分子基础和基本概念.
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▪ 核酸是生物遗传的物质基础。 ▪ 核糖核酸(ribonucleic acid, RNA)
主要与信息的传递有关。 ▪ 脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid, DNA)
携带着控制细胞生命活动的全部信息。
核酸的化学组成
核苷酸 的组成
戊糖 碱基 磷酸
核酸的化学组成
核苷酸的组成
H
H
3 2
OH H 3
从单核苷酸到多核苷酸链
细胞的生物大分子
核酸 (nucleic acid)
• 种类： - 脱氧核糖核酸(DNA)
- 核糖核酸(RNA) - mRNA - rRNA - tRNA - snRNA,hnRNA
• 功能： - 遗传信息的贮存、传递和表达 - 催化功能
DNA与RNA在化学组成上的异同
细胞的化学与分子组成
Component of the cell
生物大分子
• 原生质 （biomacromolecule）
• 无机化合物
指蛋白质、核酸、酶等分子，
• 有机化合物 结构复杂，分子量巨大，分子中
蕴藏生命活动的信息，在生命机
体中执行多种重要的生物学功能。
细胞的生物大分子
（一）核酸 (nucleic acid)
Amino acid
氨基酸
HO
•
组成： – 两性化合物：两性电解质
α
H2N－C－C －OH
• 种类： – 非极性氨基酸
R
– 不带电荷的极性氨基酸
– 带正电荷的极性氨基酸
– 带负电荷的极性氨基酸
• 功能：
– 构建蛋白质分子：蛋白质结构单元
氨基酸的基本种类
名 称 英文缩写 名 称 英文缩写 名 称 英文缩写 名 称 英文缩写
H
N
7 CH
8
N
1
6 5
9
2 34
N
NH2 N
H N
7
8CH
9
N
嘌呤
鸟嘌呤
NH2
N
1
6 5
2 34
N
H N
7
8CH
9
N
腺嘌呤
O
O
NH2
4 5
N
3
61 2
N
嘧啶
4 5
N
3
ห้องสมุดไป่ตู้
4
H3C 5
N
3
61 2 O
N
61 2 O
N
4 5
N
3
61 2 O
N
尿嘧啶
胸腺嘧啶
胞嘧啶
4 5
N
3
6 1 2 碱基
N
OH
磷酸酯键
H
NH2
N
1
6 5
2 34
N
H N
7
8CH
9
N
O
N
1
6 5
2 34
NH2 N
H N
7
8CH
9
N
5 O－CH2
4 H
HO—P＝OH 3 O
O H 1
H 2 OH
5 O－CH2
4 H
HO—P＝OH 3 O
O H 1
H 2 OH
3,5-环化腺嘌呤 (cAMP)
3,5-环化鸟苷酸 (cGMP)
细胞的有机小分子
戊糖
碱基
O
OH
HOCH2
磷酸
H H
H H
D-核糖
D-2-脱氧核糖
O
OH
HOCH2
H H
H H
OH
OH
OH
H
核酸的化学组成
核苷酸的组成
戊糖
嘌呤
碱基
磷酸
嘧啶
腺嘌呤 (adenine, A) 鸟嘌呤 (guanine, G) 胞嘧啶 (cytosine, C) 胸腺嘧啶 (thymine, T) 尿嘧啶 (uracil, U)
细胞的有机小分子
monosaccharide
5
HOCH2 O
H
单糖 （CH2O）n
4 H H 3
H 1 OH
2
OH OH
• 种类： – 核糖和脱氧核糖 – 葡萄糖、半乳糖、 岩藻糖、甘露糖
• 功能： – 构成生物大分子 – 能源物质
核糖
5 HOCH2 O
H
4 H H 1
H 3 OH
OH 2 H
脱氧核糖
无机化合物 有机化合物
水（游离水、结合水）
无机盐 有机小分子
氨基酸 单糖 核苷酸 脂肪酸
有机大分子
核酸 蛋白质 多糖
酶 脂类
细胞的有机小分子
Component of the cell
• 种类： – 单糖 – 脂肪酸 – 氨基酸 – 核苷酸
• 功能： – 构建生物有机大分子物质 – 代谢中间产物 – 执行特定功能
丙氨酸 Ala 精氨酸 Arg 天冬酰胺 Asn 天冬氨酸 Asp 谷氨酸 Glu 甘氨酸 Gly 谷氨酰胺 Gln 半胱氨酸 Cys 組氨酸 His 亮氨酸 Leu 异亮氨酸 Ile 苯丙氨酸 Phe 赖氨酸 Lys 脯氨酸 Pro 蛋氨酸 Met 丝氨酸 Ser 苏氨酸 Thr 色氨酸 Trp 酪氨酸 Tyr 缬氨酸 Val
5 O＝P—OH OHH2C
H O
糖苷键
OH
4 H2O H
H
H 1 OH
H2O
3 2
OH OH
