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

1、會(huì)計(jì)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(yè)，共52頁(yè)。n 與其他物質(zhì)與其他物質(zhì)一樣，細(xì)胞一樣，細(xì)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(yè)/共52頁(yè)第二頁(yè)，共52頁(yè)。第一節(jié)第2頁(yè)/共52頁(yè)第三頁(yè)，共52頁(yè)。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(yè)/共52頁(yè)第四頁(yè)，共52頁(yè)。第一節(jié)第4頁(yè)/共52頁(yè)第五頁(yè)，共52頁(yè)。第一節(jié)第5頁(yè)/共52頁(yè)第六頁(yè)，共52頁(yè)。第一節(jié)第6頁(yè)/共52頁(yè)第七頁(yè)，共52頁(yè)。第一節(jié)第

2、7頁(yè)/共52頁(yè)第八頁(yè)，共52頁(yè)。第一節(jié)第8頁(yè)/共52頁(yè)第九頁(yè)，共52頁(yè)。第一節(jié)第9頁(yè)/共52頁(yè)第十頁(yè)，共52頁(yè)。第一節(jié)第10頁(yè)/共52頁(yè)第十一頁(yè)，共52頁(yè)。第一節(jié)第11頁(yè)/共52頁(yè)第十二頁(yè)，共52頁(yè)。第一節(jié)第12頁(yè)/共52頁(yè)第十三頁(yè)，共52頁(yè)。第二節(jié)第13頁(yè)/共52頁(yè)第十四頁(yè)，共52頁(yè)。第二節(jié)第14頁(yè)/共52頁(yè)第十五頁(yè)，共52頁(yè)。第二節(jié)第15頁(yè)/共52頁(yè)第十六頁(yè)，共52頁(yè)。第二節(jié)第16頁(yè)/共52頁(yè)第十七頁(yè)，共52頁(yè)。第二節(jié)第17頁(yè)/共52頁(yè)第十八頁(yè)，共52頁(yè)。第二節(jié)第18頁(yè)/共52頁(yè)第十九頁(yè)，共52頁(yè)。第三節(jié)第19頁(yè)/共52頁(yè)第二十頁(yè)，共52頁(yè)。 由甘油和脂肪酸經(jīng)過(guò)由甘油和脂肪酸經(jīng)過(guò)(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(yè)/共52頁(yè)第二十一頁(yè)，共52頁(yè)。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(gè)羥處在于甘油的一個(gè)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(yè)/共52頁(yè)第二十二頁(yè)，共52頁(yè)。常見(jiàn)其他常見(jiàn)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(yè)/共5

4、2頁(yè)第二十三頁(yè)，共52頁(yè)。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(yè)/共52頁(yè)第二十四頁(yè)，共52頁(yè)。在氨基酸分子中，與功能基團(tuán)（一個(gè)羧基和一個(gè)氨基在氨基酸分子中，與功能基團(tuán)（一個(gè)羧基和一個(gè)氨基）以共價(jià)鍵相連接的中心碳原子稱為）以共價(jià)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(jià)鍵相連的還包括一個(gè)氫原子和一個(gè)以字碳原子共價(jià)鍵相連的還包括一個(gè)氫原子和一個(gè)以字母母R R表示的化學(xué)基團(tuán)，表示的化學(xué)基團(tuán)，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(tuán)的一個(gè)碳或一個(gè)碳以上的碳鏈（甘氨酸例外）團(tuán)的一個(gè)碳或一個(gè)碳以上的碳鏈（

5、甘氨酸例外） 。第四節(jié)第24頁(yè)/共52頁(yè)第二十五頁(yè)，共52頁(yè)。不同氨基酸其不同氨基酸其R R基各不相同?；鞑幌嗤?。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(yè)/共52頁(yè)第二十六頁(yè)，共52頁(yè)。一個(gè)氨基一個(gè)氨基(nj)(nj)酸的酸的氨基氨基(nj)(nj)與另一個(gè)氨基與另一個(gè)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?zhǔn)切?/p>

6、多肽鏈?zhǔn)切纬傻鞍踪|(zhì)分成蛋白質(zhì)分子的亞單位子的亞單位。第26頁(yè)/共52頁(yè)第二十七頁(yè)，共52頁(yè)。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(duì)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(duì)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(yè)/共52頁(yè)第二十八頁(yè)，共52頁(yè)。一級(jí)結(jié)構(gòu)(jigu)二級(jí)結(jié)構(gòu)(jigu)三級(jí)結(jié)構(gòu)(jigu)四級(jí)結(jié)構(gòu)(jigu) 第四節(jié)第28頁(yè)/共52頁(yè)第二十九頁(yè)，共52頁(yè)。粗分離粗分離機(jī)械勻漿、超聲或酶裂解等方法破碎細(xì)胞機(jī)械勻漿、超聲

