生命的起源与基本特征

dAMP dGMP dTMP dCMP
四种脱氧核苷酸
C,dC,dCM P 脱氧胞苷酸
核糖核苷酸(构成RNA)
A,AM P 腺苷酸
1’-腺嘌呤-核糖核苷-5’-磷 酸
S-A
A
S-G
G
S-U
U
S-C
C
四种核糖核苷
G,GM P 鸟苷酸
U,UM P 尿苷酸
P-S-A P-S-G P-S-U P-S-C
AMP GMP UMP CMP
烟草花叶病毒
镰刀型贫血症
血红蛋白
蛋白质的变性与变构。
➢蛋白质变性作用是物理或化学因素，使蛋白质分子空间结 构的破坏，从而引起蛋白质物理、化学性质的改变和生物活 性丧失的过程。
➢蛋白质变构调节是某些生理小分子与蛋白质生物学活性以 外的部位结合，使蛋白质生物活性发生改变。
血红蛋白的结构
氨基酸顺序
α-螺旋
维系三级结构的化学键: 氢键、二硫键外、各氨基酸 侧链之间形成的疏水键和离 子键等。
三级结构的组建模块
由二级结构组合成的 三级结构组件
主要存在于球状蛋白
超二级结构 β-α-β花式
α-环-α花式
β-发夹 (ββ花式)
αα花式
如 DNA结合蛋白
2 发夹花式
如Ca2+结合蛋白
α-角蛋白
• 存在于毛发、指甲、爪、角和鸟喙 • 由311-314个残基组成α-螺旋区段，N端与C
无机盐 新陈代谢的调节剂，维持渗透压，
pH
蛋白质
生命的第二大化合物 生命的表现者
核酸 生命的操纵者
糖 生命的能源物质
脂肪 生命的备用能源
ATP 生命的推动者
维生素 酶
（1）核苷酸和核酸
核酸
核酸是遗传物质,是细胞内控制生物性状发育的一 种重要的生物大分子。核酸是由许多单核苷酸通过 3’,5’-磷酸二酯键聚合而成的大分子聚合体即多聚核苷 酸。
肽键的形成
主
肽键
肽键
链
侧链
侧链
侧链
侧链
蛋白质组成与分类
• 元素组成：碳50%、氢7%、氧23%、氮
16%、硫0~3%、其他微量
• 平均含氮量：16%
– 蛋白质含量=蛋白氮×6.25
• 分类
– 按组成分：单纯蛋白、结合蛋白 – 单纯蛋白：完全由氨基酸构成的蛋
白质
• 清蛋白、球蛋白、谷蛋白、组蛋白
等
– 结合蛋白：蛋白质部分+非蛋白质部 分（辅助因子）
核苷与核苷酸
核苷
核苷酸
脱氧核糖核苷酸(构成DNA)
A,dA,dAM P 脱氧腺苷酸
G,dG,dGM P 脱氧鸟苷酸
1’-腺嘌呤-脱氧核糖核苷-5’-磷 酸
dS-A dA dS-G dG dS-T dT dS-C dC
四种脱氧核苷
T,dT,dTMP 脱氧胸苷酸
P-dS-A P-dS-G P-dS-T P-dS-C
多肽链（单体蛋白或亚基）
寡聚蛋白
酶（扩展）
酶是具有高度催化活性的蛋白质和RNA。
酶 高度的专一性
的 特
高效的催化能力
性 高度不稳定性
酶 的
单纯蛋白酶类
分 类
结合蛋白酶类:酶蛋白+辅基(非蛋白质)=全酶
（3） 糖类
1）化学分子通式： (CH2O) n，又称为碳水化合物 ①连接键：糖苷键
分类一：根据能否水解及水解的程度，糖类分为单糖、寡糖 （低聚糖）和多糖。 Ø单糖：不能被水解的最小单位，人体最典型的单糖是葡萄 糖、核糖、果糖、脱氧核糖； Ø寡糖：又称低聚糖，一般指少于10个单糖脱水缩合而成的 分子，如乳糖、蔗糖、麦芽糖； Ø多糖：构成生物体重要成分之一，一般由10个以上的单糖 分子脱水缩合而成，如糖原、淀粉、纤维素。 分类二：简单糖和复合糖 ➢寡糖或多糖通常与蛋白质或脂类连接，称为复合糖。
