02-生命的化学组成.pdf

第第2 2讲讲 生命的化学基础生命的化学基础 周佳栋周佳栋周佳栋周佳栋 wrzjdwrzjd 南京工业大学南京工业大学南京工业大学南京工业大学 生物与制药工程学院生物与制药工程学院生物与制药工程学院生物与制药工程学院 广而告之 电视广告 广告二 补广告二 补铁铁 补血 效果好 朴血口服液 广告三 健康的体魄 来源于 补血 效果好 朴血口服液 广告三 健康的体魄 来源于 碘碘碘碘 滴滴 广告四 万丈高楼平地起 层层都是 滴滴 广告四 万丈高楼平地起 层层都是 钙钙 起来 广告一 聪明的妈妈会用 起来 广告一 聪明的妈妈会用 锌锌 上面的广告中提到了哪些化学元素 能否 用学过的生物学知识来解释这些广告中包含的 科学道理 主要内容主要内容主要内容主要内容 2 1 生命的化学元素 2 2 生物小分子 2 3 生物大分子 2 1 生命的化学元素2 1 生命的化学元素 元素缺乏与疾病的相关性 元素缺乏与疾病的相关性 缺Fe 人体患贫血 果树患黄叶病 缺Ca 成年人缺钙患骨质疏松症 人血液中缺钙会出现抽搐现象 缺I 人幼年患呆小症 成年患甲状腺肿大 大脖子病 缺B 华而不实 只开花不结果 缺Zn 影响人体生长发育 大脑发育和性成熟 缺Mg 影响植物叶绿素的合成 影响光合作用的进行 各种化学元素对 生命活动异常重要 各种化学元素对 生命活动异常重要 1 组成多种多样的化合物 2 作为生命活动的物质基础 3 调节生物体的生命活动 元素 大量 微量 C H O N P S K Na Ca Mg Fe Mn Zn Cu B Mo 主要元素 最基本元素 基本元素 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 P S K Na Ca 等 以上元素约占生物体的99 35 其中C H O N 4种元素 占96 生命的元素组成生命的元素组成 玉米与人体内的化学元素玉米与人体内的化学元素 干重 干重 元素玉米人元素玉米人 O44 4314 62 C43 7555 99 H6 247 46 N1 469 33 K0 921 09 Ca0 234 67 P0 203 11 Mg0 180 16 S0 170 78 思考思考 运用自己认为的科学方 法解读表格数据 能得出哪些 结论 运用自己认为的科学方 法解读表格数据 能得出哪些 结论 1 不同生物体内化学元素 的种类基本相同 2 不同生物体内同种化 学元素的含量不同 3 同一生物体内不同 化学元素的含量不同 组成地壳和组成细 胞的部分元素含量 对比 组成地壳和组成细 胞的部分元素含量 对比 生物界与非生物界之间 既存在统一性既存在统一性 生物界没有特有的化学元素 也存在差异性也存在差异性 含量相差很大 生物体的主要生物分子生物体的主要生物分子生物体的主要生物分子生物体的主要生物分子 n n 不同的生物体 其分子组成大不同的生物体 其分子组成大 体相同 体相同 n n 生物体都是由蛋白质 核酸 生物体都是由蛋白质 核酸 脂类 糖 无机盐和水组成 脂类 糖 无机盐和水组成 n n 哪一种分子含量最高 哪一种分子含量最高 n n 蛋白质 核酸 脂类和多糖是蛋白质 核酸 脂类和多糖是 组成生物体最重要的生物大分组成生物体最重要的生物大分 子 子 水水是生物体内所占比例最是生物体内所占比例最 大的化学成分 大的化学成分 无机分子 水 无机盐 有机分子 蛋白质 核酸 脂类 糖 