第一章 生命的物质基础
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b、核孔：在核膜上的不连贯部分；作用：是大分子物质进出细胞核的通道。c、核仁：在细胞周期中呈现有规律的消失（分裂前期）和出现（分裂末期），经常作为判断细胞分裂时期的典型标志。d、染色质：细胞核中易被碱性染料染成深色的物质。提出者：德国生物学家瓦尔德尔提出来的。组成主要由DNA和蛋白质构成。染色质和染色体是同一种物质在不同时期的细胞中的两种不同形态！（3）细胞核的功能：是遗传物质储存和复制的场所；是细胞遗传特性和代谢中心活动的控制中心。15、原核细胞与真核细胞的主要区别是有无成形的细胞核，也可以说是有无核膜，因为有核膜就有成形的细胞核，无核膜就没有成形的细胞核。这里有几个问题应引起注意：(1)病毒既不是原核生物也不是真核生物，因为病毒没有细胞结构。(2)原生动物(如草履虫、变形虫等)是真核生物。(3)不是所有的菌类都是原核生物，细菌（如硝化细菌、乳酸菌等）是原核生物，而真菌(如酵母菌、霉菌、蘑菇等)是真核生物。16、在线粒体中，氧是在有氧呼吸第三个阶段两个阶段产生的氢结合生成水，并放出大量的能量；光合作用的暗反应中，光反应产生的氢参与暗反应中二氧化碳的还原生成水和葡萄糖；蛋白质是由氨基酸在核糖体上经过脱水缩合而成，有水的生成。----------------------
【最新】一章生命的物质基础
K+
海水 100.0 3.6
Ca2+
Mg2+
Cl-
3.9 12.1 181.0
人 100.0 6.8
3.1
0.7 129.0
2021/2/2
7
元素比较
K
Ｃ
Ｈ、Ｏ、Ｎ
Ｓ Ｐ
Ca 等
Ｆe、Ｍn、Ｚn Ｃu、Ｂ、Ｍo等
Mg
最 基
基 本
主 要
大 量
微 量
本
元
元元
元
元 素
素素素Βιβλιοθήκη 素必需元素第一章 生命的物质基础
——组成生物体的化学元素和化合物
第一节 组成生物体的化学元素
2021/2/2
1
一、组成生物体的化学元素
1、元素组成特点
基本元素—— C、O、H、N 种类相似
2、必需元素分类
不同生物体内含量相差很大 大量元素 含量在万分之一以上 微量元素 需要量少，但必不可少
主要元素—— C、H、O、N、P、S 大量元素
最基本元素—— C 讨论：为什么？
动脑筋：你能设计实验确定某种元素是否为必需元素吗？
二、组成生物体的化学元素的重要作用
构成各种化合物： 蛋白质、核酸、糖类、脂肪 影响生物体的生命活动：B
三、生物界与非生物界具有统一性和差异性
材料一：组成人体的化学元素
元素 O C H N S K Ca
质量分数/%
14.62 55.99 7.46 9.33 0.005 1.09 4.67
元素 P Mg S Cl Fe Na Zn
质量分数/%
3.11 0.16 0.78 0.47 0.012 0.47 0.01
第一章 生命的物质基础
第一章生命的物质基础
【本章总系统】
【各节分系统】
第一节组成生物体的化学元素
第二节 组成生物体的化合物
表1-2-1 构成细胞的无机物：
图解1－2－1氨基酸的连接
注：在氨基酸脱水缩合过程中：失去的水分子数、形成的肽键数、氨基酸数与肽链数四者之间的关系为：
失H 2O ＝肽键数＝氨基酸数－肽链数
意义：是生物体生命活动的物质基础 种类
无机物：水和无机盐（表1-2-1）
有机物：糖类、脂类、蛋白质和核酸（表1-2-2）
组成生物体 的化合物
表1-2-2 构成细胞的有机物
黑龙江省安达市育才高中翟贵君编写(/Email:zgj5535@)。
高中生物必修一第一章
高中生物必修一第一章摘要：一、高中生物必修一第一章内容概述二、章节重点知识点梳理1.生命的物质基础1.化学元素与生物体组成2.生物大分子2.生命的结构基础1.细胞结构与功能2.细胞分裂与细胞周期3.生物的新陈代谢1.酶与代谢途径2.能量代谢与生物氧化4.生物的遗传与变异1.遗传的分子基础2.遗传的细胞基础3.遗传的规律5.生物的进化与生态学1.物种与物种形成2.生物进化机制3.生态系统与生物圈正文：一、高中生物必修一第一章内容概述高中生物必修一第一章主要涵盖了生命的物质基础、生命的结构基础、生物的新陈代谢、生物的遗传与变异以及生物的进化与生态学等五个方面的内容。
