生命科學(xué)導(dǎo)論生物的化學(xué)組成學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1生命科學(xué)導(dǎo)論生命科學(xué)導(dǎo)論(do ln)生物的化學(xué)組成生物的化學(xué)組成第一頁，共52頁。n 與其他物質(zhì)與其他物質(zhì)一樣，細胞一樣，細胞乃至生命也乃至生命也是由原子是由原子(yunz)(yunz)組組成的成的第一節(jié)第1頁/共52頁第二頁，共52頁。第一節(jié)第2頁/共52頁第三頁，共52頁。n具有相同質(zhì)具有相同質(zhì)子子(zhz)(zhz)數(shù)數(shù)而不同質(zhì)量而不同質(zhì)量數(shù)（即不同數(shù)（即不同中子數(shù)）的中子數(shù)）的原子互為同原子互為同位素。位素。 第一節(jié)第3頁/共52頁第四頁，共52頁。第一節(jié)第4頁/共52頁第五頁，共52頁。第一節(jié)第5頁/共52頁第六頁，共52頁。第一節(jié)第6頁/共52頁第七頁，共52頁。第一節(jié)第

2、7頁/共52頁第八頁，共52頁。第一節(jié)第8頁/共52頁第九頁，共52頁。第一節(jié)第9頁/共52頁第十頁，共52頁。第一節(jié)第10頁/共52頁第十一頁，共52頁。第一節(jié)第11頁/共52頁第十二頁，共52頁。第一節(jié)第12頁/共52頁第十三頁，共52頁。第二節(jié)第13頁/共52頁第十四頁，共52頁。第二節(jié)第14頁/共52頁第十五頁，共52頁。第二節(jié)第15頁/共52頁第十六頁，共52頁。第二節(jié)第16頁/共52頁第十七頁，共52頁。第二節(jié)第17頁/共52頁第十八頁，共52頁。第二節(jié)第18頁/共52頁第十九頁，共52頁。第三節(jié)第19頁/共52頁第二十頁，共52頁。 由甘油和脂肪酸經(jīng)過由甘油和脂肪酸經(jīng)過(jngg

3、u)(jnggu)脫水縮脫水縮合形成的脂質(zhì)。合形成的脂質(zhì)。第三節(jié)第20頁/共52頁第二十一頁，共52頁。第三節(jié) 磷脂又稱磷酸甘磷脂又稱磷酸甘油酯，與脂肪不同之油酯，與脂肪不同之處在于甘油的一個羥處在于甘油的一個羥基基(qingj)不是與脂不是與脂肪酸結(jié)合成酯，而是肪酸結(jié)合成酯，而是與磷酸及其衍生物結(jié)與磷酸及其衍生物結(jié)合，如與磷酸膽堿結(jié)合，如與磷酸膽堿結(jié)合形成卵磷脂。合形成卵磷脂。第21頁/共52頁第二十二頁，共52頁。常見其他常見其他(qt)(qt)類類型型的脂質(zhì)包括類的脂質(zhì)包括類固醇、糖脂、固醇、糖脂、多異戊二烯類、多異戊二烯類、部分脂溶性維生部分脂溶性維生素等。素等。 第三節(jié)第22頁/共5

4、2頁第二十三頁，共52頁。一、蛋白質(zhì)的主要一、蛋白質(zhì)的主要(zhyo)(zhyo)種類和功能種類和功能第四節(jié)第23頁/共52頁第二十四頁，共52頁。在氨基酸分子中，與功能基團（一個羧基和一個氨基在氨基酸分子中，與功能基團（一個羧基和一個氨基）以共價鍵相連接的中心碳原子稱為）以共價鍵相連接的中心碳原子稱為a a碳原子。碳原子。與與a a碳原子共價鍵相連的還包括一個氫原子和一個以字碳原子共價鍵相連的還包括一個氫原子和一個以字母母R R表示的化學(xué)基團，表示的化學(xué)基團，R R基是連接著其他基是連接著其他(qt)(qt)功能基功能基團的一個碳或一個碳以上的碳鏈（甘氨酸例外）團的一個碳或一個碳以上的碳鏈（

5、甘氨酸例外） 。第四節(jié)第24頁/共52頁第二十五頁，共52頁。不同氨基酸其不同氨基酸其R R基各不相同。基各不相同。R R基的結(jié)構(gòu)基的結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)決定了決定了2020種氨基酸的特種氨基酸的特殊性質(zhì)。殊性質(zhì)。第四節(jié)第25頁/共52頁第二十六頁，共52頁。一個氨基一個氨基(nj)(nj)酸的酸的氨基氨基(nj)(nj)與另一個氨基與另一個氨基(nj)(nj)酸的酸的羧基羧基脫水縮合，形成肽鍵并生成二肽化合物。脫水縮合，形成肽鍵并生成二肽化合物。第四節(jié)不同數(shù)目的不同數(shù)目的氨基酸以肽氨基酸以肽鍵順序相連鍵順序相連(xin (xin lin)lin)形成形成多肽，每條多肽，每條多肽鏈是形

