第一拿绪论 认识生命和生命科些 生命的基本特征 自从我们生下来,经过童年、少年知道现在的青年时期,我们一直面对一个充满神奇色彩的 生命世界,植物的发芽、生长,开花结果,鸟类的鸣叫、筑巢和育雏,各种动物的激烈斗和 彼此和睦相处。 我们自己也在长大,显然,大家会想到因为我们每天吃饭,补充身体的营养需要,所以身体 逐渐生长发育。你也会观察到你周围的人的生老病死。 实际上,当你用眼睛观察、用耳朵聆听、用大脑思索问题的时候,生命活动始终贯穿与其中。 可以说,生命活动无处不在 也许你会说,这些现象司空见惯,我们在中学已经知道,生物体都是由细胞组成的,遗传物 质是染色体上的DNA,人体可分为皮肤,运动,消化、呼吸、循环、排泄、生殖、神经、 内分泌等9大系统 那么,到大学里,我们又要学什么呢? 以前的知识都是肤浅的,概括的,你们的知识体系和思维能力还不具备在更深层次上全面综 合地理解生命现象和规律 地球上的生物,经过漫长的进化历程,形成了变化无穷的形态和精巧奇妙的结构,也形成了 系列有关物质运输、能量转化和信息传递的机制 妙不可言 生命的本质:能够新陈代谢、自动调节和自我增殖的系统。物质、能量和 信息的协调统一,形成了生命系统的有序运动 生命运动的特征 辨证唯物论认为,世界是物质的,物质是运动的。物质运动的复杂程度为一个等级序列:机 械运动→物理运动→化学运动→生物运动→社会运动 高级的运动形式包含低级的运动形式,但不等于其简单的加和,所以,你们生物专业的学生 需要学习物理学、化学,而物理学、化学专业的学生则未必需要学习生物学 在自然物质运动中,生命运动是最复杂的 例子,生命运动的物理、化学运动 笛卡儿认为宇宙是一个巨大的机械系统,生物也被描述为自动的机器,可以用一般的物理规
第一章 绪论 ⎯认识生命和生命科学 生命的基本特征 自从我们生下来，经过童年、少年知道现在的青年时期，我们一直面对一个充满神奇色彩的 生命世界，植物的发芽、生长，开花结果，鸟类的鸣叫、筑巢和育雏，各种动物的激烈斗和 彼此和睦相处。 我们自己也在长大，显然，大家会想到因为我们每天吃饭，补充身体的营养需要，所以身体 逐渐生长发育。你也会观察到你周围的人的生老病死。 实际上，当你用眼睛观察、用耳朵聆听、用大脑思索问题的时候，生命活动始终贯穿与其中。 可以说，生命活动无处不在。 也许你会说，这些现象司空见惯，我们在中学已经知道，生物体都是由细胞组成的，遗传物 质是染色体上的 DNA，人体可分为皮肤，运动，消化、呼吸、循环、排泄、生殖、神经、 内分泌等 9 大系统。 那么，到大学里，我们又要学什么呢？ 以前的知识都是肤浅的，概括的，你们的知识体系和思维能力还不具备在更深层次上全面综 合地理解生命现象和规律。 地球上的生物，经过漫长的进化历程，形成了变化无穷的形态和精巧奇妙的结构，也形成了 一系列有关物质运输、能量转化和信息传递的机制 妙不可言 生命的本质：能够新陈代谢、自动调节和自我增殖的系统。物质、能量和 信息的协调统一，形成了生命系统的有序运动。 生命运动的特征 辨证唯物论认为，世界是物质的，物质是运动的。物质运动的复杂程度为一个等级序列：机 械运动→物理运动→化学运动→生物运动→社会运动 高级的运动形式包含低级的运动形式，但不等于其简单的加和，所以，你们生物专业的学生 需要学习物理学、化学，而物理学、化学专业的学生则未必需要学习生物学 在自然物质运动中，生命运动是最复杂的 例子，生命运动的物理、化学运动 笛卡儿认为宇宙是一个巨大的机械系统，生物也被描述为自动的机器，可以用一般的物理规
