第二章 细胞的分子基础 蛋白质、糖类、脂类、核酸 生物大分子 （biological macromolecules） 蛋白质、核酸 第二章 细胞的分子基础 生物分子（biomolecules） 蛋白质、糖类、脂类、核酸 生物大分子 （biological macromolecules） 蛋白质、核酸
第一节 细胞的化学与分子组成 1、无机化合物 水：细胞生物化学反应的良好溶剂 游离水---细胞代谢反应的溶剂 结合水---构成细胞结构的成分
水分子由1个氧原子和2个氢原子组成，呈V字形，尾端带负电，两翼带正电 水分子具有良好的溶剂性质：比热大、熔点高、表面张力大、极性化合物易溶于水
无机盐 特点： 以离子形式存在 功能不同 ①游离于水中，维持细胞内外液的 渗透压和pH值 ②与蛋白质或脂类结合，成为其组 成成分
2、有机化合物 有机大分子： 多 糖：细胞的营养组分 脂 类：细胞膜的组分 蛋白质：生物信息表达的载体 核 酸：生物遗传的物质基础 酶 ：生化反应的催化剂 有机小分子： 单糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸
生物大分子 （一）化学组成 RNA：90%以上存在于胞质中 分为： mRNA rRNA tRNA DNA：98％存在于核染色体中，2％ 一、核酸 （一）化学组成 RNA：90%以上存在于胞质中 分为： mRNA rRNA tRNA DNA：98％存在于核染色体中，2％ 存在于线粒体环状双链DNA （mtDNA）中
DNA分子是由4种不同的核苷酸（脱氧腺苷酸dAMP、脱氧胸苷酸dTMP、脱氧鸟苷酸dCMP、脱氧胞苷酸dCMP）组成 一个脱氧核苷酸的5‘碳与另一个脱氧核苷酸的3‘碳通过磷酸二酯键连接在一起
DNA与RNA的化学组成 核 糖 碱 基 磷 酸 RNA 核糖 AGCU 磷酸 DNA 脱氧核糖 AGCT 磷酸
核苷酸：每个核苷酸分子是由一个戊糖、 一个含氮的碱基和一个磷酸脱 水缩合而成的
脱氧腺苷酸（dAMP）、脱氧鸟苷酸（dGMP） 脱氧胸苷酸（dTMP）、脱氧胞苷酸（dCMP） 核苷酸： 腺苷酸（AMP）、鸟苷酸（GMP） 尿苷酸（UMP）、胞苷酸（CMP） 脱氧腺苷酸（dAMP）、脱氧鸟苷酸（dGMP） 脱氧胸苷酸（dTMP）、脱氧胞苷酸（dCMP）
（二）、DNA的双螺旋结构 1、DNA碱基组成规律 A＝T C＝G 推论： A+G=T+C (嘌呤＝嘧啶) A+C=T+G A+T≠C＋G
④表面的深沟、浅沟为蛋白识别DNA单一序 列并发生作用的基础 2、双螺旋结构要点 ①为两条反向平行的多核苷酸链，碱基在 螺旋内侧；磷酸和脱氧核糖位于外侧 ②两条链之间靠碱基对之间氢键连为一体， A＝T G≡C ③螺旋直径2nm，每个螺圈含10个碱基对， 螺距3.4nm ④表面的深沟、浅沟为蛋白识别DNA单一序 列并发生作用的基础
3、DNA序列的表示方式 CpG：表示胞嘧啶与同一条链中相邻的鸟 鸟嘌呤以共价键相连 CG ：表示胞嘧啶与互补链中相邻的鸟 嘌呤以共价键相连
（三）、DNA复制
①半保留复制：以双链DNA为模板，各自合成新链。其中一条来自亲代DNA，另一条是新合成的 ③双向定点复制：以一个固定起点，同时向相反方向以相同速度进行复制
（四）DNA的功能（如何理解生物物种的多样性） 储存、复制、传递遗传物质， 体现DNA分子的多样性
（五）、RNA的转录与翻译 RNA的结构特点： RNA的糖是核糖，而不是脱氧核糖 RNA分子中不含胸腺嘧啶（T），而含有 尿嘧啶（U） RNA由一条多核苷酸链组成
转录：以DNA为模板合成RNA的过程
翻译：mRNA指导特定蛋白质的合成过程
密码子：mRNA分子中每3个相邻的核苷酸所 形成的一个三联体，它决定了多 肽链中特定的氨基酸位置。一共 有64个密码子
遗传法则
由氨基酸通过肽键结合而成的多肽链 氨基酸是组成蛋白质的基本单位， 共20种，分四类 酸性氨基酸 碱性氨基酸 极性氨基酸 非极性和疏水氨基酸 二、蛋白质 由氨基酸通过肽键结合而成的多肽链 氨基酸是组成蛋白质的基本单位， 共20种，分四类 酸性氨基酸 碱性氨基酸 极性氨基酸 非极性和疏水氨基酸
氨基酸
三、稳定性 核苷酸、蛋白多肽靠共价键来维持骨架结构（磷酸二酯键、肽键），另外，由于核苷酸本身含磷酸，带负电，蛋白本身也有酸、碱氨基酸，一些非共价键也起作用，如氢键、离子键、疏水作用、范德华力等。
四、蛋白质的四级结构 一级结构：蛋白质中氨基酸的排列序列 二级结构：α螺旋、β片层，其中α螺旋为3.6个氨基酸盘旋一周，每个螺旋直径0.23nm，两个螺旋之间距离为0.54nm；而β片层为多肽链分子完全伸展，多肽链自身来回折叠，形成反向平行结构
三级结构：多肽链在二级结构基础上进一步 盘曲折叠 四级结构：由两条或两条以上的肽链组成的 蛋白质，每一个独立的三级结构 的肽链称为亚单位，多肽链亚单 位之间通过氢键形成复杂的空间 结构
五、蛋白质的自我组装 由一种或几种重复小亚单位构建大结构可减少所需的遗传信息量。亚单位可通过能量较低的键结合，使组装和拆卸更容易。亚单位装配可避免结构合成中出现差错
六、蛋白质折叠的分子机制 蛋白质的折叠并不是发生在翻译之后的，而且与核糖体上蛋白质合成同步进行的，即边合成边折叠，新生肽链不断折叠、加工，最后形成复杂的三维结构。 分子伴侣（molecular chaperone） 是一类可溶性蛋白质分子，参与新生肽键的折叠、加工，但本身不参加到最后折叠成的蛋白质中去，只起陪伴作用。
单糖可缩水形成多糖