1、 2121世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，生命科學(xué)世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，生命科學(xué)以生物體的生命過(guò)程為研究對(duì)象。以生物體的生命過(guò)程為研究對(duì)象。 本章主要介紹構(gòu)成生命的本章主要介紹構(gòu)成生命的糖類糖類、蛋白蛋白質(zhì)、核酸質(zhì)、核酸等基本物質(zhì)以及生命現(xiàn)象有等基本物質(zhì)以及生命現(xiàn)象有關(guān)的化學(xué)知識(shí)。關(guān)的化學(xué)知識(shí)。 9.1 生命體中的重要有機(jī)化合物生命體中的重要有機(jī)化合物 糖類糖類 脂類脂類 蛋白質(zhì)、氨基酸、肽鍵蛋白質(zhì)、氨基酸、肽鍵 酶酶 核酸核酸9.1.1 糖類糖類 凡不能被水解的多羥基醛糖或多羥凡不能被水解的多羥基醛糖或多羥基酮糖稱為基酮糖稱為單糖單糖。例如葡萄糖和果糖。例如葡萄糖和果糖。1) 單糖單糖（C6H12O6

2、）單糖不僅有鏈狀結(jié)構(gòu)，還有環(huán)狀結(jié)構(gòu)單糖不僅有鏈狀結(jié)構(gòu)，還有環(huán)狀結(jié)構(gòu)： 鏈狀結(jié)構(gòu)鏈狀結(jié)構(gòu) 環(huán)狀結(jié)構(gòu)環(huán)狀結(jié)構(gòu)OC H2O HO HHHO HC H2O HHO HOHO HOO HO HO H單糖果糖單糖果糖酮酮糖糖 單糖一般為無(wú)色晶體，具有甜味，能溶單糖一般為無(wú)色晶體，具有甜味，能溶于水。于水。單糖葡萄糖單糖葡萄糖鏈狀結(jié)構(gòu)鏈狀結(jié)構(gòu)環(huán)狀結(jié)構(gòu)環(huán)狀結(jié)構(gòu)（醛糖）醛糖） 由少數(shù)由少數(shù)(26個(gè)個(gè))單糖分子構(gòu)成的糖稱為單糖分子構(gòu)成的糖稱為寡糖（又稱低聚糖）。寡糖（又稱低聚糖）。其中以其中以二糖二糖存在最存在最為廣泛。例如為廣泛。例如蔗糖、麥芽糖、乳糖蔗糖、麥芽糖、乳糖。 乳糖乳糖來(lái)自乳汁，甜度適中，用于食品工

3、來(lái)自乳汁，甜度適中，用于食品工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)。業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)。 蔗糖蔗糖來(lái)自甘蔗和甜菜，就是由葡萄糖和來(lái)自甘蔗和甜菜，就是由葡萄糖和果糖形成的雙糖。果糖形成的雙糖。 麥芽糖麥芽糖來(lái)自淀粉，甜度較差，可用做來(lái)自淀粉，甜度較差，可用做營(yíng)養(yǎng)基和增養(yǎng)基。營(yíng)養(yǎng)基和增養(yǎng)基。2) 寡糖寡糖 麥芽糖麥芽糖 兩分子葡萄糖通過(guò)兩分子葡萄糖通過(guò) 糖苷鍵連接形成糖苷鍵連接形成 乳糖乳糖 半乳糖和葡萄糖通過(guò)半乳糖和葡萄糖通過(guò) 糖苷鍵連接形成糖苷鍵連接形成 蔗糖蔗糖 葡萄糖和果糖通過(guò)葡萄糖和果糖通過(guò) 糖苷鍵連接形成糖苷鍵連接形成OC H2O HHHO HHO HO HHHOOC H2O HHHHO HO HHO HHOC H

4、2O HHO HHHO HO HHHOOC H2O HHHHO HO HHO HHOC H2O HO HHHO HC H2O HHOC H2O HHHO HHO HO HHHO二糖二糖 糖的水解糖的水解 與生物體相關(guān)的多糖與生物體相關(guān)的多糖淀粉淀粉糖原糖原纖維素纖維素3) 多糖多糖 凡能水解為很多個(gè)單糖分子的糖為凡能水解為很多個(gè)單糖分子的糖為多多糖。糖。例如例如淀粉、糖原和纖維素淀粉、糖原和纖維素等等。多糖 寡糖（二糖） 單糖(C6H10O5)n無(wú)甜味，多糖水解無(wú)甜味，多糖水解 單糖單糖（1）淀粉）淀粉淀粉有直鏈淀粉和支鏈淀粉兩類。淀粉有直鏈淀粉和支鏈淀粉兩類。 直鏈淀粉：用碘溶液檢測(cè)直鏈淀粉

5、：用碘溶液檢測(cè)呈藍(lán)色呈藍(lán)色。支鏈淀粉：用碘溶液檢測(cè)呈支鏈淀粉：用碘溶液檢測(cè)呈紅棕色紅棕色。 酸或酶酸或酶 (C6H10O5)n淀粉淀粉 nC6H12O6 (葡萄糖葡萄糖) （中間產(chǎn)物；糊精、麥芽糖）（中間產(chǎn)物；糊精、麥芽糖）（2）糖原）糖原 又稱動(dòng)物淀粉，是動(dòng)物的能量貯存庫(kù)。又稱動(dòng)物淀粉，是動(dòng)物的能量貯存庫(kù)。結(jié)構(gòu)與支鏈淀粉類似。糖原分支更多。結(jié)構(gòu)與支鏈淀粉類似。糖原分支更多。 （3）纖維素）纖維素 是自然界中最豐富的多糖。結(jié)構(gòu)與直鏈?zhǔn)亲匀唤缰凶钬S富的多糖。結(jié)構(gòu)與直鏈淀粉類似；結(jié)構(gòu)差別在于淀粉類似；結(jié)構(gòu)差別在于D葡萄糖單位之葡萄糖單位之間的連接方式不同。間的連接方式不同。 淀粉與纖維素性質(zhì)不同淀

