1、主讲人：束靖主讲人：束靖第二章生命的化学组第二章生命的化学组成成生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 生命的化学组成生命的化学组成第三章第三章 生命的基本单位：细胞生命的基本单位：细胞第四章第四章 能量与代谢能量与代谢第五章第五章 遗传及其分子基础遗传及其分子基础第六章第六章 发育发育第七章第七章 进化进化第八章第八章 植物的结构与功能植物的结构与功能第九章第九章 动物的结构与功能动物的结构与功能第十章第十章 生物与环境：生态学基础生物与环境：生态学基础第十一章第十一章 传染与免疫：人体健康与重大疾病预防传染与免疫：人体健康与重大疾病预防第十二章第十二章
2、现代生物技术：生物技术与人类未来现代生物技术：生物技术与人类未来生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件一、原子和分子一、原子和分子生命的化学基础生命的化学基础 1生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件 太阳：由太阳：由6464种元素构成；月球：岩样中含种元素构成；月球：岩样中含6666种元种元素；地球：素；地球：存在存在9494种元素种元素。 100100万种无机化合物和有机化合物由万种无机化合物和有机化合物由9494种元素组种元素组成。成。 2020万种微生物、万种微生物、3030万种植物、万种植物、1001
3、00万种动物包括万种动物包括人类是由人类是由4 4种核苷酸和种核苷酸和2020种氨基酸组成，这些氨基酸种氨基酸组成，这些氨基酸也是由也是由元素元素组成的。组成的。（一）元素地球化学（一）元素地球化学 生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件 生物具有多样性，但生物体的化学生物具有多样性，但生物体的化学组成基本相似。组成基本相似。 组成生物体的主要元素包括组成生物体的主要元素包括O、C、H、N、Ca、P、S等，以上等，以上7种元种元素约占生物体的素约占生物体的99.35%，其中，其中C、H、O、N这这4种元素占种元素占96%。O是是人体含量最多的元素。人体含量最多的元素。 自然界中自然界中C、H
4、和和N三种元素的总三种元素的总和不到总元素的和不到总元素的1%。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件由于较重的元素已被压到行星熔融的核心之中，所以生命主要是由周期表中较轻的由于较重的元素已被压到行星熔融的核心之中，所以生命主要是由周期表中较轻的元素所组成的。元素所组成的。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件 二氧化碳稳定二氧化碳稳定 二氧化碳在水中溶解度大二氧化碳在水中溶解度大 碳原子形成碳原子形成-C-C-C-环和链的能力（环和链的能力（C-C键比键比Si-Si键键稳定稳定生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件l 必需元素：必需元素：生命过程的某一环节（一个或一组反应）需要该元素的
5、参生命过程的某一环节（一个或一组反应）需要该元素的参与，即该元素存在于所有健康组织中；生物体具有主动摄入并调节其与，即该元素存在于所有健康组织中；生物体具有主动摄入并调节其体内分布和水平的元素；是体内的生物活性化合物的有关元素；缺乏体内分布和水平的元素；是体内的生物活性化合物的有关元素；缺乏该元素时会引起生理生化变化，当补充后即能恢复该元素时会引起生理生化变化，当补充后即能恢复l 有益元素：有益元素：没有这些元素时，生命尚可维持，但不能认为是健康的，没有这些元素时，生命尚可维持，但不能认为是健康的，有钒有钒(V)、铬、铬(Cr3+)、镍、镍(Ni)、硒、硒(Se)、锡、锡(Sn)、硅、硅(Si
