第一专题生物大分子的结构与功能
生物化学第一章 生物大分子的结构与功能
第一章 生物大分子的结构与功能
学习目标
掌握 蛋白质的元素组成及特点、 基本单位； 掌握 蛋白质分子结构及其特点； 掌握 熟悉 氨基酸的分类；蛋白质分子
的结构与功能之间的关系；
蛋白质的各种理化性质
三字符 Phe Trp Tyr Asp Glu Lys Arg His
等电点 5.48 5.89 5.66 2.97 3.22方式 在蛋白质分子中，氨基酸之间是以肽键(peptide bond)相连的。
肽键：一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基脱水缩合形 成的化学键
三字符 Ser Cys Met Asn Gln Thr
等电点 5.68 5.07 5.74 5.41 5.65 5.60
中文名 3.芳香族氨基酸 苯丙氨酸 色氨酸 酪氨酸 4.酸性氨基酸 天冬氨酸 谷氨酸 5、碱性氨基酸 赖氨酸 精氨酸 组氨酸
英文名 phenylalanine tryptophan tyrosine Aspartic acid glutamic acid lysine arginine histidine
H2NN-末端
多肽链
-COOH C-末端
4．生物活性肽
生物体内存在许多游离的具有重要生物活性的小分子肽
类，称之为生物活性肽。如谷胱甘肽(glutathione, GSH)
谷胱甘肽的作用：是体内重要的还原剂，防止溶血 ，
清除自由基 ，强有力的保护作用。
二、蛋白质的分子结构
在蛋白质研究中，一般将蛋白质分子的结构分为一、二、三、 四级结构。 （一）蛋白质的一级结构 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，是蛋白质最基本的结构(primary structure) 。 主键:肽键
生物大分子的结构与功能
生物大分子是构成生物体内的重要组分，包括核酸、蛋白质和多糖等，它们在生命活动中起着关键的作用。
这些大分子的结构与功能密切相关，下面我们来分析一下其中的关系。
首先，让我们来看看核酸的结构与功能。
核酸是生物体内储存和传递遗传信息的分子。
DNA是一种双链的双螺旋结构，它由四种碱基（腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤和尿嘧啶）组成。
这些碱基通过氢键形成配对，从而使得DNA具有较强的稳定性。
DNA的功能主要有两个方面，一是储存遗传信息，二是通过转录和翻译的过程来实现信息的传递和表达。
接下来，我们讨论一下蛋白质的结构与功能。
蛋白质是生物体内最为复杂的大分子，它主要由氨基酸组成。
氨基酸通过肽键连接起来形成多肽链，通过折叠和组装形成蛋白质的特定结构。
蛋白质的结构可以分为四个层次：一级结构是氨基酸的线性序列，二级结构是α-螺旋或β-折叠的形成，三级结构是蛋白质的空间构象，四级结构是由多个多肽链组装形成的蛋白质复合物。
蛋白质的功能主要体现在它们作为酶、结构蛋白、运输蛋白等方面的作用，参与到生物体内的各种生化反应和生理过程中。
最后，让我们来看看多糖的结构与功能。
多糖是由单糖单元通过糖苷键连接而成的大分子，主要分为多糖和寡糖两类。
多糖的结构非常多样，它可以是直链、支链、交联等形式。
多糖的功能也是多样化的，比如植物细胞壁中的纤维素为植物提供了结构支持，动物体内的糖蛋白质则参与到免疫应答等生理过程中。
总的来说，生物大分子的结构与功能紧密相连。
它们通过不同的化学键连接成特定的结构，然后通过独特的结构发挥特定的功能。
这些功能相互作用，共同维持生物体内的生命活动。
深入了解生物大分子的结构与功能，不仅有助于我们更好地理解生命的奥秘，还可以为生物科学和医学研究提供重要的基础。
总之，生物大分子的结构与功能是密不可分的。
核酸、蛋白质和多糖等大分子通过不同的化学键和组装方式形成特定的结构，然后通过这些结构发挥相应的功能，从而参与到生物体内的各种生命活动中。
生物大分子的结构与功能
生物大分子的结构与功能一、蛋白质1.1 蛋白质结构蛋白质是生物体中最健全的大分子，也是最为复杂的生物大分子之一。
蛋白质的结构分为四个层次，分别为：一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。
一级结构是指蛋白质的线性序列，由20种不同的氨基酸组成。
氨基酸以化学键的方式组合在一起，形成肽链，其中端点称为氨基端，在蛋白质的左侧，C端则在右侧。
二级结构是指蛋白质中肽键形成的局部空间构型。
通常情况下，二级结构分为α-螺旋、β-折叠片和无规卷曲等形式。
其中，α-螺旋是指肽链在一定的内部氢键作用下，形成了稳定的螺旋状结构，而β-折叠片是指肽链在一定的内部氢键作用下，呈现出折叠的形式。
三级结构是指蛋白质在空间中的立体构型。
当蛋白质的二级结构不断叠加后，最终形成了三维球的立体结构。
蛋白质的三级结构受到许多因素影响，包括静电吸引、水化作用、疏水作用等。
四级结构是指多种蛋白质互相组合的空间结构。
可以形成多种功能酶或蛋白质复合物。
