生命的分子基礎(chǔ)

關(guān)于生命的分子基礎(chǔ)第1頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五細(xì)胞是生物體的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位構(gòu)成細(xì)胞的物質(zhì)稱——原生質(zhì)（protoplasm）--------又稱生命物質(zhì)主要元素99.9%：

C.H.O.N90%；S.P.Na.K.Ca.Cl.Mg.Fe.12種微量元素：Cu.Zn.Mn.Mo.Co.Cr.Si.F.Br.I.Li.Ba等第2頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五化合物有機(jī)化合物無機(jī)化合物水無機(jī)鹽自由水：細(xì)胞生命活動(dòng)的內(nèi)環(huán)境，細(xì)胞各種代謝反應(yīng)的場(chǎng)所。：維持滲透壓和pH保障細(xì)胞正常生理活動(dòng)。糖類脂類酶蛋白質(zhì)核酸維生素分子量巨大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、具有生物活性——生物大分子（biologicalmacromolecules）結(jié)合水：與許多分子結(jié)合構(gòu)成細(xì)胞結(jié)構(gòu)的組成部分。第3頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五1．組織構(gòu)成成分2．構(gòu)成各種重要生理物質(zhì)酶抗體激素等3．供能約16.7kJ(4.0kcal)/g體內(nèi)蛋白質(zhì)功能第4頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五蛋白質(zhì)缺乏的后果：總體而言，就是代謝率下降，體弱多病。未成年人：生長(zhǎng)發(fā)育受阻，矮小、貧血、智力低下，免疫力差。容易疲勞，抵抗力下降，甚至肌肉消瘦、腹?jié)q水腫、神情呆滯，各種生理功能低下。孕婦：影響胎兒正常發(fā)育。據(jù)世衛(wèi)估計(jì)，目前世界上有大約500萬兒童患蛋白質(zhì)-能量營(yíng)養(yǎng)不良癥（PEM）。其中大多數(shù)是貧窮和饑餓引起的。第5頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五安徽阜陽(yáng)大頭嬰兒——劣質(zhì)奶粉長(zhǎng)期食用蛋白質(zhì)含量嚴(yán)重不足奶粉、根本不能滿足嬰兒生長(zhǎng)需要，嬰兒會(huì)患上“重度營(yíng)養(yǎng)不良綜合癥”，在本是生長(zhǎng)最快的時(shí)期停止生長(zhǎng)，四肢短小，身體瘦弱，腦袋尤顯偏大，被稱為“大頭娃娃”，嚴(yán)重的甚至越長(zhǎng)越輕、越小，直至心、肝、腎等器官功能衰竭而死亡

第6頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五一.蛋白質(zhì)protein（一）蛋白質(zhì)分子的化學(xué)組成蛋白質(zhì)的基本單位氨基酸氨基酸20種它們結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn)：含有氨基的有機(jī)酸或堿性的氨基酸性的羧基側(cè)鏈兩性化合物兩性電解質(zhì)（主要元素：CHON；少量的S）第7頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五

由相同或不同的各個(gè)氨基酸，按照一定的排列順序，以特定的化學(xué)鍵方式連接，從而組成蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)。肽鍵肽鍵

蛋白質(zhì)分子是由許多氨基酸分子通過肽鍵，依次縮合而形成多肽鏈。側(cè)鏈側(cè)鏈側(cè)鏈側(cè)鏈主鏈（二）蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)第8頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五1.蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)：

多肽鏈中氨基酸的種類，數(shù)目和排列順序。（主鍵：肽鍵；副鍵：二硫鍵）第9頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五2.蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)：

在一級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，借氫鍵在氨基酸殘基之間連接，使多肽鏈成為螺旋或折疊的結(jié)構(gòu)。（氫鍵）第10頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五第11頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五第12頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五3.蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)：在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上再行折疊。（氫鍵，酯鍵，離子鍵，疏水鍵）第13頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五4.蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)：由兩條或幾條多肽鏈在各自三級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成為蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)亞基，由若干亞基之間以非共價(jià)鍵形式而相互結(jié)合的復(fù)合體。（非共價(jià)鍵）第14頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五第15頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五第16頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五（三）蛋白質(zhì)的分類與主要功能蛋白質(zhì)的分類外形纖維蛋白：球形蛋白：角蛋白酶蛋白，免疫球蛋白功能結(jié)構(gòu)蛋白：調(diào)節(jié)蛋白：轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白：收縮蛋白：抗體蛋白：催化蛋白：肌球蛋白胰島素血紅蛋白肌動(dòng)蛋白，肌球蛋白免疫球蛋白蛋白酶第17頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五

組成成分單純蛋白：結(jié)合蛋白：指單純由氨基酸組成的蛋白質(zhì)。（白蛋白，球蛋白，組蛋白）指單純蛋白和非蛋白質(zhì)類物質(zhì)結(jié)合，非蛋白質(zhì)物質(zhì)稱輔基。（核蛋白，糖蛋白，脂蛋白）第18頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五蛋白質(zhì)的主要功能蛋白質(zhì)是細(xì)胞和組織的主要成分；作為酶催化生物體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)；蛋白質(zhì)具有運(yùn)輸功能；收縮功能；調(diào)節(jié)作用防御作用。第19頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五（四）酶是具有高度催化活性的蛋白質(zhì)和RNA。酶的特性高度的專一性高效的催化效能高度不穩(wěn)定性酶的分類單純蛋白酶類結(jié)合蛋白酶類：酶蛋白+輔基（非蛋白質(zhì)）=全酶