6、)、氟、氟 (F)、硼、硼 (B) l 沾染元素：沾染元素：浓度可变，作用未定，约浓度可变，作用未定，约2030种种l 污染元素：污染元素：铅铅(Pb)、镉、镉(Cd)、汞、汞(Hg)、铍、铍(Be)、砷、砷(As3+)、铬、铬(Cr6+) 生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件 按含量分按含量分常量元素：常量元素： 体内含量超过体内含量超过0.01%的生命必需元素，共有的生命必需元素，共有11种种 (氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、钠、氯、硫、镁氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、钠、氯、硫、镁)，占总量的占总量的99.95%（也有说（也有说99.9%）微量元素：微量元素：机体内其含量不及体重万分之一
7、的元素。约机体内其含量不及体重万分之一的元素。约占体重的占体重的0.05%左右，包括铁、铜、锌、铬、钴、锰、左右，包括铁、铜、锌、铬、钴、锰、镍、锡、硅、硒、钼、碘、氟、钒等，这些微量元素在镍、锡、硅、硒、钼、碘、氟、钒等，这些微量元素在体内含量虽然微乎其微，但却能起到重要的生理作用。体内含量虽然微乎其微，但却能起到重要的生理作用。 生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件H：构成水、构成有机化合物、参与能量转移：构成水、构成有机化合物、参与能量转移O：构成水、构成有机化合物、细胞呼吸所必需：构成水、构成有机化合物、细胞呼吸所必需C：构成各种生物大分子的基本骨架：构成各种生物大分子的基本骨架N
8、：构成蛋白质、核酸、叶绿素等：构成蛋白质、核酸、叶绿素等S：是大多数蛋白质的成分：是大多数蛋白质的成分P：构成核酸、磷脂、参与能量转移反应（：构成核酸、磷脂、参与能量转移反应（ATP）、骨骼的成份）、骨骼的成份Ca：是骨骼和牙齿的重要组分，在肌肉收缩、信号传导中有重要作用：是骨骼和牙齿的重要组分，在肌肉收缩、信号传导中有重要作用 Na、K、Cl、Mg保持生物体内水盐平衡。保持生物体内水盐平衡。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件生物效应生物效应浓度浓度 死亡区死亡区致死区致死区最佳区最佳区缺乏区缺乏区毒性区毒性区必需元素浓度与生物效应的关系必需元素浓度与生物效应的关系生命科学概论生命科学概
9、论教学课件教学课件 哪些元素对人体有益，哪些有害，取决于人的认识水平与实哪些元素对人体有益，哪些有害，取决于人的认识水平与实验。验。 实验方法是：动物实验。实验方法是：动物实验。以缺乏某一种元素的饲料喂养实验动物，观察实验动物是否出现特征的病症。在饲料中恢复添加这种元素，实验动物的特征病症应逐渐消失，恢复健康。应在分子水平或细胞水平找出该元素的作用机制，是某种酶的必要成分，或参加某个代谢过程或某项细胞活动。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件 构成金属酶的必需成分，有三分之一的酶含有金属离子。构成金属酶的必需成分，有三分之一的酶含有金属离子。 金属元素是蛋白的组成部分，如铁和球蛋白结合的血
10、红金属元素是蛋白的组成部分，如铁和球蛋白结合的血红蛋白等。蛋白等。 金属元素是激素或维生素的必需成分，如碘与甲状腺原金属元素是激素或维生素的必需成分，如碘与甲状腺原氨酸结合形成具有激素活性的甲状腺素。氨酸结合形成具有激素活性的甲状腺素。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件元素元素缺乏症缺乏症过量症过量症Ca佝偻病，膝外翻综合症，心血管病、冠心病佝偻病，膝外翻综合症，心血管病、冠心病白内障、胆结石、动脉粥样硬化白内障、胆结石、动脉粥样硬化Mg骨质松脆，心血管病、冠心病、心衰猝死骨质松脆，心血管病、冠心病、心衰猝死肠胃炎、不育症、麻木症肠胃炎、不育症、麻木症Fe贫血症贫血症青铜色糖尿病青铜色糖
11、尿病Cu贫血症，头发卷曲或褪色贫血症，头发卷曲或褪色黄疸黄疸Zn侏儒症、不育症、呆傻症、肠胃炎、皮炎侏儒症、不育症、呆傻症、肠胃炎、皮炎贫血症贫血症Cr糖尿病，动脉粥样硬化糖尿病，动脉粥样硬化肺癌（肺癌（Cr6+）V龋齿，血清胆固醇降低龋齿，血清胆固醇降低生长迟缓生长迟缓Mn女性内分泌紊乱，发育不良，软骨代谢障碍女性内分泌紊乱，发育不良，软骨代谢障碍化学性肺炎、肺水肿和肺硬化，帕金森氏症化学性肺炎、肺水肿和肺硬化，帕金森氏症Co心肌病，贫血症心肌病，贫血症红细胞增多红细胞增多Ni皮炎皮炎咽喉癌、直肠癌咽喉癌、直肠癌Mo肝癌、直肠癌肝癌、直肠癌生长迟缓生长迟缓Sn生长减弱生长减弱Se生长迟缓、白