6、粉與纖維素性質(zhì)不同 淀粉在水中會(huì)變成糊狀，而纖維素不淀粉在水中會(huì)變成糊狀，而纖維素不僅不溶于水，甚至不溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿。僅不溶于水，甚至不溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿。判斷：判斷：淀粉是多糖，纖維素也是多糖，淀粉是多糖，纖維素也是多糖，所以它們?cè)谛再|(zhì)上相似。所以它們?cè)谛再|(zhì)上相似。 （ ）植物纖維素植物纖維素沒有營(yíng)養(yǎng)，只是促進(jìn)腸的蠕動(dòng)，有助消化，沒有營(yíng)養(yǎng)，只是促進(jìn)腸的蠕動(dòng)，有助消化，使大便膨松，易于排出。使大便膨松，易于排出。食物纖維的作用：食物纖維的作用：a.a.促進(jìn)結(jié)腸功能，預(yù)防結(jié)腸癌促進(jìn)結(jié)腸功能，預(yù)防結(jié)腸癌 食物纖維吸水性強(qiáng)，在腸道體積膨脹，增大糞便體食物纖維吸水性強(qiáng)，在腸道體積膨脹，增大糞便體積，使代謝

7、產(chǎn)生的毒物得以稀釋。加強(qiáng)腸道蠕動(dòng)，縮短積，使代謝產(chǎn)生的毒物得以稀釋。加強(qiáng)腸道蠕動(dòng)，縮短糞便在結(jié)腸中停留時(shí)間。糞便在結(jié)腸中停留時(shí)間。b.b.降低膽固醇和血脂降低膽固醇和血脂 某些食物纖維能與膽固醇及甘油三酯結(jié)合從糞便排某些食物纖維能與膽固醇及甘油三酯結(jié)合從糞便排出，減少酯類吸收，脂類代謝加速，降低冠心病發(fā)病率出，減少酯類吸收，脂類代謝加速，降低冠心病發(fā)病率c.c.促進(jìn)消化，防止便秘促進(jìn)消化，防止便秘 膳食纖維在體內(nèi)不會(huì)被消化吸收，但它對(duì)膳食纖維在體內(nèi)不會(huì)被消化吸收，但它對(duì)腸壁有刺激作用，能引起腸壁收縮蠕動(dòng)，促腸壁有刺激作用，能引起腸壁收縮蠕動(dòng)，促進(jìn)消化液分泌，促進(jìn)消化排泄。進(jìn)消化液分泌，促進(jìn)消化

8、排泄。d.d.每天每天10103030克粗纖維為佳克粗纖維為佳 蔬菜蔬菜中粗纖維較多的是：韭菜、芹菜、番中粗纖維較多的是：韭菜、芹菜、番茄、黃瓜、卷心菜、茭白、南瓜、苦瓜。茄、黃瓜、卷心菜、茭白、南瓜、苦瓜。 水果水果中膳食纖維較多的是：香蕉、蘋果、中膳食纖維較多的是：香蕉、蘋果、桔子、葡萄。桔子、葡萄。 雜糧雜糧也是很好的膳食纖維也是很好的膳食纖維光合作用光合作用 一般是指二氧化碳和水，在日光照射一般是指二氧化碳和水，在日光照射下，借植物葉綠素的幫助，吸收光能而合下，借植物葉綠素的幫助，吸收光能而合成碳水化合物的過(guò)程。成碳水化合物的過(guò)程。6CO2+6H2O + 能量能量(太陽(yáng)光太陽(yáng)光) C6

9、H12O6 + 6O2葉綠素葉綠素 生物體的能量來(lái)源生物體的能量來(lái)源 與其他分子形成復(fù)合糖類與其他分子形成復(fù)合糖類 對(duì)各類生物體的結(jié)構(gòu)支持和保護(hù)作用對(duì)各類生物體的結(jié)構(gòu)支持和保護(hù)作用 影響生物體的生命過(guò)程，其中有些是影響生物體的生命過(guò)程，其中有些是 有益的，有些是有害的。有益的，有些是有害的。糖類的作用糖類的作用9.1.2 脂脂 類類脂類脂類脂肪脂肪類類 脂脂磷脂磷脂糖脂糖脂固醇脂固醇脂固醇固醇CH2CHCH2OOOR OR OR On R, R和和R為飽和碳鏈為飽和碳鏈 時(shí)，為固體，稱為脂時(shí)，為固體，稱為脂n R, R和和R為不飽和碳為不飽和碳 鏈時(shí)，為液體，稱為油鏈時(shí)，為液體，稱為油（1 1

10、）脂肪）脂肪 甘油三酯甘油三酯(甘油甘油+脂肪酸脂肪酸) CH2CHCH2OOOR OR OR On R, R和和R為飽和碳鏈為飽和碳鏈 時(shí)，為固體，稱為脂時(shí)，為固體，稱為脂n R, R和和R為不飽和碳為不飽和碳 鏈時(shí)，為液體，稱為油鏈時(shí)，為液體，稱為油 脂肪是由脂肪是由甘油甘油和和脂肪酸脂肪酸組成的三酰甘油脂，組成的三酰甘油脂，其中甘油的分子比較簡(jiǎn)單，而脂肪酸的種類和長(zhǎng)其中甘油的分子比較簡(jiǎn)單，而脂肪酸的種類和長(zhǎng)短卻不相同。短卻不相同。脂肪的性質(zhì)和特點(diǎn)主要取決于脂肪的性質(zhì)和特點(diǎn)主要取決于脂肪酸脂肪酸。不同食物中的脂肪所含有的脂肪酸的種類不同食物中的脂肪所含有的脂肪酸的種類 和含量不一樣和含量不

