生化复习精要.docx

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1、生物化学复习精要第二章蛋白质的结构与功能四、蛋白质的分子结构：蛋白质的分子结构可人为分为一级、二级、三级和四级结构等层次。一级结构为线状结构, 二、三、四级结构为空间结构。1 . 一级结构：指多肽链中氨基酸的排列顺序，其维系键是肽键。蛋白质的一级结构决定其 空间结构。2 .二级结构：指多肽链主链骨架盘绕折叠而形成的构象，借氢键维系。主要有以下儿种类 型：Q-螺旋：B-折叠：B-转角:无规卷曲：3 .三级结构：指多肽链所有原子的空间排布。其维系键主要是非共价键（次级键）：氢键、 疏水键、范德华力、离子键等，也可涉及二硫键。4 .四级结构：指亚基之间的立体排布、接触部位的布局等，其维系键为非共价键

2、。亚基是 指参与构成蛋白质四级结构的而又具有独立三级结构的多肽链。第三章核酸的结构与功能三、核酸的一级结构：核甘酸通过3 ,5-磷酸二酯键连接起来形成的不含侧链的多核昔酸长链化合物就称为核酸。 DNA由dAMP、dGMP、dCMP和dTMP四种脱氧核糖核甘酸所组成。DNA的一级结构就 是指DNA分子中脱氧核糖核甘酸的种类、数目、排列顺序及连接方式。RNA由AMP, GMP, CMP, UMP四种核糖核甘酸组成。RNA的一级结构就是指RNA分子中核糖核甘酸的种类、 数目、排列顺序及连接方式。四、DNA的二级结构：DNA双螺旋结构是DNA二级结构的一种重要形式，其结构特征为：为右手双螺旋，两 条链

3、以反平行方式排列；主链位于螺旋外侧，碱基位于内侧；两条链间存在碱基互补， 通过氢键连系，且A-T、G-C （碱基互补原则）；螺旋的稳定因素为氢键和碱基堆砌力； 螺旋的螺距为3.4nm,直径为2nm。五、DNA的超螺旋结构：双螺旋的DNA分子进一步盘旋形成的超螺旋结构称为DNA的三级结构。绝大多数原核生物的DNA都是共价封闭的环状双螺旋，其三级结构呈麻花状。在真核生物中，双螺旋的DNA分子围绕一蛋白质八聚体进行盘绕，从而形成特殊的串珠状 结构，称为核小体。核小体结构属于DNA的三级结构。六、DNA的功能：DNA的基本功能是作为遗传信息的载体，为生物遗传信息复制以及基因信息的转录提供模 板。DNA

4、分子中具有特定生物学功能的片段称为基因（gene）。一个生物体的全部DNA序列称 为基因组（genome）。基因组的大小与生物的复杂性有关。十、DNA的变性：在理化因素作用下，DNA双螺旋的两条互补链松散而分开成为单链，从而导致DNA的理 化性质及生物学性质发生改变，这种现象称为DNA的变性。引起DNA变性的因素要有：高温，强酸强碱，有机溶剂等。DNA变性后的性质 改变：增色效应：指DNA变性后对260nm紫外光的光吸收度增加的现象；旋光性下降; 粘度降低；生物功能丧失或改变。加热DNA溶液，使其对260nm紫外光的吸收度突然增加，达到其最大值一半时的温度，就 是DNA的变性温度（融解温度，T

5、m）o Tm的高低与DNA分子中G+C的含量有关，G+C 的含量越高，则Tm越高。2 .胆固醇合成的调节：各种调节因素通过对胆固醇合成的关键酶一一HMG-CoA还原酶活 性的影响，来调节胆固醇合成的速度和合成量。膳食因素：饥饿或禁食可抑制HMG-CoA还原酶的活性，从而使胆固醇的合成减少；反 之，摄取高糖、高饱和脂肪膳食后，HMG-CoA活性增加而导致胆固醇合成增多。胆固醇及其衍生物：胆固醇可反馈抑制HMG-CoA还原酶的活性。胆固醇的某些氧化物, 如7 B -羟胆固醇，25-羟胆固醇等也可抑制该酶的活性。激素：胰岛素和甲状腺激素可通过诱导该酶的合成而使酶活性增加；而胰高血糖素和糖皮 质激素则

6、可抑制该酶的活性。3 .胆固醇的转化：胆固醇主要通过转化作用，转变为其他化合物再进行代谢，或经粪便直 接排出体外。转化为胆汁酸：正常人每天合成的胆汁酸中有2/5通过转化为胆汁酸。初级胆汁酸是以胆 固醇为原料在肝脏中合成的，合成的关键酶是7 a 一羟化酶。主要的初级胆汁酸是胆酸和鹅 脱氧胆酸。初级胆汁酸通常在其竣酸侧链上结合有一分子甘氨酸或牛磺酸，从而形成结合型 初级胆汁酸，如甘氨胆酸，甘氨鹅脱氧胆酸、牛磺胆酸和牛磺鹅脱氧胆酸。次级胆汁酸是在 肠道细菌的作用下生成的。主要的次级胆汁酸是脱氧胆酸和石胆酸。转化为类固醇激素：肾上腺皮质球状带可合成醛固酮，又称盐皮质激素，可调节水盐代谢; 肾上腺皮质束

