生命的化学基础第二章元素周期表中各种元素在生命机体中的丰度元素周期表中各种元素在生命机体中的丰度 2.1 原子和分子原子和分子1、生命中的元素生命中的元素 目前已知的化学元素有目前已知的化学元素有115种，其中天然元素种，其中天然元素有有92种，还有十几种元素是在实验室里合成的种，还有十几种元素是在实验室里合成的92种天然元素中已有种天然元素中已有81种在人体中被发现种在人体中被发现 （除（除He，Ne，Ar，Kr，Xe，Fr，At，Ac，Pa，Tc)这这81种元素按其在人体所占质量的比例是否大种元素按其在人体所占质量的比例是否大于于0.01%可划分常量元素和微量元素可划分常量元素和微量元素常量元素又称宏量元素，有常量元素又称宏量元素，有11种它们共占人体总质量的们共占人体总质量的99.25%它们是：是：O，C，H，N，Ca，P，S，K，Na，Cl，Mg 微量元素微量元素14种，它们是：（种，它们是：（Fe，F，Zn，Cu，V，Sn，Se，Mn，I，Mo，Cr，Co，Si，B)必需的微量元素必需的微量元素在生物体内的作用很大如碘缺乏在生物体内的作用很大如碘缺乏碘缺乏症 甲状腺肿 呆小症 应该注意：应该注意：必需和非必需的界限是相对的。
首必需和非必需的界限是相对的首先，随着诊断方法和检测手段的进步和完善，先，随着诊断方法和检测手段的进步和完善，今天认为是非必需的元素可能明天会被发现是今天认为是非必需的元素可能明天会被发现是必需的其次，有一个摄入量问题，即使是必必需的其次，有一个摄入量问题，即使是必需元素在人体内也有一个合适的浓度范围，超需元素在人体内也有一个合适的浓度范围，超过或不足都不利于人体健康过或不足都不利于人体健康由于环境污染或从食物中摄入量过大，时间过长，对由于环境污染或从食物中摄入量过大，时间过长，对人体健康有害的元素称为有害元素或有毒元素人体健康有害的元素称为有害元素或有毒元素Bi，Sb，Be，Cd，Hg，Pb等）韶关镉污染 水是生物体的主要组成成分之一一般占体重水是生物体的主要组成成分之一一般占体重的的60%-90%存在方式：游离水存在方式：游离水95；结合水；结合水5随着细胞的衰老，细胞的含水量逐渐下降，活细胞的胞的衰老，细胞的含水量逐渐下降，活细胞的含水量不低于含水量不低于75没有水就没有生命，作用不可替代，没有水就没有生命，作用不可替代，水的特有属性：水的特有属性：(1)水分子是极性分子水分子是极性分子（polar molecule）(2)水分子间可形成氢键水分子间可形成氢键（hydrogen bond）(3)水分子水能够电离。
水分子水能够电离2 2、水、水-细胞中不可缺少的物质细胞中不可缺少的物质电负性（电负性（electrionegativity）:一个原子拉住共用电子的力量一个原子拉住共用电子的力量.拉住电子的力量越大，电负性越强氧的电负性比氢的强拉住电子的力量越大，电负性越强氧的电负性比氢的强略带负电荷的一端（略带负电荷的一端（O）与略带正电荷的一端（）与略带正电荷的一端（H）相互吸引，）相互吸引，形成一个较弱的键形成一个较弱的键氢键（氢键（hydrogen bond）极性共价键极性共价键水分子的极性和形成氢键的能力使其具有高度反应性水分子的极性和形成氢键的能力使其具有高度反应性水是极好的溶剂水是极好的溶剂液态水分子具有内聚力液态水分子具有内聚力水分子之间的氢键使水能缓和温度的变化水分子之间的氢键使水能缓和温度的变化冰比水轻冰比水轻水溶液中的离子水溶液中的离子 水的作用水的作用是：游离水是良好的溶剂溶剂游离水是物质运输的介质运输的介质直接参加体内的生化反应参加体内的生化反应具有调节体温调节体温的作用保持植物固有姿态保持植物固有姿态也起着重要作用2.2 糖糖关于糖类，你知道哪些?六、作用二、分类二、分类三、单糖三、单糖一、概述四、双塘四、双塘五、多糖五、多糖糖类（糖类（carbohydrates）是一大类化合物，元素组成）是一大类化合物，元素组成 C、H、O，既有最简单的糖，也有很大的多糖（既有最简单的糖，也有很大的多糖（polysaccharide）。