律作出解释,心脏比作泵。有一个生物学家把木块等物品导入火鸡胃里,发现它们被研碎了, 于是,他又研究机械研碎这些物品的要用多大的力,从而推测火鸡胃收缩的力量 生命的基本大特征:我们学习生命科学的过程就是从不同层次掌握这些基本特征 的现象和规律 新陈代谢:对应内容,光合作用,呼吸作用,AIP 也叫代谢,是维持生物体生命活动的化学变化的总称 包括物质代谢(生物体内,更确切地说细胞内物质的合成和分解)和能量代谢(能量的储存 和释放),在这个过程中,包括两个对立统一的方面 同化:生物体从外界摄入物质,经过一系列化学变化,转变为自身物质,并储存能量 异化:通过呼吸作用,生物体把自身物质分解并释放出能量,排出废物 同化是异化的基础,异化是同化的动力 新陈代谢是在高度自动、非常精细的调节下进行的,神经系统和内分泌系统起着重要的调节 作用 生长、发育和生殖:对应内容,细胞周期,胚胎发育和细胞分化,减数分裂 遗传、变异和进化:对应内容,DNA的结构和功能,减数分裂,基因突变,染色体变化 自然选择 地球上原本没有生命,50亿年前,地壳崩裂,从地球深处喷发出大量水蒸气,遇到冷气流 形成倾盆大雨→把地球表面的物质C、H、O、N带入海洋 CO2、甲烷、氨等受紫外线、宇宙射线、闪电的作用→有机大分子,包括蛋白质、核酸→进 入海洋→分解、合成→原始的生命,蓝藻→单细胞生物→多细胞生物→从水到陆→丰富多彩 的生命世界 感应性和运动:对应内容,动物的感受器(皮肤、五官等)、效应器(肌肉等),手触到烫的 物体马上缩回,石头不会,动物行为 内环境稳定:细胞的渗透压平衡 生命系统的层次 生物圈:地球上有生命存在的环境的总和 地球表面 生态系统:生物群落+非生命环境 海洋生态系统 群落:生活在一定区域并相互作用的2种或 武汉大学的生物群落 更多种群的集合 种群:生活在一定区域的同种个体的集合武汉大学的乌鸫 「个体:一个生命体 麻雀、野兔、人 系统:2个或更多器官构成,执行特殊的生 消化系统、呼吸系统 理功能 [器官:2种或更多类型组织构成,具有特殊
律作出解释，心脏比作泵。有一个生物学家把木块等物品导入火鸡胃里，发现它们被研碎了， 于是，他又研究机械研碎这些物品的要用多大的力，从而推测火鸡胃收缩的力量。 生命的基本大特征：我们学习生命科学的过程就是从不同层次掌握这些基本特征 的现象和规律 新陈代谢：对应内容，光合作用，呼吸作用，ATP 也叫代谢，是维持生物体生命活动的化学变化的总称 包括物质代谢（生物体内，更确切地说细胞内物质的合成和分解）和能量代谢（能量的储存 和释放），在这个过程中，包括两个对立统一的方面： 同化：生物体从外界摄入物质，经过一系列化学变化，转变为自身物质，并储存能量 异化：通过呼吸作用，生物体把自身物质分解并释放出能量，排出废物 同化是异化的基础，异化是同化的动力 新陈代谢是在高度自动、非常精细的调节下进行的，神经系统和内分泌系统起着重要的调节 作用 生长、发育和生殖：对应内容，细胞周期，胚胎发育和细胞分化，减数分裂 遗传、变异和进化：对应内容，DNA 的结构和功能，减数分裂，基因突变，染色体变化， 自然选择 地球上原本没有生命，50 亿年前，地壳崩裂，从地球深处喷发出大量水蒸气，遇到冷气流， 形成倾盆大雨→把地球表面的物质 C、H、O、N 带入海洋 CO2、甲烷、氨等受紫外线、宇宙射线、闪电的作用→有机大分子，包括蛋白质、核酸→进 入海洋→分解、合成→原始的生命，蓝藻→单细胞生物→多细胞生物→从水到陆→丰富多彩 的生命世界 感应性和运动：对应内容，动物的感受器（皮肤、五官等）、效应器（肌肉等），手触到烫的 物体马上缩回，石头不会，动物行为 内环境稳定：细胞的渗透压平衡 生命系统的层次 生物圈：地球上有生命存在的环境的总和 地球表面 生态系统：生物群落+非生命环境 海洋生态系统 群落：生活在一定区域并相互作用的 2 种或 更多种群的集合 武汉大学的生物群落 种群：生活在一定区域的同种个体的集合 武汉大学的乌鸫 个体：一个生命体 麻雀、野兔、人 系统：2 个或更多器官构成，执行特殊的生 理功能 消化系统、呼吸系统 器官：2 种或更多类型组织构成，具有特殊 胃，肺