链内 二硫键
二硫键
B链
链间 二硫键
牛胰岛素 序列
核糖核酸酶序列
维系蛋白质三维结构的作用力
2. 蛋白质的二级结构
在一级结构的基础上借氢键在氨基酸残基之间 连接,使多肽链成为α螺旋或β折叠结构
β-折叠片
β-折叠片层的两种形式 1.同向平行 2.反向平行
3. 蛋白质的三级结构
蛋白质的三级结构是蛋 白质多肽链在二级结构基础 上，进一步螺旋折叠形成的 空间结构。
膜脂与贮脂
胆固醇
脂肪
类脂
X = 胆碱、乙醇胺、 丝氨酸、甘油
胆固醇: ①膜的成分之一 ②活性物质前体(激素,维生素D,胆汁酸等)
甘油三酯的分子结构
油酸 亚麻油酸
ω-3族多不饱和脂肪酸
• 主要包括三种脂肪酸：α-亚麻酸、DHA、 EPA。 由于能补脑，人们称之为脑黄金。
• ω-3多不饱和脂肪酸主要存在于深海鱼类、 鱼油等物质中,应多食此类食物 。
DNA和RNA的比较
类 别 核苷酸组成
核苷酸种类
结构 分布
功能
DNA
磷酸 脱氧核糖 碱基(A、G、C、T)
磷酸脱氧腺苷(dAMP) 磷酸脱氧鸟苷(dGMP) 磷酸脱氧胞苷(dCMP) 磷酸脱氧胸苷(dTMP)
RNA 磷酸
核糖
碱基(A、G、C、U)
磷酸腺苷(dAMP) 磷酸尿苷(dUMP) 磷酸胞苷(dCMP) 磷酸胸苷(dTMP)
直链淀粉 糖原
4. 脂肪酸与脂类
（1）脂肪酸：通式 CH3(CH2)nCOOH ①存在方式：体内脂肪酸少数以游离形式存在，大部 分存在于脂肪、磷脂等脂类中。 ②分类：按烃链中是否含双键，脂肪酸分为不饱和脂 肪酸和饱和脂肪酸两类。 ➢亚油酸和亚麻酸为不饱和脂肪酸，为人体所必需，但 人体不能合成，需从膳食中摄取，称为必需脂肪酸。 （2）脂肪：由1分子甘油和3分子脂肪酸所构成的中性 脂，亦称为甘油三酯。 （3）类脂：包括磷脂、糖脂及胆固醇等，参与细胞重 要功能活动。
微量元素缺乏的影响（了解）
重金属的来源及中毒的症状
https://baike.baidu.com/item/%E9%87%8D%E9%87%91%E5%B1%9E%E4% B8%AD%E6%AF%92/10904358
二、组成生命的化合物
生物体的 物质组成
无机物 有机物
水
生命的第一大化合物 生命存在的环境
NH2
N
6N
NH
N
腺嘌呤(adenine, A)
O
N
6
NH
2
NH
N
鸟嘌呤(guanine,
NH2
G)
嘧啶(pyrimidine，Py)
O
5 4 3N
612 NH
NH2
4N
2
NH
O
胞嘧啶(cytosine, C)
4 NH
2
NH
O
尿嘧啶(uracil, U)
O
H3C
4 5
NH
2
NH
O
胸腺嘧啶(thymine, T)
四种核糖核苷酸
C,CMP 胞苷酸
5´ 3´
核苷酸的连接方式:磷酸二酯键
Chargaff规则
P.A.Levene(1869-1940)的四核苷 酸假说:生物体含等量的四种核苷酸. 那么,DNA是类似于糖原和淀粉一样 的一种重复单元构成的多聚体,不可 能担任遗传物质角色的任务!