多糖）多糖即由糖的单体（单糖即由糖的单体（单糖monosaccharide）聚合而成的长链它的）聚合而成的长链它的通式为通式为Cn(H2O)m但是符合通式却不一定是糖类但是符合通式却不一定是糖类如，甲醛如，甲醛CH2O不是糖不是糖 鼠李糖鼠李糖 C6H12O5是糖现在所说的糖是现在所说的糖是指多羟基醛和多羟基酮以及它们的缩聚产物和指多羟基醛和多羟基酮以及它们的缩聚产物和衍生物衍生物存在方式：广泛存在于自然界中，是分布最广的一类天然产物存在方式：广泛存在于自然界中，是分布最广的一类天然产物 一、概述二、分类（根据其能否被水解、分子的大小）单糖：最简单的糖，不能再水解的糖如：葡萄糖，果糖寡糖：水解能生成210个单糖分子的糖；如蔗糖、麦芽糖（双糖）多糖：能水解成多个分子的单糖如：淀粉，纤维素三、单糖三、单糖(Monosaccharides)葡萄糖（glucose）和果糖（fructose）是最常见的单糖二者的分子式皆为二者的分子式皆为C6H12O6结构式分别为：OCH2OHHHOOHHCH2OHOHH+Ag+(NH3)OH-+AgHOHCOOHHHOOHHCH2OHOHHCHOHOHHOHHOHHOHCH2OHCHOCHOHCCHOHCHOHHOHCH2OHCHOHHOOHHOHHHOHCH2OH1、可看出单糖分子的两个特点：(1)有许多羟基所以单糖属于醇类；(2)有羰基，羰基在分子一端的为醛基（葡萄糖），在分子中间的，成为酮基（果糖），所以单糖按功能基可分为醛糖和酮糖。
2、二者是同分异构体，其区别仅在于原子的排列不同，即在于羰基的位置不同3、都是由6个碳原子组成，是己糖醛糖酮糖CCHOHCCOHHCHOHHOHHOH2COH123456CHOCH2OHHOHHOHHOHHOH123456CHOHOHHOHHOHCH2OHH123456HOCOHOHHOHHOHCH2OHH123456OHH*COHOHHOHHOHCH2OHH123456HOH*-D-(+)-Glucopyranose(-D-(+)-吡喃(型)葡萄糖)-D-(+)-Glucopyranose(-D-(+)-吡喃(型)葡萄糖)Open-chain form of D-glucose (开链型D-葡萄糖）葡萄糖的某些物理化学性质却不能用其线状结构来解释葡萄糖的某些物理化学性质却不能用其线状结构来解释如，糖有变旋光现象，即旋光度发生变化这用葡萄糖的线状直如，糖有变旋光现象，即旋光度发生变化这用葡萄糖的线状直链结构是无法解释的说明葡萄糖应该还有其它的结构链结构是无法解释的说明葡萄糖应该还有其它的结构Haworth 提出一种环状结构即单糖在水溶液中还会形成环，环状结构与提出一种环状结构即单糖在水溶液中还会形成环，环状结构与线状结构互相转变，达成平衡。
线状结构互相转变，达成平衡单糖的环状结构单糖的环状结构(了解）了解）Haworth结构式成功的解释了以上问题常见的单糖还有以下几种：即含有常见的单糖还有以下几种：即含有3 3，4 4，5 5，7 7个碳原子个碳原子组成的（按碳原子数目分），组成的（按碳原子数目分），尤其是尤其是5 5个碳原子的戊糖，个碳原子的戊糖，是组成核酸的成分是组成核酸的成分CHOCHOHCHOHCH2OHOCHCHOHCH2OHCH2OHCCHOHOCH2OHCH2OHCOCHOHCHOHCH2OHAn aldose(甘油醛醣)A ketose(丁酮糖）aldotetrose(丁醛糖）ketopentose(戊酮糖）CHOCHOHCHOHCHOHCH2OHAldopentose(戊醛糖）CHOCHOHCHOHCHOHCHOHCH2OHCH2OHCOCHOHCHOHCHOHCH2OH(己酮糖)(己醛糖)ketohexoseAldohexoseOHOHHOHHOHCH2OHHHOH干HCl+CH3OHOHOHHOHHOHCH2OHHHOCH3(-D-(+)-葡萄糖甲苷)(-D-(+)-葡萄糖甲苷)OHOHHOHHOHCH2OHHOHH干HCl+CH3OHOHOHHOHHOHCH2OHHOCH3HCOHOHHOHHOHCH2OHH123456HOCOHHOHHOHCH2OHH123456HOHOHOHHOHHOHCH2OHHHOH干HCl+CH3OHOHOHHOHHOHCH2OHHHOCH3(-D-(+)-葡萄糖甲苷)(-D-(+)-葡萄糖甲苷)OHOHHOHHOHCH2OHHOHH干HCl+CH3OHOHOHHOHHOHCH2OHHOCH3HH2O四、双糖四、双糖(Disaccharides)双糖：由两分子单糖失水而生成的化合物（一分子的半缩醛双糖：由两分子单糖失水而生成的化合物（一分子的半缩醛 羟基与另羟基与另一分子单糖中羟基脱水而形成糖苷）。
