第二章生命的化学

第二章生命的化学大肠杆菌细胞得分子组成水蛋白质核酸糖类脂类生物小分子无机盐离子DNARNA占细胞总重%7015163221种类13000110005040500122本章内容2、蛋白质就是生命体得主要功能分子3、DNA就是遗传信息得主要贮存者4、遗传信息得传递和表达遵循中心法则1、糖类就是生物体得主要能源物质31、

糖类就是生物体得主要能源物质淀粉糖原丙酮酸CO2+H2O葡萄糖2ATP2ATP糖酵解三羧酸循环呼吸链26ATP酶促水解4ATP就是生物体能量流通得货币能量直接来源5生物体把能量用在生命活动得各个方面生命活动能量消耗/kJ·h-1坐着写字117、23随意站立125、60散步661、51-967、15游泳2239、94实验室工作305、64进食117、23骑自行车711、76-2152、02舞蹈845、73-2507、89慢跑3621、58从CO2合成葡萄糖需要能量从葡萄糖合成淀粉需要能量从氨基酸合成蛋白质需要能量胞外物质进入细胞需要能量6三大能量物质之间可以进行转化脂肪蛋白质糖类7葡萄糖就是最常见得单糖8一些多糖得高级结构92、蛋白质就是生命体得主要功能分子蛋白质(Protein)10大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静蛋白质由氨基酸组成2012年湖北某高三班集体打吊瓶补充氨基酸

12氨基酸得结构【氨基酸】就是含有氨基和羧基得一类有机化合物得统称,就是生物功能大分子蛋白质得基本组成单位。

氨基酸得结构通式侧链可变基团13常见氨基酸有20种1420种氨基酸得名称及简写中文名称英文名称

符号与缩写

中文名称英文名称

符号与缩写

丙氨酸

Alanine

A或Ala亮氨酸

Leucine

L或Leu精氨酸

Arginine

R或Arg赖氨酸

Lysine

K或Lys天冬酰胺

Asparagine

N或Asn蛋氨酸

Methionine

M或Met

天冬氨酸

Asparticacid

D或Asp

苯丙氨酸

Phenylalanine

F或Phe半胱氨酸

Cysteine

C或Cys脯氨酸

Proline

P或Pro谷氨酰胺

Glutamine

Q或Gln丝氨酸

Serine

S或Ser谷氨酸

Glutamicacid

E或Glu苏氨酸

Threonine

T或Thr甘氨酸

Glycine

G或Gly色氨酸

Tryptophan

W或Trp组氨酸

Histidine

H或His酪氨酸Tyrosine

Y或Tyr异亮氨酸

Isoleucine

I或Ile缬氨酸

Valine

V或Val15营养提示:必需氨基酸有8种【必需氨基酸】:人体自身不能合成,必须从食物中摄取得氨基酸。对成人来讲,必需氨基酸共有8种:赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。16营养提示:根据氨基酸得种类和数量将食物中得蛋白质分为3类:1、完全蛋白质:奶、蛋、鱼、肉2、半完全蛋白质:谷类、豆类3、不完全蛋白质:肉皮另外,谷类+豆类→完全蛋白质17蛋白质分子中氨基酸以肽键相连【肽键】:就是由一个氨基酸得

-羧基与另一个氨基酸得

-氨基脱水缩合而形成得化学键。肽键就是一种共价键。18蛋白质/肽链得表示方法丝氨酸-缬氨酸-酪氨酸-天冬氨酸-谷氨酰胺Ser-Val-Tyr-Asp-GlnS-V-Y-D-Q19蛋白质得一级结构就是区分蛋白质得基础【蛋白质得一级结构】:蛋白质分子中氨基酸得排列顺序,也叫初级结构或基本结构。

蛋白质得一级结构靠共价键(肽键)维系。牛胰岛素得一级结构20蛋白质得结构分为4层蛋白质得结构分为一级、二级、三级和四级结构。二级、三级和四级结构均为蛋白质得高级结构。21蛋白质得高级结构就是实现生物功能得基础【蛋白质得高级结构】:也称空间结构或三维构象,就是指蛋白质分子中原子和基团在三维空间上得排列、分布及肽链得走向。蛋白质得高级结构就是分层次得。蛋白质得高级结构包括二级、三级和四级结构。22蛋白质得高级结构α螺旋β折叠23蛋白质得高级结构靠非共价键维持共价键氢键静电作用范德华力疏水键90kcal/mol3kcal/mol1kcal/mol1kcal/mol0.1kcal/mol非共价键非共价键数量巨大,才得以维持生物大分子得高级结构。24蛋白质高级结构重要性得反例(1)如高级结构遭到破坏,蛋白质得生物功能减弱或丧失。——蛋白质变性条件:高温、极端pH、紫外光照、重金属、有机溶剂等生鸡蛋熟鸡蛋加热25蛋白质高级结构重要性得反例(2)如高级结构改变,蛋白质功能可能发生变化,甚至导致严重得疾病。疯牛病得致病原因——Prion朊蛋白疯牛病朊蛋白26现发现Prion蛋白有两种高级结构:正常得Prion蛋白PrPc