11、一樣自然界中有自然界中有40多種脂肪酸，可形成多種脂多種脂肪酸，可形成多種脂 肪酸甘油脂肪酸甘油脂脂肪酸一般由脂肪酸一般由4個(gè)到個(gè)到24個(gè)碳原子組成個(gè)碳原子組成脂肪在多數(shù)有機(jī)溶劑中溶解，但不溶于水。脂肪在多數(shù)有機(jī)溶劑中溶解，但不溶于水。 飽和脂肪酸飽和脂肪酸碳鏈?zhǔn)菃捂I碳鏈?zhǔn)菃捂I ( (動(dòng)、植物脂肪中，牛動(dòng)、植物脂肪中，牛 油、棕櫚油等油、棕櫚油等) ) 不飽和脂肪酸不飽和脂肪酸 單一不飽和脂肪酸單一不飽和脂肪酸碳鏈中只有一個(gè)雙鍵碳鏈中只有一個(gè)雙鍵 ( (菜油、橄欖油、花生油菜油、橄欖油、花生油) ) 多元不飽和脂肪酸多元不飽和脂肪酸含二個(gè)或二個(gè)以上雙鍵含二個(gè)或二個(gè)以上雙鍵 ( (玉米油、葵花籽

12、油玉米油、葵花籽油) )必需脂肪酸必需脂肪酸必須從食物中獲取的必須從食物中獲取的 人體自身雖能合成多種脂肪酸，但有幾種人人體自身雖能合成多種脂肪酸，但有幾種人體無(wú)法合成，必須從食物中獲取的脂肪酸叫必需體無(wú)法合成，必須從食物中獲取的脂肪酸叫必需脂肪酸。脂肪酸。 亞油酸亞油酸三者之中最重要，存在于植物油中三者之中最重要，存在于植物油中 亞麻酸亞麻酸 花生四烯酸花生四烯酸必必需需脂脂肪肪酸酸亞油酸含量：亞油酸含量： 棉籽油棉籽油豆油豆油玉米胚油玉米胚油芝麻油芝麻油花生油花生油 米糠油米糠油雞肉雞肉鴨肉鴨肉豬肉豬肉 亞油酸亞油酸( )進(jìn)入人體后在酶催化下轉(zhuǎn)化進(jìn)入人體后在酶催化下轉(zhuǎn)化 成成r-亞麻酸和花

13、生四烯酸亞麻酸和花生四烯酸亞油酸亞油酸 -亞油酸亞油酸()進(jìn)入人體后，在同一種酶進(jìn)入人體后，在同一種酶 催化下轉(zhuǎn)化成催化下轉(zhuǎn)化成 （1 1） ( (多不飽和脂肪酸多不飽和脂肪酸)玉米油、葵花籽油、谷類玉米油、葵花籽油、谷類 攝入過(guò)多：致癌、糖尿病、抑郁癥，免疫攝入過(guò)多：致癌、糖尿病、抑郁癥，免疫 系統(tǒng)疾病。系統(tǒng)疾病。（2 2） ( (單一不飽和脂肪酸單一不飽和脂肪酸) ) 橄欖油、深海魚、橄欖油、深海魚、 綠葉菜綠葉菜( (菠菜菠菜) )、山核、山核 桃、加拿大菜籽油。桃、加拿大菜籽油。 保護(hù)心血管、降糖尿病風(fēng)險(xiǎn)、防癌。保護(hù)心血管、降糖尿病風(fēng)險(xiǎn)、防癌。（3 3）聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織、世界衛(wèi)生組織推薦

14、：）聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織、世界衛(wèi)生組織推薦： = 11 = 11 ( (目前我國(guó)大多數(shù)人在目前我國(guó)大多數(shù)人在301)301) 磷脂磷脂 卵磷脂卵磷脂抗氧化劑、防老年癡呆抗氧化劑、防老年癡呆(蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)、 大豆、核桃大豆、核桃)類脂類脂 腦磷脂腦磷脂加速血液凝固加速血液凝固(腦、骨髓，血液中腦、骨髓，血液中) 固醇類固醇類 膽固醇膽固醇血管壁上沉積或動(dòng)脈硬化血管壁上沉積或動(dòng)脈硬化 類固醇類固醇抑制膽固醇的吸收及積蓄抑制膽固醇的吸收及積蓄（2 2）類脂）類脂脂類的作用脂類的作用 主要功能是儲(chǔ)存能量與供給能量主要功能是儲(chǔ)存能量與供給能量 促進(jìn)脂溶性維生素的吸收促進(jìn)脂溶性維生素的吸收 維持體溫，保護(hù)內(nèi)臟

15、維持體溫，保護(hù)內(nèi)臟 提供人體所需的必需脂肪酸等。提供人體所需的必需脂肪酸等。(1)(1) 供給和貯存熱能供給和貯存熱能 1 1克脂肪氧化產(chǎn)生熱量克脂肪氧化產(chǎn)生熱量38 38 KJ KJ 人體能量來(lái)源人體能量來(lái)源 碳水化合物碳水化合物 70% 70% 脂肪脂肪 20% 20%(2)(2) 構(gòu)成身體組織構(gòu)成身體組織 類脂中磷脂、糖脂和膽固醇是人體細(xì)胞類脂中磷脂、糖脂和膽固醇是人體細(xì)胞 膜類脂層的基本原料；膜類脂層的基本原料； 糖脂在人腦和神經(jīng)組織中含量最多，脂糖脂在人腦和神經(jīng)組織中含量最多，脂 肪不足導(dǎo)致抑郁等精神問(wèn)題。肪不足導(dǎo)致抑郁等精神問(wèn)題。脂類功能脂類功能(3)(3) 維持體溫，保護(hù)臟器維持

