大学生物课件

生命的物质基础生命的物质基础遗传信息的存储和传递者——核酸遗传信息的表达者——蛋白质生命过程的催化剂——酶生命过程的碳源和能源——糖类生命体的重要构件和储能物质——脂类维持生命的重要小分子物质——维生素水——

生物生存的必要条件水是极性分子水分子之间的氢键使水有很多特性内聚力强熔点、沸点、比热和表面张力高优良的溶剂水溶液是生化反应的介质。固态水（冰）比液态水的密度低。无机盐调节细胞的渗透压和pH酶的活化因子和调节因子合成有机物的原料生命活动所需的能源重要的中间代谢物构成生物大分子（核酸和糖蛋白）糖类包括单糖、双糖、三糖、多糖糖类(carbohydrates)单糖(monosaccharides)分子式(CH2O)n（n≥3）丙糖甘油醛(醛糖)和二羟丙酮(酮糖)。戊糖核糖、脱氧核糖、核酮糖木糖、阿拉伯糖己糖葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖糖苷(glucosides)寡糖

双糖麦芽糖(maltose)淀粉的基本结构单位。蔗糖(sucrose)食用糖纤维二糖（cellobiose）纤维素的基本结构单位乳糖（lactose）存在于哺乳动物的乳汁中三糖棉子糖由半乳糖、葡萄糖、果糖组成由少数（2-6）几个单糖缩合而成的糖称为寡糖。

多糖

淀粉糖原纤维素几丁质果胶脂类（lipids）——生命体的重要构件和储能物质脂肪（三酰甘油）(fat)

脂油类脂(lipoid)

磷脂糖脂蜡固醇萜类脂肪（fat）由甘油每一个OH和一个脂肪酸的COOH结合，形成酯键，形成一个脂肪分子。室温下，液态的称为油，固态的称为脂脂肪酸饱和脂肪酸：硬脂酸、棕榈酸不饱和脂肪酸：油酸、亚油酸、亚麻酸蜡（wax）蜡是由脂肪酸和醇化合而成的酯。蜡的脂肪酸都是长链的，醇也都是长链的，并且只有一个-OH基。皮肤表面、毛、羽、植物叶及果实表面以及昆虫体表都有蜡覆盖，使细胞与外界严密隔离，防止细胞失水。磷脂类（phospholipids）又称磷酸甘油脂，甘油的一个α-羟基和磷酸结合成酯，即磷脂酸存在于细胞的膜系统中，在脑、肺、肾、心、骨髓、卵及大豆细胞中含量最高。如卵磷脂、脑磷脂、丝氨酸磷脂等类固醇（steroid）基本结构是环戊烷多氢菲。如胆固醇、植物固醇、性激素、维生素D和肾上腺皮质激素等。蛋白质(protein)——遗传信息的表达者蛋白质是细胞和生物体的重要组成部分。是由氨基酸按一定规律构成的大分子。蛋白质不是一种单一的物质，是一大类物质的总称。蛋白质的特点含氮量特别高由氨基酸构成蛋白质的构件分子

——氨基酸氨基酸的通式氨基酸的分类氨基酸的性质氨基酸的通式组成蛋白质的常见氨基酸有20种，通式如右图R不同，组成的氨基酸就不同20种氨基酸特点L-型氨基酸具旋光性属α-氨基酸（PRO为α-亚氨基酸）属两性电解质

