2016年臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試生物化學(xué)第一章概述復(fù)習(xí)筆記|生物化學(xué)筆記精選

　　2015年臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試順利結(jié)束，2016年臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試筆試時(shí)間預(yù)計(jì)為2016年9月10日、11日。為方便備考2016年臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試的考生復(fù)習(xí)，環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理2016年臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試生物化學(xué)第一章概述復(fù)習(xí)筆記|生物化學(xué)筆記精選，希望對(duì)大家備考有幫助。

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　　第一節(jié) 概 述

　　一、生物分子（環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理2016年臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試生物化學(xué)第一章概述復(fù)習(xí)筆記）是生物特有的有機(jī)化合物

　　生物分子泛指生物體特有的各類(lèi)分子，它們都是有機(jī)物。典型的細(xì)胞含有一萬(wàn)到十萬(wàn)種生物分子，其中近半數(shù)是小分子，分子量一般在500以下。其余都是生物小分子的聚合物，分子量很大，一般在一萬(wàn)以上，有的高達(dá)1012，因而稱(chēng)為生物大分子。構(gòu)成生物大分子的小分子單元，稱(chēng)為構(gòu)件。氨基酸、核苷酸和單糖分別是組成蛋白質(zhì)、核酸和多糖的構(gòu)件。

　　二、生物分子具有復(fù)雜有序的結(jié)構(gòu)

　　生物分子都有自己特有的結(jié)構(gòu)。生物大分子的分子量大，構(gòu)件種類(lèi)多，數(shù)量大，排列順序千變?nèi)f化，因而其結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。估計(jì)僅蛋白質(zhì)就有 1010-1012種。生物分子又是有序的，每種生物分子都有自己的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，所有的生物分子都以一定的有序性(組織性)存在于生命體系中。

　　三、生物結(jié)構(gòu)具有特殊的層次

　　生物用少數(shù)幾種生物元素(C、H、O、N、S、P)構(gòu)成小分子構(gòu)件，如氨基酸、核苷酸、單糖等;再用簡(jiǎn)單的構(gòu)件構(gòu)成復(fù)雜的生物大分子;由生物大分子構(gòu)成超分子集合體;進(jìn)而形成細(xì)胞器，細(xì)胞，組織，器官，系統(tǒng)和生物體。生物的不同結(jié)構(gòu)層次有著質(zhì)的區(qū)別:低層次結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有種屬專(zhuān)一性，結(jié)合力強(qiáng); 高層次結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有種屬專(zhuān)一性，結(jié)合力弱。生物大分子是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，生命是生物大分子的存在形式。生物大分子的特殊運(yùn)動(dòng)體現(xiàn)著生命現(xiàn)象。

　　四、生物分子都行使專(zhuān)一的功能（環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理2016年臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試生物化學(xué)第一章概述復(fù)習(xí)筆記）

　　每種生物分子都具有專(zhuān)一的生物功能。核酸能儲(chǔ)存和攜帶遺傳信息，酶能催化化學(xué)反應(yīng)，糖能提供能量。任何生物分子的存在，都有其特殊的生物學(xué)意義。人們研究某種生物分子，就是為了了解和利用它的功能。

　　五、代謝是生物分子存在的條件

　　代謝不僅產(chǎn)生了生物分子，而且使生物分子以一定的有序性處于穩(wěn)定的狀態(tài)中，并不斷得到自我更新。一旦代謝停止，穩(wěn)定的生物分子體系就要向無(wú)序發(fā)展，在變化中解體，進(jìn)入非生命世界。

　　六、生物分子體系有自我復(fù)制的能力

　　遺傳物質(zhì)DNA能自我復(fù)制，其他生物分子在DNA的直接或間接指導(dǎo)下合成。生物分子的復(fù)制合成，是生物體繁殖的基礎(chǔ)。

　　七、生物分子能夠人工合成和改造

　　生物分子是通過(guò)漫長(zhǎng)的進(jìn)化產(chǎn)生的。隨著生命科學(xué)的發(fā)展，人們已能在體外人工合成各類(lèi)生物分子，以合成和改造生物大分子為目標(biāo)的生物技術(shù)方興未艾。

