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生命的分子基础思维导图
生命属性与生物化学
生物化学与分子生物学
生物分子的三维结构:构型和构象
生物系统的非共价相互作用
生命的基本单位——细胞
考点一:生物化学简介生物化学发展的三阶段,以及国内外生化发展的里程碑人物与事件?
1. 生物化学发展的三阶段,也即生物化学的三大模块
(1)静态阶段:酶,维生素和激素的发现等。
(2)动态阶段:多种代谢途径的确定,呼吸,光合作用的深入研究等。
(3)现代阶段:DNA结构、中心法则、操纵子学说、DNA重组技术、RNA具有酶的功能等。
2. 国际生化发现与发展:J. B. Summer在1926年获得世界上第一个结晶的酶——脲酶,并证实它是一种蛋白质。Sanger在1955年确定了牛胰岛素的化学结构,并于1958年获得诺贝尔化学奖。因设计出一种测定DNA的核苷酸序列的方法获1980年诺贝尔化学奖。(★)(填空题考点)★填空题考点
3. 我国生化发现与发展:吴宪开创了我国的生化学科。王应睐是我国的生物化学奠基人之一,创办了上海生物化学研究所,1965年人工合成结晶牛胰岛素,1983年采用有机合成和酶促合成结合法合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸。(★)(填空题考点)★填空题考点
考点二:构型和构象概念构象与构型的定义、特点各是什么?二者有何区别?
1. 构象:(★★)(名词解释考点)★★名词解释考点
定义:指分子在空间所采取的特定形态,用来描述有机分子动态立体化学,反映分子在某一瞬间各原子的实际相对位置。
特点:一种构象改变为另一种构象时,不要求共价键的断裂和重新形成。
研究方法:X射线晶体学和核磁共振(NMR)波谱学。
2. 构型:(★★)(名词解释考点)★★名词解释考点
定义:指分子中各原子或基团在空间的固定排列方式
特点:其差异源于手性中心的存在;构型的改变往往使分子的光学活性发生变化;构型的改变必须伴随共价键的断裂和重新形成,无法通过单键的自由旋转实现。
举例:常见的有顺反异构和D-、L-构型。
考点三:非共价相互作用非共价相互作用包括哪几种?各自的定义和特点?
共价作用:也叫共价键、共价力,指原子间通过共享电子对形成的强相互作用,键能高且稳定。例子:蛋白质中的肽键、DNA中的磷酸二酯键。
非共价相互作用:也叫非共价键、非共价力,它不共享电子,靠分子间弱作用力结合,例子:有离子相互作用、氢键、范德华力和疏水相互作用。(★★)(填空题考点)★★填空题考点
①离子相互作用:又称为离子键、盐键和盐桥,是发生在带电荷基团之间的一种静电相互作用,带异种电荷基团之间为引力,带同种电荷基团之间为斥力。它对环境极敏感,加入盐类可减弱,加入非极性溶剂可增强。在疏水环境中介电常数比水中低,此时异种电荷基团之间的引力相应增大。
②氢键:本质是静电相互作用。由电负性较大的原子和氢原子形成。有方向性、饱和性。氢键形成有协同性即一个氢键的形成可促进其余氢键的形成。
③范德华力:广义范德华力包括3种较弱的静电相互作用:定向效应发生在极性物质之间;诱导效应发生在极性物质与非极性物质之间;分散效应是非极性物质之间仅有的一种范德华力。
③疏水相互作用:指在介质水中的疏水分子或基团倾向于聚集在一起的现象,在维持蛋白质、DNA等生物大分子的三维结构方面有重要作用。
章节题库 · A组+B组 共 15 题(C组、D组按你的要求未收录)
A刷入门(A组,一轮复习)· 从相邻专题打捞的第一章考点题
考点一:生物化学简介选择题
考点二:构型和构象概念填空题
B刷通关(B组,二轮复习)· 从相邻专题打捞的第一章考点题
考点二:构型和构象概念选择题
考点二:构型和构象概念判断题
考点二:构型和构象概念填空题
考点三:非共价相互作用判断题
考点三:非共价相互作用填空题
历年真题 真题资料全量筛查 · 命中 19 题
真名词解释2 题
教材原文对照1 处
The Ramachandran plot is a visual description of the combinations of ϕ and ψ dihedral angles that are permitted in a peptide backbone and those that are not permitted due to steric constraints. Dihedral angles that define the α helix and the β conformation are found only within certain regions of the plot.