功能 组织:由相同细胞组成的细胞群,具有特殊 上皮组织、结缔组织 的功能 细胞:生命的最小单位 上皮细胞、红细胞 细胞器:细胞内具有特殊功能的结构 叶绿体、线粒体 分子:由原子结合而成 H2O、葡萄糖、DNA 原子:一种元素的最小粒子 氢原子、氧原子 亚原子粒子:组成原子的粒子 质子、中子、电子 生物圆: 生态系统: 群落 生物的类群,行为,进化生 种群:物学和生态学 个体: 系统: 器官:高等植物、高等动物的身纳 组织: 细胞 细胞器: 细胞生物学基础 分子: 生命的物质基础 原子 亚原子粒子 高级层次包含低级层次,但不等于低级层次的简单加和 每一个特定层次都有其特定规律,但各层次的运动规律都是相互联系的 生命科的分支和缴晨方向 研究生命现象及其规律的科学 与以上10大特征相对应的学科 新陈代谢:分子生物学,生物化学,细胞生物学,植物生理学,动物生理学 生长、发育和生殖:分子生物学,生物化学,细胞生物学,生殖生物学,发 育生物学,胚胎学 遗传、变异和进化:分子生物学,分子遗传学,生物化学,细胞生物学
功能 组织：由相同细胞组成的细胞群，具有特殊 的功能 上皮组织、结缔组织 细胞：生命的最小单位 上皮细胞、红细胞 细胞器：细胞内具有特殊功能的结构 叶绿体、线粒体 分子：由原子结合而成 H2O、葡萄糖、DNA 原子：一种元素的最小粒子 氢原子、氧原子 亚原子粒子：组成原子的粒子 质子、中子、电子 生物圈： 生物的类群，行为，进化生 物学和生态学 生态系统： 群落： 种群： 个体： 系统： 高等植物、高等动物的身体 结构和功能 器官： 组织： 细胞： 细胞生物学基础 细胞器： 分子： 生命的物质基础 原子： 亚原子粒子： 高级层次包含低级层次，但不等于低级层次的简单加和 每一个特定层次都有其特定规律，但各层次的运动规律都是相互联系的 生命科学的分支和发展方向 研究生命现象及其规律的科学 与以上 10 大特征相对应的学科： 新陈代谢：分子生物学，生物化学，细胞生物学，植物生理学，动物生理学 生长、发育和生殖：分子生物学，生物化学，细胞生物学，生殖生物学，发 育生物学，胚胎学 遗传、变异和进化：分子生物学，分子遗传学，生物化学，细胞生物学
生殖生物学,发育生物学,进化生物学,古生物学 感应性和运动:神经生物学,动物行为学,动物生态学 内环境稳定:分子生物学,细胞生物学,植物生理学,动物生理学 武汉大学生命科学院本科生培养计划 生物学专业 生物技术专业 药学专业 无机及分析化学 无机及分析化学 无机及分析化学 有机化学 有机化学 有机化学 物理化学 物理化学 物理化学 业生物化学 生物化学 生物化学 植物生物学 生物学 生物学 础|动物生物学 微生物学 微生物学 必微生物学 贵传学 遗传学 修遗传学 细胞生物学 细胞生物学 课细胞生物学 分子生物学 分子生物学 分子生物学 人体生理学 动物生理学 免疫学 植物发育分子生物学细胞工程 天然药物化学 动物及人类发育生物学基因工程 药理学 业|免疫学 微生物工程 药物分析 生物技术 生化工艺 基因工程药物 基础选 细胞工程 生物工艺学 生物制药工艺原理 基因工程 生物制品学 发酵工程原理 植物生理学 生化技术 药剂学 人类及医学遗传学 免疫学 药事管理学 课生态学 病毒学 生物统计学 发育遗传学 蛋白质化学 临床药理学 病毒学 生物检验技术 病理生理学 保护生物学 医学微生物学 病毒学 系统与进化生物学 微生物生理学 生物物理学 选|植物生殖生物学 微生物遗传育种 生物医学检测技术 动物及人类生殖生物学神经生物学 仪器分析 水生生物学 发育生物学 新药设计原理 神经生物学 分子遗传学 药物作用的分子机制 分子遗传学 生物物理学 生物统计学 生物物理学 生态学 化工原理及化工制图