核糖
碱基
无机磷酸
核苷
核苷酸
NH2
O
O
O
HO—P— O—P— O—P—O
N
1
6 5
2 34
5 N OCH2 O
H N
7
8CH
9
N
4 H
H 1
OH
OH OH
H
H
3
2
OH OH
腺嘌呤三核苷酸(ATP)
环化核苷酸：cAMP & cGMP
细胞的有机小分子
Fatty acid
三酰甘 油
脂肪酸
• 特性： – 疏水长烃链+亲水羧基 – 双亲性分子 – 与其他分子共价结合
• 功能： – 构成生物膜 – 能源物质
硬脂酸 磷脂酰胆碱
细胞的有机小分子
nucleotide
核苷酸
• 组成： – 戊糖（核糖/脱氧核糖）、碱基(嘌呤/嘧啶)、磷酸 – 戊糖＋碱基→核苷＋磷酸→核苷酸
细胞分子基础和基本概念
• 细胞的化学与分子组成 • 细胞的形成和进化 • 原核细胞与真核细胞
细胞分子基础和基本概念
• 细胞的化学与分子组成 • 细胞的起源和进化 • 原核细胞与真核细胞
细胞的化学与分子组成
Component of the cell
原生质
• 原生质 • 无机化合物 • 有机化合物
（protoplasm）
构成生命机体的原始 生命物质。
C、H、O、N、
S、P、Cl、K、 Na、Ca、Mg、 Fe等
原生质
Cu、Zn、Mn、 Mo、Co、Cr、 Si、F、Br、I、 Li、Ba等
大量元素
微量元素
有机物
无机物
有机小分子 生物大分子 水
无机盐
细胞的化学与分子组成
Component of the cell
4 5
N
3
6 1 2 碱基
N
OH
磷酸酯键
H
5 O＝P—OH OHH2C
H O
糖苷键
OH
4 H2O H
H
H 1 OH
H2O
3 2
OH OH
核糖
碱基
无机磷酸
核苷
核苷酸
5 OH 5
O＝P—O H2C
H O
OH
4 H
H 1
H
H
3 2
O
H
极性分子
3,5-磷酸二酯键
5 O＝P—O H2C
H O
OH
4 H
H 1
• 种类： – 嘌呤核苷酸 – 嘧啶核苷酸
• 功能： – 构建核酸的基本结构单元 – 作为第二信号物质 – 作为生物催化剂
戊糖（核糖/脱氧核糖）
D-核糖
O
OH
HOCH2
H H
OH
H H
2’
OH
D-2-脱氧核糖
O
OH
HOCH2
H H
OH
H H
2’
H
含氮生物碱：碱基(base)
N
1
6 5
2 34
N
O
主要与信息的传递有关。 ▪ 脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid, DNA)
携带着控制细胞生命活动的全部信息。
核酸的化学组成
核苷酸 的组成
戊糖 碱基 磷酸
核酸的化学组成
核苷酸的组成
H
H
3 2
OH H 3
从单核苷酸到多核苷酸链
细胞的生物大分子
核酸 (nucleic acid)
• 种类： - 脱氧核糖核酸(DNA)
- 核糖核酸(RNA) - mRNA - rRNA - tRNA - snRNA,hnRNA
• 功能： - 遗传信息的贮存、传递和表达 - 催化功能
DNA与RNA在化学组成上的异同
细胞的化学与分子组成
Component of the cell
生物大分子
• 原生质 （biomacromolecule）
• 无机化合物
指蛋白质、核酸、酶等分子，
• 有机化合物 结构复杂，分子量巨大，分子中
蕴藏生命活动的信息，在生命机
体中执行多种重要的生物学功能。
细胞的生物大分子
（一）核酸 (nucleic acid)
Amino acid
氨基酸
HO
•
组成： – 两性化合物：两性电解质
α
H2N－C－C －OH
• 种类： – 非极性氨基酸
R
– 不带电荷的极性氨基酸
– 带正电荷的极性氨基酸
– 带负电荷的极性氨基酸
• 功能：
– 构建蛋白质分子：蛋白质结构单元
氨基酸的基本种类
名 称 英文缩写 名 称 英文缩写 名 称 英文缩写 名 称 英文缩写
H
N
7 CH
8
N
1
6 5
9
2 34
N
NH2 N
H N
7
8CH
9
N
嘌呤
鸟嘌呤
NH2
N
1
6 5
2 34
N
H N
7
8CH
9
N
腺嘌呤
O
O
NH2
4 5
N
3
61 2
N
嘧啶
4 5
N
3
ห้องสมุดไป่ตู้
4
H3C 5
N
3
61 2 O
N
61 2 O
N
4 5
N
3
61 2 O
N
尿嘧啶
胸腺嘧啶
胞嘧啶
4 5
N
3
6 1 2 碱基
N
OH
磷酸酯键
H
NH2
N
1
6 5
2 34
N
H N
7
