生命的化學(xué)基礎(chǔ)ppt課件

1、/department/course/biology/index.html普通生物學(xué)課程網(wǎng)站不同類(lèi)型的細(xì)胞構(gòu)造和功能不同，但化學(xué)組成根本類(lèi)似生命的物質(zhì)根底一、元素組成無(wú)機(jī)界的 C、H 、O 、N 、P 、S二、分子組成1、水和無(wú)機(jī)鹽2、糖類(lèi)3、脂類(lèi)4、蛋白質(zhì)5、核酸 生命方式多樣，但根本元素構(gòu)成是根本一致的生命方式多樣，但根本元素構(gòu)成是根本一致的% OCHNPS 其他其他人人 65181081.00.252.75桿菌桿菌 69151181.21.005.00根本元素：根本元素：C，H，O，N，S，P，K，Ca 等占人等占人體體99.35%。其它元素：其它元素：Na，F(xiàn)

2、e，Mg，Mn，Zn，Cu， Cl，I等數(shù)量少，但作用大。如很多金屬元素是酶的輔助等數(shù)量少，但作用大。如很多金屬元素是酶的輔助因子。因子。偶爾存在的元素：偶爾存在的元素：V、Mo、Li、F、Br、Si、As、Sn、等、等Fe Fe 氧的運(yùn)送和酶的活性有關(guān)，短少時(shí)，引起缺鐵性貧血。氧的運(yùn)送和酶的活性有關(guān)，短少時(shí)，引起缺鐵性貧血。Cu Cu 發(fā)生冠心病的主要緣由，與酶的活性有關(guān)。發(fā)生冠心病的主要緣由，與酶的活性有關(guān)。Zn Zn 在青少年的發(fā)育生長(zhǎng)，癌癥等的發(fā)病和防治起有作用。在青少年的發(fā)育生長(zhǎng)，癌癥等的發(fā)病和防治起有作用。Mo Mo 鉬與酶的活性、食道癌的發(fā)病率和防治有關(guān)。鉬與酶的活性、食道癌的發(fā)

3、病率和防治有關(guān)。I I 缺碘產(chǎn)生地方性甲狀腺腫，幼兒發(fā)生呆小癥，缺碘產(chǎn)生地方性甲狀腺腫，幼兒發(fā)生呆小癥，Mn Mn 錳與酶的活性有關(guān)。錳與酶的活性有關(guān)。Co Co 鈷與酶的活性有關(guān)。青春期少女鈷與酶的活性有關(guān)。青春期少女0.015mg/0.015mg/每日。每日。V V 釩軟體動(dòng)物富有釩；魚(yú)體含量較低。釩軟體動(dòng)物富有釩；魚(yú)體含量較低。F F 氟與牙齒安康有關(guān)，缺氟產(chǎn)生齲齒；過(guò)多那么斑氟與牙齒安康有關(guān)，缺氟產(chǎn)生齲齒；過(guò)多那么斑齒和氟中毒。齒和氟中毒。Ni Ni 鎳植物中鎳植物中151555ppm,55ppm,人為人為0.1ppm0.1ppm；急性白血；急性白血病病.25g/ml.25g/mlSn

4、 Sn 錫影響骨鈣化速度；錫影響骨鈣化速度；Si Si 硅矽肺，硅矽肺，SiSi浸潤(rùn)細(xì)胞。浸潤(rùn)細(xì)胞。Se Se 硒缺硒產(chǎn)生克山病，與肝功能，冠心病發(fā)病和防硒缺硒產(chǎn)生克山病，與肝功能，冠心病發(fā)病和防 治有關(guān)治有關(guān). .Cu2+、Co2+、Mo2+ 己糖丙糖戊糖丁糖 甘油醛甘油醛 核糖核糖 脫氧核糖脫氧核糖 半縮醛羥基半縮醛羥基葡萄糖葡萄糖 果糖果糖 半乳糖半乳糖-麥芽糖麥芽糖、蔗糖、乳糖麥芽糖、蔗糖、乳糖-D-葡萄糖殘基-D-果糖殘基 -D-半乳糖殘基D-葡萄糖殘基 由很多單糖分子縮合脫水而成的分支或不分支的長(zhǎng)鏈分子，如淀粉、糖原、纖維素+2蠟wax由長(zhǎng)鏈脂肪酸和長(zhǎng)鏈一元醇脫水而成，皮膚外表，毛