12、肌病、克山病生长迟缓、白肌病、克山病脱发掉甲，中枢神经紊乱脱发掉甲，中枢神经紊乱Si骨骼发育不良，诱发动脉硬化骨骼发育不良，诱发动脉硬化肾结石、脑溢血、高血压肾结石、脑溢血、高血压I甲状腺肿，未老先衰，严重者呆傻甲状腺肿，未老先衰，严重者呆傻甲状腺肿大甲状腺肿大F龋齿，骨质松脆症、佝偻病龋齿，骨质松脆症、佝偻病斑釉齿、氟骨病斑釉齿、氟骨病As脾脏肿大，头发生长不良脾脏肿大，头发生长不良皮肤色素沉着、毛发脱落、血癌、多发神经炎皮肤色素沉着、毛发脱落、血癌、多发神经炎生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件 不同的生物体，其分子组成不同的生物体，其分子组成大体相同。大体相同。 生物体都是由蛋白质、
13、核酸、生物体都是由蛋白质、核酸、脂类、糖、无机盐和水组成。脂类、糖、无机盐和水组成。哪一种分子含量最高？哪一种分子含量最高？ 蛋白质、核酸、脂类和多糖蛋白质、核酸、脂类和多糖是组成生物体最重要的是组成生物体最重要的生物生物大分子大分子，水水是生物体内所占是生物体内所占比例最大的化学成分。比例最大的化学成分。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件 生命起源于水；生命起源于水； 物质的溶解、运输和利用需要水；物质的溶解、运输和利用需要水； 许多生化反应中水是底物或产物；许多生化反应中水是底物或产物； 关节的润滑；关节的润滑； 肺泡的生理功能；肺泡的生理功能； 毛细管作用毛细管作用植物根系吸收水分
14、。植物根系吸收水分。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件水的独特性质水的独特性质 水是唯一天然存在的无机液体；水是唯一天然存在的无机液体； 水是以三种形态：固体、液体、气体存在于自然界的唯一化合物；水是以三种形态：固体、液体、气体存在于自然界的唯一化合物； 水具有特别高的比热，能作为一种热缓冲剂，减少环境温度波动对生水具有特别高的比热，能作为一种热缓冲剂，减少环境温度波动对生物的影响；物的影响； 水具有很大的蒸发潜热，因此脊椎动物可以利用汗水的蒸发作为冷却水具有很大的蒸发潜热，因此脊椎动物可以利用汗水的蒸发作为冷却机制；机制； 液态水之间可以形成氢键液态水之间可以形成氢键, ,意味着它具有
15、很高的熔点、沸点、熔化热和意味着它具有很高的熔点、沸点、熔化热和表面张力；表面张力； 水具有偶极性，在自然界中，它是各种固体的一种非常好的溶剂。水具有偶极性，在自然界中，它是各种固体的一种非常好的溶剂。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件 定义：由一些含有相同或相近功能基团的单定义：由一些含有相同或相近功能基团的单个有机化合物（单体）聚合而成的个有机化合物（单体）聚合而成的多聚体多聚体。大分子大分子小分子组成小分子组成连接方式连接方式蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸肽键肽键核酸核酸核苷酸核苷酸磷酸酯键磷酸酯键多糖多糖单糖单糖糖苷键糖苷键脂类脂类脂肪酸、甘油等脂肪酸、甘油等酯键酯键生命科学概论生命科
16、学概论教学课件教学课件 脱水缩合反应脱水缩合反应是由生物单体分是由生物单体分子合成生物大分子多聚体的反子合成生物大分子多聚体的反应，反应往往涉及与功能基团应，反应往往涉及与功能基团相关的脱水反应。相关的脱水反应。 水解反应水解反应是使生物大分子多聚是使生物大分子多聚体分解为单体的分解反应。由体分解为单体的分解反应。由于往往需要有水分子参与，由于往往需要有水分子参与，由此被命名。此被命名。 水解反应是脱水缩合反应的逆水解反应是脱水缩合反应的逆反应。反应。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件淀粉淀粉糊精糊精麦芽糖麦芽糖葡萄糖葡萄糖蛋白质蛋白质多肽多肽寡肽寡肽氨基酸氨基酸脂类脂类脂肪酸甘油脂肪酸