例如，血红蛋白是由四个亚基组成的，每个亚基都包含一个单间蛋白质的三级结构。
1.2 蛋白质的功能蛋白质在生物体中承担了众多的生理功能，例如：①充当酶催化生化反应，例如蛋白质激酶和酯酶等。
②充当转运蛋白转运各种物质，例如铁蛋白和载脂蛋白等。
③充当激素促进生长和参与代谢过程，例如胰岛素和甲状腺激素。
④提供力学支持和结构稳定，例如胶原蛋白和肌肉蛋白等。
⑤参与免疫系统的反应，例如抗体和白蛋白等。
二、核酸2.1 核酸结构核酸包括DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）两种类型，它们都是以核苷酸作为基本组成单元的生物大分子。
核苷酸由五个碳糖、磷酸基团和氮碱基组成。
碳糖分为脱氧核糖和核糖两种类型。
脱氧核糖缺失氧原子，核糖则含有一个氧原子。
氮碱基包括腺嘌呤、胸腺嘧啶和鸟嘌呤等五种。
在DNA分子中，两个单链通过氢键结合形成双螺旋结构，形成了一条螺旋线，这是DNA分子最基本的形态。
DNA的氮碱基气候为A、C、G、T四种，其中，A和T通过两个氢键结合，C 和G通过三个氢键结合。
生物大分子结构与功能
氨基酸部分 多肽主链（main chain）：由肽键连接各氨基酸残基形成的
长链骨架 多肽侧链(side chain)：蛋白质多肽链中的各氨基酸侧链基团
NH
促甲状腺素释放激素(焦谷氨酰组氨酰脯酰胺)
3 多肽类抗生素
缬
鸟亮
D-苯丙
脯
短杆菌肽
脯
D-苯丙
亮
鸟
缬
4 小分子肽或寡肽 (30~100个氨基酸)
甜味剂——L天冬氨酰苯丙氨酰甲酯-人工合成2肽 促性腺激素释放激素 ——10肽
生长激素释放抑制激素 10肽 内皮素 21肽 心钠素 28肽 促肾上腺皮质释放激素 41肽 生长激素释放激素 44肽 甲状旁腺素 84肽 神经肽——P物质和脑啡肽 抗生素肽——短杆菌肽A，博莱霉素
英文名 Glycine Alanine Valine Leucine Isoleucine Phenylalanine Proline Tryptophan Serine Tyrosine Cysteine Methionine Asparagine Glutamine Threonine Aspartic acid Glutamic acid Lysine Arginine Histidine
H3C
S
Met
C H2
H CC
NH2
H2 CH
C
OH
COO-
极性中性氨基酸
OR
+
C NH3
C - OH
H
O
NH2
OH O
H2N
生物大分子的结构与功能
生物大分子的结构与功能生物大分子是生命体内最重要的分子之一，它们承担着许多生命活动中的重要角色。
生物大分子包括蛋白质、核酸、多糖和脂质等，它们在细胞内起着重要的结构和功能作用。
本文将重点介绍生物大分子的结构与功能，希望能为读者提供相关知识。
一、蛋白质蛋白质是构成生物体的最基本分子，它们负责构建细胞的结构，参与生物体的代谢和调节以及传递讯息等多种功能。
蛋白质的结构非常复杂，由氨基酸组成，不同的氨基酸序列构成了不同的蛋白质。
每个氨基酸都有自己的特性，当它们连接在一起形成蛋白质的时候，就会展现出各种各样的功能。
蛋白质的结构可以分为四级结构，即原生结构、二级结构、三级和四级结构。
其中原生结构是蛋白质在生理条件下的天然构象，具有最基本的结构，由氨基酸的序列决定；二级结构是由氢键及离子键构成的α-螺旋、β-折叠；三级结构是由多个二级结构单元相对位置的联系而成；四级结构是由多个多肽链组成的互相联系而成的特定的构象。
蛋白质的功能多种多样，比如酶蛋白质可以促进化学反应的发生，激素蛋白质可以调节生物体的代谢和生长，抗体蛋白质可以抵御外来病原体的侵袭，肌肉蛋白质可以使肌肉收缩等。
二、核酸核酸是生物体内的遗传物质，它携带了生物体所有的遗传信息。
DNA和RNA是两种最常见的核酸，它们都是由核苷酸单元构成。
核苷酸由糖、碱基和磷酸基团组成，核苷酸通过磷酸二酯键连接成为DNA和RNA的长链。
DNA是生物体内最重要的遗传物质，它构成了生物体的基因，携带了生物体所有的遗传信息。
DNA的结构是双螺旋结构，由两条互补的链构成。
每条链由磷酸基团和脱氧核糖组成，中间通过碱基连接在一起。
DNA的功能主要是存储遗传信息，通过复制和转录来传递遗传信息。
RNA是在细胞内起着多种功能的核酸类物质，包括mRNA、tRNA、rRNA等多种类型。
mRNA是由DNA模板合成的，它携带了DNA的遗传信息，参与蛋白质的合成过程；tRNA是一种转运RNA，它可以将氨基酸搬运到细胞内的核糖体上，参与蛋白质的合成过程；rRNA是一种结构RNA，它组成了细胞内的核糖体，参与蛋白质的合成过程。
生物大分子的结构与功能
生物大分子的结构与功能生物大分子是构成生物体的重要组成部分，包括蛋白质、核酸、多糖和脂质等。
它们具有复杂的结构和多样的功能，是维持生命活动的重要基础。
本文将从蛋白质、核酸、多糖和脂质四个方面探讨生物大分子的结构与功能。
一、蛋白质蛋白质是生物体内最为丰富的大分子，其结构与功能极为复杂。
