生物化学1-PPT课件
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21
例
正常血红细胞 双凹圆碟形
22
镰刀型血红细胞
23
• 镰刀形红细胞贫血症是一种 “分子病”，即分子结构、 特别是蛋白质分子结构发生 遗传性变化而造成的病变， 是世界上最早发现的第一个 分子病，由此开创了疾病分 子生物学
血红蛋白： 由两条α链和两条β链构成的四聚体
正常型 ---Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Lys -β链 N 谷氨酸 镰刀型 ---Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Lys -β链 缬氨酸
核糖
DNA（脱氧核糖核酸）的基本 组成单位：
（4种） 脱氧核苷酸
A
腺嘌呤脱氧核苷酸 G
鸟嘌呤脱氧核苷酸
C 胞嘧啶脱氧核苷酸
T 胸腺嘧啶脱氧核苷酸
RNA的基本组成单位：
核糖核苷酸 （4种）
A
腺嘌呤核糖核苷酸
G 鸟嘌呤核糖核苷酸
C 胞嘧啶核糖核苷酸
U
尿嘧啶核糖核苷酸
Watson-Crick模型
N H3 H CH
+
CO 2
-源自文库
甘氨酸 Gly G
+ NH 3 HC
3
NH 3
+ -
CH3
CH
H 3C
C H C H H C O 2 C 2
3 + 3
CO 2 HC N H
C H H 3 C 2
C H C H C O 2
-
丙氨酸 Ala A
F
NH3+
+NH 3
F. Sanger
(1953, Cambridge U) Insulin 胰岛素 (A, B chains)
三、基因的复制、表达和调控
• DNA
安徽中医药高等专科学校
生物化学
Biochemistry
吴 剑
第一章 绪 论
什么是生物化学?
概念
生物化学是运用化学、生物 学等原理和方法研究生命的化学 组成，分子结构与功能、化学反 应过程以及遗传信息传递与表达 分子机制的一门学科。 从分子水平上研究生命现象 本质的科学
第一节 生物化学研究的主 要内容
1. 在温和条件下进行(由酶催化)；
2. 反应步骤繁多，但相互配合、有
条不紊、彼此协调，且逐步进行， 具有严格的顺序性；
3. 对内外环境具有高度的调节功能
和适应功能。
代谢的紊乱导致疾病
脂类代谢紊乱
脂肪肝
肥胖症
脂类代谢紊乱
高血脂症
动脉粥样 硬化
糖代谢紊乱 糖尿病是由多种病因引起以慢 性高血糖为特征的代谢紊乱。 高血糖是由于胰岛素分泌或作 用的缺陷而引起，导致碳水化 合物、脂肪、蛋白质代谢异常。
腺苷
• 远离腺苷的那个高能磷酸键相 当脆弱，水解时容易断裂。
ATP的水解
ATP为高能化合物，既 可储能，又可作为生命 活动的直接能源物质。
ATP与ADP的相互转化为新陈代谢提 供能量
细胞分裂 A-P~P~P+H2O
矿质离子 吸收
肌肉收缩
……
光合作用
能 量
酶 酶
能 量
呼吸作用
A-P~P＋Pi
新陈代谢的特点
新 陈 代 谢
异化作用
吸能反应 能量代谢 放能反应
生物大分子
分解代谢
物 质 代 谢
小分子
体内物质
环境物质
三大物质代谢及相互关系
糖类 脂质
蛋白质
环形代谢途径
乙酰CoA
由一系 列酶促 反应构 成的， 反应依 次形成 一个封 闭的环 形。
H2 O
NADH + H+
草酰乙酸 苹果酸
SHCoA
柠檬酸
H2 O H2 O
1953年,J.Watson和F.Crick 提出了著名的DNA双螺旋结构 模型
25岁
35岁
1962年沃森、克里克获得了诺贝尔医学和生理学奖
2.0 nm
小沟
大沟
单糖：葡萄糖，核糖 脂肪酸：十七碳饱和脂肪酸
20
研究的重点
• 生物大分子的结构与功能的关 系 • 特别是蛋白质和核酸 • 生命的物质基础 • 蛋白质生命的表现者 • 核酸生命的操纵者
中间代谢
●合成代谢、同化作用：生物体从环 境中摄取物质，经一系列的化学变化 转变为自身的物质的过程称为同化作 用。同化作用消耗能量。 ●分解代谢、异化作用：生物体内组 织和外源性营养物质经一系列化学反 应，最终变成排泄物的过程。异化作 用产生能量。