5、、羽、植物葉及果實(shí)外表以及昆蟲(chóng)體表3磷脂phospholipids磷酸甘油脂，甘油的一個(gè)-羥基和磷酸結(jié)合成酯存在與細(xì)胞的膜系統(tǒng)中，在腦、肺、腎、心、骨髓、卵及大豆細(xì)胞中含量豐富。卵磷脂、腦磷脂、絲氨酸磷脂等。4其他脂類(lèi)類(lèi)固醇 特殊芳香族構(gòu)造，理化性質(zhì)與脂肪相近萜類(lèi) 構(gòu)造與類(lèi)固醇類(lèi)似。如植物細(xì)胞中的胡蘿卜素維生素E 維生素K 結(jié)合脂類(lèi)4、蛋白質(zhì) 遺傳信息的表達(dá)者氨基酸 遺傳信息載體蛋白質(zhì)的構(gòu)造- 多層次蛋白質(zhì)構(gòu)造與功能的關(guān)系變化多端生物分子信息 細(xì)胞細(xì)胞分子分子存貯、復(fù)制和傳送存貯、復(fù)制和傳送遺傳信息的系統(tǒng)遺傳信息的系統(tǒng)生物信息的載體生物信息的載體DNA經(jīng)過(guò)自我復(fù)制，在生物體的繁衍過(guò)經(jīng)過(guò)自我復(fù)制

6、，在生物體的繁衍過(guò)程中傳送遺傳信息程中傳送遺傳信息 基因經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯，使遺傳信息在生物基因經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯，使遺傳信息在生物個(gè)體中得以表達(dá)，并使后代表現(xiàn)出與親代個(gè)體中得以表達(dá)，并使后代表現(xiàn)出與親代類(lèi)似的生物性狀。類(lèi)似的生物性狀。 基因控制著蛋白質(zhì)的合成基因控制著蛋白質(zhì)的合成 DNARNA蛋白蛋白質(zhì)質(zhì)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯蛋白質(zhì)的功能酶的催化作用 運(yùn)載和儲(chǔ)存 協(xié)調(diào)動(dòng)作 機(jī)械支持 免疫維護(hù) 產(chǎn)生和傳送神經(jīng)激動(dòng) 生長(zhǎng)和分化的控制 蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子氨基酸氨基酸的通式氨基酸的分類(lèi)氨基酸的通式組成蛋白質(zhì)的常見(jiàn)氨基酸有二十種 ，通式如下：R不同，組成的 氨基酸就不同氨基酸名稱(chēng)氨基酸名稱(chēng)英文縮寫(xiě)英文縮寫(xiě)簡(jiǎn)簡(jiǎn) 寫(xiě)寫(xiě)氨

7、基酸名稱(chēng)氨基酸名稱(chēng)英文縮寫(xiě)英文縮寫(xiě)簡(jiǎn)簡(jiǎn) 寫(xiě)寫(xiě)甘氨酸GlyG絲氨酸SerS丙氨酸AlaA蘇氨酸ThrT纈氨酸ValV天冬酰胺AsnN異亮氨酸IleI谷酰胺GlnQ亮氨酸LeuL酪氨酸TyrY苯丙氨酸PheF組氨酸HisH脯氨酸ProP天冬氨酸AspD甲硫氨酸MetM谷氨酸GluE色氨酸TrpW賴(lài)氨酸LysK半胱氨酸CysC精氨酸ArgR 20種規(guī)范氨基酸的英文簡(jiǎn)寫(xiě)氨基酸的分類(lèi) 對(duì)于20種規(guī)范的氨基酸，按照側(cè)鏈化學(xué)性質(zhì)的不同，可以分為以下三組：疏水性的氨基酸Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Pro、Trp和Met帶電氨基酸Arg、His、Lys+和Asp、Glu-極性氨基酸Ser、T

