01生命的化學基礎

課程內容緒論2第一章生命的化學基礎（P12-28）

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第二章細胞（P29-91）

7第三章生殖與發(fā)育（P195-211）2第四章遺傳與變異（P254-311）

8第五章生物多樣性（P368-414）4第六章植物的結構（P214-230）

2元素基礎分子基礎P106-110第一章生命的化學基礎一、元素基礎（以人體為例）1、必需元素

新陳代謝或生長發(fā)育所必需的元素。常量元素（宏量元素）

成人每日需要大于100mg微量元素（痕量元素）

FeZnISeFCuMoMnCrSiCo二、分子基礎無機化合物1、水

（極性分子）

水是生命存在的條件，是原生質最基本的物質。隨著細胞的衰老，細胞的含水量逐漸下降，活細胞的含水量不低于75％。細胞內水的存在形式：游離水95％結合水以氫鍵結合于蛋白質等分子中的水分

2、無機鹽（通常以離子狀態(tài)存在）含量很少，約占1％。鹽在細胞中解離為離子，離子的濃度除具有調節(jié)滲透壓和維持酸堿平衡的作用外，還有許多重要的作用：酶的輔基。主要的陰離子有Cl－、PO43－和HCO3－，其中磷酸根離子在細胞代謝活動中最為重要。主要的陽離子有：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Mo2+。非解離形式存在的無機成分：鋅、碘陽離子種類 在細胞中的作用Fe2+或Fe3+ 血紅蛋白、細胞色素、過氧化物酶和鐵蛋白的成分Na+ 維持膜電位K+維持膜電位、參與蛋白質合成和某些酶促合成Mg2+葉綠素、磷酸酶、Na+-K+泵Mn2+肽酶Cu2+酪氨酸酶、抗壞血酸氧化酶Co2+肽酶Mo2+硝酸還原酶、黃嘌呤氧化酶Ca2+鈣調素、肌動球蛋白、ATP酶有機小分子細胞內有近千種分子量在100－1000的有機小分子，通常游離在細胞質溶液中，或是代謝的中間產(chǎn)物、或是構成大分子的材料庫，主要分為四類：單糖、脂肪酸、氨基酸和核苷酸有機大分子

73、糖類通式是（CH2O）n由碳、氫、氧三種元素組成，來自于光合作用，是人類食物中的主要供能者，可以在體內轉變?yōu)橹尽?/p>

單糖細胞主要的能源以及構成某些大分子物質的原料。五碳糖：核糖、脫氧核糖六碳糖：葡萄糖、果糖、半乳糖

雙糖蔗糖、麥芽糖、乳糖寡糖（低聚糖）多糖營養(yǎng)儲備多糖——淀粉、糖原

結構多糖——纖維素、幾丁質

GlucoseFructose果糖淀粉肝糖元纖維素幾丁質4、脂類：結構物質、能量物質。脂類包括：脂肪酸、中性脂肪、磷脂、糖脂、類固醇、蠟、類胡蘿卜素等。疏水，難溶于水，而易溶于非極性有機溶劑。脂肪酸必需脂肪酸(essentialfattyacid,EFA）。通常將亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸稱為EFA。

飽和脂肪酸：硬脂酸（stearicacid）18C軟脂酸（palmiticacid）16C不飽和脂肪酸：油酸（oleicacid）亞油酸（linoleicacid）亞麻酸（linolrnicacid）花生四烯酸（arachidonicacid）中性脂肪(neutralfat)甘油酯、蠟磷脂：是構成生物膜的基本成分，也是許多代謝途徑的參與者。分為甘油磷脂和鞘磷脂兩大類。糖脂：糖脂也是構成細胞膜的成分，與細胞的識別和表面抗原性有關。(b)Atriglyceride(a)水溶液中的磷脂分子團；(b)球形脂質體；(c)平面脂質體膜；(d）用于疾病治療的脂質體的示意圖脂質體的類型類固醇又稱甾類化合物，其中膽固醇是構成膜的成分。另一些甾類化合物是激素類，如雌性激素、雄性激素、腎上腺激素等。5、蛋白質

生物大分子分子量在數(shù)千以上細胞的主要結構成分，一個細胞中約含有104種蛋白質，分子的數(shù)量達1011個。機體的重要組成部分，是除水外含量最多的養(yǎng)分，占干物質的50%。提供能量、轉化為糖和脂肪。（1）組成單位——氨基酸

