01生命的化学基础

课程内容绪论2第一章生命的化学基础（P12-28）

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第二章细胞（P29-91）

7第三章生殖与发育（P195-211）2第四章遗传与变异（P254-311）

8第五章生物多样性（P368-414）4第六章植物的结构（P214-230）

2元素基础分子基础P106-110第一章生命的化学基础一、元素基础（以人体为例）1、必需元素

新陈代谢或生长发育所必需的元素。常量元素（宏量元素）

成人每日需要大于100mg微量元素（痕量元素）

FeZnISeFCuMoMnCrSiCo二、分子基础无机化合物1、水

（极性分子）

水是生命存在的条件，是原生质最基本的物质。随着细胞的衰老，细胞的含水量逐渐下降，活细胞的含水量不低于75％。细胞内水的存在形式：游离水95％结合水以氢键结合于蛋白质等分子中的水分

2、无机盐（通常以离子状态存在）含量很少，约占1％。盐在细胞中解离为离子，离子的浓度除具有调节渗透压和维持酸碱平衡的作用外，还有许多重要的作用：酶的辅基。主要的阴离子有Cl－、PO43－和HCO3－，其中磷酸根离子在细胞代谢活动中最为重要。主要的阳离子有：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Mo2+。非解离形式存在的无机成分：锌、碘阳离子种类 在细胞中的作用Fe2+或Fe3+ 血红蛋白、细胞色素、过氧化物酶和铁蛋白的成分Na+ 维持膜电位K+维持膜电位、参与蛋白质合成和某些酶促合成Mg2+叶绿素、磷酸酶、Na+-K+泵Mn2+肽酶Cu2+酪氨酸酶、抗坏血酸氧化酶Co2+肽酶Mo2+硝酸还原酶、黄嘌呤氧化酶Ca2+钙调素、肌动球蛋白、ATP酶有机小分子细胞内有近千种分子量在100－1000的有机小分子，通常游离在细胞质溶液中，或是代谢的中间产物、或是构成大分子的材料库，主要分为四类：单糖、脂肪酸、氨基酸和核苷酸有机大分子

73、糖类通式是（CH2O）n由碳、氢、氧三种元素组成，来自于光合作用，是人类食物中的主要供能者，可以在体内转变为脂肪。

单糖细胞主要的能源以及构成某些大分子物质的原料。五碳糖：核糖、脱氧核糖六碳糖：葡萄糖、果糖、半乳糖

双糖蔗糖、麦芽糖、乳糖寡糖（低聚糖）多糖营养储备多糖——淀粉、糖原

结构多糖——纤维素、几丁质

GlucoseFructose果糖淀粉肝糖元纤维素几丁质4、脂类：结构物质、能量物质。脂类包括：脂肪酸、中性脂肪、磷脂、糖脂、类固醇、蜡、类胡萝卜素等。疏水，难溶于水，而易溶于非极性有机溶剂。脂肪酸必需脂肪酸(essentialfattyacid,EFA）。通常将亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸称为EFA。

饱和脂肪酸：硬脂酸（stearicacid）18C软脂酸（palmiticacid）16C不饱和脂肪酸：油酸（oleicacid）亚油酸（linoleicacid）亚麻酸（linolrnicacid）花生四烯酸（arachidonicacid）中性脂肪(neutralfat)甘油酯、蜡磷脂：是构成生物膜的基本成分，也是许多代谢途径的参与者。分为甘油磷脂和鞘磷脂两大类。糖脂：糖脂也是构成细胞膜的成分，与细胞的识别和表面抗原性有关。(b)Atriglyceride(a)水溶液中的磷脂分子团；(b)球形脂质体；(c)平面脂质体膜；(d）用于疾病治疗的脂质体的示意图脂质体的类型类固醇又称甾类化合物，其中胆固醇是构成膜的成分。另一些甾类化合物是激素类，如雌性激素、雄性激素、肾上腺激素等。5、蛋白质

生物大分子分子量在数千以上细胞的主要结构成分，一个细胞中约含有104种蛋白质，分子的数量达1011个。机体的重要组成部分，是除水外含量最多的养分，占干物质的50%。提供能量、转化为糖和脂肪。（1）组成单位——氨基酸