7、状带可合成皮质醇和皮质酮，合称为糖皮质激素，可调节糖代谢。性激素主要 有睾酮、孕酮和雌二醇。转化为维生素D3：胆固醇经7位脱氢而转变为7-脱氢胆固醇，后者在紫外光的照射下， B环发生断裂，生成Vit-D30Vit-D3在肝脏羟化为25（OH）D3,再在肾脏被羟化为1,25-（OH）2 D3o 1,25-（OH）2 D3为活性维生素D3。第七章生物氧化九、线粒体外NADH的穿梭：胞液中的3-磷酸甘油醛或乳酸脱氢，均可产生NADH。这些NADH可经穿梭系统而进入线 粒体氧化磷酸化，产生H2O和ATP。1 .磷酸甘油穿梭系统：这一系统以3-磷酸甘油和磷酸二羟丙酮为载体，在两种不同的a- 磷酸甘油脱氢

8、酶的催化下，将胞液中NADH的氢原子带入线粒体中，交给FAD,再沿琥珀 酸氧化呼吸链进行氧化磷酸化。因此，如NADH通过此穿梭系统带一对氢原子进入线粒体, 则只得到2分子ATP。2 .苹果酸穿梭系统：此系统以苹果酸和天冬氨酸为载体，在苹果酸脱氢酶和谷草转氨酶的 催化下。将胞液中NADH的氢原子带入线粒体交给NAD+,再沿NADH氧化呼吸链进行氧 化磷酸化。因此，经此穿梭系统带入一对氢原子可生成3分子ATP。第八章氨基酸代谢.必需氨基酸与非必需氨基酸：体内不能合成，必须由食物蛋白质供给的氨基酸称为必需 氨基酸。反之，体内能够自行合成，不必由食物供给的氨基酸就称为非必需氨基酸。必需氨基酸一共有八种

9、：赖氨酸（Lys）、色氨酸（Trp）、苯丙氨酸（Phe）、蛋氨酸（Met）、 苏氨酸（Thr）、亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（He）、缄氨酸（Vai）。酪氨酸和半胱氨酸必需以 必需氨基酸为原料来合成，故被称为半必需氨基酸。三、氨基酸的脱氨基作用：氨基酸主要通过三种方式脱氨基，即氧化脱氨基，联合脱氨基和非氧化脱氨基。1 .氧化脱氨基：反应过程包括脱氢和水解两步，反应主要由L-氨基酸氧化酶和谷氨酸脱氢 酶所催化。L-氨基酸氧化酶是一种需氧脱氢酶，该酶在人体内作用不大。谷氨酸脱氢酶是一 种不需氧脱氢酶，以NAD+或NADP+为辅酶。该酶作用较大，属于变构酶，其活性受ATP, GTP的抑制，受ADP,

10、GDP的激活。2 .转氨基作用：由转氨酶催化，将氨基酸的氨基转移到酮酸酮基的位置上，生成相 应的Q-氨基酸，而原来的a-氨基酸则转变为相应的a-酮酸。转氨酹以磷酸毗哆醛（胺）为辅 酶。转氨基作用可以在各种氨基酸与Q-酮酸之间普遍进行。除Gly, Lys, Thr, Pro外，均 可参加转氨基作用。较为重要的转氨酶有：丙氨酸氨基转移酶（ALT）,又称为谷丙转氨酶（GPT）。催化丙氨酸与。酮戊二酸之间 的氨基移换反应，为可逆反应。该酶在肝脏中活性较高，在肝脏疾病时，可引起血清中ALT 活性明显升高。 天冬氨酸氨基转移酶（AST）,又称为谷草转氨酶（GOT）。催化天冬氨酸与Q-酮戊二酸 之间的氨基移

11、换反应，为可逆反应。该酶在心肌中活性较高，故在心肌疾患时，血清中AST 活性明显升高。3 .联合脱氨基作用：转氨基作用与氧化脱氨基作用联合进行，从而使氨基酸脱去氨基并氧 化为a-酮酸的过程，称为联合脱氨基作用。可在大多数组织细胞中进行，是体内主要的脱 氨基的方式。4 .喋吟核甘酸循环（PNC）：这是存在于骨骼肌和心肌中的一种特殊的联合脱氨基作用方式。 在骨骼肌和心肌中，腺甘酸脱氨酶的活性较高，该酶可催化AMP脱氨基，此反应与转氨基 反应相联系，即构成喋吟核甘酸循环的脱氨基作用。四、a-酮酸的代谢：1 .再氨基化为氨基酸。2 .转变为糖或脂：某些氨基酸脱氨基后生成糖异生途径的中间代谢物，故可经糖

12、异生途径 生成葡萄糖，这些氨基酸称为生糖氨基酸。个别氨基酸如Leu, Lys,经代谢后只能生成乙 酰CoA或乙酰乙酰CoA,再转变为脂或酮体，故称为生酮氨基酸。而Phe, Tyr, He, Thr, Trp经分解后的产物一部分可生成葡萄糖，另一部分则生成乙酰CoA,故称为生糖兼生酮氨 基酸。3 .氧化供能：进入三竣酸循环彻底氧化分解供能。五、氨的代谢：1 .血氨的来源与去路：血氨的来源：由肠道吸收；氨基酸脱氨基；氨基酸的酰胺基水解；其他含氮物的 分解。血氨的去路：在肝脏转变为尿素；合成氨基酸；合成其他含氮物；合成天冬酰胺 和谷氨酰胺；直接排出。2 .氨在血中的转运：氨在血液循环中的转运，需以无