生物大分子与生物小分子生物大分子与生物小分子生物大分子与生物小分子生物大分子与生物小分子 n由一些含有相同或相近功能基团的单个有机化 合物 由一些含有相同或相近功能基团的单个有机化 合物 生物小分子生物小分子 聚合而成多聚体 聚合而成多聚体 生物大 分子 生物大 分子 大分子小分子组成连接方式大分子小分子组成连接方式 蛋白质氨基酸肽键 核酸核苷酸磷酸酯键 多糖单糖糖苷键 脂类脂肪酸 甘油等酯键 蛋白质氨基酸肽键 核酸核苷酸磷酸酯键 多糖单糖糖苷键 脂类脂肪酸 甘油等酯键 生物小分子和生物大分子的关系生物小分子和生物大分子的关系 小分子小分子小分子小分子 大分子大分子大分子大分子 复合大分子复合大分子复合大分子复合大分子 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 糖苷键糖苷键 肽键肽键 磷酸二脂键磷酸二脂键 C C 双键 羰基等 C C 双键 羰基等 几种生物大分子的水解过程几种生物大分子的水解过程几种生物大分子的水解过程几种生物大分子的水解过程 淀粉淀粉 糊精 麦芽糖 葡萄糖 糊精 麦芽糖 葡萄糖 蛋白质蛋白质 多肽 寡肽 氨基酸 多肽 寡肽 氨基酸 脂类脂类 脂肪酸 甘油 脂肪酸 甘油 核酸核酸 寡核苷酸 核苷酸 核苷 磷酸 碱基 核糖 寡核苷酸 核苷酸 核苷 磷酸 碱基 核糖 2 2 2 2 2 2 2 2 生物小分子生物小分子生物小分子生物小分子 水占生物体的 60 以上的重量 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 1 水对生物体非常重要 水水水水 生命之源生命之源生命之源生命之源 1 1 水是一切生理生化反应必需的介质水是一切生理生化反应必需的介质水是一切生理生化反应必需的介质水是一切生理生化反应必需的介质 2 2 能量的转化如光合作用中的水解和能量的利能量的转化如光合作用中的水解和能量的利能量的转化如光合作用中的水解和能量的利能量的转化如光合作用中的水解和能量的利 用如氧化磷酸化生成水用如氧化磷酸化生成水用如氧化磷酸化生成水用如氧化磷酸化生成水 3 3 在许多生化反应中水是底物或是产物在许多生化反应中水是底物或是产物在许多生化反应中水是底物或是产物在许多生化反应中水是底物或是产物 4 4 水可维持细胞的形态结构和膨压水可维持细胞的形态结构和膨压水可维持细胞的形态结构和膨压水可维持细胞的形态结构和膨压 调节渗透压调节渗透压调节渗透压调节渗透压 5 5 生物体内物质的运输离不开水生物体内物质的运输离不开水生物体内物质的运输离不开水生物体内物质的运输离不开水 6 6 植物通过水的蒸发从根部将营养物质输送到植物通过水的蒸发从根部将营养物质输送到植物通过水的蒸发从根部将营养物质输送到植物通过水的蒸发从根部将营养物质输送到 地上部组织地上部组织地上部组织地上部组织 等等等等等等等等 由生物单体分子合成生物大 分子多聚体往往涉及与功能 基团相关的脱水反应 又称 为脱水缩合反应 使生物大分子多聚体分解为 单体的分解反应往往需要有 水分子参与 因此又称为水 解反应 水解反应是脱水缩合反应的 逆反应 生命的基本化学反应 植物的生长 需要靠水的 运输 植物的生长 需要靠水的 运输 2 氨基酸 氨基酸是指一类含有羧基并在与羧基相连的碳原子下连有氨基的 有机化合物 已发现的有180多种 参与蛋白合成的共有20种天然氨基 酸 氨基酸的功能 氨基酸的功能 1 1 作为组建蛋白质的元件 