7、或酶裂解等方法破碎細(xì)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(jí)沉淀不同的蛋白硫酸銨分級(jí)沉淀不同的蛋白(dnbi) (dnbi) 進(jìn)一步分離純化進(jìn)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(cè)定結(jié)構(gòu)測(cè)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(yè)/共52頁(yè)第三十頁(yè)，共52頁(yè)。第五節(jié)第30頁(yè)/共52頁(yè)第三十一頁(yè)，共52頁(yè)。每一個(gè)核苷酸單體由每一個(gè)核苷酸單體由3 3部分部分(b (b fen)fen)組成：一個(gè)戊糖分子、一組成：一個(gè)戊糖分子、一個(gè)磷酸和一個(gè)含氮的堿基。個(gè)磷酸和一個(gè)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(yè)/共52頁(yè)第三十二頁(yè)，共52頁(yè)。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(niǎo)嘌呤和鳥(niǎo)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(yè)/共52頁(yè)第三十三頁(yè)，共52頁(yè)。一個(gè)核苷酸單體戊糖一個(gè)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(gè)核苷酸單體戊糖一個(gè)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(yè)/共52頁(yè)第三十四頁(yè)，共52頁(yè)。DNADNA分子是由兩條脫氧核糖核苷酸長(zhǎng)鏈互以堿基配對(duì)相分子是由兩條脫氧核糖核苷酸長(zhǎng)鏈互以堿基配對(duì)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(xì)于細(xì)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(yè)/共52頁(yè)第三十五頁(yè)，共52頁(yè)。RNARNA分子是單鏈的，分子是單鏈的，RNARNA在細(xì)胞核內(nèi)產(chǎn)生在細(xì)胞

11、核內(nèi)產(chǎn)生(chnshng)(chnshng)，然后，然后進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，進(jìn)入細(xì)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(yè)/共52頁(yè)第三十六頁(yè)，共52頁(yè)。細(xì)胞內(nèi)總細(xì)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(yè)/共52頁(yè)第三十七頁(yè)，共52頁(yè)。第五節(jié)第37頁(yè)/共52頁(yè)第三十八頁(yè)，共52頁(yè)。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(guó)劍橋大學(xué)英國(guó)劍橋大學(xué)CavendishCavendish實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室 第五節(jié)

12、第38頁(yè)/共52頁(yè)第三十九頁(yè)，共52頁(yè)。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(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)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(shù)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(shù)立了一座閃閃發(fā)光的里程碑。第五節(jié)第39頁(yè)/共52頁(yè)第四十頁(yè)，共52頁(yè)。Overall DNA sequence similarity between humans and chimpanzee is about 99%Only 1% difference between us!第40頁(yè)/共52頁(yè)第四十一頁(yè)，共52頁(yè)。第41頁(yè)/共52頁(yè)第四十二頁(yè)，共52頁(yè)。返回(fnhu)第四節(jié)第42頁(yè)/共52頁(yè)第四十三頁(yè)，共52頁(yè)。返回(fnhu)第四節(jié)第43頁(yè)/共52頁(yè)第四十四頁(yè)，共52頁(yè)。返回(fnhu)第四節(jié)

14、第44頁(yè)/共52頁(yè)第四十五頁(yè)，共52頁(yè)。蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)又稱為初級(jí)結(jié)構(gòu)，是指形成肽蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)又稱為初級(jí)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(jí)結(jié)構(gòu)的改變可使其二級(jí)結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的改變可使其二級(jí)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(jí)結(jié)構(gòu)是由編碼它的基因確定的。蛋白質(zhì)的一級(jí)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(yè)/共52頁(yè)第四十六頁(yè)，共52頁(yè)。螺旋：肽鏈骨架圍繞中心軸向右盤繞呈螺旋狀，每一個(gè)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(gè)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(zhǎng)軸幾乎垂直。超二級(jí)結(jié)構(gòu)或基元。返回(fnhu)第四節(jié)第46頁(yè)/共52頁(yè)第四十七頁(yè)，共52頁(yè)。 三級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上再盤繞或折疊形三級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈在二級(jí)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(jí)結(jié)構(gòu)可包括若干個(gè)的三級(jí)結(jié)構(gòu)可包括若干個(gè)a a螺旋和螺旋和折疊。折疊。 在三級(jí)結(jié)構(gòu)內(nèi)分立的、獨(dú)立折疊的單位稱為結(jié)構(gòu)域。結(jié)構(gòu)在三級(jí)結(jié)構(gòu)內(nèi)分立的、獨(dú)立折疊的單位稱為結(jié)構(gòu)域。結(jié)構(gòu)域通常由幾個(gè)在三級(jí)結(jié)構(gòu)中相鄰的基元組成，小的蛋白域通常由幾個(gè)在三級(jí)結(jié)構(gòu)中相鄰的基元組成，小的蛋白(dnbi)(dnbi)可能只有一個(gè)結(jié)構(gòu)域，大的蛋白可能只有一個(gè)結(jié)構(gòu)域，大的蛋白(dnbi)(dnbi)可包括可包括若干個(gè)結(jié)構(gòu)域。若干個(gè)結(jié)構(gòu)域。返回(fnhu)第四節(jié)第47頁(yè)/共52頁(yè)第四十八頁(yè)，共52頁(yè)。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(gè)蛋形成的整個(gè)蛋白質(zhì)特定的結(jié)構(gòu)白質(zhì)特定的