（三）糖类
单糖、
寡糖、
多糖、
糖复合物
（1） 单糖是最简单的糖，不能被水解为更小的单位。单糖通常含有3、4、5、6或7个碳原子，分别称为丙糖、丁糖、戊糖、已糖和庚糖。天然存在的单糖一般都是D-构型。单糖分子既可以开链形式存在，也可以环式结构形式存在，在环式结构中如果第一位碳原子上的OH与第二位碳原子的-OH在环的同一面，称为α-型；如果-OH是在环的两面，称β-型。
1、单糖
2、寡糖：由2~6个单糖缩合而成的糖。
最多的寡糖是双糖，如麦芽糖、蔗糖、纤维二糖、乳糖
3、多糖
（1）淀粉 直链淀粉和支链淀粉
直链淀粉是α-D-葡萄糖基以α-1,4-糖苷键连接的多糖链，
支链淀粉分子中除有α-1.4-糖苷键的糖链外，还有α-1,6-糖苷键连接的分支处，
淀粉有呈色反应，直链淀粉遇碘呈为蓝色，支链淀粉遇碘呈为紫红色。
（2）糖原 α-D-葡萄糖基以α-1,4-糖苷键连接而成的，但糖原的分支比支链淀粉多，糖原遇碘变为红褐色。
（3）纤维素 由β-D-葡萄糖基借β-1,4-糖苷键连接的没有分支的同多糖。
（4）几丁质（甲壳素） 昆虫和甲壳类外骨骼的主要成分为几丁质，是N-乙酰-D-氨基葡萄糖以β-1,4-糖苷键缩合成的同多糖。
（5）糖胺聚糖（粘多糖） 是一种由重复的二糖单位组成的线状多聚物。
糖胺聚糖主要有透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸角质素、肝素以及硫酸乙酰肝素。
（四）脂类
不溶于水，但能溶于非极性有机溶剂； O元素含量低，C、H元素含量高 ，彻底氧化后可以放出更多能量
1、三酰甘油（脂肪）
天然脂肪酸都是L-型 ；动物脂肪大多富含饱和脂肪酸，在室温下为固态，植物油含大量油酸和亚油酸，在室温下为液态 ；哺乳动物和人，亚油酸和亚麻酸为必需脂肪酸
2、磷脂（甘油磷脂）
磷脂酸是最简单的磷脂，分子中的H为胆碱、胆胺、丝氨酸所取代，则分别成为卵磷脂、脑磷脂，丝氨酸磷脂等。通常磷脂分子中的2个脂肪酸总有一个是不饱和的，因此2个脂肪酸链不是平行并列的，其中一个（不饱和脂肪酸）总是有折弯。
3、类固醇：基本结构是环戊烷多氢菲。最熟知的是胆固醇，胆固醇是动物膜和神经髓鞘的主要成份。性激素、维生素D和肾上腺皮质激素也都属于类固醇。
4、萜类：由不同数目的异戊二烯连接而成的分子。维生素A（视黄醇）、维生素E、维生素K、类胡萝卜素都是萜类。β-类胡萝卜素裂解就成2个维生素A，维生素A可氧化成视黄醛，对动物感光活动有重要作用。
5、蜡：由高碳脂肪酸和高碳醇或固醇所形成的脂，它存在于皮肤、毛皮、羽毛、树叶、昆虫外骨骼中，起保护作用。
（五）蛋白质
1、蛋白质的原元素组成：氮的含量在多种的蛋白质比较接近，平均为16%，因此用凯氏（kjelahl）法定N，受检物质中含蛋白质量为N含量的6.25倍 。
2、蛋白质的氨基酸组成
（1）氨基酸的结构天然蛋白质中存在的氨基酸（除脯氨酸）都是L-a-氨基酸
COOH
|
NH2 —C— H
|
R
L- a-氨基酸
（2）氨基酸的分类：①根据R基因极性不同，氨基酸可分为：非极性氨基酸和极性氨基酸
②必需氨基酸和非必需氨基酸：
必需氨基酸包括亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、色氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸等8种。精氨酸和组氨酸为半必需氨基酸。