作为组建蛋白质的元件 2 2 有的氨基酸或其衍生物具有生物活性 代谢调节 信号传递等 有的氨基酸或其衍生物具有生物活性 代谢调节 信号传递等 必需氨基酸是指人体内不能合成 必须从食物中获取的氨基酸 其他 为非必需氨基酸 人体8种必需氨基酸 异亮氨酸 亮氨酸 赖氨酸 蛋氨酸 苯丙 氨酸 苏氨酸 色氨酸 缬氨酸 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 根据侧链结构和性质 可把20种氨基酸分成不同的组 中性氨基酸 亮氨酸 异亮氨酸 甘氨酸 丙氨酸 颉氨酸 酰胺氨基酸 天冬酰胺 谷氨酰胺 酸性氨基酸 天冬氨酸 谷氨酸 碱性氨基酸 赖氨酸 精氨酸 含硫氨基酸 半胱氨酸 蛋氨酸 甲硫氨酸 含羟基氨基酸 苏氨酸 丝氨酸 芳香族氨基酸 苯丙氨酸 酪氨酸 杂环氨基酸 组氨酸 色氨酸 脯氨酸 3 单糖 多羟基醛或多羟基酮称为单糖 以葡萄糖为例 葡 萄糖是六碳糖 单糖的生物功能 A 作为多糖的组成元件 B 参与新成代谢 C 组成寡糖参与细胞信号传递 分子式相同而结构式不同的两种有机化合物称为同分异构体 如葡萄糖和果糖 葡萄糖是六碳多羟基醛糖 而果糖是六碳多 羟基酮糖 重要的单糖包括葡萄糖 果糖 半乳糖 核糖 脱氧核糖 等 构型是指一个分子由于其中各原子特有的固定的空间排列 而使该分子具有的特定的立体化学形式 构型是指一个分子由于其中各原子特有的固定的空间排列 而使该分子具有的特定的立体化学形式 单糖具有L D构型 五碳糖和六碳糖等在水溶液中大多成环式结构 二糖二糖 寡糖由少数分子的单糖 2 10个 缩合形成的糖 二糖最常见 是两分子的 单糖通过脱水缩合作用形成糖苷键连接而成 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 4 核苷酸 核苷酸分子由三个部分组成 碱基 嘧啶 嘌呤 五碳糖 核糖或脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖或核糖上第一位碳原 子与嘌呤或嘧啶结合 就成为 脱氧核苷或核苷 第三位或第五位碳原子再与磷 酸结合 就成为脱氧核糖核苷 酸或核糖核苷酸 核苷酸的有机碱分为两类 一类是嘌呤 是双环分子 一类是嘧啶 是单环分子 嘌呤包括腺嘌呤 A 和鸟嘌呤 G 2种 嘧啶有胸腺嘧啶 T 胞嘧啶 C 和尿嘧啶 U 3种 DNA的碱基是 A T G C RNA的碱 基是A U G C 5 脂肪酸5 脂肪酸 脂肪酸是一类一端含有一个羧基的长的脂肪族碳氢链 脂肪酸包括有分支的或无分支的 饱和的或不饱和的 碳氢链含有双键 等类型 常见的饱和脂肪酸 软脂酸 硬脂酸 常见的不饱和脂肪酸 油酸 亚油酸 亚麻酸 花生四 烯酸 棕榈油酸 DHA 二十二碳六烯酸 EPA 二十 碳五烯酸 不饱和脂肪酸常温下多呈液态 饱和脂肪酸多呈固态或者半固态 脂肪酸与维生素 氨基酸一样是人体最重要的营养素之一 脂肪酸的分类脂肪酸的分类脂肪酸的分类脂肪酸的分类 n n 饱和脂肪酸饱和脂肪酸 n n 单不饱和脂肪酸单不饱和脂肪酸 以油酸为主的以油酸为主的 9 9系列系列 n n 多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸 以亚油酸 以亚油酸 亚麻酸 花生四烯酸为主的亚麻酸 花生四烯酸为主的 6 6系列系列 以以 亚麻酸 亚麻酸 EPAEPA DHA DHA 为主的为主的 3 3系列系列 存在于动物 