16、體溫，保護(hù)臟器皮下脂肪皮下脂肪 防止體內(nèi)熱量過(guò)度散失防止體內(nèi)熱量過(guò)度散失 御寒御寒 防止外界輻射熱侵入防止外界輻射熱侵入器官周圍脂肪器官周圍脂肪 對(duì)臟器起固定支持和保護(hù)作用對(duì)臟器起固定支持和保護(hù)作用, , 防止外力撞擊、震動(dòng)、損傷防止外力撞擊、震動(dòng)、損傷(4) (4) 促進(jìn)脂溶性維生素的吸收促進(jìn)脂溶性維生素的吸收 維生素維生素A A、D D、K K、E E及及B-B-胡羅卜素，只能溶胡羅卜素，只能溶于脂肪而不溶于水于脂肪而不溶于水 （如番茄紅素靠脂肪才能較好吸收）（如番茄紅素靠脂肪才能較好吸收）(5)(5) 供給必需脂肪酸、調(diào)節(jié)生理功能供給必需脂肪酸、調(diào)節(jié)生理功能 促進(jìn)人體發(fā)育促進(jìn)人體發(fā)育 維

17、持皮膚和毛細(xì)血管健康維持皮膚和毛細(xì)血管健康 增加乳液分泌增加乳液分泌 減輕放射線照射引起皮膚損傷減輕放射線照射引起皮膚損傷 降低膽固醇，降低膽固醇，減少血小板粘附、防血栓。減少血小板粘附、防血栓。 參與前列腺素和精子合成參與前列腺素和精子合成(6)(6) 提高食品飽腹感和美味、潤(rùn)腸。提高食品飽腹感和美味、潤(rùn)腸。 亞油酸缺乏亞油酸缺乏皮膚病、生長(zhǎng)緩慢、毛發(fā)皮膚病、生長(zhǎng)緩慢、毛發(fā) 干燥或斷裂、不孕或畸胎。干燥或斷裂、不孕或畸胎。 成人需亞油酸成人需亞油酸6-86-8克，占總熱能克，占總熱能1%-2%1%-2%為宜。為宜。 脂肪營(yíng)養(yǎng)價(jià)值脂肪營(yíng)養(yǎng)價(jià)值橄欖油橄欖油 植物油植物油 動(dòng)物油動(dòng)物油 蛋白質(zhì)是一

18、切生物體的組成成分蛋白質(zhì)是一切生物體的組成成分 所有的蛋白質(zhì)都含有所有的蛋白質(zhì)都含有C，N，O，H元元素，大多數(shù)蛋白質(zhì)還含有素，大多數(shù)蛋白質(zhì)還含有S或或P，也有也有些含其他元素如些含其他元素如Fe，Cu，Zn等。等。 構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位氨基酸氨基酸 氨基酸的結(jié)構(gòu)通式如下：氨基酸的結(jié)構(gòu)通式如下： 9.1.2 蛋白質(zhì)、氨基酸、肽鍵蛋白質(zhì)、氨基酸、肽鍵 人體內(nèi)的主要蛋白質(zhì)大約有人體內(nèi)的主要蛋白質(zhì)大約有20種氨種氨基酸組成?；峤M成。甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸、 酪氨酪氨酸、酸、氨氨、氨酸、氨酸、 氨酸、氨酸、氨酸、氨酸、*纈氨酸、纈氨酸、

19、*亮氨酸、亮氨酸、*異亮氨酸、脯異亮氨酸、脯氨酸、氨酸、*苯丙氨酸、苯丙氨酸、*色氨酸、色氨酸、*甲硫氨酸、甲硫氨酸、*氨酸氨酸*氨酸氨酸*氨酸氨酸 *代表必需氨基酸；代表必需氨基酸；氨酸氨酸氨酸對(duì)氨酸對(duì)兒童兒童為為必需氨基酸，但對(duì)成人卻不是必需氨基酸。必需氨基酸，但對(duì)成人卻不是必需氨基酸。 2020種氨基酸種氨基酸蛋白質(zhì)中的氨基酸是蛋白質(zhì)中的氨基酸是L-構(gòu)型。構(gòu)型。人體需要人體需要L-氨基酸而不能利用氨基酸而不能利用D-氨基酸。氨基酸。鏡子鏡子肽肽 鍵鍵 一分子氨基酸的一分子氨基酸的羧基羧基與另一分子氨基酸與另一分子氨基酸的的氨基氨基，通過(guò)，通過(guò)脫水脫水(縮合反應(yīng)縮合反應(yīng))，形成一個(gè)酰，形成

20、一個(gè)酰氨鍵稱為氨鍵稱為肽鍵肽鍵，新生成的化合物稱為，新生成的化合物稱為肽肽。多多 肽肽 含有含有n個(gè)氨基酸殘基的肽稱為個(gè)氨基酸殘基的肽稱為n肽肽 命名：從肽鍵的命名：從肽鍵的NH2末端氨基酸殘基開末端氨基酸殘基開始，稱為某氨基酰某氨基酰始，稱為某氨基酰某氨基酰某氨基酸某氨基酸 n肽具有肽具有 n! 種不同的排列方式，但只有種不同的排列方式，但只有某些氨基酸并按某幾種順序組合而成的某些氨基酸并按某幾種順序組合而成的蛋白質(zhì)存在并與生命或生理活性有關(guān)蛋白質(zhì)存在并與生命或生理活性有關(guān) 多個(gè)氨基酸失水形成的肽叫多個(gè)氨基酸失水形成的肽叫多肽多肽蛋蛋 白白 質(zhì)質(zhì) 蛋白質(zhì)分子是由一條或多條多肽鏈構(gòu)成的生物大蛋