生殖生物学，发育生物学，进化生物学，古生物学 感应性和运动：神经生物学，动物行为学，动物生态学 内环境稳定：分子生物学，细胞生物学，植物生理学，动物生理学 武汉大学生命科学院本科生培养计划 生物学专业 生物技术专业 药学专业 专 业 基 础 必 修 课 无机及分析化学 无机及分析化学 无机及分析化学 有机化学 有机化学 有机化学 物理化学 物理化学 物理化学 生物化学 生物化学 生物化学 植物生物学 生物学 生物学 动物生物学 微生物学 微生物学 微生物学 遗传学 遗传学 遗传学 细胞生物学 细胞生物学 细胞生物学 分子生物学 分子生物学 分子生物学 人体生理学 动物生理学 免疫学 专 业 基 础 选 修 课 植物发育分子生物学 细胞工程 天然药物化学 动物及人类发育生物学 基因工程 药理学 免疫学 微生物工程 药物分析 生物技术 生化工艺 基因工程药物 细胞工程 生物工艺学 生物制药工艺原理 基因工程 生物制品学 发酵工程原理 植物生理学 生化技术 药剂学 人类及医学遗传学 免疫学 药事管理学 生态学 病毒学 生物统计学 任 选 课 发育遗传学 蛋白质化学 临床药理学 病毒学 生物检验技术 病理生理学 保护生物学 医学微生物学 病毒学 系统与进化生物学 微生物生理学 生物物理学 植物生殖生物学 微生物遗传育种 生物医学检测技术 动物及人类生殖生物学 神经生物学 仪器分析 水生生物学 发育生物学 新药设计原理 神经生物学 分子遗传学 药物作用的分子机制 分子遗传学 生物物理学 生物统计学 生物物理学 生态学 化工原理及化工制图
生物统计学 武汉大学生命科学院主要学科方向: 分子生物学 生物化学 病毒学 微生物学 植物发育生物学 植物遗传学 植物生理学 水生植物生态学和进化生物学 动物生态学 生物学的历史和发展:自己阅读 物质运动的等级序列:机械运动→物理运动→化学运动→生物运动→社会运动 近代科学的带头学科:力学 现代科学的带头学科:物理学 21世纪的带头学科:人们看好生物学 现代生物学的发展趋势和生物学与人类的关系: 生物学的研究方法:随着学习、研究的深入,逐渐去理解 生命科学的学习方法 感到无规律可循,因为个性太多,共性太少 分子生物学 细胞生物学 进化生物学 把生物学统一起来了 我们所学习的内容、科学研究的内容,只有两个:结构和功能 在学习每一部分时,问所学的对象的结构是什么(组成、形态、空间结构), 它有什么功能(结构怎样变化、变化的结果如何) 贯穿主线:生命系统具有等级性,或曰不同的层次,不同层次有着自己特定的结构和机能, 由低级层次组成的高一级层次具有新的结构方式和机能特点,也就是说总体>部分之和。各 层次内和各层次间的分工协作,维持有机体的生命活动
生物统计学 武汉大学生命科学院主要学科方向： 分子生物学 生物化学 病毒学 微生物学 植物发育生物学 植物遗传学 植物生理学 水生植物生态学和进化生物学 动物生态学 生物学的历史和发展：自己阅读 物质运动的等级序列：机械运动→物理运动→化学运动→生物运动→社会运动 近代科学的带头学科：力学 现代科学的带头学科：物理学 21 世纪的带头学科：人们看好生物学 现代生物学的发展趋势和生物学与人类的关系： 生物学的研究方法：随着学习、研究的深入，逐渐去理解 生命科学的学习方法 感到无规律可循，因为个性太多，共性太少 分子生物学 细胞生物学 进化生物学 把生物学统一起来了 我们所学习的内容、科学研究的内容，只有两个：结构和功能 在学习每一部分时，问所学的对象的结构是什么（组成、形态、空间结构）， 它有什么功能（结构怎样变化、变化的结果如何） 贯穿主线：生命系统具有等级性，或曰不同的层次，不同层次有着自己特定的结构和机能， 由低级层次组成的高一级层次具有新的结构方式和机能特点，也就是说总体＞部分之和。各 层次内和各层次间的分工协作，维持有机体的生命活动