17、甘油核酸核酸寡核苷酸寡核苷酸核苷酸核苷酸核苷磷酸核苷磷酸生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件小分子小分子 大分子大分子 复合大分子复合大分子单糖单糖多糖多糖 糖蛋白糖蛋白氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质 糖脂糖脂核苷酸核苷酸核酸核酸 脂蛋白脂蛋白脂类脂类生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件糖类是多羟醛或多羟酮及其缩合物和某些衍生物的总称糖类是多羟醛或多羟酮及其缩合物和某些衍生物的总称糖分子含糖分子含C C、H H、O O 三种元素，通常三者的比例三种元素，通常三者的比例 为为1:2:11:2:1，一般化学通，一般化学通式为式为(CH(CH2 2O)O)n
18、 n。 葡萄糖C6H12O6、蔗糖C12H22O11、脱氧核糖C5H10O4。糖类的主要功能：糖类的主要功能： 是生物代谢反应的重要中间代谢物； 可构成核酸和糖蛋白等重要生物成分； 是生命活动的主要能源； 是细胞重要的结构成分。糖类包括小分子的糖类包括小分子的单糖单糖、寡糖寡糖和由单糖构成的大分子的和由单糖构成的大分子的多糖多糖。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件 单糖的定义：多羟基醛或多羟基酮称为糖。 可按碳原子数量把单糖分成丙糖（三碳糖）、丁糖（四碳糖）、戊糖（五碳糖）、己糖（六碳糖）等。 重要的单糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖等。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件
19、分子中含有游离醛基或酮基的单糖和含有游离醛基的二糖都具有还原性！ 生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件 二糖由两个单糖分子脱水缩合形成，两个单糖分子通二糖由两个单糖分子脱水缩合形成，两个单糖分子通过过糖苷键糖苷键连接。连接。 重要的二糖包括蔗糖、麦芽糖、乳糖等。麦芽糖由两分子葡萄糖单体脱水缩合形成。蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖缩合形成。乳糖由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合而成。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件纤维二糖是纤维二糖是由两分子由两分子 型型葡萄糖脱水葡萄糖脱水形成的。形成的。D)D)生命科学
20、概论生命科学概论教学课件教学课件生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件几丁质 (chitin) ，地球上仅次于纤维素的有机资源。几丁质是2-乙酰基葡萄糖直链多聚体，又名甲壳素、甲壳质、壳蛋白、明角质，化学结构与天然纤维素相似，又被称为动物纤维。在外壳手术中几丁质可用来缝合伤口，伤口愈合后可自行分解。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件光能转变为化学能的储存方式主要是形成葡萄糖。糖类分子可为生物的各种生理生化反应提供能源。糖类分子可形成多糖，如纤维素，它们是植物的主要结构成分。糖类分子可为核酸，氨基酸，脂肪，维生素等生物大分子提供碳骨架。信号分子、免
21、疫调节。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件 脂类是脂肪酸和醇所形成的酯及其衍生物脂类是脂肪酸和醇所形成的酯及其衍生物脂类的组成：脂类的组成： 脂类不溶于水，可溶于非极性溶剂。 脂类是脂肪、磷脂、类固醇等类化合物的总称，各种脂类分子的结构可以差异很大。 脂类分子也含C、H、O 三种元素，但H: O远大于2，脂肪氧化时产生的能量大约是糖氧化时的二倍。脂类的功能：脂类的功能： 脂类是生物膜的主要成分； 生物表面的保护层； 保持体温； 生物活性物质。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件中性脂肪中性脂肪(动物动物-fat)和油和油(植物植物-oil)本质
