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核酶的化学本质精品(七篇)

时间:2023-06-30 15:45:47

序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇核酶的化学本质范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。

核酶的化学本质

篇(1)

关键词:酶 蛋白质 必修 课程

中图分类号:G634.7 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)09(c)-0100-01

(2010・广东汕头模拟Ⅰ改编)下列关于人体内蛋白质的叙述中,正确的是( )。

A.蛋白质具有多样性,是由于氨基酸的种类、数目、排列顺序和空间结构不同

B.指导蛋白质合成的基因中的碱基有C、G、A、T、U

C.人体内的酶都是蛋白质,激素不一定是蛋白质

D.蛋白酶也是蛋白质,蛋白酶可以水解所有的肽键

答案给的是C选项。

1 酶的认识过程

1.1 催化作用

人类对酶的认识经历了很曲折的阶段。西方对酶的研究要从19世纪开始。1810年Jaseph Gaylussac发现酵母可将糖转化为酒精。1857年微生物学家Pasteur等人提出酒精发酵是酵母细胞活动的结果。1897年,Buchner兄弟用石英上磨碎酵母细胞,制备了不含酵母细胞的抽提液,并证明此不含细胞的酵母提取液也能是糖发酵,说明发酵与细胞活动无关。从而说明了发酵是酶作用的化学本质,为此Buchner获得了1911年诺贝尔化学奖。1835年至1837年,Berzelius提出了催化作用的概念。

1.2 蛋白质

1926年美国科学家James Sumner从刀豆提取出了尿酶并获得结晶,证明尿酶具有蛋白质性质。可直到1930年至1936年Northrop和Kunitz得到了胃蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶结晶,并用相应方法证实酶是一种蛋白质后,酶是蛋白质的属性才普遍被人们所接受。为此,Sumner和Northrop与1949年共同获得了诺贝尔化学奖。

1.3 核酸

1981年至1982年Thomas R.Cech实验室在研究原生动物Tetrahymena thermophiea的rRNA前提加工成熟时发现了第一个有催化活性的天然RNA,取名为ribozyme(核酶)。由于此RNA进行的是自我催化,且反应后自身发生变化失去催化能力,故严格地讲他不是一个真正的催化剂。随后S.Altman和N.R.Pace以及T.R.Cech几个实验室又陆续发现了真正的RNA催化剂。其中以L19 RNA具有核糖核酸酶活性和RNA聚合酶活性,1992年发现其还有RNA限制性内切酶的作用,催化的底物除了RNA外还有多糖、DNA以及氨基酸酯等。Cech和Altman与1989年共同获得了诺贝尔化学奖。

2 核酶的作用及分布

在生化第三版中指出,RNA有五大功能:控制蛋白质合成,作用于RNA的转录后加工与修饰;基因表达与调节功能的调节;生物催化和其他持家功能,遗传信息的加工与进化。现在发现的核酶大部分参加RNA的加工和成熟,也有可催化C-N键合成的RNA,其中,23SrRNA具有肽酰转移酶活性。1992年有研究证明RNA具有催化蛋白质合成的活性。1997年zhang和Cech得到了一组直接催化肽键生成的人造RNA分子,证明了RNA具有肽基转移酶的活性。表明了RNA与蛋白质的生物合成有关。

2.1 rRNA前体的转录后加工

真核细胞和原核细胞中的rRNA都是从较长的前体生成的。1982年Cech在研究四膜虫的rRNA的剪接加工时,发现RNA分子具有酶的催化功能,在核酶作用下,四膜虫rRNA前体所含413个核苷酸碱基的插入序列(内含子)被自我切除。真核生物rRNA前体的甲基化、假尿苷酸化和切割是由核小RNA(snoRNA)指导的。真核细胞的核仁中存在种类甚多的snoRNA,从酵母和人类细胞中已经发现有上百种。他们与rRNA前体的加工有关,包括断裂、甲基化及尿嘧啶核苷的形成。

2.2 mRNA的转录后加工

真核生物的细胞核含有由许多极长的RNA分子构成的混合物,成为不均一核RNA(hnRNA),hnRNA是细胞质mRNA的前体。真核生物细胞核mRNA前体的剪接是在形成剪接体后才能进行的。在脊椎动物核细胞中snRNA有U1、U2、U3、U4、U5、U6等六种。已知U1、U2、U4、U5、U6等五种snRNA参与RNA剪接。

