陈阅增普通生物学-课件PPT文档格式.ppt

1、,Ni（镍）植物中1555ppm,人为0.1ppm；急性白血病.25g/ml,F（氟）与牙齿健康有关，缺氟产生龋齿；过多则斑齿和氟中毒。,Se（硒）缺硒产生克山病，与肝功能，冠心病发病和防治有关.,生物体内最主要的四种元素是H,C,N,O。原子之间形成化合物有两种：共价键和离子键。,二、化合物由元素组成,水是极性分子分子之间形成氢键液态水中的水分子具有内聚力 例如：水分子之间的氢键使水能缓和温度的变化 例如：冰比水密度低。水是良好的溶剂。水能够电离,9,水的特性 内聚力（表面张力）强 水分子间氢键 分子间“黏合”较强内聚力；意义：植物体内，运输中起重要作用；,10,比热大 水分子间氢键 缓和温

2、度变化 细胞温度、体温相对恒定 代谢速率稳定；密度（与冰相比）大 利于水生生物生存。,11,良好溶剂 生命系统中 各种化学反应的 理想介质；,12,电离 H2O 氢离子 H+羟基离子；H+、OH-必须处于平衡状态 大多细胞的 pH 近于 7（中性）pH 微小变化 危害细胞。,几种碳骨架机化合物举例,2.2 组成细胞的生物大分子,一、碳是组成细胞中各种大分子的基础,4 种重要的功能团中 羟基（-OH）羰基（-CO）羧基（-COOH）氨基（-NH2）3 种含氧、2 种含碳，1 种含氮,共同点：极性，组成的化合物有亲水性。实际生物分子中含有不止一种功能团。,多聚体 polymer单体 monomer

3、生物大分子4大类：蛋白质（protein）、核酸（nucleic acid）、多糖（polysaccharide）、脂质（lipid）,二、细胞利用少数种类小分子合成许多种生物大分子,小分子 大分子 单糖 多糖 氨基酸 蛋白质 核苷酸 核酸,三、糖类,生命活动所需能量来源；重要的中间代谢产物；构成生物大分子；组成：C:H:O=1:2:1,功能：,单糖 多羟基酮或醛的化合物。寡糖 由两个或以上糖残基两两之间通过脱水而成的。多糖 数百至数千个单糖通过脱水而形成的聚合物。,重要的单糖,甘油醛 核糖 脱氧核糖,葡萄糖 果糖 半乳糖,（1）双糖如麦芽糖、蔗糖、纤维二糖、乳糖等。（2）其他寡糖 三糖、四糖

4、等。如棉子糖。,2.寡糖,有少数几个单糖缩合而成的糖。,淀粉植物细胞中的储藏营养物，分为直 链和支链淀粉。糖原动物细胞中储藏的多糖，又称动物淀粉。纤维素 植物细胞壁的主要成分。几丁质、果胶等。,3.多糖,自然界中最多的糖类。有单糖分子（通常为葡萄糖分子）缩合脱水而成的分支或不分支的长链分子。,1 脂肪是脂质中主要的贮能分子,四、脂类,甘油三酯分子结构,动物脂肪和植物脂肪的差别：膳食中的脂肪,脂肪中有多个碳氢链。所以是含能量较多的分子，1g脂肪中贮存的能量约为1g淀粉的2倍。,2 磷脂、蜡和类固醇都是脂质,磷脂分子结构,磷脂分子可以看成是一个极性头，两条非极性尾巴。,蜡也是酯，是由一些长链的醇与

5、长链脂肪酸形成的酯。它的疏水性更强，可以保护生物体的表面。例如，植物和动物表面,（1）固醇类的内核由 4 个环组成（2）一些人体重要维生素和激素是固醇（3）胆固醇是细胞的必要成份（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,（四）蛋白质,五、蛋白质,1 蛋白质为生命活动所必需，按照蛋白质在体内的功能分为7大类,结构蛋白 组成细胞结构的基础；收缩蛋白 肌肉运动；贮藏蛋白：卵清蛋白 胚胎发育；贮藏蛋白 种子萌发；防御蛋白：血清中抗体；转运蛋白：血红蛋白；信号蛋白：细胞间传递信号 激素 调节机体活动；酶：生物催化剂。,2 蛋白质仅有20种氨基酸（amino acid）组成,（1）碳原

