生命的化学基础33663 ppt课件.ppt
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生命的基本化学组成优秀课件
蛋白质是由20种氨基酸组成的生物大分子
氨基酸结构的共同特点 在于，在与羧基相连的 碳原子（-碳原子）上 都有一个氨基，另一个 R基。
不同氨基 酸其R基各不 相同，R基的 结构决定了20 种氨基酸的特 殊性质
NH
一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基脱水 缩合，形成肽键并生成二肽化合物。不同数目的 氨基酸以肽键顺序相连形成多肽，多肽形成蛋白 质分子的亚单位。
生命的基本化学组成
4.1 原子和分子——生命的化学基础
生物体的主要元素
生物具有多样性，但生物体的化学 组成基本相似
组成生物体的主要元素包括C、H、 O、N、，其中 C、H、O、N 4种元素占96%。
微量元素：铁、铜、锌、锰、钼、 钴、镍、镉、锡、硅、碘等。
DNA的碱基是 A、T、G、C， RNA的碱基是 A、U、G、C。
脱氧核糖核酸或核糖核酸
T
T
多个核糖核苷酸
以磷酸顺序相连
成长链的多核苷
酸分子，即成为
核酸的基本结构
T
DNA双螺旋结构
DNA分子是由两条脱氧 核糖核酸长链互以碱 基配对相连而成的螺 旋状双链分子； DNA 主要存在于细胞核内 的染色质中，线粒体 和叶绿体中也有，是 遗传信息的携带者。
▲ 组成脂类的基本单位：甘油和脂肪酸
一般常温下呈液态的称为油，这一类脂 肪酸的羟基多数为不饱和的，而呈固态或 者半固态的称为脂肪，其中脂肪酸的羟基 多数是饱和的。
中性脂肪(动物-fat)和油(植物-oil)
由甘油醇和脂肪 酸结合成的酯。
磷脂
• 又称磷酸甘油脂，与
脂肪不同之处在于甘 油的一个羟基不是与 脂肪酸结合成酯，而 是与磷酸及其衍生物 (如磷酸胆碱)结合， 形成卵磷脂
生命的化学基础
其它元素：Na，Fe，Mg，Mn，Zn，Cu， Cl，I 等数量少，但作用大。如很多金属元素是酶的辅助 因子。
偶然存在的元素：V、Mo、Li、F、Br、Si、As、 Sn、等
整理ppt
4
微量元素
Fe 氧的运送和酶的活性有关，缺少时，引起缺铁性贫血。 Cu 发生冠心病的主要原因，与酶的活性有关。 Zn 在青少年的发育生长，癌症等的发病和防治起有作用。 Mo （钼）与酶的活性、食道癌的发病率和防治有关。 I 缺碘产生地方性甲状腺肿，幼儿发生呆小症， Mn （锰）与酶的活性有关。 Co （钴）与酶的活性有关。青春期少女0.015mg/每日。 V （钒）软体动物富有钒；鱼体含量较低。
Mo2+
Mo2+
肽酶 酪氨酸酶、抗坏血酸氧化酶 肽酶 硝酸还原酶、黄嘌呤氧化酶
Ca2+
钙调素、肌动球蛋白、ATP酶
整理ppt
11
作用： – （1）对细胞的渗透压和PH起着重要作用 – （2）酶的活化因子和调节因子， Mg2+ ， Ca2+ – （3）合成有机物的原料PO4 3 -合成磷脂、核苷酸 – （4）动作电位、肌肉收缩等，Na+、K+、Ca2+
1、水和无机盐 2、糖类 3、脂类 4、蛋白质 5、核酸
整理ppt
2
一、元素组成
生命形式多样，但基本元素构成是基本一致的
% OC H N 人 65 18 10 8 杆菌 69 15 11 8
P S 其他 1.0 0.25 2.75 1.2 1.00 5.00
整理ppt
3
基本元素：C，H，O，N，S，P，K，Ca 等占人 体99.35%。
内环境稳定：PH值 – 生物生存3~8.5，各种生物、各种组织均有适宜的 PH范围，细胞中的离子有一定的缓冲能力。
偶然存在的元素：V、Mo、Li、F、Br、Si、As、 Sn、等
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4
微量元素