理论联系实际 局部与整体的关系 结构和功能的统 生物和环境的统 第二章:生命的物基础 生命的形态、结构和功能变化无穷,但生命活动具有共同的物质基础。正是由于组成生物体 的各种物质复杂的化学反应,才产生了各种各样的生命现象。 无机物 水 生物体重量的65-90%,既是溶剂,又是物质运输的介质,参与生命活动的一切化学反应。 存在方式:游离水,结合水 无机盐 生物体重量的2-5% 阳离子Na、K、Ga2、Mg2+、Fe2+、Fe+阴离子Cl、SO-2、PO42-、HCO3等 作用: 1.直接与蛋白质结合。铁离子与血红蛋白结合,参与气体运输 2.参与酶反应 3.维持一定渗透压,电解质平衡,维持细胞正常活动,内环境稳定。各种离子的比例与海 水成分接近,成为生命起源于海洋的一个证据。 有机物 有机物的特征: 所有有机物都有碳原子,有机物就是碳的化合物 C对生命物质的构成具有特别重要的意义。C位于元素周期表的第二周期第4族,最外电子 层上有4个电子,与其它元素结合时不易失去得到电子,而是形成4个共价键(与其它原子 共用电子对)。自身的结合,与其它分子基团的结合 组成元素少,主要为C、H、O、N,但种类多,几百万种(为无机物的许多倍),且仍在被 发现和人工合成 有机物的分类:
理论联系实际 局部与整体的关系 结构和功能的统一 生物和环境的统一 第二章：生命的物质基础 生命的形态、结构和功能变化无穷，但生命活动具有共同的物质基础。正是由于组成生物体 的各种物质复杂的化学反应，才产生了各种各样的生命现象。 无机物 水 生物体重量的 65-90%，既是溶剂，又是物质运输的介质，参与生命活动的一切化学反应。 存在方式：游离水，结合水 无机盐，生物体重量的 2-5% 阳离子 Na+、K+、Ga2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+ 阴离子 Cl-、SO4 2-、 PO4 2-、 HCO3 -等。 作用： 1．直接与蛋白质结合。铁离子与血红蛋白结合，参与气体运输 2．参与酶反应 3．维持一定渗透压，电解质平衡，维持细胞正常活动，内环境稳定。各种离子的比例与海 水成分接近，成为生命起源于海洋的一个证据。 有机物 有机物的特征： 所有有机物都有碳原子，有机物就是碳的化合物。 C 对生命物质的构成具有特别重要的意义。C 位于元素周期表的第二周期第 4 族，最外电子 层上有 4 个电子，与其它元素结合时不易失去得到电子，而是形成 4 个共价键（与其它原子 共用电子对）。自身的结合，与其它分子基团的结合。 组成元素少，主要为 C、H、O、N，但种类多，几百万种（为无机物的许多倍），且仍在被 发现和人工合成。 有机物的分类：
按C的骨架分 1.开链 2.碳环(1)脂环。(2)芳香,分子中含有苯环或稠苯环 3.杂环,碳环中有其它原子 按活性基团(官能团)分: 糖类多羟基(一0H化合物 单糖:葡萄糖,半乳糖,果糖,核糖,脱氧核糖 双糖:可水解成为单糖,蔗糖 一个环上的OH与另一个环上的-OH缩合脱水形成糖苷键-O- 多糖:可水解成为单糖 淀粉(单糖链:螺旋形),豆类种子淀粉:直链;粘米:支链;马铃薯:22%直链,78%支 链 纤维素(单糖链:致密线状排列,其间有氢键相连,故相当坚韧) 糖原(单糖链:分支形 多糖的作用 1.能量储备,植物的块根、块茎含有淀粉,动物的肝糖原、肌糖原 2.支持骨架,细胞壁中有大量纤维素 多糖宝库:地球上绿色植物光合作用每年合成10吨纤维素,可产生的能量相当于全球每 年消耗的能源的10倍,但木材直接燃烧能量的利用率<10%。开发多糖资源,解决能源危机 脂类不溶于水,溶于有机溶剂 脂肪:提供能量,脂肪组织 甘油+3个脂肪酸=三酰甘油酯(脂肪) 脂肪酸=羧基(头,亲水,易反应)+长的碳氢链(尾,疏水,稳定) 磷脂:与蛋白质结合成脂蛋白,为细胞膜的重要成分,各种膜结构 三酰甘油酯甘油α位碳原子上的被磷酸基取代=磷脂酸 磷酸基上的-OH位置连接胆碱、胆胺、丝氨酸氨基醇,分别产生卵磷脂、脑磷脂、丝氨酸 磷脂(P24图) 甾醇: 胆固醇 细胞膜的重要成分(平行于磷脂之间,增加膜的稳定性,调节膜的流动性 参与体内代谢,作为前体物质 可沉积于血管壁