13、毒的形式进行，如生成丙氨酸或谷氨 酰胺等，将氨转运至肝脏或肾脏进行代谢。丙氨酸-葡萄糖循环：肌肉中的氨基酸将氨基转给丙酮酸生成丙氨酸，后者经血液循环转 运至肝脏再脱氨基，生成的丙酮酸经糖异生转变为葡萄糖后再经血液循环转运至肌肉重新分 解产生丙酮酸，这一循环过程就称为丙氨酸-葡萄糖循环。谷氨酰胺的运氨作用：肝外组织，如脑、骨骼肌、心肌在谷氨酰胺合成酶的催化下，合成 谷氨酰胺，以谷氨酰胺的形式将氨基经血液循环带到肝脏，再由谷氨酰胺酶将其分解，产生 的氨即可用于合成尿素。因此，谷氨酰胺对氨具有运输、贮存和解毒作用。3 .鸟氨酸循环与尿素的合成：体内氨的要代谢去路是用于合成尿素。合成尿素的主要器 官是

14、肝脏，但在肾及脑中也可少量合成。尿素合成是经鸟氨酸循环的反应过程来完成，催化 这些反应的酶存在于胞液和线粒体中。其主要反应过程如下：NH3+CO2+2ATP 一氨基甲酰 磷酸f肌:氨酸一精氨酸代琥珀酸一精氨酸一尿素+鸟氨酸。尿素合成的特点：合成主要在肝脏的线粒体和胞液中进行；合成一分子尿素需消耗四分 子ATP；精氨酸代琥珀酸合成酶是尿素合成的关键酶；尿素分子中的两个氮原子，一个 来源于NH3, 一个来源于天冬氨酸。第九章核昔酸代谢二、喋吟核甘酸的合成代谢：1 .从头合成途径：利用一些简单的前体物，如5-磷酸核糖，氨基酸，一碳单位及C02等， 逐步合成喋吟核甘酸的过程称为从头合成途径。这一途径主

15、要见于肝脏,其次为小肠和胸腺。 喋吟环中各原子分别来自下列前体物质：Asp - Nl； NIO-CHO FH4 - C2 ；Gin - N3 和 N9 ； C02 - C6 ； N5,N10=CH-FH4 - C8 ； Gly - C4、C5 和 N7。合成过程可分为三个阶段：次黄喋吟核甘酸的合成：在磷酸核糖焦磷酸合成酶的催化下，消耗ATP,由5：磷酸核糖 合成PRPP（1-焦磷酸5-磷酸核糖）。然后再经过大约10步反应，合成第一个喋吟核甘酸一 一次黄首酸（IMP）o腺甘酸及鸟甘酸的合成：IMP在腺甘酸代琥珀酸合成酶的催化下，由天冬氨酸提供氨基 合成腺甘酸代琥珀酸（AMP-S）,然后裂解产生A

16、MP； IMP也可在IMP脱氢酶的催化下， 以NAD+为受氢体，脱氢氧化为黄首酸（XMP）,后者再在鸟甘酸合成酶催化下，由谷氨酰 胺提供氨基合成鸟甘酸（GMP）。三磷酸喋吟核甘的合成：AMP/GMP被进一步磷酸化，最后生成ATP/GTP,作为合成RNA 的原料。ADP/GDP则可在核糖核甘酸还原酶的催化下，脱氧生成dADP/dGDP,然后再磷 酸化为dATP/dGTP,作为合成DNA的原料。2 .补救合成途径：又称再利用合成途径。指利用分解代谢产生的自由喋吟碱合成喋吟核昔 酸的过程。这一途径可在大多数组织细胞中进行。其反应为：A + PRPP - AMP； G/I + PRPP -GMP/IM

17、Po.抗代谢药物对喋吟核甘酸合成的抑制：能够抑制喋吟核甘酸合成的一些抗代谢药物，通 常是属于喋吟、氨基酸或叶酸的类似物，主要通过对代谢酶的竞争性抑制作用，来干扰或抑 制喋吟核昔酸的合成，因而具有抗肿瘤治疗作用。在临床上应用较多的喋吟核昔酸类似物主 要是6-疏基喋吟（6-MP）o 6-MP的化学结构与次黄喋吟类似，因而可以抑制IMP转变为 AMP或GMP,从而干扰喋吟核甘酸的合成。三、喋吟核甘酸的分解代谢：喋吟核甘酸的分解首先是在核甘酸酶的催化下，脱去磷酸生成喋吟核甘，然后再在核昔酶的 催化下分解生成噂吟碱，最后产生的I和X经黄噪吟氧化酶催化氧化生成终产物尿酸。痛 风症患者由于体内喋吟核甘酸分解