1946～50，Chargaff（查格夫）用 纸层析和紫外分光光度法测定不同来 源DNA中的碱基摩尔数，发现以下 关系,四核苷酸假说让位： 嘌呤（Pu）= 嘧啶（Py） 腺嘌呤（A）= 胸腺嘧啶（T） 鸟嘌呤（G）= 胞嘧啶（C）
核酸的化学组成
磷
酸
核糖
单 核 苷
戊
糖 脱氧核糖
酸
嘧 啶：Ｔ、Ｃ、Ｕ 含氮有机碱
（碱基） 嘌 呤：Ａ、Ｇ
磷酸
核苷酸是构成核酸的基本 单位
核糖核苷酸构成RNA 脱氧核糖核苷酸构成DNA 核苷酸由3种分子构成
①含氮碱基 ②戊糖 ③磷酸
嘌呤或嘧 啶碱
戊糖(核糖或脱 氧核糖)
核苷=戊糖-碱基 核苷酸=核苷-磷酸 嘌呤
氨基酸是组成蛋白质的基本单位， 共20余种。
非极性，脂肪族侧链氨基酸 极性，非电离侧链氨基酸
芳香族（苯环）侧链氨基酸 碱性电离侧链氨基酸 酸性电离侧链氨基酸
• 构成蛋白质的20
种氨基酸
–Gly 甘氨酸 –Ala 丙氨酸 –Val 缬氨酸 –Leu 亮氨酸 –Met 蛋氨酸 –Ile 异亮氨酸 –Ser 丝氨酸 –Thr 苏氨酸 –Cys 半胱氨酸 –Pro 脯氨酸 –Asn 天冬酰胺 –Gln 谷氨酰胺 –Phe 苯丙氨酸 –Tyr 酪氨酸 –Trp 色氨酸 –Lys 赖氨酸 –Arg 精氨酸 –His 组氨酸 –Asp 天冬氨酸 –Glu 谷氨酸
生物学功能
• 具有心血管保护作用,尤其是其抗心律失常作用,可 以有效降低心血管疾病的发病率和死亡率。其抗 心律失常的机制主要是通过调节离子通道来稳定 心肌细胞的电活动。
• ω-3多不饱和脂肪酸联合常规化疗药物对常见恶 性实体肿瘤有良好抑制作用, 具有协同化疗药物的 抗癌作用, 能提高化疗药物的抗癌效率。
• 腺嘌呤A • 鸟嘌呤G 嘧啶 • 胞嘧啶C • 胸腺嘧啶T • 尿嘧啶U
嘧啶碱
嘌呤碱
戊糖
HO CH2
OH HO CH2
OH
5´ O
O
4´
1´
3´ 2´
OH OH 核糖(ribose)
OH 脱氧核糖(deoxyribose)
嘌呤(purine，Pu)
N 7
8 9 NH
5 6 1N
43 2 N
永久性卷发（烫发）
α-角蛋白
还原
卷曲
氧化
将头发 盘卷
涂还原剂 （巯基物）
-S-S-还原 氢键断开
加热
除还原剂 涂氧化剂
新-S-S-形成 氢键形成
洗涤冷却
4. 蛋白质的四级结构
蛋白质的四级结构是由两条或多条具有 独立三级结构的肽链（亚基）相互作用聚合 而成的更复杂的空间结构。
多 聚 蛋 白 ： 病 毒 外 壳
氨基酸 氨基酸的结构通式
除脯氨酸外，每个氨基酸在其α碳原子上都含有
➢一个羧基（－COOH）
➢一个氨基（－NH2）
H
➢一个R基团（即侧链）
两
H2N —— C —— COOH 酸性羧基
碱性氨基
性 化 合
物
R
侧链基团
蛋白质的分子结构 相同或者不同的氨基酸，按照一定的排列 顺序，以特定的化学键方式连接，组成蛋 白质的基本结构
端连接非螺旋“帽子”结构
• 螺旋段的一级结构是7个残基的重复单位：
（a-b-c-d-e-f-g）n，其中a和d是非极性残基.