必需氨基酸20种氨基酸中有8种不能由人体合成，必须从外界摄取，称为必需氨基酸8种必需氨基酸为

缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、色氨酸、赖氨酸

蛋白质的结构1.一级结构2.二级结构3.三级结构4.四级结构5.蛋白质的空间作用力一级结构

蛋白质分子中多肽链的数目，多肽链之间的连接方式和连接部位，二硫键的数目和位置，多肽链中氨基酸的数目、种类和顺序等。二级结构

蛋白质分子中的肽链向单一方向卷曲而形成的有周期性重复的主体结构或构象。靠肽链内或肽链键的氢键来维持。 包括α-螺旋、β-折叠、β-转角、β-发夹和Ω-环等。超二级结构和结构域超二级结构是由二级结构单元形成的，也称模体（motif）。在其中相邻的α-螺旋或β-折叠链中氨基酸残基侧链紧密组装形成特定构象，常见的有αα、βαβ、βββ模体等。结构域是在超二级结构基础上形成的紧密球状结构，为多肽链的独立折叠单位。在较大的球蛋白分子内部，结构域之间以松散肽段相连。三级结构三级结构是整个单体蛋白质分子或亚基（一条多肽链）折叠形成的特定立体构象。氢键、离子键、疏水相互作用、范德华力以及二硫键起稳定作用。如肌红蛋白、多种酶、蛋白质激素、抗体等。四级结构四级结构：为蛋白质分子中两个或更多的亚基以非共价键形成的聚集体。如血红蛋白。超分子：蛋白质分子之间能专一而有序的缔合，在更高层次表现功能。蛋白质还能识别与结合特定的核酸、类脂、多糖等进一步组装成超分子以至细胞器。蛋白质的空间作用力

氢键盐键(离子键)疏水键范德华力二硫键脂键盐键(离子键）氢键二硫键疏水键氢键氢键疏水键蛋白质的空间作用力

催化功能结构功能运输功能贮存功能运动功能防御功能信号功能调节功能其他功能蛋白质的功能核酸（nucleicacid）——遗传信息的存储和传递者核酸的化学结构核酸的分类DNA的结构RNA的结构特点核酸是生物大分子中最重要的一类，最早是瑞士的F.Miescher于1870年从脓细胞的核中分离出来的，由于它们是酸性的，并且最先是从核中分离的，故称为核酸。核酸分为脱氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid，DNA）和核糖核酸（ribonucleicacid，RNA）两大类。DNA主要存在于细胞核内的染色质中，线粒体和叶绿体中也有，是遗传信息的携带者；RNA在细胞核内产生，然后进入细胞质中，在蛋白质合成中起重要作用。

碱基+戊糖 核苷+磷酸核苷酸

poly

聚合

核酸

(核苷酸之间通过3,5-磷酸二脂键连接)核酸的化学结构碱基戊糖磷酸碱基腺嘌呤A鸟嘌呤G胞嘧啶C胸腺嘧啶T尿嘧啶U戊糖核糖脱氧核糖DNA和RNA的区别DNARNA糖脱氧核糖核糖碱基ATGCAUGC链数双链单链DNA的碱基组成规律——Chargaff法则DNA中腺嘌呤与胸腺嘧啶的摩尔含量相等，即A=T鸟嘌呤与胞嘧啶的摩尔含量相等，即G=C；嘌呤的总含量与嘧啶的总含量相等，即A+G=C+T。DNA的碱基组成具有种的特异性，即不同物种的DNA具有自己独特的碱基组成。DNA的一级结构DNA的一级结构是指通过3’,5’-磷酸二酯键连接起来的四种脱氧核糖核苷酸在分子中的排列顺序，具有不同功能的DNA区域在整个分子中的分布情况也可归为DNA一级结构的内容。由于各种DNA分子特有的碱基排列顺序决定了它携带的遗传信息及行使的生物学功能，因此了解DNA的一级结构是分子生物学领域中极其重要的部分。DNA一级结构5-磷酸3-羟基碱基脱氧核糖

DNA的二级结构1953年，Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构。细胞中的DNA分子几乎都是由两条多聚脱氧核苷酸链构成的。DNA的二级结构就是指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。一种十分稳固的结构

