生化思维导图
《生化思维导图》
一、核心概念
1.1 生命的基本元素
- 碳 (C)
- 氢 (H)
- 氧 (O)
- 氮 (N)
- 磷 (P)
- 硫 (S)
1.2 有机分子
- 碳水化合物
- 单糖：葡萄糖、果糖、半乳糖
- 二糖：蔗糖、麦芽糖、乳糖
- 多糖：淀粉、糖原、纤维素
- 功能：能量储存和结构支持
- 脂类
- 甘油三酯：能量储存，绝缘
- 磷脂：构成细胞膜的主要成分
- 类固醇：激素、胆固醇
- 功能：能量储存、结构支持、信号传递
- 蛋白质
- 氨基酸：蛋白质的基本组成单位
- 肽键：连接氨基酸的化学键
- 蛋白质结构：一级、二级、三级、四级
- 功能：催化、运输、免疫、结构、信号传递
- 核酸
- DNA：储存遗传信息
- RNA：参与蛋白质合成
- 核苷酸：核酸的基本组成单位
- 功能：遗传信息的储存和传递
1.3 水
- 极性分子：良好的溶剂
- 高比热容：维持体温
- 高表面张力：利于水分运输
- 参与多种生化反应
二、能量代谢
2.1 糖酵解
- 葡萄糖分解为丙酮酸
- 发生场所：细胞质
- 产生ATP和NADH
- 厌氧条件下，丙酮酸转化为乳酸或乙醇
2.2 三羧酸循环 (TCA循环/克雷布斯循环)
- 丙酮酸氧化为二氧化碳
- 发生场所：线粒体基质
- 产生ATP、NADH和FADH2
- 需要氧气参与
2.3 氧化磷酸化
- NADH和FADH2氧化，释放电子传递链
- 电子传递链将电子传递给氧气，生成水
- 氢离子梯度推动ATP合成
- 发生场所：线粒体内膜
- 产生大量ATP
2.4 脂肪酸氧化
- 脂肪酸分解为乙酰CoA
- 发生场所：线粒体
- 产生大量ATP
- 酮体生成：长期饥饿或糖尿病情况下
2.5 氨基酸代谢
- 脱氨基反应：去除氨基
- 尿素循环：将氨转化为尿素，排出体外
- 碳骨架可以转化为葡萄糖或酮体
三、蛋白质合成
3.1 转录
- DNA转录为mRNA
- 发生场所：细胞核
- RNA聚合酶参与
3.2 翻译
- mRNA翻译为蛋白质
- 发生场所：核糖体
- tRNA携带氨基酸
- 密码子：mRNA上的三联体核苷酸序列
- 反密码子：tRNA上的三联体核苷酸序列，与mRNA上的密码子互补
3.3 翻译后修饰
四、遗传信息
4.1 DNA复制
- DNA双链解旋
- DNA聚合酶催化合成新的DNA链
- 半保留复制：新链与旧链配对
- 发生场所：细胞核
4.2 基因表达调控
- 转录因子：调控基因的转录
- RNA干扰：抑制基因表达
- 表观遗传修饰：DNA甲基化、组蛋白修饰
五、酶
5.1 酶的特性
- 生物催化剂
- 高度特异性
- 降低反应的活化能
- 不改变反应的平衡点
5.2 酶的作用机制
- 底物结合活性位点
- 形成酶-底物复合物
- 催化反应发生
- 释放产物
5.3 酶的抑制
- 竞争性抑制剂：与底物竞争活性位点
- 非竞争性抑制剂：结合酶的其他部位，改变酶的构象
- 反馈抑制：产物抑制酶的活性
六、信号传递
6.1 细胞表面受体
6.2 细胞内受体
6.3 第二信使
6.4 信号通路
- MAPK信号通路
- PI3K/Akt信号通路
- JAK/STAT信号通路
七、重要生物分子
7.1 维生素
- 脂溶性维生素：A、D、E、K
- 水溶性维生素：B族维生素、维生素C
7.2 矿物质
- 钙、磷、钾、钠、氯、镁
- 微量元素：铁、锌、铜、碘、硒
八、临床应用
8.1 疾病诊断
- 酶活性测定：诊断肝脏疾病、心肌梗塞
- 基因检测：诊断遗传性疾病、癌症
- 代谢物检测：诊断代谢性疾病
8.2 药物开发
- 酶抑制剂：治疗癌症、高血压
- 受体激动剂/拮抗剂：治疗哮喘、抑郁症
- 基因治疗：治疗遗传性疾病