蛋白质的结构主要由氨基酸组成，通过肽键相互连接形成多肽链，然后进一步折叠成特定的二、三维结构。
蛋白质的功能包括酶、结构蛋白、激素、抗体等，它们参与调节生物体的代谢、生长、发育、免疫等重要功能。
蛋白质的功能主要取决于其结构。
不同的蛋白质结构决定了其不同的功能。
酶是一类具有催化作用的蛋白质，其特定的结构可以与底物结合形成酶-底物复合物，从而促进化学反应的进行。
结构蛋白则是生物体内重要的支持结构，如肌肉中的肌动蛋白和骨架蛋白，它们赋予细胞和组织形态和机械支持。
激素和抗体则通过特定的结构与其他分子发生相互作用，调节生物体内的生理活动。
二、核酸核酸是生物体内负责储存和传递遗传信息的重要大分子，主要包括DNA和RNA。
核酸的结构是由核苷酸单元经磷酸二酯键连接而成的，形成长链状的分子。
核酸的功能主要是传递和复制遗传信息，参与蛋白质的合成过程。
DNA是生物体内最重要的遗传物质，其双螺旋的结构能够稳定地储存大量的遗传信息。
DNA通过转录形成RNA，再通过翻译合成蛋白质。
RNA分为mRNA、tRNA和rRNA三种，分别参与蛋白质合成的不同阶段。
mRNA将DNA中的遗传信息转录成RNA信息，tRNA将氨基酸带到核糖体上与mRNA配对，rRNA是核糖体的组成成分，参与蛋白质的合成过程。
三、多糖多糖是由多个单糖分子通过糖苷键连接而成的大分子，具有多样的结构和功能。
多糖在生物体内广泛存在，主要作为储能物质和结构支持物质。
淀粉是植物细胞贮存多糖，能够提供能量；纤维素是植物细胞壁的重要组成部分，赋予植物细胞机械支持和保护。
多糖的结构和功能密切相关。
生物大分子的结构与功能
生物大分子的结构与功能【摘要】我们生物体内存在着多种重要的大分子，包括核酸、蛋白质、多糖和脂质。
这些大分子在维持生命活动中发挥着关键的作用。
核酸作为遗传物质，负责传递遗传信息；蛋白质在代谢和结构方面起着重要作用；多糖是细胞壁和能量的主要来源；脂质则构建细胞膜，并参与信号传导等功能。
这些大分子之间的相互作用也至关重要。
了解生物大分子的结构与功能对于深入理解生命活动至关重要。
未来的研究需要进一步揭示生物大分子的复杂结构及其功能的调控机制，为生物医学、生物工程等领域的发展提供理论支持。
生物大分子的结构与功能直接关系到生物体的生存与发展，值得我们深入研究和探索。
【关键词】生物大分子、结构、功能、核酸、蛋白质、多糖、脂质、相互作用、重要性、未来研究方向、生物学、分子生物学、细胞生物学1. 引言1.1 生物大分子的结构与功能概述生物大分子是构成生物体的重要组成部分，包括核酸、蛋白质、多糖和脂质。
它们在生物体内发挥着各自独特的结构和功能。
核酸是生物体内储存遗传信息的重要分子，包括DNA和RNA。
蛋白质则是生物体内执行各种生物学功能的关键分子，如酶和结构蛋白。
多糖在生物体内起着能量储存和结构支持的作用。
而脂质则是生物体内细胞膜的主要成分，同时也起到能量储存和信号传导的功能。
生物大分子之间存在着复杂的相互作用，包括核酸与蛋白质之间的相互作用、脂质与蛋白质之间的相互作用等。
这些相互作用促使生物体内各种生命活动的进行，如DNA复制、蛋白质合成等。
研究生物大分子的结构与功能对于深入理解生命活动的机理具有重要意义。
未来的研究方向包括探讨生物大分子的结构与功能的更深层次的联系，以及寻找新的生物大分子间的相互作用。
生物大分子的结构与功能的研究不仅有助于揭示生命活动的奥秘，也有望为新药物的研发提供重要依据。
生物大分子的结构与功能的研究将继续在生命科学领域扮演重要角色。
2. 正文2.1 核酸的结构与功能核酸是生物体内非常重要的大分子，它们承载了遗传信息，调控了细胞的生命活动。
高中生物第一篇生物大分子的结构与功能
第一篇生物大分子的结构与功能授课日期班次教学内容第一章蛋白质的结构与功能绪论 5.5学时教学目的掌握：蛋白质的基本组成单位和平均含氮量，20种氨基酸的名称及三字母英文缩写符号，氨基酸的理化性质，蛋白质一级、二级、三级及四级结构的定义及维系的键，肽单元和蛋白质二级结构的主要类型，模体、结构域、亚基蛋白质等电点的定义，蛋白质变性的定义及影响因素，蛋白质沉淀及维持蛋白质胶体溶液的稳定因素。
熟悉：氨基酸的分类，肽的概念基本结构，蛋白质一级结构和空间结构与蛋白质功能之间的关系，氨基酸和蛋白质的紫外吸收作用，蛋白质的分离和纯化。
了解：生物活性肽，蛋白质的模序结构，分子病的定义。
教学方法多媒体结合板书本课内容的重点：1.蛋白质的氨基酸组成，2.肽和肽键，3.蛋白质的一、二、三、四级结构，4. 蛋白质分子结构与功能的关系，5.蛋白质的变性与变构。
本课内容的难点：1.蛋白质的空间结构，2.蛋白质的变构。
教学时间分配：（5.5学时）第一节蛋白质的分子组成（1学时）第二节蛋白质的分子结构（2学时）第三节蛋白质结构与功能的关系（1.5学时）第四节蛋白质的理化性质及其分离纯化（1学时）学生自学内容及要点：蛋白质分类，多肽链中氨基酸的序列分析、蛋白质空间结构测定。
课后小结：明确蛋白质的分子组成结构，理顺蛋白质结构与功能的关系，认识蛋白质的理化性质。
复习思考题：1．试述蛋白质的生理功能。