如：一分子单糖中羟基脱水而形成糖苷）如：麦芽糖葡萄糖葡萄糖-1，4糖苷键糖苷键 麦芽糖麦芽糖由两分子葡萄糖单体脱水缩合形成由两分子葡萄糖单体脱水缩合形成蔗糖蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖缩合形成由一分子葡萄糖和一分子果糖缩合形成乳糖乳糖由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合而成由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合而成五、多糖五、多糖(Trisaccharides)多糖是由成百上千个单糖通过脱水合成而形成的多聚体这些天然高分子化合物，都是葡萄糖通过糖苷键糖苷键相连而成的多聚体多糖分为两类：一类是营养储备多糖，如：淀粉和糖原；另一类是结构多糖，如纤维素和几丁质最重要的有3种：淀粉、糖原和纤维素1、淀粉(starch)淀粉储存于植物根和其他部分中，淀粉储存于植物根和其他部分中，性质：性质：淀粉淀粉+碘碘蓝色反应；蓝色反应；淀粉水解最终生成葡萄糖，水解程度可用碘加以检测：淀粉水解最终生成葡萄糖，水解程度可用碘加以检测：淀粉淀粉 糊精糊精 麦芽糖麦芽糖 葡萄糖葡萄糖 蓝蓝 蓝紫蓝紫红色红色 无色无色 无色无色应用：淀粉水解时加入碘，可判断水解反应的程度应用：淀粉水解时加入碘，可判断水解反应的程度深蓝深蓝 紫色紫色 红色红色 无色无色COHHOHHOHCH2OHHHOCHOHHOHHOHCH2OHHOHHOnn 1000 a-1,4糖苷键淀粉 支链淀粉（支链淀粉（-1-1，4 4糖苷键和糖苷键和-1-1，6 6糖苷键）糖苷键）直链淀粉（直链淀粉（-1-1，4 4糖苷键）糖苷键）含有1000个以上葡萄糖结构单位，每一个单位由a-1,4糖苷键相连。
1）、直链淀粉(amylose)直链淀粉的形状并不是伸展状态的直链，而是有规律的卷直链淀粉的形状并不是伸展状态的直链，而是有规律的卷曲成螺旋状，每一螺旋圈约有曲成螺旋状，每一螺旋圈约有 6个葡萄糖结构单位螺旋中个葡萄糖结构单位螺旋中有空穴，有空穴，空穴正好允许碘分子进入其中，碘分子与淀粉之间形成碘-淀粉复合物，从而改变了碘原来的颜色IIIIIIII（2）、支链淀粉(amylopectin)部分结构(part of structure)：COHOHOHHOHCH2OHHHOCOHHOHHOHCH2OHHOHOCOHOHOHHOHCH2OHHHOCOHHOHHOHCH2OHHHCOHOHOHHOHH2CHHOCOHHOHHOHCH2OHHOHO支链主链1:6 糖苷键a-1,4糖苷键除a-1,4糖苷键连成主链，还有a-1,6糖苷键连成支链，大约相隔20-25个葡萄糖单位就有一个支链，平均分子量不如直链淀粉大支链淀粉遇碘变红了解）（了解）支链淀粉分枝状结构支链淀粉分枝状结构3、糖原(glycogen)储存在肝细胞核肌细胞中，也形储存在肝细胞核肌细胞中，也形成螺旋，不过分支更多成螺旋，不过分支更多。
糖原水解产物也是葡萄糖糖原水解产物也是葡萄糖淀粉和糖元是储能的，当需要时，即可被水解成葡萄糖3、纤维素(cellobiose)纤维素是构成细胞壁细胞壁及支柱组织的主要成份，也是自然界分布最广的多糖OHOHOH2COHOHOHOH2COHOn-1,4-糖苷键）（n=1500结构：（1）水解产物也是葡萄糖；）水解产物也是葡萄糖；（2）在生在生理理上，纤维素只能被纤维素酶又叫上，纤维素只能被纤维素酶又叫 糖苷酶催糖苷酶催化水解，但不能被淀粉酶催化水解化水解，但不能被淀粉酶催化水解人体内无水解人体内无水解-1，4糖糖苷键的酶存在，不能利用纤维素作为能源物质；苷键的酶存在，不能利用纤维素作为能源物质；但在食草动但在食草动物（如牛、羊）的消化系统中，含有这种酶，故这些动物可物（如牛、羊）的消化系统中，含有这种酶，故这些动物可以用草作为营养来源以用草作为营养来源3）纤维素具有促进胃肠蠕动，帮助消化，防止便秘作用纤维素具有促进胃肠蠕动，帮助消化，防止便秘作用膳食纤维膳食纤维 （4）对于植物，纤维素存在于细胞壁中，不卷曲，数千条）对于植物，纤维素存在于细胞壁中，不卷曲，数千条合在合在 一起，象电缆一样，形成坚固的支撑物，支持着高耸一起，象电缆一样，形成坚固的支撑物，支持着高耸的大树。
