【正文】 控的結(jié)構(gòu)與功能體系。 DNA 分子是由兩條胱氧核糖核酸長(zhǎng)鏈 互以堿基配對(duì)相連而成的螺旋狀雙鏈分子 ,RNA 分子是一條單鏈分子 , 包括信使 RNA 、轉(zhuǎn)移 RNA 和核糖體 RNA 。 DNA 分子為 D 2 胱氧核糖 ,RNA 為 核糖 。 磷酸二酯鍵 , 如此重復(fù)連接形成核酸鏈的磷酸戊糖基本骨架 , 堿基則與骨架上戊糖的第→ 位碳相連。一個(gè)核苷酸單體戊糖第五位碳的磷酸與另一個(gè)核苷酸單體戊糖第三位碳相連 , 形成 339。每一個(gè)核苷酸單體由 3 部分 組成 : 一個(gè) 戊糖分子、一個(gè)磷酸和一個(gè)含氮的堿基 。 核酸是生物體中最重要的一類大分子 , 它貯存遺傳信息 , 控制蛋白質(zhì)的合成。蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上 3 再盤繞或折疊形成的三維空間形態(tài)。蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)又稱為初級(jí)結(jié)構(gòu) , 是指形成肽鏈的氨基 酸序列 , 包括肽鏈中氨基酸的數(shù)目、種類和順序等。 蛋白質(zhì)的特定構(gòu)象即蛋白質(zhì)的三維空間結(jié)構(gòu)和形態(tài)對(duì)于蛋白質(zhì)的功能起決定性的作用。一個(gè)氨基酸的α氨基與另一個(gè) 氨基酸的α竣基胱水縮合形成了肽鍵 , 并生成二肽化合物。蛋白質(zhì)是由多個(gè)氨基酸單體組 成的生物大分子多聚體。常見(jiàn)其他類型的脂類包括類固醇、糖脂、多異戊二烯類、某些脂溶性維生素等。 脂類分子含 C 、 H 、 0 三種元素 , 但 H 與 C 的比值遠(yuǎn)大于 2, 脂類不溶于水 , 可溶于非極性溶劑。 最重要的多糖有淀粉、 纖維素、糖原和氨基葡聚糖如幾丁質(zhì)等。 重要的二糖包括人們經(jīng)常食用的 震糖、麥芽 糖和乳糖。 最重要的單糖有葡萄糖、果糖、核糖等。 糖類包括小分子的單糖、寡糖和大分子多糖。因生物體中的有機(jī)化合物主要含有起基、援 基、竣基 和氨基等功能基團(tuán) , 發(fā)生在細(xì)胞中的許多化學(xué)反應(yīng)往往涉及這些功能基團(tuán)從一個(gè)分子向另一個(gè)分子的轉(zhuǎn)移 。由碳原子和氫原子組成的化合物稱為怪類 化合物。 可以形成不同長(zhǎng)度的鏈狀、分支鏈狀或環(huán)狀結(jié)構(gòu) , 這些結(jié)構(gòu)稱為有機(jī)化合物的碳骨架。 除了水以外 , 含碳化合物是生物體中最普遍的物質(zhì)。 由于氧 ( 還包括 N 、 S 等 )的電負(fù)性很強(qiáng) , 與 H 形成的共價(jià)鍵顯較強(qiáng)極性 , 當(dāng)另外一個(gè)電負(fù)性強(qiáng)的原子接近 H( 分子的正極端 ) 時(shí) , 就會(huì)產(chǎn)生較弱的靜電引力 , 這種靜電引力叫氫鍵。 第一章 生命的組成基礎(chǔ) 第一節(jié) 生命的物質(zhì)基礎(chǔ) (生命的基本化學(xué)組成 ) 一 、生命元素 在生命元素中 ,C 、 H 、 0 、 N 四種原子約占生物體的 96%, 其中碳元素具有特別重要的作用 , 碳原子相互連接成鏈或環(huán) , 形成各種生物大分子的基本骨架。對(duì)于面向非生物學(xué)專業(yè)的公共基礎(chǔ)課 , 培養(yǎng)興趣 , 主動(dòng)探索生命的奧秘 , 把握好生命科學(xué)中的許多基本概念和它們之間的內(nèi)在聯(lián) 2 系 , 建立進(jìn)化流、信息流和能量流等知識(shí)框架 , 帶著問(wèn)題學(xué)習(xí) , 留出想象的空間 , 在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中提高動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力 以及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力 , 還要提倡學(xué)習(xí)生命科學(xué)知識(shí)與全面提高科學(xué)素質(zhì)相結(jié)合 , 科學(xué)研究與人才培養(yǎng)相互促進(jìn)。