酶：第20頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五二.核酸（nucleicacid）（一）核酸的化學(xué)組成與種類核酸的基本單位單核苷酸戊糖磷酸含氮有機(jī)堿核糖脫氧核糖嘧啶：ＴＣＵ嘌呤：ＡＧ（堿基）化學(xué)組成第21頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五第22頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五核糖脫氧糖苷鍵核苷酯鍵單核苷酸第23頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五3’5’磷酸二酯鍵5′3′第24頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五核酸的種類DNARNA戊糖脫氧核糖核糖堿基AGCTAGCU磷酸磷酸磷酸核苷酸種類脫氧腺苷酸（dAMP)腺苷酸（AMP）脫氧鳥苷酸（dGMP)鳥苷酸（GMP）脫氧胞苷酸（dCMP)胞苷酸（CMP）脫氧胸苷酸（dTMP)尿苷酸（UMP）結(jié)構(gòu)雙鏈單鏈存在部位主要存在細(xì)胞核中主要存在細(xì)胞質(zhì)中功能儲(chǔ)存，復(fù)制和傳遞遺傳信息與遺傳信息表達(dá)有關(guān)DNA與RNA的區(qū)別核酸脫氧核糖核酸（DNA）核糖核酸（RNA）第25頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五（二）DNA的結(jié)構(gòu)與功能

DNA的結(jié)構(gòu)DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序。Watson和Crick提出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型二級(jí)結(jié)構(gòu)：一級(jí)結(jié)構(gòu)：DNA的雙鏈形成第26頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五第27頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五DNA的雙鏈形成3.4nm含10個(gè)堿基對(duì)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型第28頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五1.DNA分子是由兩條相互平行方向相反的多核苷酸鏈圍繞著同一中心軸形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。2.兩條長(zhǎng)鏈的堿基在雙螺旋內(nèi)側(cè)按堿基配對(duì)原則（A=T，G三C）以氫鍵相連。3.相鄰堿基對(duì)旋轉(zhuǎn)36°，間距0.34nm，一個(gè)螺旋包含10個(gè)堿基旋轉(zhuǎn)360°，螺距為3.4nm。Watson和Crick的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型第29頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五第30頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五DNAModels第31頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五三種DNA第32頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五

DNA的功能DNA是遺傳物質(zhì)其功能是：儲(chǔ)存，復(fù)制和傳遞遺傳信息。第33頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五DNA的半保留復(fù)制實(shí)驗(yàn)：N15標(biāo)記大腸桿菌的DNA環(huán)狀雙鏈DNA的轉(zhuǎn)錄中心法則復(fù)制DNA轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄RNA翻譯蛋白質(zhì)第34頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五（三）RNA的結(jié)構(gòu)與功能RNA為單鏈可自身回折形成局部假雙鏈。RNAmRNAtRNArRNA第35頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五1.mRNA信使RNA2.rRNA核糖體RNA3.tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)RNA

第36頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五mRNAtRNArRNA細(xì)胞中含量5%~10%5%~10%80%~90%分子量（1~5)×105~2X106(2.4~3)×104(0.36~1.1)×106

大小懸殊約有70~80個(gè)單核苷酸沉降系數(shù)6S~25S4S5.8S、18S、28S結(jié)構(gòu)特征存在場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)或核糖體細(xì)胞質(zhì)或核糖體細(xì)胞中的核糖體功能作用三種RNA分子的結(jié)構(gòu)特征和功能作用基本上呈線形，局部呈雙鏈，形成發(fā)夾式結(jié)構(gòu)。呈三葉草形，柄部和基部呈雙螺旋結(jié)構(gòu)，柄部3，有CCA三個(gè)堿基，其相對(duì)端為基部呈環(huán)形，稱反密碼環(huán)，中央有三個(gè)堿基，為反密碼子。線形，某些節(jié)段可能成雙螺旋結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)錄DNA中的遺傳信息，并帶到核糖體上，作為合成蛋白質(zhì)的模板。運(yùn)輸活化的氨基酸到核糖體上的mRNA的特定位點(diǎn)，特定的tRNA運(yùn)輸特定的氨基酸。為蛋白質(zhì)合成場(chǎng)所的核糖體的組成成分。第37頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五第38頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五核酶的定義核酶（ribozyme）泛指一類具有催化功能的RNA分子。一般是指無需蛋白質(zhì)參與或不與蛋白質(zhì)結(jié)合，就具有催化功能的RNA分子。第39頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五

1981年，Cech發(fā)現(xiàn)四膜蟲rRNA的前體在沒有蛋白質(zhì)的情況下能專一地催化寡聚核苷酸底物的切割與連接，具有分子內(nèi)催化的活性。第40頁(yè)，共43頁(yè)，2022年，5月20日，8點(diǎn)41分，星期五1983年，Altman等發(fā)現(xiàn)大腸桿菌RNaseP的蛋白質(zhì)部分除去后，在體外高濃度Mg2+存在下，與留下的RNA部分(M1RNA)具有與全酶相同的催化活性