环境物质
体内物质
合成代谢
同化作用
生物小分子
大分子
（极性）
（非极性）
• 卡洛斯· 布泽尔 • 卡玛尼
二、物质代谢、能量代谢及代谢 调节
• 生物体 新陈代谢 • 生命的基本特征之一 • 不断与外界环境进行物质交换 • 维持生物体的繁殖、生长、发 育、修补和自我更新
新陈代谢（metabolism)
• 生物体最显著的特征
• 能量代谢 物质代谢
• 消化吸收 中间代谢 排泄
第二类元素：包括S、P等。这 类元素也是组成生命体的基本元 素。 第三类元素：包括Fe、Cu等。 是主要的微量元素。 第四类元素：包括Al、As等。
构件分子
• 各元素构成30种小分子化合物 • 小分子化合物进一步组建构成 生物大分子。
基本生物分子（30种） 20种氨基酸（amino acid）： 含有氨基和羧基的一类有机化合物的 通称。
B-chain
V L H E S G A S S C L C S Y T S -OOC L S N V I C S S C S C Y L COON G Y E T E L Q K R P G A-chain T Y F F
V N Q H L C
G I V E Q
核苷酸
• 一类由嘌呤碱或嘧啶碱、核糖或脱氧 核糖以及磷酸三种物质组成的化合物。 戊糖与有机碱合成核苷,核苷与磷酸合 成核苷酸,4种核苷酸组成核酸。
H2 O
延胡索酸
FAD.2H
三 羧 酸 循 环
SHCoA
(顺乌头酸) 异柠檬酸
NADH + H+ CO
2
琥珀酸
GTP
SHCoA -酮戊二酸
NADH CO2 + H+
琥珀酰CoA
GDP + Pi
能量代谢
三磷酸腺苷
ATP
分子简式：A—P～P～P
三磷酸腺苷(ATP)的分子结构
A
P~ P ~P
ATP
• 一、生物体的化学组成 • 了解生物体的化学组成、结构 • 测定其含量和分布
生命的的共同“语言”——化 学
著名的诺贝尔奖获得者亚瑟· 肯 伯格（Arthur Kornberg）在哈 佛大学医学院建校100周年时说： “所有的生命体都有一个共同的 语言，这个语言就是化学。”
生命体的元素组成
在地球上存在的92种天然元素 中，只有28种元素在生物体内 被发现。 第一类元素：包括C、H、O和 N四种元素，是组成生命体最 基本的元素。这四种元素约占 了生物体总质量的99%以上。
例
正常血红细胞 双凹圆碟形
22
镰刀型血红细胞
23
• 镰刀形红细胞贫血症是一种 “分子病”，即分子结构、 特别是蛋白质分子结构发生 遗传性变化而造成的病变， 是世界上最早发现的第一个 分子病，由此开创了疾病分 子生物学
血红蛋白： 由两条α链和两条β链构成的四聚体
正常型 ---Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Lys -β链 N 谷氨酸 镰刀型 ---Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Lys -β链 缬氨酸
核糖
DNA（脱氧核糖核酸）的基本 组成单位：
（4种） 脱氧核苷酸
A
腺嘌呤脱氧核苷酸 G
鸟嘌呤脱氧核苷酸
C 胞嘧啶脱氧核苷酸
T 胸腺嘧啶脱氧核苷酸
RNA的基本组成单位：
核糖核苷酸 （4种）
A
腺嘌呤核糖核苷酸
G 鸟嘌呤核糖核苷酸
C 胞嘧啶核糖核苷酸
U
尿嘧啶核糖核苷酸
Watson-Crick模型
N H3 H CH
+
CO 2
-源自文库
甘氨酸 Gly G
+ NH 3 HC
3
NH 3
+ -
CH3
CH
H 3C
C H C H H C O 2 C 2
3 + 3
CO 2 HC N H
C H H 3 C 2
C H C H C O 2
-
丙氨酸 Ala A
F
NH3+
+NH 3
F. Sanger
(1953, Cambridge U) Insulin 胰岛素 (A, B chains)
三、基因的复制、表达和调控
• DNA
安徽中医药高等专科学校
生物化学
Biochemistry
吴 剑
第一章 绪 论
什么是生物化学?