6、多肽鏈是形成蛋白質(zhì)分成蛋白質(zhì)分子的亞單位子的亞單位。第26頁/共52頁第二十七頁，共52頁。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。能起決定性的作用。蛋白質(zhì)變性（構(gòu)象發(fā)生變化）使得其特定的功能立即蛋白質(zhì)變性（構(gòu)象發(fā)生變化）使得其特定的功能立即(lj)(lj)喪失。喪失。第四節(jié)第27頁/共52頁第二十八頁，共52頁。一級結(jié)構(gòu)(jigu)二級結(jié)構(gòu)(jigu)三級結(jié)構(gòu)(jigu)四級結(jié)構(gòu)(jigu) 第四節(jié)第28頁/共52頁第二十九頁，共52頁。粗分離粗分離機械勻漿、超聲或酶裂解等方法破碎細胞機械勻漿、超聲

7、或酶裂解等方法破碎細胞利用離心獲得可溶性的蛋白利用離心獲得可溶性的蛋白(dnbi)(dnbi)質(zhì)溶液質(zhì)溶液硫酸銨分級沉淀不同的蛋白硫酸銨分級沉淀不同的蛋白(dnbi) (dnbi) 進一步分離純化進一步分離純化離心、柱層析和電泳等技術(shù)離心、柱層析和電泳等技術(shù) 結(jié)構(gòu)測定結(jié)構(gòu)測定X X射線衍射和核磁共振技術(shù)射線衍射和核磁共振技術(shù) 第四節(jié)第29頁/共52頁第三十頁，共52頁。第五節(jié)第30頁/共52頁第三十一頁，共52頁。每一個核苷酸單體由每一個核苷酸單體由3 3部分部分(b (b fen)fen)組成：一個戊糖分子、一組成：一個戊糖分子、一個磷酸和一個含氮的堿基。個磷酸和一個含氮的堿基。脫氧核糖或核

8、糖上第一位碳原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成為脫氧核糖核苷酸或核糖核苷酸。苷酸。第五節(jié)第31頁/共52頁第三十二頁，共52頁。核苷酸的堿基分為兩類：一類是嘌呤核苷酸的堿基分為兩類：一類是嘌呤(piolng)(piolng)，是雙，是雙環(huán)分子；環(huán)分子； 一類是嘧啶，是單環(huán)分子。一類是嘧啶，是單環(huán)分子。嘌呤嘌呤(piolng)(piolng)包括腺嘌呤包括腺嘌呤(piolng)(A)(piolng)(A)和鳥嘌呤和鳥嘌呤

9、(piolng)(G)2(piolng)(G)2種。種。嘧啶有嘧啶有3 3種種: : 胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)(T) 胞嘧啶胞嘧啶(C)(C) 尿嘧啶尿嘧啶(U)(U)第五節(jié)第32頁/共52頁第三十三頁，共52頁。一個核苷酸單體戊糖一個核苷酸單體戊糖第五位碳的磷酸與另第五位碳的磷酸與另一個核苷酸單體戊糖一個核苷酸單體戊糖第三位碳相連第三位碳相連(xin (xin lin)lin)，形成，形成33，5-5-磷酸二酯磷酸二酯鍵，如此重復(fù)連接形鍵，如此重復(fù)連接形成核酸鏈的磷酸戊糖成核酸鏈的磷酸戊糖基本骨架，堿基則與基本骨架，堿基則與骨架上戊糖的第一位骨架上戊糖的第一位碳相連碳相連(xin lin)(x

10、in lin)。 第五節(jié)第33頁/共52頁第三十四頁，共52頁。DNADNA分子是由兩條脫氧核糖核苷酸長鏈互以堿基配對相分子是由兩條脫氧核糖核苷酸長鏈互以堿基配對相連而成的螺旋狀雙鏈分子；連而成的螺旋狀雙鏈分子； DNA DNA主要存在主要存在(cnzi)(cnzi)于細于細胞核內(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。息的攜帶者。雙螺旋結(jié)雙螺旋結(jié)構(gòu)理論是現(xiàn)代構(gòu)理論是現(xiàn)代分子生物學(xué)的分子生物學(xué)的理論基礎(chǔ)。理論基礎(chǔ)。 第五節(jié)第34頁/共52頁第三十五頁，共52頁。RNARNA分子是單鏈的，分子是單鏈的，RNARNA在細胞核內(nèi)產(chǎn)生在細胞