本章是高中生物学的入门章节，为学生奠定了生物学基础知识，为进一步学习生物学其他章节打下坚实基础。
二、章节重点知识点梳理1.生命的物质基础生命的物质基础主要包括化学元素与生物体组成以及生物大分子。
化学元素是生物体的基本构成单位，生物体中包含大量元素，如C、H、O、N、P、S 等。
这些元素在生物体内组成各种生物大分子，如蛋白质、核酸、多糖等。
2.生命的结构基础生命的结构基础是细胞。
细胞是生物体的基本单位，具有完整的生命活动功能。
细胞分为原核细胞和真核细胞，两者在结构上有所不同。
细胞分裂是生物体生长、发育和繁殖的基本过程，细胞周期是细胞分裂过程中的关键环节。
3.生物的新陈代谢生物的新陈代谢是生物体进行生命活动所需能量的来源。
新陈代谢包括酶与代谢途径、能量代谢与生物氧化等内容。
酶是生物体内催化化学反应的蛋白质，代谢途径是生物体内物质转化和能量释放的过程。
生物氧化是生物体内能量代谢的重要组成部分，通过氧化还原反应释放能量。
4.生物的遗传与变异生物的遗传与变异是生物进化的基础。
遗传的分子基础是DNA，它是生物体内遗传信息传递的载体。
遗传的细胞基础是染色体，染色体上的基因控制着生物的遗传特征。
遗传的规律包括孟德尔遗传定律和染色体遗传规律等。
5.生物的进化与生态学生物的进化与生态学是研究生物在时间空间上的演变和生物与环境相互关系的学科。
第一节 生命的物质基础
第一节生命的物质基础一、细胞内的物质原生质并不是一种化合物，而是由多种化合物所组成的复杂的胶体，它具有不断自我更新的能力，成为一种生命物质的体系。
现在人们泛指构成细胞内的生活物质为原生质。
那么，构成细胞内的所有物质都是原生质吗？不是的，通常把细胞内含有的物质大致分成四类：从上述情况可以看出，原生质包括细胞膜、细胞质和细胞核等部分；而植物细胞的细胞壁不属于原生质。
随着科学技术的发展，细胞的复杂结构和化学组成已逐渐被人们所认识，因而原生质作为一种物质的概念就失去了意义。
现在使用原生质这一名称时，无非是泛指细胞内的生活物质，是生命的物质体系。
二、构成原生质的化学元素在研究原生质的化学成分时，人们发现组成原生质的化学元素有几十种之多，其中有10多种在数量上较多。
主要元素和微量元素如下：组成原生质的各种元素，没有一种是无机自然界所没有的。
联系生命起源的化学进化过程，可以看出生物与非生物具有一定的联系性。
构成原生质的化学元素，在无机物中除了少量的氧和氮外，均以化合态存在，主要是水和无机盐；而有机物则以糖类、脂类、蛋白质和核酸等化合物存在于体内。
例如：氢和氧两元素结合成水；碳、氢、氧存于有机物中；氮主要是蛋白质和核酸的组成元素；磷以磷酸盐形式存在，少部分存于核酸、磷脂中；硫大部分存于蛋白质；钾主要存于细胞内液，而钠、氯则主要存于细胞外液。
三、构成原生质的化合物不同细胞或不同生物中，各种化合物的含量有一定的差异，如表1-1-1所示(以占鲜重百分数来表示)如果以各种材料的平均值看，水是原生质中含量最多的，约占鲜重的80％～90％；但在细胞的干重中，蛋白质含量最多。
(一)水水是生物体的主要组成成分之一，不同机体或同一机体的不同器官，含水量差别很大。
例如，人体各部分含水量如下：骨骼22％，肌肉76％，脑 70％～84％，肝脏70％，皮肤72％，心脏79％，血液83％。
一般说来，水生生物和生命活动旺盛的细胞，含水较多；陆生生物和生命活动不活跃的细胞，含水分较少。
江苏高考生物知识点总结(绝密)
高中生物知识点归纳第一章、生命的物质基础第一节、组成生物体的化学元素1、微量元素：生物体必需的，含量很少的元素。
如：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo。