植物的油脂中的脂肪酸存在于动物 植物的油脂中的脂肪酸存在于动物 植物的油脂中的脂肪酸存在于动物 植物的油脂中的脂肪酸 脂肪酸和人类健康脂肪酸和人类健康脂肪酸和人类健康脂肪酸和人类健康 n n 饱和脂肪酸 饱和脂肪酸主要特点为分子中的碳链没有饱和脂肪酸 饱和脂肪酸主要特点为分子中的碳链没有 双键 也就是说全部饱和了 双键 也就是说全部饱和了 n n 1616个碳的软脂酸和个碳的软脂酸和1818个碳的硬脂酸广泛分布于动物脂肪个碳的硬脂酸广泛分布于动物脂肪 中 中 n n 饱和脂肪酸能促进人体对胆固醇的吸收 使血中胆固醇饱和脂肪酸能促进人体对胆固醇的吸收 使血中胆固醇 含量升高 二者易结合并沉积于血管壁 是血管硬化的含量升高 二者易结合并沉积于血管壁 是血管硬化的 主要原因 主要原因 n n 动物脂肪中含有较多的饱和脂肪酸 不宜多吃 动物脂肪中含有较多的饱和脂肪酸 不宜多吃 多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸 n n 生鱼和海豹肉生鱼和海豹肉 富含防治心脑血管疾病的最有效的 富含防治心脑血管疾病的最有效的 物质 鱼肉脂肪中的多不饱和脂肪酸物质 鱼肉脂肪中的多不饱和脂肪酸 廿二碳六烯酸廿二碳六烯酸 DHA DHA 廿碳五烯酸 廿碳五烯酸 EPA EPA 等 等 20世纪70年代 科学家发现了生活 在格陵兰岛的爱斯基摩人很少患心 血管疾病 而欧洲和美国人的发病 率最高 人们对 6和 3脂肪酸 研究开始逐步深入 多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸 n n 3 3和和和和 6 6系列不饱和脂肪酸结构上的区别系列不饱和脂肪酸结构上的区别系列不饱和脂肪酸结构上的区别系列不饱和脂肪酸结构上的区别 ARA 20 4 ARA 20 4 6 6 距甲基碳最近的双键起始于第三个碳原子 距甲基碳最近的双键起始于第六个碳原子 3系列 6系列 降血脂 降胆固醇 预防心血 管疾病 营养学上两类最具价值的脂肪酸营养学上两类最具价值的脂肪酸营养学上两类最具价值的脂肪酸营养学上两类最具价值的脂肪酸 抗癌 抗脂质氧 化 抑制血小 板聚集 抗炎症 必需脂肪酸必需脂肪酸必需脂肪酸必需脂肪酸 n n 定义 定义 人体不能合成 必须靠食物提供的多不饱和脂肪酸 包括人体不能合成 必须靠食物提供的多不饱和脂肪酸 包括 6 6 系亚油酸和系亚油酸和 3 3系系 亚麻酸两种 亚麻酸两种 可在体内分别合成的可在体内分别合成的 6 6系花生四烯酸 系花生四烯酸 ARAARA 3 3系二十系二十 碳五烯酸 碳五烯酸 EPAEPA 和二十二碳六烯酸 和二十二碳六烯酸 DHA DHA n n 20002000年中国营养学年中国营养学 膳食营养素参考摄入量膳食营养素参考摄入量 建议 建议 6 6系与系与 3 3系脂肪酸的比值为系脂肪酸的比值为4 6 14 6 1 n n 必需脂肪酸缺乏将影响人体免疫功能 生长发育 皮肤必需脂肪酸缺乏将影响人体免疫功能 生长发育 皮肤 健康以及人类早期生命发育过程中脑及视网膜的发育等健康以及人类早期生命发育过程中脑及视网膜的发育等 功能 功能 深海鱼油调和油深海鱼油调和油 DHA谷物多调和油谷物多调和油 反式脂肪酸反式脂肪酸反式脂肪酸反式脂肪酸 n n 不饱和脂肪酸根据碳链上氢原子的位置 又可以分成两不饱和脂肪酸根据碳链上氢原子的位置 又可以分成两 种 种 如果氢原子都位于同一侧 