（3）氨基酸的主要理化性质
①一般的物理性质：α-氨基酸呈无色结晶，熔点高，一般在2000C以上。易溶于酸、碱，但不溶于有机溶剂。
调节溶液的pH值，使氨基酸的氨基和羧基的解离度相等，即氨基酸的电荷为O，氨基酸在电场中不移动，此时溶液的pH值为氨基酸的等电点，用pI表示。
在等电点时，氨基酸溶解度最小，容易沉淀。
②两性解离和等电点

③紫外吸收光谱：
在远紫外光区有光吸收，在近紫外光区有色氨酸最大吸收波长为279nm，酪氨酸最大吸收波长278nm，苯丙氨酸最大吸收波长为259nm。
④重要的化学反应：
a-氨基能与茚三酮反应产生蓝紫色沉淀（脯氨酸和羟脯氨酸则产生黄色沉淀）；

a-氨基可与亚硝酸反应产生氮气，计算出氨基酸的量；

一些氨基酸的R基团能与特殊的试剂发生呈色反应。
3、蛋白质的结构
（1）一级结构：又称为初级结构或化学结构，指蛋白质分子内氨基酸的排列顺序，依赖肽键、二硫键
（2）二级结构：指多肽链本身绕曲折叠成有规律的结构或构象。这种结构是以肽链内或肽链间的氢键来维持的。
①α-螺旋
②β-折叠
③β-转角
④自由回转
（4）三级结构：指一条多肽链在二级结构的基础上，进一步盘绕，折叠，依靠次级键的维系固定所形成的特定空间结构维持三级结构的作用力主要是一些次级键，包括氢键、盐键、疏水键和范德华力等。
（5）四级结构：数条具有独立的三级结构的多肽链通过非共价键相互连接而成的聚合体结构。具有三级结构的亚单位通过氢键、盐键、疏水键和范德华力等弱作用力聚合而成的特定构象。
3、蛋白质的理化性质
（1）胶体性质 ：布朗运动、丁达尔现象、不能通过半透膜；蛋白质颗粒比较稳定，不易沉淀
（2）两性电解质
（3）沉淀反应：破坏蛋白质的水膜及中和蛋白质的电荷出现沉淀现象。高浓度盐类（如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等，称为盐析），有机溶剂（如酒精、丙酮），重金属盐（如硝酸银、醋酸铅、三氯化铁等），某些酸类（如苦味酸、单宁酸等）。
（4）变性 ：使其分子的空间结构改变，导致其理化性质、生物活性都发生改变。不发生一级结构的破坏；而主要发生氢键、疏水键的破坏。生物活性丧失，溶解度降低。化学因素有强酸、强碱、重金属离子、尿素、酒精、丙酮等；物理因素有加热震荡或搅拌、超声波、紫外线及X射线照射等。
（5）紫外吸收： 280nm的紫外光下，有最大吸收峰。是由于肽链中酪氨酸和色氨酸的R-基团引起的。
（六）酶
2、酶的化学组成：单纯酶和结合酶
3、酶的结构特点：必需基团 、活性中心 （结合部位、催化部位 ）
1、化学本质：
（1）酶的催化作用降低活化能
（2）中间产物学说
S + E ES E + P
底物 酶 中间产物 酶 产物
酶的作用机制
（3）“钥匙—锁”学说和“诱导契合”学说
5、影响酶催化反应的因素
（1）酶浓度的影响
（2）底物浓度的影响
（酶浓度不变）
（3）pH值的影响
（4）温度的影响
（5）激活剂的影响
能提高酶活性的物质即称为激活剂。
