生物化學組成

1、生物體都是由蛋白質(zhì)、 核酸、脂類、糖、無機 鹽和水組成。 哪一種分子含量最高？哪一種分子含量最高？ 不同的生物體，其分子組成也大體相同 蛋白質(zhì)、核酸、脂類和 多糖是組成生物體最重 要的生物大分子，水是 生物體內(nèi)所占比例最大 的化學成分 基本生物分子基本生物分子 肽肽 核苷酸核苷酸 多聚糖多聚糖 磷脂酸磷脂酸 氨基酸氨基酸 含含N N堿堿 核糖核糖 葡萄糖葡萄糖 脂肪酸脂肪酸 甘油甘油 膽堿膽堿 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 核酸核酸 多糖多糖 脂類脂類 4 4種生物大分子種生物大分子 生生 命命 體體 生物大分子基本特征生物大分子基本特征 生物大分子基本特征生物大分子基本特征 DNA 半保留復制半保留復制 親

2、本親本 DNA 復制的復制的 子鏈子鏈 生物化學發(fā)展生物化學發(fā)展 的里程碑：的里程碑：雙雙 螺旋模型的提出揭螺旋模型的提出揭 開了遺傳信息傳遞開了遺傳信息傳遞 的秘密的秘密 DNA雙螺旋模型的提出雙螺旋模型的提出 糖分子含C、H、O 3種元素，通常3者的比例 為 1:2:1，一般化學通式為(CH2O)n 葡萄糖C6H12O6,蔗糖C12H22O11 脫氧核糖C5H10O4，乙酸C2H4O2 糖是生物代謝反應的重要中間代謝物，還可構(gòu)成核 酸和糖蛋白等重要生物成分、糖又是生命活動的主 要能源 糖類包括小分子的單糖、寡糖和由單糖構(gòu)成的大分 子的多糖 2.2 糖類化合物 重要的單糖包括葡萄糖、果糖、半

3、乳糖、核糖、 脫氧核糖等 分子式相同而結(jié)構(gòu)式不同的兩種有機化合物稱為 同分異構(gòu)體 五碳糖和六碳糖等在水溶液中大多成環(huán)式結(jié)構(gòu) 重要的二糖包括蔗糖、麥芽糖、乳糖等 麥芽糖由兩分子葡萄糖 單體脫水縮合形成 蔗糖由一分子葡萄糖和 一分子果糖縮合形成 乳糖由一分子葡萄糖和 一分子半乳糖縮合而成 重要的多糖有淀粉、糖原、纖維素等 相關話題：相關話題：血型抗原血型抗原 人們所熟悉的人們所熟悉的O、A、B和和AB 血型的區(qū)別在于血型抗原的不血型的區(qū)別在于血型抗原的不 同，即與紅細胞膜蛋白連接的同，即與紅細胞膜蛋白連接的 O-聯(lián)聚糖的不同。聯(lián)聚糖的不同。 A、B血型抗原中，除了具血型抗原中，除了具 有與有與O型

4、同樣的聚糖成分外，型同樣的聚糖成分外，A 型多出一個型多出一個GalNAc (N-乙酰半乙酰半 乳糖胺乳糖胺)，而，而B型多一個型多一個Gal。 從圖中可以看出，從圖中可以看出，ABO血型抗原含有相同的聚糖成分，主血型抗原含有相同的聚糖成分，主 要區(qū)別在于：要區(qū)別在于：A型抗原在型抗原在Gal的的3位連接了一個位連接了一個GalNAc，而，而 B型抗原連接了一個型抗原連接了一個Gal。不用說，。不用說，AB型抗原包括了型抗原包括了A型抗型抗 原和原和B型抗原。型抗原。 在具有在具有A型抗原型抗原的個體，其血液中含有的個體，其血液中含有抗抗B抗體抗體； 而具有而具有B型抗原型抗原的個體的血液中含

5、有的個體的血液中含有抗抗A抗體抗體； 同時含有同時含有A抗原抗原和和B抗原抗原的的AB型個體的血液中，既沒型個體的血液中，既沒 有抗有抗A抗體，也沒有抗抗體，也沒有抗B抗體；抗體； 但但O型個體，雖然不攜帶型個體，雖然不攜帶A抗原，也不攜帶抗原，也不攜帶B抗原，但抗原，但 其血液中含有其血液中含有抗抗A抗體抗體和和抗抗B抗體抗體。 因此，如果將因此，如果將A型血輸給型血輸給B型個體，那么型個體，那么A型血紅細胞就會型血紅細胞就會 與與B型個體血液中的抗型個體血液中的抗A抗體發(fā)生抗體發(fā)生抗原抗原-抗體反應抗體反應，導致輸入，導致輸入 的紅細胞凝集，導致致死性血管堵塞。的紅細胞凝集，導致致死性血管

