生命的物质基础精品文稿.ppt

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1、生命的物质基础第1页，本讲稿共29页遗传信息的存储和传递者遗传信息的存储和传递者核酸核酸遗传信息的表达者遗传信息的表达者蛋白质蛋白质生命过程的催化剂生命过程的催化剂酶酶生命过程的碳源和能源生命过程的碳源和能源糖类糖类生命体的重要构件和储能物质生命体的重要构件和储能物质脂类脂类维持生命的重要小分子物质维持生命的重要小分子物质维生素维生素第2页，本讲稿共29页 有有 机机 物物:蛋白质蛋白质(protein)核酸核酸(nucleic acid)糖糖(carbohydrate)脂类脂类(lipid)维生素维生素(vitamin)其中蛋白质是由氨基酸其中蛋白质是由氨基酸(amino acid)amin

2、o acid)构成的构成的,核酸是由核酸是由核苷酸核苷酸(nucleotide)nucleotide)构成构成因此氨基酸因此氨基酸因此氨基酸因此氨基酸,核苷酸被称为构件核苷酸被称为构件核苷酸被称为构件核苷酸被称为构件分子分子分子分子(building block molecule)第3页，本讲稿共29页 无无 机机 物物:水水（water)water)无机盐无机盐 (mineral)mineral)第4页，本讲稿共29页 (1)(1)水水生物生存的必要条件生物生存的必要条件 水是极性分子水是极性分子 水分子之间的氢键使水有很多特性水分子之间的氢键使水有很多特性内聚力强内聚力强熔点、沸点、比热和

3、表面张力高熔点、沸点、比热和表面张力高优良的溶剂优良的溶剂 水溶液是生化反应的介质。水溶液是生化反应的介质。固态水（冰）比液态水的密度低。固态水（冰）比液态水的密度低。第5页，本讲稿共29页生命过程的碳源和能源生命过程的碳源和能源糖类糖类单糖单糖葡萄糖的分子结构葡萄糖的分子结构单糖分类单糖分类 丙糖丙糖 戊糖戊糖 己糖己糖第6页，本讲稿共29页 双双糖糖 麦芽糖麦芽糖 (maltose):maltose):两分子葡萄糖由糖苷键两分子葡萄糖由糖苷键连接，具还原性连接，具还原性 蔗糖蔗糖 (sucrose):sucrose):由一分子葡萄糖和一分由一分子葡萄糖和一分子果糖通过糖苷键连接而成，无还原

4、性子果糖通过糖苷键连接而成，无还原性 乳糖乳糖(lactoselactose):):)第7页，本讲稿共29页多糖多糖:肌糖原肌糖原纤维素纤维素淀粉淀粉几种多糖几种多糖第8页，本讲稿共29页生命体的重要构件和储能物质生命体的重要构件和储能物质脂类脂类脂肪（三酰甘油脂肪（三酰甘油)甘油甘油和和脂肪酸脂肪酸结合而成结合而成.室温下，液态的称为室温下，液态的称为油油，固态的称为固态的称为脂。脂。类脂类脂 磷脂磷脂是细胞膜的主要结构成分是细胞膜的主要结构成分,有极性的头部和有极性的头部和两条疏水的尾部两条疏水的尾部.第9页，本讲稿共29页 类固醇类固醇:最常见的为胆固醇最常见的为胆固醇,是细胞膜的重要是

5、细胞膜的重要成分成分,也是动物体内合成其他类固醇的原料。也是动物体内合成其他类固醇的原料。蜡蜡也是脂类也是脂类,其疏水性比脂肪更强其疏水性比脂肪更强,可以保护可以保护生物体的表面。生物体的表面。第10页，本讲稿共29页第11页，本讲稿共29页 维持生命的重要小分子物质维持生命的重要小分子物质维生素维生素 维生素维生素A A（视黄醇）视黄醇）维生素维生素D D 维生素维生素E E 维生素维生素K K（血凝维生素）血凝维生素）维生素维生素C C（抗坏血酸）抗坏血酸）维生素维生素B B 第12页，本讲稿共29页遗传信息的表达者遗传信息的表达者蛋白质蛋白质蛋白质的功能蛋白质的功能:结构功能结构功能 防

6、御功能防御功能 信号功能信号功能调节功能调节功能 运输功能运输功能 运动功能运动功能其他功能其他功能第13页，本讲稿共29页氨基酸的通式氨基酸的通式组成蛋白质的常见组成蛋白质的常见 氨基酸有氨基酸有20种，种，通通式式如右图如右图R不同，不同，组成的氨基酸就不组成的氨基酸就不同同.第14页，本讲稿共29页 必需氨基酸必需氨基酸 20种氨基酸中有种氨基酸中有8种不能由人体合成，必须从外种不能由人体合成，必须从外界摄取，称为必需氨基酸界摄取，称为必需氨基酸 8 8种必需氨基酸为缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、种必需氨基酸为缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、色氨酸、赖氨酸苏氨酸、苯丙氨酸

