第1页：第三章细胞的分子基础
第三章 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2页：无机化合物：水
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。
第3页：水分子的结构与溶剂性质
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。
第4页：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。
第5页：有机化合物
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。
第6页：核酸的化学组成与分布
生物大分子 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。
第7页：DNA的核苷酸连接方式
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 dGMP、脱氧胞苷酸 dCMP）组成的。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。
原文将“脱氧鸟苷酸”的缩写误写作 dCMP，按 nucleotide 命名规则修正为 dGMP。
第8页：DNA与RNA的化学组成比较
DNA 与 RNA 的化学组成：二者在戊糖和碱基种类上不同。
DNA 与 RNA 化学组成比较| 核酸 | 戊糖 | 碱基 | 磷酸 |
|---|
| RNA | 核糖 | A、G、C、U | 磷酸 |
|---|
| DNA | 脱氧核糖 | A、G、C、T | 磷酸 |
|---|
第9页：核苷酸的组成
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。
第10页：核苷酸的种类
核苷酸按戊糖不同分为两大类：
- 核糖核苷酸：腺苷酸（AMP）、鸟苷酸（GMP）、尿苷酸（UMP）、胞苷酸（CMP）。
- 脱氧核糖核苷酸：脱氧腺苷酸（dAMP）、脱氧鸟苷酸（dGMP）、脱氧胸苷酸（dTMP）、脱氧胞苷酸（dCMP）。
第11页：DNA碱基组成规律
（二）DNA 的双螺旋结构 1、DNA 碱基组成规律：
推论：
- A＋G＝T＋C（嘌呤＝嘧啶）。
- A＋C＝T＋G。
- A＋T≠C＋G。
第12页：DNA双螺旋结构要点
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 2 nm，每个螺圈含 10 个碱基对，螺距 3.4 nm。
- 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。
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第14页：DNA序列的表示方式
- CpG
- 表示胞嘧啶与同一条链中相邻的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。
第15页：DNA复制
（三）DNA 复制
本部分介绍 DNA 复制的三项特点：半保留复制、半不连续复制与双向定点复制。
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第17页：DNA复制的三个特点
1、DNA 复制特点：
- 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。
- ②半不连续复制：DNA 双链合成时，领头链的合成是连续的，为 5′—3′ 方向；随从链的合成是不连续的，与复制叉方向相反，合成的片段叫冈崎片段。
- 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。
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第19页：DNA的功能
（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。
第20页：RNA的结构特点与转录翻译
（五）RNA 的转录与翻译。
- RNA 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。
第21页：
第22页：转录
转录：以 DNA 为模板合成 RNA 的过程。
第23页：翻译
翻译：mRNA 指导特定蛋白质的合成过程。
第24页：
第25页：密码子
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。
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第27页：
第28页：遗传法则
遗传法则
本页以示意图展示遗传信息的传递规律，即由 DNA 经 RNA 流向蛋白质的信息流方向。
第29页：
第30页：
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第32页：
第33页：蛋白质的氨基酸组成
二、蛋白质：由氨基酸通过肽键结合而成的多肽链。
按侧链性质分为四类：
- 酸性氨基酸。
- 碱性氨基酸。
- 极性氨基酸。
- 非极性和疏水氨基酸。
第34页：氨基酸
氨基酸
本页以结构图展示氨基酸的通式：氨基、羧基、氢原子和侧链 R 基团连接在同一个中心碳原子上。
第35页：生物大分子的稳定性
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。
第36页：
第37页：
第38页：蛋白质的一级与二级结构
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 0.23 nm，两个螺旋之间距离为 0.54 nm；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。
第39页：
第40页：
第41页：蛋白质的三级与四级结构
- 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。
第42页：
第43页：蛋白质的自我组装
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。
第44页：
第45页：蛋白质折叠与分子伴侣
- 蛋白质折叠
- 蛋白质的折叠并不是发生在翻译之后的，而是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）
- 一类可溶性蛋白质分子，参与新生肽链的折叠、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。
第46页：单糖缩合形成多糖
单糖可缩水形成多糖。