按分子大小可分为3类：第一类为无机离子，如Mg2+是各种激酶的激活剂，Cl-能激活唾液α-淀粉酶；第二类为中等大小的有机化学物，一种是还原剂，如半胱氨酸、还原型谷胱甘肽等，另一种是金属螯合剂，能除去酶中重金属杂质，从而解除重金属对酶的抑制，如乙二氨四乙酸（EDAT）；第三类为具有蛋白质性的大分子化合物，这类激活剂用于酶原激活，使无活性酶原变成有活性的酶。
(6)抑制剂的影响
某些物质，不引起酶蛋白变性，但能使酶分子上某些必需基团发生变化，因而引起酶活力下降，甚至丧失。这种作用称为抑制作用，起抑制作用的物质称为抑制剂。
（六）核酸
1、核酸的组成成分
（1）戊糖：β-D-核糖和 β-D-2-脱氧核糖。
（2）碱基：
一：嘌呤，为双环分子，一般有腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G） ；
二：嘧啶，为单环分子，一般有胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）、尿嘧啶（U）。
（3）核苷：戊糖+碱基。
(4)核苷酸:核苷的磷酸酯。
生物体内的游离核苷酸多为5'-核苷酸。
(5)体内重要的游离核苷酸及其衍生物
1、腺苷一磷酸（AMP）；腺苷二磷酸（ADP）；腺苷三磷酸（ATP）；
2 、NAD+、NADP+：
NAD+是辅酶I，全称是烟碱胺腺嘌呤二核苷酸
NADP+是辅酶II，全称烟碱胺腺嘌呤二核苷酸磷酸
是很多脱氢酶的辅酶，递氢体
2、核酸的结构
（1）DNA的结构
①一级结构：3`,5`-磷酸二酯键
长链从5`-向3`-端延伸。
②二级结构
A、分子由两条多脱氧核苷酸链反向平行(一条链是3,→5,，另一条链为5,→3,)， 围绕着同一个轴，右手盘旋成一个右平行螺旋结构，螺旋的直径为2nm；
B、磷酸和脱氧核糖在螺旋体的外侧，通过磷酸二酯键连结形成DNA分子的骨架；
C、碱基对位于螺旋体内侧，按A与T，C与G配对，A-T对有2个氢键，C-G对有3个氢键，
D、螺旋表面有一条大沟和一条小沟，这两条沟对 DNA和蛋白质的相互识别是很重要的。
DAN双螺旋结构很稳定，有3种化学键维持：互补碱基之间的氢键，碱基对之间的碱基堆集力，以及主链上带负电的磷酸溶液阳离子之间的离子键，其中碱基堆集力起主要作用。
③三级结构：DNA的三级结构是指双螺旋DNA的扭曲或再螺旋。超螺旋是DNA三级结构的基本形式。
（2）RNA
RNA分为三大类：核糖体RNA、信使RNA、转运RNA
①一级结构
②二级结构
tRNA的二级结构是三叶草型的，一般由四臂四环组成
③三级结构
tRNA的三叶形的二级结构变成三级结构为倒L型，tRNA发挥生物功能以其倒L型三级结构为基础。
3、核酸的性质
（1）一般理化性质：核酸既有磷酸基，又有碱性基团，是两性电解质，因磷酸的酸性强，通常表现为酸性。
DNA为白色纤维状固体，RNA为白色粉末，都微溶于水，不溶于一般有机溶剂，常用乙醇从溶液中沉淀核酸。
（2）核酸的紫外吸收性质：核酸中的嘌呤和嘧啶环的共轭体系强烈吸收260~290nm波段紫外光，最大吸收值在260nm处。 （蛋白质最大吸收值在280nm处）
（3）核酸的变性和复性
核酸的变性是双螺旋区氢键断裂，不涉及磷酸二酯键的断裂，不破坏一级结构。
核酸变性后，紫外吸收值明显增高，粘度下降，生物功能部分或全部消失。
影响因素：温度、有机溶剂、酸碱度、尿素等
DNA的热变性是爆发性的。引起热变性的温度称之为熔点或解链温度，用Tm表示。
