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1、 第二章第二章 生物学反响中的物理量变化生物学反响中的物理量变化 生命科学技术学院生命科学技术学院金丽虹金丽虹光光 颜色颜色 热焓热焓 阻抗阻抗 质量质量 传感安装传感安装 一生物反响的热力学一生物反响的热力学1、热力学第二定律、热力学第二定律G=H-T SG：自在能：自在能 H：热焓：热焓S：熵：熵 T：温度：温度 S很小，很小，G0，放热反响；，放热反响；S很大，很大，G0，吸热反响。，吸热反响。任何生物学反响过程都伴随着热力学变化！任何生物学反响过程都伴随着热力学变化！一生物反响的热力学一生物反响的热力学2、分子相转换中的热力学、分子相转换中的热力学 生物分子三维构造有序，由弱相互作用生
2、物分子三维构造有序，由弱相互作用力与热有关维持力与热有关维持 丈量：丈量：需采用稀释溶液排除分子内部之间的作用需采用稀释溶液排除分子内部之间的作用 样品量少于样品量少于1mg 如量热仪对蛋白质和核酸样品量需如量热仪对蛋白质和核酸样品量需1mL，浓，浓度度1%运用：日本建立了蛋白质和突变体热力学数运用：日本建立了蛋白质和突变体热力学数据库据库一生物反响的热力学一生物反响的热力学3、分子间相互作用的热力学、分子间相互作用的热力学 分子结合力属弱相互作用分子结合力属弱相互作用高度的特异性高度的特异性 测定一次实验测得一个分子上的多个结合测定一次实验测得一个分子上的多个结合位点位点 等温线确定恒温等温
3、线确定恒温 流通式方法流通式方法 运用：基于构造信息的热力学分析法对药物运用：基于构造信息的热力学分析法对药物和功能蛋白的设计和论述结合机理，已建立数和功能蛋白的设计和论述结合机理，已建立数据库据库一生物反响的热力学一生物反响的热力学4、酶催化反响热力学、酶催化反响热力学表表1-1 酶促反响的摩尔焓变酶促反响的摩尔焓变酶酶底物底物-H/kJmol-1酶酶底物底物-H/kJmol-1过氧化氢酶过氧化氢酶过氧化氢过氧化氢100NADH-脱氢酶脱氢酶NADH225胆固醇氧化酶胆固醇氧化酶胆固醇胆固醇53青霉素酶青霉素酶青霉素青霉素G67，115葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶葡萄糖葡萄糖80胰蛋白酶胰蛋白酶
4、苯甲酰苯甲酰-L-精氨精氨酸酸29乙醇氧化酶乙醇氧化酶乙醇乙醇180尿酸酶尿酸酶尿酸尿酸61已糖激酶已糖激酶葡萄糖葡萄糖28，75脲酶脲酶尿素尿素49乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶丙酮酸钠丙酮酸钠62研制了一大批热研制了一大批热生物传感器生物传感器一生物反响的热力学一生物反响的热力学5、微生物细胞反响的热力学、微生物细胞反响的热力学 放热放热 活泼时约为活泼时约为pW10-12W 如：如：大肠杆菌大肠杆菌105106个个/mL，最大产热为，最大产热为0.146J/smL 放热反响变化放热反响变化微生物细胞的总的活性变化微生物细胞的总的活性变化 可用于药物、抑制剂等对细菌细胞活性的影响，可用于药物、抑制剂
5、等对细菌细胞活性的影响，微生物对各种底物的代谢才干、环境条件改动微生物对各种底物的代谢才干、环境条件改动对微生物反响的影响等等。对微生物反响的影响等等。二生物发光二生物发光1、生物发光、生物发光 是由于某些生物体内一些特殊物质如荧光是由于某些生物体内一些特殊物质如荧光素的氧化而产生的景象。素的氧化而产生的景象。萤火虫的萤火虫的ATP依赖性发光依赖性发光E+ATP+LH2Mg2+E-LH2-AMP +PPiO2E-L-AMP +H2O +hvE：虫荧光素酶：虫荧光素酶LH2：复原荧光素：复原荧光素O2过量过量放光量取决于放光量取决于ATP二生物发光二生物发光1、生物发光、生物发光 亮堂发光杆菌亮
6、堂发光杆菌NADH+FMN+氧化复原酶氧化复原酶Mg2+FMNH2+NADO2EFMNHOOH-EFMN：黄素蛋白：黄素蛋白NADH：复原型辅酶：复原型辅酶RCHO：长链脂肪醛：长链脂肪醛过量过量放光量取决于放光量取决于O2RCHOFMN+R-CO2H+E+H2O+hv蓝绿色蓝绿色三颜色反响和光吸收三颜色反响和光吸收1、颜色反响、颜色反响色素色素 叶绿色、类胡萝卜素和其他杂色素等叶绿色、类胡萝卜素和其他杂色素等生物体生物体 与底物作用后产生颜色物质与底物作用后产生颜色物质酶酶 2、光吸收、光吸收 一些生物分子虽然不显示颜色，却有特征吸收峰。一些生物分子虽然不显示颜色，却有特征吸收峰。表表1-2
7、 几种物质的显色反响及吸收波长几种物质的显色反响及吸收波长物质物质显色试剂显色试剂吸收波长吸收波长/nm氨基酸氨基酸茚三酮茚三酮570，620蛋白质蛋白质双缩脲，双缩脲，Folin660，540复原糖复原糖二硝基水杨酸，碱性酒石酸盐二硝基水杨酸，碱性酒石酸盐540类固醇类固醇乙酸酐，硫酸，三氯甲烷乙酸酐，硫酸，三氯甲烷625核糖核酸核糖核酸Biology试剂试剂665三颜色反响和光吸收三颜色反响和光吸收 微生物反响可使培育基微生物反响可使培育基中的电惰性物质代谢为电中的电惰性物质代谢为电活性产物。活性产物。当微生物生长和代谢旺当微生物生长和代谢旺盛时，培育基中生成的电盛时，培育基中生成的电活性分子和离子增多，其活性分子和离子增多，其导电性增大，阻抗降低。导电性增大，阻抗降低。反之亦然。反之亦然。四阻抗变化四阻抗变化
生物学反应中的物理量变化ppt课件