2.3 蛋白质的合成

核糖体是蛋白质合成的场所。过去以为蛋白质肽键的合成是由核糖体的蛋白质所催化,称为转肽酶。1992年。H.F.Noller等证明23rRNA具有核酶活性,能够催化肽键的形成。rRNA是装配者并其催化作用。蛋白质知识维持rRNA构象,其辅助作用。2000年,耶鲁大学研究小组在核糖体结晶图谱中定位了肽酰转移酶的位点,发现组成该位点的成分全是rRNA,这些成分属于23s rRNA结构域V的中央环。

2.4 帮助分泌蛋白和膜蛋白跨膜运输

过去一直认为帮助分泌蛋白和膜蛋白跨膜运输的信号识别颗粒中(SRP)中,RNA只起简单的衣架作用。直到最近通过动力学分析才发现,细菌SRP中的4.5S RNA能够促进SPR蛋白和SPR受体间的可逆结合。籍助核磁共振和X射线晶体学研究,解释了4.5S RNA在于Ffh蛋白结合前后构象的变化。由于SPR RNA能稳定Ffh与Fts Y结合的过渡态,因而具有催化作用。

2.5 调节个体发育和组织分化

较早就发现RNA在个体发育和组织分化中起调节作用。如X染色体的失活和维持均由Xist RNA介导。1995年发现线虫中一些小RNA能够关闭有关基因的表达,由此认识到基因可因RNA干扰(RNAi)而受到调节。2001年在人和鼠细胞中也发现RNAi作用,将它看成是生物节广泛存在的基因调节方式。

3 人体内是否有核酶

关于这一问题,无论是从网上,还是大学的教科书上查了好久也没有找到准确的答案。不过我想上面划线的文字也许能给我们一些启示。所以,是否应该说人体内的酶绝大多是蛋白质更好一些呢?

本来只是一道题引来的争议,通过查阅资料才发现,关于酶竟然有这么多的故事。其中好多知识是我从未接触过的。这不仅让我有些汗颜:自己以往因为想当然和得过且过错过了多少次知识更新的机会!酶的化学本质、作用正在不断的被补充,以后也许将有更大的发现。我们的教材也在不断的改版、更新。那我们的知识是不是也应该不断的更新呢?一些拙见,供各位同仁参考。

参考文献

[1] 王镜岩.生物化学[M].3版.高等教育出版社.

篇(2)

生物化学是在分子水平研究、探讨生命现象本质的科学,是蚕学专业学生必修的基础课程。研究内容包括有生物大分子的结构与功能、物质代谢与调节、以及遗传信息传递的分子基础与调控规律,是生命科学中的领先学科和中心支柱。生物化学课程教学具有时数多、内容丰富、概念抽象、分子结构繁多、代谢途径错综复杂等特点,是蚕学专业学生公认的枯燥、乏味、难学,与蚕学专业联系密切的一门专业基础课。生物化学同其他蚕学基础课有广泛的联系与交叉,对现代蚕学的发展起着重要的促进作用。所以,学好生物化学,对于蚕学专业的学生至关重要。作为一名从事生物化学教学的高校教师,如何根据本学科的特点,合理地进行教学设计,创造一个轻松活泼的学习氛围,提高生化的教学质量,是需要不断的探索和改进的。下面谈谈本人在生物化学教学实践中的几点体会。

1生化教学的前奏:讲好绪论课绪论

作为生物化学教材的开端,是一门课程的缩影和向导,教师如能讲的精彩,可使学生变被动学习为主动学习,并且能使学生在了解本课程基本特点的基础上以科学的方法进行学习,为学生进行全课程的学习和取得良好的教学效果打下基础。绪论课要讲好,我们必须精心选择教学内容,合理安排教学环节,灵活运用各种教学方法,增强学生的参与感,充分调动学生的积极性;同时,还应充分运用幻灯片、多媒体、模型等现代直观的手段辅助教学,增加学生的感性认识。课堂教学成功与否,关键看能不能引起学生对这门学科的兴趣,而不在于给学生教会了多少东西。在绪论课的讲解中,要让学生明白该课程所研究的内容、未来的发展方向,认识生化与其他学科的内在联系和在医学、农业、工业中的应用。比如基因工程技术在农业中的应用:转基因大米、转基因大豆的成功实例;基因工程药物:胰岛素、各种疫苗的生产和应用等。让学生感觉到生化并不是一个抽象的学科,而是和自己的生活、健康密切相关的一门学科,以激发学生学习生化的兴趣。