22、上，是由甘油醇和脂肪酸结合成的酯。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件 饱和脂肪酸饱和脂肪酸: :牛乳脂、动物脂、可可脂、椰子油、棕榈油、牛油、花生油、菜籽油。饱和脂肪酸易导致肥胖，属于加以限制的脂肪酸类。 单不饱和脂肪酸单不饱和脂肪酸以油酸为主的-9系列(含油酸最多的油类是橄榄油，由于其在结构上只有一个单键，结构不稳定，因此易转化成饱和脂肪酸。) 多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸以亚油酸、-亚麻酸、花生四烯酸为主的-6系列以-亚麻酸、EPA、DHA 为主的-3系列生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件-3 Vs -6 欧米伽3(Omega3 -3)脂肪酸中的第一个不饱和双键处于碳链中第3和
23、第4个碳原子之间，所以叫欧米伽3；而欧米伽6(Omega6 -6)脂肪酸中的第一个不饱和双键处于碳链中第6和第7个碳原子之间，故称欧米伽6。在欧米伽6族及欧米伽3族的脂肪酸中，有些种类对于健康的影响很大，所以要把它们单独提出来讲。在欧米伽6脂肪酸中最为主要的是亚油酸，或称LA；而在欧米伽3脂肪酸中最为主要的是亚麻酸，或称LNA（注意，两者只有一字之差）。现代食物结构中含有过多的亚油酸，而极端缺乏亚麻酸。所以为了身体的健康，我们必须少吃亚油酸，多吃亚麻酸。 生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件1、饱和脂肪酸 饱和脂肪酸：饱和脂肪酸主要特点为分子中的碳链没有双键，也就是说全部饱和了。 16个碳
24、的软脂酸和18个碳的硬脂酸广泛分布于动物脂肪中。 饱和脂肪酸能促进人体对胆固醇的吸收，使血中胆固醇含量升高，二者易结合并沉积于血管壁，是血管硬化的主要原因。 动物脂肪中含有较多的饱和脂肪酸，不宜多吃。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件多不饱和脂肪酸（多不饱和脂肪酸（PUSA）按照从甲基端开始第）按照从甲基端开始第1个双键的位置不个双键的位置不同，可分为同，可分为-3和和-6多不饱和脂肪酸。其中多不饱和脂肪酸。其中-3同维生素、矿物质同维生素、矿物质一样是人体的必需品，不足容易导致心脏和大脑等重要器官障碍。一样是人体的必需品，不足容易导致心脏和大脑等重要器官障碍。 60年代末，两位丹麦的医
25、学家发现身居北极的格陵兰岛的爱斯基摩人几乎不患心脑血管疾病，而欧洲和美国人的发病率最高。“生鱼和海豹肉”，富含防治心脑血管疾病的最有效的物质：鱼肉脂肪中的多不饱和脂肪酸廿二碳六烯酸(DHA)、廿碳五烯酸(EPA)等。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件定义： 人体不能合成，必须靠食物提供的多不饱和脂肪酸，包括n-6系亚油酸和n-3系-亚麻酸两种； 可在体内分别合成的n-6系花生四烯酸（ARA），n-3系二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸(DHA)。 2000年中国营养学年中国营养学膳食营养素参考摄入量膳食营养素参考摄入量建议，建议，n-6系与系与n-3系脂肪酸的系脂肪酸的比值为比值为4
26、-6 : 1。必需脂肪酸缺乏将影响人体免疫功能、生长发育、皮肤健康以及人类早期生命发育过程中脑及视网膜的发育等功能。不同来源的膳食脂肪有不同的脂肪酸构成。一般而言，来源于动物食物的脂肪酸以饱和为主，来源于植物食物的脂肪酸以单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸为主。不同的脂肪酸在体内有不同的代谢途径，并因此产生不同的营养学作用，.目前认为，比较肯定的必需脂肪酸只是亚油酸。人体能够将亚油酸转化成花生四烯酸，所以花生四烯酸只能称为部分必需脂肪酸。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件必需脂肪酸及其衍生物是磷脂的重要成分，与细胞膜（包括脑细胞膜）的结构和功能密切相关；必需脂肪酸的衍生物二十碳烷酸是前列腺素