叫做如果氢原子都位于同一侧 叫做 反式脂肪酸反式脂肪酸 链的形状曲 链的形状曲 折 看起来象折 看起来象U U型 型 如果氢原子位于两侧 叫做如果氢原子位于两侧 叫做 顺式脂肪酸顺式脂肪酸 trans trans fattyacids fattyacids 看起来象线形 看起来象线形 顺式脂肪酸顺式脂肪酸 反式脂肪酸反式脂肪酸 结构式结构式 反式脂肪酸反式脂肪酸反式脂肪酸反式脂肪酸 人造脂肪人造脂肪人造脂肪人造脂肪 n n 自然界存在的不饱和脂肪酸大都是自然界存在的不饱和脂肪酸大都是自然界存在的不饱和脂肪酸大都是自然界存在的不饱和脂肪酸大都是顺式构型顺式构型顺式构型顺式构型 通常认为通常认为通常认为通常认为反式脂肪酸反式脂肪酸反式脂肪酸反式脂肪酸主要是由脂肪氢化所产生主要是由脂肪氢化所产生主要是由脂肪氢化所产生主要是由脂肪氢化所产生 n n 在植物油中加氢 可制取起酥油和人造奶油 在植物油中加氢 可制取起酥油和人造奶油 在植物油中加氢 可制取起酥油和人造奶油 在植物油中加氢 可制取起酥油和人造奶油 经常吃用这类油加工的食品 就会使人们摄入经常吃用这类油加工的食品 就会使人们摄入经常吃用这类油加工的食品 就会使人们摄入经常吃用这类油加工的食品 就会使人们摄入 反式脂肪酸过量 导致肥胖 心血管疾病及糖反式脂肪酸过量 导致肥胖 心血管疾病及糖反式脂肪酸过量 导致肥胖 心血管疾病及糖反式脂肪酸过量 导致肥胖 心血管疾病及糖 尿病等 尿病等 尿病等 尿病等 n n 美国 丹麦等美国 丹麦等美国 丹麦等美国 丹麦等 反人造脂肪风反人造脂肪风反人造脂肪风反人造脂肪风 20062006年年1212月月5 5日 美国纽约市颁布法律 禁止市内所有餐日 美国纽约市颁布法律 禁止市内所有餐 馆使用人工反式脂肪酸馆使用人工反式脂肪酸 丹麦政府于丹麦政府于20032003年立法规定食品中加入的人工反式脂肪酸年立法规定食品中加入的人工反式脂肪酸 不得超过食品所含脂肪量的不得超过食品所含脂肪量的2 2 n n 目前一些快餐和油炸食品往往是使用含有目前一些快餐和油炸食品往往是使用含有目前一些快餐和油炸食品往往是使用含有目前一些快餐和油炸食品往往是使用含有 大量反式脂肪酸的油脂制作的 大量反式脂肪酸的油脂制作的 大量反式脂肪酸的油脂制作的 大量反式脂肪酸的油脂制作的 n n 如果超过如果超过如果超过如果超过5 5 的热量来自反式脂肪酸 就会 的热量来自反式脂肪酸 就会 的热量来自反式脂肪酸 就会 的热量来自反式脂肪酸 就会 对身体产生明显的负面影响 对身体产生明显的负面影响 对身体产生明显的负面影响 对身体产生明显的负面影响 n n 由于我国食品标签上大部分由于我国食品标签上大部分由于我国食品标签上大部分由于我国食品标签上大部分不标不标不标不标 氢化处理氢化处理氢化处理氢化处理 的字样 所以在此提醒大家 的字样 所以在此提醒大家 的字样 所以在此提醒大家 的字样 所以在此提醒大家 为了健康 为了健康 为了健康 为了健康 尽量少吃那些富油的糕点尽量少吃那些富油的糕点尽量少吃那些富油的糕点尽量少吃那些富油的糕点 n n 另外 还要请您注意 炒菜时油温过高也另外 还要请您注意 炒菜时油温过高也另外 还要请您注意 炒菜时油温过高也另外 还要请您注意 炒菜时油温过高也 会产生较多的反式脂肪酸 因此 烹调时会产生较多的反式脂肪酸 因此 烹调时会产生较多的反式脂肪酸 因此 烹调时会产生较多的反式脂肪酸 因此 烹调时 控制油温也很重要 