生物化学技术原理及应用4版(赵永芳主编)思维导图
高中生物知识结构网络图(完整版)
高中生物知识结构网络图第一单元 生命的物质基础和结构基础（细胞中的化合物、细胞的结构和功能、细胞增殖、分化、癌变和衰老、生物膜系统和细胞工程）1.1化学元素与生物体的关系1.2生物体中化学元素的组成特点1.3生物界与非生物界的统一性和差异性1.4细胞中的化合物一览表1.5蛋白质的相关计算设 构成蛋白质的氨基酸个数m ，构成蛋白质的肽链条数为n ，构成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为a ， 蛋白质中的肽键个数为x ， 蛋白质的相对分子质量为y ，控制蛋白质的基因的最少碱基对数为r ，则 肽键数＝脱去的水分子数，为 n m x -=…………………………………①蛋白质的相对分子质量 x ma y 18-=………………………………………②或者 x a ry 183-=………………………………………③1.6蛋白质的组成层次1.7核酸的基本组成单位1.8生物大分子的组成特点及多样性的原因1.9生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定1.10选择透过性膜的特点1.11水被选择的离子和小分子其它离子、小分子和大分子亲脂小分子高浓度——→低浓度不消耗细胞能量（ATP）离子、不亲脂小分子低浓度——→高浓度需载体蛋白运载消耗细胞能量（ATP）1.12线粒体和叶绿体共同点1、具有双层膜结构2、进行能量转换3、含遗传物质——DNA4、能独立地控制性状5、内含核糖体6、有相对独立的转录翻译系统7、能自我分裂增殖1.13真核生物细胞器的比较1.14细胞有丝分裂中核内DNA、染色体和染色单体变化规律1.15理化因素对细胞周期的影响1.16细胞分裂异常（或特殊形式分裂）的类型及结果1.17细胞分裂与分化的关系1.18已分化细胞的特点 1.19分化后形成的不同种类细胞的特点G 21.20分化与细胞全能性的关系1.211.22癌细胞的特点分化程度越低全能性越高，分化程度越高全能性越低分化程度高，全能性也高分化程度最低（尚未分化），全能性最高永生细胞1.23衰老细胞的特点水分减少，细胞萎缩，体积变小，代谢减慢 酶的活性降低色素积累，阻碍细胞内物质交流和信息传递 细胞核体积增大，染色体固缩，染色加深 细胞膜通透性改变，物质运输功能降低--溶酶体为细胞提供稳定的内环境脱再1.28植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较第二单元生物的新陈代谢Ⅰ植物代谢部分：酶与ATP、光合作用、水分代谢、矿质营养、生物固氮- - 优质资料-- 优质资料2.1酶的分类2.2酶促反应序列及其意义酶促反应序列 生物体内的酶促反应可以顺序连接起来，即第一个反应的产物是第二个反应的底物，第二个反应的产物是第三个反应的底物，以此类推，所形成的反应链叫酶促反应序列。
2024版生物化学第四版
生物化学第四版•生物化学概述•蛋白质结构与功能•酶学基础与应用•糖代谢与糖异生作用•脂类代谢与血浆脂蛋白•基因表达调控与疾病关系•细胞信号传导与受体介导作用目录生物化学概述01生物化学定义与研究对象生物化学定义生物化学是研究生物体内化学过程和物质代谢的科学，它探讨生物分子结构、功能、相互作用以及生物分子与生物体之间的关系。
研究对象生物化学的研究对象包括蛋白质、糖类、脂质、核酸等生物大分子，以及维生素、激素、酶等生物小分子。
这些物质在生物体内的合成、分解、转化和调控等过程都是生物化学的研究范畴。
生物化学发展历史及现状发展历史生物化学起源于19世纪中期，随着有机化学和分析化学的发展，人们开始研究生物体内的化学过程。
20世纪以来，生物化学在揭示生命现象本质方面取得了重大突破，如DNA双螺旋结构的发现、基因工程的诞生等。
现状目前生物化学已经成为生命科学领域的重要分支，它与分子生物学、遗传学、细胞生物学等学科相互渗透，共同推动生命科学的发展。
同时，生物化学在医学、农业、工业等领域的应用也越来越广泛。