Fe 氧的运送和酶的活性有关，缺少时，引起缺铁性贫血。 Cu 发生冠心病的主要原因，与酶的活性有关。 Zn 在青少年的发育生长，癌症等的发病和防治起有作用。 Mo （钼）与酶的活性、食道癌的发病率和防治有关。 I 缺碘产生地方性甲状腺肿，幼儿发生呆小症， Mn （锰）与酶的活性有关。 Co （钴）与酶的活性有关。青春期少女0.015mg/每日。 V （钒）软体动物富有钒；鱼体含量较低。
Mo2+
Mo2+
肽酶 酪氨酸酶、抗坏血酸氧化酶 肽酶 硝酸还原酶、黄嘌呤氧化酶
Ca2+
钙调素、肌动球蛋白、ATP酶
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11
作用： – （1）对细胞的渗透压和PH起着重要作用 – （2）酶的活化因子和调节因子， Mg2+ ， Ca2+ – （3）合成有机物的原料PO4 3 -合成磷脂、核苷酸 – （4）动作电位、肌肉收缩等，Na+、K+、Ca2+
1、水和无机盐 2、糖类 3、脂类 4、蛋白质 5、核酸
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2
一、元素组成
生命形式多样，但基本元素构成是基本一致的
% OC H N 人 65 18 10 8 杆菌 69 15 11 8
P S 其他 1.0 0.25 2.75 1.2 1.00 5.00
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3
基本元素：C，H，O，N，S，P，K，Ca 等占人 体99.35%。
内环境稳定：PH值 – 生物生存3~8.5，各种生物、各种组织均有适宜的 PH范围，细胞中的离子有一定的缓冲能力。
1生命的化学基础.ppt
第一节
构成生命的元素
微量元素（14种）＜0.01%
Fe血红蛋白的重要成分
Mn，Zn一些酶的必要成分 I甲状腺素的必要成分
第一节
构成生命的元素
铬Cr—葡萄糖耐量因子（GFT）的必要成分，是胰岛素的 辅助因子，可增加胰岛素的效能，促进机体利用葡萄糖。 相当一部分Ⅱ型糖尿病（非胰岛素依赖型糖尿病）患者， 是因为铬摄入不足或利用不良，表现出糖尿病症。
一、糖 类 一、糖类
主要由C、H、O组成，其分子式通常以Cn(H2O)n表示，旧称 碳水化合物。
乳酸CH3CHOHCOOH 可写成C3(H2O)3 ，但不是糖； 而鼠李糖C6H12O5，脱氧核糖C5H10O4，但却是糖。
4
OH
OH
H
5 6
3
H
2
OH
CH2OH
有还原性
一、糖 类
2、寡糖：由2～10个单糖组成的聚糖，可以水解为 单糖。
单糖的半缩醛羟基与另一配体（可以是糖也可以是非糖）的 羟基缩合而成的化合物称为糖苷，其间的连接键称为糖苷键。
两个单糖通过糖苷键连接成双糖，三个单糖可以缩合为三糖。 常见的双糖有麦芽糖、乳糖、蔗糖。
OH O CH CH2OH 2OH CH2OH O OH OH O O O O O
CH 2OH O O CH 2OH CH 2OH O O
O
α-1,6-糖苷键
O CH 2OH CH 2O O O
CH 2
CH 2OH O O
O CH 2OH
O CH 2OH
O O
OH
O OH
α-1,4-糖苷键
还原性末端
二、脂 类 二、脂 类
2生命的化学基础
运甲状腺素蛋白Transthyretin, with four identical polypeptide subunits
胶原蛋白、血红蛋白
大猩猩 长臂猿
恒河猴
核酸
贮存遗传信息，控制蛋白质的 合成 脱氧核糖核酸（DNA）和核糖 核酸(RNA) 组成单位：核苷酸 DNA双螺旋结构
核苷酸
磷酸 戊糖
蛋白质三级结构：旋转区+折叠区
蛋白质三级结构: 多肽链 R基团间的相互作用
蛋白质四级结构: 由2或多条肽链组成，各 亚基之间形成键
Tertiary structure
Polypeptide (single subunit of transthyretin)
