基于生物化学特征，可以将现代生物分为三大类，即真核生物、细菌、和古生菌。真核生物包 括所有多细胞生物（如人类）和像酵母一样的单细胞生物。真核生物的显著特征是每个细胞都有一 个明显的细胞核。细菌没有这样的核，因此叫原核生物(prokaryotes)。I9T7年Carl Woese发现有些 原核生物在生物化学上与细菌差异很大，因此又将原核生物分成两类，即细菌和古生菌。古生菌在 进化早期就与细菌分离。基于生物化学研究的成果，人们推测出同一祖先生物进化成现代生物的的 可能途径（图1.3)。 BACTERIA EUKARYA ARCHAEA 巴 g 品 图1.3生命树。从35亿年前的共同祖先（树的底部)进化成现代生物（树的顶部）的可能途径。 本书大部分篇幅介绍了所有生物共有的生物过程，以及参与这些生物过程的生物大分子和代谢 物质。由于各种各样生物具有共同的生物化学基础，因此我们能够以这种方式介绍生物化学。应该 指出，不同生物的生物化学也有相应的独特性。这些独特性取决于生物体生存和进化的小环境。比 较不同生物生化途径的独特性，能够了解生物克服生存挑战的生化机制。多数情况下，生物体不是 重新进化制造出全新的生物分子，而是用现成生物分子解决新问题。 有些生物分子结构简单，有些生物分子结构非常复杂。现代生物化学技术能精确测定生物大分 子的三维结构。阐明生物大分子结构有助于了解生物大分子的功能。下面以遗传物质DNA的结构 来阐述结构与功能的关系。 1.2DNA结构与功能 所有具有细胞形态的生物都用DNA储存遗传信息。1940年代用细菌进行的研究首先证实DNA 是遗传的关键。I953年，Watson和Crick确定了DNA的三维结构。这一结构的阐明，标志着全新 生物化学时代的开始。 DNA分子的组分是四种核苷酸。这些核苷酸线性聚合的产物就是DNA分子（图1.4)。将共 价连接的糖-磷酸单位重复视为DNA骨架的话，所有DNA分子的骨架都是相同的，只是凸出于骨 架外的取代基团（即碱基）不同。这些碱基是腺嘌呤(A),胞嘧啶(C),鸟嘌呤(G),和胸腺嘧啶(T)。 它们具有平面结构。DNA骨架的糖基是脱氧核糖，有两个不同位点的C-原子分别与两个磷酸相连。 在DNA骨架链中，各个核糖的排列方向都是相同的，所以DNA链有极性（即两个末端是不同的）。基于生物化学特征，可以将现代生物分为三大类，即真核生物、细菌、和古生菌。真核生物包 括所有多细胞生物(如人类）和像酵母一样的单细胞生物。真核生物的显著特征是每个细胞都有一 个明显的细胞核。细菌没有这样的核，因此叫原核生物(prokaryotes)。1977 年 Carl Woese 发现有些 原核生物在生物化学上与细菌差异很大，因此又将原核生物分成两类，即细菌和古生菌。古生菌在 进化早期就与细菌分离。基于生物化学研究的成果，人们推测出同一祖先生物进化成现代生物的的 可能途径（图 1.3）。 图 1.3 生命树。从 35 亿年前的共同祖先（树的底部）进化成现代生物（树的顶部）的可能途径。 本书大部分篇幅介绍了所有生物共有的生物过程，以及参与这些生物过程的生物大分子和代谢 物质。由于各种各样生物具有共同的生物化学基础，因此我们能够以这种方式介绍生物化学。应该 指出，不同生物的生物化学也有相应的独特性。这些独特性取决于生物体生存和进化的小环境。比 较不同生物生化途径的独特性，能够了解生物克服生存挑战的生化机制。多数情况下，生物体不是 重新进化制造出全新的生物分子，而是用现成生物分子解决新问题。 有些生物分子结构简单，有些生物分子结构非常复杂。现代生物化学技术能精确测定生物大分 子的三维结构。阐明生物大分子结构有助于了解生物大分子的功能。下面以遗传物质 DNA 的结构 来阐述结构与功能的关系。 1.2 DNA 结构与功能 所有具有细胞形态的生物都用 DNA 储存遗传信息。1940 年代用细菌进行的研究首先证实 DNA 是遗传的关键。1953 年，Watson 和 Crick 确定了 DNA 的三维结构。这一结构的阐明，标志着全新 生物化学时代的开始。 DNA 分子的组分是四种核苷酸。这些核苷酸线性聚合的产物就是 DNA 分子（图 1.4）。将共 价连接的糖-磷酸单位重复视为 DNA 骨架的话，所有 DNA 分子的骨架都是相同的，只是凸出于骨 架外的取代基团（即碱基）不同。这些碱基是腺嘌呤(A)，胞嘧啶(C)，鸟嘌呤(G)，和胸腺嘧啶(T)。 它们具有平面结构。DNA 骨架的糖基是脱氧核糖，有两个不同位点的 C-原子分别与两个磷酸相连。 在 DNA 骨架链中，各个核糖的排列方向都是相同的，所以 DNA 链有极性（即两个末端是不同的）