控制油温也很重要 控制油温也很重要 控制油温也很重要 2 3 生物大分子2 3 生物大分子 在生命元素中 碳原子具有 特别重要的作用 碳原子相 互连接成链或成环 形成各 种生物大分子的基本结构 生命化合物的骨架与基本功能基团生命化合物的骨架与基本功能基团 碳碳之间可以不同的键型相结合 形成不同长度的链状 分 支链状或环状结构 碳骨架碳骨架 结构排列和长短决定了有机化合物的基本性质 结构排列和长短决定了有机化合物的基本性质 生物体中的有机化合物主要 含有羟基 羰基 羧基和氨 基等功能基团 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 生物大分子的基本性质还 取决于与碳骨架相连接的 生物大分子的基本性质还 取决于与碳骨架相连接的 功能基团功能基团 2 3 生物大分子2 3 生物大分子 蛋白质 核酸 脂类和多糖是组成生物体 最重要的生物大分子 其中蛋白质占15 核 酸占7 糖占3 脂类占2 无机盐占1 水占70 左右 由生物小分子到生物大分子 分子增大 其中最主要的特由生物小分子到生物大分子 分子增大 其中最主要的特 点是 生物大分子有独特的立体结构 空间构型和分子整体点是 生物大分子有独特的立体结构 空间构型和分子整体 形状 形状 生物小分子和生物大分子的关系生物小分子和生物大分子的关系 小分子小分子小分子小分子 大分子大分子大分子大分子 复合大分子复合大分子复合大分子复合大分子 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 糖苷键糖苷键 肽键肽键 磷酸二脂键磷酸二脂键 C C 双键 羰基等 C C 双键 羰基等 1 多糖的结构与功能 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 故曾被称为碳水化合物 糖是生物代谢反应的重要中间代谢物 糖类是细胞重要的结构成分 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 多糖由许多单糖分子缩合 脱水而成 根据其单糖组分分为同聚多糖和杂 多糖 多糖可以作为能量贮存物质如淀粉 糖原 人体内作为能源的糖类主要是 糖原和葡萄糖 糖原是糖的贮存形式 在肝脏和肌肉中含量最多 而葡萄 糖是糖的运输形式 两者均可氧化而释放能量 一些多糖也可作为动植物 的结构支架 如纤维素 几丁质 此外很多多糖具有复杂的生理功能 如 一些植物多糖具有抗病毒作用 重要的多糖有淀粉 糖原 纤维素 氨基葡聚糖等 多糖链的高级结构多糖链的高级结构多糖链的高级结构多糖链的高级结构 不同高级结构带来不同的生物学性能 淀粉形成螺旋状 能源贮存 纤维素呈长纤维状 结构支架 淀 粉 糖 元 纤维素 2 蛋白质的结构与功能2 蛋白质的结构与功能 一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基脱水缩合形成 肽键 氨基酸通过肽键联成氨基酸通过肽键联成氨基酸通过肽键联成氨基酸通过肽键联成肽链肽链肽链肽链 视频 走近科学视频 走近科学 蛋白质的奥秘蛋白质的奥秘 5 一条肽链的两端有不同结构和性质 肽链有方向性 氨 基端 N 端 羧基端 C 端 一端的氨基酸残基带有游离氨基 称氨基端 另一端的氨基酸残基带有游离羧基 称羧基端 寡肽 含有 10 左右氨基酸残基 如二肽 五肽 八肽 多肽 含 10 20 个氨基酸残基 