化学与生命科学优秀课件.ppt

化学与生命科学第1页，本讲稿共22页Chemistry is a key of science 天 道 酬 勤第2页，本讲稿共22页化学与人类文明化学与人类文明西安交通大学理学院西安交通大学理学院 唐玉海唐玉海029-82655399029-826553991311910809313119108093第3页，本讲稿共22页一一 教学目的教学目的 了解化学与生命科学和维系生命的基础物质了解化学与生命科学和维系生命的基础物质二二 教学内容教学内容 1.构成生命的基本物质构成生命的基本物质 2.基因与遗传信息基因与遗传信息 3.仿生化学仿生化学 4.生命的起源生命的起源 5.基因工程基因工程三三 教学时数教学时数 56学时学时第4页，本讲稿共22页一一 构成生命的最基本物质构成生命的最基本物质 生命科学是生物学、化学、物理学、数学、医学、环生命科学是生物学、化学、物理学、数学、医学、环境科学学科之间相互渗透形成的交叉学科。生命科学的境科学学科之间相互渗透形成的交叉学科。生命科学的研究在解决粮食、能源、人体健康等社会主要问题中有研究在解决粮食、能源、人体健康等社会主要问题中有重要的作用重要的作用1.蛋白质蛋白质 20种氨基酸种氨基酸氨基酸的结构通式氨基酸的结构通式 第5页，本讲稿共22页 20种氨基酸种氨基酸 表表 中文名中文名英文名英文名(三字符三字符)R基基团团的的结结构构甘氨酸甘氨酸Glycine(Gly)H丙氨酸丙氨酸Alanine(Ala)CH3丝丝氨酸氨酸Serine(Ser)CH2OH半胱氨酸半胱氨酸Gysteine(Gys)CH2SH苏苏氨酸氨酸Threonine(Thr)CH（OH）CH3缬缬氨酸氨酸Valine(Val)亮氨酸亮氨酸Leucine(Leu)异亮氨酸异亮氨酸Ieoleucine(Ile)蛋氨酸蛋氨酸Methionine(Met)苯丙氨酸苯丙氨酸Phenylanine(Phe)酪氨酸酪氨酸Tyrosine(Tyr)第6页，本讲稿共22页 色氨酸色氨酸 Tyrptophane(Trp)天冬氨酸天冬氨酸Aspartic acid(Asp)天冬天冬酰酰胺胺Asparagine(Asn)CH2CONH2谷氨酸谷氨酸Glutamic acid(Glu)谷氨谷氨酰酰胺胺Glutamine(Gln)赖赖氨酸氨酸Lysine(Lys)精氨酸精氨酸Arginine(Arg)组组氨酸氨酸Histidine(His)脯氨酸脯氨酸Proline(Pro)20种氨基酸种氨基酸 表（续）表（续）第7页，本讲稿共22页肽和肽键肽和肽键Gly Gly Gly-Gly 肽键与二肽的形成肽键与二肽的形成第8页，本讲稿共22页 蛋白质的结构蛋白质的结构第9页，本讲稿共22页2.核酸核酸 DNA和和RNA的基本化学组成的基本化学组成 核酸核酸核苷酸核苷酸碱基碱基戊糖戊糖 酸酸DNA腺腺嘌嘌呤脱氧核苷酸呤脱氧核苷酸鸟鸟嘌嘌呤脱氧核苷酸呤脱氧核苷酸胸腺胸腺嘧啶嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸胞胞嘧啶嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸腺腺嘌嘌呤（呤（A）鸟鸟嘌嘌呤（呤（G）胸腺胸腺嘧啶嘧啶（T）胞胞嘧啶嘧啶（C）脱脱 氧氧 核核 糖糖 磷酸磷酸RNA腺腺嘌嘌呤核苷酸呤核苷酸鸟鸟嘌嘌呤核苷酸呤核苷酸尿尿嘧啶嘧啶核苷酸核苷酸胞胞嘧啶嘧啶核苷酸核苷酸腺腺嘌嘌呤（呤（A）鸟鸟嘌嘌呤（呤（G）尿尿嘧啶嘧啶（U）胞胞嘧啶嘧啶（C）核核糖糖 磷酸磷酸第10页，本讲稿共22页组成核酸的戊糖与碱基的结构组成核酸的戊糖与碱基的结构 脱氧核糖:R=H 腺嘌呤(Adenine)鸟嘌呤(Guanine)胞嘧啶(Cytosine)胸腺嘧啶(Thymine)尿嘧啶(Urocil)第11页，本讲稿共22页 核苷酸的结构核苷酸的结构 3-胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 5-腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸第12页，本讲稿共22页核苷的连接核苷的连接DNA分子中多核苷酸链的一个片段分子中多核苷酸链的一个片段 第13页，本讲稿共22页 DNA双螺旋双螺旋结构第14页，本讲稿共22页二二 基因与遗传信息基因与遗传信息1.基因的本质基因的本质 基因是具有遗传功能的单元。一个基因是基因是具有遗传功能的单元。一个基因是DNA片断中片断中 核苷酸特定序列核苷酸特定序列，此序列载有某些特定蛋白质的遗传，此序列载有某些特定蛋白质的遗传 信息。信息。基因是染色体上呈直线排列的遗传单位。人有基因是染色体上呈直线排列的遗传单位。人有46条染色体，条染色体，大约含有大约含有30亿个碱基对，相当于亿个碱基对，相当于100万个基因。万个基因。2.遗传信息遗传信息 DNA是遗传物质的载体，故亲代是遗传物质的载体，故亲代DNA必须以自身分子为模板准必须以自身分子为模板准确地复制成两个拷贝，并分配到两个分子细胞中去，完成其确地复制成两个拷贝，并分配到两个分子细胞中去，完成其遗传信息载体的使命。遗传信息载体的使命。第15页，本讲稿共22页 DNA半保留式复制示意图半保留式复制示意图第16页，本讲稿共22页3.基因的表达与调控基因的表达与调控第17页，本讲稿共22页“中心法则中心法则”示意图示意图第18页，本讲稿共22页三三 仿生化学仿生化学模拟生命过程的化学被称为“仿生化学”1.酶酶 酶促反应的三大特点酶促反应的三大特点 高效率高效率 高度专一性高度专一性 反应条件温和反应条件温和2.生物合成与生物转化生物合成与生物转化3.模拟酶模拟酶4.生物固氮与化学模拟固氮生物固氮与化学模拟固氮第19页，本讲稿共22页5.光合作用光合作用结论结论 万物生长靠太阳！万物生长靠太阳！第20页，本讲稿共22页四四 生命起源生命起源 生物进化是生命科学中的一个重大理论课题，生命生物进化是生命科学中的一个重大理论课题，生命的起源是其中的一个重要领域的起源是其中的一个重要领域。1.地球上最早出现的生命物质地球上最早出现的生命物质2.先有鸡还是先有蛋先有鸡还是先有蛋核酸酶的出现核酸酶的出现3.手性分子的起源手性分子的起源 L-构型构型 D-构型构型第21页，本讲稿共22页五五 基因工程基因工程 1.DNA重组与基因工程重组与基因工程2.基因工程的基本步骤基因工程的基本步骤DNA重组分子的合成与克隆重组分子的合成与克隆3.基因育种和基因药物基因育种和基因药物第22页，本讲稿共22页