2、大量元素：生物体必需的，含量占生物体总重量万分之一以上的元素。
如：C、0、H、N、S、P、Ca、Mg、K。
3、统一性：组成细胞的化学元素在非生物界都可以找到，这说明了生物界与非生物界具有统一性。
4、差异性：组成生物体的化学元素在细胞内的含量与在非生物界中的含量明显不同，说明了生物界与非生物界存在着差异性。
5、地球上的生物现在大约有200万种，组成生物体的化学元素有20多种。
6、生物体生命活动的物质基础是指组成生物体的各种元素和化合物。
7、组成生物体的化学元素的重要作用：①C、H、O、N、P、S 6种元素是组成原生质的主要元素，大约占原生质的97%。
②有的参与生物体的组成。
③有的微量元素能影响生物体的生命活动。
第二节、组成生物体的化合物1、原生质：指细胞内有生命的物质，包括细胞质、细胞核和细胞膜三部分。
不包括细胞壁，其主要成分为核酸和蛋白质。
如：一个植物细胞就不是一团原生质。
2、结合水：与细胞内其它物质相结合，是细胞结构的组成成分。
3、自由水：可以自由流动，是细胞内的良好溶剂，参与生化反应，运送营养物质和新陈代谢的废物。
4、无机盐：多数以离子状态存在，细胞中某些复杂化合物的重要组成成分（如铁是血红蛋白的主要成分），维持生物体的生命活动（如动物缺钙会抽搐），维持酸碱平衡，调节渗透压。
5、糖类有单糖、二糖和多糖之分。
a、单糖：是不能水解的糖。
动、植物细胞中有葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖。
b、二糖：是水解后能生成两分子单糖的糖。
植物细胞中有蔗糖、麦芽糖，动物细胞中有乳糖。
c、多糖：是水解后能生成许多单糖的糖。
植物细胞中有淀粉和纤维素（纤维素是植物细胞壁的主要成分）和动物细胞中有糖元（包括肝糖元和肌糖元）。
6、可溶性还原性糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖等。
7、脂类包括：a、脂肪（由甘油和脂肪酸组成，生物体内主要储存能量的物质，维持体温恒定。
高中生物知识点总结
高中生物知识点总结第一章、生命的物质基础第一节、组成生物体的化学元素名词：1、微量元素：生物体必需的，含量很少的元素。
如：Fe（铁）、Mn（门）、B（碰）、Zn（醒）、Cu（铜）、Mo（母），巧记：铁门碰醒铜母（驴）。
2、大量元素：生物体必需的，含量占生物体总重量万分之一以上的元素。
如：C （探）、0（洋）、H（亲）、N （丹）、S（留）、P（人people）、Ca（盖）、Mg（美）K（家）巧记：洋人探亲，丹留人盖美家。
3、统一性：组成细胞的化学元素在非生物界都可以找到，这说明了生物界与非生物界具有统一性。
4、差异性：组成生物体的化学元素在细胞内的含量与在非生物界中的含量明显不同，说明了生物界与非生物界存在着差异性。
语句：1、地球上的生物现在大约有200万种，组成生物体的化学元素有20多种。
2、生物体生命活动的物质基础是指组成生物体的各种元素和化合物。
3、组成生物体的化学元素的重要作用：①C、H、O、N、P、S 6种元素是组成原生质的主要元素，大约占原生质的97%。
②．有的参与生物体的组成。
③有的微量元素能影响生物体的生命活动（如:第二节、组成生物体的化合物名词：1、原生质：指细胞内有生命的物质，包括细胞质、细胞核和细胞膜三部分。
不包括细胞壁，其主要成分为核酸和蛋白质。
如：一个植物细胞就不是一团原生质。
2、结合水：与细胞内其它物质相结合，是细胞结构的组成成分。
3、自由水：可以自由流动，是细胞内的良好溶剂，参与生化反应，运送营养物质和新陈代谢的废物。
4、无机盐：多数以离子状态存在，细胞中某些复杂化合物的重要组成成分（如铁是血红蛋白的主要成分），维持生物体的生命活动（如动物缺钙会抽搐），维持酸碱平衡，调节渗透压。
5、糖类:有单糖、二糖和多糖之分。
a、单糖：是不能水解的糖。