的大树起着保护细胞和支持植物体的作用起着保护细胞和支持植物体的作用淀 粉糖 元纤维素六、作用六、作用1、供作能源：能量主要是由糖类在降解代谢过程中提供的，如：淀粉多糖在消化道中水解成葡萄糖，葡萄糖在细胞内 氧化，能提供大量的能量(C6H10O5)n +nH2On(C6H12O6)CO2 +H2O +能量淀 粉 酶在 细 胞 内 氧 化（葡 萄 糖）2、对植物的作用充当结构性物质，在植物中茎秆的主要成分是纤维素，是起支柱作用的物质二、脂类分类七、脂类功能七、脂类功能三、脂肪三、脂肪一、概述2.3 脂质脂质四、磷脂五、蜡五、蜡六、类固醇六、类固醇 脂类（脂类（lipidlipid）亦译为）亦译为脂质脂质或类脂，是一类不溶于水而能溶于非或类脂，是一类不溶于水而能溶于非极性溶剂的生物有机分子极性溶剂的生物有机分子其其化学本质化学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物脂类的元素组成主要是脂类的元素组成主要是C H OC H O,有些尚含有些尚含N S PN S P一、概述一、概述 脂肪脂肪（甘油三酯）（甘油三酯）磷脂磷脂：含磷酸及有机碱的脂类：含磷酸及有机碱的脂类 糖脂：含糖及有机碱的脂类糖脂：含糖及有机碱的脂类 类脂类脂 胆固醇及其酯胆固醇及其酯 类类固醇固醇 胆汁酸胆汁酸 类固醇激素类固醇激素 二、脂类分类二、脂类分类(了解）了解）根据生理功能不同：根据生理功能不同：根据化学结构：根据化学结构：甘油酯类甘油酯类神经鞘脂类神经鞘脂类类固醇类固醇按化学组成分类按化学组成分类单纯脂类：脂肪、蜡单纯脂类：脂肪、蜡复合脂类复合脂类衍生脂类衍生脂类式中式中R R是脂肪是脂肪酸的烃链，若酸的烃链，若相同则称为单相同则称为单纯甘油酯；若纯甘油酯；若不同则称为混不同则称为混合甘油酯。
合甘油酯三、脂肪三、脂肪(fat)（甘油三酯）（甘油三酯）脂肪脂肪：1 1分子甘油和分子甘油和3 3分子脂肪酸结合而成的分子脂肪酸结合而成的酯酯（甘油三酯、三酰基甘油）（甘油三酯、三酰基甘油）甘油三酯的分子结构其特点是主要由碳和氢两种元素以非极性的共价键组成，其特点是主要由碳和氢两种元素以非极性的共价键组成，由于这些分子是非极性的，所以和水不能相溶，因此是疏由于这些分子是非极性的，所以和水不能相溶，因此是疏水的，易溶于乙醚、氯仿、苯和丙酮等有机溶剂中水的，易溶于乙醚、氯仿、苯和丙酮等有机溶剂中四、磷脂：四、磷脂：甘油磷酸脂类甘油磷酸脂类n甘油只有两个羟基被脂肪酸酯化，而甘油的第三甘油只有两个羟基被脂肪酸酯化，而甘油的第三个羟基被磷酸所酯化个羟基被磷酸所酯化细胞膜的主要结构成分细胞膜的主要结构成分甘油磷酸酯的结构甘油磷酸酯的结构 磷脂分子结构磷脂分子结构极性头部极性头部非极性尾部非极性尾部五、蜡五、蜡 也是脂，是由一些长链的醇和长链脂肪酸形成也是脂，是由一些长链的醇和长链脂肪酸形成的脂脂肪酸同乙醇酯化形成的脂脂肪酸同乙醇酯化形成(如蜂蜡如蜂蜡)蜡的碳氢链很长，熔点高于甘油酯，它们的疏水性比脂氢链很长，熔点高于甘油酯，它们的疏水性比脂肪更强，所以可以保护生物体的表面。
细胞中不肪更强，所以可以保护生物体的表面细胞中不含蜡质，但有的细胞可分泌蜡质如：植物表皮含蜡质，但有的细胞可分泌蜡质如：植物表皮细胞分泌的蜡膜，防干燥；同翅目昆虫的蜡腺、细胞分泌的蜡膜，防干燥；同翅目昆虫的蜡腺、如高等动物外耳道的耵聍腺如高等动物外耳道的耵聍腺女王花蒂女王花蒂-景天科石莲花属景天科石莲花属六、类固醇六、类固醇类固醇化合物分子都是以环戊烷多氢菲为其核心结类固醇化合物分子都是以环戊烷多氢菲为其核心结构由于含有醇基而又为固体故命名为固醇构由于含有醇基而又为固体故命名为固醇.广布广布于动植物体中于动植物体中动物固醇以胆固醇为代表，植物固动物固醇以胆固醇为代表，植物固醇以麦角固醇为代表醇以麦角固醇为代表固醇类物质有重要生物学意义麦角固醇可固醇类物质有重要生物学意义麦角固醇可变为维生素变为维生素D D2 2，动物固醇有下列功能：，动物固醇有下列功能：7-7-脱氢脱氢胆固醇经紫外光照射可得维生素胆固醇经紫外光照射可得维生素D D3 3，所以也称维，所以也称维生素生素D D原胆固醇可变为性激素和肾上腺皮质胆固醇可变为性激素和肾上腺皮质激素，胆汁酸也由胆固醇转变而来激素，胆汁酸也由胆固醇转变而来。
胆固醇与胆固醇与某些疾病有关胆管阻塞或胆石等都可因胆固醇某些疾病有关胆管阻塞或胆石等都可因胆固醇结晶而成此外，动脉硬化也可能与固醇的代谢结晶而成此外，动脉硬化也可能与固醇的代谢失常有关，患动脉粥样硬化的病人，血管内壁上失常有关，患动脉粥样硬化的病人，血管内壁上常有显著的胆固醇沉着常有显著的胆固醇沉着因胆固醇过多而造因胆固醇过多而造成的血管壁过厚成的血管壁过厚脂肪是贮存能量的主要形式脂肪是贮存能量的主要形式磷脂、糖脂、固醇等是构成生物膜的重要物质磷脂、糖脂、固醇等是构成生物膜的重要物质在机体表面的脂类有防止机械损伤和防止热量散失的在机体表面的脂类有防止机械损伤和防止热量散失的作用脂类作为细胞表面的组分与细胞识别、种的特异性、脂类作为细胞表面的组分与细胞识别、种的特异性、组织免疫性等有密切关系组织免疫性等有密切关系萜、类固醇具有维生素、激素等生物功能萜、类固醇具有维生素、激素等生物功能七、脂类的功能七、脂类的功能二、蛋白质分子的基本组成单位氨基酸三、肽键与肽链三、肽键与肽链四、蛋白质的结构四、蛋白质的结构一、蛋白质的生物学意义2.4 