同時(shí)應(yīng)特別注重了解包括基因調(diào)控、克隆、重組 DNA 、生物芯片、干細(xì)胞、人類基因組 計(jì)劃等現(xiàn)代生物學(xué)前沿方面的最新進(jìn)展 。 生命 科學(xué)不僅研究單個(gè)生物體及其生命活動(dòng)的過(guò)程 , 還研究眾多生物個(gè)體之間的相互關(guān)系與聯(lián)系 ( 即生物進(jìn)化與生物多樣性問(wèn)題 ), 研究這些生物體與環(huán)境的相互關(guān)系與相互作用。掌握生命科學(xué)和相關(guān)學(xué)科的新理論和新技術(shù) , 解決人類共同面 臨的上述重大問(wèn)題是我們每一個(gè)人的義務(wù)和責(zé)任 基礎(chǔ)生命科學(xué)涵蓋的最基本的內(nèi)容包括 : 生命的化學(xué)組成、細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能、能量與代謝、繁殖與遺傳、遺傳信息的傳遞與控制、生物的起源進(jìn)化與系統(tǒng)分類 , 生物個(gè)體的發(fā)育、結(jié)構(gòu)、功能和行為 , 生態(tài)環(huán)境、生物技術(shù)和生命科學(xué)的前沿與新進(jìn)展等。當(dāng)今人類社會(huì)面臨的最重大的問(wèn)題和挑戰(zhàn)包括 : 人口膨脹 , 糧食短缺 , 疾病危害 , 環(huán)境污染 , 能源危機(jī) , 資源匱乏 , 生態(tài)平衡被破壞和生物物種大量滅絕。 20 世紀(jì)后葉 , 分子生物學(xué)取得了一系列突破性成就 , 使生命科學(xué)在自然科學(xué)中的位置起了革命性的變化。生物的進(jìn) 化是由于生物對(duì)外界刺激產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)、自我調(diào)節(jié)和對(duì)自然環(huán)境適應(yīng)的結(jié)果。遺傳信息以密碼的形式貯存在構(gòu)成基因的 DNA 分子中 , 生物所具有的攜帶遺傳信息的遺傳物質(zhì)的總和稱為基因組 . 生物體的一生 , 通常從生殖細(xì)胞形成受精卵開始 , 受精卵分裂并經(jīng)過(guò)一系列形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的變化形成一個(gè)新的個(gè)體 , 新個(gè)體通過(guò)細(xì)胞分裂增加細(xì)胞數(shù)目和增大細(xì)胞體積而生長(zhǎng) , 再經(jīng)歷性成熟、繁殖后代、衰老至最終死亡 , 生物這一總的轉(zhuǎn)變過(guò)程稱為發(fā)育。遺傳使生物體的特征得以延續(xù) , 但是 , 子代與親代之間及子代不同個(gè)體之間還會(huì)產(chǎn) 生一定程度的差異 , 這就是變異。 生物繁殖包括無(wú)性生殖、有性生殖等形式。富含自由能的有機(jī)物合成與有機(jī)物分解是新陳代謝對(duì)立統(tǒng)一的兩個(gè)方面。病毒 ( 如噬菌體 ) 主要是由核酸、蛋白質(zhì)外殼 組成的簡(jiǎn)單生命個(gè)體 , 它雖然沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu) , 但具有生命的 其他基本特征。 除了病毒以外 , 所有的生物體都是由細(xì)胞組成的。 生物對(duì)外界剌激可產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)并對(duì)環(huán)境具有適應(yīng) 性。 生命通過(guò)繁殖而延續(xù) ,DNA 是生物遺傳的基本物質(zhì) 。 1 一、生命科學(xué)導(dǎo)論學(xué)習(xí)要點(diǎn) 及思考題 細(xì)胞 是生物的基本組成單位 。 新陳代謝、生長(zhǎng)和運(yùn)動(dòng)是生命的本能 。 生物具有個(gè)體發(fā)育的經(jīng) 歷和系統(tǒng)進(jìn)化的歷史 。生命是集合這些主要特征的物質(zhì)存在形式。細(xì)胞由膜包被 , 內(nèi)含有細(xì)胞核 ( 或擬核 ) 和原生質(zhì)。 生物的新陳代謝 ( 或稱代謝 ), 是生物體內(nèi)所進(jìn)行的全部物質(zhì)和能的變化的總稱。光合作用是植物吸收太陽(yáng)能 , 將二氧化碳與水合成為葡萄糖的過(guò)程 , 而葡萄糖通過(guò)生物細(xì)胞的呼吸作用在有氧的情況下又被分解成二氧化碳與水 , 同時(shí)產(chǎn)生被其他生命代謝活動(dòng)所利用的能量。