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1、课程内容 植物的形态与功能植物的形态与功能 动物的形态与功能动物的形态与功能细胞细胞 绪绪 论论 遗传与变异遗传与变异 生物进化生物进化 生物多样性的进化生物多样性的进化 生态学与动物行为生态学与动物行为第二章生命的化学基础1原子和分子2组成细胞的生物大分子3糖类4脂质5蛋白质6核酸一、生命需要约25种元素2.1 原子和分子基本元素：基本元素：C，H，O，N，S，P，Ca等占人体等占人体99.35%。其它元素：其它元素：Na，K，Fe，Mg，Mn，Zn，Cu，Cl，I等数量少，但作用大。如很多金属元素是酶的等数量少，但作用大。如很多金属元素是酶的辅助因子。辅助因子。偶然存在的元素：偶然存在的元

2、素：V、Mo、Li、F、Br、Si、As、Sn、等等“反自然反自然”现象现象自然界：自然界：C、H、O总和总和96%生命体与普通物质的不同生命体与普通物质的不同微量元素微量元素Fe Fe 氧的运送和酶的活性有关，缺少时，引起缺铁性贫血。氧的运送和酶的活性有关，缺少时，引起缺铁性贫血。Cu Cu 发生冠心病的主要原因，与酶的活性有关。发生冠心病的主要原因，与酶的活性有关。Zn Zn 在青少年的发育生长，癌症等的发病和防治起有作用。在青少年的发育生长，癌症等的发病和防治起有作用。Mo Mo （钼）与酶的活性、食道癌的发病率和防治有关。（钼）与酶的活性、食道癌的发病率和防治有关。I I 缺碘产生地方

3、性甲状腺肿，幼儿发生呆小症。缺碘产生地方性甲状腺肿，幼儿发生呆小症。图图Co Co （钴）与酶的活性有关。青春期少女（钴）与酶的活性有关。青春期少女0.0150.015mg/mg/每日。每日。V V （钒）软体动物富有钒；鱼体含量较低。（钒）软体动物富有钒；鱼体含量较低。Ni（镍）植物中（镍）植物中1555ppm,人为人为0.1ppm；急性白急性白血病血病.25g/mlF（氟）与牙齿健康有关，缺氟产生龋齿；过多（氟）与牙齿健康有关，缺氟产生龋齿；过多则则斑齿和氟中毒斑齿和氟中毒。Se（硒）缺硒产生（硒）缺硒产生克山病克山病，与肝功能，冠心病发，与肝功能，冠心病发病和防治有关病和防治有关.生物体

4、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水的特性水的特性内聚力（表面张力）强内聚力（表面张力）强水分子间水分子间氢键氢键分子间分子间“黏合黏合”较强较强内聚力；内聚力；意义：意义：植物体内，植物体内，运输中起重要作用；运输中起重要作用；10比热大比热大水分子间水分子间氢键氢键缓和缓和温度变化温度变化细胞温度细胞温度、体温体温相对恒定相对恒定代谢速率稳定；代谢速率稳定；密度密度（与冰相比）（与冰相

5、比）大大利于水生生物生存。利于水生生物生存。11良好溶剂良好溶剂生命系统中生命系统中各种化学反应的各种化学反应的理想介质；理想介质；12电离电离H2O氢离子氢离子H+羟基离子；羟基离子；H+、OH-必须处于必须处于平衡状态平衡状态大多细胞的大多细胞的pH近于近于7（中性）（中性）pH微小变化微小变化危害细胞。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种重要的功能团中种重要的功能团中羟基羟基（-OH）羰基羰基（-CO）羧基羧基（-COOH）氨基氨基（-NH2）3种含氧、种含氧、2种含碳，种含碳，1种含氮种含氮共同点：极性，组成的化合物有亲水性

6、。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。实际生物分子中含有不止一种功能团。多聚体polymer单体monomer生物大分子4大类：蛋白质（protein）、核酸（nucleicacid）、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 小分子小分子 大分子大分子 单糖 多糖 氨基酸 蛋白质 核苷酸 核酸 三、糖类1.生命活动所需能量来源；2.重要的中间代谢产物；3.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