按 C 的骨架分: 1．开链 2．碳环 （1）脂环。（2）芳香，分子中含有苯环或稠苯环 3．杂环，碳环中有其它原子 按活性基团（官能团）分： 糖类 多羟基（−OH）化合物 单糖：葡萄糖，半乳糖，果糖，核糖，脱氧核糖 双糖：可水解成为单糖，蔗糖。 一个环上的−OH 与另一个环上的−OH 缩合脱水形成糖苷键−O− 多糖：可水解成为单糖 淀粉（单糖链：螺旋形），豆类种子淀粉：直链；粘米：支链；马铃薯：22%直链，78%支 链 纤维素（单糖链：致密线状排列，其间有氢键相连，故相当坚韧） 糖原（单糖链：分支形） 多糖的作用： 1．能量储备，植物的块根、块茎含有淀粉，动物的肝糖原、肌糖原 2．支持骨架，细胞壁中有大量纤维素 多糖宝库：地球上绿色植物光合作用每年合成 1011 吨纤维素，可产生的能量相当于全球每 年消耗的能源的 10 倍，但木材直接燃烧能量的利用率<10%。开发多糖资源，解决能源危机。 脂类不溶于水，溶于有机溶剂 脂肪：提供能量，脂肪组织 甘油 + 3 个脂肪酸 = 三酰甘油酯（脂肪） 脂肪酸 = 羧基 （头，亲水，易反应）+ 长的碳氢链（尾，疏水，稳定） 磷脂：与蛋白质结合成脂蛋白，为细胞膜的重要成分，各种膜结构 三酰甘油酯甘油α位碳原子上的被磷酸基取代 = 磷脂酸 磷酸基上的−OH 位置连接胆碱、胆胺、丝氨酸氨基醇，分别产生卵磷脂、脑磷脂、丝氨酸 磷脂（P24 图） 甾醇： 胆固醇： 细胞膜的重要成分（平行于磷脂之间，增加膜的稳定性，调节膜的流动性 参与体内代谢，作为前体物质 可沉积于血管壁
胆汁酸(胆汁中胆盐的主要成分,参与脂肪的消化吸收)、激素(调节生长、发育、新陈代 谢 萜类: 蜡 蛋白质构成细胞的主要成分,生命活动的主要执行者,生命实际上就是蛋白质的活 动规律 有机成分的80%,维持生命过程的重要物质。组成元素:C、H、O、N、S、Fe、 已发现的天然氨基酸有180多种,其中组成蛋白质的有20余种。氨基酸是组成蛋白质的基 本单位。有8种氨基酸人体不能自己合成,必须从食物中获得,称为必须氨基酸。以必须氨 基酸的含量评价蛋白质食品的营养含量 氨基酸的通式 NH2(氨基) R→C-COOH(羧基) 一个氨基酸失去羧基上的OH,另一个氨基酸失去一个H,从而连接起来,它们之间的化学 键称为肽键 2个氨基酸2肽,3个3肽,多个多肽,蛋白质就是多肽 24种氨基酸排列出来107种方式,一般的蛋白质分子有500个以上的氨基酸,有1000种方 式 蛋白质的一级结构:氨基酸的排列方式 蛋白质的二级结构:氢键连接肽链形成螺旋状或把不同的肽链连成片层结构 蛋白质的三级结构:在二级结构基础上,氨基酸之间通过多种化学键折叠卷曲 蛋白质的四级结构:多条肽链三级结构在空间的相对位置 由此可见,蛋白质分子结构的复杂性是生命活动高度复杂、协调的物质基础(结构和功能的 蛋白质的作用 生物体的组成成分 特化的酶 叶绿体蛋白、血红蛋白,运输O2
胆汁酸（胆汁中胆盐的主要成分，参与脂肪的消化吸收）、激素（调节生长、发育、新陈代 谢） 萜类： 蜡 蛋白质构成细胞的主要成分，生命活动的主要执行者，生命实际上就是蛋白质的活 动规律 有机成分的 80%，维持生命过程的重要物质。组成元素：C、H、O、N、S、Fe、I 已发现的天然氨基酸有 180 多种，其中组成蛋白质的有 20 余种。氨基酸是组成蛋白质的基 本单位。有 8 种氨基酸人体不能自己合成，必须从食物中获得，称为必须氨基酸。以必须氨 基酸的含量评价蛋白质食品的营养含量。 氨基酸的通式： NH2（氨基） R⎯C⎯COOH（羧基） H 一个氨基酸失去羧基上的 OH，另一个氨基酸失去一个 H，从而连接起来，它们之间的化学 键称为肽键 2 个氨基酸 2 肽，3 个 3 肽，多个多肽，蛋白质就是多肽 24 种氨基酸排列出来 1017 种方式，一般的蛋白质分子有 500 个以上的氨基酸，有 10600 种方 式 蛋白质的一级结构：氨基酸的排列方式 蛋白质的二级结构：氢键连接肽链形成螺旋状或把不同的肽链连成片层结构 蛋白质的三级结构：在二级结构基础上，氨基酸之间通过多种化学键折叠卷曲 蛋白质的四级结构：多条肽链三级结构在空间的相对位置 由此可见，蛋白质分子结构的复杂性是生命活动高度复杂、协调的物质基础（结构和功能的 统一） 蛋白质的作用 生物体的组成成分 特化的酶 叶绿体蛋白、血红蛋白，运输 O2