27、、白三烯以及血栓素的前提，三者分别参与体内免疫调节、炎性反应及血栓的形成和溶解；必需脂肪酸及其衍生物与胆固醇形成相应的胆固醇酯被转运和代谢，防治胆固醇在血管壁沉积，减少动脉粥样硬化的发生。-亚麻酸的衍生物EPA具有抗炎、抗血栓形成、降血脂、舒张血管的特性，而 -亚麻酸另一衍生物DHA（俗称“脑黄金”）是人体脑细胞和视网膜细胞的结构和功能成分，对脑和视网膜发育及功能有重要作用。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件不饱和脂肪酸根据碳链上氢原子的位置，又可以分成两种： 如果氢原子都位于同一侧，叫做“反式脂肪酸”，链的形状曲折，看起来象U型； 如果氢原子位于两侧，叫做“顺式脂肪酸”(trans-f
28、attyacids)，看起来象线形。 顺式脂肪酸 反式脂肪酸结构式生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件 反式脂肪酸的性质类似于饱和脂肪酸，大多数是由植物加氢制成。 广泛用于快餐业，食品加工业。 氢化植物油、人造脂肪中含有大量反式脂肪酸。 反式脂肪酸的大量摄入会增加不良胆固醇含量，诱发心血管疾病。 美国在2006年已经开始限制使用含反式脂肪酸的烹调油和起酥油。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件4 4、磷脂、磷脂 又称磷酸甘油脂，与脂肪不同之处在于甘油的一个羟基不是与脂肪酸结合成酯，而是与磷酸及其衍生物 (如磷酸胆碱) 结合。 在该例子中，所结合的是磷酸胆碱，形成卵磷脂。生命科学概论生命
29、科学概论教学课件教学课件 卵磷脂是生物膜脂质双层的主要成分，磷酸胆碱一端为极性的头，两个脂肪酸一端为非极性的尾，其中一个脂肪酸通常含不饱和双键，因此总有点弯折。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件 萜类化合物是异戊二烯的缩合物，碳原子数目为5的倍数。 萜类化合物中有许多具有重要的生理功能：视黄醛存在于视觉细胞中；叶绿素参与光合作用；-胡萝卜素是维生素A的重要来源。 固醇类是萜类化合物中很大的一类，有四个环的母核，母核上连上不同的取代基，就构成不同的化合物，如甾体激素、性激素。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件 细胞膜的组成成分。 作为高能量的储
30、存分子。 作为某些激素分子的前体。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件 植物的生活方式是静止的，可由光合作用直接提供能源，因而以容易降解的淀粉作为能量的储存分子。 动物以运动作为主要生活方式，需要消耗更多的能量。同时为了减少运动时体重的负担，需选择重量轻而比热高的有机分子储存能量，脂肪分子具有这些特点。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件 蛋白质是由多个氨基酸单体组成的生物大分子多聚体 蛋白质的主要种类和功能：结构蛋白伸缩蛋白贮存蛋白免疫蛋白运输蛋白激素蛋白信号蛋白酶生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件蛋白质的元素组成和含量测定蛋白质的元素组
31、成和含量测定 元素组成：碳50%氢7%氧23%氮16%硫0-3% 蛋白质的平均含氮量为16%，这是蛋白质元素组成的特点。 样品中的蛋白含量分析：凯氏定氮法测定氮元素的含量，蛋白质含量 = 氮含量6.25。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件 组成蛋白质的常见氨基酸有20种，通式如右图。 R不同，组成的氨基酸就不同。（一）氨基酸（蛋白质的单体）（一）氨基酸（蛋白质的单体）生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件氨基酸结构的共同特点在于，在与羧基相连的碳原子（-碳原子）上都有一个氨基，另一个R基。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件 不同氨基酸其R基