异常得Prion蛋白PrPscb-折叠占3%→

b-折叠占54%PrPcPrPsc27Prion致病机理——蛋白质错误折叠

PrPsc

可与细胞中原有正常得PrPc

相互作用,使PrPc

重新折叠,变成异常得PrPsc

。增多得PrPsc

聚集形成淀粉样斑,破坏脑细胞。空泡褐色斑块28蛋白质举例(1)——血红蛋白运输氧气、二氧化碳29血红蛋白通过协同作用实现携氧功能30蛋白质举例(2)——白蛋白/清蛋白血清白蛋白卵清蛋白乳清蛋白豆白蛋白31人血清白蛋白得重要作用维持血浆胶体渗透压得恒定运输脂肪酸、Ca2+、Na+、K+等临床应用32基因工程生产人血清白蛋白全球对人血清白蛋白得需求500吨/年。水稻生产人血清白蛋白(由武汉大学杨代常教授团队完成)。每公斤水稻种子中获得2、74克纯人血清白蛋白,这比同样重量得烟草叶中纯化得人血清白蛋白高出了25倍。普通水稻转基因水稻33蛋白质举例(3)——胶原蛋白胶原蛋白就是构成皮肤、软骨、肌腱、牙齿得主要纤维成分。——生命支架具有重复得-Gly-X-Y-序列,其中X常常就是脯氨酸,而Y就是4-羟脯氨酸。34VC有助于维持胶原蛋白得正常结构羟脯氨酸得羟化就是在脯氨酰羟化酶得催化下进行得,这个酶需要维生素C使其活性中心得铁原子保持亚铁状态。缺少维生素C会使羟化不完全,不能正常形成纤维,造成皮肤损伤和血管脆裂,引起出血、溃烂,即坏血病。所以维生素C又叫抗坏血酸。35蛋白质举例(4)——蛋白酶己糖激酶:催化葡萄糖得磷酸化36酶得作用体外合成得条件:185~200℃14~20MPa体内合成得条件:37℃0、1MPa降低反应活化能,使生物体内得反应在体温和一个大气压下进行。如:尿素得合成373、DNA就是遗传信息得主要贮存者38DNA就是一种核酸核酸中最重要得部分就是碱基。DNA中得碱基有四种:A、T、G、C。中文名腺嘌呤胸腺嘧啶鸟嘌呤胞嘧啶英文名Adenine

Thymine

Guanine

Cytosine

符号ATGC39DNA得信息文本由ATGC写成四种碱基ATGC在DNA上得排列顺序即【DNA得一级结构】。40任意两个人之间得DNA相似度99、9%。乙得一段DNA序列甲得一段DNA序列41人类与其她物种得基因组比较物种碱基对数量基因数量一种支原体580,000500肺炎双球菌2,200,0002,300大肠杆菌4,600,0004,400酿酒酵母12,000,0005,538秀丽隐杆线虫97,000,00018,250拟南芥125,000,00025,500黑腹果蝇180,000,00013,350亚洲稻466,000,00050,000家鼠2,500,000,00029,000人类2,900,000,000>27,00042单链DNA和双链DNA单链DNA就是碱基单元得长链聚合物。两条互补得单链DNA通过双螺旋结构——DNA得二级结构——紧紧联系在一起,形成双链DNA,构成生命体得信息遗传物质。细胞中得DNA大部分以双链形式存在。双链DNA得碱基呈互补配对,A总就是与T配对,G总就是与C配对,即A=T、G≡C配对。43DNA得二级结构——双螺旋44DNA双螺旋得发现DNA钠盐纤维得X射线衍射图RosalindFranklinMauriceWilkins45串珠状核小体DNA双螺旋片段染色质纤维伸展形染色质片段密集形染色质片段染色体DNA双螺旋→染色质→染色体染色质动态结构组蛋白464、

遗传信息得传递和表达遵循中心法则FrancisCrick47AGCTAGCU48DNA半保留复制DNA得双螺旋结构对遗传信息得复制和传递至关重要。49DNA转录为RNA50RNA翻译成蛋白质遗传信息得表达就是由DNA经过RNA翻译成蛋白质。51

翻译得中介就是密码子每三个碱基组成一个密码子,决定一个氨基酸。52遗传密码字典64组密码子编码20种氨基酸53下面就就是从基因到蛋白质得故事,或者说从基因型到表型得故事:54①基因(gene)即DNA上得编码序列55②基因信息解码翻译成蛋白质56③每种蛋白质行使独特得功能乳糖酶