肌动蛋白、肌球蛋白运动,肌肉收缩 激素蛋白 抗体,高度专一的蛋白质 神经冲动的受体,高度专一的蛋白质 酶 具有催化作用的特殊蛋白质 类型 1.单纯蛋白酶 2.结合蛋白酶=蛋白藤+辅助因子(包括辅酶和辅基),辅助因子不参加本身无催化作用 酶的作用特点 1.高度专一性 2.加快反应速度:通过活性部位与底物结合,提高底物浓度,引起底物化学键改变,并与 底物形成中间产物,从而降低反应的活化能,而不是给反应提供能量 3.常温、常压、中性pH条件下发生反应 核酸 主要存在于细胞核内,少量存在于细胞质里的叶绿体、线粒体上 脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA) 单核苷酸是组成核酸的基本单位,单核苷酸以一定的化学键相连 单核苷酸=五碳糖+碱基(A、T、C、G)+磷酸 DNA分子的双螺旋结构 个DNA分子的碱基对数目很多,从数千到数百万 即使100对,那么在DNA分子上的排列方式就达400种,天文数字,因此,DNA分子蕴涵 大量的遗传信息(结构和功能的统一) DNA分子的一级结构(双链),二级结构,三级结构,四级结构 染色质→染色体 RNA分子为单连结构 mRNA、tRNA、rRNA 人类基因组计划 1957年苏联发射了第一颗人造卫星后,又于19%61年4月12日把宇航员送上月球,开辟了 人类航天史上的新纪元。美国痛感落后的耻辱,肯尼迪总统当即提出也要实施登月计划 年后,2名美国宇航员乘阿波罗飞行器登上月球,这就是当时耗资240亿美元,动员120所
肌动蛋白、肌球蛋白运动，肌肉收缩 激素蛋白 抗体，高度专一的蛋白质 神经冲动的受体，高度专一的蛋白质 酶具有催化作用的特殊蛋白质 类型： 1. 单纯蛋白酶 2. 结合蛋白酶 = 蛋白酶 + 辅助因子（包括辅酶和辅基），辅助因子不参加本身无催化作用 酶的作用特点 1. 高度专一性 2. 加快反应速度：通过活性部位与底物结合，提高底物浓度，引起底物化学键改变，并与 底物形成中间产物，从而降低反应的活化能，而不是给反应提供能量 3. 常温、常压、中性 pH 条件下发生反应 核酸 主要存在于细胞核内，少量存在于细胞质里的叶绿体、线粒体上 脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA） 单核苷酸是组成核酸的基本单位，单核苷酸以一定的化学键相连 单核苷酸 = 五碳糖 + 碱基 （A、T、C、G）+ 磷酸 DNA 分子的双螺旋结构 一个 DNA 分子的碱基对数目很多，从数千到数百万 即使 100 对，那么在 DNA 分子上的排列方式就达 4 100 种，天文数字，因此，DNA 分子蕴涵 大量的遗传信息（结构和功能的统一） DNA 分子的一级结构（双链），二级结构，三级结构，四级结构 染色质→染色体 RNA 分子为单连结构 mRNA、tRNA、 rRNA 人类基因组计划 1957 年苏联发射了第一颗人造卫星后，又于 1961 年 4 月 12 日把宇航员送上月球，开辟了 人类航天史上的新纪元。美国痛感落后的耻辱，肯尼迪总统当即提出也要实施登月计划。8 年后，2 名美国宇航员乘阿波罗飞行器登上月球，这就是当时耗资 240 亿美元，动员 120 所
