生物化學導論powerpoint演示文稿(已修改)
2026-01-02 22:14 本頁面
【正文】 生 物 化 學 天津商學院 生物技術與食品科學學院 Chapter 1 生物化學導論 生物化學是研究生命分子和生命化學反應的科學，是運用化學的原理在分子水平上解釋生物學的科學。它的主要研究范圍包括這樣幾個方面： 生物分子的化學結構和三維構象；生物分子的相互作用；生物分子的合成與降解；能量的保存與利用；生物分子的組裝和協(xié)調；遺傳信息的貯存、傳遞和表達。 Section 1 生命、細胞和生物分子 分子是無生命的 , 然而分子卻可以以適當?shù)臄?shù)目和方式構成生命。生命系統(tǒng)因有其特殊性質而與非生命系統(tǒng)不同。 它們能生長、運動，能完成難以置信的代謝化學反應，能對環(huán)境的刺激作出應答以及能準確地進行自我復制。 盡管生命存在著驚人的多樣性、存在著生物結構和維持生命必需的機制的復雜性，但是生命的功能最終是可以用化學的原理來解釋的。 一、生命系統(tǒng)的獨特性質 ● 生物最顯著的性質是它們具有復雜的結構和高度的組織形式。 ● 生命系統(tǒng)能活躍地進行能量轉換，生物高度組織化的結構和生命活動的維持依賴于從環(huán)境捕獲能量的能力。被生物利用的能量形式是特殊的生物分子。 ATP和 NADPH是其中最重要的富含能量的生物分子，代表著生物在化學上可利用的能量的貯存形式 。 ● 生命系統(tǒng)具有顯著的自我復制能力。生物能一代一代地繁衍與它們自身相同的后代。 二、生命分子 生命物質的元素組成明顯不同于地球外殼元素的元素組成。 H、 O、 C和 N構成了人體原子總量的 99%以上，其中大多數(shù) H和 O以 H2O形式出現(xiàn)。 H、 O、 C和 N的什么樣的性質使其結合成適合于生命的化學？ 是它們通過共用電子對形成共價鍵的能力。 此外，H、 C、 N和 O是元素周期表中最輕的元素。 由于共價鍵的強度與所涉及原子的原子量是成反比的，因此， H、 C、 N和 O彼此間能形成最強的共價鍵。 兩種其他能形成共價鍵的元素磷和硫也在生物分子中起著重要的作用。 生物分子是含碳的化合物 所有生物分子都含有碳。 碳的優(yōu)勢是由于它通過共用電子對形成穩(wěn)定的共價鍵方面的多面性 。通常與碳以共價鍵相結合的原子是碳本身以及 H、 O和 N（ 圖 1—1） 。 碳的共價鍵有兩個特別值得注意的性質。 一是碳與自身形成共價鍵的能力，另一個是被鍵合碳原子周圍的四個共價鍵的四面體性質。 這兩種性質對于碳所形成的線性、分支以及環(huán)狀的化合物的驚人多樣性是極為重要的。這種多樣性可因 N、 O和 H原子的參與而進一步擴大。 生物分子是分級的 (1)代謝物和大分子 無機物分子 → （同化）轉變成代謝物（氨基酸、糖、核苷酸、脂肪酸和甘油） → （通過共價）鍵構成大分子 (蛋白質、多糖、 DNA和 RNA以及脂類 ) → （大分子間的相互作用導致）超分子復合物（酶復合物、核糖體、染色體和細胞骨架系統(tǒng)） （圖 1－ 2） (2)細胞器 細胞器是生物分子等級中較高層次的一級。細胞器僅在真核生物細胞中發(fā)現(xiàn)。 (3)膜 膜是細胞和細胞器的邊界（但將膜歸為超分子裝配體或者歸為細胞器都不太適合，雖然它們具有兩者共有的性質）。 (4)細胞是生命的基本單位 細胞是生命的單位，是唯一能展現(xiàn)生命特征（生長、代謝、刺激應答和復制）的最小實體。細胞可分為兩種類型，即真核生物細胞和原核生物細胞。真核生物細胞具有復雜的內部結構。 三、生物分子的特性反映它們對生命狀態(tài)的適應 生物大分子和它們的構件具有方向性 生物大分子是由單位元件構筑而成的。蛋白質由氨基酸構成，核酸由核苷酸構成，
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