角蛋白α-螺旋
两条链左旋缠绕
细胞 中纤维丝 原纤维 原纤维丝
原纤维丝
两条链左旋缠绕 α-螺旋
原纤维
毛发的截面
•角蛋白α-螺旋间以S-S连接增加稳定性 •富含Ala、Val、Leu、Ile、Met、Phe，螺旋外侧伸出疏水性侧链 •硬角蛋白（甲、角等）比软角蛋白（毛发）有更多二硫键
口诀
六伴穷光蛋：硫、半、光、蛋→半胱、胱、蛋（甲硫）氨酸→含硫氨基 酸 酸谷天出门：酸、谷、天→谷氨酸、天冬氨酸→酸性氨基酸 死猪肝色脸：丝、组、甘、色→丝、组、甘、色氨酸→一碳单位来源的 氨基酸 只携一两钱：支、缬、异亮、亮→缬、异亮、亮氨酸→支链氨基酸 一本落色书：异、苯、酪、色、苏→异亮、苯丙、酪、色、苏氨酸→生 糖兼生酮 拣来精读之：碱、赖、精、组→赖氨酸、精氨酸、组氨酸→碱性氨基酸 芳香老本色：芳香、酪、苯、色→酪、苯丙、色氨酸→芳香族氨基酸 不抢甘肃来：脯、羟、甘、苏、赖→脯、羟脯、甘、苏、赖氨酸→不参 与转氨基的氨基酸
C 、H、O、N 90%, 主要元素
S、P、Na、K、Ca、Cl、Mg及Fe 12种 （常量元素/宏量元素）99.9%
微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co、Cr、Se、Cd、I、 Ba、Rb、Ti等
大量元素 微量元素
M
必需微量元素有16种，即铁、铜、锌、钴、锰、铬、硒、碘、镍、氟、 钥、钒、锡、硅、锶、硼
包括二硫键的位置。
组成蛋白质的氨基酸之间, 通过1个氨基酸
的羧基与另1个氨基酸的氨基脱去1分子水形成的肽 键（peptide bond）相连 。
肽与肽键 丝氨酰-甘氨酰-酪氨酰-甘氨酰-亮氨酸(五肽)
氨基端(N端)
羧基端(C端)
主干链: N-C-C-N-C-C-N-C-C-N-C-C-N-C-C
A链
第一章
生命的起源与基本特征
-------组成生命的元素与化合物
重点难点
掌握 生命的基本特征，中心法则 ，新陈代谢、同化作用、异化作 用、生长、发育、生殖遗传、变异的概念, 组成生命的化合 物。
熟悉 生命的起源过程。
了解 组成生命的化学元素。
第一节
组成生命的元素与化合物
一、组成生命的元素
细胞是生命体结构和功能的基本单位 构成细胞（生命）物质称——原生质（protoplasm）
• 糖蛋白、脂蛋白、核蛋白、磷蛋白、
血红素蛋白、黄素蛋白等
蛋白质的形状和功能
纤维蛋白：角蛋白 外形
球形蛋白：酶蛋白，免疫球蛋白 结构蛋白：肌球蛋白 调节蛋白：胰岛素 转运蛋白：血红蛋白 功能 收缩蛋白：肌动蛋白，肌球蛋白 抗体蛋白：免疫球蛋白 催化蛋白：蛋白酶
1．蛋白质的一级结构 指蛋白质中共价连接的氨基酸残基的排列顺序,
双链
单链或 假双链
主要分布于 细胞核中 储存，复制
和传递遗 传信息
主要分布于 传递遗
源自文库
细胞质中
传信息
（2） 氨基酸和蛋白质
蛋白质是构成细胞的主要成分，占细胞干重 的一半以上。 （一）蛋白质的化学组成 主要元素：C H O N 及少量S （二）蛋白质的分子结构
蛋白质的分子结构是以氨基酸通过肽键连接 而成的多肽链为基础。