生命物质与人体健康PPT课件

1、.第1，8章，生命物质和人体健康。2，(1)了解氨基酸、蛋白质和酶的结构和特性。了解本章的学习要求，(2)核糖核酸、脱氧核糖核酸的组成和结构、DNA复制机制和基因表达。理解生命科学的基因突变、DNA重组技术、基因工程、中心规律等现代新概念。(3)了解如何预防对人类危害更大的疾病，以及治疗癌症、心血管疾病、艾滋病等的人的新方法和新技术。(4)了解生命元素的主要生理功能及其与人体健康的关系，均衡饮食的构成和毒品种类。3，8.1氨基酸、蛋白质和酶、8.2核酸和基因工程、8.3疾病和治疗、8.4生命元素和人体健康、目录、4，8.1氨基酸，蛋白质和酶，5，氨基酸是蛋白质水解的最终产物。蛋白质水解获得的氨

2、基酸为20种。蛋白质水解获得的氨基酸都属于-氨基酸，可以表达为：其他氨基酸只与R组部分不同。8.1.1氨基酸，6，序号中文名称英文缩写结构式，1甘氨酸Gly(G) 2丙氨酸(A) 3亮氨酸* Leu(L)4异亮氨酸* Ile(I) 5亮氨酸* Val(V)6亮氨酸Ser，7，序号中文名称英文缩写结构式，11谷氨酰胺Gln(Q) 12天冬氨酸Asn(N) 13酪氨酸Tyr(Y) 14色氨酸* Trp(W) 15日天冬氨酸Asp(D) 16什么是必需氨基酸？必需氨基酸人体需要但不能自己制造的氨基酸要从食物中摄取。想：20种氨基酸都是人体必需的氨基酸吗？必需氨基酸，9，除甘氨酸外，19种氨基酸的碳原

3、子都与4种不同的基团连接在一起。这种结构的化合物在空间中有两种不同的排列。徐璐其他两种排列的化合物不能重叠。它们之间的关系就像实物和镜子，左手和右手的关系。异质性和手性分子，10，由于这个气团在空间中的排列方式不同而产生的异质性称为结构异质性。物理和镜像不能重叠的分子称为手性分子或不对称分子，两者都称为一对对称体，一个是D形，另一个是L形。蛋白质水解获得的氨基酸是l型氨基酸。11，氘是氨基酸分子间通过氢键连接的一种化合物。由两种氨基酸的缩合组成的二肽，由三种氨基酸的缩合组成的三肽，由更多氨基酸的缩合组成的多肽，称为多肽。二肽，8.1.2多肽，肽键，12，多肽链可以简单地表达为：氨基酸残基，N末

4、端，C末端，动植物细胞中广泛存在的重要三肽由谷氨酸，半胱氨酸和甘氨酸组成，其结构如下：谷胱甘肽，13，肽键的结构，14，蛋白质是体内非常重要的功能高分子化合物。从最简单的病毒、细菌等微生物到高等动物，所有的生命过程和繁殖活动都与蛋白质密切相关，没有蛋白质就没有生命。据推算，各种蛋白质、复杂的结构、人体中有数十万种以上的蛋白质。8.1.3蛋白，15，为了表示不同层次的结构，经常将蛋白质结构分为第一结构、第二结构、第三结构和第四结构。但是小分子蛋白和大分子多肽之间没有绝对严格的界线。另外，我认为多肽一般没有严格的、相对稳定的空间结构。换句话说，空间结构相对容易变化，具有可塑性。蛋白质分子具有相对严

5、格和稳定的空间结构，这是蛋白质发挥生物学功能的基础，因此胰岛素(牛胰岛素相对分子质量为5733)被分类为蛋白质是很常见的。蛋白质和多肽是氨基酸的聚合物，通常相对分子质量超过10，000的称为蛋白质，10，000以下的称为多肽。16，蛋白质分子的初级结构是指多肽链中氨基酸残基的连接方式和排列顺序。不同的蛋白质有不同的初级结构。蛋白质的一级结构由基因上遗传密码的排序顺序决定。一级结构是最重要的，包括决定蛋白质空间结构的基本因素，蛋白质生物功能的多样性和物种特异性的结构基础。1 .蛋白质的初级结构。17，A链共由21个氨基酸残基、N-端甘氨酸、C-端天冬酰胺、A链本身的6位和11位两个半胱氨酸与二硫