蛋白质蛋白质(一一)蛋白质是生命活动的物质基础蛋白质是生命活动的物质基础 生物体内的蛋白质是除水以外，机体生物体内的蛋白质是除水以外，机体组织中最多的组分，占人体干重的组织中最多的组分，占人体干重的45%45%，占细菌干重的占细菌干重的505070%70%。
蛋白质是有机化合物，离不开蛋白质是有机化合物，离不开C、H、O三种元素，三种元素，还含有还含有N、P、S、金属元素等金属元素等一、蛋白质的生物学意义1.1.作为生物催化剂：作为生物催化剂：在体内催化各种物质代谢反应的在体内催化各种物质代谢反应的酶几乎都是蛋白质酶几乎都是蛋白质酶酶2.2.调节代谢反应：调节代谢反应：一些激素是蛋白质或肽，如胰岛素、一些激素是蛋白质或肽，如胰岛素、生长素信号蛋白信号蛋白 3.3.运输载体：运输载体：如红细胞中运输如红细胞中运输O O2 2、COCO2 2要靠要靠Hb(HemoglobinHb(Hemoglobin血红蛋白血红蛋白)、运输脂类物质的是载脂蛋、运输脂类物质的是载脂蛋白、运铁蛋白等转运蛋白或叫载体蛋白白、运铁蛋白等转运蛋白或叫载体蛋白转运蛋白转运蛋白4.4.参与机体的运动：参与机体的运动：如心跳、胃肠蠕动等，依靠与肌如心跳、胃肠蠕动等，依靠与肌肉收缩有关的蛋白质来实现，如肌球蛋白、肌动蛋白肉收缩有关的蛋白质来实现，如肌球蛋白、肌动蛋白收缩蛋白收缩蛋白(二二)蛋白质的生物学功能蛋白质的生物学功能5.5.参与机体的防御：参与机体的防御：机体抵抗外来侵害的防御机能，靠机体抵抗外来侵害的防御机能，靠抗体，抗体也称免疫球蛋白，是蛋白质。
抗体，抗体也称免疫球蛋白，是蛋白质防御蛋白防御蛋白6.6.接受传递信息：接受传递信息：如口腔中的味觉蛋白、视网膜中的视如口腔中的味觉蛋白、视网膜中的视觉蛋白信号蛋白信号蛋白 7.7.调节或控制细胞的生长、分化、遗传信息的表达调节或控制细胞的生长、分化、遗传信息的表达信号蛋白信号蛋白8.8.其它：其它：如鸡蛋清蛋白、牛奶中的酪蛋白是营养和储如鸡蛋清蛋白、牛奶中的酪蛋白是营养和储存蛋白；胶原蛋白、纤维蛋白等属于结构蛋白还有甜存蛋白；胶原蛋白、纤维蛋白等属于结构蛋白还有甜味蛋白、毒素蛋白等都具有特异的生物学功能味蛋白、毒素蛋白等都具有特异的生物学功能储藏蛋白、结构蛋白储藏蛋白、结构蛋白(三三)蛋白质的分类蛋白质的分类（了解）（了解）：蛋白质根据功能分类：蛋白质根据功能分类：结构蛋白：毛、发、肌腱、韧带、蝅和蜘蛛的丝结构蛋白：毛、发、肌腱、韧带、蝅和蜘蛛的丝收缩蛋白：肌肉的收缩需要收缩蛋白与肌腱共同作用收缩蛋白：肌肉的收缩需要收缩蛋白与肌腱共同作用储藏蛋白：卵清蛋白、植物种子的贮藏蛋白储藏蛋白：卵清蛋白、植物种子的贮藏蛋白防御蛋白：抗体防御蛋白：抗体转运蛋白：血红蛋白转运蛋白：血红蛋白信号蛋白：激素等负责细胞之间的信号传导信号蛋白：激素等负责细胞之间的信号传导酶：酶：生物体内最重要的蛋白质生物体内最重要的蛋白质二、蛋白质分子的基本组成单位氨基酸（一）氨基酸的结构通式：（一）氨基酸的结构通式：1 1、构成蛋白质的氨、构成蛋白质的氨基酸均为基酸均为L-L-氨基酸氨基酸。
2 2、-3 3、各种氨基酸的区、各种氨基酸的区别在于侧基别在于侧基R R基上从氨基酸的结构通式从氨基酸的结构通式可以看出：可以看出：1 1、按侧基、按侧基R R基与水的关系分：基与水的关系分：（1 1）非极性氨基酸非极性氨基酸：有：有甘氨酸甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、脯氨酸异亮氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、脯氨酸2 2）极性不带电氨基酸极性不带电氨基酸：天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸、：天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、酪氨酸苏氨酸、半胱氨酸、酪氨酸3 