Quaternary structure
大分子
多糖 蛋白质 核酸
复合大分子
糖蛋白 糖脂
脂蛋白
Hydrocarbon Structures
主要官能团
羰基
羟基 醛基 酮基羧基 氨基来自 糖类单糖 二糖 多糖
单糖：葡萄糖、果糖
Glucose
Fructose
线型和环形葡萄糖
Figure 3.4C
Abbreviated structure
血糖：血液中的葡萄糖，浓度在激素作用下维持相对稳定
食物消化吸收
肝糖元分解
蛋白质、脂肪分解转化
分解提供能量
血糖
肝糖元、肌糖元贮备
转变为脂肪或氨基酸
二糖：蔗糖（葡萄糖＋果糖）
麦芽糖（葡萄糖＋葡萄糖）
Sucrose
Figure 3.5
Glucose
Glucose
Maltose
多糖：淀粉、糖原、纤维素
Starch granules in potato tuber cells
生命的化学基础 (2)[可修改版ppt]
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氨基酸
氨基
羧基
不同氨基酸
丙氨酸 缬氨酸 组氨酸 苯丙氨酸
蛋白质一级结构：多肽链的氨基酸顺序
蛋白质二级结构：α螺旋和β折叠
Primary structure
Amino acid
Secondary structure
Hydrogen bond
Alpha helix
Pleated sheet
Figure 3.15, 16
糖精 阿斯巴甜 糖精钠 蔗糖素
脂质
脂肪 磷脂、蜡和固醇
脂肪（fat）：甘油＋脂肪酸
磷脂(phospholipids)
胆碱
卵磷脂
质膜
胆碱
磷酸
极性头 部甘油脂肪 酸 Nhomakorabea磷
非极性尾
胆
脂
部
固
醇
膜脂质
固醇
固醇类激素
蛋白质
功能 组成单位：氨基酸 蛋白质一、二、三、四级结构
蛋白质功能
结构蛋白 收缩蛋白 贮藏蛋白 防御蛋白：抗体 转运蛋白 信号蛋白 酶
Glucose monomer
STARCH
Glycogen granules in muscle tissue
GLYCOGEN
Cellulose fibrils in Cellulose
a plant cell wall
molecules
Figure 3.7
CELLULOSE
纤维素
淀粉和糖原
不同糖的甜度比较
碱基
※ 戊糖
核糖核酸和脱氧核糖核酸
T T
T
※碱基
Sugar–phosphate backbone
5 end
Nitrogenous bases
讲生命的化学基础课件
RNA的角色
01
02
03
RNA转录
在DNA指导下，RNA通过 转录过程合成。
信使RNA
将DNA中的遗传信息转录 为RNA，作为蛋白质合成 的模板。
核糖体RNA
与核糖体蛋白质结合，参 与蛋白质的合成。
基因表达与调控
基因表达
基因表达是指基因经过转录、翻译等过程，将遗传信息转化为具有生物活性的蛋白质的过 程。
合成复杂氨基酸的过程。
蛋白质的分解
蛋白质的分解是指生物体内蛋白 质被分解为氨基酸和肽的过程，
这个过程伴随着能量的释放。
CHAPTER 05
生物氧化与能量转换
线粒体的结构和功能
线粒体是细胞中负责能量转换 的重要细胞器，具有双层膜结 构，内含多种酶和蛋白质。
线粒体的主要功能是进行氧化 磷酸化，将有机物氧化产生的 能量转化为ATP，为细胞提供 能量。
线粒体还参与其他代谢过程， 如脂肪酸氧化、酮体生成等。
电子传递链与ATP合成
电子传递链是线粒体内的一系列 酶复合物，负责传递电子并生成
ATP。
电子传递链中的复合物通过氧化 还原反应将电子从底物传递到氧
气，同时生成ATP。
电子传递链是细胞呼吸的ห้องสมุดไป่ตู้键过 程，为细胞提供能量。
氧化应激与抗氧化防御
氧化应激是指细胞内氧化与抗氧化平 衡失调，导致活性氧簇（ROS）过量 积累的现象。
激素的作用机制
激素通过与靶细胞表面的 受体结合，影响细胞内的 信号转导和基因表达，从 而调控代谢过程。