18、代谢异常，可致血中尿酸水平升高，以尿酸钠晶体沉积于 软骨、关节、软组织及肾脏，临床上表现为皮下结节，关节疼痛等。可用别喋吟醇予以治疗。 四、喀咤核昔酸的合成代谢：1 .从头合成途径：指利用一些简单的前体物逐步合成嚏咤核甘酸的过程。该过程主要在肝 脏的胞液中进行。喀咤环中各原子分别来自下列前体物：CO2-C2 ； Gln-N3 ； Asp - C4、C5、C6、N1。嗒咤核甘酸的主要合成步骤为：尿甘酸的合成：在氨基甲酰磷酸合成酶H的催化下，以Gin, CO2, ATP等为原料合成氨 基甲酰磷酸。后者在天冬氨酸转氨甲酰酶的催化下，转移一分子天冬氨酸，从而合成氨甲酰 天冬氨酸，然后再经脱氢、脱竣、环

19、化等反应，合成第一个喀咤核甘酸，即UMP。胞甘酸的合成：UMP经磷酸化后生成UTP,再在胞甘酸合成酶的催化下，由Gin提供氨 基转变为CTPo（3）脱氧嗑咤核甘酸的合成：CTP-CDP-dCDP-dCTP。dCDP-dCMP-dUMP-dTMP 一dTDP-dTTP。胸甘酸合成酶催化dUMP甲基化，甲基供体为N5,N10-亚甲基四氢叶酸。2 .补救合成途径：由分解代谢产生的嗑咤/喀咤核昔转变为喀咤核甘酸的过程称为补救合成 途径。以口密咤核昔的补救合成途径较重要。主要反应为：UR/CR + ATP f UMP/CMP； TdR+ ATP - dTMPo3 .抗代谢药物对喀咤核甘酸合成的抑制：能够

20、抑制喀咤核昔酸合成的抗代谢药物也是一些 嚏咤核甘酸的类似物，通过对酶的竞争性抑制而干扰或抑制嗦咤核甘酸的合成。主要的抗代 谢药物是5-氟尿嚏咤(5-FU)o 5-FU在体内可转变为F-dUMP,其结构与dUMP相似，可竞 争性抑制胸甘酸合成酶的活性，从而抑制胸背酸的合成。五、喀咤核昔酸的分解代谢：嗦咤核甘酸可首先在核甘酸酶和核昔磷酸化酶的催化下，除去磷酸和核糖，产生的喀咤碱可 在体内进一步分解代谢。不同的喀咤碱其分解代谢的产物不同，其降解过程主要在肝脏进行。 胞嗦咤和尿喀咤降解的终产物为(B -丙氨酸+ NH3 + C02 )；胸腺喀咤降解的终产物为(B -氨基异丁酸+NH3 + CO2 )o

21、第十章DNA的生物合成一、遗传学的中心法则和反中心法则：DNA通过复制将遗传信息由亲代传递给子代；通过转录和翻译，将遗传信息传递给蛋白质 分子，从而决定生物的表现型。DNA的复制、转录和翻译过程就构成了遗传学的中心法则。 但在少数RNA病毒中，其遗传信息贮存在RNA中。因此，在这些生物体中，遗传信息的 流向是RNA通过复制，将遗传信息由亲代传递给子代;通过反转录将遗传信息传递给DNA, 再由DNA通过转录和翻译传递给蛋白质，这种遗传信息的流向就称为反中心法则。二、DNA复制的特点：1 .半保留复制：DNA在复制时，以亲代DNA的每一股作模板，合成完全相同的两个双链 子代DNA,每个子代DNA中

22、都含有一股亲代DNA链，这种现象称为DNA的半保留复制 (semiconservative replication)o DNA 以半保留方式进行复制，是在 1958 年由 M. Meselson 和 F. Stahl所完成的实验所证明。2 .有一定的复制起始点：DNA在复制时，需在特定的位点起始，这是一些具有特定核甘酸 排列顺序的片段，即复制起始点(复制子)。在原核生物中，复制起始点通常为一个，而在 真核生物中则为多个。3 .需要引物(primer)： DNA聚合酶必须以一段具有3,端自由羟基(3，-OH)的RNA作为引 物，才能开始聚合子代DNA链。RNA引物的大小，在原核生物中通常为501

23、00个核昔酸, 而在真核生物中约为10个核甘酸。4 .双向复制：DNA复制口寸，以复制起始点为中心，向两个方向进行复制。但在低等生物中, 也可进行单向复制。5 .半不连续复制：由于DNA聚合酶只能以5,一3,方向聚合子代DNA链，因此两条亲代DNA 链作为模板聚合子代DNA链时的方式是不同的。以3,一5,方向的亲代DNA链作模板的子代 链在聚合时基本上是连续进行的，这一条链被称为领头链(leading strand)。而以5，一3,方向的 亲代DNA链为模板的子代链在聚合时则是不连续的，这条链被称为随从链(lagging strand)o DNA在复制时，由随从链所形成的一些子代DNA短链称为