2．蛋白质的二级结构有哪些？3．结构域与超二级结构。
4．两性电离与等电点。
5．蛋白质变性与变构的比较。
6．多肽和蛋白质的区别。
7．维系蛋白质一级、二级、三级及四级结构的力。
8．胰岛素是不是属于具有四级结构的蛋白质？9．什么是蛋白质的别构作用？。
生物分子结构和功能
目录
细胞的结构
目录
生物大分子（Macromolecules）
由一定的基本结构单位，按一定的排列顺序和连接方式而形 成的多聚体，参与机体构成并发挥重要身体功能。
蛋白质
核酸
聚糖
目录
细胞的分子组成
目录
生物分子的功能
核酸：遗传信息的储存和传递 蛋白质：生命活动的载体，功能执行者，参与 几乎所有的生理活动 酶：生物体内催化剂 聚糖：参与生命活动 维生素：维系人体正常生命活动所必需的小分 子化合物，参与代谢途径
芳香族氨基酸
酸性氨基酸
碱性氨基酸
目录
(一)侧链含烃链的氨基酸属于非极性脂肪族 氨基酸
目录
(二)侧链有极性但不带电荷的氨基酸是极性 中性氨基酸
甲硫氨酸
目录
(三)侧链含芳香基团的氨基酸是芳香族氨基酸
目录
(四)侧链含负性解离基团的氨基酸是酸性氨基酸
目录
(五)侧链含正性解离基团的氨基酸属于碱性 氨基酸
代谢调节作用
免疫保护作用 物质的转运和存储 运动与支持作用 参与细胞间信息传递
3. 氧化供能
目录
组成蛋白质的元素 主要有C、H、O、N和 S。 有些蛋白质含有少量磷或金属元素铁、 铜、锌、锰、钴、钼，个别蛋白质还含有碘 。
目录
蛋白质元素组成的特点 各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％。 由于体内的含氮物质以蛋白质为主，因此，
目录
体内也存在若干不参与蛋白质合成但具有
重要生理作用的L-α-氨基酸，如参与合成尿素的
鸟氨酸（ornithine）、瓜氨酸（citrulline）和精氨
酸代琥珀酸（argininosuccinate）。
生物大分子的结构与功能
生物大分子的结构与功能生物大分子是组成生物体的基本分子，包括蛋白质、核酸、多糖和脂质等，它们构成生物体内的各种生命活动，发挥着重要的生物学功能。
1.蛋白质的结构与功能蛋白质是生物体内数量最多、功能最复杂的大分子，由氨基酸经缩合而成，具有多种复杂的三维结构和功能。
蛋白质的结构包括四级结构：1、一级结构：蛋白质的氨基酸序列。
2、二级结构：是即α-螺旋和β-折叠等，由氢键、疏水作用和疏水相互作用等稳定。
3、三级结构：由多个二级结构元件组成，由极性和非极性键、静电作用和疏水相互作用等稳定。
4、四级结构：由两个或两个以上的蛋白质亚单位缩合而成。
蛋白质的功能非常复杂，包括酶、转运蛋白、抗体、调节蛋白、结构蛋白等。
酶是催化化学反应的蛋白质，转运蛋白是负责物质转运的蛋白质，抗体是负责免疫的蛋白质，调节蛋白是负责调节基因表达的蛋白质，结构蛋白是构建细胞结构和器官的结构蛋白质。
核酸是生物体内贮存、表达和传递遗传信息的大分子，由核苷酸经缩合而成。
核酸的结构包括两种：DNA和RNA，其结构都由磷酸基团和核苷酸组成。
DNA是双螺旋结构，由四种不同的核苷酸基团经糖苷键缩合而成，以AT和GC两对互补碱基配对方式连接。
RNA结构比较单一，由单股链沿不同方向上的磷酸、核糖和氮碱基组成。
核酸的功能主要包括三种：遗传信息贮存、转写和翻译。
DNA的遗传信息贮存，通过转录转化成RNA之后，再通过翻译转化为蛋白质，实现生命活动。
多糖是由一种或多种单糖组成的大分子，广泛存在于生物体内，可分为结构多糖和功能多糖。
结构多糖为主导构建细胞和组织的结构分子，如纤维素、蛋白多糖和聚糖等，可提供强大的机械强度支撑；功能多糖包括能量储备物质、生物信号分子和免疫分子等，如淀粉、糖原和壳聚糖等。
多糖的生物功能与其结构密切相关，不同的多糖丰富多彩的生物活动。
脂质是由脂肪酸和酒精等分子组成的大分子，主要存在于细胞膜中，起着维持细胞膜完整性、保护细胞和构建细胞信仰的作用。
第一专题生物大分子的结构与功能
4 53 62
1
尿嘧 啶 uracil
O
NH
胞嘧啶 cytosine
NH 2
N
胸腺嘧 啶
thymO ine
CH3 NH
N
O
H
U
N
O
H
C
N
O
H
T
稀有碱基
除上述5种基本的碱基外，核 酸中还有一些含量甚少的碱 基，通常称为稀有碱基。稀 有碱基的种类很多，大部分 是上述碱基的甲基化产物。
N6,N6 -二甲基腺嘌呤：6 A
核酸是现代生物化学、分子生物学的重 要研究领域，是基因工程操作的核心分 子。
核酸的发现和研究工作进展
1868年 Fridrich Miescher从脓细胞中提取“核素” 1944年 Avery等人证实DNA是遗传物质 1953年 Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型 1966年 Nirenberg发现遗传密码 1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶;Sanger建立DNA测序方法 1981年 T.Cech发现了核酶 1985年 Mullis发明PCR 技术 1990年 美国启动人类基因组计划(HGP) 2019年 中国获准加入人类基因组计划