激素对代谢的影响
激素能够调节糖、脂肪和 蛋白质等物质的代谢过程 ，维持内环境的稳态。
CHAPTER 02
生命的遗传基础
《生命的化学》PPT课件
细胞的结构组成 【植物和许多原生生物
(protist)细胞壁的纤维素(cellulose )】
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20
昆虫和其它节肢动物(arthropod)外骨骼 (exoskeleton)的甲壳素(chitin)
单糖(Monosaccharides)
重要单糖 :
核糖(C5H10O5), 葡萄糖 (C6H12O6), 果糖(fructose ) 分类
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15
生物分子 中的部分 功能团
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16
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17
缩合反应(Condensation)
一般是脱水合成，常常会脱掉一分子水 (dehydration) 并形成一个新的化学键 (synthesis)
水解(Hydrolysis, Hydration)
与缩合反应相反，它是多聚物的断裂过 程：水分子的-OH和-H分别连接到水解 产物上
结构式(Structural formula) 表明了原子的排列和在分子内的连接
异构体(Isomers) 实验式相同结构式不同的分子
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13
甘露糖
山梨糖
?
Structural formula
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14
功能团
具有特定结构和功能的原子簇 特殊的化学特性是其独特的功能团的作 用，而不是某个原子的单独功能
蔗糖
半乳糖 乳糖
2个单糖分子通过脱水缩合将化学键联合在
一起形成二糖
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25
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麦芽糖
26
多糖(Polysaccharide)
由许许多多的单糖组成
直链淀粉
(a 和 b glucoses等)
《生命的化学基础》PPT课件
直链淀粉〔α-1，4糖苷键〕
〔1〕、直链淀粉(amylose) 含有1000个以上葡萄糖构造单位，每一个单位由a-1,4糖苷 键相连。
CH2OH
H H
OH
O
HH
HC
O
H OH
CH2OH
H OH
O OH H CH
HO
n
H OH
n>1000 a-1,4糖 苷 键
直链淀粉的形状并不是伸展状态的直链，而是有规律的卷曲 成螺旋状，每一螺旋圈约有 6个葡萄糖构造单位。螺旋中有 空穴，空穴正好允许碘分子进入其中，碘分子与淀粉之间形 成碘-淀粉复合物，从而改变了碘原来的颜色。
• 常量元素又称宏量元素，有11种。 它们共占人体总质量的99.25%。它 们是：O，C，H，N，Ca，P，S， K，Na，Cl，Mg
• 微量元素14种，它们是：〔Fe，F， Zn，Cu，V，Sn，Se，Mn，I， Mo，Cr，Co，Si，B)。必需的微量 元素在生物体内的作用很大。如碘缺 乏。
碘缺乏症
HO H H
H H O OH H OH H
H O O H H H H+ 为成能2、O A O醛为基H H二g 基酮可+ 者(〔基分N 是葡〔为H 同3 萄果醛)分O 糖糖糖异H H 〕〕和构O H H -，，酮体在所糖C C C，分以。其H O O 子单H H 区中糖别间按仅H 的功O H H 在，
OH H