24、冈崎片段(Okazaki fragment)。冈 崎片段的大小，在原核生物中约为10002000个核昔酸，而在真核生物中约为100个核首 酸。三、DNA复制的条件：1 .底物：以四种脱氧核糖核酸(deoxynucleotide triphosphate)为底物，即 dATP, dGTP, dCTP, dTTPo.模板(template)：以亲代DNA的两股链解开后，分别作为模板进行复制。2 .引发体(primosome)和RNA引物(primer)：引发体由引发前体与引物酶(primase)组装而 成。引发前体是由若干蛋白因子聚合而成的复合体；引物酶本质上是一种依赖DNA的RNA 聚合酶(DD

25、RP)。3 . DNA 聚合酶(DNA dependent DNA polymerase, DDDP)：种类和生理功能：在原核生物中，目前发现的DNA聚合酶有三种，分别命名为DNA聚 合酶I (pol I ), DNA聚合酶H (pol II), DNA聚合酶HI (pol III),这三种酶都属于具 有多种酶活性的多功能酶。pol I为单一肽链的大分子蛋白质，具有5,一3,聚合酶活性、3* 一5,外切酶活性和5，一3,外切酶的活性；其功能主要是去除引物、填补缺口以及修复损伤。 pol II具有53,聚合酶活性和35,外切酶活性，其功能不明。pol HI是由十种亚基组成 的不对称二聚体，具有S

26、-3,聚合酶活性和3，f5,外切酶活性，与DNA复制功能有关。在真核生物中，目前发现的DNA聚合酶有五种。其中，参与染色体DNA复制的是pol a (延长随从链)和pol 5 (延长领头链)，参与线粒体DNA复制的是pol 丫，pole与DNA 损伤修复、校读和填补缺口有关，pol B只在其他聚合酶无活性时才发挥作用。(2)DNA复制的保真性：为了保证遗传的稳定，DNA的复制必须具有高保真性。DNA复制 时的保真性主要与下列因素有关：遵守严格的碱基配对规律；在复制时对碱基的正确选 择；对复制过程中出现的错误及时进行校正。4 . DNA连接酶(DNA ligase)： DNA连接酶可催化两段DN

27、A片段之间磷酸二酯键的形成， 而使两段DNA连接起来。该酶催化的条件是：需一段DNA片段具有3，-0H,而另一段 DNA片段具有51Pi基； 未封闭的缺口位于双链DNA中，即其中有一条链是完整的； 需要消耗能量，在原核生物中由NAD+供能，在真核生物中由ATP供能。5 .单链DNA结合蛋白(single strand binding protein, SSB)：又称螺旋反稳蛋白(HDP)。这 是一些能够与单链DNA结合的蛋白质因子。其作用为：稳定单链DNA,便于以其为模 板复制子代DNA；保护单链DNA,避免核酸酶的降解。6 .解螺旋酶(unwinding enzyme)：又称解链酶或rep蛋

28、白，是用于解开DNA双链的酶蛋 白，每解开一对碱基，需消耗两分子ATP。7 .拓扑异构酶(topoisomerase)：拓扑异构酶可将DNA双链中的一条链或两条链切断，松开 超螺旋后再将DNA链连接起来，从而避免出现链的缠绕。四、DNA生物合成过程：1 复制的起始：预引发：解旋解链，形成复制叉：由拓扑异构酶和解链酶作用，使DNA的超螺旋及双 螺旋结构解开，形成两条单链DNA。单链DNA结合蛋白(SSB)结合在单链DNA上，形 成复制叉。DNA复制时: 局部双螺旋解开形成两条单链，这种叉状结构称为复制叉。引 发体组装：由引发前体蛋白因子识别复制起始点，并与引发酶一起组装形成引发体。引发：在引发酶

29、的催化下，以DNA链为模板，合成一段短的RNA引物。2.复制的延 长：聚合子代DNA：由DNA聚合酶催化，以亲代DNA链为模板，从5，一3,方向聚合子代DNA 链。引发体移动：引发体向前移动，解开新的局部双螺旋，形成新的复制叉，随从链重新合成 RNA引物，继续进行链的延长。3 .复制的终止：去除引物，填补缺口： RNA引物被水解，缺口由DNA链填补，直到剩下最后一个磷酸 酯键的缺口。连接冈崎片段：在DNA连接酶的催化下，将冈崎片段连接起来，形成完整的DNA长链。 真核生物端粒(telomere)的形成：端粒是指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构 部分，通常膨大成粒状。线性DNA在复制完成后

30、，其末端由于引物RNA的水解而可能出 现缩短。故需要在端粒酶(telomerase)的催化下，进行延长反应。端粒酶是一种RNA-蛋白 质复合体，它可以其RNA为模板，通过逆转录过程对末端DNA链进行延长。六、DNA突变的类型：1 .点突变：转换一一相同类型碱基的取代。颠换一一不同类型碱基的取代。插入一一增加 一个碱基。缺失一一减少一个碱基。2 .复突变：插入一一增加一段顺序。缺失一一减少一段顺序。倒位段碱基顺序发生颠倒。易位段碱基顺序的位置发生改变。重组段碱基顺序与另一段碱基顺序发生交换。第十四章基因重组和基因工程一、自然界的基因转移和重组：基因重组(gene recombination)是指