第一节 核酸的种类、分布和化学 组成
一、核酸的生物学功能 二、核酸的种类和分布 三、核酸的化学组成
一、核酸的生物学功
能
肺
炎
球
菌
or
转
化
and
实
验
复制 DNA
转录
逆转录
RNA
复制
翻译
蛋白质
生物学的中心法则
二、核酸的种类及分布
98%核中（染色体中）
自然科学知识：生物大分子的结构和功能
自然科学知识：生物大分子的结构和功能生物大分子是生命活动以及生物体机能维持所必不可少的分子，是生物学中最基础的研究对象之一。
其中包括DNA、RNA、蛋白质、糖类和脂类等多种分子。
这些分子的结构和功能对于理解生物体内的生化过程以及生命现象至关重要。
首先，我们来看下DNA和RNA这两种核酸分子。
DNA是一种巨大的分子，由四种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鳞状细胞鸟嘌呤）组成的长链状分子。
每种碱基与糖分子脱氧核糖通过共价键连接。
两根相互螺旋的DNA链之间用氢键连接在一起。
DNA的主要功能就是存储生命遗传信息，在生物复制和传递遗传信息时发挥重要作用。
RNA与DNA类似，也是由核苷酸组成，但与DNA相比，RNA分子较短，只有单链结构，同时糖分子为核糖。
RNA在细胞内可具有多种功能，如参与翻译过程，将DNA中的信息转化成蛋白质。
接下来，我们看一下蛋白质这种分子。
蛋白质可以说是生命体内最重要的分子，也是最多样化的大分子之一。
它由氨基酸基本单元组成，蛋白质的结构包括一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。
一级结构是蛋白质中氨基酸的线性序列，而二级结构形成了螺旋或折叠的结构。
三级结构是指二级结构和未折叠部分的空间构型。
最后，四级结构是几个不同的多肽链组成的蛋白质分子之间的相对位置关系和组织形式的描述。
蛋白质在生物体中的功能主要有两类：结构和代谢调控。
蛋白质的结构可以构成细胞墙、细胞器以及细胞内分子之间的桥梁，维护细胞的形态结构，是生物体内最为基础的功能。
其次，蛋白质还具有代谢调控的作用，参与维护细胞的代谢过程。
再看一下糖类这种分子。
糖类是由单体糖分子组成的大分子，是生物体内最主要的能源来源。
同时，一些糖类分子还具有结构支撑的功能，如纤维素就是一种支撑植物细胞壁的巨分子。
在生物体内，糖类分子主要通过酵素催化水解分解为简单糖，作为细胞内的能量来源。
最后，我们来看一下脂类这种分子。
脂质是由高级脂肪酸和甘油等简单分子组成的巨分子。
生物大分子的结构与功能
生物大分子的结构与功能生物大分子是构成生物体的基本单元，包括蛋白质、核酸、多糖和脂质。
它们的结构与功能密切相关，对维持生命活动起着重要作用。
一、蛋白质的结构与功能蛋白质是生物体内最基本的大分子，具有多种生物学功能。
其结构主要由氨基酸组成。
氨基酸通过肽键连接形成多肽链，不同的氨基酸序列决定蛋白质的结构和功能。
蛋白质具有四级结构：一级结构即由氨基酸序列确定的多肽链，二级结构包括α螺旋和β折叠，三级结构由多肽链在空间中的折叠和相互作用形成，四级结构是由多个多肽链相互作用形成的复合物。
蛋白质的功能多样，包括酶的催化作用、结构支持、免疫防御、信号传导等。
不同的蛋白质通过其独特的结构和氨基酸序列实现特定的功能。
二、核酸的结构与功能核酸是储存和传递遗传信息的生物大分子，包括DNA和RNA。
其结构由核苷酸组成，核苷酸由糖、碱基和磷酸组成。
DNA的结构为双螺旋，由两条互补的链通过碱基间的氢键相互结合而形成。
RNA的结构为单链或部分折叠。
核酸的功能主要是储存和传递遗传信息。
DNA是遗传物质，负责储存生物体的遗传信息，并通过遗传物质复制和转录来传递信息。
RNA则参与到蛋白质的合成过程中，起到信息传递的作用。
三、多糖的结构与功能多糖是由单糖分子通过糖苷键连接而成的生物大分子，主要包括淀粉、纤维素和糖类等。
多糖的结构和功能也具有多样性。
淀粉是植物体内主要的能量储存形式，其结构为α-D-葡萄糖分子通过糖苷键相互连接而成的螺旋状结构。
纤维素是植物细胞壁的主要组成成分，由β-D-葡萄糖分子通过糖苷键连接成纤维状的结构。
多糖还具有保护作用，如动物体内的肝素和海藻酸等。
它们通过与病原体或细胞表面的受体结合来发挥抗菌和抗病毒的功能。
四、脂质的结构与功能脂质是生物体内的一类疏水性生物分子，包括脂肪、磷脂和固醇等。
脂质不溶于水，主要在细胞膜中起到结构支持和生物垫层的作用。
脂肪由甘油和脂肪酸通过酯键连接而成，是生物体内重要的能量储存形式。
生物大分子的结构与功能
生物大分子的结构与功能生物大分子是生命体中非常重要的组成部分，包括蛋白质、核酸、多糖和脂质等。
它们在生物体内扮演着重要的结构和功能作用，是生命活动不可或缺的组成部分。
本文将重点介绍生物大分子的结构与功能，以及它们在生物体内的重要作用。
蛋白质是生物体中最重要的大分子之一，它们由氨基酸组成，是生物体内功能最为多样的有机分子。