OH H
OH H
OH H
五、多糖 (Trisaccharides)
多糖是由成百上千个单糖通过脱水合成而形成的多聚体。这些天然高分子化合 物，都是葡萄糖通过糖苷键相连而成的多聚体。 多糖分为两类：一类是营养储藏多糖，如：淀粉和糖原；
〔1〕、直链淀粉(amylose) 含有1000个以上葡萄糖构造单位，每一个单位由a-1,4糖苷 键相连。
CH2OH
H H
OH
O
HH
HC
O
H OH
CH2OH
H OH
O OH H CH
HO
n
H OH
n>1000 a-1,4糖 苷 键
直链淀粉的形状并不是伸展状态的直链，而是有规律的卷曲 成螺旋状，每一螺旋圈约有 6个葡萄糖构造单位。螺旋中有 空穴，空穴正好允许碘分子进入其中，碘分子与淀粉之间形 成碘-淀粉复合物，从而改变了碘原来的颜色。
• 常量元素又称宏量元素，有11种。 它们共占人体总质量的99.25%。它 们是：O，C，H，N，Ca，P，S， K，Na，Cl，Mg
• 微量元素14种，它们是：〔Fe，F， Zn，Cu，V，Sn，Se，Mn，I， Mo，Cr，Co，Si，B)。必需的微量 元素在生物体内的作用很大。如碘缺 乏。
碘缺乏症
HO H H
H H O OH H OH H
H O O H H H H+ 为成能2、O A O醛为基H H二g 基酮可+ 者(〔基分N 是葡〔为H 同3 萄果醛)分O 糖糖糖异H H 〕〕和构O H H -，，酮体在所糖C C C，分以。其H O O 子单H H 区中糖别间按仅H 的功O H H 在，
OH H
OH H
OH H
OH H
五、多糖 (Trisaccharides)
多糖是由成百上千个单糖通过脱水合成而形成的多聚体。这些天然高分子化合 物，都是葡萄糖通过糖苷键相连而成的多聚体。 多糖分为两类：一类是营养储藏多糖，如：淀粉和糖原；
普通生物学课件 生命的化学基础
类固醇是一类不同的脂质。它们的特点 是碳链折成4个环，3个六元环和1个五元环。 图2．9就是一种最常见的类固醇——胆固 醇的结构式。 胆固醇是细胞膜的重要成分，也是动 物体内合成其他类固醇的原料。动物的雌、 雄性激素都是类固醇。 有一些类固醇药物称为促蛋白合成类 固醇，是人工合成的类似雄性激素的药物。 它能促进肌肉发达，增强体力，常为一些 运动员所服用。这些药物有许多严重的副 作用，对身心两方面都有严重影响，为许 多体育组织所禁用。
葡萄糖和果糖都是由6个碳原子组成 的，称为己糖。存在于生物体内的单糖 还有由3、4、5和7个碳原子组成的，分 别称为丙糖、丁糖、戊糖和庚糖。其中 戊糖尤其重要，因为它们是组成核酸的 成分。 细胞中用作燃料分子的主要是葡萄 糖。葡萄糖和其他单糖也是细胞合成别 的有机分子(如氨基酸)的原料。细胞中的 单糖若不立即被利用则通常被合成为双 糖和多糖。
2．2．2 细胞利用少数种类小分子合成 许多种大分子
在生命现象中起着重要作用的分子都 是极其巨大的分子，称为大分子。 生物大分子可分为4大类：蛋白质、核 酸、多糖和脂质。这4类大分子中的前三类 都是多聚体。所谓多聚体，就是由相同或 相似的小分子组成的长链。组成多聚体的 小分子称为单体。细胞利用单体组成多聚 体。生物细胞中所合成的大分子种类极多， 仅蛋白质的种类就约有1012种。
• 脂质中最常见的是脂肪，脂肪是由甘油和脂肪酸 通过脱水合成而形成的。脂肪酸的羧基中的一 OH与甘油的羟基中的一H结合而失去一分子水， 于是甘油与脂肪酸之间形成酯键，便成为脂肪分 子：酯化，所以脂肪又叫甘油三酯或三酰基甘油。 脂肪中的3个酰基一般是不同的，来源于C16、 C18或其他脂肪酸。有双键的脂肪酸称为不饱和 脂肪酸，没有双键的则称为饱和脂肪酸。图2．8 是一种脂肪的结构式。其中一个脂肪酸是C16的， 另两个是C18的，一个有一个双键，另一个有两 个双键。双键的存在使得碳链弯曲，占的空间较 大：，所以含有双键的脂肪在常温下是液态，因 为其分子不能排列得太紧密。