组成蛋白的氨基酸有20种，通式：RCH(NH2)COOH必需氨基酸（EAA）婴儿：10种EAA----赖、蛋、色、苯丙、亮、异亮、缬、苏、组、精氨酸成年人：8种---不包含组氨酸和精氨酸不同氨基酸其R基各不相同，R基的结构决定了20种氨基酸的特殊性质（2）结构①每一条特定的肽链都有其特异的氨基酸排列顺序即一级结构（线性结构）肽键；二硫键；一级结构决定高级结构。②每条多肽链再盘旋折叠而成二级结构，主要有α螺旋和β折叠两种；③蛋白质的三级结构是在二级结构基础上进一步盘旋折叠而成特定空间构象；结构域④由两个或两个以上的结构域相互作用聚合而成的更复杂的蛋白质四级结构。亚基

三级结构类型（折叠类）结构域(Domain)

一个结构域指的是一条多肽链或能够独立折叠为稳定的三级结构的多肽链的一部分。

——结构域是三级结构的基本结构单位。

——结构域也是一个功能单位，通常蛋白质中不同的结构域是和不同的功能相关的。相同的结构域一般具有相同的功能蛋白质的四级结构

这些多肽链间以非共价键的方式相连接。每一条多肽链都有自己的三级结构，这样的多肽链被称作蛋白质的亚基，又被称作亚单位。蛋白质的四级结构指的是各个亚基在寡聚蛋白质中的空间排布关系和蛋白质亚基之间的相互作用，它不考虑每个亚基自身的构象。血红蛋白的四级结构蛋白质变性使次级键被破坏，引起天然构象改变

有些变性后的蛋白质分子还能复性近年来得知，某些疾病是由于蛋白质折叠错误而引起的，如类似于疯牛病的某些神经性疾病、老年性痴呆症、帕金森氏症等，这些折叠病已引起了人们极大的注意。（3）类型:单纯蛋白\结合蛋白1）化学组成：单纯蛋白：清蛋白结合蛋白：脂蛋白，糖蛋白，核蛋白等2）蛋白质外形：纤维蛋白：胶原蛋白球形蛋白：多数的酶和抗体等3）蛋白质功能：结构蛋白——胶原蛋白、丝蛋白、角蛋白等调节蛋白：激素

抗体蛋白：免疫球蛋白催化蛋白：酶等转运蛋白：载体蛋白、通道蛋白等(d)Transportproteins(a)Structuralproteins(b)Storage

proteins(c)Contractileproteins（4）功能1）结构和支持作用：如胶原蛋白，蚕丝蛋白2）催化作用：如酶类，胰蛋白酶3）运输作用：如血红蛋白4）运动功能：如肌动蛋白；微管蛋白5）防御作用：如毒素、免疫球蛋白、重金属结合蛋白6）信息传递、调节：激素（如胰岛素，神经生长因子、受体）

跨膜受体蛋白（接受信号）7）储藏：如乳汁蛋白，卵白蛋白，种子蛋白8）调节或控制细胞的生长、分化和遗传信息的表达：组蛋白、阻遏蛋白蛋白质的功能---蜘蛛丝线蛋白6、核酸细胞内贮存和传递遗传信息的生物大分子，由许多核苷酸通过磷酸二酯键相连而成。

DNA（脱氧核糖核酸）——主要存在于细胞核中

RNA（核糖核酸）——主要存在于细胞质中（1）组成单位——核苷酸8种组成核苷酸磷酸戊糖碱基（符号）磷酸核糖腺嘌呤（A）

AMP鸟嘌呤（G）GMP胞嘧啶（C）CMP尿嘧啶（U）UMP脱氧核糖腺嘌呤（A）dAMP鸟嘌呤（G）dGMP胞嘧啶（C）dCMP胸腺嘧啶（T）dTMP核苷酸脱氧核苷酸dAMPATP（2）结构DNA双螺旋结构模型（右手双螺旋、反向平行、碱基互补配对）DNA的变性和复性凡是破坏维持DNA双螺旋氢键作用，如：加热、pH的改变，导致DNA双螺旋双链解旋，分开成单链的过程称为DNA变性或称熔解

－GC相对于AT形成更稳定的氢键作用，所以GC含量

较高的DNA需要的变性温度较高DNA分子变性后，适当调整温度或pH，分开的两条互补链又可以通过碱基互补重新形成双螺旋，这一过程称为复性或退火

43TherouteofgeneexpressionRNA（三种）通常为单链①mRNA是蛋白质合成的模板。