蛋白质的结构非常复杂，包括了四级结构：一级结构是由氨基酸的序列决定的；二级结构是由氨基酸之间的氢键和其他相互作用引起的局部空间构象；三级结构是由氨基酸残基之间的氢键、离子键和其他相互作用引起的整体空间构象；四级结构是由多个多肽链相互作用所形成的大分子聚集体。
蛋白质有着多种功能，它们可以作为酶催化生物体内的化学反应，可以作为结构蛋白维持生物体的结构完整性，还可以作为激素、抗体、载体蛋白等发挥重要的生物学功能。
核酸是生物体内的另一种重要的大分子，包括DNA和RNA两种。
DNA是生物体内携带遗传信息的分子，它由脱氧核苷酸组成，而RNA则是DNA的转录产物，它具有多样的功能，包括信息传递、蛋白质合成和调控基因表达等。
DNA的结构是双螺旋结构，由磷酸、糖和碱基组成，其中碱基包括腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶四种。
RNA的结构比较多样，包括mRNA、tRNA、rRNA等不同类型，它们分别具有不同的功能。
核酸的功能主要是传递和储存遗传信息，还参与蛋白质合成和调控基因表达等重要生物学过程。
多糖是生物体内另一种重要的大分子，它们是由单糖分子通过糖苷键连接而成，包括淀粉、纤维素、糖原和果糖等多种类型。
多糖在生物体内具有多种功能，包括储存能量、提供结构支持、参与细胞信号传导和免疫反应等。
植物中的纤维素可以提供细胞壁的结构支持，同时也是人类食物中重要的纤维素来源；糖原在动物体内是重要的能量储存形式，它主要存在于肝脏和肌肉细胞内，可以在需要时被迅速分解为葡萄糖供给机体使用。
脂质是生物体内另一种重要的大分子，它们包括脂肪、磷脂和固醇等多种类型。
生物大分子的结构与功能
生物大分子的结构与功能1. 引言1.1 生物大分子的定义生物大分子是生物体内含量较大的分子，在生物界中存在着许多种类，如蛋白质、核酸、多糖和脂质等。
这些大分子在细胞中具有重要的生命功能，是构成生物体的基本单位。
生物大分子具有复杂的结构，通过特定的空间构型和化学成分，参与了细胞的生长、代谢、遗传等各项生命活动。
生物大分子的结构和功能之间存在着密切的联系。
不同种类的生物大分子在细胞内扮演着不同的角色，如蛋白质参与酶反应、传递信息和提供支持；核酸负责遗传信息的传递和蛋白质合成；多糖提供能量储备和结构支持；脂质构成细胞膜、维持细胞结构等。
这些大分子之间相互作用，共同维持了生物体内复杂而有序的生命活动。
生物大分子的研究对于解析生物体内的各种生命现象具有重要意义。
通过深入了解生物大分子的结构和功能，可以揭示生命活动的机理，从而为疾病治疗、新药开发和生物工程领域提供重要的理论基础和科学依据。
生物大分子的研究将为人类对生命的认识提供更深入的理解，并有望带来许多新的科学突破和技术革新。
深入探索生物大分子的结构和功能，具有重要的科学意义和应用前景。
1.2 生物大分子的重要性生物大分子是构成生物体的重要组成部分，具有极其重要的功能和作用。
生物大分子包括蛋白质、核酸、多糖和脂质等，在维持生命活动、传递遗传信息、调节代谢等方面起着不可或缺的作用。
蛋白质是生物体内功能最为广泛的大分子之一，它们参与了广泛的生物学过程，包括酶催化、结构支持、运输、免疫和激素等。
蛋白质的种类和结构多样，可以根据其氨基酸序列和折叠方式不同而具有不同的功能。
核酸是存储和传递生物体遗传信息的重要分子，包括DNA和RNA。
DNA携带着遗传信息，而RNA在蛋白质合成过程中起着重要角色。
核酸的结构特异性决定了其在生物体内的功能。
多糖在生物体内具有储能、支持和保护等功能，包括淀粉、糖原和纤维素等。
它们在细胞结构和机能中发挥着重要作用。
脂质是生物体内重要的结构和代谢物质，包括脂肪、磷脂和固醇等。
01 生物大分子的结构和功能(蛋白质篇)
厦门大学2010生化
糖蛋白 是以蛋白质为主,在蛋白质多肽链骨架上共价
连接着寡糖链形成的生物大分子
浙江大学2010生化
免疫蛋白是 A.铁蛋白 B.糖蛋白 C.铜蛋白 D.核蛋白
寡糖与蛋白的O连接指与Ser或Thr的侧链羟 基O连接,N连接指----------------
如镰刀形红细胞贫血症系链N-端第6位氨基 酸残基由Glu→Val的结果。
再如糖尿病胰岛素分子病系胰岛素第24位 Phe →Leu。
分子病(molecular disease)：基因突变导致蛋白质的 一级结构改变，表现出生理功能的异常，使机体出 现病态现象。 如镰刀状红细胞贫血。
镰刀样红细胞性贫血 (Sickle cell anemia)
蛋白质二级结构与功能 蛋白质的超二级结构与结构域 蛋白质三级结构与功能 蛋白质四级结构与功能
蛋白质的分子结构包括
一级结构(primary structure)
二级结构(secondary structure) 高级
三级结构(tertiary structure)
结构
四级结构(quaternary structure)
总目录
第一篇 生物大分子的结构与功能 第二篇 生物信息的传递
浙江大学2010生化
描述蛋白质,核酸,脂类和糖类四种生物大分子 的主要功能和结构特征.