普通生物学生命的化学基础优秀课件
磷脂是细胞内各种膜结构的重要成分。
（三）蛋白质(protein)—生命活动的主要承担者 1、一般特性
• 蛋白质属于生物大分子，在细胞和生物体的生命过程中起着 十分重要的作用。
(1)有些蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质 如：膜蛋白、毛发中的角蛋白、肌肉中的胶原蛋白等
结构蛋白
(2)有些有催化作用，如： 酶 (3)有些有运输作用，如 ：载体、血红蛋白 (4)有些有调节作用，
– 蛋白质（proein） – 核酸（nucleic acid） – 多糖（polysaccharide） – 脂质（lipid）
（一）糖类（carbohydrate）
❖ 糖：多羟基醛或多羟基酮称为糖 ❖ 组成：糖类是细胞中重要的有机物，糖分子含C、
H、O三种元素。 ❖ 功能：糖提供生命活动所需的能源，而且是重要
的中间代谢物，用来合成重要的生物大分子，构 成细胞的结构成分。 ❖ 分类：糖类包括小分子的单糖、双糖、三糖，以 及由单糖构成的大分子的多糖。
1. 单糖（monosaccharide）
有两种形式存在：即醛糖和酮糖。重要的 单糖有：
丙糖 如甘油醛和二羟丙酮。 戊糖 核糖、脱氧核糖、核酮糖、木糖和阿拉 伯糖。 己糖 葡萄糖、果糖、半乳质，没有水就没有生命，这是因为水有 许多特性：
• 水是极性分子，分子之间形成氢键，因而水有较强的 内聚力和表面张力；
• 水分子之间的氢键使水能缓和温度的变化；
• 冰比水密度低；
• 水是良好的溶剂，是生命系统中各种化学反应的理想 介质；
• 水能够电离。
（二）无机盐
在细胞中一般以离子状态存在，对细胞的渗透压和pH 值起着重要的调节作用：
葡萄糖 （glucose）
葡萄糖是细 胞内主要的 单糖， 是最重要的 能源物质。
（三）蛋白质(protein)—生命活动的主要承担者 1、一般特性
• 蛋白质属于生物大分子，在细胞和生物体的生命过程中起着 十分重要的作用。
(1)有些蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质 如：膜蛋白、毛发中的角蛋白、肌肉中的胶原蛋白等
结构蛋白
(2)有些有催化作用，如： 酶 (3)有些有运输作用，如 ：载体、血红蛋白 (4)有些有调节作用，
– 蛋白质（proein） – 核酸（nucleic acid） – 多糖（polysaccharide） – 脂质（lipid）
（一）糖类（carbohydrate）
❖ 糖：多羟基醛或多羟基酮称为糖 ❖ 组成：糖类是细胞中重要的有机物，糖分子含C、
H、O三种元素。 ❖ 功能：糖提供生命活动所需的能源，而且是重要
的中间代谢物，用来合成重要的生物大分子，构 成细胞的结构成分。 ❖ 分类：糖类包括小分子的单糖、双糖、三糖，以 及由单糖构成的大分子的多糖。
1. 单糖（monosaccharide）
有两种形式存在：即醛糖和酮糖。重要的 单糖有：
丙糖 如甘油醛和二羟丙酮。 戊糖 核糖、脱氧核糖、核酮糖、木糖和阿拉 伯糖。 己糖 葡萄糖、果糖、半乳质，没有水就没有生命，这是因为水有 许多特性：
• 水是极性分子，分子之间形成氢键，因而水有较强的 内聚力和表面张力；
• 水分子之间的氢键使水能缓和温度的变化；
• 冰比水密度低；
• 水是良好的溶剂，是生命系统中各种化学反应的理想 介质；
• 水能够电离。
（二）无机盐
在细胞中一般以离子状态存在，对细胞的渗透压和pH 值起着重要的调节作用：
葡萄糖 （glucose）
葡萄糖是细 胞内主要的 单糖， 是最重要的 能源物质。
大学化学第07章-生命化学基础1ppt课件
G
缬氨酸
丙氨酸 天冬氨酸 甘氨酸
U
7.4.2.3 基因的突变
☺ 由于DNA分子中发生碱基对
的增添、缺失或改变, 而引起 的DNA结构的改变, 叫做基因 突变。
蛋白质 正常 ↑
氨基酸 谷氨酸 ↑