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　　第二節(jié) 生物元素

　　在已知的百余種元素中，（環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理2016年臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試生物化學(xué)第一章概述復(fù)習(xí)筆記）生命過(guò)程所必需的有27種，稱(chēng)為生物元素。生物體所采用的構(gòu)成自身的元素，是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的選擇確定的。生物元素都是在自然界豐度較高，容易得到，又能滿(mǎn)足生命過(guò)程需要的元素。

　　一、主要生物元素都是輕元素

　　主要生物元素C、H、O、N占生物元素總量的95%以上，其原子序數(shù)均在8以?xún)?nèi)。它們和S、P、K、Na、Ca、Mg、Cl共11種元素，構(gòu)成生物體全部質(zhì)量的99%以上，稱(chēng)為常量元素，原子序數(shù)均在20以?xún)?nèi)。另外16種元素稱(chēng)為微量元素，包括 B,F,Si,Se,As,I,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Sn,Mo，原子序數(shù)在53以?xún)?nèi)。

　　二、碳?xì)溲醯蛄资巧锓肿拥幕舅夭?/p>

　　(一)碳?xì)涫巧锓肿拥闹黧w元素

　　碳原子既難得到電子，又難失去電子，最適于形成共價(jià)鍵。碳原子非凡的成鍵能力和它的四面體構(gòu)型，使它可以自相結(jié)合，形成結(jié)構(gòu)各異的生物分子骨架。碳原子又可通過(guò)共價(jià)鍵與其它元素結(jié)合，形成化學(xué)性質(zhì)活潑的官能團(tuán)。

　　氫原子能以穩(wěn)定的共價(jià)鍵于碳原子結(jié)合，構(gòu)成生物分子的骨架。生物分子的某些氫原子被稱(chēng)為還原能力，它們被氧化時(shí)可放出能量。（環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理2016年臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試生物化學(xué)第一章概述復(fù)習(xí)筆記）生物分子含氫量的多少(以H/C表示)與它們的供能價(jià)值直接相關(guān)。氫原子還參與許多官能團(tuán)的構(gòu)成。與電負(fù)性強(qiáng)的氧氮等原子結(jié)合的氫原子還參與氫鍵的構(gòu)成。氫鍵是維持生物大分子的高級(jí)結(jié)構(gòu)的重要作用力。

　　(二)氧氮硫磷構(gòu)成官能團(tuán)

　　它們是除碳以外僅有的能形成多價(jià)共價(jià)鍵的元素，可形成各種官能團(tuán)和雜環(huán)結(jié)構(gòu)，對(duì)決定生物分子的性質(zhì)和功能具有重要意義。

　　此外，硫磷還與能量交換直接相關(guān)。生物體內(nèi)重要的能量轉(zhuǎn)換反應(yīng)，常與硫磷的某些化學(xué)鍵的形成及斷裂有關(guān)。一些高能分子中的磷酸苷鍵和硫酯鍵是高能鍵。

　　三、無(wú)機(jī)生物元素

　　(一)、利用過(guò)渡元素的配位能力

　　過(guò)渡元素具有空軌道，能與具有孤對(duì)電子的原子以配位鍵結(jié)合。不同過(guò)渡元素有不同的配位數(shù)，可形成各種配位結(jié)構(gòu)，如三角形，四面體，六面體等。過(guò)渡元素的絡(luò)和效應(yīng)在形成并穩(wěn)定生物分子的構(gòu)象中，具有特別重要的意義。

　　過(guò)渡元素對(duì)電子的吸引作用，還可導(dǎo)致配體分子的共價(jià)鍵發(fā)生極化，這對(duì)酶的催化很有用。已發(fā)現(xiàn)三分之一以上的酶含有金屬元素，其中僅含鋅酶就有百余種。

　　鐵和銅等多價(jià)金屬離子還可作為氧化還原載體，擔(dān)負(fù)傳遞電子的作用。在光系統(tǒng)II中，四個(gè)錳原子構(gòu)成一個(gè)電荷累積器，可以累積失去四個(gè)電子，從而一次氧化兩分子水，釋放出一分子氧，避免有害中間產(chǎn)物的形成。細(xì)胞色素氧化酶中的鐵-銅中心也有類(lèi)似功能。