6、子（2）具有 氨基 和羧基是各种氨基酸 的共性（3）各种氨基酸的区别在 侧链基团R,20种标准氨基酸的英文简写,氨基酸的分类,对于20种标准的氨基酸，按照侧链化学性质的不同，可以分为以下三组：疏水性的氨基酸Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Pro和Met带电氨基酸Arg、Lys（+）和Asp、Glu（-）极性氨基酸Ser、Thr、Cys、Asn、Gln、His、Tyr、Trp,一个氨基酸分子中的-氨基，与另一氨基酸分子 中的-羧基脱水缩合，形成肽键，生成的化合物称为二肽。,不同数目的氨基酸以肽键顺序相连，这样形成的长短不一的链状分子即是肽或多肽。多肽链的一端有一个-NH2，带这个基团的氨

7、基酸称为肽链的氨基末端氨基酸或称N末氨基酸；另一端有一个-COOH，肽链的羧基末端氨基酸或称C末端氨基酸。,1、一级结构 2、二级结构 3、三级结构 4、四级结构,3 蛋白质的结构决定其功能,蛋白质一级结构,肽键肽链氨基酸排列顺序等,二级结构,肽链的主链在空间的走向-螺旋-折叠-转角无规卷曲无序结构,-螺旋,指甲、毛发蹄、角、羊毛,-折叠,平行-折叠,反平行-折叠,折叠:较螺旋伸展的构象，两条或多条肽链间互相以氢键连接起来的成片层状结构，平行或反平行两种类型。,蚕丝、蛛丝,三级结构,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,三级结构（tertiary structure）在二级结构

8、基础上的肽链再折叠形成的构象。,球蛋白：螺旋+不规则的不成螺旋的部分，并折叠成球形。酶、蛋白质激素、抗体以及细胞质和细胞膜中的蛋白质。,三级结构,四级结构（quanternary structure）组成蛋白质的多条肽链在天然构象空间上的排列方式，多以弱键互相连接。疏水力、氢键、盐键每条肽链本身具有一定的三级结构，就是蛋白质分子的亚基。,蛋白质的各级结构,氨基酸,一级结构,二级结构,三级结构,四级结构,血红蛋白,蛋白质结构与功能的关系,一级结构与功能的关系序列分析空间结构与功能的关系结构分析,一级结构即氨基酸顺序,高级结构,生物学功能,空间结构与功能的关系,DNA聚合酶活性位点,聚合酶,DNA

9、,DNA的空间结构,1952年，以超高分辨率扫描式电子显微镜拍到的DNA照片。,从图上可辨认出DNA是由两条链交缠在一起的螺旋结构,1 核酸由核苷酸组成,核苷酸是DNA和RNA结构单体。一个核苷酸分子含有一分子戊糖（核糖或脱氧核糖）、一分子磷酸和一个含氮的有机碱（碱基）。,脱氧核糖,磷酸,碱基,腺嘌呤脱氧核苷酸,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胞嘧啶脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,脱氧核苷酸的种类,戊糖分子上第一位碳原子与嘌呤或嘧啶结合，就形成核苷（脱氧核苷）；核苷（脱氧核苷）与一个磷酸分子结合，就形成一个核苷酸（脱氧核苷酸）。,（1）碱基糖之间是糖苷键（2）糖磷酸之间是磷酸酯键,DNA的结构模式图,从图中

10、可见DNA具有规则的双螺旋空间结构,放大,DNA的空间结构,磷酸,脱氧核糖,含氮碱基,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,DNA分子的平面结构,氢键,DNA双螺旋的特点如下：,1 多聚核苷酸链的两个螺旋围绕着一个共同的轴旋转，为右手螺旋。,2螺旋中的两条链方向相反，即其中一条链的方向为53，而另一条链的方向为35。,3嘌呤碱和嘧啶碱基位于螺旋的内侧，磷酸和脱氧核糖基位于螺旋外侧。碱基环平面与螺旋轴垂直，糖的平面又几乎与碱基的平面垂直。,4双螺旋的直径为2nm，相邻碱基之间相距0.34nm，并沿轴旋转36角。因此旋转每隔10个碱基之后，即相距3.4nm之后又转回原位。