8、hr、Cys、Asn、Gln、Tyr甘氨酸Gly的側(cè)鏈只需一個(gè)氫原子，是最簡(jiǎn)單的氨基酸，具有獨(dú)特的性質(zhì)，可以單作為第四類(lèi)，也可以歸于第一類(lèi)。含有芳香性側(cè)鏈Phe、Tyr、Trp、His側(cè)鏈為醇或酚的氨基酸有 Ser、Thr、Tyr可以構(gòu)成氫鍵Arg、Lys、Asp、Glu、Ser、Thr、Asn、Gln、His、Tyr肽鍵、肽和多肽不同數(shù)目的氨基酸以肽鍵順序相連，構(gòu)成鏈狀分子，即是肽或多肽，通常分子量在1500以下的為肽，在1500以上的為多肽，-NH2端為N末端寫(xiě)在左，另一端為C末端，寫(xiě)在右。蛋白質(zhì)的構(gòu)造層次1、一級(jí)構(gòu)造2、二級(jí)構(gòu)造3、三級(jí)構(gòu)造4、四級(jí)構(gòu)造 蛋白質(zhì)一級(jí)構(gòu)造肽鍵肽鏈氨基酸陳列順

9、序等二級(jí)構(gòu)造肽鏈的主鏈在空間的走向-螺旋-折疊-螺旋平行 -折疊反平行 -折疊 -折疊蛋白質(zhì)的超二級(jí)構(gòu)造i環(huán)花樣ii發(fā)夾花樣環(huán)花樣 iii希臘圖案花樣由四條反平行片組成iv花樣 -環(huán)- -環(huán)- 三級(jí)構(gòu)造親水基位于球體外表,疏水基位于球體內(nèi)部球狀蛋白溶于水球蛋白近似球形，外表富含親水基團(tuán)，溶于水如：酶、多種蛋白質(zhì)激素和各種抗體細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)纖維蛋白蛋白質(zhì)分子圍繞一個(gè)縱向軸纏繞成螺旋狀 如：指甲、毛發(fā)、真皮、韌帶等 三級(jí)構(gòu)造tertiary structure在二級(jí)構(gòu)造根底上的肽鏈再折疊構(gòu)成的構(gòu)象胰島素的三維構(gòu)造四級(jí)構(gòu)造多亞基構(gòu)成的寡聚蛋白構(gòu)造均一寡聚蛋白 由一樣亞基構(gòu)成非均一寡聚蛋白由

10、不同亞基構(gòu)成四級(jí)構(gòu)造quanternary structure 組成蛋白質(zhì)的多條肽鏈在天然構(gòu)象空間上的陳列方式，多以弱鍵相互銜接：疏水力、氫鍵、鹽鍵；每條肽鏈本身具有一定的三級(jí)構(gòu)造，就是蛋白質(zhì)分子的亞基。蛋白質(zhì)的各級(jí)構(gòu)造氨基酸一級(jí)構(gòu)造二級(jí)構(gòu)造三級(jí)構(gòu)造四級(jí)構(gòu)造血紅蛋白蛋白變性可逆變性不可逆變性尿素天然核糖核酸酶硫醇松散核糖核酸酶變性核糖核酸酶天然核糖核酸酶除去硫醇除去尿素除去硫醇除去尿素脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸DNADNA主要存在于細(xì)胞核的染色質(zhì)內(nèi)，主要存在于細(xì)胞核的染色質(zhì)內(nèi)，2%2%在線粒體。在線粒體。遺傳的物質(zhì)根底遺傳的物質(zhì)根底核糖核酸核糖核酸RNARNA 主要存在細(xì)胞質(zhì)，主要存在細(xì)胞質(zhì)，1