　　(二)、利用常量離子的電化學(xué)效應(yīng)

　　K等常量離子，在生物體的體液中含量較高，具有電化學(xué)效應(yīng)。它們?cè)诒３煮w液的滲透壓，酸堿平衡，形成膜電位及穩(wěn)定生物大分子的膠體狀態(tài)等方面有重要意義。

　　各種生物元素對(duì)生命過(guò)程都有不可替代的作用，必需保持其代謝平衡。

　　氟是骨骼和牙釉的成分，以氟磷灰石的形式存在，可使骨晶體變大，堅(jiān)硬并抗酸腐蝕。所以在飲食中添加氟可以預(yù)防齲齒。氟還可以治療骨質(zhì)疏松癥。但當(dāng)水中氟含量達(dá)到每升2毫克時(shí)，會(huì)引起斑齒，牙釉無(wú)光，粉白色，嚴(yán)重時(shí)可產(chǎn)生洞穴。氟是烯醇化酶的抑制劑，又是腺苷酸環(huán)化酶的激活劑。

　　硒缺乏是克山病的病因之一，而硒過(guò)多也可引起疾病，如亞硒酸鹽可引起白內(nèi)障。

　　糖耐受因子(GTF)可以促使胰島素與受體結(jié)合，而鉻可以使煙酸、甘氨酸、谷氨酸、半胱氨酸等與GTF絡(luò)合。

　　某些非生物元素進(jìn)入體內(nèi)，（環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理2016年臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試生物化學(xué)第一章概述復(fù)習(xí)筆記）能干擾生物元素的正常功能，從而表現(xiàn)出毒性作用。如鎘能置換鋅，使含鋅酶失活，從而使人中毒。某些非生物元素對(duì)人體有益，如有機(jī)鍺可激活小鼠腹腔巨嗜細(xì)胞，后者介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞毒和抗原提呈作用，從而發(fā)揮免疫監(jiān)視、防御和抗腫瘤作用。

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　　第三節(jié) 生物分子中的作用力

　　一、兩類(lèi)不同水平的作用力（環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理2016年臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試生物化學(xué)第一章概述復(fù)習(xí)筆記）

　　生物體系有兩類(lèi)不同的作用力，一類(lèi)是生物元素借以結(jié)合稱(chēng)為生物分子的強(qiáng)作用力--共價(jià)鍵，另一類(lèi)是決定生物分子高層次結(jié)構(gòu)和生物分子之間借以相互識(shí)別，結(jié)合，作用的弱作用力--非共價(jià)相互作用。

　　二、共價(jià)鍵是生物分子的基本形成力

　　共價(jià)鍵(covalent bond)的屬性由鍵能，鍵長(zhǎng)，鍵角和極性等參數(shù)來(lái)描述，它們決定分子的基本結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。

　　(一)鍵能

　　鍵能等于破壞某一共價(jià)鍵所需的能量。鍵能越大，鍵越穩(wěn)定。生物分子中常見(jiàn)的共價(jià)鍵的鍵能一般在300--800kj/mol之間。

　　(二)鍵長(zhǎng)

　　鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，鍵能越弱，容易受外界電場(chǎng)的影響發(fā)生極化，穩(wěn)定性也越差。生物分子中鍵長(zhǎng)多在0.1到0.18nm之間。

　　(三)鍵角

　　共價(jià)鍵具有方向性，一個(gè)原子和另外兩個(gè)原子所形成的鍵之間的夾角即為鍵角。根據(jù)鍵長(zhǎng)和鍵角，可了解分子中各個(gè)原子的排列情況和分子的極性。

　　(四)鍵的極性

　　共價(jià)鍵的極性是指兩原子間電子云的不對(duì)稱(chēng)分布。極性大小取決于成鍵原子電負(fù)性的差。多原子分子的極性狀態(tài)是各原子電負(fù)性的矢量和。在外界電場(chǎng)的影響下，共價(jià)鍵的極性會(huì)發(fā)生改變。這種由于外界電場(chǎng)作用引起共價(jià)鍵極性改變的現(xiàn)象稱(chēng)為鍵的極化。鍵的極性與極化，同化學(xué)鍵的反應(yīng)性有密切關(guān)系。

