生物化學(xué)基礎(chǔ)課件

1、生物化學(xué)基礎(chǔ)李紹軍生命的物質(zhì)基礎(chǔ)1、生物體的元素和分子組成2、生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能 組成生物體的元素有2030種，其中C、H、O、N、P、S、Ca 7 種元素約占生物體的99.3%。1、生物體的元素和分子組成 不同的生物體，其分子組成大體相同，都是由蛋白質(zhì)、核酸、脂類、糖、無機(jī)鹽和水組成，其中水的比例最大。 水母 95%99%； 昆蟲 46% 92%； 植物 60%85%； 人體 65%72%; 生命誕生于原始海洋中，水是生物體的主要組成成分： 除水之外，組成生物體的干物質(zhì)中，有機(jī)物質(zhì)占95%以上，無機(jī)物不足5%，因此有時(shí)將生物體也稱為有機(jī)體。 構(gòu)成生物體的有機(jī)物種類熱很多，但含量高且重要的

2、是蛋白質(zhì)、核酸、脂類、糖類四類物質(zhì)。 碳原子之間可以單鍵、雙鍵或三鍵相結(jié)合，形成不同長(zhǎng)度的鏈狀、分支狀或環(huán)狀結(jié)構(gòu)的碳骨架。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的200多萬種有機(jī)化合物都是不同碳骨架的衍生物。 蛋白質(zhì)、核酸、多糖和脂類是組成生物體最重要的生物大分子。生物大分子是由單體(monomer) 聚合成的多聚體(polymer)。 糖類是植物體內(nèi)非常重要的一類物質(zhì)，其主要功能是： (1)是生物體內(nèi)能量貯存物質(zhì)，通過生物氧化釋放能量。 (2)是合成其他重要生命物質(zhì)的原料。 (3)同時(shí)也是植物體的結(jié)構(gòu)物質(zhì)（如纖維素、半纖維素、果膠等）。 糖類物質(zhì)單糖：37碳糖。其中以己糖（葡萄糖、果糖） 和戊糖（核糖、脫氧核糖）最為重要

3、。寡糖：由26單糖連結(jié)而成，常見的是蔗糖 葡萄糖-果糖；麥芽糖葡萄糖-葡萄糖；多糖：由多個(gè)單糖失水縮合而成，其中最主要的是 淀粉和纖維素。 淀粉（starch） 分直鏈淀粉 和支鏈淀粉兩種：?jiǎn)翁?分子式相同而結(jié)構(gòu)式不同的兩種有機(jī)化合物稱為同分異構(gòu)體多糖：淀粉3.1 蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能： 1、蛋白質(zhì)是生物體的重要組分 2、生物催化劑-酶的作用 3、生物膜的功能 4、免疫作用 5、運(yùn)載工具 6、遺傳信息的傳遞與表達(dá) 7、調(diào)節(jié)新陳代謝（激素） 3.2 蛋白質(zhì)的組成單位氨基酸： 天然氨基酸有20種。其分子結(jié)構(gòu)通式如圖。 R基團(tuán)不同，組成的氨基酸就不同。20種氨基酸：甘氨酸( Gly )、 丙氨酸( A

4、la )、 纈氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)、 異亮氨酸(Ile)、 甲硫氨酸(Met)、苯丙氨酸(Phe)、 色氨酸(Trp)、 脯氨酸(Pro)、絲氨酸(Ser)、 蘇氨酸(Thr)、 半胱氨酸(Cys)、酪氨酸(Tyr)、 天冬氨酸(Asp)、 谷氨酸(Glu)、天冬酰胺(Asn)、 谷氨酰胺Gln、 賴氨酸(Lys)、精氨酸(Arg)、 組氨酸(His) 20種氨基酸中有8種人體不能合成，必須從外界攝取，稱為必需氨基酸。 8種必需氨基酸為： 蘇氨酸、 纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、 苯丙氨酸、色氨酸、賴氨酸、蛋氨酸 3.3 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)多肽鏈： 蛋白質(zhì)是由多個(gè)氨基酸通過肽鍵連結(jié)而