mRNA GAA GUA
↑
DNA CTT 突变 GAA ──→ GTA
成与结构；7.3.4 结论 7.4 染色体、基因与遗传
7.4.1 染色体的组成与结构；7.4.2 基因与遗传信息
复习：228～245；预习：247～264； 习题：13.3, 13.9, 13.15, 13.16。
7.1 氨基酸、蛋白质与酶
COOH
7.1.1 氨基酸 (The Amino Acids) R C H
H OH OH H H
HO C C C C C
H H H OH O
D-核糖
HOCH2 O H
H
H
H
OH
O-核H 糖 OH
HOCH2 O H
H
H
H
OH
-脱氧O核H糖 H
H OHOHH OH H
H OHH H OH H
HO C C C C C C HO C C C C C C
H H H OHH OH
H H OHOHH OH
H OHOHH O H HO C C C C C C OH
H H H OH H
D-葡萄糖单糖分子失去一个水分子缩聚而成，如：
2葡萄糖→麦芽糖 + H2O
葡萄糖 + 果糖 → 蔗糖 + H2O
☺ 多糖：由n个单糖分子失去n-1个水分子后缩聚而成的多聚
体。多糖大多不溶于水，结构复杂。多糖又可以分为淀粉、 纤维素和糖原三种。它们都是葡萄糖的缩合物。
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淀粉的高级结构
糖类
天然淀粉由直链淀粉与支链组成。支链 淀粉是ᵃ-D-葡萄糖基以ᵃ-1,4-糖苷键连接的 多糖链。支链淀粉中除了ᵃ-1,4-糖苷键的糖 链外，还有ᵃ-1,6-糖苷键连接的分支。淀粉
2.1.4 化学反应是原子重组
• 化学反应并不能创造或破坏原子， 只能将原子重新组合，所以化学反
应是破坏已有的化学键，形成新的 化学键。
• 例如：氢分子和氧分子化合成水
•
胡萝卜素转化为维生素A
2.2 组成细胞的大分子
2.2.1 碳是组成细胞各种大分子的基础
碳最外层有4个电 子空位，极易形成 4个共价键 碳架结构排列和长 短决定了有机化合 物的基本性质。
-C=C-
卤代烃
卤素（-X）
-X（F，Cl，Br，I)
醇
羟基
-OH(脂肪族）
醚
醚键
-C-O-C-
酚
羟基（酚）
-OH(芳香族）
醛 酮 羧酸 胺 硝酸化合物
磺酸化合物
醛基 酮基 羧基 氨基 硝基
磺酸基
O -C-H
O -C-
羰基
O -C-OH
-NH2
-N=O OH
O -S-OH O
2.2.2 细胞利用少数种类小分子合成 多种大分子
所形成的共价键 • 极性共价键：电子的“共用”不是各占一半
• 第二，水分子间形成氢键
• 略带负电荷的一端（O） 与略带正电荷的一端（H) 相互吸引，形成一个较弱 的键——氢键
水的特性
第三，液体水的水分子具内聚力 第四，水分子之间的氢键使水能缓和温度的变化 第五，冰比水轻 第六，水是极好的溶剂 第七，水能电离
（2）其他寡糖 三糖、四糖等。如棉子糖。
双糖
• 重要的二糖包括蔗糖、麦芽糖、乳糖等
麦芽糖由两分子葡萄糖单体脱水缩合形成 蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖缩合形成 乳糖由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合而成
芽糖
两分子葡萄糖单体形成麦
3. 多糖
自然界中最多的糖类。有单糖分子缩合脱水而成。
淀粉 植物细胞中的储藏营养物。 糖原 动物细胞中储藏的多糖。 纤维素 植物细胞壁的主要成分。 几丁质、果胶等。
小分子 大分子 复合大分子
单糖
多糖 糖蛋白
氨基酸 蛋白质
糖脂
核苷酸
核酸
脂蛋白
脂类
（由小分子到大分子）
水解反应是脱水聚合反应的逆反应
合成大分子 （脱水聚合）
大分子分解 （水 解）
2.3 糖类