11、,5两条链是由碱基之间的氢键连在一起的。腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）结合，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）结合。A和T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键,6长链中的碱基对的排列顺序不受任何限制。碱基对的准确序列携带着遗传信息,RNA为单链盘绕，局部形成碱基配对。例如：转运RNA（tRNA）的三叶 草结构,本章小结,1、写出氨基酸的基本通式。2、生物大分子有哪些特性？3、具体写出蛋白质的一至四级结构代表什么？4、DNA双螺旋结构的特点？5、水分子有哪些特性？,第三章：细胞结构与细胞通讯,19 世纪初，两位德国生物学家施莱登和施旺正式明确提出：细胞是植物体和动物体的基本结构单位。,（1）细胞是有机

12、体，是所有动、植物的基本结 构单位；（2）每个细胞相对独立，一个生物体细胞 之间协同配合；（3）新细胞由老细胞繁殖产生。,细胞学说：,最初提出细胞学说观点的两篇论文是:德国植物学家施莱登 1938 年发表的论文:论植物发现;德国动物学家施旺 1939 年发表的论文:动、植物结构与生长相似性的显微研究。,扫描电镜（SEM）,透射电镜（TEM）,2 分级分离技术可用于研究活的样本,细胞的分级分离是将细胞破碎，将其中的的各种细胞器分开，从而可以分别研究它们的功能。最有效的仪器是超速离心机。沉降系数的S单位。S表示的是大分子或颗粒在超速离心时的沉降行为，其大小与颗粒的密度、形状、沉降介质的密度均有关。

13、沉降系数越大，分子或颗粒就越大。利用分级分离技术，可以制备比较大量的各种细胞器的制剂，以便仔细研究其功能。,3 细胞的概貌,最小的细胞是支原体细胞，直径只有100nm；最大的细胞是鸟卵，肉眼可见。细胞的大小和细胞的机能是相适应的。例如，神经细胞、鸟卵。一般说来，生物体积的增加，是由于细胞数目增加，而不是由于细胞体积加大。单细胞生物仅有一个细胞；而多细胞生物的细胞数目和生物体的大小成正比。,4 两类细胞：原核细胞和真核细胞,原核细胞：不含细胞核（nucleus）原核细胞所形成的生 物称为原核生物（prokaryotes），包括所 有的细菌（bacteria）。真核细胞：有细胞核。真核细胞构成的生

14、物称为真核生 物（eukaryotes），包括动物（animal）、植物（plant）、真菌（fungi）以及介于动 植物之间的原生生物（protista）。,原核细胞,遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个环状DNA构成 细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功能 的细胞器和细胞核膜支原体 目前发现的最小最简单的细胞细菌（Bacteria）蓝藻又称蓝细菌,以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构系统 以核酸（DNA或RNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统 由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统。,真核细胞,3.2 真核细胞的结构,1 细胞核是真核细胞的控制中心,核被膜 双层膜，具核孔核基质

15、（核液）染色质 由DNA和蛋白质组成核仁 富含蛋白质和RNA的区域，核糖体的装配场所。,核被膜,核被膜的组成：外核膜 内核膜 核周腔 核孔,核被膜的功能,构成核、质之间的天然选择性屏障避免生命活动的彼此干扰保护DNA不受细胞骨架运动 所产生的机械力的损伤 核质之间的物质交换与信息交流,染色质,染色质：分成常染色质，即细丝状的部分；和异染色质，即染色较深的团块。DNA和蛋白质，及少量RNA。分成组蛋白和非组蛋白两类。组蛋白是碱性蛋白，分为H1、H2A、H2B、H3、H4共5种。它们与DNA相结合；非组蛋白种类多，如DNA聚合酶、RNA聚合酶等。核小体：直径10nm。4对组蛋白分子。连接DNA：与核小体上的DNA相加，约为200碱基对。,核小体和染色质,核 仁,细胞间期核中个