　　(五)配位鍵對(duì)生物分子有特殊意義

　　配位鍵(coordinate bond)是特殊的共價(jià)鍵，它的共用電子對(duì)是由一個(gè)原子提供的。在生物分子中，常以過(guò)渡元素為電子受體，以化學(xué)基團(tuán)中的O、N、S、P等為電子供體，形成多配位絡(luò)和物。過(guò)渡元素都有固定的配位數(shù)和配位結(jié)構(gòu)。

　　在生物體系中，形成的多配位體，對(duì)穩(wěn)定生物大分子的構(gòu)象，形成特定的生物分子復(fù)合物具有重要意義。由多配位體所產(chǎn)生的立體異構(gòu)現(xiàn)象，甚至比手性碳所引起的立體異構(gòu)現(xiàn)象更為復(fù)雜。金屬元素的絡(luò)和效應(yīng)，因能導(dǎo)致配體生物分子內(nèi)鍵發(fā)生極化，增強(qiáng)其反應(yīng)性，而與酶的催化作用有關(guān)。

　　三、非共價(jià)相互作用（環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理2016年臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試生物化學(xué)第一章概述復(fù)習(xí)筆記）

　　(一)、非共價(jià)作用力對(duì)生物體系意義重大

　　非共價(jià)相互作用是生物高層次結(jié)構(gòu)的主要作用力。

　　非共價(jià)作用力包括氫鍵，靜電作用力，范德華力和疏水作用力。這些力屬于弱作用力，其強(qiáng)度比共價(jià)鍵低一兩個(gè)數(shù)量級(jí)。這些力單獨(dú)作用時(shí)，的確很弱，極不穩(wěn)定，但在生物高層次結(jié)構(gòu)中，許多弱作用力協(xié)同作用，往往起到?jīng)Q定生物大分子構(gòu)象的作用?？梢院敛豢鋸埖卣f(shuō)，沒(méi)有對(duì)非共價(jià)相互作用的理解，就不可能對(duì)生命現(xiàn)象有深刻的認(rèn)識(shí)。

　　各種非共價(jià)相互作用結(jié)合能的大小也有差別，在不同級(jí)別生物結(jié)構(gòu)中的地位也有不同。結(jié)合能較大的氫鍵，在較低的結(jié)構(gòu)級(jí)別(如蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu))，較小的尺度間，把氫受體基團(tuán)與氫供體基團(tuán)結(jié)合起來(lái)。結(jié)合能較小的范德華力則主要在更高的結(jié)構(gòu)級(jí)別，較大的尺度間，把分子的局部結(jié)構(gòu)或不同分子結(jié)合起來(lái)。

　　(二)、氫鍵

　　氫鍵(hydrogen bond)是一種弱作用力，鍵能只相當(dāng)于共價(jià)鍵的1/30-1/20(12-30 kj/mol)，容易被破壞，并具有一定的柔性，容易彎曲。氫原子與兩側(cè)的電負(fù)性強(qiáng)的原子呈直線(xiàn)排列時(shí)，鍵能最大，當(dāng)鍵角發(fā)生20度偏轉(zhuǎn)時(shí)，鍵能降低 20%。氫鍵的鍵長(zhǎng)比共價(jià)鍵長(zhǎng)，比范德華距離短，約為0.26-0.31nm。

　　氫鍵對(duì)生物體系有重大意義，特別是在穩(wěn)定生物大分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)中起主導(dǎo)作用。

　　(三)、范德華力

　　范德華力是普遍存在于原子和分子間的弱作用力，是范德華引力與范德華斥力的統(tǒng)一。引力和斥力分別和原子間距離的6次方和12次方成反比。二者達(dá)到平衡時(shí)，兩原子或原子團(tuán)間保持一定的距離，即范德華距離，它等于兩原子范德華半徑的和。每個(gè)原子或基團(tuán)都有各自的范德華半徑。