多肽是形成蛋白质分子的亚单位 蛋白质 由20种L 型 氨基酸组成的长链生物大分子 含 几十个氨基酸残基 结构蛋白结构蛋白 伸缩蛋白伸缩蛋白 贮存蛋白 保护蛋白 运输蛋白 激素蛋白 信号蛋白 酶和辅酶 蛋白质的主要种类和功能 蛋白质的高级结构 蛋白质的一级结构是指肽链中氨基酸的排列顺序 蛋白质的二级结构是指邻近几个氨基酸形成的一 定的结构形状 如 螺旋和 折叠 蛋白质的四级结构是指各条肽链之间的位置和结构 蛋白质的四级结构是指各条肽链之间的位置和结构 亚基组成的寡聚蛋白结构 所以 四级结构只存在所以 四级结构只存在 于由两条肽链以上组成的蛋白质 于由两条肽链以上组成的蛋白质 蛋白质的三级结构是指整条肽链盘绕折叠形成一定蛋白质的三级结构是指整条肽链盘绕折叠形成一定 的空间结构形状 如纤维蛋白和球状蛋白 的空间结构形状 如纤维蛋白和球状蛋白 蛋白质的特定构象即蛋白质的三维空间结构和形态对于蛋白质的 功能起决定性的作用 如纤维蛋白可作为结构蛋白 蛋白质变性 构象发生变化 使得其特定的功能便立即丧失 加 热 紫外线照射 化学因素 重金属盐 高压 蛋白质结构与功能的关系 蛋白质一级结构蛋白质一级结构 蛋白质二级结构蛋白质二级结构 蛋白质三级结构蛋白质三级结构 蛋白质四级结构蛋白质四级结构 蛋白质的结构 一级结构 二级结构 三级结构 四级结构 螺旋 折叠 一级结构为一级结构为化学结构化学结构 二 三 四级结构为二 三 四级结构为高级结构高级结构 空间结构 空间结构 蛋白质的高级结构及其生物学功能蛋白质的高级结构及其生物学功能 转录调控蛋白 转录调控蛋白 Helix loop helix HLH Leucine zipper LZ Zinc finger ZF 蛋白质变性使高级结构破坏 脂类的组成和功能脂类的组成和功能 脂类是指生物体内不溶于水而溶于有机溶剂的各种分子 是 脂肪 和类脂及其衍生物的总称 脂类分子也含C H O 3种元素 但H O远大于2 有些脂 含P和N 各种脂类分子的结构可以差异很大 脂类不溶于水 可溶于非极性溶剂 脂类是生物膜的主要成分 脂肪氧化时产生的能量大约是糖 氧化时的二倍 脂类是生物表面的保护层 保持体温 生物活性物质 3 脂类化合物3 脂类化合物 1 脂肪 脂肪是由1分子甘油 和3分子脂肪酸构成 的酯 故称三脂酰 甘油或甘油三酯 如三个脂肪酸相 同 称为简单甘油 三脂 否则称为混 合甘油三脂 多数天然油脂都是 简单甘油三脂与混 合甘油三脂的复杂 混合物 类脂是一些物理性质与脂 肪相似的生物分子 主要 包括磷脂 糖酯 胆固醇 及胆固醇酯 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 常见如卵磷脂 脑磷脂 2 磷脂 卵磷脂是生物膜脂质双层的主要成分 磷酸胆碱一端为极性的头 两个脂肪酸一端为非极性的尾 其中一个脂肪酸通常含不饱和 双键 因此总有点弯折 卵磷脂控制肝脂代谢 防止脂肪肝 在 蛋黄 脑 红细胞中极多 类固醇如胆固醇等脂类也是细胞膜的重要成分 3 类固醇 1 固醇类的内核由4个环组成 2 一些人体重要维生素 维生素D 和激素是固醇 3 胆固醇是细胞的必要成份 尤其内脏中 生物膜的透性 对毒素的保 护 4 血清中的胆固醇太多会促使形成动脉硬化 和心脑血管疾病 核酸贮存遗传信息 控制蛋白质的合成 核酸包括脱氧核糖核酸 DNA 和核糖核酸 RNA 都是由许 多顺序排列的核苷酸组成的大分子 贮存遗传信息的特殊DNA片