31、DNA片段在细胞内、细胞间，甚至在不同物种之间进行 交换，交换后的片段仍然具有复制和表达的功能。1 .接合作用：当细胞与细胞相互接触时，DNA分子即从一个细胞向另一个细胞转移，这种 遗传物质的转移方式称为接合作用(conjugation)。2 .转化和转染：由外来DNA引起生物体遗传性状改变的过程称为转化(transformation)。噬 菌体常常可感染细菌并将其DNA注入细菌体内，也可引起细菌遗传性状的改变。通过感染 方式将外来DNA引入宿主细胞，并导致宿主细胞遗传性状改变的过程称为转染 (transfection)o转染是转化的一种特殊形式。3 .整合和转导:外来DNA侵入宿主细胞，并与

32、宿主细胞DNA进行重组，成为宿主细胞DNA 的一部分，这一过程称为整合。整合在宿主细胞染色体DNA中的外来DNA,可以被切离 出来，同时也可带走一部分的宿主DNA,这一过程称为转导(transduction)。来源于宿主DNA 的基因称为转导基因。4 .转座：转座又称为转位(transposition),是指DNA的片段或基因从基因组的一个位置转 移到另一个位置的现象。5 .基因重组的方式：位点特异性重组：在整合酶的催化下，两段DNA序列的特异的位点处发生整合并共价连 接，称为位点特异性重组。同源重组：发生在同源DNA序列之间的重组称为同源重组(homologous recombination

33、)o 这种重组方式要求两段DNA序列类似，并在特定的重组蛋白或酶的作用下完成。附录资料：不需要的可以自行删除竹材重点知识1竹材及非木质材料作为原料的应用特点与局限A非木质原料应用中具有的优点1)来源广泛，价格低廉；2)原料单一，对稳定产品质量有利，生产工艺易于控制；3)备料工段设备简单(竹材除外)；4)工业生产中动力消耗较木质原料少(加工、干燥等)。B不利因素5)原料收获季节性强。为保证常年生产，工厂需储备8-9个月的原料， 而该类原料体积蓬松，占用地面与空间很大，造成储存场地之困难；6)原料收购局限性强。非木质原料质地松散，造成收集与运输上的不便, 为降低成本，收集半径一般不超过100公里；

34、7)非木质原料储藏保管较难。非木质原料所含糖类、淀粉及其它易分解 的物质较木质材料高，易于虫蛀或产生霉变与腐烂(采取的措施：高 密度打包储存，切段堆积储存，干燥后储存，喷洒药剂储存等，但增加了工序和成本）；8）非木质原料含杂杂物多（蔗渣含20%以上的蔗髓，棉杆含残花和泥沙, 芦苇有苇髓和叶鞘，稻壳含米坯等），对产品质量有影响，生产前应分 离，增加了工序与成本；9）其它尚未解决的问题：棉杆皮韧性大，缠绕设备造成堵塞、起火；原 料易水解，湿法生产中造成的污染大；稻壳板硬度大，对刀具磨损十 分严重等，目前尚无参考模式，有待进一步研究克服。2 .分布概况：竹子是森林资源之一。中国竹类资源分为四个区：黄

35、河-长江竹区、长江-南 岭竹区、华南竹区、西南高山竹区。3地下茎：竹类植物在土中横向生长的茎部，有明显的分节，节上生根，节侧有芽，可萌发 而为新的地下茎或发笋出土成竹，俗称竹鞭，亦名鞭茎。因竹种不同，地下茎有下列三种类 型：单轴型、合轴型、复轴型。4 .竹秆：竹秆是竹子的主题部分，分为秆柄、秆基和秆茎三部分。1）秆柄：竹秆的最下部分，与竹鞭或母竹的秆基相连，细小、短缩、不生根，俗称 螺丝钉或龙眼鸡头，是竹子地上和地下系统连接输导的枢纽。2）秆基：竹秆的入土生根部分，由数节至10数节组成，节间短缩而粗大。秆基各节 密集生根，称为竹根，形成竹株独立根系。秆基、秆柄和竹根合称为竹死。3）秆茎：竹秆的

36、地上部分，端正通直，一般形圆而中空有节，上部分枝着叶。每节 有两环，下环为算环，又叫鞘环，是竹算脱落后留下的环痕；上环为秆环，是居间分 生组织停止生长后留下的环痕。两环之间称为节内，两节之间称为节间。相邻两节间 有一木质横隔，称为节隔，着生于节内。竹秆的节、节间形状和节间长度因竹种而有 变化。5 .竹子各部位之间的关系竹连鞭，鞭生芽，芽孕笋，笋长竹，竹又养鞭，循环增殖，互为因果，鞭竹息息相关的统 一有机整体。6 .竹林的采伐竹林采伐时必须做到“采育兼顾。才能达到竹林永续利用、资源 永不枯竭之目的。正确确定伐竹年龄、采伐强度、采伐季节、采伐方法四个技术 环节是竹林采伐的关键所在。7 .采伐竹龄：