7、、蛋氨酸、色氨酸、赖氨酸第15页，本讲稿共29页蛋白质一级结构蛋白质一级结构肽键肽键 肽链肽链 氨基酸排列顺序等氨基酸排列顺序等二级结构二级结构肽链的主链在空间的走向肽链的主链在空间的走向螺旋螺旋 折叠折叠 转角转角第16页，本讲稿共29页三级结构三级结构亲水基位于球体表面，疏水基位于球体内部亲水基位于球体表面，疏水基位于球体内部球状蛋白溶于水球状蛋白溶于水四级结构四级结构多亚基构成的寡聚蛋白结构多亚基构成的寡聚蛋白结构均一寡聚蛋白均一寡聚蛋白:由相同亚基构成由相同亚基构成非均一寡聚蛋白非均一寡聚蛋白:由不同亚基构成由不同亚基构成第17页，本讲稿共29页一级结构一级结构二级结构二级结构四级结构

8、四级结构三级结构三级结构第18页，本讲稿共29页遗传信息的存储和传递者遗传信息的存储和传递者 核酸核酸核核酸酸是是生生物物大大分分子子中中最最重重要要的的一一类类，最最早早是是瑞瑞士士的的 F.F.Miescher Miescher 于于18701870年年从从脓脓细细胞胞的的核核中中分分离离出出来来的的，由由于于它它们们是是酸酸性性的的，并且最先是从核中分离的，故称为核酸。并且最先是从核中分离的，故称为核酸。第19页，本讲稿共29页 核酸核酸分为脱氧核糖核酸（分为脱氧核糖核酸（DNADNA）和核糖）和核糖核酸（核酸（RNARNA）两大类。）两大类。DNADNA主要存在于细胞主要存在于细胞核内

9、的染色质中，线粒体和叶绿体中也有，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；是遗传信息的携带者；RNARNA在细胞核内产生，在细胞核内产生，然后进入细胞质中，在蛋白质合成中起重然后进入细胞质中，在蛋白质合成中起重要作用要作用。第20页，本讲稿共29页 碱基+戊糖 核苷 +磷酸 核苷酸 poly 聚合 核酸 (核苷酸之间通过3,5-磷酸二脂键连接)碱基戊糖磷酸核酸的化学结构核酸的化学结构第21页，本讲稿共29页 碱基碱基腺嘌呤腺嘌呤A A鸟嘌呤鸟嘌呤G G胞嘧啶胞嘧啶C C胸腺嘧啶胸腺嘧啶T T尿嘧啶尿嘧啶U U第22页，本讲稿共29页 DNADNA的碱基组成的碱基组成 DNAD

10、NA中中腺腺嘌嘌呤呤与与胸胸腺腺嘧嘧啶啶的的摩摩尔尔含含量量相相等等，即即A=TA=T 鸟鸟嘌嘌呤呤与与胞胞嘧嘧啶啶的的摩摩尔尔含含量量相相等等，即即G G=C=C；嘌嘌呤呤的的总总含含量量与与嘧嘧啶啶的的总总含含量量相相等等，即即A+G=C+TA+G=C+T。DNADNA的的碱碱基基组组成成具具有有种种的的特特异异性性，即即不不同同物物种的种的DNADNA具有自己独特的碱基组成。具有自己独特的碱基组成。第23页，本讲稿共29页19531953年，年，年，年，Watson Watson 和和和和CrickCrick提出的提出的提出的提出的DNADNA双螺旋结构双螺旋结构双螺旋结构双螺旋结构一种

11、十分稳固的结构一种十分稳固的结构DNA双螺旋双螺旋第24页，本讲稿共29页DNADNA双螺旋模型的意义双螺旋模型的意义能够有效地解释遗传信息的储存、传送和自我复能够有效地解释遗传信息的储存、传送和自我复制制提出了遗传信息的流动过程提出了遗传信息的流动过程:复制复制DNA 转录转录RNA 翻译蛋白质翻译蛋白质第25页，本讲稿共29页 RNA的结构 生物体内的RNA一般都是以DNA为模板合成的。在某些病毒中，RNA复制酶也可催化以RNA为模板的RNA合成。RNA是由四种核糖核苷酸经3,5-磷酸二酯键连接而成的线性分子，长而不分支。第26页，本讲稿共29页 核糖核酸核糖核酸(RNA)RNA)分为分为

12、 tRNAtRNA占细胞内RNA总量的15%。tRNA的分子量较小，一般由7090个核苷酸组成。tRNA的主要作用是在蛋白质生物合成过程中把氨基酸转运到核糖体-mRNA复合物上并翻译mRNA中的遗传密码。第27页，本讲稿共29页 rRNA占细胞内RNA总量的80%以上，是核糖体组成和行使功能的主要成分。原核生物有三类rRNA：5S rRNA，16S rRNA，23S rRNA。真核生物有四类rRNA：5S rRNA，5.8S rRNA，18S rRNA，28S rRNA。第28页，本讲稿共29页 mRNAmRNA约占细胞内约占细胞内RNARNA总量的总量的35%35%。mRNA mRNA 是以是以DNADNA为模为模板合成的，它又是蛋白质合成的模板。板合成的，它又是蛋白质合成的模板。mRNAmRNA在长度在长度和分子量上有很大差异。和分子量上有很大差异。典型的原核生物典型的原核生物mRNAmRNA通常将功能上相关的多肽产物通常将功能上相关的多肽产物一起编码；而一般只编码一个多肽产物。另外，真核一起编码；而一般只编码一个多肽产物。另外，真核生物的生物的mRNA mRNA 还具有还具有5-5-末端帽子结构，末端帽子结构，3-3-末端多聚末端多聚腺苷酸序列和居间序列腺苷酸序列和居间序列(内含子内含子)。第29页，本讲稿共29页