表 2 -6 分 配 层 析 常 见 形 式2 离 子 交 换 层 析离 子 交 换 层 析 利 用 离 子 交 换 剂 上 的 活 性 基 团
48、和 周 围 溶 液 中 的 离 子 进 行 交换 时 各 种 离 子 交 换 能 力 和 洗 脱 时 各 种 顺 序 的 不 同 来 达 到 分 离 的 目 的 。 交换 树 脂 可 分 为 阳 离 子 交 换 树 脂 和 阴 离 子 交 换 树 脂 两 大 类 。 阳 离 子 交 换 树脂 含 有 的 酸 性 基 团 可 解 离 出 H ， 当 溶 液 中 含 有 其 他 阳 离 子 时 ， 例 如 在酸 性 环 境 中 的 氨 基 酸 阳 离 子 可 以 和 H 发 生 交 换 而 结 合 在 树 脂 上 ， 此 时氨 基 酸 与 阳 离 子 交 换 树 脂 之 间 的 静 电 吸 引 力
49、 大 小 是 碱 性 氨 基 酸 （ A2 ） 中 性 氨 基 酸 （ A ） 酸 性 氨 基 酸 （ A0 ） 因 此 各 个 氨 基 酸 的 洗 脱 顺 序为 酸 性 氨 基 酸 、 中 性 氨 基 酸 、 碱 性 氨 基 酸 。3 气 液 层 析气 液 层 析 又 称 气 液 色 谱 或 气 相 层 析 ， 是 指 当 层 析 系 统 的 流 动 相 为 气 体 ，固 定 相 为 涂 渍 在 固 体 颗 粒 表 面 的 液 体 的 层 析 技 术 。 利 用 气 相 层 析 法 进 行分 离 是 基 于 分 配 过 程 ， 即 利 用 样 品 组 分 在 流 动 的 气 相 和 固 定
50、在 颗 粒 表 面的 液 相 中 的 分 配 系 数 不 同 达 到 分 离 组 分 的 目 的 。4 高 效 液 相 层 析高 效 液 相 层 析 简 称 HPLC， 是 具 有 快 速 、 灵 敏 、 高 效 的 优 点 的 分 离 技术 。 HPLC的 特 点 是 ： 使 用 的 固 定 相 支 持 剂 颗 粒 很 细 ， 因 而 比 表 面 积 很大 ； 溶 剂 系 统 采 取 高 压 ， 因 此 洗 脱 速 度 增 大 。七 、 肽肽 和 蛋 白 质 是 两 个 或 两 个 以 上 的 氨 基 酸 的 线 型 多 聚 体 ， 因 此 这 种 多 聚 体也 称 肽 链 或 多 肽 链