　　范德華力的本質(zhì)是偶極子之間的作用力，包括定向力、誘導(dǎo)力和色散力。極性基團(tuán)或分子是永久偶極，它們之間的作用力稱(chēng)為定向力。非極性基團(tuán)或分子在永久偶極子的誘導(dǎo)下可以形成誘導(dǎo)偶極子，這兩種偶極子之間的作用力稱(chēng)為誘導(dǎo)力。非極性基團(tuán)或分子，由于電子相對(duì)于原子核的波動(dòng)，而形成的瞬間偶極子之間的作用力稱(chēng)為色散力。

　　范德華力比氫鍵弱得多。兩個(gè)原子相距范德華距離時(shí)的結(jié)合能約為4kj/mol，僅略高于室溫時(shí)平均熱運(yùn)動(dòng)能(2.5kj/mol)。如果兩個(gè)分子表面幾何形態(tài)互補(bǔ)，由于許多原子協(xié)同作用，范德華力就能成為分子間有效引力。范德華力對(duì)生物多層次結(jié)構(gòu)的形成和分子的相互識(shí)別與結(jié)合有重要意義。

　　(四)、荷電基團(tuán)相互作用

　　荷電基團(tuán)相互作用，包括正負(fù)荷電基團(tuán)間的引力，常稱(chēng)為鹽鍵(salt bond)和同性荷電基團(tuán)間的斥力。力的大小與荷電量成正比，與荷電基團(tuán)間的距離平方成反比，還與介質(zhì)的極性有關(guān)。介質(zhì)的極性對(duì)荷電基團(tuán)相互作用有屏蔽效應(yīng)，介質(zhì)的極性越小，荷電基團(tuán)相互作用越強(qiáng)。例如，-COO-與-NH3+間在極性介質(zhì)水中的相互作用力，僅為在蛋白質(zhì)分子內(nèi)部非極性環(huán)境中的1/20，在真空中的1/80。

　　(五)、疏水相互作用

　　疏水相互作用(hydrophobic interaction)比范德華力強(qiáng)得多。例如，一個(gè)苯丙氨酸側(cè)鏈由水相轉(zhuǎn)入疏水相時(shí)，體系的能量降低約40kj/mol。

　　生物分子有許多結(jié)構(gòu)部分具有疏水性質(zhì)，如蛋白質(zhì)的疏水氨基酸側(cè)鏈，核酸的堿基，脂肪酸的烴鏈等。它們之間的疏水相互作用，在穩(wěn)定蛋白質(zhì)，核酸的高層次結(jié)構(gòu)和形成生物膜中發(fā)揮著主導(dǎo)作用。

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　　2015年臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試順利結(jié)束，2016年臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試筆試時(shí)間預(yù)計(jì)為2016年9月10日、11日。為方便備考2016年臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試的考生復(fù)習(xí)，環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理2016年臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試生物化學(xué)第一章概述復(fù)習(xí)筆記|生物化學(xué)筆記精選，希望對(duì)大家備考有幫助。

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　　第四節(jié) 生物分子低層次結(jié)構(gòu)的同一性（環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理2016年臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試生物化學(xué)第一章概述復(fù)習(xí)筆記）

　　一、碳架是生物分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)

　　碳架是生物分子的基本骨架，由碳，氫構(gòu)成。生物分子碳架的大小組成不一，幾何形狀結(jié)構(gòu)各異，具有豐富的多樣性。生物小分子的分子量一般在500 以下，包括2-30個(gè)碳原子。碳架結(jié)構(gòu)有線(xiàn)形的，有分支形的，也有環(huán)形的;有飽和的，也有不飽和的。變化多端的碳架與種類(lèi)有限的官能團(tuán)，共同組成形形色色的生物分子的低層次結(jié)構(gòu)--生物小分子。

　　二、官能團(tuán)限定分子的性質(zhì)

　　(一)官能團(tuán)是易反應(yīng)基團(tuán)

　　官能團(tuán)是生物分子中化學(xué)性質(zhì)比較活潑，容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的原子或基團(tuán)。含有相同官能團(tuán)的分子，具有類(lèi)似的性質(zhì)。官能團(tuán)限定生物分子的主要性質(zhì)。然而，在整個(gè)分子中，某一官能團(tuán)的性質(zhì)總要受到分子其它部分電荷效應(yīng)和立體效應(yīng)的影響。任何一種分子的具體性質(zhì)，都是其整體結(jié)構(gòu)的反應(yīng)。

