生命的分子基础

关于生命的分子基础第1页，课件共43页，创作于2023年2月细胞是生物体的结构和功能的基本单位构成细胞的物质称——原生质（protoplasm）--------又称生命物质主要元素99.9%：

C.H.O.N90%；S.P.Na.K.Ca.Cl.Mg.Fe.12种微量元素：Cu.Zn.Mn.Mo.Co.Cr.Si.F.Br.I.Li.Ba等第2页，课件共43页，创作于2023年2月化合物有机化合物无机化合物水无机盐自由水：细胞生命活动的内环境，细胞各种代谢反应的场所。：维持渗透压和pH保障细胞正常生理活动。糖类脂类酶蛋白质核酸维生素分子量巨大、结构复杂、具有生物活性——生物大分子（biologicalmacromolecules）结合水：与许多分子结合构成细胞结构的组成部分。第3页，课件共43页，创作于2023年2月1．组织构成成分2．构成各种重要生理物质酶抗体激素等3．供能约16.7kJ(4.0kcal)/g体内蛋白质功能第4页，课件共43页，创作于2023年2月蛋白质缺乏的后果：总体而言，就是代谢率下降，体弱多病。未成年人：生长发育受阻，矮小、贫血、智力低下，免疫力差。容易疲劳，抵抗力下降，甚至肌肉消瘦、腹涨水肿、神情呆滞，各种生理功能低下。孕妇：影响胎儿正常发育。据世卫估计，目前世界上有大约500万儿童患蛋白质-能量营养不良症（PEM）。其中大多数是贫穷和饥饿引起的。第5页，课件共43页，创作于2023年2月安徽阜阳大头婴儿——劣质奶粉长期食用蛋白质含量严重不足奶粉、根本不能满足婴儿生长需要，婴儿会患上“重度营养不良综合症”，在本是生长最快的时期停止生长，四肢短小，身体瘦弱，脑袋尤显偏大，被称为“大头娃娃”，严重的甚至越长越轻、越小，直至心、肝、肾等器官功能衰竭而死亡

第6页，课件共43页，创作于2023年2月一.蛋白质protein（一）蛋白质分子的化学组成蛋白质的基本单位氨基酸氨基酸20种它们结构的共同特点：含有氨基的有机酸或碱性的氨基酸性的羧基侧链两性化合物两性电解质（主要元素：CHON；少量的S）第7页，课件共43页，创作于2023年2月

由相同或不同的各个氨基酸，按照一定的排列顺序，以特定的化学键方式连接，从而组成蛋白质的基本结构。肽键肽键

蛋白质分子是由许多氨基酸分子通过肽键，依次缩合而形成多肽链。侧链侧链侧链侧链主链（二）蛋白质的分子结构第8页，课件共43页，创作于2023年2月1.蛋白质的一级结构：

多肽链中氨基酸的种类，数目和排列顺序。（主键：肽键；副键：二硫键）第9页，课件共43页，创作于2023年2月2.蛋白质的二级结构：

在一级结构的基础上，借氢键在氨基酸残基之间连接，使多肽链成为螺旋或折叠的结构。（氢键）第10页，课件共43页，创作于2023年2月第11页，课件共43页，创作于2023年2月第12页，课件共43页，创作于2023年2月3.蛋白质的三级结构：在二级结构的基础上再行折叠。（氢键，酯键，离子键，疏水键）第13页，课件共43页，创作于2023年2月4.蛋白质的四级结构：由两条或几条多肽链在各自三级结构的基础上形成为蛋白质分子的结构亚基，由若干亚基之间以非共价键形式而相互结合的复合体。（非共价键）第14页，课件共43页，创作于2023年2月第15页，课件共43页，创作于2023年2月第16页，课件共43页，创作于2023年2月（三）蛋白质的分类与主要功能蛋白质的分类外形纤维蛋白：球形蛋白：角蛋白酶蛋白，免疫球蛋白功能结构蛋白：调节蛋白：转运蛋白：收缩蛋白：抗体蛋白：催化蛋白：肌球蛋白胰岛素血红蛋白肌动蛋白，肌球蛋白免疫球蛋白蛋白酶第17页，课件共43页，创作于2023年2月

组成成分单纯蛋白：结合蛋白：指单纯由氨基酸组成的蛋白质。（白蛋白，球蛋白，组蛋白）指单纯蛋白和非蛋白质类物质结合，非蛋白质物质称辅基。（核蛋白，糖蛋白，脂蛋白）第18页，课件共43页，创作于2023年2月蛋白质的主要功能蛋白质是细胞和组织的主要成分；作为酶催化生物体内各种化学反应；蛋白质具有运输功能；收缩功能；调节作用防御作用。第19页，课件共43页，创作于2023年2月（四）酶是具有高度催化活性的蛋白质和RNA。酶的特性高度的专一性高效的催化效能高度不稳定性酶的分类单纯蛋白酶类结合蛋白酶类：酶蛋白+辅基（非蛋白质）=全酶