糖分子含C、H、O 3种元素，通常3者的比 例为1:2:1，一般化学通式为(CH2O)n 糖：多羟基醛或多羟基酮称为糖 糖类:单糖、双糖和多糖 糖的功能：糖是生物代谢反应的重要中 间代谢物，还可构成核酸和糖蛋白等重 要生物成分、糖又是生命活动的主要能 源
有机化合物的性质 取决于功能基团
这些功能基团几乎都 是极性基团。功能基 团的极性使得生物分 子具有亲水性，有利 于这些化合物稳定于 有大量水分子存在的 细胞中。
决定分子主要化学性质的特殊原子或基团----官能团
化合物
烷烃
官能团名称
碳-碳单键
官能团结构
-C-C-
烯烃
碳-碳双键
-C=C-
炔烃
碳-碳三键
原子之间怎样发生反应而形成化合物呢？
• 关键在于电子的共用或得失，也就是化 学键的形成。化学键基本上有两类：离 子键和共价键。
• 离子键：两个电荷符号相反的离子
•
彼此吸引而形成。
• 共价键：两个原子间共用一对或多对
•
电子而形成。生物大分子化学
•
键的主要形式。
2.1.3 水是细胞中不可缺少的物质
水对生物体非常重要
糖类
糖的生物功能
生物体结构成分 生物体内的主要能源物质 作为细胞识别的信号分子参与分子和细胞识别、细胞粘
附、糖复合物的定位和代谢等 在生物体内转化为其他物质 作为核酸的组分
1. 单糖
有两种形式存在：即醛糖和酮糖。 单糖通常含有3-7个碳原子，分别称为丙糖、丁
糖、戊糖、己糖和庚糖。
重要的单糖有：
普通生物学
第1篇 细胞
授课教师：李春丽
第二章 生命的化学基础
一、原子与分子 二、组成细胞的大分子 三、糖类 四、脂类 五、蛋白质 六、核酸
2.1 原子与分子
• 2.1.1生命需要约25种元素
• 元素是由原子组成的，原子是物质的最 小的单位
质子：正电
• 原子 中子：不带电
电子：负电
同位素：质子数与电子数相同，中子数 不同的原子。
丙糖 如甘油醛和二羟丙酮。 戊糖 核糖、脱氧核糖、核酮糖、木糖和阿拉伯糖。 己糖 葡萄糖、果糖、半乳糖、甘乳糖等。
单糖 重要的单糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、 核糖、脱氧核糖等
葡萄糖的结构
单糖可以通过O-糖苷键相互连接形成寡糖和多糖。
有少数几个单糖缩合而成的糖。
2Байду номын сангаас 寡糖
（1）双糖
如麦芽糖、蔗糖、纤维二糖、乳糖等。
2.3 糖类
学术定义
糖是多羟基醛、多羟基酮或其衍生物（aldehyde or ketone compounds with multiple hydroxyl groups）， 以及可以水解产生这些化合物的物质的总称。
糖类
糖的分类
广义的糖可分为简单糖类和糖复合物 （ glycoconjugates ）。前者包括单糖、寡糖 和多糖；后者包括糖与蛋白质、脂类等共价形 成的复合物。
同位素示踪：利用放射性同位素显示某 种原子在生物体内的来踪去迹称同位素 示踪
生物体的主要元素
生命必需的约25种元素 生物体的主要元素(大量元素) C、 H 、O、 N、 P、S、K、
Ca等，占99.35%，
其中C、H、O、N 4种元素占 96%。
微量元素：含量少于0.01%
2.1.2 化合物由元素组成
原子的各种基本粒子中，决定其化 学性质的是电子，最外层的电子数决定 着原子的化学性质。
• 化学键 • 离子键：原子间的电子得失或共用。 • 共价键：生物大分子化学键的主要形式
2.1.2 化合物由元素组成（P13)
原子的各种基本粒子中，决定其化 学性质的是电子，最外层的电子数决定 着原子的化学性质。
水占约生物体的 70％ 的重量 地球上生命起源于水中，陆生生物体内细胞
也生活在水环境中 水的性质影响生命活动，
如：溶解性质，酸碱度，pH 水的特性：水是极性分子、水分子间形成氢键、液体 水的水分子具内聚力、水分子之间的氢键使水能缓 和温度的变化、冰比水轻、水是极好的溶剂、水能 电离。
水的特性
• 第一，水是极性分子 • 电负性：一个原子拉住共用电子的力量 • 非极性共价键：电负性完全相同的原子