21、白質(zhì)分子是由一條或多條多肽鏈構(gòu)成的生物大分子。分子。 按分子形狀分：球蛋白：按分子形狀分：球蛋白：溶于水、易破裂、活性溶于水、易破裂、活性 纖維蛋白：纖維蛋白：不溶于水、堅(jiān)韌不溶于水、堅(jiān)韌（指甲）（指甲） 按化學(xué)組成分：簡(jiǎn)單蛋白：按化學(xué)組成分：簡(jiǎn)單蛋白：多肽鏈多肽鏈 復(fù)合蛋白：復(fù)合蛋白：多肽鏈多肽鏈+鋪基鋪基 (苷酸、糖脂、色素、金屬配離子苷酸、糖脂、色素、金屬配離子)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 一級(jí)結(jié)構(gòu)：一級(jí)結(jié)構(gòu)：共價(jià)主鏈的氨基酸順序。共價(jià)主鏈的氨基酸順序。 決定蛋白質(zhì)的功能決定蛋白質(zhì)的功能 二級(jí)結(jié)構(gòu)：二級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子中多肽鏈本身的折疊方式。蛋白質(zhì)分子中多肽鏈本身的折疊方式。 三級(jí)結(jié)構(gòu)：三

22、級(jí)結(jié)構(gòu)：二級(jí)結(jié)構(gòu)折疊卷曲形成的結(jié)構(gòu)。二級(jí)結(jié)構(gòu)折疊卷曲形成的結(jié)構(gòu)。 四級(jí)結(jié)構(gòu)：四級(jí)結(jié)構(gòu)：幾個(gè)蛋白質(zhì)分子（稱為亞基）聚集成的幾個(gè)蛋白質(zhì)分子（稱為亞基）聚集成的 高級(jí)結(jié)構(gòu)。高級(jí)結(jié)構(gòu)。示意圖示意圖蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖示意圖蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的重要性蛋白質(zhì)的重要性當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)分子受某些物理因素（如當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)分子受某些物理因素（如高溫、紫外線、超聲波、高電壓等）和高溫、紫外線、超聲波、高電壓等）和化學(xué)因素（如酸、堿、有機(jī)溶劑、重金化學(xué)因素（如酸、堿、有機(jī)溶劑、重金屬鹽等）的影響時(shí)，其結(jié)構(gòu)會(huì)

23、被破壞。屬鹽等）的影響時(shí)，其結(jié)構(gòu)會(huì)被破壞。導(dǎo)致其失去生物活性。導(dǎo)致其失去生物活性。 例如：例如：高溫蒸煮醫(yī)療器械高溫蒸煮醫(yī)療器械，就是因，就是因?yàn)楦邷啬苁沟鞍踪|(zhì)變性，從而達(dá)到殺菌為高溫能使蛋白質(zhì)變性，從而達(dá)到殺菌的目的。的目的。蛋白質(zhì)的變性蛋白質(zhì)的變性 又如：又如：甲醛甲醛（防腐劑福爾馬林的主要（防腐劑福爾馬林的主要成分）會(huì)與蛋白質(zhì)的氨基反應(yīng)，使蛋成分）會(huì)與蛋白質(zhì)的氨基反應(yīng)，使蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致失白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致失去生物活性并發(fā)生凝固。去生物活性并發(fā)生凝固。 在許多建筑材料、絕緣材料、家在許多建筑材料、絕緣材料、家具、清潔劑、化妝品中都含有甲醛，具、清潔劑、化妝品中

24、都含有甲醛，均會(huì)成為居室的污染源，對(duì)人類的健均會(huì)成為居室的污染源，對(duì)人類的健康造成危害?？翟斐晌：?。9.1.3 酶酶 定義：定義：是一類由生物細(xì)胞產(chǎn)生的、以是一類由生物細(xì)胞產(chǎn)生的、以蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)為主要成分的、具有催化活性為主要成分的、具有催化活性的的生物催化劑生物催化劑。 分類分類單純酶全為蛋白質(zhì)單純酶全為蛋白質(zhì)結(jié)合酶蛋白質(zhì)輔助因子結(jié)合酶蛋白質(zhì)輔助因子酶催化作用主要特點(diǎn)：酶催化作用主要特點(diǎn)：（1）由生物細(xì)胞在基因指導(dǎo)下合成，主）由生物細(xì)胞在基因指導(dǎo)下合成，主 要成分為蛋白質(zhì)。要成分為蛋白質(zhì)。（2）酶催化反應(yīng)在比較溫和的條件下進(jìn)行。酶催化反應(yīng)在比較溫和的條件下進(jìn)行。（3）酶具有高度的專一性）酶具

25、有高度的專一性（4）酶促反應(yīng)所需活化能低，催化效率）酶促反應(yīng)所需活化能低，催化效率 非常高。非常高。酶的專一性酶的專一性 蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)的水解反應(yīng)，蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)的水解反應(yīng)，淀粉酶只對(duì)淀粉水解起催化作用，如同淀粉酶只對(duì)淀粉水解起催化作用，如同一把鑰匙開一把鎖。一把鑰匙開一把鎖。 鎖鑰模型鎖鑰模型酶反應(yīng)的活化能酶反應(yīng)的活化能過(guò)氧化氫催化分解的勢(shì)能圖過(guò)氧化氫催化分解的勢(shì)能圖 酶催化的化學(xué)反應(yīng)速率比普通催化酶催化的化學(xué)反應(yīng)速率比普通催化劑高劑高1071013倍倍新陳代謝新陳代謝 包含包含物質(zhì)代謝物質(zhì)代謝和和能量代謝能量代謝 物質(zhì)代謝（中間物質(zhì)代謝（中間代謝）指物質(zhì)在代謝）指物質(zhì)在細(xì)胞中的