所有的生物都可以繁殖產(chǎn) 生與自身相似的后代 , 這就是遺傳。脫氧核糖核酸 ( 簡(jiǎn)稱 DNA) 是生物遺傳的基本物質(zhì)。進(jìn)化是遺傳、變異和自然選擇的長(zhǎng)期作用導(dǎo)致了生物由低等到高等、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的 逐漸演變過(guò)程。生物必須與環(huán)境連續(xù)地交換物質(zhì)和能量 , 它們適應(yīng)和依賴于環(huán)境而生 存 , 同時(shí)又對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。今天 , 公眾對(duì)生命科學(xué)的興趣比一個(gè)多世紀(jì)前的達(dá)爾文時(shí)代更加高漲。解決 人類生存與發(fā)展所面臨的一系列重大問(wèn)題 , 將在很 大程度上依賴于生命科學(xué)的發(fā)展。 現(xiàn)代生命科學(xué)研究正在由宏觀向微觀深入發(fā)展 , 分子生物學(xué)正在向揭示生命的本質(zhì)方向邁進(jìn)。生命科學(xué)的微 觀與宏觀領(lǐng)域研究是相互聯(lián)系、相輔相成的 , 我們需要從微觀和宏觀兩個(gè)方面把握生命科學(xué)的基本 概念和內(nèi)容。 創(chuàng)新性的科學(xué)研究推動(dòng)了生命科學(xué)的進(jìn)步和大發(fā)展 , 深刻地影響著人們的世界觀、價(jià)值觀和人 生觀 , 也深刻 地改變了人類文明的發(fā)展進(jìn)程。只有這樣 , 我們才有可能獲得開啟生命科學(xué)知識(shí)創(chuàng)新大門的鑰匙。 水分子是生物細(xì)胞中占比例最大的基本組分 , 是極性化合物分子。在細(xì)胞中 ,H20 分子之間可形成氫鍵 , 生物大分子間存在的氫鍵對(duì)于它們的結(jié) 構(gòu)與功能具有重要的影響。碳碳之間可以單鍵相結(jié)合 , 也可以雙鍵或三鍵相結(jié)合 。碳骨架結(jié)構(gòu)排列和長(zhǎng)短決定了有機(jī)化合物的基本性質(zhì)。 二、生命的化學(xué)成分：無(wú)機(jī)物和有機(jī)物（糖類、脂類、蛋白質(zhì)、核酸） 有機(jī)化合物的性質(zhì)還取決于與碳骨架相連接的某些含氧、氮、硫、磷的 原子團(tuán) ( 又稱為功能基團(tuán) ) 。 細(xì)胞的主要組成分子蛋白質(zhì)、核酸、脂類、糖類都是由一些含有功能基團(tuán)的彼此相同或相近的單個(gè)有機(jī)化合物聚合而成的。單糖是不能水解的最簡(jiǎn)單糖類 , 單糖分子含 C 、 H 、 0 三種元素 , 通常三者的比例為 1:2:1。在生物細(xì)胞中 , 兩分子的單糖可以經(jīng)過(guò)胱水縮合作用形成以糖苷鍵連接的二糖 。多糖是幾百個(gè)或幾千個(gè)單糖胱水縮合形成的多聚體 。糖是生物代謝反應(yīng)的重要中間代謝物和細(xì)胞重要的結(jié)構(gòu) 成分 , 糖類又是生命活動(dòng)的主要能源。卵磷脂或稱磷脂酷膽堿是細(xì)胞中最重要的一類磷脂 , 它們是生物膜脂 質(zhì)雙層的主要成分。 蛋白質(zhì)是細(xì)胞最重要的結(jié)構(gòu)成分并參與 所有的生命活動(dòng)過(guò)程。在氨基酸分子中 , α碳原子以共價(jià)鍵與一個(gè)竣基、一個(gè)氨基、一個(gè)氫原子 及一個(gè)氫或碳鏈相連 ,20 種氨基酸的基本差別就在于碳鏈的變化。不同數(shù)目的氨基酸以肽鍵順序相連形 成多肽。一種蛋白是由一條或幾條折疊成特定構(gòu)象的多肽鏈組成的。蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)包括α螺旋和 β 折疊兩種形式。許多蛋白質(zhì)含有兩個(gè)或更多的肽鏈 , 每一個(gè)肽鏈都是蛋白質(zhì)的一個(gè)亞單位 , 這種由亞基相互作用并結(jié)合形成的整個(gè)蛋白質(zhì)特定的結(jié)構(gòu) , 即四級(jí)結(jié)構(gòu)。核酸分核糖核酸和胱氧核糖核酸兩類 , 都是由核苷酸單體連接形成的大分子多聚體。 堿基包括腺嗦嶺、鳥嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和 尿嘧啶 5 種。,539。 RNA 與 DNA 成分的差別僅在于糖和一個(gè)嘧啶。 構(gòu)成 DNA 的 4 種堿基以胸腺嘧啶