生命的化学基础ppt课件

1、/department/course/biology/index.html普通生物学课程网站不同类型的细胞构造和功能不同，但化学组成根本类似生命的物质根底一、元素组成无机界的 C、H 、O 、N 、P 、S二、分子组成1、水和无机盐2、糖类3、脂类4、蛋白质5、核酸 生命方式多样，但根本元素构成是根本一致的生命方式多样，但根本元素构成是根本一致的% OCHNPS 其他其他人人 65181081.00.252.75杆菌杆菌 69151181.21.005.00根本元素：根本元素：C，H，O，N，S，P，K，Ca 等占人等占人体体99.35%。其它元素：其它元素：Na，F

2、e，Mg，Mn，Zn，Cu， Cl，I等数量少，但作用大。如很多金属元素是酶的辅助等数量少，但作用大。如很多金属元素是酶的辅助因子。因子。偶尔存在的元素：偶尔存在的元素：V、Mo、Li、F、Br、Si、As、Sn、等、等Fe Fe 氧的运送和酶的活性有关，短少时，引起缺铁性贫血。氧的运送和酶的活性有关，短少时，引起缺铁性贫血。Cu Cu 发生冠心病的主要缘由，与酶的活性有关。发生冠心病的主要缘由，与酶的活性有关。Zn Zn 在青少年的发育生长，癌症等的发病和防治起有作用。在青少年的发育生长，癌症等的发病和防治起有作用。Mo Mo 钼与酶的活性、食道癌的发病率和防治有关。钼与酶的活性、食道癌的发

3、病率和防治有关。I I 缺碘产生地方性甲状腺肿，幼儿发生呆小症，缺碘产生地方性甲状腺肿，幼儿发生呆小症，Mn Mn 锰与酶的活性有关。锰与酶的活性有关。Co Co 钴与酶的活性有关。青春期少女钴与酶的活性有关。青春期少女0.015mg/0.015mg/每日。每日。V V 钒软体动物富有钒；鱼体含量较低。钒软体动物富有钒；鱼体含量较低。F F 氟与牙齿安康有关，缺氟产生龋齿；过多那么斑氟与牙齿安康有关，缺氟产生龋齿；过多那么斑齿和氟中毒。齿和氟中毒。Ni Ni 镍植物中镍植物中151555ppm,55ppm,人为人为0.1ppm0.1ppm；急性白血；急性白血病病.25g/ml.25g/mlSn

4、 Sn 锡影响骨钙化速度；锡影响骨钙化速度；Si Si 硅矽肺，硅矽肺，SiSi浸润细胞。浸润细胞。Se Se 硒缺硒产生克山病，与肝功能，冠心病发病和防硒缺硒产生克山病，与肝功能，冠心病发病和防 治有关治有关. .Cu2+、Co2+、Mo2+ 己糖丙糖戊糖丁糖 甘油醛甘油醛 核糖核糖 脱氧核糖脱氧核糖 半缩醛羟基半缩醛羟基葡萄糖葡萄糖 果糖果糖 半乳糖半乳糖-麦芽糖麦芽糖、蔗糖、乳糖麦芽糖、蔗糖、乳糖-D-葡萄糖残基-D-果糖残基 -D-半乳糖残基D-葡萄糖残基 由很多单糖分子缩合脱水而成的分支或不分支的长链分子，如淀粉、糖原、纤维素+2蜡wax由长链脂肪酸和长链一元醇脱水而成，皮肤外表，毛

5、、羽、植物叶及果实外表以及昆虫体表3磷脂phospholipids磷酸甘油脂，甘油的一个-羟基和磷酸结合成酯存在与细胞的膜系统中，在脑、肺、肾、心、骨髓、卵及大豆细胞中含量丰富。卵磷脂、脑磷脂、丝氨酸磷脂等。4其他脂类类固醇 特殊芳香族构造，理化性质与脂肪相近萜类 构造与类固醇类似。如植物细胞中的胡萝卜素维生素E 维生素K 结合脂类4、蛋白质 遗传信息的表达者氨基酸 遗传信息载体蛋白质的构造- 多层次蛋白质构造与功能的关系变化多端生物分子信息 细胞细胞分子分子存贮、复制和传送存贮、复制和传送遗传信息的系统遗传信息的系统生物信息的载体生物信息的载体DNA经过自我复制，在生物体的繁衍过经过自我复制

6、，在生物体的繁衍过程中传送遗传信息程中传送遗传信息 基因经过转录和翻译，使遗传信息在生物基因经过转录和翻译，使遗传信息在生物个体中得以表达，并使后代表现出与亲代个体中得以表达，并使后代表现出与亲代类似的生物性状。类似的生物性状。 基因控制着蛋白质的合成基因控制着蛋白质的合成 DNARNA蛋白蛋白质质转录转录翻译翻译蛋白质的功能酶的催化作用 运载和储存 协调动作 机械支持 免疫维护 产生和传送神经激动 生长和分化的控制 蛋白质的构件分子氨基酸氨基酸的通式氨基酸的分类氨基酸的通式组成蛋白质的常见氨基酸有二十种 ，通式如下：R不同，组成的 氨基酸就不同氨基酸名称氨基酸名称英文缩写英文缩写简简 写写氨