26、合成和細(xì)胞中的合成和分解過(guò)程分解過(guò)程 能量代謝能量代謝ADP ATPFoodCO2 + H2O能量能量酶酶9.1.4 核酸核酸核酸核酸 核苷酸核苷酸 核苷核苷 磷酸磷酸堿基堿基嘌呤堿，嘧啶堿嘌呤堿，嘧啶堿戊糖戊糖D-核糖，核糖，D-2-脫氧核糖脫氧核糖 - 遺傳信息的攜帶者與傳遞遺傳信息的攜帶者與傳遞者者構(gòu)成生物體的物質(zhì)中最重要的是構(gòu)成生物體的物質(zhì)中最重要的是蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)和和核酸核酸1 1核酸組成：核酸組成： 核酸核酸以磷酯鍵相連的許多核苷酸組成以磷酯鍵相連的許多核苷酸組成 組成核酸的基本單位是組成核酸的基本單位是核苷酸核苷酸2、核酸的分類：、核酸的分類： 根據(jù)核酸中所含根據(jù)核酸中所含戊糖戊糖

27、的不同分為的不同分為:核糖核酸（核糖核酸（RNA)脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸(DNA)。P198表表9-2DNARNA嘌呤堿嘌呤堿腺嘌呤腺嘌呤鳥嘌呤鳥嘌呤腺嘌呤腺嘌呤鳥嘌呤鳥嘌呤嘧啶堿嘧啶堿胞嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶胞嘧啶胞嘧啶尿嘧啶尿嘧啶戊糖戊糖D-2-脫氧核糖脫氧核糖D-核糖核糖酸酸磷酸磷酸磷酸磷酸兩類核酸的基本化學(xué)組成兩類核酸的基本化學(xué)組成AGCTAGCU嘌呤和嘧啶嘌呤和嘧啶NNNNNNNNNH2NHNNNONNNNHONH2NHNHOONHNHOO嘌 呤腺 嘌 呤鳥 嘌 呤嘧 啶 胞 嘧 啶 尿 嘧 啶 胸 腺 嘧 啶D-核糖和核糖和D-2-脫氧核糖脫氧核糖核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)

28、核酸的二級(jí)結(jié)構(gòu)核酸的二級(jí)結(jié)構(gòu) DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)DNA復(fù)制要點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：復(fù)制要點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：（1）DNA雙螺旋分為兩條單鏈；雙螺旋分為兩條單鏈；（2）每條單鏈作為一個(gè)模板進(jìn)入一個(gè)子細(xì)胞，）每條單鏈作為一個(gè)模板進(jìn)入一個(gè)子細(xì)胞，按照堿基互補(bǔ)原則，在酶催化作用下，合成按照堿基互補(bǔ)原則，在酶催化作用下，合成出與出與DNA單鏈完全互補(bǔ)的新鏈，形成一個(gè)新單鏈完全互補(bǔ)的新鏈，形成一個(gè)新的的DNA分子。分子。（3）復(fù)制出的新）復(fù)制出的新DNA與原來(lái)的與原來(lái)的DNA分子完全分子完全相同。子代的相同。子代的DNA分子中的兩條鏈，一條來(lái)分子中的

29、兩條鏈，一條來(lái)自親代自親代DNA分子，一條是新合成的，故稱分子，一條是新合成的，故稱半半保留復(fù)制。保留復(fù)制。DNA復(fù)制示意圖復(fù)制示意圖生物體遺傳生物體遺傳信息的攜帶者信息的攜帶者生物體遺傳生物體遺傳信息的傳遞者信息的傳遞者DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)譯轉(zhuǎn)錄 （酶）反 轉(zhuǎn) 錄 （酶）復(fù) 制 （酶）復(fù) 制 （酶）生命活動(dòng)的生命活動(dòng)的主要執(zhí)行者主要執(zhí)行者遺傳信息傳遞的中心法則遺傳信息傳遞的中心法則TTCTTTCAATAA AAG AAA CTCATATCA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄AAG AAA GUU AUU UUC UUU GAG UAU AGU翻譯翻譯賴賴賴賴?yán)i纈異亮異亮苯丙苯丙苯丙苯丙谷谷酪酪絲絲DNA的遺傳的遺傳密

30、碼密碼mRNA的遺傳的遺傳密碼密碼蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)核酸與蛋白質(zhì)的生物合成關(guān)系核酸與蛋白質(zhì)的生物合成關(guān)系DNA重組技術(shù)（克隆技術(shù)）重組技術(shù)（克隆技術(shù)）DNA重組技術(shù)的基本過(guò)程重組技術(shù)的基本過(guò)程（生物固氮）（生物固氮）9.2 基因與遺傳信息基因與遺傳信息 基因基因是具有遺傳功能的單元，一個(gè)基因是是具有遺傳功能的單元，一個(gè)基因是DNA片段中核苷酸堿基特定的序列，此序列載有某片段中核苷酸堿基特定的序列，此序列載有某特定蛋白質(zhì)的遺傳信息。特定蛋白質(zhì)的遺傳信息。 基因基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的功能單位和是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的功能單位和結(jié)構(gòu)單位，是有遺傳效應(yīng)的結(jié)構(gòu)單位，是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。片段。