7、过脱水而形成的聚合物。重要的单糖甘油醛甘油醛核糖核糖脱氧核糖脱氧核糖葡萄糖葡萄糖果糖果糖半乳糖半乳糖（1）双糖）双糖如麦芽糖、蔗糖、纤维二糖、乳糖等。（2）其他寡糖）其他寡糖三糖、四糖等。如棉子糖。2.寡糖寡糖有少数几个单糖缩合而成的糖。淀粉淀粉植物细胞中的储藏营养物，分为直链和支链淀粉。糖原糖原动物细胞中储藏的多糖，又称动物淀粉。纤维素纤维素植物细胞壁的主要成分。几丁质、果胶几丁质、果胶等。3.多糖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

8、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。蜡也是酯，是由一些长链的醇与长链脂肪蜡也是酯，是由一些长链的醇与长链脂肪酸形成的酯。它的疏水性更强，可以保护酸形成的酯。它的疏水性更强，可以保护生物体的表面。生物体的表面。例如，植物和动物表面例如，植物和动物表面（四）蛋白质（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大类结构蛋白结构蛋白组成细胞结构的基础；组成细胞结构的基础；收缩蛋白收缩蛋白肌肉运动；肌肉运动；贮藏蛋白贮藏蛋白：卵清蛋白卵清蛋白胚胎发育；胚胎发育；贮藏蛋白贮藏蛋白种子萌发；种子萌发；防御蛋白：防御蛋白：血清中抗体；血清中抗体；

9、转运蛋白：转运蛋白：血红蛋白；血红蛋白；信号蛋白：信号蛋白：细胞间传递信号细胞间传递信号激素激素调节机体活动；调节机体活动；酶：酶：生物催化剂。生物催化剂。RCOOHNH2C2蛋白质仅有20种氨基酸(aminoacid)组成（1）碳原子（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氨基酸名称氨基酸名称英文缩写英文缩写简简写写氨基酸名称氨基酸名称英文缩写英文缩写简简写写甘氨酸GlyG丝氨酸SerS丙氨酸AlaA苏氨酸ThrT缬氨酸ValV天冬酰胺AsnN异亮氨酸IleI谷酰胺GlnQ亮氨酸LeuL酪氨酸TyrY苯丙氨酸PheF组氨酸HisH脯氨酸ProP天冬氨酸

10、AspD甲硫氨酸MetM谷氨酸GluE色氨酸TrpW赖氨酸LysK半胱氨酸CysC精氨酸ArgR20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

11、氨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-螺旋螺旋-折叠折叠-转角转角无规卷曲无规卷曲无序结构无序结构-螺旋指甲、毛发指甲、毛发蹄、角、羊毛蹄、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（tertiarystruc

12、ture）在二级结构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。三级结构三级结构四级结构（quanternarystructure）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DNADNA的空间

13、结构1952年，年，以超高分辨率扫以超高分辨率扫描式电子显微镜拍到的描式电子显微镜拍到的DNADNA照片。照片。从图上可辨认出从图上可辨认出DNADNA是由两条链交缠在是由两条链交缠在一起的螺旋结构一起的螺旋结构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）。脱氧脱氧核糖核糖磷酸磷酸碱基碱基AGCT腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸脱氧核苷酸的种类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

14、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可见DNA具有规则的双螺旋空间结构放大DNADNA的空间结构的空间结构磷酸脱氧核糖含氮碱基AAATTTGGGGCCCATCAGCTDNADNA分子的平面结构分子的平面结构氢键氢键氢键氢键ATGCDNA双螺旋的特点如下：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。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螺旋中的两条链方向相反，即其中一条链

15、的方向为53，而另一条链的方向为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。乎与碱基的平面垂直。4双螺旋的直径为双螺旋的直径为2nm，相邻碱基之间相距，相邻碱基之间相距0.34nm，并沿轴旋转并沿轴旋转36角。因此旋转每隔角。因此旋转每隔10个碱基之后，即相距个碱基之后，即相距3.4nm之后又转回之后又转回原位。原位。5两条链是由碱基之间的氢键连在一起的。腺嘌呤（两条链是由碱基之间的氢键连在一起的。

16、腺嘌呤（A）与）与胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T）结合，鸟嘌呤（）结合，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（）与胞嘧啶（C）结合。）结合。A和和T之间形成两个氢键，之间形成两个氢键，G与与C之间形成三个氢键之间形成三个氢键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的准确序列携带着遗传信息RNARNA为单链盘绕，局部形成碱基配对。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：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。细胞是植物体和动物体的基本结构单位。（1 1）细胞是有机体细胞是有机体，是所有动、植物的基本结，是所有动、植物的基本结 构单位构单位；（2 2）每个细胞相对独立，一个生物体细胞）每个细胞相对独立，一个生物