3）极性带电氨基酸极性带电氨基酸：天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨：天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸酸、组氨酸疏水亲水（二）氨基酸的结构与分类（二）氨基酸的结构与分类疏水性氨基酸的结构疏水性氨基酸的结构 亲水性氨基酸的结构亲水性氨基酸的结构3 3、按氨基酸分子中羧基与氨基的数目分、按氨基酸分子中羧基与氨基的数目分（了解）（了解）：（1 1）酸性氨基酸酸性氨基酸：一氨基二羧基氨基酸，有：天冬氨酸、：一氨基二羧基氨基酸，有：天冬氨酸、谷氨酸、谷氨酸、（2 2）碱性氨基酸碱性氨基酸：二氨基一羧基氨基酸：二氨基一羧基氨基酸 ，有：赖氨酸、，有：赖氨酸、精氨酸、组氨酸精氨酸、组氨酸（3 3）中性氨基酸中性氨基酸：一氨基一羧基氨基酸，有：甘氨酸、：一氨基一羧基氨基酸，有：甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、半胱氨酸丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、脯氨酸、天冬酰胺、谷氨酰、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、脯氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸。
胺、丝氨酸、苏氨酸2 2、按侧基、按侧基R R基的结构特点分基的结构特点分（了解）（了解）：（1 1）脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸（2 2）芳香族氨基酸芳香族氨基酸：苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸：苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸（3 3）杂环氨基酸杂环氨基酸：脯氨酸、组氨酸：脯氨酸、组氨酸4 4、按氨基酸是否能在人体内合成分：、按氨基酸是否能在人体内合成分：（1 1）必需氨基酸必需氨基酸：指人体内不能合成的氨基酸，必须从食物：指人体内不能合成的氨基酸，必须从食物中摄取，有八种：异亮氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸、亮氨酸、中摄取，有八种：异亮氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸、亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、赖氨酸色氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、赖氨酸2 2）非必需氨基酸非必需氨基酸：指人体内可以合成的氨基酸指人体内可以合成的氨基酸3 3）半必需氨基酸半必需氨基酸：指人体内可以合成但合成量不能满足人：指人体内可以合成但合成量不能满足人体需要（特别是婴幼儿时期）的氨基酸，有两种：组氨酸、体需要（特别是婴幼儿时期）的氨基酸，有两种：组氨酸、精氨酸三）氨基酸的两性电离及化学性质三）氨基酸的两性电离及化学性质 氨基酸既含有氨基，可接受氨基酸既含有氨基，可接受H H+，又含有羧基，可电离，又含有羧基，可电离出出H H+，所以氨基酸具有，所以氨基酸具有酸碱两性性质酸碱两性性质。
通常情况下，氨通常情况下，氨基酸以基酸以两性离子的形式两性离子的形式存在，如下图所示：存在，如下图所示：羧基可以发生酯化；羧基可以发生酯化；氨基可以发生酰基化氨基可以发生酰基化反应；氨基与亚硝酸反应；氨基与亚硝酸作用可转变为羟基等作用可转变为羟基等等此外，由于官能等此外，由于官能团的相互影响氨基酸团的相互影响氨基酸还有其特殊的性质还有其特殊的性质与茚三酮的反应与茚三酮的反应：除脯氨酸与羟脯氨酸外，可与其它氨除脯氨酸与羟脯氨酸外，可与其它氨基酸生成蓝紫色化合物脯氨酸与羟脯氨酸为黄色化合物基酸生成蓝紫色化合物脯氨酸与羟脯氨酸为黄色化合物氨基与氨基与-羧基共同参加的反应羧基共同参加的反应)三、肽键与肽链三、肽键与肽链1.1.肽键（酰胺键）：肽键（酰胺键）：一个氨基酸的一个氨基酸的-COOH 和相邻的另一和相邻的另一个氨基酸的个氨基酸的-NH2脱水形成共价键如下脱水形成共价键如下图：图：肽键和肽的结构肽键和肽的结构2.2.