第一篇 生物大分子结构与功能
第一章 蛋白质的结构与功能 第二章 核酸的结构与功能
第一章 蛋白质的结构与功能
蛋白质的一级结构与功能的关系 蛋白质的空间结构与功能的关系
一、蛋白质一级结构与功能
（一）定义：
蛋白质的一级结构指多肽链中氨基酸残 基的排列顺序。
生物化学第篇生物大分子的结构与功能核酸
1H N
H
尿嘧啶
HOH2C5′ O OH
4′
1′
3′ 2′
OH OH 核尿苷糖
O
HN1
NH
H5 CO
HOH2C5′ O OH
4′
1′
3′ 2′
OH OH 假核尿苷糖（ψ）
2. 核苷酸(ribonucleotide)的结构与命名
核苷（脱氧核苷）和磷酸以磷酸酯键
连接形成核苷酸（脱氧核苷酸）。
N H 22
第二信使——cAMP cGTP
5´端
C
3. 核苷酸的连接
核苷酸之间以
磷酸二酯键连接形
A
成多核苷酸链，即
核酸。G3Fra bibliotek端5′端
二、核酸的一级结构
C
定义
核酸中核苷酸的排
列顺序。
A
由于核苷酸间的差
异主要是碱基不同，所
以也称为碱基序列。
G
3′端
书写方法
AGT GCT
5 P P P P P P OH 3
5 pApCpTpGpCpT-OH 3
5 A C T G C T 3
目录
第二节
DNA的空间结构与功能
Dimensional Structure and Function of DNA
• DNA的二级结构-双螺旋结构 – DNA双螺旋结构的研究背景和历史意义 – DNA双螺旋结构模型要点
• DNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装 – DNA的超螺旋结构 – 原核生物DNA的高级结构 – DNA在真核生物细胞核内的组装
RNA的成分
O
核苷酸：
H O P H OO
AMP, GMP, UMP, CMP O H 脱氧核苷酸：
生物大分子的结构与功能
生物大分子的结构与功能第一篇生物大分子的结构与功能第一章氨基酸和蛋白质一、组成蛋白质的20种氨基酸的分类１、非极性氨基酸包括：甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸２、极性氨基酸极性中性氨基酸：色氨酸、酪氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸酸性氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸碱性氨基酸：赖氨酸、精氨酸、组氨酸其中：属于芳香族氨基酸的是：色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸属于亚氨基酸的是：脯氨酸含硫氨基酸包括：半胱氨酸、蛋氨酸注意：在识记时能够只记第一个字，如碱性氨基酸包括：赖精组二、氨基酸的理化性质１、两性解离及等电点氨基酸分子中有游离的氨基和游离的羧基，能与酸或碱类物质结合成盐，故它是一种两性电解质。
在某一ＰＨ的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性，现在溶液的ＰＨ称为该氨基酸的等电点。
２、氨基酸的紫外吸取性质芳香族氨基酸在280nm波长邻近有最大的紫外吸取峰，由于大多数蛋白质含有这些氨基酸残基，氨基酸残基数与蛋白质含量成正比，故通过对280nm波长的紫外吸光度的测量可对蛋白质溶液进行定量分析。
３、茚三酮反应氨基酸的氨基与茚三酮水合物反应可生成蓝紫色化合物，此化合物最大吸取峰在570nm 波长处。
由于此吸取峰值的大小与氨基酸开释出的氨量成正比，因此可作为氨基酸定量分析方法。
三、肽两分子氨基酸可借一分子所含的氨基与另一分子所带的羧基脱去１分子水缩合成最简单的二肽。
二肽中游离的氨基和羧基连续借脱水作用缩合连成多肽。
10个以内氨基酸连接而成多肽称为寡肽；39个氨基酸残基组成的促肾上腺皮质激素称为多肽；51个氨基酸残基组成的胰岛素归为蛋白质。
多肽连中的自由氨基末端称为Ｎ端，自由羧基末端称为Ｃ端，命名从Ｎ端指向Ｃ端。
人体内存在许多具有生物活性的肽，重要的有：谷胱甘肽〔GSH〕：是由谷、半胱和甘氨酸组成的三肽。
半胱氨酸的巯基是该化合物的要紧功能基团。
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1.多磷酸核苷酸
NH2
N
N
O O- P
O-
O O- P
O-
O O- P
O-
NN OCH2 O
HH
H
H
OH OH 三磷酸腺苷 (ATPA) MP
ADP
ATP
2.环化核苷酸
O O CH
2
A (G)
HH
HO
H
OP
O OH
OH
cAMP(cGMP)的结构
3.辅酶类核苷酸
NAD+
NADP+
H3C H3C
P
P
P
P
腺嘌呤核苷 酸
（AMP）
鸟嘌呤核苷 酸
（GMP）
尿嘧啶核苷 酸
（UMP）
胞嘧啶核苷 酸
（CMP）
P
P
P
P
脱氧腺嘌呤核苷酸 脱氧鸟嘌呤核苷
（dAMP）
酸
（dGMP）
脱氧胸腺嘧啶核苷 酸 （dTMP）
脱氧胞嘧啶核苷酸 （dCMP）
（五）细胞内游离核苷酸及其衍 生物
多磷酸核苷酸 环化核苷酸 辅酶类核苷酸
（1） DNA分子由两条反向平行的 多核苷酸链构成双螺旋结构。两 条链围绕同一个“中心轴”形成 右手螺旋，螺旋表面有一条大沟 和一条小沟。