拉氏构象图是一种可视化描述:它标出肽主链中哪些 ϕ、ψ 二面角组合是被允许的,哪些因空间位阻而不被允许。定义 α 螺旋和 β 构象的那些二面角,只落在图中某些特定的区域之内。
教材原文对照1 处
These and other major advances gave rise to the central dogma of molecular biology, comprising the three major processes in the cellular utilization of genetic information. The first is replication, the copying of parental DNA to form daughter DNA molecules with identical nucleotide sequences. The second is transcription, the process by which parts of the genetic message encoded in DNA are copied precisely into RNA. The third is translation, whereby the genetic message encoded in messenger RNA is translated on the ribosomes into a polypeptide with a particular sequence of amino acids.
这些以及其他重大进展催生了分子生物学的中心法则,它包含细胞利用遗传信息的三大过程。第一是复制,即拷贝亲代 DNA,形成核苷酸序列完全相同的子代 DNA 分子。第二是转录,即把 DNA 中编码的部分遗传信息精确地拷贝成 RNA。第三是翻译,即把信使 RNA 所编码的遗传信息在核糖体上译成具有特定氨基酸序列的多肽。
真选择题5 题
真判断题4 题
真填空题4 题
真问答题3 题
教材原文对照1 处
Hydrogen bonds are strongest when the bonded molecules are oriented to maximize electrostatic interaction, which occurs when the hydrogen atom and the two atoms that share it are in a straight line—that is, when the acceptor atom is in line with the covalent bond between the donor atom and H (Fig. 2-5). This arrangement puts the positive charge of the hydrogen ion directly between the two partial negative charges. Hydrogen bonds are thus highly directional and capable of holding two hydrogenbonded molecules or groups in a specific geometric arrangement.
当成键的两个分子取向使静电作用最大化时,氢键最强;这发生在氢原子与共用它的两个原子处于一条直线上时,也就是受体原子与供体原子和 H 之间的共价键共线时(图 2-5)。这种排布把氢离子的正电荷正好置于两个部分负电荷之间。因此氢键具有高度的方向性,能够把两个成氢键的分子或基团固定在特定的几何取向上。
教材原文对照1 处
For macromolecules, the most stable (that is, the native) structure is usually that in which these weak interactions are maximized. The folding of a single polypeptide or polynucleotide chain into its three-dimensional shape is determined by this principle. The binding of an antigen to a specific antibody depends on the cumulative effects of many weak interactions. The energy released when an enzyme binds noncovalently to its substrate is the main source of the enzyme’s catalytic power. The binding of a hormone or a neurotransmitter to its cellular receptor protein is the result of multiple weak interactions.
对大分子而言,最稳定的(也就是天然的)结构,通常就是这些弱相互作用被最大化的那种结构。单条多肽链或多核苷酸链折叠成其三维形状,就是由这一原理决定的。抗原与特异性抗体的结合,取决于许多弱相互作用的累加效应。酶与底物非共价结合时释放的能量,是酶催化能力的主要来源。激素或神经递质与其细胞受体蛋白的结合,也是多重弱相互作用的结果。
教材原文对照1 处
An advantage of nuclear magnetic resonance (NMR) studies is that they are carried out on macromolecules in solution, whereas x-ray crystallography is limited to molecules that can be crystallized. NMR can also illuminate the dynamic side of protein structure, including conformational changes, protein folding, and interactions with other molecules.
核磁共振(NMR)研究的一个优点,是它在溶液中的大分子上进行,而 X 射线晶体学则只限于能够结晶的分子。NMR 还能揭示蛋白质结构动态的一面,包括构象变化、蛋白质折叠以及与其他分子的相互作用。
真论述题1 题
教材原文对照1 处
Protein folding is a problem particularly well-suited for computational biochemists. Protein-folding landscapes can be complex, and nearly an infinite number of possible peptide conformations are theoretically available for the protein to sample as it folds. However, to understand how folding happens efficiently and by only sampling a small portion of all possible conformations requires computers that can quickly test tens of thousands of possible folding trajectories in a brief time. Sometimes these calculations are carried out on powerful supercomputers, but in other instances research groups have taken to crowdsourcing these problems to thousands of citizen scientists.
蛋白质折叠是一个特别适合计算生化学家来做的问题。蛋白质折叠的能量地貌可以很复杂,理论上蛋白质在折叠时可供采样的肽构象数目近乎无穷。然而,要理解折叠何以能高效完成、且只采样了全部可能构象中极小的一部分,就需要计算机能在很短时间内快速检验成千上万条可能的折叠轨迹。这类计算有时在强大的超级计算机上进行,但在另一些情况下,研究组会把这些问题众包给成千上万的公民科学家。