——DNA双螺旋碱基堆积力H键盐键（离子键）DNA的二级结构(双螺旋)小沟大沟DNA的双螺旋结构模型(1)两条反向平行的多核苷酸链(主链)围绕同一中心轴相互缠绕；(2)碱基位于双螺旋的内侧，通过形成氢键腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对，鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对；(3)双螺旋的平均直径为2nm，两个相邻的碱基对之间相距0.34nm，两个核苷酸之间的夹角为360º，沿中心轴每旋转一周即10个核苷酸的高度——螺距为3.4nm；(4)沿螺旋轴方向观察，两条主链和碱基并不充满双螺旋的空间，双螺旋表面出现两条凹槽，一条宽而深称大沟，一条狭而浅称小沟。能够有效地解释遗传信息的储存、传送和自我复制提出了遗传信息的流动过程复制DNA转录RNA翻译蛋白质DNA双螺旋模型的意义在生物体内，DNA的二级结构时刻处在变动之中，也即DNA的二级结构可以具有不同构象。通常DNA的二级结构分两大类：一类是右手螺旋，包括A-DNA，B-DNA及C-DNA等；另一类是局部的左手螺旋，即Z-DNA。

DNA的三级结构双螺旋DNA分子结构具有韧性，在细胞内它还可以扭曲形成高级结构。DNA的三级结构是指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构。DNA的三级结构包括线状双链中可能有的纽结和超螺旋、多重螺旋及环状DNA中诸如纽结、超螺旋和连环之类等各种高级结构形式。

RNA的结构生物体内的RNA一般都是以DNA为模板合成的。在某些病毒中，RNA复制酶也可催化以RNA为模板的RNA合成。RNA是由四种核糖核苷酸经3’,5’-磷酸二酯键连接而成的线性分子，长而不分支。核糖核酸(RNA)分为信使RNA(mRNA) 转运RNA(tRNA) 核糖体RNA(rRNA)rRNAmRNAtRNA

反密码子氨基酸新生肽链核糖体(rRNA+蛋白质）mRNAtRNA四环四臂aa臂与反密码臂是识别aa与密码的重要结构tRNA的结构TΨC环D环反密码环rRNArRNA占细胞内RNA总量的80%以上，是核糖体组成和行使功能的主要成分。原核生物有三类rRNA：5SrRNA，16SrRNA，23SrRNA。真核生物有四类rRNA：5SrRNA，5.8SrRNA，18SrRNA，28SrRNA。

mRNAmRNA约占细胞内RNA总量的3~5%。mRNA是以DNA为模板合成的，它又是蛋白质合成的模板。mRNA在长度和分子量上有很大差异。典型的原核生物mRNA通常将功能上相关的多肽产物一起编码；而一般只编码一个多肽产物。另外，真核生物的mRNA还具有5’-末端帽子结构，3’-末端多聚腺苷酸序列和居间序列(内含子)。维生素维生素A（视黄醇）维生素D维生素E维生素K（血凝维生素）维生素C（抗坏血酸）维生素B维生素A维生素A又称视黄醇，视网膜中的杆状细胞含有视紫红质，光明亮时视紫红质分解为视蛋白和视黄醛，光暗时联合为视紫红质。维生素D维生素D有D3和D2两种。在人体内存在的维生素原有VitD3原和VitD2原，经紫外线照射可以转化为VitD3和VitD2。人的皮肤中的VitD原为7-脱氢胆固醇，以紫外线照射转化为VitD3（胆钙化醇），进入骨骼后有助于钙的吸收和沉积。VitD3可从膳食中取得，如鸡蛋，猪肝。维生素E天然的维生素E有8种，即α、β、γ、δ、ξ2、η、ε、ξ1。VitE是一个抗氧化剂，对保护线粒体膜上的磷脂有抗自由基的作用。

维生素K维生素K又称血凝维生素。血凝过程中，许多血凝因子的生物合成与VK有关。例如：凝血酶原、转变另速因子前体、血浆凝血酶激酶组分、司徒氏因子。

维生素C维生素C又称抗坏血酸，是水溶性的维生素。人不能在体内合成VitC，必须从食物中获得，否则出现坏血病，表现为毛细血管脆弱，皮肤出现小血斑，牙龈发炎出血，牙齿松动。维生素B与几种辅酶维生素

化学名称辅酶辅酶作用VitB2核黄素FMN（黄素单核苷酸）传递