动、植物细胞中有葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖。
b、二糖：是水解后能生成两分子单糖的糖。
植物细胞中有蔗糖、麦芽糖，动物细胞中有乳糖。
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最新整理高二生物教案第一章《生命的物质基础》知识点归纳第一章《生命的物质基础》知识点归纳第一节、组成生物体的化学元素名词：1、微量元素：生物体必需的，含量很少的元素。
如：Fe（铁）、Mn （门）、B（碰）、Zn（醒）、Cu（铜）、Mo（母），巧记：铁门碰醒铜母（驴）。
2、大量元素：生物体必需的，含量占生物体总重量万分之一以上的元素。
如：C（探）、0（洋）、H（亲）、N（丹）、S（留）、P（人people）、Ca（盖）、Mg（美）K（家）巧记：洋人探亲，丹留人盖美家。
3、统一性：组成细胞的化学元素在非生物界都可以找到，这说明了生物界与非生物界具有统一性。
4、差异性：组成生物体的化学元素在细胞内的含量与在非生物界中的含量明显不同，说明了生物界与非生物界存在着差异性。
语句：1、地球上的生物现在大约有200万种，组成生物体的化学元素有20多种。
2、生物体生命活动的物质基础是指组成生物体的各种元素和化合物。
3、组成生物体的化学元素的重要作用：①C、H、O、N、P、S6种元素是组成原生质的主要元素，大约占原生质的97%。
②．有的参与生物体的组成。
③有的微量元素能影响生物体的生命活动（如：B能够促进花粉的萌发和花粉管的伸长。
当植物体内缺B时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良，影响受精过程。
）第二节、组成生物体的化合物名词：1、原生质：指细胞内有生命的物质，包括细胞质、细胞核和细胞膜三部分。
不包括细胞壁，其主要成分为核酸和蛋白质。
如：一个植物细胞就不是一团原生质。
2、结合水：与细胞内其它物质相结合，是细胞结构的组成成分。
7、自由水：可以自由流动，是细胞内的良好溶剂，参与生化反应，运送营养物质和新陈代谢的废物。
8、无机盐：多数以离子状态存在，细胞中某些复杂化合物的重要组成成分（如铁是血红蛋白的主要成分），维持生物体的生命活动（如动物缺钙会抽搐），维持酸碱平衡，调节渗透压。
9、糖类有单糖、二糖和多糖之分。
a、单糖：是不能水解的糖。
第一章生命的物质基础
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(1) 蛋白质的一级结构与功能的关系
蛋白质一级结构是空间结构的基础，特定的空间构象主要是由蛋白质 分子中肽链和侧链R基团形成的次级键来维持，在生物体内，蛋白质 的多肽链一旦被合成后即可根据一级结构的特点自然折叠和盘曲，形 成一定的空间构象。 蛋白质的一级结构决定它的高级结构。一级结构相似的蛋白质，其基 本构象及功能也相似。例如，不同种属的生物体分离出来的同一功能 的蛋白质，其一级结构只有极少的差别，而且在系统发生上进化位置 相距愈近的差异愈小。 在蛋白质的一级结构中，参与功能活性部位的残基或处于特定构象关 键部位的残基，即使在整个分子中发生一个残基的异常，则该蛋白质 的功能也会受到明显的影响。被称之为“分子病”的镰刀状红细胞性 贫血仅仅是574个氨基酸残基中，一个氨基酸残基即β亚基N端的第 6号氨基酸残基发生了变异所造成，这种变异来源于结构及其功能
1 蛋白质的一级结构 2 蛋白质的空间结构 3 蛋白质的结构与功能的关系
(1) 蛋白质的一级结构与功能的关系 (2) 蛋白质空间构象与功能活性的关系
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1 蛋白质的一级结构