　　(二)主要的官能團(tuán)

　　生物分子中的主要官能團(tuán)和有關(guān)的化學(xué)鍵有:

　　羥基(hydroxyl group) 有極性，一般不解離，能與酸生成酯，可作為氫鍵供體。

　　羰基(carbonyl group) 有極性，可作為氫鍵受體。

　　羧基(carboxyl group) 有極性，能解離，一般顯弱酸性。

　　氨基(amino group) 有極性，可結(jié)合質(zhì)子生成銨陽(yáng)離子。

　　酰胺基(amido group) 由羧基與氨基縮合而成，有極性，其中的氧和氮都可作為氫鍵供體。肽鏈中聯(lián)接氨基酸的酰胺鍵稱(chēng)為肽鍵。

　　巰基(sulfhydryl group) 有極性，在中性條件下不解離。易氧化成二硫鍵-S-S。

　　胍基(guanidino group) 強(qiáng)堿性基團(tuán)，可結(jié)合質(zhì)子。胍基磷酸鍵是高能鍵。

　　雙鍵(double bond) 由一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵構(gòu)成，其中π鍵鍵能小，電子流動(dòng)性很大，易發(fā)生極化斷裂而產(chǎn)生反應(yīng)。雙鍵不能旋轉(zhuǎn)，有順?lè)串悩?gòu)現(xiàn)象。規(guī)定用"順"(cis)表示兩個(gè)相同或相近的原子或基團(tuán)在雙鍵同側(cè)的異構(gòu)體，用"反"(trans)表示相同原子位于雙鍵兩側(cè)的異構(gòu)體。

　　焦磷酸鍵(pyrophosphate bond) 由磷酸縮合而成，是高能鍵。一摩爾ATP水解成ADP可放出7.3千卡能量，而葡萄糖-6-磷酸只有3.3千卡。

　　氧酯鍵(ester bond)和硫酯鍵(thioester bond) 分別由羧基與羥基和巰基縮水而成。硫酯鍵是高能鍵。

　　磷酸酯鍵(phosphoester bond) 由磷酸與羥基縮水而成。磷酸與兩個(gè)羥基結(jié)合時(shí)，稱(chēng)為磷酸二酯鍵。這兩種鍵中的磷酸羥基可解離成陰離子。

　　生物小分子大多是雙官能團(tuán)或多官能團(tuán)分子，如糖是多羥基醛(酮)，氨基酸是含有氨基的羧酸。官能團(tuán)在碳鏈中的位置和在碳原子四周的空間排布的不同，進(jìn)一步豐富了生物分子的異構(gòu)現(xiàn)象。

　　三、雜環(huán)集碳架和官能團(tuán)于一體

　　(一)大部分生物分子含有雜環(huán)

　　雜環(huán)(heterocycle)是碳環(huán)中有一個(gè)或多個(gè)碳原子被氮氧硫等雜原子取代所形成的結(jié)構(gòu)。由于雜原子的存在，雜環(huán)體系有了獨(dú)特的性質(zhì)。生物分子大多有雜環(huán)結(jié)構(gòu)，如氨基酸中有咪唑，吲哚;核苷酸中有嘧啶，嘌呤，糖結(jié)構(gòu)中有吡喃和呋喃。

　　(二)分類(lèi)命名和原子標(biāo)位

　　1.分類(lèi) 根據(jù)成環(huán)原子數(shù)目分為五元雜環(huán)和六元雜環(huán)等。根據(jù)環(huán)的數(shù)目分為單雜環(huán)和稠雜環(huán)。

　　2.命名 雜環(huán)的命名法有兩種，即俗名與系統(tǒng)名。我國(guó)常用外文俗名譯音用帶"口"旁的漢字表示。

　　(三)常見(jiàn)雜環(huán)

　　五元雜環(huán):呋喃，吡咯，噻吩，咪唑等

　　六元雜環(huán):吡喃，吡啶，嘧啶等

　　稠雜環(huán):吲哚，嘌呤等

　　四、異構(gòu)現(xiàn)象豐富了分子結(jié)構(gòu)的多樣性

　　(一)生物分子有復(fù)雜的異構(gòu)現(xiàn)象

　　異構(gòu)體(isomer)是原子組成相同而結(jié)構(gòu)或構(gòu)型不同的分子。異構(gòu)現(xiàn)象分類(lèi)如下:

　　1.結(jié)構(gòu)異構(gòu) 由于原子之間連接方式不同所引起的異構(gòu)現(xiàn)象稱(chēng)為結(jié)構(gòu)異構(gòu)。結(jié)構(gòu)異構(gòu)包括:(1)由碳架不同產(chǎn)生的碳架異構(gòu);(2)由官能團(tuán)位置不同產(chǎn)生的位置異構(gòu);(3) 由官能團(tuán)不同而產(chǎn)生的官能團(tuán)異構(gòu)。如丙基和異丙基互為碳架異構(gòu)體，a-丙氨酸和b-丙氨酸互為位置異構(gòu)體，丙醛糖和丙酮糖互為官能團(tuán)異構(gòu)體。

　　2.立體異構(gòu) 同一結(jié)構(gòu)異構(gòu)體，由于原子或基團(tuán)在三維空間的排布方式不同所引起的異構(gòu)現(xiàn)象稱(chēng)為立體異構(gòu)現(xiàn)象。立體異構(gòu)可分為構(gòu)型異構(gòu)和構(gòu)象異構(gòu)。通常將分子中原子或原子團(tuán)在空間位置上一定的排布方式稱(chēng)為構(gòu)型。構(gòu)型異構(gòu)是結(jié)構(gòu)相同而構(gòu)型不同的異構(gòu)現(xiàn)象。構(gòu)型異構(gòu)又包括順?lè)串悩?gòu)和光學(xué)異構(gòu)。構(gòu)型相同的分子，（環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理2016年臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試生物化學(xué)第一章概述復(fù)習(xí)筆記）可由于單鍵旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生很多不同立體異構(gòu)體，這種現(xiàn)象稱(chēng)為構(gòu)象異構(gòu)。

　　互變異構(gòu)指兩種異構(gòu)體互相轉(zhuǎn)變，并可達(dá)到平衡的異構(gòu)現(xiàn)象。

　　各種異構(gòu)現(xiàn)象豐富了生物分子的多樣性，擴(kuò)充了生命過(guò)程對(duì)分子結(jié)構(gòu)的選擇范圍。

　　(二)手性碳原子引起的光學(xué)異構(gòu)

　　左手與右手互為實(shí)物與鏡像的關(guān)系，不能相互重合。分子與其鏡像不能相互重合的特性稱(chēng)為手性(chirality)，生物分子大多具有手性。結(jié)合4個(gè)不同原子或基團(tuán)的碳原子，與其鏡像不能重合，稱(chēng)為手性碳原子，又稱(chēng)不對(duì)稱(chēng)碳原子。手性碳原子具有左手與右手兩種構(gòu)型。

　　具有手性碳原子的分子，稱(chēng)為手性分子。具有n個(gè)手性碳原子的分子，有2n個(gè)立體異構(gòu)體。兩兩互有實(shí)物與鏡像關(guān)系的異構(gòu)體，稱(chēng)為對(duì)映體 (enantiomer)。彼此沒(méi)有實(shí)物與鏡像關(guān)系的，稱(chēng)為非對(duì)映體。對(duì)映體不論有幾個(gè)手性碳原子，每個(gè)手性碳原子的構(gòu)型都對(duì)應(yīng)相反。非對(duì)映體有兩個(gè)或兩個(gè)以上手性碳原子，其中只有部分手性碳原子構(gòu)型相反。其中只有一個(gè)手性碳原子構(gòu)型相反的，又稱(chēng)為差向異構(gòu)體(epimer)。手性分子具有旋光性，所以又稱(chēng)為光學(xué)異構(gòu)體。