大学、2万家企业400万人参加的阿波罗登月计划。 1988年,生命科学史上一项最宏伟、耗资巨大、参与人数众多的项目开始实施,这就是被 称为第二个“阿波罗计划”的人类基因组研究计划。美国国会批准率先在美国开展,随后又 成立了一个专门的机构,即人类基因组织,多个国家参与进来。中国也是其中之一。唯一的 发展中国家 我们知道,生物的全部遗传信息都被编码在DNA分子上。 结构问题:但人类究竞有多少个基因,每个基因的编码顺序如何,它们的排列方式怎样 读出人类基因组的全部遗传密码,即测出人类基因组的3×109个碱基对的在染色体上的排 列顺序 功能问题:它们编码什么蛋白质,这些蛋白质与生物体的生命活动有什么关系 目前公认的估计是人类细胞全部基因的总和为50000-100000个基因,它们由3×109个碱基 对编码,也就是由30亿个核苷酸对组成,分布在24条不同的染色体上 读懂是对所有基因所表达的功能进行研究 原计划15年完成,美国总统克林顿于今年年初宣布,提前3年完成 但实际上只完成了第一项任务 基因工程 基本原理:对一种生物的基因进行修饰、添加和替换,特别是所添加和替 换的基因可以来自不同种类的生物。也就是对基因在体外进行剪切和拼 接,之后通过载体把改造了的基因导入受体生物细胞内,使其表达,从而 达到自己的目的 科学家所用的剪刀是限制性内切酶,最早是在大肠杆菌中找到的,生物体内有 种防御能力是来自于一种特殊的酶,这种酶可以切割外来入侵的DNA,从而达 到保护身体的作用,故得此名。迄今已发现数百种限制性内切酶,为生物制品公 司最常见、最重要的产品。 科学家所用的糨糊也是酶,叫做DNA连接酶,起牵线作用,即促进2个核苷酸 之间形成化学键 反义技术:近年来新发展起来的,封杀有害基因的表达,根据碱基互补原理,人 工合成特定的DNA或RNA片段,然后导入受体生物细胞内,抑制有害基因的 表达。 基因疗法: 疾病在本质上是基因的正常表达出现问题,例如癌细胞异常分裂加快,这与基因调控有关 原理
大学、2 万家企业 400 万人参加的阿波罗登月计划。 1988 年，生命科学史上一项最宏伟、耗资巨大、参与人数众多的项目开始实施，这就是被 称为第二个“阿波罗计划”的人类基因组研究计划。美国国会批准率先在美国开展，随后又 成立了一个专门的机构，即人类基因组织，多个国家参与进来。中国也是其中之一。唯一的 发展中国家。 我们知道，生物的全部遗传信息都被编码在 DNA 分子上。 结构问题：但人类究竟有多少个基因，每个基因的编码顺序如何，它们的排列方式怎样。 读出人类基因组的全部遗传密码，即测出人类基因组的 3109 个碱基对的在染色体上的排 列顺序。 功能问题：它们编码什么蛋白质，这些蛋白质与生物体的生命活动有什么关系 目前公认的估计是人类细胞全部基因的总和为 50 000−100 000 个基因，它们由 3109 个碱基 对编码，也就是由 30 亿个核苷酸对组成，分布在 24 条不同的染色体上。 读懂是对所有基因所表达的功能进行研究 原计划 15 年完成，美国总统克林顿于今年年初宣布，提前 3 年完成。 但实际上只完成了第一项任务 基因工程 基本原理：对一种生物的基因进行修饰、添加和替换，特别是所添加和替 换的基因可以来自不同种类的生物。也就是对基因在体外进行剪切和拼 接，之后通过载体把改造了的基因导入受体生物细胞内，使其表达，从而 达到自己的目的 科学家所用的剪刀是限制性内切酶，最早是在大肠杆菌中找到的，生物体内有一 种防御能力是来自于一种特殊的酶，这种酶可以切割外来入侵的 DNA，从而达 到保护身体的作用，故得此名。迄今已发现数百种限制性内切酶，为生物制品公 司最常见、最重要的产品。 科学家所用的糨糊也是酶，叫做 DNA 连接酶，起牵线作用，即促进 2 个核苷酸 之间形成化学键。 反义技术：近年来新发展起来的，封杀有害基因的表达，根据碱基互补原理，人 工合成特定的 DNA 或 RNA 片段，然后导入受体生物细胞内，抑制有害基因的 表达。 1．基因疗法： 疾病在本质上是基因的正常表达出现问题，例如癌细胞异常分裂加快，这与基因调控有关 原理：