5、成長(zhǎng)鏈大分子多肽鏈。 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可分為一級(jí)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)（二 四級(jí)結(jié)構(gòu)）。 蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)：氨基酸的組成、連鍵、數(shù)量和排列順序。 蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)：螺旋結(jié)構(gòu) 折疊結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的各級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 蛋白質(zhì)的三維空間結(jié)構(gòu)（構(gòu)象）和形態(tài)對(duì)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）使得其特定的功能便立即喪失。 4、核 酸 核酸是生物體內(nèi)最重要的生物大分子，任何生物體，甚至無細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒和噬菌體都無一例外地含有核酸。核酸在生物的個(gè)體發(fā)育、生長(zhǎng)繁殖、遺傳變異等生命過程中起著極為重要的作用。 根據(jù)核酸的化學(xué)組成和生物學(xué)功能，將核酸分為兩類： 核糖核酸（ribonucle

6、ic acid RNA） 脫氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid DNA） DNA：遺傳信息的貯存者，控制生物的遺傳性狀； RNA：遺傳信息的傳遞者，DNARNA 蛋白質(zhì)； 蛋白質(zhì)：遺傳信息的表達(dá)者，表現(xiàn)生物的形態(tài)特征 和代謝類型遺傳性狀； 4.1 核酸的化學(xué)組成 核酸是許多核苷酸聚合而成的生物大分子，故也稱為多聚核苷酸(polynucleotide)。核苷酸又可分解為磷酸、戊糖和堿基： 核酸 n核苷酸 n核苷+n磷酸 n堿基 n戊糖 嘌呤，嘧啶 核糖，脫氧核糖 DNA： 脫氧核糖 磷酸 A、G、C、T RNA： 核 糖 磷酸 A、G、C、U嘌呤鳥嘌呤腺嘌呤嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶

7、尿嘧啶 核苷核苷酸 4.2 核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu) 核酸是是由許多核苷酸通過3，5磷酸二酯鍵連結(jié)而成的長(zhǎng)鏈生物大分子（多聚核苷酸鏈）。 一級(jí)結(jié)構(gòu)中重要的是核苷酸的組成（數(shù)量）和其排列順序（堿基序列）。不同的DNA有不同的堿基組成和排列順序，這是構(gòu)成DNA作為遺傳物質(zhì)的關(guān)鍵因素。DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)模型DNA兩條鏈間堿基形成氫鍵時(shí)有嚴(yán)格配對(duì)規(guī)律堿基互補(bǔ)：A =T；G 三 C； 根據(jù)堿基互補(bǔ)原則，當(dāng)一條DNA鏈的堿基順序確定之后，就可以推知另一條鏈（互補(bǔ)鏈）的堿基順序。堿基互補(bǔ)原則具有重要的生物學(xué)意義，DNA復(fù)制、RNA轉(zhuǎn)錄、反轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)生物合成等的分子基礎(chǔ)都是堿基互補(bǔ)。 RNA的結(jié)構(gòu)與功能： mR

8、NA 信使RNA r RNA 核糖體RNA t RNA 轉(zhuǎn)運(yùn)RNAmRNA（messenger RNA） 單鏈線狀分子。 mRNA是蛋白質(zhì)生物合成的模板，它攜帶著從DNA分子中抄錄而來的指令多肽鏈中Aa排列順序的信息，是遺傳信息的傳遞者，故稱之為信使RNA。 每一種蛋白質(zhì)都是由一種特定的mRNA編碼，故細(xì)胞內(nèi)mRNA種類很多，但每一種mRNA的數(shù)量卻很少。rRNA（ribosomal RNA） 呈單鏈存在，單鏈自身回折時(shí)按A-T，G-C的 base配對(duì)原則形成部分螺旋區(qū)（或“發(fā)夾”結(jié)構(gòu)）。 rRNA是核糖體的主要組分。核糖體中有60%是rRNA，其余40%是蛋白質(zhì)。因此rRNA的生物學(xué)功能就是通過參與核糖體的組成為蛋白質(zhì)的生物合成提供場(chǎng)所。tRNA（trassfer RNA） tRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)呈三葉草形； tRNA的功能是在蛋白質(zhì)生物合成中起轉(zhuǎn)運(yùn)Aa的作用。 4、脂類化合物 脂類分子含C、H、O三種元素，是一類非極性化合物，不溶于水。脂類物質(zhì)可分為： 中性脂肪、磷脂、膽固醇類三類 脂肪：中性脂肪是由甘油和脂肪酸結(jié)合而成的脂類，對(duì)動(dòng)物稱脂肪，對(duì)植物稱油。甘油脂 肪 酸 1脂