生物化学在医学领域重要性疾病诊断生物化学方法可以用于检测生物标志物和代谢产物，帮助医生诊断疾病。
例如，通过检测血液中葡萄糖、胆固醇等物质的含量可以判断糖尿病、高血脂等疾病。
药物研发生物化学在药物设计和合成中发挥着重要作用。
通过研究药物与生物大分子的相互作用，可以设计出具有更高疗效和更低副作用的药物。
疾病预防和治疗生物化学可以帮助人们了解疾病发生的机制，从而制定针对性的预防措施和治疗方案。
例如，通过调节饮食和生活方式可以预防糖尿病等代谢性疾病的发生；通过基因工程手段可以治疗遗传性疾病等。
蛋白质结构与功能02氨基酸种类与性质氨基酸的种类根据R基的不同，氨基酸可分为脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸、杂环族氨基酸等。
氨基酸的性质包括两性解离、等电点、紫外吸收、茚三酮反应等。
蛋白质一级结构的定义指多肽链中氨基酸的排列顺序，包括二硫键的位置。
生物化学思维导图
思维导图 7 蛋白质的结构
思维导图 8 蛋白质结构与功能关系
核酸的组成
化学/元素组成特点
戊糖的分类、结构特点、鉴定
碱基的分类、结构特点、缩写符号 核苷的分类、化学键、缩写符号
体会：核苷
核苷酸的分类、结构特点、缩写符号、生物学功能
一级结构：定义、磷酸二酯键、方向、书写、阅读、测序方法
思维导图 17 酶促反应动力学
维生素的概述
定义、分类、命名、生理功能、缺乏症
体
维 生
维生素的结构
各种维生素的基团组成特点及链接方式
素
化
学
水溶性维生素，特别是 B 族作为辅酶/辅基与代谢
体会
维生素的代谢作用
作用
脂溶性维生素对代谢的影响
思维导图 18 维生素化学
思维导图 19 辅酶与辅助因子
激素的概述
核酸的结构与功能
原核基因、真核基因的结构特点 DNA 是基本的遗传物质；RNA 的多种功能
思维导图 9 核酸化学课程体系
思维导图 10 核苷酸的组成特点 思维导图 11DNA 的结构功能
思维导图 12RNA 的结构功能 酶的分类与命名
酶的概述
酶的结构特点 酶的催化本质
酶的专一性
酶的作用特点
DNA 是基本的遗传物质；RNA 的多种功能体会：结合具体酶理解其专一性、高
基
因 表
RNA 的合成
达
与
调
控
转录的定义、体系、方向、特点、过程（起始、延长、终止）、 加工修饰。
蛋白质的合成
翻译的定义、体系、场所、方向、特点（各种 RNA 所起的作用 与结构特点）、过程（起始、延长、终止）、加工修饰。
生物化学思维导图
生物化学蛋白质的结构与功能核酸的结构和功能酶含巯基的氨基酸半胱氨酸维持蛋白质分子一级结构的主要化学键肽键维持蛋白质分子中α-螺旋和β-折叠中的化学键氢键变性蛋白质的主要特点是生物学活性降低蛋白质分子中α-螺旋结构的特点是氨基酸残留基伸向螺旋内侧、靠盐键维持稳定、螺旋方向与长轴垂直、多为左手螺旋存在核酸分子中的碱基有5种关于DNA碱基组成的规律，正确的是[A]=[T];[C]=[G]维系DNA双链间碱基配对的化学键是氢键有关DNA双螺旋结构的叙述，错误的是两股单链从5到3端走向在空间排列相同DNA变性的本质是互补碱基之间氢键断裂核酸的二级结构中具有“三叶草”型的是tRNA关于mRNA结构的叙述，正确的是链的局部可形成双链结构在底物足量时，生理条件下决定酶促反应速度的是酶含量竞争性抑制剂的作用特点是与酶的底物竞争酶活性中心关于酶结构与底物的宫内的叙述，正确的是正确的是酶能大大降低反应的活化能辅酶的作用是辅助因子参与构成酶的活性中心，决定酶促反应的性质非竞争性抑制是酶促反应表现Km值不变反竞争性抑制时酶促反应表现Vm值减小糖代谢动物饥饿后摄食，其肝细胞的主要糖代谢途径是糖异生在有氧条件下，能产生FADH2的步骤是琥珀酸—延胡索酸位于糖酵解、糖异生、磷酸戊糖途径、糖原合成和糖原分解各条代谢途径交汇点上的化合物是6-磷酸葡萄糖糖异生的关键酶是己糖激酶有关乳酸循环的描述，错误的是最终从尿中排出乳酸属于磷酸戊糖途径的酶是6-磷酸葡萄糖脱氢酶丙酮酸氧化脱羟生成的物质是乙酰CoA不能经糖异生合成葡萄糖的物质是乙酰CoA与丙酮酸生成糖无关的酶是空腹13小时，血糖浓度的维持主要靠的是脑组织在正常情况下主要利用葡萄糖供能，只有在下属某种情况下脑组织主要利用酮体长期抗饿丙酮酸激酶糖异生作用生物氧化在线粒体中进行的代谢过程是氧化磷酸钙不抑制呼吸链电子传递的物质是二硝基苯酚不是高能化合物的是3-磷酸甘油醛呼吸链中细胞的排列顺序是b®cl®c®aa3®O2脂类代谢属于必要脂肪酸的亚油酸亚麻酸花生四烯酸大鼠出生后用去脂饮食喂养结果引起前列腺素缺乏属于酮体乙酰乙酸胆汁酸合成的限速酶是胆固醇7α-羟化酶向肝内运转胆固醇的脂蛋白是HDL直接参与胆固醇生物合成的物质是NADPH经转变能产生乙酰CoA的物质是乙酰乙酰CoA脂酰CoAβ-羟基甲基戊二酸单酰CoA柠檬酸胆汁中含量最多的有机成分是胆汁酸β-氧化的酶促反应顺序是脱氢®加水®再脱氢®硫解有关酮体的叙述中错误的是饥饿时酮体生成减少卵磷脂含有的成分脂肪酸磷酸胆碱甘油对脂肪酸合成的叙述中错误的是合成式脂肪酸分子中全部碳原子均由丙二酰CoA提供脂肪酸氧化发生部位胞液和线粒体酮体不能在肝中氧化是因为肝中缺乏琥珀酰CoA流转酶导致脂肪肝的主要原因肝内脂肪运出障碍氨基酸的代谢可转变为黑色素的物质是酪氨酸不参加尿素循环的氨基酸是赖氨酸肌肉中游离氨通过丙氨酸-葡萄糖循环途径转移到肝脏人体内氨的最主要代谢去路为合成尿素随尿排出核苷酸代谢嘧啶环中的两个氮原子来自于天冬氨酸和氨甲酰磷酸嘧啶核苷酸补救途径主要酶是嘧啶磷酸核糖转移酶一碳单位的载体是四氢叶酸嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸合成的共同原料是天冬氨酸关于核苷酸生理功能的叙述，错误的是质膜的基本结构成分与体内尿酸堆积相关的酶是黄嘌呤氧化物遗传信息的传递有关密码子的叙述错误的是蛋白质中的氨基酸只有一个相应密码子对应于mRNA密码子ACG的tRNA的反密码子是CGU编码氨基酸的密码子有61个在蛋白质分子中没有羟赖氨酸相应的遗传密码蛋白质生物合成天然蛋白质中有遗传密码的氨基酸有20种关于蛋白质合成错误的是氨基酸间以共价连接蛋白质合成体系中不含氨基酸氨基酰-tRNA合成酶基因表达调控反密码子UAG识别的mRNA上的密码子是CUA基因表达调控的主要环节是转录起始逆转录是指以RNA为模板合成DNA催化转录合成RNA的酶是DNA指导的RNA聚合酶翻译的模板是mRNA信号传导不属于细胞内信息传递的第二信使物质是ATP哪种激素通过蛋白激酶A通路发挥作用肾上腺素下列物质可被Ca2+激活的是PKC具有受体酪氨酸蛋白激酶活性的是表皮生长因子受体重组DNA技术关于基因治疗的叙述，正确的是向细胞内输入或导入相应外源基因基因工程的基本过程不包括蛋白质空间结构的测定基因工程表达调控主要是指转录的调控癌基因与致癌基因血液生化肝生化关于抑癌基因的正确叙述是存在于人类的正常细胞癌基因发生点突变可能使癌基因活化关于原癌基因的叙述，错误的是正常细胞中无此基因合成血红素的原料琥珀酰CoA甘氨酸亚铁原子合成血红素的关键酶是ALA合酶血浆白蛋白的功能不包括免疫功能成熟红细胞中能产生调节血红蛋白运氧功能物质的代谢途径是糖异生合成血红素时，在胞质中进行的反应是尿卟啉原III的生成血中结合胆红素增加会在尿中出现胆红素发生在肝生化转化第二阶段的是葡萄糖醛酸结合反应机体可以降低外源性毒物毒性的反应是肝生物转化胆红素在肝细胞内的运输形式是胆红素-配体蛋白胆红素在血中的运输形式是胆红素-白蛋白胆红素自肝细胞排出的主要形式是胆红素-葡萄糖醛酸复合物肠道重吸收的物质是胆红素胆素原维生素维生素A缺乏夜盲症最早的临床表现是暗适应时间延长维生素K缺乏时凝血因子合成障碍症维生素B1缺乏肠道蠕动慢消化液分泌少食欲缺乏原因：维生素B1能够抑制胆碱酯酶的活性维生素D的主要生化作用是促进钙原子和磷元素的吸收。
2024版生物化学思维导图
糖类结构与功能
糖类的基本组成单位
单糖，如葡萄糖、果糖等。
糖类的分类
单糖、二糖、多糖等，其中多糖又可分为淀 粉、糖原、纤维素等。
糖类的结构