氨基酸借肽键连接起来叫氨基酸借肽键连接起来叫肽肽，肽是一大类物质，即：，肽是一大类物质，即：1 1）两个氨基酸组成的肽叫）两个氨基酸组成的肽叫二肽二肽；2 2）三个氨基酸组成的肽叫）三个氨基酸组成的肽叫三肽三肽；3 3）多个氨基酸组成的肽叫）多个氨基酸组成的肽叫多肽多肽；4 4）氨基酸借肽键连成长链，称为）氨基酸借肽键连成长链，称为肽链肽链，肽链两端有，肽链两端有 自由自由-NH-NH2 2和和-COOH-COOH，自由，自由-NH-NH2 2端称为端称为N-N-末端末端（氨基末端），（氨基末端），自由自由-COOH-COOH端称为端称为C-C-末端末端（羧基末端）；（羧基末端）；5 5）构成肽链的氨基酸已残缺不全，称为）构成肽链的氨基酸已残缺不全，称为氨基酸残基氨基酸残基；6 6）肽链中的氨基酸的排列顺序，一般）肽链中的氨基酸的排列顺序，一般-NH-NH2 2端开始，由端开始，由N N指指 向向C C，即，即多肽链有方向性多肽链有方向性，N N端为头，端为头，C C端为尾。
端为尾蛋白质的水解1 1、酸水解、酸水解2、碱水解、碱水解 3 3、蛋白酶水解、蛋白酶水解 蛋白质酸碱水解常用于蛋白质的组成分析蛋白质酸碱水解常用于蛋白质的组成分析(破坏氨基酸破坏氨基酸)，而酶水解用于制备蛋白质水解产物而酶水解用于制备蛋白质水解产物水解方式：水解方式：蛋白质的结构是非常复杂的，具有多种结构层次，蛋白蛋白质的结构是非常复杂的，具有多种结构层次，蛋白质分子的专一形状是由质分子的专一形状是由4个水平的结构决定的，这个水平的结构决定的，这4个水平是个水平是一级、二级、三级、四级结构二级、三级、四级结构是空一级、二级、三级、四级结构二级、三级、四级结构是空间结构在二级与三级之间还存在超二级结构和结构域这两间结构在二级与三级之间还存在超二级结构和结构域这两个结构层次个结构层次四、蛋白质的结构四、蛋白质的结构1、蛋白质的一级结构 蛋白质的一级结构（蛋白质的一级结构（Primary structurePrimary structure）又称为）又称为共价共价结构结构或或化学结构化学结构它是指蛋白质中的氨基酸按照特定的排它是指蛋白质中的氨基酸按照特定的排列顺序通过肽键连接起来的多肽链结构。
列顺序通过肽键连接起来的多肽链结构二级结构的概念：二级结构的概念：多肽链在一级结构的基础上，按照一定多肽链在一级结构的基础上，按照一定的方式有规律的旋转或折叠形成的空间构象其实质是多肽的方式有规律的旋转或折叠形成的空间构象其实质是多肽链在空间的排列方式链在空间的排列方式2、蛋白质的二级结构 蛋白质多肽链的二级结构主要有两种形式：一种蛋白质多肽链的二级结构主要有两种形式：一种是右螺旋型，又叫做是右螺旋型，又叫做-螺旋；另一种是褶纸型，又叫螺旋；另一种是褶纸型，又叫做做-折叠折叠这种二级结构的形成都是由于距离一定的肽键之间形成氢键螺旋型螺旋型多肽链结构多肽链结构可示意如图可示意如图-螺旋螺旋-折叠折叠 肽链伸展在纸型的片面上，相邻的肽链又通过氢键肽链伸展在纸型的片面上，相邻的肽链又通过氢键（图中虚线）相互连接图中虚线）相互连接是一条多肽链进一步扭曲折叠成一定的空间结构形态在在扭折是一条多肽链进一步扭曲折叠成一定的空间结构形态在在扭折时，倾向于把亲水的极性基团露于表面，而疏水的非极性基团包时，倾向于把亲水的极性基团露于表面，而疏水的非极性基团包在中间肌红蛋白的空间结构肌红蛋白的空间结构3、蛋白质的三级结构 如：纤维蛋白和球状蛋白如：纤维蛋白和球状蛋白。
纤维状蛋白质的结构纤维状蛋白质的结构了解了解几个各具有特定的一、二、三级结构的多肽链在一起或者还和几个各具有特定的一、二、三级结构的多肽链在一起或者还和辅基在一起，再以一定的关系相集合，这是蛋白质的四级结构辅基在一起，再以一定的关系相集合，这是蛋白质的四级结构组成蛋白质的各个多肽称为亚基，四级结构是由各亚基之间形成组成蛋白质的各个多肽称为亚基，四级结构是由各亚基之间形成的键所维持亚基可以相同也可以不同的键所维持亚基可以相同也可以不同4、蛋白质的四级结构 血红蛋白质的三级结构和四级结构运甲状腺素蛋白的一运甲状腺素蛋白的一,二二,三三,四级结构四级结构一级结构二级结构三级结构四级结构总结总结：蛋白质结构蛋白质结构 蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构是指是指肽链中氨基酸的排列顺序肽链中氨基酸的排列顺序蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构是指是指邻近几个氨基酸形成的一定的邻近几个氨基酸形成的一定的结构形状结构形状如：如：螺旋和螺旋和折叠折叠蛋白质的蛋白质的三级结构三级结构是指是指整条肽链盘绕折叠形成一定的整条肽链盘绕折叠形成一定的空间结构形状空间结构形状如纤维蛋白和球状蛋白如纤维蛋白和球状蛋白蛋白质的蛋白质的四级结构四级结构是指是指各条肽链之间的位置和结构。