31、基因基因表達(dá)：遺傳信息由表達(dá)：遺傳信息由DNARNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的表達(dá)過(guò)程。的表達(dá)過(guò)程。 所謂人類基因組計(jì)劃是測(cè)定人類基所謂人類基因組計(jì)劃是測(cè)定人類基因組的全部因組的全部DNA序列，從而破譯所有遺序列，從而破譯所有遺傳密碼，揭示生命的奧秘，是系統(tǒng)、全傳密碼，揭示生命的奧秘，是系統(tǒng)、全面地解讀和研究人類遺傳物質(zhì)面地解讀和研究人類遺傳物質(zhì)DNA的全的全球合作計(jì)劃。球合作計(jì)劃。人類基因組計(jì)劃人類基因組計(jì)劃 1990年年10月，國(guó)際人類基因組計(jì)劃正式啟月，國(guó)際人類基因組計(jì)劃正式啟動(dòng)，將用動(dòng)，將用15年時(shí)間，投資年時(shí)間，投資30億美元，完成億美元，完成30億對(duì)億對(duì)堿基的測(cè)序，并對(duì)所有基因（堿基的測(cè)序，并

32、對(duì)所有基因（10萬(wàn)萬(wàn)個(gè)）進(jìn)行繪圖和排序。個(gè)）進(jìn)行繪圖和排序。 全球人類基因組計(jì)劃由美國(guó)、英國(guó)、日本、全球人類基因組計(jì)劃由美國(guó)、英國(guó)、日本、法國(guó)、德國(guó)和法國(guó)、德國(guó)和中國(guó)中國(guó)負(fù)責(zé)。負(fù)責(zé)。人類基因組計(jì)劃與曼哈頓原子計(jì)劃、阿波人類基因組計(jì)劃與曼哈頓原子計(jì)劃、阿波羅登月計(jì)劃并稱人類科學(xué)史上的三大工程。羅登月計(jì)劃并稱人類科學(xué)史上的三大工程。 利用分子生物技術(shù)，將某些生物的利用分子生物技術(shù)，將某些生物的基因轉(zhuǎn)移到其他生物物種上，賦予了原基因轉(zhuǎn)移到其他生物物種上，賦予了原物種新的特性，以這種轉(zhuǎn)基因過(guò)程生產(chǎn)物種新的特性，以這種轉(zhuǎn)基因過(guò)程生產(chǎn)的產(chǎn)品為原料加工的食品稱為轉(zhuǎn)基因食的產(chǎn)品為原料加工的食品稱為轉(zhuǎn)基因食品。

33、品。轉(zhuǎn)基因食品轉(zhuǎn)基因食品 1983，世界上第一種基因移植作物是，世界上第一種基因移植作物是一種含抗生素藥類抗體的煙草。一種含抗生素藥類抗體的煙草。 1993年，年，第一種市場(chǎng)化的轉(zhuǎn)基因食第一種市場(chǎng)化的轉(zhuǎn)基因食物物番茄，在美國(guó)出現(xiàn)，并與番茄，在美國(guó)出現(xiàn)，并與1996年年允許在市場(chǎng)出售。允許在市場(chǎng)出售。轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物主要具有三種特性：轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物主要具有三種特性：（1）耐除草劑，即轉(zhuǎn)移了基因后，在）耐除草劑，即轉(zhuǎn)移了基因后，在使用除草劑時(shí)，植物生長(zhǎng)，雜草枯萎；使用除草劑時(shí)，植物生長(zhǎng)，雜草枯萎；（2）抗蟲，如抗蟲棉；）抗蟲，如抗蟲棉；（3）耐除草劑和抗蟲兩者兼有。）耐除草劑和抗蟲兩者兼有。 DNA堿基

34、順序改變引起的生物遺傳性變化堿基順序改變引起的生物遺傳性變化的現(xiàn)象稱為基因突變。的現(xiàn)象稱為基因突變。一方面有一方面有DNA分子中堿基互變，如正常條分子中堿基互變，如正常條件下堿基件下堿基A應(yīng)與應(yīng)與T配對(duì)配對(duì) ，但由于不同異構(gòu)體，但由于不同異構(gòu)體存在導(dǎo)致存在導(dǎo)致A與與C配對(duì)。配對(duì)。 另一方面有物理、化學(xué)因素，如紫外線、另一方面有物理、化學(xué)因素，如紫外線、高能射線、電離作用以及一些化學(xué)物質(zhì)，如高能射線、電離作用以及一些化學(xué)物質(zhì)，如亞硝酸鹽、二惡英、苯并芘等，干擾亞硝酸鹽、二惡英、苯并芘等，干擾DNA的的正常復(fù)制和轉(zhuǎn)錄，使正常復(fù)制和轉(zhuǎn)錄，使DNA復(fù)制發(fā)生錯(cuò)誤。復(fù)制發(fā)生錯(cuò)誤?；蛲蛔兓蛲蛔兓蚬こ绦?/p>

35、藥重組人胰島素基因工程新藥重組人胰島素 從豬胰臟中提取制備從豬胰臟中提取制備1g胰島素，至少胰島素，至少 需要需要454 kg豬胰臟，成本高，產(chǎn)量低。豬胰臟，成本高，產(chǎn)量低。 北京大學(xué)蛋白質(zhì)工程及植物基因工程重北京大學(xué)蛋白質(zhì)工程及植物基因工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以大腸桿菌為表達(dá)系統(tǒng)，對(duì)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以大腸桿菌為表達(dá)系統(tǒng)，對(duì)重組重組人胰島素基因進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)。（人胰島素基因進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)。（大腸桿菌大腸桿菌生產(chǎn)生產(chǎn)人胰島素）人胰島素） DNA鑒定法鑒定法，用來(lái)證明犯罪現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的，用來(lái)證明犯罪現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的組織或體液確實(shí)是屬于被指控的罪犯的一種手組織或體液確實(shí)是屬于被指控的罪犯的一種手段。這個(gè)化學(xué)試驗(yàn)需要現(xiàn)代的方法使段。