6、堵塞。 O 、 、A、B、AB血型血型 之間的輸血關系之間的輸血關系 血型血型 血清中所血清中所 含抗體含抗體 可安全接可安全接 受的血型受的血型 可安全供可安全供 給的受體給的受體 O抗抗A抗體抗體 、 抗抗B抗體抗體 OA，B，AB O A抗抗B抗體抗體O，AA，AB B抗抗A抗體抗體O，BB，AB AB沒有沒有O，A，B，ABAB 脂類是脂肪、磷脂、類固醇等類化合物的總稱 脂類分子也含C、H、O 3種元素，但H:O遠大于2， 有些脂含P和N，各種脂類分子的結(jié)構(gòu)可以差異很大 脂類不溶于水，可溶于非極性溶劑。 脂類是生物膜的主要成分；脂肪氧化時產(chǎn)生的能量 大約是糖氧化時的二倍。 生物表面的保

7、護層/保持體溫/生物活性物質(zhì) 2.3 脂類(lipids)化合物 中性脂肪(動物-fat)和油(植物-oil) 由甘油醇和脂肪 酸結(jié)合成的酯。 又稱磷酸甘油脂，與 脂肪不同之處在于甘 油的一個羥基不是與 脂肪酸結(jié)合成酯，而 是與磷酸及其衍生物 (如磷酸膽堿)結(jié)合， 形成卵磷脂 磷脂 卵磷脂是生物膜脂質(zhì)雙層的主要成分，磷酸膽堿一 端為極性的頭，兩個脂肪酸一端為非極性的尾，其 中一個脂肪酸通常含不飽和雙鍵，因此總有點彎折 類固醇如膽固醇等脂類也是細胞膜的重要成分 n 類固醇 1. 高血脂癥、 2. 冠心病、 3. 高血壓、 4. 糖尿病、 5. 肥胖癥、 6. 脂肪肝。 食用過多脂肪所容易引發(fā)的疾

8、病： 貯存蛋白 保護蛋白 運輸?shù)鞍?激素蛋白 信號蛋白 酶和輔酶 2.4 蛋白質(zhì) n 蛋白質(zhì)的主要種類和功能 l 氨基酸結(jié)構(gòu)的共同特點 在于，在與羧基相連的 碳原子（-碳原子）上 都有一個氨基，另一個 R基。 n 蛋白質(zhì)是由20種氨基酸組成的生物大分子 l 不同氨基酸 其R基各不相 同，R基的結(jié) 構(gòu)決定了20種 氨基酸的特殊 性質(zhì) l 一個氨基酸的氨基與另一個氨基酸的羧基脫水 縮合，形成肽鍵并生成化合物。不同數(shù)目的 氨基酸以肽鍵順序相連形成，多肽形成蛋白 質(zhì)分子的亞單位。 蛋白質(zhì)的特定構(gòu)象即蛋白質(zhì)的三維空間結(jié)構(gòu) 和形態(tài)對于蛋白質(zhì)的功能起決定性的作用。 蛋白質(zhì)變性（構(gòu)象發(fā)生變化）使得其特定的 功

9、能便立即喪失。 n 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關系 一級結(jié)構(gòu) 二級結(jié)構(gòu) 主要有螺旋主要有螺旋, ,折疊和轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)類型折疊和轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)類型 三級結(jié)構(gòu) 四級結(jié)構(gòu) n 蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu) 核酸貯存遺傳信息，控制蛋白質(zhì)的合成。 核酸包括脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA),都是由許多順序排列 的核苷酸組成的大分子。 貯存遺傳信息的特殊DNA片段稱為基因，它編碼蛋白質(zhì)的氨基酸序列， 從而決定蛋白質(zhì)的功能。通過蛋白質(zhì)的作用，DNA實際上控制著細胞 和生物體的生命過程。 DNA控制蛋白質(zhì)的合成是通過RNA來實現(xiàn)的，即遺傳信息由DNA轉(zhuǎn)錄到 RNA，后者決定蛋白質(zhì)的氨基酸序列。 2.5 核酸 n核苷酸 每一個核苷酸