32、各不相同，R基的结构决定了20种氨基酸的特殊性质。 根据R基团的化学结构和在pH7时的带电状况，可分为脂肪族氨基酸、不带电荷的极性氨基酸、芳香族氨基酸、带正电荷的极性氨基酸和带负电荷的极性氨基酸； 根据R基团对水分子的亲和性，可分为亲水氨基酸和疏水氨基酸； 根据对动物的营养价值，可分为必需氨基酸和非必需氨基酸。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件 缩合反应、手性（Gly除外） 两性解离 具有等电点 氨基酸上氨基和羧基参与的化学反应，包括与亚硝酸的反应、与甲醛的反应、Sanger反应、与异硫氰酸苯酯的反应和与茚三酮的反应等。生命科学概论生命科学概论教学
33、课件教学课件 20种氨基酸中有8种不能由人体合成，必须从外界摄取，称为必需氨基酸。 8种必需氨基酸为：缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、色氨酸、赖氨酸。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件定义：营养上对正常人是非必需氨基酸，在应激状态下，生物体定义：营养上对正常人是非必需氨基酸，在应激状态下，生物体对某种氨基酸的需要量超过它在体内的合成量，即对病人在生理对某种氨基酸的需要量超过它在体内的合成量，即对病人在生理上不可缺少，这种氨基酸称为上不可缺少，这种氨基酸称为“条件必需氨基酸条件必需氨基酸”。谷氨酰胺（Gln）是唯一的条件必需氨基酸。饥饿、创伤、酸中毒、脓毒症以及过量运动
34、等应激状态下，人体对Gln的需求量远远超过体内合成Gln的能力，因而Gln是一种“条件必需氨基酸”。L-谷氨酰胺是哺乳动物血浆中含量最丰富的一种游离氨基酸，是氨的供体。在许多细胞中L-谷氨酰胺的浓度相对较高，是细胞内氨的清除剂生物合成许多重要物质如核酸、氨基糖和氨基酸的供体。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件 一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基脱水缩合，形成肽键并生成二肽化合物。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件氨基酸中的羧基和另一氨基酸的羧基发生脱水缩合反应，生成的化学键叫做肽键。不同数目的氨基酸以肽键顺序相连形成多肽，多肽形成蛋白质分子的亚单位。生命科学概论生命科学概论教学课
35、件教学课件 一条肽链的两端有不同结构和性质：一条肽链的两端有不同结构和性质：一端的氨基酸残基带有游离氨基，称氨基 (N) 端；另一端的氨基酸残基带有游离羧基，称羧基 (C) 端。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件蛋白质的一级结构是指氨基酸的排列顺序。蛋白质二级结构是部分肽链发生卷曲和折叠，这种卷曲和折叠是靠肽链中的羰基和氨基间的氢键维持的。二级结构包括： -螺旋； -折叠； 转折。蛋白质的三级结构是指多肽链在二级结构的基础上再盘绕或折叠形成的三维空间形态。蛋白质的四级结构是指有的蛋白质含有两个或更多的肽链，每一个肽链都是蛋白质的一个亚单位（又称亚基），亚基相互作用并结合形成蛋白质的特定结
36、构。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件 蛋白质的特定构象即蛋白质的三维空间结构和形态对于蛋白质的功能起决定性的作用。 蛋白质变性（构象发生变化）使得其特定的功能便立即丧失。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件核酸贮存遗传信息，控制蛋白质的合成。核酸包括脱氧核糖核酸 (DNA) 和核糖核酸 (RNA) ，都是由许多顺序排列的核苷酸组成的大分子。贮存遗
37、传信息的特殊DNA片段称为基因，它编码蛋白质的氨基酸序列，从而决定蛋白质的功能。通过蛋白质的作用，DNA实际上控制着细胞和生物体的生命过程。DNA控制蛋白质的合成是通过RNA来实现的，即遗传信息由DNA转录到RNA，后者决定蛋白质的氨基酸序列。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件 核酸的单体是核苷酸。 每一个核苷酸含有一个戊糖（核糖或脱氧核糖）分子、一个磷酸分子和一个含氮的有机碱（碱基）。 戊糖与碱基间形成糖苷键。 戊糖与磷酸间形成磷酸酯键。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件核苷酸的有机碱分为两类：嘌呤和嘧啶。 嘌呤包括腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G)两种； 嘧啶有胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(