7、基酸名称氨基酸名称英文缩写英文缩写简简 写写甘氨酸GlyG丝氨酸SerS丙氨酸AlaA苏氨酸ThrT缬氨酸ValV天冬酰胺AsnN异亮氨酸IleI谷酰胺GlnQ亮氨酸LeuL酪氨酸TyrY苯丙氨酸PheF组氨酸HisH脯氨酸ProP天冬氨酸AspD甲硫氨酸MetM谷氨酸GluE色氨酸TrpW赖氨酸LysK半胱氨酸CysC精氨酸ArgR 20种规范氨基酸的英文简写氨基酸的分类 对于20种规范的氨基酸，按照侧链化学性质的不同，可以分为以下三组：疏水性的氨基酸Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Pro、Trp和Met带电氨基酸Arg、His、Lys+和Asp、Glu-极性氨基酸Ser、T

8、hr、Cys、Asn、Gln、Tyr甘氨酸Gly的侧链只需一个氢原子，是最简单的氨基酸，具有独特的性质，可以单作为第四类，也可以归于第一类。含有芳香性侧链Phe、Tyr、Trp、His侧链为醇或酚的氨基酸有 Ser、Thr、Tyr可以构成氢键Arg、Lys、Asp、Glu、Ser、Thr、Asn、Gln、His、Tyr肽键、肽和多肽不同数目的氨基酸以肽键顺序相连，构成链状分子，即是肽或多肽，通常分子量在1500以下的为肽，在1500以上的为多肽，-NH2端为N末端写在左，另一端为C末端，写在右。蛋白质的构造层次1、一级构造2、二级构造3、三级构造4、四级构造 蛋白质一级构造肽键肽链氨基酸陈列顺

9、序等二级构造肽链的主链在空间的走向-螺旋-折叠-螺旋平行 -折叠反平行 -折叠 -折叠蛋白质的超二级构造i环花样ii发夹花样环花样 iii希腊图案花样由四条反平行片组成iv花样 -环- -环- 三级构造亲水基位于球体外表,疏水基位于球体内部球状蛋白溶于水球蛋白近似球形，外表富含亲水基团，溶于水如：酶、多种蛋白质激素和各种抗体细胞质和细胞膜中的蛋白质纤维蛋白蛋白质分子围绕一个纵向轴缠绕成螺旋状 如：指甲、毛发、真皮、韧带等 三级构造tertiary structure在二级构造根底上的肽链再折叠构成的构象胰岛素的三维构造四级构造多亚基构成的寡聚蛋白构造均一寡聚蛋白 由一样亚基构成非均一寡聚蛋白由

10、不同亚基构成四级构造quanternary structure 组成蛋白质的多条肽链在天然构象空间上的陈列方式，多以弱键相互衔接：疏水力、氢键、盐键；每条肽链本身具有一定的三级构造，就是蛋白质分子的亚基。蛋白质的各级构造氨基酸一级构造二级构造三级构造四级构造血红蛋白蛋白变性可逆变性不可逆变性尿素天然核糖核酸酶硫醇松散核糖核酸酶变性核糖核酸酶天然核糖核酸酶除去硫醇除去尿素除去硫醇除去尿素脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸DNADNA主要存在于细胞核的染色质内，主要存在于细胞核的染色质内，2%2%在线粒体。在线粒体。遗传的物质根底遗传的物质根底核糖核酸核糖核酸RNARNA 主要存在细胞质，主要存在细胞质，1

11、0%10%在核仁在核仁 参与生物体内蛋白质的生物合成参与生物体内蛋白质的生物合成根据根据RNARNA的功能，可以分为的功能，可以分为mRNAmRNA、tRNAtRNA和和rRNArRNA三种。三种。第一节第一节 核酸的化学组成与构造核酸的化学组成与构造一、核酸的化学组成一、核酸的化学组成核苷酸由核糖、磷酸和含氮碱三部分构成核苷酸由核糖、磷酸和含氮碱三部分构成碱碱 基基 戊糖戊糖磷酸磷酸 嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶RNAG , AC , UR H3PO4DNAG ,A C ,TdR一碱基一碱基1 1、嘧啶碱、嘧啶碱2 2、嘌呤碱、嘌呤碱3 3、稀有碱基、稀有碱基二戊糖二戊糖三核苷三核苷胞嘧啶核苷尿嘧啶核苷