蛋白质分子的结构一般分为一级结构与空间结构两大类。 蛋白质的一级结构就是蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序，是蛋 白质的最基本结构，是由基因所控制的遗传密码的排列顺序所决定的。 蛋白质的一级结构决定了蛋白质的二级、三级等高级结构。成千上万 的天然蛋白质各有其特殊的生物学活性，决定各种蛋白质的生物学活 性的结构特点首先在于其肽链的氨基酸序列。
纤维素
纤维素是植物细胞壁的主要成分，是构成植物支撑组织的基础。棉花 几乎全部是由纤维素所组成(占98％)，亚麻中纤维素约含80％，木 材中纤维素平均含量约为50％。 纤维素是白色物质，不溶于水，无还原性。纤维素比淀粉难水解，一 般需要在浓酸中或用稀酸在加压下进行。纤维素不能作为人的营养物 质，但食物中的纤维素能促使肠蠕动，具有通便作用。
高中生物第一章生命的物质基础课件 旧人教 必修1
蛋白质的功能：
1是构成细胞和生物体的重要物质。 2有催化作用。如：参与生物体各种生命活 动的酶。 ３有运输作用，如红细胞中血红蛋白是运 输氧的蛋的质． ４有调节作用，如胰岛素和生长激素都是 蛋白质能调节人体新陈代谢和生长发育。 有免疫作用，如动物和人体内的抗体能消 除外来蛋白质身体的干扰。
质的鉴定
还原糖（如葡萄糖、果糖)，与斐淋试剂发 生作用产生砖红色沉淀。 脂肪可以被苏丹3染液染成橘黄色(苏丹Ⅳ染 液染成红色）。 蛋白质与双缩尿试剂发生作用产生紫色反 应。 斐淋试剂：取2mLNaOH在滴入3-4滴CuSO4 双缩尿试剂：分别加入2mLNaOH和3-4滴 CuSO4
脂质
组成元素 C、H、O N、P
种类
脂肪
生理功能
1储存能量 2 维持体温恒定 3减少摩擦和缓冲外界压力 磷脂 糖脂 胆固醇
类脂
是构成细胞壁、线粒体膜、 叶绿体膜等生物膜的重要 成分
动物细胞的重要组成成分， 代谢失调会引起心血管病等。
固醇 糖 性激素
促进性器官的发育和两性生 殖细胞的形成，激发并维持 动物的第二性征。 控制糖类和无机盐的代谢， 增加机体防御能力
NH2
C CO R1
由多个氨基酸分子缩合而成，含有多 个肽键的化合物，叫多肽。 蛋白质分子的结构多样性： 1组成每种蛋白质分子的氨基酸的种类不同。 2数目成百上千，排列次序变化多端。 3由氨基酸形成的肽链的空间结构千差万别。 脱水数=肽键数=氨基酸数-1=氨基酸数-肽链数
核酸
核酸是遗传信息的载体，是一切生物的遗 传物质，对遗传变异和蛋白质的合成有重 要作用。 核酸由C、H、O、N、P等组成。
(精选)生命的物质基础刘波.doc
第一章生命的物质基础【知识概要】（－）糖类一、结构单糖是不能水解的最简单的糖类，其分类中只含有一个多羟基醛或一个多羟基酮，如葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖。
葡萄糖和果糖都是含6个碳原子的己糖，分子式都是C6H12O6，但结构式不同，在化学上叫做同分异构体。
如以下图所示：葡萄糖果糖葡萄糖果糖环状结构链状结构在晶体状态或在水溶液中，绝大部份是环状结构，在水溶液中链状结构和环状结构是能够互变的，糖的水溶液总含有少量的自由醛基（指链状糖），故呈醛的性质。
葡萄糖和果糖的链状结构和环状结构，事实上是同分异构体。
核糖（C5H10O5）和脱氧核糖（C5H10O4）都是含有5个碳原子的戊糖，二者都是组成生物遗传物质（DNA或RNA）的重要组成成份。
结构式如以下图所示：核糖脱氧核糖单糖的D－及L－型：单糖有D－及L－两种异构体，判定其D－型仍是L－型是将单糖分子中离羰基最远的不对称碳原子上—OH的空间排布与甘油醛比较，假设与D－甘油醛相同，即—OH在不对称碳原子右边的为D－型，假设与L－甘油醛相同，即—OH在不对称碳原子左侧的为L－型。
凡在理论上可由D－甘油醛（即D－甘油醛糖）衍生出来的单糖皆为D－型糖，由L－型甘油醛衍生出来的单糖皆为L－型糖，因此D－及L－符号仅表示各有关单糖在构型上与D－甘油醛或L－甘油醛的构型关系，与其旋光性无关。
D－葡萄糖、D－果糖与人类关系较紧密。
人体的血糖几乎满是D－葡萄糖，医疗上注射用的糖也是D－葡萄糖。