36、這個(gè)化學(xué)試驗(yàn)需要現(xiàn)代的方法使DNA在特在特種酶催化劑的作用下復(fù)制成百或成千次，從而種酶催化劑的作用下復(fù)制成百或成千次，從而使一點(diǎn)從犯罪現(xiàn)場(chǎng)找到的樣品能被放大和鑒定。使一點(diǎn)從犯罪現(xiàn)場(chǎng)找到的樣品能被放大和鑒定。然后采用其他的酶將然后采用其他的酶將DNA在特定的位置上切斷在特定的位置上切斷得到一幅對(duì)一個(gè)人來(lái)說(shuō)是具有特征性的圖象。得到一幅對(duì)一個(gè)人來(lái)說(shuō)是具有特征性的圖象。這個(gè)證據(jù)可以使一名清白無(wú)辜的人獲得自由或這個(gè)證據(jù)可以使一名清白無(wú)辜的人獲得自由或指出另一人很可能是有罪的。指出另一人很可能是有罪的。DNA鑒定與執(zhí)法鑒定與執(zhí)法9.3 生物膜生物膜 生物膜生物膜是一個(gè)具有特殊結(jié)構(gòu)和功能的是一個(gè)具有特殊結(jié)構(gòu)

37、和功能的選擇性通透膜。選擇性通透膜。 細(xì)胞膜是生物膜的一種。細(xì)胞膜是生物膜的一種。 膜主要由脂類、蛋白質(zhì)和糖類等組成。膜主要由脂類、蛋白質(zhì)和糖類等組成。 生物膜具有的功能主要由膜內(nèi)所含蛋生物膜具有的功能主要由膜內(nèi)所含蛋白質(zhì)決定。白質(zhì)決定。細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌模型細(xì)胞膜的功能細(xì)胞膜的功能 能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換 控制能量物質(zhì)的進(jìn)出控制能量物質(zhì)的進(jìn)出 物質(zhì)運(yùn)送物質(zhì)運(yùn)送被動(dòng)運(yùn)送：被動(dòng)運(yùn)送： 由高濃度到低濃度，濃由高濃度到低濃度，濃度梯度度梯度主動(dòng)運(yùn)送：主動(dòng)運(yùn)送： 有選擇的運(yùn)送，能對(duì)抗有選擇的運(yùn)送，能對(duì)抗?jié)舛忍荻葷舛忍荻?信息識(shí)別與傳遞信息識(shí)別與傳遞被動(dòng)運(yùn)送和主動(dòng)運(yùn)送被動(dòng)運(yùn)送和主動(dòng)運(yùn)送鈉泵模

38、型鈉泵模型ATPADPNaNaNaNaNaNaPNaNaNaNaNaNaNaNaNaKKKKKKKKK細(xì) 胞 內(nèi) 部KPPPP細(xì)胞外部1.結(jié) 合 Na+2.磷 酸 化3.翻 轉(zhuǎn)4.釋 放 Na+5.結(jié) 合 K+6.去 磷 酸 化7.翻 轉(zhuǎn)8.釋 放 K+9.4 氧自由基與人體健康氧自由基與人體健康2O OH,自由基：自由基：帶有未成對(duì)電子的分子、原子帶有未成對(duì)電子的分子、原子或離子?；螂x子。直接或間接由分子氧轉(zhuǎn)化并具有比分子直接或間接由分子氧轉(zhuǎn)化并具有比分子氧活潑的化學(xué)反應(yīng)性的自由基稱為氧活潑的化學(xué)反應(yīng)性的自由基稱為氧自由氧自由基基氧自由基的反應(yīng)特點(diǎn)：無(wú)專一性氧自由基的反應(yīng)特點(diǎn)：無(wú)專一性產(chǎn)生：

39、體育運(yùn)動(dòng)、吸煙、炎癥、藥物等產(chǎn)生：體育運(yùn)動(dòng)、吸煙、炎癥、藥物等氧自由基的反應(yīng)氧自由基的反應(yīng) 羥自由基羥自由基的產(chǎn)生（鐵螯合物為催化劑）的產(chǎn)生（鐵螯合物為催化劑） 與生物大分子的反應(yīng)與生物大分子的反應(yīng) SOD催化下的歧化反應(yīng)催化下的歧化反應(yīng)222OHRHH ORROROSOD22222OO2HH O +O2222OH O OOHOH鐵螯合物鐵螯合物氧自由基對(duì)人體健康的影響氧自由基對(duì)人體健康的影響 可使細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中的核酸鏈斷裂，可使細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中的核酸鏈斷裂，導(dǎo)致病變導(dǎo)致病變 損傷蛋白質(zhì)，使蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)換增加損傷蛋白質(zhì)，使蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)換增加 損害損害DNA，導(dǎo)致細(xì)胞突變，導(dǎo)致細(xì)胞突變 作用于作用于-SH，使某些酶活性降低或喪失，使某些酶活性降低或喪失 攻擊不飽和脂肪酸，引起脂質(zhì)過(guò)氧化攻擊不飽和脂肪酸，引起脂質(zhì)過(guò)氧化 生物體內(nèi)活性氧被不斷產(chǎn)生不斷利用又生物體內(nèi)活性氧被不斷產(chǎn)生不斷利用又不斷被清除不斷被清除9.5 藥物設(shè)計(jì)藥物設(shè)計(jì)治病和保健的化學(xué)藥物治病和保健的化學(xué)藥物1. 制酸劑制酸劑2. 止痛藥止痛藥3. 殺菌及消毒劑殺菌及消毒劑4. 磺胺類藥及抗生素磺胺類藥及抗生素5. 類固醇類固醇6. 過(guò)敏和抗組胺劑過(guò)敏和抗組胺劑 C17H19NO3 嗎啡罌粟的果實(shí)嗎啡罌粟的果實(shí)嗎啡（嗎啡（Morphine） 尼古丁尼古丁C10H14N2有機(jī)胺：尼