6、键连接。b链共含有30个氨基酸残基，其N-端为苯丙氨酸，C-端为丙氨酸。牛胰岛素的一级结构图牛胰岛素由两条肽链共51个氨基酸残基组成，18，1965年，我国科学家首次用人工方法合成了世界上所有生物活性的结晶素胰岛素。蛋白质的合成不仅在哲学和理论上具有重要意义，而且为合成比天然产物更有效的多肽抗生素、激素等打开了广阔的前景。19，蛋白质的空间结构也称为蛋白质的结构，高级结构，立体结构，三维结构等，指蛋白质分子的所有原子在三维空间中排列。维持蛋白质分子形态的作用力包括氢键、盐键、疏水键、范德华力、二硫键等。蛋白质的空间结构主要包括蛋白质的二级结构、三级结构和四级结构。最早研究蛋白质空间结构的上世纪

7、最伟大的化学家L.Pauling从20世纪30年代开始应用X-衍射方法研究蛋白质晶体结构。1951年，首先提出了蛋白质的立体结构模型螺旋和折叠。2 .蛋白质的空间结构。20，维持蛋白质分子形态的各种作用力A氢键；b盐结合；c疏水缔合；d帝皇健，21，蛋白质的次级结构是指多肽链的主链骨架中的几个肽段在空间中延伸的方式。保持主链结构稳定性的最重要因素是在主链的羰基和氨基之间形成的氢键。蛋白质的二次结构中最重要的是螺旋和折叠，还有角和不规则等。(1)蛋白质的二次结构，22，-螺旋结构中多肽链的每个肽耦合平面通过-碳原子的旋转形成围绕中心轴的硬螺旋线条画形式。大多数蛋白质分子中存在的螺旋几乎是右手螺旋

8、。-螺旋结构，23，-螺旋的结构特征如下：肽链呈螺旋上升，每3.6个氨基酸残基上升1圈，每个氨基酸残基沿轴旋转100圈，沿轴上升0.15nm，因此节距约为0.54nm是。24，螺旋保持氢键，氢键由同一主链氨基酸残基中的C=O氧和下一个第四个氨基酸残基中的N-H氢形成，方向大致与螺旋轴平行。保持-螺旋，因为每个肽键的C=O和N-H都参与形成链内的氢键。25、-螺旋的四种表示方法，26，-折叠通常在两个或多个肽链或一个肽链内的多个肽段形成并排列在一起，并在两个肽链或肽链内的两个肽段之间保持氢键。-折叠结构，27，纤维型蛋白质一般只有次级结构上的单位，球形蛋白质在同一分子内可以有几个次级结构上的单位

9、。蛋白质的三阶段结构是指蛋白质(主要是球形蛋白质)分子基于二次结构，依靠非共享结合力而形成的不规则、具体、复杂的空间结构。，-角，-折，-螺旋，-不规则卷曲，在主链中，75是直线-螺旋，弯曲为8条线段。29，1971年，我国科学家们完成了分辨率为0.25纳米的猪胰岛素晶体结构测量。1974年，分辨率为0.18nm的胰岛素晶体结构的分析工作又完成了。我国画的猪胰岛素空间结构示意图，猪胰岛素结构，30，蛋白质的4级结构中各有3级结构的多肽链称为yaki(或下属单位)。一般来说，阿基托是偶数，小蛋白质婴儿数通常是210个，很多可以达到数千个。血红蛋白包含两条-链，两条-链，-链包含141个氨基酸残基

10、，-链包含146个氨基酸残基(共4个婴儿，直径接近5.5纳米的球体)。许多蛋白质以三级结构球形蛋白质的聚合形式存在。球形蛋白质通过非共享结合徐璐结合的这种聚合称为蛋白质的4级结构。没有溶菌酶，肌红蛋白和其他四级结构。(3)蛋白质的四阶段结构，31，血红蛋白的四阶段结构，32，酶是具有在活细胞中生成的催化功能的生物分子，因此也被称为生物催化剂。大部分酶是蛋白质。酶的辅助因子可根据与酶蛋白的密切程度和作用特性分为辅助酶或辅助因子。非蛋白部分(辅助因子)，8.1.4酶和酶工程，33，(2)高选择性酶一般可以有选择地促进一种或同一类型的化学反应。酶催化反应很少产生副作用。(1)高效酶是自然界最具催化活