38、C)和尿嘧啶(U)三种。DNA的碱基是A、T、G、C，RNA的碱基是A、U、G、C。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件DNA水解液中： 脱氧腺苷酸（dAMP） 脱氧鸟苷酸（dGMP） 脱氧胞苷酸（dCMP） 脱氧胸腺苷酸（dTMP）RNARNA水解液中：水解液中： 腺苷酸（AMP） 鸟苷酸（GMP） 胞苷酸（CMP） 尿苷酸（UMP）生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件有重要生理功能的核苷酸cAMP, cGMP参与细胞信号传递；ATP参与能量代谢。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件核苷酸的连接核苷酸的连接多个核糖核苷酸以磷酸顺序相连成长链的多核苷酸分子，即成为核酸的基本结构。生
39、命科学概论生命科学概论教学课件教学课件核苷酸通过核苷酸通过磷酸二酯键磷酸二酯键联成核酸，核联成核酸，核酸链有方向性。酸链有方向性。 一端的核苷酸中核糖的5-C没有进入磷酸二酯键，称 5末端，或称磷酸末端； 另一端的核苷酸中核糖3-C没有进入磷酸二酯键，称 3 末端，或称羟基末端。55末末端端33末端末端生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件DNA分子是由两条脱氧核糖核酸长链互以碱基配对相连而成的螺旋状双链分子；DNA主要存在于细胞核内的染色质中，线粒体和叶绿体中也有，是遗传信息的携带者。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件DNADNA由两条具有极性的互补单链组成；由两条具有极性的互补单链
40、组成；两条单链彼此互旋成螺旋结构，双螺旋两条单链彼此互旋成螺旋结构，双螺旋中大小沟交替排列；中大小沟交替排列；碱基配对原则：碱基配对原则：A-TA-T、C-GC-G；A-TA-T配对形成配对形成2 2对氢键；对氢键；C-GC-G配对形成配对形成3 3对氢键；对氢键；两条互补单链走向相反；两条互补单链走向相反；配对碱基位于双螺旋配对碱基位于双螺旋DNADNA的内部；的内部；碱基平面与碱基平面与DNADNA双螺旋的纵轴垂直，产生双螺旋的纵轴垂直，产生碱基堆力；碱基堆力；脱氧核糖与磷酸连接排列在外侧构成基脱氧核糖与磷酸连接排列在外侧构成基本骨架。本骨架。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件生物体
41、内几乎所有的RNA分子均为单链；RNA分子中对应于DNA中胸腺嘧啶(T)的碱基由尿嘧啶(U)取代；RNA分子也可局部形成双链RNA，既可分子间配对，也可分子内配对，配对原则与DNA碱基配对类似，只是DNA中的A-T配对在RNA中为A-U配对，RNA分子内配对可形成茎环结构；RNA分子易于断裂, 长度有限。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件tRNA：转运RNA，transfer RNA，携带氨基酸；rRNA：核糖体RNA，ribosomal RNA，核糖体骨架；mRNA：信使RNA，messenger RNA，基因的转录产物，编码蛋白质。生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件生命科学概论生命科学概论教学课件教学课件DNADNA的功能：的功能： DNA是遗传信息载体，遗传信息记录在DNA分子的碱基序列中，通过DNA分子复制，准确地由上代遗传到下代。RNARNA的功能：的功能： DNA控制蛋白质的合成是通过RNA来实现的，即遗传信息由DNA转录到mRNA，后者决定蛋白质的氨基酸序列，tRNA和rRNA分别转运氨基酸单体和催化肽键的合成。