　　手性分子構(gòu)型表示法:有L-D系統(tǒng)和R-S系統(tǒng)兩種。生物化學(xué)中習(xí)慣采用前者，按系統(tǒng)命名原則，將分子的主鏈豎向排列，氧化度高的碳原子或序號(hào)為1的碳原子放在上方，氧化度低的碳原子放在下方，寫(xiě)出費(fèi)歇爾投影式。規(guī)定:分子的手性碳處于紙面，手性碳的四個(gè)價(jià)鍵和所結(jié)合的原子或基團(tuán)，兩個(gè)指向紙面前方，用橫線(xiàn)表示，兩個(gè)指向紙面后方，用豎線(xiàn)表示。例如，甘油醛有以下兩個(gè)構(gòu)型異構(gòu)體:

　　人為規(guī)定羥基在右側(cè)的為D-構(gòu)型，在左側(cè)是L-構(gòu)型。括號(hào)中的+，-分別表示右旋和左旋。構(gòu)型與旋光方向沒(méi)有對(duì)應(yīng)關(guān)系。具有多個(gè)手性碳原子的分子，按碳鏈最下端手性碳的構(gòu)型，將它們分為D，L-兩種構(gòu)型系列。在糖和氨基酸等的命名中，普遍采用L，D-構(gòu)型表示法。

　　(三)單鍵旋轉(zhuǎn)引起構(gòu)象異構(gòu)

　　結(jié)合兩個(gè)多價(jià)原子的單鍵的旋轉(zhuǎn)，可使分子中的其余原子或基團(tuán)的空間取向發(fā)生改變，從而產(chǎn)生種種可能的有差別的立體形象，這種現(xiàn)象稱(chēng)為構(gòu)象異構(gòu)。

　　構(gòu)象異構(gòu)賦予生物大分子的構(gòu)象柔順性。與構(gòu)型相比，構(gòu)象是對(duì)分子中各原子空間排布情況的更深入的探討，以闡明同一構(gòu)型分子在非鍵合原子間相互作用的影響下，所發(fā)生的立體結(jié)構(gòu)的變化。

　　(四)互變異構(gòu)

　　由氫原子轉(zhuǎn)移引起，如酮和烯醇的互變異構(gòu)。DNA中堿基的互變異構(gòu)與自發(fā)突變有關(guān)，酶的互變異構(gòu)與催化有關(guān)，在代謝過(guò)程中也常發(fā)生代謝物的互變異構(gòu)。

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　　第五節(jié) 生物大分子

　　一、定義（環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理2016年臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試生物化學(xué)第一章概述復(fù)習(xí)筆記）

　　生物大分子都是由小分子構(gòu)件聚合而成的，稱(chēng)為生物多聚物。其中的構(gòu)件在聚合時(shí)發(fā)生脫水，所以稱(chēng)為殘基。由相同殘基構(gòu)成的稱(chēng)為同聚物，由不同殘基構(gòu)成的稱(chēng)為雜聚物。

　　二、結(jié)構(gòu)層次

　　生物大分子具有多級(jí)結(jié)構(gòu)層次，如一級(jí)結(jié)構(gòu)、二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。

　　三、組裝

　　一級(jí)結(jié)構(gòu)的組裝是模板指導(dǎo)組裝，

　　高級(jí)結(jié)構(gòu)的組裝是自我組裝，一級(jí)結(jié)構(gòu)不僅提供組裝的信息，而且提供組裝的能量，使其自發(fā)進(jìn)行。

　　四、互補(bǔ)結(jié)合

　　生物大分子之間的結(jié)合是互補(bǔ)結(jié)合。這種互補(bǔ)，可以是幾何形狀上的互補(bǔ)，也可以是疏水區(qū)之間的互補(bǔ)、氫鍵供體與氫鍵受體的互補(bǔ)、相反電荷之間的互補(bǔ)?；パa(bǔ)結(jié)合可以最大限度地降低體系能量，使復(fù)合物穩(wěn)定?；パa(bǔ)結(jié)合是一個(gè)誘導(dǎo)契合的過(guò)程

　　注：本筆記第一章為生物分子的概述，介紹了生物分子的的特征及部分有機(jī)化學(xué)的基本內(nèi)容，本章為提取各章節(jié)生物化學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)(有機(jī)化學(xué)知識(shí))，主要來(lái)源于第一章內(nèi)容。掌握該部分知識(shí)有助于生物化學(xué)的學(xué)習(xí)。

　　本章只作基礎(chǔ)內(nèi)容添加入本筆記，本章考點(diǎn)少。

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