11、性的催化剂。酶的催化效率通常比非催化反应高1081022倍，比一般催化剂高1071013倍。(3)反应条件温和酶促进反应一般在pH58水溶液中进行，反应温度范围为2040。在非溶剂中，一些酶能反应100以上。1 .酶的催化作用特征，34，其中E-S复合物的形成是决定反应率的重要步骤。在酶催化反应中，第一步是酶和基质形成酶-基质中间复合物。基质分子在酶的作用下发生化学变化，中间复合物又分解成产物和酶。2 .酶催化反应的机制，35，(1)“锁和钥匙”理论刚性模式，(2)“刘涛耦合”理论柔性模式，3。包括酶和基质的结合模式、主要内容酶的制备、酶和细胞的固定化、酶反应器的设计和扩大、反应条件的设计和优

12、化等。主要任务是预先设计，人工控制，获得大量必要的酶，保持酶的稳定性，发挥最大的催化功能。酶催化反应的基本阶段：酶制剂，产品，催化反应，生物反应器，固定酶，4。酶工程。37，RNA主要存在于细胞质中，线粒体含量最多，RNA参与体内蛋白质的合成。核酸是具有非常重要的生物功能和生理活性的大分子化合物，存在于所有生物中，存储着生物的遗传信息，与生物的遗传、繁殖、变异等各个过程密切相关。DNA主要存在于细胞核内的染色体中，是生物遗传的物质基础。D-2-核酸和基因工程。38，核酸，嘌呤碱，嘧啶碱，脱氧核糖，核糖，有机碱，戊糖，核苷酸，水解，核苷，磷酸，水解，8细胞素(C)，40，纽克莱奥蒂德是新克莱奥蒂

13、德中奥蒂德的第三位，5-腺嘌呤核苷酸3-胞嘧啶二氧嘧啶3-腺苷酸3-二氧鸟苷酸5AMP 3dCMP，核苷酸。41，和蛋白质一样，核酸也有主要结构、次要结构和高级结构。8.2.2核酸的结构，1 .核酸的一级结构，核酸的一级结构，是指按特定种类、数量、排序顺序连接的单个核苷酸的长链。无论是核酸片段结构，RNA分子还是DNA分子，单核苷酸都通过3，5磷酸二酯键徐璐连接。也就是说，核糖或脱氧核糖C-5的磷酸基酯结合，与其他核糖或脱氧核糖C-3连接，形成多个核苷酸链。42，DNA分子的双螺旋结构是Watson，Crick等三人于1953年首次提出的，为在分子层面揭示生命现象的本质和分子遗传学奠定了基础，

14、被认为是20世纪三大发现之一。为此，Watson和Crick等3人于1962年获得了诺贝尔奖。DNA分子由两个相反方向的平行核苷酸链(一个链为3 5，另一个链为5 3)组成，围绕一个中心轴形成右手双螺旋结构，螺旋的直径为2.0nm。2 .DNA的二次结构DNA双螺旋结构，43，在双螺旋结构中，碱基是平面环分子，与中轴垂直。两个相邻碱基对平面之间的距离为0.34nm，旋转角度为36。如果把10个碱基转一圈，上升高度正好是3.40nm。两条链的碱基在链的内部，磷酸和脱氧核糖在双螺旋的外部，通过徐璐3，5-磷酸二酯键形成DNA的骨架。44，一链的嘌呤碱必须与另一链的嘧啶碱相匹配，腺嘌呤(A)必须形成

15、两个氢键，与胸腺嘧啶(T)相匹配。鸟嘌呤(g)通过三个氢键与细胞色素(c)相匹配。根据碱基互补规律，一旦确定了一个链的碱基顺序，当然也确定了另一个链的碱基。碱基对规律对蛋白质的体内合成、生物的生长、生物的遗传等具有非常重要的意义。它决定了DNA控制遗传信息的高度可靠性。碱互补定律，45，RNA的次级结构不像DNA分子那样显示出非常规则的双螺旋状态。RNA是单链分子，分子中不严格遵循碱基对规律。丙氨酸转移RNA三叶草结构，想：RNA的结构和DNA相同吗？3 .RNA的二级结构，46，DNA复制时，首先构成双螺旋的两条链首先分为两条单链，以DNA单链为模板，根据碱基互补原理合成互补的新链。这两个新形成的子DNA分子与原始DNA分子的碱基顺序完全相同。在这个过程中，每个子代双链DNA分子中，有一个是在摩西代DNA中，另一个是新合成的。这种复制方法称为半保留复制。由于碱基的严格互补原则，这种DNA半保存复制过程非常可靠，出错的可能性只有1万亿分之一，保证了生物种类的稳定性