由碳、氢、氧三种元素组成，可通过糖苷键 连接形成多糖。
糖类的功能
提供能量；作为细胞结构的组成成分；参与 细胞识别和信号传导等。
03 生物小分子代谢 途径及调控机制
蛋白质结构与功能
蛋白质的一级结构
指多肽链中氨基酸的排列顺序， 决定了蛋白质的特异性。
蛋白质的二级结构
指多肽链中局部空间结构，如α螺旋、β-折叠等，影响蛋白质的 功能。
蛋白质的三级结构
指整条多肽链的三维空间结构， 包括疏水键、氢键、离子键等作 用力。
蛋白质的基本组成单位
氨基酸，通过肽键连接形成多肽 链。
未来发展趋势和挑战
发展趋势
生物化学技术将不断向更高通量、更高灵敏度、更精准化方向 发展，与其他学科交叉融合，推动生命科学领域快速发展。
挑战
随着生物化学技术的广泛应用，生物伦理、生物安全等问题日 益凸显，需要加强监管和规范。同时，技术创新和成果转化也 面临诸多挑战，需要加强产学研合作和人才培养。
THANKS
翻译后水平调控 包括蛋白质修饰、折叠、转运和降解 等过程，影响蛋白质的结构和功能。
基因表达异常与疾病发生关系
基因突变
基因序列的改变可能导致蛋白质结构或功能的异 常，进而引发疾病。
基因沉默
某些基因在正常情况下应该表达，但由于种种原 因被沉默，导致相关功能缺失和疾病发生。
ABCD
基因扩增
某些基因的过度扩增可能导致细胞增殖失控和肿 瘤的发生。
谢
化
氮代谢途径及调控机制
高清版新课标高中生物思维导图
过程
光反应 暗反应
场所，条件 物质变化 能量变化
实质、意义
影响光合作用 的因素及应用
内部因素 外界因素
叶面积指数 叶龄 光照强度 温度 二氧化碳浓度 必需矿质元素
水
ATP的主要来源
概念
有氧呼吸
方式
比较
无氧呼吸
实质
意义
影响呼吸作用 的因素及应用
内部因素 环境因素
遗传因素 温度 氧气浓度 CO2浓度
含水量
DNA
分类 RNA
功能
糖类
元素 种类及作用
脂质
元素 种类及作用
有氧呼吸主要场所 光合作用的场所
线粒体 叶绿体
双层膜 细胞器
对来自内质网的蛋白质 进行加工、分类和包装
高尔基体
增大膜面积，与蛋白质、脂质 和糖类的合成有关，蛋白质 的运输通道
维持渗透压，使细胞膨胀
内质网 液泡
单层膜 细胞器
含有多种水解酶，可 分解细胞器和病毒
染色质
结构 功能
遗传物质的载体
是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心
细胞膜 细胞壁
细胞的基 本结构
2/20
细胞骨架
组成 蛋白质纤维组成的网状结构
作用
在真核中维持细胞形态； 保持细胞内部结构的有序性
细胞质基质
成分
水、无机盐、脂质、糖类、 氨基酸、核苷酸和多种酶
状态 呈不断流动的胶质状
作用 活细胞代谢的主要场所
保护、物质交换、能量转换、 信息传递等；提供酶的附着位点； 使细胞内区域化
功能
生物膜系统
研究意义 实验：体验制备细胞膜的方法
纤维素和果胶 成分
保护和支持作用 功能
高级生化课件生物化学技术原理与应用
2.化学处理
（1）脂溶性溶剂：丙酮；氯仿；甲苯 （2）表面活性剂：十二烷甲基黄酸钠；十
二烷基硫酸钠
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3.生物方法
（1）溶胀 （2）自溶 （3）生物酶降解：溶菌酶；蛋白水解酶K
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第四节 抽提
一.抽提的含义 二.抽提有效成分的影响因子
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一、抽提的含义
用适当的溶剂和方法，从原料中把 有效成分分离出来的过程。用缓冲液， 稀酸，稀碱或有机溶剂（丙酮，乙醇） 等抽提，有时还可以用蒸馏水抽提。
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二.吸附法 干葡聚糖凝胶G25或吸水棒加入抽提液， 两者比例一比五，能缩小抽提液体积三 倍左右.