DNA的Tm指变性量达到最高值一半时的温度。
组成DNA的碱基中的G-C的值越高，Tm越高。
(G-C)%=(Tm-69.3)×2.44
生物氧化
二.生物氧化的概念：
是指在生物细胞内,糖、脂和蛋白质等有机物氧化分解,消耗O2,产生CO2和H2O,同时释放能量的过程。
一.氧化还原的本质：
氧化还原的本质是电子转移。失电子者为还原剂，得电子者为氧化剂。在化学反应中，失电子、脱氢、加氧都属于氧化；得电子、加氢、脱氧都属于还原。
3.能量是逐步释放的，避免损坏机体。
(二)生物氧化的特点：
1.在细胞内完成，是常温、常压、pH近于中性的水环境中的一系列酶促反应。
2.释放能量和体外同种氧化一样（糖、脂肪一样，蛋白质不同），但形式不同。生物氧化释放的能量一部分是热能，一部分转移到ATP中。
四. 生物氧化中二氧化碳的生成：
脱羧反应：
生物氧化中CO2的生成是由于糖、脂、蛋白质等有机物转变成含羧基的化合物进行脱羧反应所致。
根据位置
类型：
α－脱羧 （1）
β－脱羧 （2）
（1）
（2）
单纯脱羧
根据性质
氧化脱羧

如:丙酮酸、苹果酸的氧化脱羧
（一）水形成的方式：
生物氧化主要是通过脱氢来实现的。代谢物脱下的氢不能游离存在,必须为另一物质所接受。
五. 生物氧化中水的生成：
糖酵解和三羧酸循环中产生的NADH＋H＋不能直接与游离的氧分子结合，需要经过呼吸链的传递后，才能与氧结合生成水。
（二）呼吸链：
1.概念：
代谢物脱下的氢(电子和质子)，沿着一系列有顺序的传递体组成的传递途径，传递给氧生成水的总过程。也称电子传递体系或电子传递链。
3.呼吸链的组成:
真核生物呼吸链在线粒体内膜上，原核生物在细胞膜上。
2.分布：
烟酰胺脱氢酶类(NADH脱氢酶类)
黄素脱氢酶类(如:琥珀酸脱氢酶)
铁硫蛋白类
细胞色素类
辅酶Q(CoQ)类
呼吸链是由氧化还原酶和它们的辅因子组成的
氢传递体和电子传递体(氢传递包括传递电子和质子,以2H++2e-表示)
此酶以NAD＋和NADP＋为辅酶。此类酶催化脱氢时，其辅酶NAD＋或NADP＋先与酶的活性部位结合，然后再脱下来。发生如下反应：
NADH和NADPH只接受了底物脱下的一个氢原子和一个电子，另一个质子留在介质中。
（1）烟(尼克)酰胺脱氢酶类：（递氢体,也递电子）
此类酶以黄素单核苷酸FMN或黄素腺嘌呤二核苷酸FAD作为辅基。
（2）黄素脱氢酶类：（递氢体）
借铁的变价传递电子
此类酶是一种脂溶性的醌类化合物，因广泛存在于生物界，故称泛醌。
（4）辅酶Q类（CoQ）：（递氢体）
（3）铁硫蛋白类：（Fe－S）
此类酶是以铁卟啉为辅基的蛋白质，也依靠铁的变价传递电子。
除aa3外，其余的细胞色素中的铁原子均与卟啉环和蛋白质形成6个配位键（共价键）。唯有aa3的铁原子形成5个配位键，还保留一个配位键，故能与O2、CO、CN－等结合。正常功能是与氧结合。
（5）细胞色素类（Cyto）：（递电子体）
a、a3、b、c、c1等。
种类：
不同种类的细胞色素的辅基结构及与蛋白质的连接方式不同。
在典型的呼吸链中递电子顺序：
b→c1→c→aa3 → O2
其中仅最后一个a3可被氧直接氧化，但现在不能把a和a3分开，故把a和a3合称为细胞色素氧化酶。
具有线粒体的生物中, 根据接受代谢物上脱下氢的初始受体不同，典型的呼吸链有两种：