37、竹林为异龄林，一般只能采取龄级择伐方式，根据竹类植物的生长 发育规律，竹笋成竹后，秆形生长基本结束，体积不再有变化，但材质生长仍在 进行，密度和力学强度仍在增长和变化，根据其变化情况可分为三个阶段，即材 质增进期，材质稳定期和材质下降期。竹子的采伐年龄最好在竹材材质稳定期， 遵循“存三（度）砍四（度）不留七（度）”的原则。8 .伐竹季节：春栽夏劈秋冬伐。一般竹林应该在冬季采伐，应在出笋当年的晚秋或冬季（小年春前）。花年竹 林，应砍伐竹叶发黄、即将换叶的小年竹，而不应砍伐竹叶茂密正在孵笋的大年 竹；丛生竹林，一般夏秋季节出笋，采伐季节选在晚秋或早春，使新竹能发枝展 叶。原因：a.该季节竹子处于休

38、眠状态，竹液流动慢，同化作用较弱；b.可溶性物质变成复杂的有机物储存，竹材力学性质好，不易虫蛀；c.冬季，林地中主要害虫处于越冬状态，不会对采伐后的竹林造成伤害; d.该季节新竹尚未发出，可避免采伐时造成损伤。9 .竹材的储藏与保管具体要求：1）按照不同质量分类保管；2）按照规格大小，分别存放；3）先进先出，推陈出新；4）防虫防蛀，喷熏药物。10 .竹材的缺陷及其发生规律：1）虫蛀和霉腐一般发生规律如下：a.竹黄较竹青严重；b.6-7年生竹材较轻，3-5年生以下较重；c.冬季采伐 的较轻，秋季次之，春季采伐的较重；e.山地生长的较平地生长的轻；f.通风透 光储藏遭受损害的较少，阴暗不透风的则多

39、。1L竹壁：竹秆圆筒状的外壳。一般根部最厚，至上部递减，自内向外分为竹青、 竹肉和竹黄三个部分。12 .影响竹材密度的因素：A.竹种：与其地理分布有一定的关系，分布在气温较低、雨量较少的 北部地区的竹材（如刚竹）密度较大，反之，则密度较小。B.竹龄：随着年龄的增长，密度不断的提高和变化（因竹材细胞壁和 内容物是随竹龄的增加而逐渐充实和变化的），可根据其规律性作 为确定竹材合理采伐年龄的理论依据之一。C.立地条件：气候温暖多湿，土壤深厚肥沃的条件下生长好，竹竿粗 大，但组织疏松，维管束密度小，从而密度小，反之密度大。D.竹秆部位：同一竹种，自基部至稍部，密度逐渐增大，同一高度上, 竹壁外侧高于内

40、侧，有节部分大于无节部分。13 竹* 材竹材与木材相比，具有强度高、韧性大，刚性好、易加工等特点，使竹材具 有多种多样的用途，但这些特性也在相当程度上限制了其优越性的发挥，竹材的 基本特性如下：1）易加工，用途广泛：剖蔑、编织、弯曲成型、易染色漂白、原竹利用等；2）直径小，壁薄中空，具有尖削度：强重比高，适于原竹利用，但不能像木材 一样直接进行锯切、刨切和旋切，经过一定的措施可以获得高得率的旋切竹单板 和纹理美观的刨切竹薄木；3）结构不均匀：给加工利用带来很多不利影响（如竹青、竹黄对胶粘剂的湿润、 胶合性能几乎为零，而竹肉则有良好的胶合性能；4）各向异性明显：主要表现在纵向强度大，横向强度小，

41、容易产生劈裂5）易虫蛀、腐朽和霉变：竹材比木材含有更多的营养物质造成；6）运输费用大，难以长期保存：壁薄中空，体积大，车辆实际装载量小，不宜 长距离运输；易虫蛀、腐朽和霉变，不宜长时间保存；砍伐季节性强，规模化生 产与原竹供应之间矛盾较为突出。14 .竹材人造板的构成原则：以克服竹材本身固有的某些缺陷，使竹材人造板具 有幅面大且不变形、不开裂等特点为出发点的，主要遵循以下两个原则：1）对称原则：对称中心平面两侧的对应层，竹种、厚度、层数、纤维方向、 含水率、制造方法相互对应。2）奇数性原则：主要针对非定向结构的多层人造板.竹材人造板的结构特性：1）结构的对称性：尽可能的克服各向异性2）强度的均

42、齐性：材料在各个方向强度大小的差异，以均齐系数表达（竹纤维板、碎料板趋于1）。3）材质的均匀性：能提高板材外观质量，也可减少应力集中造成的破坏。（板材 优于竹材，结构单元越小的板材均匀性越好）.16.胶层厚度：不产生缺胶的情况下，越薄越好（2050微米）？1）薄胶层变形需要的应力比厚胶层大2）随着胶层厚度的增加，流动或蠕变的几率增大3）胶层越厚，由膨胀差而引起界面的内应力与热应力大4）坚硬的胶粘剂，胶合界面在弯曲应力的作用下，薄胶层断裂强度高5）胶层越厚，气泡或其他缺陷数量增加，早期破坏几率增加17.竹材胶合板：是将竹材经过高温软化展平成竹片毛坯，再以科学的、比较简 便的、连续化的加工方法和尽