单糖的旋光性：一切单糖都含有不对称碳原子，因此都有旋光的能力，能使偏振光的平面向左或向右旋转。
使偏振光平面向左转的称左旋糖，使偏振光平面向右转的称右旋糖。
那么在D后加（+）号，表示右旋，加（-）号表示左旋，例如D（-）果糖即表示果糖的构型与D－甘油醛相同，而旋光性是左旋。
单糖的α－和β－型：由于环式第1碳原子是不对称碳，与其相连的H和OH基的位置有两种可能排列方式（OH可在碳原子的左侧或右边），因此就有两种构型的可能。
生物知识总结
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1 高中生物知识点归纳第一章、生命的物质基础第一节、组成生物体的化学元素名词：1、微量元素：生物体必需的，含量很少的元素。
如：Fe（铁）、Mn（门）、B（碰）、Zn（醒）、Cu（铜）、Mo（母），巧记：铁门碰醒铜母（驴）。
2、大量元素：生物体必需的，含量占生物体总重量万分之一以上的元素。
如：C （探）、 0（洋）、H（亲）、N（丹）、S（留）、P（人people）、Ca （盖）、Mg（美）K（家）巧记：洋人探亲，丹留人盖美家。
3、统一性：组成细胞的化学元素在非生物界都可以找到，这说明了生物界与非生物界具有统一性。
4、差异性：组成生物体的化学元素在细胞内的含量与在非生物界中的含量明显不同，说明了生物界与非生物界存在着差异性。
语句：1、地球上的生物现在大约有200万种，组成生物体的化学元素有20多种。
2、生物体生命活动的物质基础是指组成生物体的各种元素和化合物。
3、组成生物体的化学元素的重要作用：① C、H、O、N、P、S 6种元素是组成原生质的主要元素，大约占原生质的97%。
②．有的参与生物体的组成。
③有的微量元素能影响生物体的生命活动（如：B能够促进花粉的萌发和花粉管的伸长。
当植物体内缺B时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良，影响受精过程。
）作者：江上过客2009-3-25 20:20 回复此发言--------------------------------------------------------------------------------2 回复：高中生物知识点归纳第二节、组成生物体的化合物名词：1、原生质：指细胞内有生命的物质，包括细胞质、细胞核和细胞膜三部分。
不包括细胞壁，其主要成分为核酸和蛋白质。
如：一个植物细胞就不是一团原生质。
2、结合水：与细胞内其它物质相结合，是细胞结构的组成成分。
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rRNA mRNA tRNA
核糖体(rRNA+蛋白质） 反密码子
mRNA
氨基酸
tRNA 新生肽链
tRNA
tRNA占细胞内RNA总量的15%。tRNA的分子 量较小，一般由70~90个核苷酸组成。tRNA 的主要作用是在蛋白质生物合成过程中把氨基 酸转运到核糖体-mRNA复合物上并翻译mRNA 中的遗传密码。它的名称也是由此而来。然而， tRNA的生理功能不仅仅是参与蛋白质生物合 成，它还有其他功能。例如，某些细菌tRNA 在细胞壁肽聚糖合成中作为氨基酸的载体，有 些tRNA作为反转录酶的引物参与DNA的合成。 细胞内tRNA的种类很多，至少有50多种，每 种氨基酸都有一种或几种tRNA。
DNA的二级结构
1953年，Watson 和 Crick 提出的DNA 双螺旋结构。
细胞中的DNA分子几乎 都是由两条多聚脱氧 核苷酸链构成的。
DNA的二级结构就是指 两条多核苷酸链反向 平行盘绕所生成的双 螺旋结构。
一种十分稳固的结构 ——DNA双螺旋
碱基堆积力 H键 盐键（离子键）
DNA的二级结构(双螺旋)
生命的物质基础
遗传信息的存储和传递者——核酸 遗传信息的表达者——蛋白质 生命过程的催化剂——酶 生命过程的碳源和能源——糖类 生命体的重要构件和储能物质——脂类 维持生命的重要小分子物质——维生素