11、0%10%在核仁在核仁 參與生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的生物合成參與生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的生物合成根據(jù)根據(jù)RNARNA的功能，可以分為的功能，可以分為mRNAmRNA、tRNAtRNA和和rRNArRNA三種。三種。第一節(jié)第一節(jié) 核酸的化學(xué)組成與構(gòu)造核酸的化學(xué)組成與構(gòu)造一、核酸的化學(xué)組成一、核酸的化學(xué)組成核苷酸由核糖、磷酸和含氮堿三部分構(gòu)成核苷酸由核糖、磷酸和含氮堿三部分構(gòu)成堿堿 基基 戊糖戊糖磷酸磷酸 嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶RNAG , AC , UR H3PO4DNAG ,A C ,TdR一堿基一堿基1 1、嘧啶堿、嘧啶堿2 2、嘌呤堿、嘌呤堿3 3、稀有堿基、稀有堿基二戊糖二戊糖三核苷三核苷胞嘧啶核苷尿嘧啶核苷

12、鳥(niǎo)嘌呤核苷腺嘌呤核苷NNOHHONNNH2HONNOHH2NNNNNNNNH2OHHOHHOHHHOCH2HOCH2OHHOHHOHHOHHOHHOHHHOCH2OHHOHHOHHHOCH2四核苷酸四核苷酸五多磷酸核苷酸和環(huán)化核苷酸五多磷酸核苷酸和環(huán)化核苷酸二、二、DNADNA分子的構(gòu)造分子的構(gòu)造一一DNADNA分子的大小分子的大小 天然存在的天然存在的DNA分子最顯著的特點(diǎn)是很長(zhǎng)，分子質(zhì)量很分子最顯著的特點(diǎn)是很長(zhǎng)，分子質(zhì)量很大，普通在大，普通在1061010。例如例如 大腸桿菌染色體由大腸桿菌染色體由400萬(wàn)堿基對(duì)萬(wàn)堿基對(duì)(basepair，bp)組成的雙組成的雙螺旋螺旋DNA單分子。其長(zhǎng)度

13、為單分子。其長(zhǎng)度為14X106nm，相當(dāng)于，相當(dāng)于1.4mm，而，而直徑為直徑為20nm，相當(dāng)原子的大小，相當(dāng)原子的大小黑腹果蠅最大染色體由黑腹果蠅最大染色體由6，2X107bp組成，長(zhǎng)組成，長(zhǎng)2.1cm多瘤病毒的多瘤病毒的DNA由由5100bp組成組成 ，長(zhǎng)，長(zhǎng)17nm(17000nm)DNA來(lái)源 AGCT人胸腺30.919.919.829.4人肝30.319.519.930.3牛胸腺28.221.521.229.4牛精子28.7酵母31.318.717.132.9二二DNADNA的堿基組成的堿基組成Erwin ChargafErwin Chargaf測(cè)定測(cè)定1 1有

14、種的特異性有種的特異性2 2沒(méi)有器官和組織的特異沒(méi)有器官和組織的特異性性3 3各種各種DNADNA分子中，分子中， A=T, C=G, A+G=C+TA=T, C=G, A+G=C+T4) 4) 年齡、營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境的改年齡、營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境的改動(dòng)不影響動(dòng)不影響DNADNA的堿基組成的堿基組成分子較大分子較大dCMP dGMP dAMP dTMPdCMP dGMP dAMP dTMP磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵線型大分子，無(wú)分支線型大分子，無(wú)分支一級(jí)構(gòu)造的表示方法一級(jí)構(gòu)造的表示方法化學(xué)式化學(xué)式線條式線條式文字式文字式四四DNADNA的二級(jí)構(gòu)造的二級(jí)構(gòu)造 -雙螺旋構(gòu)造模型雙螺旋構(gòu)造模型DNADNA雙螺旋構(gòu)造的要點(diǎn)