10、含有一個戊 糖（核糖或脫氧核糖）分 子、一個磷酸分子和一個 含氮的有機堿（堿基）。 脫氧核糖或核糖上第一位 碳原子與嘌呤或嘧啶結(jié)合， 就成為脫氧核苷或核苷， 第三位或第五位碳原子再 與磷酸結(jié)合，就成為脫氧 核糖核苷酸或核糖核苷酸。 核苷酸的有機堿分為兩類；一類是嘌呤，是雙環(huán)分 子；一類是嘧啶，是單環(huán)分子。 嘌呤包括腺嘌呤(A)和鳥嘌呤(G)2種 嘧啶有胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U)3種。 DNA的堿基是 A、T、G、C， RNA的堿基是 A、U、G、C。 DNADNA和和RNARNA區(qū)別？區(qū)別？ 多個核糖核苷酸 以磷酸順序相連 成長鏈的多核苷 酸分子，即成為 核酸的基本結(jié)構(gòu) n脫氧

11、核糖核酸或核糖核酸 T T T l DNA分子是由兩條脫氧 核糖核酸長鏈互以堿 基配對相連而成的螺 旋狀雙鏈分子； DNA 主要存在于細胞核內(nèi) 的染色質(zhì)中，線粒體 和葉綠體中也有，是 遺傳信息的攜帶者。 nDNA雙螺旋結(jié)構(gòu) l RNA分子是單鏈的，RNA在細胞核內(nèi)產(chǎn)生，然后進 入細胞質(zhì)，在蛋白質(zhì)的合成中起重要作用。 n DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn) n1951年 Watson 23歲 n丹麥的哥本哈根 Wilkins教授 n英國劍橋大學Cavendish實驗室 nCrick， 31歲 n倫敦大學Kings實驗室 n女科學家Franklin nWilkins教授 Randall教授 nDNA應該是雙螺

12、旋 nA與T、 C與G巧妙連接 n符合X衍射數(shù)據(jù) DNA的復制 n1953年2月28日，Watson 和Crick用金屬線又制出了新的DNA 模型，他們?yōu)樽匀豢茖W樹立了一座閃閃發(fā)光的里程碑。 蛋白質(zhì)、核酸、脂類和多糖是組成生命的主要大分子，是由含有 功能基團的相同或相近的單體脫水縮合而成。 糖類包括單糖、寡糖和多糖。糖是生物代謝反應的重要中間代 謝物，是細胞重要的結(jié)構(gòu)成分，可構(gòu)成核酸和糖蛋白等重要生物大 分子，糖類又是生命活動的主要能源。 脂類主要是由碳原子和氫原子通過共價鍵結(jié)合形成的非極性化 合物，具有疏水性。中性脂肪和油都是由甘油和脂肪酸結(jié)合成的脂 類。卵磷脂是生物膜脂質(zhì)雙層的主要成分。

13、蛋白質(zhì)是細胞最重要的結(jié)構(gòu)成分并參與所有的生命活動過程。 蛋白質(zhì)的特定構(gòu)像對于蛋白質(zhì)的功能起決定性的作用。 核酸包括脫氧核糖核酸（DNA)和核糖核酸(RNA)兩類。DNA是遺 傳信息的攜帶者。RNA是一類單鏈分子，在蛋白質(zhì)的合成中起重要作 用。1953年 Watson和Crick建立了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)理論，奠定了現(xiàn)代 分子生物學基礎。 水對生命的作用和影響水對生命的作用和影響 分子式相同而結(jié)構(gòu)式不同的兩種有機化合物稱為 同分異構(gòu)體 五碳糖和六碳糖等在水溶液中大多成環(huán)式結(jié)構(gòu) 類固醇如膽固醇等脂類也是細胞膜的重要成分 n 類固醇 貯存蛋白 保護蛋白 運輸?shù)鞍?激素蛋白 信號蛋白 酶和輔酶 2.4 蛋白質(zhì) n 蛋白質(zhì)的主要種類和功能 l 氨基酸結(jié)構(gòu)的共同特點 在于，在與羧基相連的 碳原子（-碳原子）上 都有一個氨基，另一個 R基。 n 蛋白質(zhì)是由20種氨基酸組成的生