NADH呼吸链应用最广，糖、脂、蛋白质三大物质分解代谢中脱氢氧化，绝大部分是NADH呼吸链完成的。
5.典型的呼吸链:
NADH呼吸链：
FADH2呼吸链：（琥珀酸氧化呼吸链）
FAD呼吸链中的黄素脱氢酶(琥珀酸脱氢酶)只能催化某些代谢物脱氢。
根据生物氧化方式，可分为底物水平的磷酸化和电子传递体系磷酸化。通常说的氧化磷酸化是指电子传递体系磷酸化。
六. 氧化磷酸化作用：
生物体通过生物氧化所产生的能量，除一部分用以维持体温外，大部分可以通过磷酸化作用转移至高能磷酸化合物ATP中。此种伴随放能的氧化作用而进行的磷酸化称为氧化磷酸化作用。
（一）ATP的生成：
ATP主要由ADP磷酸化生成，少数情况下，可由AMP焦磷酸化生成。
即：底物被氧化过程中，形成了某些高能磷酸化合物的中间产物，通过酶的作用可使ADP生成ATP。
1.底物水平磷酸化：
是在被氧化的底物上发生磷酸化的作用。
(能量来源是:伴随着底物脱氢，分子内部能量重新分布。)
再如：三羧酸循环中：
底物磷酸化是无氧呼吸中取得能量的唯一方式
②电子传递和磷酸化相耦联的部位：
（ATP产生部位）
实验证明有三处：
2.电子传递体系磷酸化：（氧化磷酸化）
①概念：
电子从NADH或FADH2经过呼吸链传给氧形成水时，同时伴有ADP磷酸化为ATP。是ATP生成的主要方式。
每合成1摩尔ATP需能30.52KJ。
在NADH的呼吸链中有3个部位产生的自由能均超过此值。
常用的测定方法：
Ⅰ.测定线粒体的P/O比值：
P/O比值是指每消耗一摩尔氧所消耗
无机磷酸的摩尔数（ATP的生成量）。
NADH呼吸链的P/O值是3。
即：每消耗一摩尔氧原子可形成3摩尔ATP。
FADH2呼吸链的P/O值是2。
即：每消耗一摩尔氧原子可形成2摩尔ATP。
Ⅱ.根据氧化还原电位之间的电位差计算能量求得:
3.氧化磷酸化作用的机制：
化学渗透学说：
主要论点：
呼吸链在传递质子和电子的过程中起质子泵的作用，3次泵出H＋到内膜外。由于内膜不让泵出的H＋自由返回基质，造成H＋浓度的跨膜梯度，此梯度是ATP合成的动力。H＋在通过ATP合成酶的通道返回基质时伴有ATP的合成。
已知的阻断剂及阻断部位：
4.氧化磷酸化的抑制作用：
①呼吸链阻断剂：
能够阻断呼吸链中某一部位电子流的物质称为电子传递阻断剂或呼吸链阻断剂。
2，4－二硝基苯酚是最早发现的一种解耦联剂。
②解耦联剂：
解耦联剂对于电子传递没有抑制作用，只抑制由ADP变为ATP的磷酸化作用。即：它使产能过程与贮能过程相脱离。
[解析]：电子传递和ATP形成的偶联关系是相辅相成的，ATP的生成必须以电子传递为前提，而呼吸链只有生成ATP才能推动电子的传递。完整的线粒体只有当无机磷酸和ADP都充分时电子传递速度才能达到最高水平。当缺少ADP时，因为缺少磷酸的受体则不能进行磷酸化作用。[ATP]／[ADP]之比在细胞内对电子传递速度起着重要的调节作用，同时对还原型辅酶的积累和氧化也起调节作用。
(09年联赛)38.在离体的完整线粒体中，有可氧化底物存在时，
加入哪一种物质可提高电子传递和氧气的摄入量?
A．TCA循环的酶 B．ADP C． FADH2 D．NADH
（三）磷酸肌酸是动物体内高能磷酸化合物的贮存形式：
ATP可把高能磷酸键传递给肌酸，生成磷酸肌酸。肌肉收缩时，磷酸肌酸又可转出高能磷酸键，使ADP生成ATP。
再见！