（2）嘌呤碱和嘧啶碱层叠于螺旋 内侧，碱基平面与纵轴垂直，碱 基之间的堆积距离为0.34nm 。磷 酸与脱氧核糖在外侧，彼此之间 通过磷酸二酯键连接，形成DNA的 骨架。糖环平面与中轴平行。
N N
N H
N
A
鸟嘌呤guanine
O
N NH
N H
N
NH 2
G
2. 嘧啶（Pyrimidine）
4 53 62
1
尿嘧 啶
uracil
O
NH
胞嘧啶 cytosine
NH 2
N
胸腺嘧 啶
thymO ine
CH3 NH
N
O
H
U
N
O
H
C
N
O
H
T
稀有碱基
除上述5种基本的碱基外，核 酸中还有一些含量甚少的碱 基，通常称为稀有碱基。稀 有碱基的种类很多，大部分 是上述碱基的甲基化产物。
组成核酸的戊糖有两种。DNA所含的糖为D2-脱氧核糖；RNA所含的糖则为D-核糖。
HOCH2 O OH HH
H
H
OH OH
D-核糖
Ribose
HOCH2 O OH HH
H
H
OH H
D-2-脱氧核糖
Deoxyribose
(二）碱 基
1. 嘌呤（Purine）
7
6
5
1
8
9
4
2
3
腺嘌呤 Adenine
NH 2
N6 ,N6 -二甲基腺嘌呤
（m62A）
（四）核苷酸
OH
腺嘌呤核苷酸（ AMP）
Adenosine monophosphate
鸟嘌呤核苷酸（GMP） 胞嘧啶核苷酸（CMP） 尿嘧啶核苷酸（UMP）
H
脱氧腺嘌呤核苷酸（dAMP）
Deoxyadenosine monophosphate
脱氧鸟嘌呤核苷酸（dGMP） 脱氧胞嘧啶核苷酸（dCMP） 脱氧胸腺嘧啶核苷酸
核酸分子中核苷 酸之间的共价键
5
3
3 -5 磷酸二酯键
5
3
一级结构表示法：结构式，线条式，字
母式
AT CGCT
5 P P P P P P OH 3
5 ´
3´
线条式
5 pApTpCpGpCpT-OH 3
结构
字母式
式
（二）DNA碱基组成的Chargaff规 则
Chargaff首先注意到DNA碱基组成的某些规律 性，在
N6,N6 -二甲基腺嘌呤：6 A
m2
（三）核苷
核苷 戊糖+碱基 糖与碱基之间的C-N键，称为C-N糖苷键
5’
4’
1’
3’ 2’
(OH)
5’
4’
1’
3’ 2’
(OH)
核酸中的各种核苷
NH2
OH
N
NN
N
NH2 N
OH N
NN HOCH2 O
HH
H2N N N
HO N
HO N
HOCH2 O
HOCH2 O
（三）DNA二级结构
——双螺旋结构
1. DNA双螺旋结构的研究背景
碱基组成分析 Chargaff 规则：[A] = [T] [G] [C]
碱基的理化数据分析 A-T、G-C以氢键配对较合理
DNA纤维的X-光衍射图谱 分析
2. DNA双螺旋结构模型要点
（Watson, Crick, 1953）
核糖体RNA （rRNA），占总RNA 80%。 转移RNA （ tRNA），占总RNA 1015%。
三、核酸的化学组成
核酸
核苷酸
核苷 磷酸
A、G、C、U 碱基 （RNA)
戊糖 核A(D、糖NGA（)、RCN、A）T 脱氧核糖（DNA）
元素组成： C H O N P
两类核酸的基本化学组成
（一）戊糖
规则 （三）DNA的二级结构 （四）DNA的三级结构
（一）DNA 一级结构
DNA的一级结构是由数量极其庞大的四种脱氧 核苷酸，dAMP,dGMP,dCMP,dTMP通过 3′5′-磷酸二酯键连接起来的线形或环形多核苷 酸链。 DNA分子中核苷酸的排列顺序叫做DNA的一 级结构，简称为碱基序列。 一级结构的走向规定为5´→3´。不同的DNA分 子具有不同的核苷酸排列顺序，因此携带有不 同的遗传信息
复制 DNA
转录
逆转录
RNA
复制
翻译
蛋白质
生物学的中心法则
二、核酸的种类及分布
98%核中（染色体中）
真核
脱氧核糖核酸
线粒体（mDNA） 核外
( DNA)
拟核
叶绿体（ctDNA）
原 核 核外：质粒（plasmid）
病毒：DNA病毒
核糖核 酸( RNA)
RNA主要存在于细胞质中，约占90%，少量存在于细胞 核。 RNA有三种：信使RNA（mRNA），占总RNA 5%。
１９５０年总结出DNA碱基组成的规律： 1. 同一生物的不同组织的DNA 2. 同一种生物DNA碱基组成不随生物体的年龄、
3. 几乎所有的DNA，无论种属来源如何，其腺嘌 呤摩尔含量与胸腺嘧啶摩尔含量相同［A］ = ［T］，鸟嘌呤摩尔含量与胞嘧啶摩尔含量相 同［G］ =［C］，总的嘌呤摩尔含量与总的嘧 啶摩尔含量相同［A］＋［G］=［C］＋［T］。
H2C
O
HCOH
HCOH
O PO OH
HCOH CH 3
N
N
CO
NH
N
C
O
O PO OH
NH2 N
N
N
CH 3 O
N
OH OH
Vit B2 FMN
FAD
AMP
第二节 核酸的分子结构
一、DNA的分子结构 二、RNA的分子结构
一、DNA的分子结构
（一）DNA 一级结构 （二）DNA碱基组成的Chargaff
HOCH2 O
HH
HH
HH
H
HH
HH
HH
H
OH OH
OH OH
OH OH
OH OH
腺嘌呤核苷 鸟嘌呤核苷 胞嘧啶核苷 尿嘧啶核苷
Adenosine Guanosine Cytidine
Uridine
几种稀有核苷
H
H H
5
H
H3C CH3
假尿嘧啶核 二氢尿嘧啶核苷
苷 （）
（DHU）
CH3
2′-O-甲 基腺 苷 (Am)
2. DNA双螺旋结构模型要点