2将诺贝尔奖史应用

到生化的教学中从事生物化学研究工作的科学家获得诺贝尔医学或生理学、化学奖的比例越来越高,充分说明生物化学在生命科学中的重要地位。将诺贝尔奖史应用到生物化学课程的教学中,可以激发学生的求知欲,提高学习兴趣,并能活跃课堂气氛,有助于提高教学质量。例如,在讲解真核生物的转录时,我们讲述了美国生物化学家罗杰•科恩伯格(RogerD.Korn-berg)对“真核转录的分子基础所作的研究”而独享诺贝尔化学奖的故事。科恩伯格是首位在分子水平上揭示真核生物转录过程如何进行的科学家,这一过程具有医学上的“基础性”作用,因为人类的多种疾病如癌症、心脏病等都与这一过程发生紊乱有关,理解这一过程有助于人们寻找治疗上述疾病的方法。在教学过程中发现,学生对诺贝尔奖抱有浓厚的兴趣,说明将诺贝尔奖史的讲述嵌入到生物化学课堂教学中,可以成为推进多层次、多形式教学方法改革的一个良好的切入点。

3采用启发式教学,提高学生的兴趣

生物化学不仅有大量的专业词汇,还要求学生有较强的抽象思维和逻辑分析能力。如果一味地灌输,势必造成学生在课堂上的被动地位,使他们逐渐对所学的内容失去兴趣。我们在教学过程中注意调动学生的主动性,采用启发式教学方法,提高学生对教学内容的兴趣。如讲授DNA的高级结构时,既有双螺旋,又有超螺旋、核小体、染色体等等,学生可能会感觉很枯燥,但如果问:“DNA的长度加起来有一米多长,这么长的DNA分子如何能呆在只有微米大小的细胞里面呢?”,这样就可以激发学生的兴趣,自己寻找问题的答案。又如在讲解糖脂代谢时,可先问:“喜欢吃糖、吃甜食的人为什么容易发胖?糖是如何转变为脂肪储存起来的呢?”。这样学生就会聚精会神地去听糖脂代谢的讲解,对糖的主要生理功能是氧化供能,但多余的糖可以转变为脂肪贮存起来的问题印象深刻。在教学过程中,经常地采用提问、反问的方法去引导学生自己思考、解答问题,从而使他们能对相应的问题掌握得更加深刻透彻。

4采用对比教学,帮助学生归纳总结

生物化学有很多知识点都是对应的,有联系的。合理地运用对比法可提高生物化学课堂教学的效果,通过对比,使所学知识融会贯通,前后呼应,让学生学得轻松,记得清晰。例如,生物大分子DNA与RNA的结构与功能的比较;蛋白质的二级结构α-螺旋与DNA分子双螺旋间的结构的比较;蛋白质的一级、二级、三级、四级结构的比较,蛋白质与核酸的结构与功能的比较,这样对于掌握生物大分子的结构与功能帮助很大。还有,对教材中概念相近的名词(如底物水平磷酸化与氧化磷酸化、核酶与核酸酶)进行比较;对相关的生化反应过程(如糖酵解与糖异生、脂肪酸的从头合成和脂肪酸的β-氧化、糖原的合成与分解、核苷酸的从头合成与补救合成、DNA的复制与RNA的转录、原核生物与真核生物的翻译过程)进行比较,这样把两个或两个以上问题的异同点加以比较、列表,将复杂知识简单化、条理化,学生很容易掌握各知识点的异同点,同时也能培养学生分析问题和比较问题的能力。

5理论联系实际,帮助学生理解和记忆

在教学中为帮助学生理解和记忆、提高学生学习兴趣,适度的联系实际,使学生明白自己学到的知识与将来实际工作、科学研究和生产实践等方面的关系是非常重要的。例如在讲酶的竞争性抑制的时候,引入生活中抢板凳的游戏和磺胺药物用于抗菌治疗疾病的例子;讲蛋白质空间结构时,介绍女孩最熟悉的烫发技术就是应用生物化学蛋白质变性的知识;在讲物质代谢的时候,根据代谢知识介绍早餐如果仅单纯的食用牛奶和鸡蛋,不加面包或馒头之类的糖类食品,显然是不够完善的,因为这仅仅满足了脂和蛋白质的供应,没有摄入足够的糖对代谢是不利的。这样不仅可以使枯燥的理论变得生动,还可以使学生在紧张的学习过程中放松心情。

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