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三.超过滤法 在空气或氮气压力下，使小分子物质通 过半透膜而大分子物质留在膜内的装置。
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四. 透析法 （1）把装透析液的透析袋埋在吸水力强的
聚乙二醇PEG或甘油中； （2）真空透析。
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五.减压蒸馏法 简易减压蒸馏装置（降低沸点）.
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二.抽提有效成分的影响因子
1.PH值 2.溶剂的极性和离子强度 3.水解酶 4.温度：选择合适的抽提温度 5.搅拌：温和搅拌可增加溶解度 6.氧化 7.金属离子 8.抽提液及抽提物的比例:1:5
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1.PH值 对蛋白质或酶等具有等电点的两性电
解质物质，选择抽提液的PH值在偏离等电 点。
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2.溶剂的极性和离子强度
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二.纯化方案的评价 考察比活力、纯化倍数和收得率
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第二编 纯化方法
第二章 沉淀法 第三章 吸附层析 第四章 疏水层析 第五章 离子交换层析 第六章 凝胶过滤 第七章 亲和层析 第八章 聚焦层析 第九章 高效液相色谱 第十章 固定化的酶及微生物
生物化学思维导图
生物化学思维导图体会：生物大分子是生物信息的载体（携带、体现、传递、表达）；有序性是信息载体的基础；链的长短、数组成：元素组成特点、构件分子组成特点（可修饰性）目、缠绕方式等是信息携带量的基础。
结构：一级结构、空间结构、作用力（共价与非共价）、静态生物化学糖类、脂类、蛋白质、核酸主干链的单调重复性、支链的多变性、异构与构象、结构的主次性。
（生物大分子结构与功能）（酶、维生素、激素）性质：物理、化学、生物学功能：生物学功能的主次性物质代谢：细胞定位、关键酶、代谢物、反应特点、调节。
体会：各代谢途径的意义、生理功能。
合成代谢：从头合成、半合成（补救合成）分解代谢：水解、磷酸解、硫解、焦磷酸解生动态生物化学糖代谢、脂类代谢、氨基酸物化（物质代谢与调节）代谢、核苷酸代谢学能量代谢（能量变化）放能反应、吸能反应（偶联）核酸、蛋白质生物合成的定义、体系（模板、体会：基因表达的内容、调控及意义。
酶、原料、辅助因子）、方向、方式、特点、过程（起始、延长。
终止）、加工修饰。
复制、转录、翻基础分子生物学基因表达的调控、操纵子模式（概念、结构、合成、蛋白质合成DN合成RN（基因的表达与调控）控方式）。
生物化学课程体系1 思维导图生物化学思维导图）、直链及环状结构的书写方式α、βL重要单糖结构：构型（D、、物理性质：旋光性（比旋光度）、变旋性单糖化学性质：还原性、氧化性、成脎、成苷、成酯、颜色反应、鉴定等衍生物：磷酸糖、氨基糖、糖醇、糖苷、脱氧糖等糖重要双糖结构：单糖种类、构型、序列、糖苷键寡糖类重要双糖性质：旋光性、氧化还原性、分析鉴定化学重要多糖组成特点：二糖单位、方向性、糖苷键、分支多糖糖胺聚糖：类型、组成、功能肽聚糖：组成、功能复合多糖糖蛋白：组成、功能蛋白聚糖：组成、功2 思维导糖类化学知识体系生物化学思维导图思维导图3 糖蛋白与蛋白聚糖生物化学思维导图中性脂结构、性质、生物学功能脂肪酸：结构特点、命名、性质，如碳链的长度、饱和度、空间结构、溶解度、熔点等中性脂油脂：结构特点、性质，如乳化现象、皂化作用、卤化作用、酸败等常见甘油磷脂及生物学功能脂磷脂组成单位、化学键、解离情况类化固醇组成特点、衍生物、功能学分类、组成特点、功能脂蛋白结构：由脂质双分子层、蛋白质镶嵌而成，脂质是骨架，决定膜的流动性、排列方式生物膜生物学功能：蛋白质决定生物膜的生物学功能。