酶：第20页，课件共43页，创作于2023年2月二.核酸（nucleicacid）（一）核酸的化学组成与种类核酸的基本单位单核苷酸戊糖磷酸含氮有机碱核糖脱氧核糖嘧啶：ＴＣＵ嘌呤：ＡＧ（碱基）化学组成第21页，课件共43页，创作于2023年2月第22页，课件共43页，创作于2023年2月核糖脱氧糖苷键核苷酯键单核苷酸第23页，课件共43页，创作于2023年2月3’5’磷酸二酯键5´3´第24页，课件共43页，创作于2023年2月核酸的种类DNARNA戊糖脱氧核糖核糖碱基AGCTAGCU磷酸磷酸磷酸核苷酸种类脱氧腺苷酸（dAMP)腺苷酸（AMP）脱氧鸟苷酸（dGMP)鸟苷酸（GMP）脱氧胞苷酸（dCMP)胞苷酸（CMP）脱氧胸苷酸（dTMP)尿苷酸（UMP）结构双链单链存在部位主要存在细胞核中主要存在细胞质中功能储存，复制和传递遗传信息与遗传信息表达有关DNA与RNA的区别核酸脱氧核糖核酸（DNA）核糖核酸（RNA）第25页，课件共43页，创作于2023年2月（二）DNA的结构与功能

DNA的结构DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序。Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构模型二级结构：一级结构：DNA的双链形成第26页，课件共43页，创作于2023年2月第27页，课件共43页，创作于2023年2月DNA的双链形成3.4nm含10个碱基对DNA双螺旋结构模型第28页，课件共43页，创作于2023年2月1.DNA分子是由两条相互平行方向相反的多核苷酸链围绕着同一中心轴形成的双螺旋结构。2.两条长链的碱基在双螺旋内侧按碱基配对原则（A=T，G三C）以氢键相连。3.相邻碱基对旋转36°，间距0.34nm，一个螺旋包含10个碱基旋转360°，螺距为3.4nm。Watson和Crick的DNA双螺旋结构模型第29页，课件共43页，创作于2023年2月第30页，课件共43页，创作于2023年2月DNAModels第31页，课件共43页，创作于2023年2月三种DNA第32页，课件共43页，创作于2023年2月

DNA的功能DNA是遗传物质其功能是：储存，复制和传递遗传信息。第33页，课件共43页，创作于2023年2月DNA的半保留复制实验：N15标记大肠杆菌的DNA环状双链DNA的转录中心法则复制DNA转录逆转录RNA翻译蛋白质第34页，课件共43页，创作于2023年2月（三）RNA的结构与功能RNA为单链可自身回折形成局部假双链。RNAmRNAtRNArRNA第35页，课件共43页，创作于2023年2月1.mRNA信使RNA2.rRNA核糖体RNA3.tRNA转运RNA

第36页，课件共43页，创作于2023年2月mRNAtRNArRNA细胞中含量5%~10%5%~10%80%~90%分子量（1~5)×105~2X106(2.4~3)×104(0.36~1.1)×106

大小悬殊约有70~80个单核苷酸沉降系数6S~25S4S5.8S、18S、28S结构特征存在场所细胞质或核糖体细胞质或核糖体细胞中的核糖体功能作用三种RNA分子的结构特征和功能作用基本上呈线形，局部呈双链，形成发夹式结构。呈三叶草形，柄部和基部呈双螺旋结构，柄部3，有CCA三个碱基，其相对端为基部呈环形，称反密码环，中央有三个碱基，为反密码子。线形，某些节段可能成双螺旋结构。转录DNA中的遗传信息，并带到核糖体上，作为合成蛋白质的模板。运输活化的氨基酸到核糖体上的mRNA的特定位点，特定的tRNA运输特定的氨基酸。为蛋白质合成场所的核糖体的组成成分。第37页，课件共43页，创作于2023年2月第38页，课件共43页，创作于2023年2月核酶的定义核酶（ribozyme）泛指一类具有催化功能的RNA分子。一般是指无需蛋白质参与或不与蛋白质结合，就具有催化功能的RNA分子。第39页，课件共43页，创作于2023年2月

1981年，Cech发现四膜虫rRNA的前体在没有蛋白质的情况下能专一地催化寡聚核苷酸底物的切割与连接，具有分子内催化的活性。第40页，课件共43页，创作于2023年2月1983年，Altman等发现大肠杆菌RNaseP的蛋白质部分除去后，在体外高浓度Mg2+存在下，与留下的RNA部分(M1RNA)具有与全酶