8CH
9
N
O
N
1
6 5
2 34
NH2 N
H N
7
8CH
9
N
5 O－CH2
4 H
HO—P＝OH 3 O
O H 1
H 2 OH
5 O－CH2
4 H
HO—P＝OH 3 O
O H 1
H 2 OH
3,5-环化腺嘌呤 (cAMP)
3,5-环化鸟苷酸 (cGMP)
细胞的有机小分子
戊糖
碱基
O
OH
HOCH2
磷酸
H H
H H
D-核糖
D-2-脱氧核糖
O
OH
HOCH2
H H
H H
OH
OH
OH
H
核酸的化学组成
核苷酸的组成
戊糖
嘌呤
碱基
磷酸
嘧啶
腺嘌呤 (adenine, A) 鸟嘌呤 (guanine, G) 胞嘧啶 (cytosine, C) 胸腺嘧啶 (thymine, T) 尿嘧啶 (uracil, U)
细胞的有机小分子
monosaccharide
5
HOCH2 O
H
单糖 （CH2O）n
4 H H 3
H 1 OH
2
OH OH
• 种类： – 核糖和脱氧核糖 – 葡萄糖、半乳糖、 岩藻糖、甘露糖
• 功能： – 构成生物大分子 – 能源物质
核糖
5 HOCH2 O
H
4 H H 1
H 3 OH
OH 2 H
脱氧核糖
无机化合物 有机化合物
水（游离水、结合水）
无机盐 有机小分子
氨基酸 单糖 核苷酸 脂肪酸
有机大分子
核酸 蛋白质 多糖
酶 脂类
细胞的有机小分子
Component of the cell
• 种类： – 单糖 – 脂肪酸 – 氨基酸 – 核苷酸
• 功能： – 构建生物有机大分子物质 – 代谢中间产物 – 执行特定功能
丙氨酸 Ala 精氨酸 Arg 天冬酰胺 Asn 天冬氨酸 Asp 谷氨酸 Glu 甘氨酸 Gly 谷氨酰胺 Gln 半胱氨酸 Cys 組氨酸 His 亮氨酸 Leu 异亮氨酸 Ile 苯丙氨酸 Phe 赖氨酸 Lys 脯氨酸 Pro 蛋氨酸 Met 丝氨酸 Ser 苏氨酸 Thr 色氨酸 Trp 酪氨酸 Tyr 缬氨酸 Val
5 O＝P—OH OHH2C
H O
糖苷键
OH
4 H2O H
H
H 1 OH
H2O
3 2
OH OH
核糖
碱基
无机磷酸
核苷
核苷酸
NH2
O
O
O
HO—P— O—P— O—P—O
N
1
6 5
2 34
5 N OCH2 O
H N
7
8CH
9
N
4 H
H 1
OH
OH OH
H
H
3
2
OH OH
腺嘌呤三核苷酸(ATP)
环化核苷酸：cAMP & cGMP
细胞的有机小分子
Fatty acid
三酰甘 油
脂肪酸
• 特性： – 疏水长烃链+亲水羧基 – 双亲性分子 – 与其他分子共价结合
• 功能： – 构成生物膜 – 能源物质
硬脂酸 磷脂酰胆碱
细胞的有机小分子
nucleotide
核苷酸
• 组成： – 戊糖（核糖/脱氧核糖）、碱基(嘌呤/嘧啶)、磷酸 – 戊糖＋碱基→核苷＋磷酸→核苷酸
细胞分子基础和基本概念
• 细胞的化学与分子组成 • 细胞的形成和进化 • 原核细胞与真核细胞
细胞分子基础和基本概念
• 细胞的化学与分子组成 • 细胞的起源和进化 • 原核细胞与真核细胞
细胞的化学与分子组成
Component of the cell
原生质
• 原生质 • 无机化合物 • 有机化合物
（protoplasm）
构成生命机体的原始 生命物质。
C、H、O、N、
S、P、Cl、K、 Na、Ca、Mg、 Fe等
原生质
Cu、Zn、Mn、 Mo、Co、Cr、 Si、F、Br、I、 Li、Ba等
大量元素
微量元素
有机物
无机物
有机小分子 生物大分子 水
无机盐
细胞的化学与分子组成
Component of the cell
4 5
N
3
6 1 2 碱基
N
OH
磷酸酯键
H
5 O＝P—OH OHH2C
H O
糖苷键
OH
4 H2O H
H
H 1 OH
H2O
3 2
OH OH
核糖
碱基
无机磷酸
核苷
核苷酸
5 OH 5
O＝P—O H2C
H O
OH
4 H
H 1
H
H
3 2
O
H
极性分子
3,5-磷酸二酯键
5 O＝P—O H2C
H O
OH
4 H
H 1
• 种类： – 嘌呤核苷酸 – 嘧啶核苷酸
• 功能： – 构建核酸的基本结构单元 – 作为第二信号物质 – 作为生物催化剂
戊糖（核糖/脱氧核糖）
D-核糖
O
OH
HOCH2
H H
OH
H H
2’
OH
D-2-脱氧核糖
O
OH
HOCH2
H H
OH
H H
2’
H
含氮生物碱：碱基(base)
N
1
6 5
2 34
N
O