組成蛋白的氨基酸有20種，通式：RCH(NH2)COOH必需氨基酸（EAA）嬰兒：10種EAA----賴、蛋、色、苯丙、亮、異亮、纈、蘇、組、精氨酸成年人：8種---不包含組氨酸和精氨酸不同氨基酸其R基各不相同，R基的結構決定了20種氨基酸的特殊性質（2）結構①每一條特定的肽鏈都有其特異的氨基酸排列順序即一級結構（線性結構）肽鍵；二硫鍵；一級結構決定高級結構。②每條多肽鏈再盤旋折疊而成二級結構，主要有α螺旋和β折疊兩種；③蛋白質的三級結構是在二級結構基礎上進一步盤旋折疊而成特定空間構象；結構域④由兩個或兩個以上的結構域相互作用聚合而成的更復雜的蛋白質四級結構。亞基

三級結構類型（折疊類）結構域(Domain)

一個結構域指的是一條多肽鏈或能夠獨立折疊為穩(wěn)定的三級結構的多肽鏈的一部分。

——結構域是三級結構的基本結構單位。

——結構域也是一個功能單位，通常蛋白質中不同的結構域是和不同的功能相關的。相同的結構域一般具有相同的功能蛋白質的四級結構

這些多肽鏈間以非共價鍵的方式相連接。每一條多肽鏈都有自己的三級結構，這樣的多肽鏈被稱作蛋白質的亞基，又被稱作亞單位。蛋白質的四級結構指的是各個亞基在寡聚蛋白質中的空間排布關系和蛋白質亞基之間的相互作用，它不考慮每個亞基自身的構象。血紅蛋白的四級結構蛋白質變性使次級鍵被破壞，引起天然構象改變

有些變性后的蛋白質分子還能復性近年來得知，某些疾病是由于蛋白質折疊錯誤而引起的，如類似于瘋牛病的某些神經(jīng)性疾病、老年性癡呆癥、帕金森氏癥等，這些折疊病已引起了人們極大的注意。（3）類型:單純蛋白\結合蛋白1）化學組成：單純蛋白：清蛋白結合蛋白：脂蛋白，糖蛋白，核蛋白等2）蛋白質外形：纖維蛋白：膠原蛋白球形蛋白：多數(shù)的酶和抗體等3）蛋白質功能：結構蛋白——膠原蛋白、絲蛋白、角蛋白等調節(jié)蛋白：激素

抗體蛋白：免疫球蛋白催化蛋白：酶等轉運蛋白：載體蛋白、通道蛋白等(d)Transportproteins(a)Structuralproteins(b)Storage

proteins(c)Contractileproteins（4）功能1）結構和支持作用：如膠原蛋白，蠶絲蛋白2）催化作用：如酶類，胰蛋白酶3）運輸作用：如血紅蛋白4）運動功能：如肌動蛋白；微管蛋白5）防御作用：如毒素、免疫球蛋白、重金屬結合蛋白6）信息傳遞、調節(jié)：激素（如胰島素，神經(jīng)生長因子、受體）

跨膜受體蛋白（接受信號）7）儲藏：如乳汁蛋白，卵白蛋白，種子蛋白8）調節(jié)或控制細胞的生長、分化和遺傳信息的表達：組蛋白、阻遏蛋白蛋白質的功能---蜘蛛絲線蛋白6、核酸細胞內貯存和傳遞遺傳信息的生物大分子，由許多核苷酸通過磷酸二酯鍵相連而成。

DNA（脫氧核糖核酸）——主要存在于細胞核中

RNA（核糖核酸）——主要存在于細胞質中（1）組成單位——核苷酸8種組成核苷酸磷酸戊糖堿基（符號）磷酸核糖腺嘌呤（A）

AMP鳥嘌呤（G）GMP胞嘧啶（C）CMP尿嘧啶（U）UMP脫氧核糖腺嘌呤（A）dAMP鳥嘌呤（G）dGMP胞嘧啶（C）dCMP胸腺嘧啶（T）dTMP核苷酸脫氧核苷酸dAMPATP（2）結構DNA雙螺旋結構模型（右手雙螺旋、反向平行、堿基互補配對）DNA的變性和復性凡是破壞維持DNA雙螺旋氫鍵作用，如：加熱、pH的改變，導致DNA雙螺旋雙鏈解旋，分開成單鏈的過程稱為DNA變性或稱熔解

－GC相對于AT形成更穩(wěn)定的氫鍵作用，所以GC含量

較高的DNA需要的變性溫度較高DNA分子變性后，適當調整溫度或pH，分開的兩條互補鏈又可以通過堿基互補重新形成雙螺旋，這一過程稱為復性或退火

43TherouteofgeneexpressionRNA（三種）通常為單鏈①mRNA是蛋白質合成的模板。