43、可能少改变竹材厚度和宽度的结合形式获得最大厚 度和宽度的竹片，减少生产过程中的劳动消耗和胶粘剂用量，从而生产出保持竹 材特性的强度高、刚性好、耐磨损的工程结构用竹材人造板。竹材的高温软化展平是该项工艺的主要特征。A原竹截断截断：a. 先去斜头;b.由基至稍，分段截取;c.截弯存直，提高等级;d.留足余量。B竹片软化的目的:将半圆形的竹筒展平，则竹筒的外表面受压应力，内表面受拉应力，其应力 大小为：0=E -S/2r减小E值是减小竹材展平时反向应力的有效手段,从而可以减少展平时竹材内表面的裂缝的宽度和深度。减小竹材弹性模量的方法和措施统称为竹材软化。C.软化方法：在目前的技术条件下，提高竹筒含水

44、率和温度是提高竹材本身塑 性、减小竹材弹性模量，从而达到减小展开过程中方向弯曲时拉伸应力的有效 措施。D.刨削加工目的：1）去青去黄，改善竹材表面性能，提高胶粘效果；2）使竹片全长上具有同一厚度，以获得较高胶粘性能和较小的厚度偏差。E.竹片干燥：实践证明，使用PF时，竹片的含水率应低于8%,而使用UF时， 应小于12%,才能获得理想的胶合强度。1）预干燥：目的为了提高竹片的干燥效率，主要设备是高效螺旋燃烧炉竹片干燥窑，干燥周期较长，一般10-12小时，终含水率由35-50%降至12-15%。2）定型干燥：因竹片是由圆弧状经水煮、高温软化、展平而成平直状，但在自 然状态中仍具有较大的弹性恢复力，

45、故需采用加压的干燥和设备。F组坯：将面、背板竹片和涂过胶的芯板竹片组合成板坯的过程成为组坯。1）板坯厚度的确定：s=100s合/ （100-/）式中：Xs为板坯厚度（各层竹片厚度之和，mm）, s合为竹材胶合板厚度（mm）, /为板坯热压时的压缩率（）。板坯的压缩率与热压时的温度、压力和竹材的 产地、竹龄等多种因素有关。通常温度为140-145,单位压力为时, 板坯的压缩率为13.0%-16.0%。2）组坯操作注意事项：a.面、背板竹片应预先区分好。b.组坯时芯板与面、背板竹片纤维方向应互相垂直。面板与背板竹片组坯时, 竹青面朝外，竹黄面朝内；芯板竹片组坯时，为防止竹材胶合板由于结构不对称 而

46、产生变形，应将每张竹片的竹青、竹黄的朝向依次交替排列。C.竹片厚度较大，宽度较小（平均100毫米左右），涂胶量不大，因而其吸 水膨胀值（绝对值）不大，故芯板组坯时不必留有吸水膨胀后的间隙，只需将竹 片涂胶后紧靠排列即可。d.组坯时面、背板及芯板竹片组成的板坯要做到“一边一角一头”平齐，可为锯 边工序提供纵边和横边两个基准面。G热压胶合1）工艺过程：竹片涂胶以后组成板坯，经过加温加压使胶粘剂固化，胶合成竹材 胶合板的过程称为热压胶合，这是一个十分复杂的物理和化学变化过程。可压力 变化情况可分为三个阶段：A第一阶段：从放第一张板坯进入热压板至全部热压板闭和并达到要求的 单位压力，称为自由加热期。B

47、第二阶段：从热压板内的板坯达到要求的单位压力至降压开始，称为压 力保持期；C第三阶段：从热压板的板坯降压开始到热压板全部张开，称为降压期。 在降压期，因压力降低，板坯中的水蒸气急剧向外溢散，同时呈过热状态的水也 很快变为水蒸气，因此产生板坯内外压力不平衡的现象，降压越快，压力不平衡 就越大，严重的可使胶层剥离，即“鼓泡”，层数越多，鼓泡现象越多。所以降 压时务必缓慢进行，应在板坯内外的压力基本保持平衡的状态下进行,为防止“鼓 泡”现象的发生，通常要求实行三段降压，即：由工作压力降至“平衡压力”（即与板坯内部蒸汽压力保持平衡的外部压力，PF 胶一般为0.3-0.4Mpa,这一阶段的降压速度可以快

48、一点，一般3层板掌握在10-15s 内完成）；由“平衡压力”降至零，该阶段易发生鼓泡或“脱胶”，降压速度要缓慢，要求 降压速度与水蒸气从板坯中排除的速度相适应，一般3层板约在30-50S内完成, 多层板应适当延长；由零到热压板完全张开，该段可打开阀门，以最大速度卸载，使热压板张开。应 注意的是压机最下面一个工作间隔中的板坯，在表显示为零的时候，实际上还承 受着所有热压板自重的压力，因此压板张开要适当放慢速度，以防“鼓泡”。2）影响胶合质量的因素：A.压力的影响：压力过大，重者压溃被胶合的材料，破坏其自身的结构，轻 者加大了热压时的压缩百分率，增大了材料的消耗，降低了竹材的利用率。适宜 的单位压力是保证胶合质量和材料利用率的重要因素。目前生产中使用的单位压 力是3.0-3.5Mpa,板坯的压缩率为13-16%,随着竹片加工精度的提高，热压时 的单位压力可随之下降。B.温度的影响：温度是促使胶粘剂固化的重要条件。热压胶合时，温度高可 适当缩短胶合时间，