水—— 生物生存的必要条件
❖ 水是极性分子 ❖ 水分子之间的氢键使水有很多特性
– 内聚力强 – 熔点、沸点、比热和表面张力高 – 优良的溶剂
通常DNA的二级结构分两大类：一类是 右手螺旋，包括A-DNA，B-DNA及C-DNA 等；另一类是局部的左手螺旋，即ZDNA。
DNA的三级结构
双螺旋DNA分子结构具有韧性，在细胞内它还 可以扭曲形成高级结构。DNA的三级结构是指 DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间 结构。 DNA的三级结构包括线状双链中可能有的纽结 和超螺旋、多重螺旋及环状DNA中诸如纽结、 超螺旋和连环之类等各种高级结构形式。
类脂(lipoid) 磷脂 糖脂 蜡 固醇 萜类
脂肪（fat）
由甘油每一个OH和一个脂肪酸的COOH结合， 形成酯键，形成一个脂肪分子。 室温下，液态的称为油，固态的称为脂 脂肪酸
– 饱和脂肪酸：硬脂酸、棕榈酸 – 不饱和脂肪酸：油酸、亚油酸、亚麻酸
蜡（wax）
➢ 蜡是由脂肪酸和醇化合而成的酯。 ➢ 蜡的脂肪酸都是长链的，醇也都是长链
单糖(monosaccharides)
分子式 (CH2O)n（n≥3）
o 丙糖 甘油醛(醛糖)和二羟丙酮(酮糖)。 o 戊糖 核糖、脱氧核糖、核酮糖
木糖、阿拉伯糖 o 己糖 葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖
糖苷(glucosides)
寡糖
由少数（2-6）几个单糖缩合而成的糖称为寡糖。
双糖
麦芽糖 (maltose) 淀粉的 基本结构单位。
蛋白质的特点
含氮量特别高 由氨基酸构成
蛋白质的构件分子 ——氨基酸
氨基酸的通式 氨基酸的分类 氨基酸的性质
氨基酸的通式
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
20种氨基酸
特点
L-型氨基酸 具旋光性
属α-氨基酸（PRO为α-亚氨基酸）
属两性电解质
必需氨基酸
蛋白质的空间作用力
盐键 (离子键）
氢键
二硫键
疏水键
氢键
疏水键 氢键
催化功能
蛋
结构功能
白
运输功能
质
贮存功能
的
运动功能
功
防御功能
能
信号功能
调节功能
其他功能
空间结构与功能的关系
DNA聚合酶活性位点
DNA
聚 合 酶
空间结构与功能的关系
o 蛋白质变性的特点： 蛋白质变性后，生物活性丧失，
有特殊生物学功能的核苷酸
三 磷 酸 腺 苷 （ adenosine triphosphate, ATP）—— 细胞中的“能量货币”。 三磷酸腺苷又称腺苷三 磷酸。在一磷酸腺苷 （AMP）的磷酸一侧，以 高能磷酸键(用~表示)再 顺序连接上2个磷酸，就 成了ATP。
(4)沿螺旋轴方向观察，两条主链和碱基并不充满 双螺旋的空间，双螺旋表面出现两条凹槽，一条宽 而深称大沟，一条狭而浅称小沟。
DNA双螺旋模型的意义
能够有效地解释遗传信息的储存、传送 和自我复制
提出了遗传信息的流动过程 复制DNA 转录RNA 翻译蛋白质
在生物体内，DNA的二级结构时刻处在 变动之中，也即DNA的二级结构可以具 有不同构象。
溶解度下降，粘度增加。 o 可逆变性 o 不可逆变性
蛋 白 变 性
尿素
硫醇
天然核糖核酸酶 除去硫醇
松散核糖核酸酶
除去尿素
除去尿素
除去硫醇
变性核糖核酸酶
不可逆变性
天然核糖核酸酶
可逆变性
蛋白质的性质
胶体性质 两性解离性质
核酸（nucleic acid）—— 遗传信息的存储和传递者
➢ 核酸的化学结构 ➢ 核酸的分类 ➢ DNA的结构 ➢ RNA的结构特点
蔗糖 (sucrose) 食用糖
纤 维 二 糖 （ cellobiose） 纤维素的基本结构单位
乳糖（lactose）存在于哺 乳动物的乳汁中
三糖
棉子糖
由半乳糖、葡 萄糖、果糖组 成
多糖
淀粉 糖原 纤维素 几丁质 果胶
脂类（lipids）——生命体的 重要构件和储能物质