各条肽链之间的位置和结构所以，四级结构只存在于由两条肽链以上组成的蛋所以，四级结构只存在于由两条肽链以上组成的蛋白质前一级结构决定着下一级结构其结构决定着它的功能前一级结构决定着下一级结构其结构决定着它的功能2.5核酸 核酸是由核苷酸组成的多聚体核苷酸（核酸是由核苷酸组成的多聚体核苷酸（nucleotidenucleotide）由三部分组成：即戊糖、磷酸基团和含氮碱基由三部分组成：即戊糖、磷酸基团和含氮碱基两类：即核糖和两类：即核糖和2-2-脱氧核糖脱氧核糖按照戊糖的不同，核酸分成两类：按照戊糖的不同，核酸分成两类：一类戊糖是核糖的称核糖核酸（简称一类戊糖是核糖的称核糖核酸（简称RNARNA），），一类戊糖是一类戊糖是2-2-脱氧核糖的称脱氧核糖核酸（简称脱氧核糖的称脱氧核糖核酸（简称DNADNA）1.1.戊糖戊糖RNA、DNA所含所含碱基碱基各各有四种，有四种，DNA含有含有A、G、C、TRNA含有含有A、G、C、U 2 2碱基碱基 DNA的四种核苷的四种核苷戊糖与含氮碱基形成的苷叫做核苷由于RNA、DNA所含碱基各有四种，所以它们各有四种核苷3 3核苷核苷 RNA的四种核苷的四种核苷 核苷中糖-5位羟基与磷酸所形成的酯。
4 4核苷酸核苷酸 核酸是由许多核苷酸单元所构成的高分子化合物，在核酸分子中，核苷酸单元是通过磷酸酯键磷酸酯键，在戊糖的3位上联结起来的，即即5磷酸基团与戊糖磷酸基团与戊糖3 位位OH脱水形成一个脱水形成一个重复出现的重复出现的糖糖-磷酸主磷酸主链链，如:RNA 4 4核酸结构核酸结构 5端端3端端核酸链也有方向性核酸链也有方向性核酸核酸核苷酸核苷酸核苷核苷磷酸磷酸碱基碱基戊糖戊糖 RNA通常为单链，通常为单链，DNA具有双螺旋的二级结构如具有双螺旋的二级结构如下图：下图：核酸链中，含不同碱基的各种核苷酸是按一核酸链中，含不同碱基的各种核苷酸是按一定的排列次序互相联结的，这就形成了核酸定的排列次序互相联结的，这就形成了核酸的一级结构的一级结构两条反向平行的两条反向平行的DNA的糖的糖-磷酸主链，磷酸主链，沿着一个轴，盘旋成双螺旋体，含沿着一个轴，盘旋成双螺旋体，含氮的碱基夹在双螺旋之间实际上，氮的碱基夹在双螺旋之间实际上，在双螺旋体中，一条脱氧核糖核酸在双螺旋体中，一条脱氧核糖核酸链上的碱基与另一条链上的碱基之链上的碱基与另一条链上的碱基之间，通过氢键相互联结即两条核间，通过氢键相互联结。
即两条核苷酸链依靠彼此碱基之间形成的氢苷酸链依靠彼此碱基之间形成的氢键相连系而结合在一起键相连系而结合在一起碱基互补原则碱基互补原则：嘌呤碱和嘧啶碱两两成对：腺嘌呤（嘌呤碱和嘧啶碱两两成对：腺嘌呤（A）与胸腺嘧）与胸腺嘧啶（啶（T）配对成氢键；鸟嘌呤（）配对成氢键；鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（）与胞嘧啶（C）配对形成氢键配对形成氢键碱基互补原则具有重要的生物学意义：碱基互补原则具有重要的生物学意义：DNA复制、转录、复制、转录、反转录等的分子基础都是碱基互补原则反转录等的分子基础都是碱基互补原则5.核酸的功能核酸的具有极其重要的生理功能，是生物遗传的物质基础DNA主要存在于细胞核中，它们是遗传信息的携带者DNA的结构决定生物合成蛋白质的特定结构，并保证把这种特性遗传给下一代RNA主要存在于细胞质中，它们是以DNA为模板而形成的，并直接参与蛋白质的生物合成过程因此，DNA是RNA的模板，而RNA又是蛋白质的模板存在于DNA分子上的遗传信息就是这样由DNARNA蛋白质通过DNA复制，遗传信息一代代传下去细胞利用少数种类小分子合成多种大分子细胞利用少数种类小分子合成多种大分子 小分子小分子 大分子大分子 复合大分子复合大分子 单糖单糖 多糖多糖 糖蛋白糖蛋白 氨基酸氨基酸 蛋白质蛋白质 糖脂糖脂 核苷酸核苷酸 核酸核酸 脂蛋白脂蛋白 脂类脂类 多聚体多聚体2.6组成细胞的大分子组成细胞的大分子 由生物小分子到生物大分子，分子增大，出现新的性质。
其中最主要的特点是：生物大分子有独特的立体结构、空间构型和分子整体形状掌握：1、水的特性与生理意义2、大分子与小分子间转换的化学反应3、糖类、脂类、蛋白质、核酸等大分子的单体结构特点与大分子的功能。