11、核內(nèi)產(chǎn)生(chnshng)(chnshng)，然后，然后進入細胞質(zhì)，進入細胞質(zhì)，在蛋白質(zhì)的合成中起重要作用。在蛋白質(zhì)的合成中起重要作用。第五節(jié)第35頁/共52頁第三十六頁，共52頁。細胞內(nèi)總細胞內(nèi)總DNADNA的提取的提取(tq)(tq)分分離程序離程序 第五節(jié)第36頁/共52頁第三十七頁，共52頁。第五節(jié)第37頁/共52頁第三十八頁，共52頁。n19511951年年 Watson 23 Watson 23歲歲n丹麥丹麥(dn mi)(dn mi)的哥本哈根的哥本哈根 n Wilkins Wilkins教授教授 n英國劍橋大學(xué)英國劍橋大學(xué)CavendishCavendish實驗室實驗室 第五節(jié)

12、第38頁/共52頁第三十九頁，共52頁。n DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)(jigu)發(fā)現(xiàn)的故事nCrickCrick， 31 31歲歲 n倫敦大學(xué)倫敦大學(xué)KingsKings實驗室實驗室n女科學(xué)家女科學(xué)家Franklin Franklin nWilkinsWilkins教授教授 Randall Randall教授教授 nDNADNA應(yīng)該是雙螺旋應(yīng)該是雙螺旋 nA A與與T T、 C C與與G G巧妙連接巧妙連接 n符合符合(fh)X(fh)X衍射數(shù)據(jù)衍射數(shù)據(jù) DNA DNA的復(fù)制的復(fù)制n19531953年年2 2月月2828日，日，Watson Watson 和和CrickCrick用金屬線制出了新的用金

13、屬線制出了新的DNADNA模型，他們?yōu)樽匀豢茖W(xué)樹立了一座閃閃發(fā)光的里程碑。模型，他們?yōu)樽匀豢茖W(xué)樹立了一座閃閃發(fā)光的里程碑。第五節(jié)第39頁/共52頁第四十頁，共52頁。Overall DNA sequence similarity between humans and chimpanzee is about 99%Only 1% difference between us!第40頁/共52頁第四十一頁，共52頁。第41頁/共52頁第四十二頁，共52頁。返回(fnhu)第四節(jié)第42頁/共52頁第四十三頁，共52頁。返回(fnhu)第四節(jié)第43頁/共52頁第四十四頁，共52頁。返回(fnhu)第四節(jié)

14、第44頁/共52頁第四十五頁，共52頁。蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)又稱為初級結(jié)構(gòu)，是指形成肽蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)又稱為初級結(jié)構(gòu)，是指形成肽鏈的氨基酸序列，包括肽鏈中氨基酸的數(shù)目鏈的氨基酸序列，包括肽鏈中氨基酸的數(shù)目(shm)(shm)、種類和順序等。、種類和順序等。蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的改變可使其二級結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的改變可使其二級結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)的功能發(fā)生變化。的功能發(fā)生變化。 蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)是由編碼它的基因確定的。蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)是由編碼它的基因確定的。 返回(fnhu)第四節(jié)第45頁/共52頁第四十六頁，共52頁。螺旋：肽鏈骨架圍繞中心軸向右盤繞呈螺旋狀，每一個肽鍵的羰基氧原子和C端方向(fngxi

15、ng)氨基酸的酰胺氫原子之間形成氫鍵，氫鍵的方向(fngxing)與中心軸幾乎平行。折疊：由58個氨基酸殘基形成伸展的折疊鏈片段，相鄰的折疊鏈片段平行排列，氫鍵的方向(fngxing)與折疊鏈的長軸幾乎垂直。超二級結(jié)構(gòu)或基元。返回(fnhu)第四節(jié)第46頁/共52頁第四十七頁，共52頁。 三級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上再盤繞或折疊形三級結(jié)構(gòu)是指多肽鏈在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上再盤繞或折疊形成的三維空間形態(tài)，一般情況下呈球形或纖維狀。成的三維空間形態(tài)，一般情況下呈球形或纖維狀。 一般球形蛋白一般球形蛋白(dnbi)(dnbi)的三級結(jié)構(gòu)可包括若干個的三級結(jié)構(gòu)可包括若干個a a螺旋和螺旋和折疊。折疊。 在三級結(jié)構(gòu)內(nèi)分立的、獨立折疊的單位稱為結(jié)構(gòu)域。結(jié)構(gòu)在三級結(jié)構(gòu)內(nèi)分立的、獨立折疊的單位稱為結(jié)構(gòu)域。結(jié)構(gòu)域通常由幾個在三級結(jié)構(gòu)中相鄰的基元組成，小的蛋白域通常由幾個在三級結(jié)構(gòu)中相鄰的基元組成，小的蛋白(dnbi)(dnbi)可能只有一個結(jié)構(gòu)域，大的蛋白可能只有一個結(jié)構(gòu)域，大的蛋白(dnbi)(dnbi)可包括可包括若干個結(jié)構(gòu)域。若干個結(jié)構(gòu)域。返回(fnhu)第四節(jié)第47頁/共52頁第四十八頁，共52頁。由亞基相互作用并結(jié)合由亞基相互作用并結(jié)合(jih)(jih)形成的整個蛋形成的整個蛋白質(zhì)特定的結(jié)構(gòu)白質(zhì)特定的