脂肪（三酰甘油） (fat) 脂油
四级结构
o四级结构：为蛋白质分子中两个或更 多的亚基以非共价键形成的聚集体。如 血红蛋白。 o超分子：蛋白质分子之间能专一而有 序的缔合，在更高层次表现功能。蛋白 质还能识别与结合特定的核酸、类脂、 多糖等进一步组装成超分子以至细胞器。
蛋白质的空间作用力
❖ 氢键 ❖ 盐键(离子键) ❖ 疏水键 ❖ 范德华力 ❖ 二硫键 ❖ 脂键
tRNA
一级结构上tRNA分子有不少位置的核苷 酸非常保守，3‘-末端有共同的CCAOH三 核苷酸，有约10%的组分经过修饰。 tRNA的二级结构呈三叶草形,它由氨基酸 臂、二氢尿嘧啶环、反密码环、可变环 和TψC环等五部分组成。 tRNA的三级结构呈倒L型。
tRNA的结构
四环四臂
TΨC环
D环
aa臂与反密码 臂是识别aa与 密码的重要结 构
类固醇（steroid）
➢ 基本结构是环戊烷多 氢菲。
➢ 如胆固醇、植物固醇、 性激素、维生素D和肾 上腺皮质激素等。
萜类（terpene）
基本结构是异戊二 烯。 如类胡萝卜素、视 黄 醛 、 维 生 素 E、 维生素K等。
蛋白质(protein)——
遗传信息的表达者
o蛋 白 质 是 细 胞 和 生 物 体的重要组成部分。是 由氨基酸按一定规律构 成的大分子。 o蛋 白 质 不 是 一 种 单 一 的物质，是一大类物质 的总称。
DNA中腺嘌呤与Ch胸ar腺ga嘧ff啶法的则摩尔含量相等，
即A=T
鸟嘌呤与胞嘧啶的摩尔含量相等，即G =C；
嘌 呤 的 总 含 量 与 嘧 啶 的 总 含 量 相 等 ， 即 A+G=C+T。
DNA的碱基组成具有种的特异性，即不同 物种的DNA具有自己独特的碱基组成。
DNA的一级结构
DNA的一级结构是指通过3’,5’-磷酸二酯键连 接起来的四种脱氧核糖核苷酸在分子中的排 列顺序，具有不同功能的DNA区域在整个分 子中的分布情况也可归为DNA一级结构的内 容。
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
蛋白质的结构
1.一级结构 2.二级结构 3.三级结构 4.四级结构 5.蛋白质的空间作用力
一级结构
蛋白质分子中多肽链的数目， 多肽链之间的连接方式和连接部位， 二硫键的数目和位置，多肽链中氨 基酸的数目、种类和顺序等。
二级结构
蛋白质分子中的肽链向单一 方向卷曲而形成的有周期性重复 的主体结构或构象。靠肽链内或 肽链键的氢键来维持。
包括α-螺旋、β-折叠、β转角、β-发夹和Ω-环等。
超二级结构和结构域
超二级结构是由二级结构单元形成的，也称 模体（motif）。在其中相邻的α-螺旋或β折叠链中氨基酸残基侧链紧密组装形成特定 构 象 ， 常 见 的 有 αα、βαβ、βββ 模 体 等。
反密码环
rRNA
rRNA占细胞内RNA总量的80%以上，是 核糖体组成和行使功能的主要成分。 原核生物有三类rRNA ：5S rRNA，16S rRNA，23S rRNA。 真核生物有四类rRNA： 5S rRNA，5.8S rRNA，18S rRNA，28S rRNA。
mRNA
mRNA约占细胞内RNA总量的3~5%。 mRNA 是以DNA为模板合成的，它又是蛋白质合成的 模板。mRNA在长度和分子量上有很大差异。 典型的原核生物mRNA通常将功能上相关的多 肽产物一起编码；而一般只编码一个多肽产物。 另外，真核生物的mRNA 还具有5’-末端帽子 结构，3’-末端多聚腺苷酸序列和居间序列(内 含子)。
RNA的结构
生物体内的RNA一般都是以DNA为模板 合成的。在某些病毒中，RNA复制酶也 可催化以RNA为模板的RNA合成。 RNA是由四种核糖核苷酸经3’,5’-磷酸二 酯键连接而成的线性分子，长而不分支。
核糖核酸(RNA)分为
信使RNA(mRNA) 转运RNA(tRNA) 核糖体RNA(rRNA)
小 沟 大 沟
DNA的双螺旋结构模型
(1)两条反向平行的多核苷酸链(主链)围绕同一中心 轴相互缠绕；