12、鸟嘌呤核苷腺嘌呤核苷NNOHHONNNH2HONNOHH2NNNNNNNNH2OHHOHHOHHHOCH2HOCH2OHHOHHOHHOHHOHHOHHHOCH2OHHOHHOHHHOCH2四核苷酸四核苷酸五多磷酸核苷酸和环化核苷酸五多磷酸核苷酸和环化核苷酸二、二、DNADNA分子的构造分子的构造一一DNADNA分子的大小分子的大小 天然存在的天然存在的DNA分子最显著的特点是很长，分子质量很分子最显著的特点是很长，分子质量很大，普通在大，普通在1061010。例如例如 大肠杆菌染色体由大肠杆菌染色体由400万碱基对万碱基对(basepair，bp)组成的双组成的双螺旋螺旋DNA单分子。其长度

13、为单分子。其长度为14X106nm，相当于，相当于1.4mm，而，而直径为直径为20nm，相当原子的大小，相当原子的大小黑腹果蝇最大染色体由黑腹果蝇最大染色体由6，2X107bp组成，长组成，长2.1cm多瘤病毒的多瘤病毒的DNA由由5100bp组成组成 ，长，长17nm(17000nm)DNA来源 AGCT人胸腺30.919.919.829.4人肝30.319.519.930.3牛胸腺28.221.521.229.4牛精子28.7酵母31.318.717.132.9二二DNADNA的碱基组成的碱基组成Erwin ChargafErwin Chargaf测定测定1 1有

14、种的特异性有种的特异性2 2没有器官和组织的特异没有器官和组织的特异性性3 3各种各种DNADNA分子中，分子中， A=T, C=G, A+G=C+TA=T, C=G, A+G=C+T4) 4) 年龄、营养、环境的改年龄、营养、环境的改动不影响动不影响DNADNA的碱基组成的碱基组成分子较大分子较大dCMP dGMP dAMP dTMPdCMP dGMP dAMP dTMP磷酸二酯键磷酸二酯键线型大分子，无分支线型大分子，无分支一级构造的表示方法一级构造的表示方法化学式化学式线条式线条式文字式文字式四四DNADNA的二级构造的二级构造 -双螺旋构造模型双螺旋构造模型DNADNA双螺旋构造的要点

15、双螺旋构造的要点DNADNA分子由两条多聚脱氧核糖核苷分子由两条多聚脱氧核糖核苷酸链酸链( (简称简称DNADNA单链单链) )组成。组成。两条链沿着同一根轴平行环绕，构成两条链沿着同一根轴平行环绕，构成右手双螺旋构造。螺旋中的两条链方右手双螺旋构造。螺旋中的两条链方向相反，即其中一条链的方向为向相反，即其中一条链的方向为5 533而另一条链的方向为而另一条链的方向为3 355嘌呤碱和嘧啶碱基位于螺旋的内侧，嘌呤碱和嘧啶碱基位于螺旋的内侧，磷酸和脱氧核糖基位于螺旋外侧。碱磷酸和脱氧核糖基位于螺旋外侧。碱基环平面与螺旋轴垂直，糖基环平面基环平面与螺旋轴垂直，糖基环平面与碱基环平面成与碱基环平面成

16、9090角。角。( (五五) ) 超螺旋超螺旋DNADNA大多数原核生物大多数原核生物 1共价封锁的环状双螺旋共价封锁的环状双螺旋分子分子2再次螺旋化再次螺旋化超螺旋构超螺旋构造造三、三、DNA的一些性质的一些性质1、紫外吸收特性、紫外吸收特性2 2、DNADNA的变性的变性DNA denaturationDNA denaturation增色效应：核酸分子加热增色效应：核酸分子加热变性时，其在变性时，其在260nm处的处的紫外吸收急剧添加的景象。紫外吸收急剧添加的景象。DNADNA解链曲线解链曲线Tm值值 ：当紫外吸收变化到达最大变：当紫外吸收变化到达最大变化的半数值时，此时所对应的温度称化的

17、半数值时，此时所对应的温度称为熔解温度、变性温度或用为熔解温度、变性温度或用Tm值表示值表示第二节第二节 RNA的分子构造的分子构造一一RNA的类型的类型1 1、mRNAmRNA：占细胞中：占细胞中RNARNA总量的总量的3%-5%3%-5%，分子量大，分子量大小不一，不稳定，代谢活泼，更新迅速，是合成小不一，不稳定，代谢活泼，更新迅速，是合成蛋白质的模板。蛋白质的模板。2 2、rRNArRNA：细胞中含量最多的：细胞中含量最多的RNARNA，核糖体的组成，核糖体的组成成分，蛋白质合成的场所。成分，蛋白质合成的场所。3 3、tRNAtRNA：约占细胞中：约占细胞中RNARNA总量的总量的15%15%。约由。约由75-75-9090个核苷酸组成。蛋白质合成中携带活化的氨基个核苷酸组成。蛋白质合成中携带活化的氨基酸酸二二RNARNA的碱基组成的碱基组成 无严厉的配对规律无严厉的配对规律RNA来源来源AGCU酵母酵母tRNAtRNA19.426.625.120.1兔肚兔肚tRNAtRNA16.631.327.815.9大肠杆菌大肠杆菌tRNAtRNA18.330.330.315.