概念
生物化学是运用化学、生物 学等原理和方法研究生命的化学 组成，分子结构与功能、化学反 应过程以及遗传信息传递与表达 分子机制的一门学科。 从分子水平上研究生命现象 本质的科学
第一节 生物化学研究的主 要内容
1. 在温和条件下进行(由酶催化)；
2. 反应步骤繁多，但相互配合、有
条不紊、彼此协调，且逐步进行， 具有严格的顺序性；
3. 对内外环境具有高度的调节功能
和适应功能。
代谢的紊乱导致疾病
脂类代谢紊乱
脂肪肝
肥胖症
脂类代谢紊乱
高血脂症
动脉粥样 硬化
糖代谢紊乱 糖尿病是由多种病因引起以慢 性高血糖为特征的代谢紊乱。 高血糖是由于胰岛素分泌或作 用的缺陷而引起，导致碳水化 合物、脂肪、蛋白质代谢异常。
腺苷
• 远离腺苷的那个高能磷酸键相 当脆弱，水解时容易断裂。
ATP的水解
ATP为高能化合物，既 可储能，又可作为生命 活动的直接能源物质。
ATP与ADP的相互转化为新陈代谢提 供能量
细胞分裂 A-P~P~P+H2O
矿质离子 吸收
肌肉收缩
……
光合作用
能 量
酶 酶
能 量
呼吸作用
A-P~P＋Pi
新陈代谢的特点
新 陈 代 谢
异化作用
吸能反应 能量代谢 放能反应
生物大分子
分解代谢
物 质 代 谢
小分子
体内物质
环境物质
三大物质代谢及相互关系
糖类 脂质
蛋白质
环形代谢途径
乙酰CoA
由一系 列酶促 反应构 成的， 反应依 次形成 一个封 闭的环 形。
H2 O
NADH + H+
草酰乙酸 苹果酸
SHCoA
柠檬酸
H2 O H2 O
1953年,J.Watson和F.Crick 提出了著名的DNA双螺旋结构 模型
25岁
35岁
1962年沃森、克里克获得了诺贝尔医学和生理学奖
2.0 nm
小沟
大沟
单糖：葡萄糖，核糖 脂肪酸：十七碳饱和脂肪酸
20
研究的重点
• 生物大分子的结构与功能的关 系 • 特别是蛋白质和核酸 • 生命的物质基础 • 蛋白质生命的表现者 • 核酸生命的操纵者
中间代谢
●合成代谢、同化作用：生物体从环 境中摄取物质，经一系列的化学变化 转变为自身的物质的过程称为同化作 用。同化作用消耗能量。 ●分解代谢、异化作用：生物体内组 织和外源性营养物质经一系列化学反 应，最终变成排泄物的过程。异化作 用产生能量。
环境物质
体内物质
合成代谢
同化作用
生物小分子
大分子
（极性）
（非极性）
• 卡洛斯· 布泽尔 • 卡玛尼
二、物质代谢、能量代谢及代谢 调节
• 生物体 新陈代谢 • 生命的基本特征之一 • 不断与外界环境进行物质交换 • 维持生物体的繁殖、生长、发 育、修补和自我更新
新陈代谢（metabolism)
• 生物体最显著的特征
• 能量代谢 物质代谢
• 消化吸收 中间代谢 排泄
第二类元素：包括S、P等。这 类元素也是组成生命体的基本元 素。 第三类元素：包括Fe、Cu等。 是主要的微量元素。 第四类元素：包括Al、As等。
构件分子
• 各元素构成30种小分子化合物 • 小分子化合物进一步组建构成 生物大分子。
基本生物分子（30种） 20种氨基酸（amino acid）： 含有氨基和羧基的一类有机化合物的 通称。
B-chain
V L H E S G A S S C L C S Y T S -OOC L S N V I C S S C S C Y L COON G Y E T E L Q K R P G A-chain T Y F F
V N Q H L C
G I V E Q
核苷酸
• 一类由嘌呤碱或嘧啶碱、核糖或脱氧 核糖以及磷酸三种物质组成的化合物。 戊糖与有机碱合成核苷,核苷与磷酸合 成核苷酸,4种核苷酸组成核酸。
H2 O
延胡索酸
FAD.2H
三 羧 酸 循 环
SHCoA
(顺乌头酸) 异柠檬酸
NADH + H+ CO
2
琥珀酸
GTP
SHCoA -酮戊二酸
NADH CO2 + H+
琥珀酰CoA
GDP + Pi
能量代谢
三磷酸腺苷
ATP
分子简式：A—P～P～P
三磷酸腺苷(ATP)的分子结构
A
P~ P ~P
ATP
• 一、生物体的化学组成 • 了解生物体的化学组成、结构 • 测定其含量和分布
生命的的共同“语言”——化 学
著名的诺贝尔奖获得者亚瑟· 肯 伯格（Arthur Kornberg）在哈 佛大学医学院建校100周年时说： “所有的生命体都有一个共同的 语言，这个语言就是化学。”
生命体的元素组成
在地球上存在的92种天然元素 中，只有28种元素在生物体内 被发现。 第一类元素：包括C、H、O和 N四种元素，是组成生命体最 基本的元素。这四种元素约占 了生物体总质量的99%以上。