15、雙螺旋構(gòu)造的要點(diǎn)DNADNA分子由兩條多聚脫氧核糖核苷分子由兩條多聚脫氧核糖核苷酸鏈酸鏈( (簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)DNADNA單鏈單鏈) )組成。組成。兩條鏈沿著同一根軸平行環(huán)繞，構(gòu)成兩條鏈沿著同一根軸平行環(huán)繞，構(gòu)成右手雙螺旋構(gòu)造。螺旋中的兩條鏈方右手雙螺旋構(gòu)造。螺旋中的兩條鏈方向相反，即其中一條鏈的方向?yàn)橄蛳喾矗雌渲幸粭l鏈的方向?yàn)? 533而另一條鏈的方向?yàn)槎硪粭l鏈的方向?yàn)? 355嘌呤堿和嘧啶堿基位于螺旋的內(nèi)側(cè)，嘌呤堿和嘧啶堿基位于螺旋的內(nèi)側(cè)，磷酸和脫氧核糖基位于螺旋外側(cè)。堿磷酸和脫氧核糖基位于螺旋外側(cè)。堿基環(huán)平面與螺旋軸垂直，糖基環(huán)平面基環(huán)平面與螺旋軸垂直，糖基環(huán)平面與堿基環(huán)平面成與堿基環(huán)平面成

16、9090角。角。( (五五) ) 超螺旋超螺旋DNADNA大多數(shù)原核生物大多數(shù)原核生物 1共價(jià)封鎖的環(huán)狀雙螺旋共價(jià)封鎖的環(huán)狀雙螺旋分子分子2再次螺旋化再次螺旋化超螺旋構(gòu)超螺旋構(gòu)造造三、三、DNA的一些性質(zhì)的一些性質(zhì)1、紫外吸收特性、紫外吸收特性2 2、DNADNA的變性的變性DNA denaturationDNA denaturation增色效應(yīng)：核酸分子加熱增色效應(yīng)：核酸分子加熱變性時(shí)，其在變性時(shí)，其在260nm處的處的紫外吸收急劇添加的景象。紫外吸收急劇添加的景象。DNADNA解鏈曲線解鏈曲線Tm值值 ：當(dāng)紫外吸收變化到達(dá)最大變：當(dāng)紫外吸收變化到達(dá)最大變化的半數(shù)值時(shí)，此時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度稱(chēng)化的

17、半數(shù)值時(shí)，此時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度稱(chēng)為熔解溫度、變性溫度或用為熔解溫度、變性溫度或用Tm值表示值表示第二節(jié)第二節(jié) RNA的分子構(gòu)造的分子構(gòu)造一一RNA的類(lèi)型的類(lèi)型1 1、mRNAmRNA：占細(xì)胞中：占細(xì)胞中RNARNA總量的總量的3%-5%3%-5%，分子量大，分子量大小不一，不穩(wěn)定，代謝活潑，更新迅速，是合成小不一，不穩(wěn)定，代謝活潑，更新迅速，是合成蛋白質(zhì)的模板。蛋白質(zhì)的模板。2 2、rRNArRNA：細(xì)胞中含量最多的：細(xì)胞中含量最多的RNARNA，核糖體的組成，核糖體的組成成分，蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所。成分，蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所。3 3、tRNAtRNA：約占細(xì)胞中：約占細(xì)胞中RNARNA總量的總量的15%15%。約由。約由75-75-9090個(gè)核苷酸組成。蛋白質(zhì)合成中攜帶活化的氨基個(gè)核苷酸組成。蛋白質(zhì)合成中攜帶活化的氨基酸酸二二RNARNA的堿基組成的堿基組成 無(wú)嚴(yán)厲的配對(duì)規(guī)律無(wú)嚴(yán)厲的配對(duì)規(guī)律RNA來(lái)源來(lái)源AGCU酵母酵母tRNAtRNA19.426.625.120.1兔肚兔肚tRNAtRNA16.631.327.815.9大腸桿菌大腸桿菌tRNAtRNA18.330.330.315.