生命科学导论复习资料(2)

生物大分子主要有三大类：

蛋白质

核酸

多糖

它们都是由生物小分子单体通过特有的共价键联结而成。

1、氨基酸通过肽键联成肽链

结构蛋白

2、单糖通过糖苷键联成多糖链

（3）注意：多糖链也有方向性，有还原端和非还原端

一条多糖链的两端有不同结构和性质：

一端的糖基有游离的半缩醛羟基，称还原端；

另一端的糖基没有游离的半缩醛羟基，称非还原端。

3、核苷酸通过磷酸二酯键联成核酸

四、生物大分子的高级结构

1、蛋白质的高级结构

由生物小分子到生物大分子，分子增大，出现新的性质。

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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。

蛋白质的四级结构是指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

以上组成的蛋白质。

2、 维持生物大分子高级结构的重要因素－－非共价键

C＝O H－O

C－N H

C－O H3 N－

非共价键的键强度很小，所以

注意：双硫键也在维持蛋白质高级结构中起重要作用。

3、 核酸的高级结构

DNA的双螺旋结构

3、 核酸的高级结构

（1） DNA双螺旋：

A、两条反向平行的核苷酸链共同盘绕形成双螺旋，糖－磷酸－糖构成螺旋主链

B、两条链的碱基都位于中间，碱基平面与螺旋轴垂直

C、两条链对应碱基呈配对关系A＝T G≡C

D、螺旋直径 20A，螺距 34A，每一螺距中含10bp

DNA双螺旋可以看作是DNA的二级结构，

DNA的三级结构的形成需要蛋白质帮助。

碱基之间的氢键：

GC间有三个氢键，AT间有两个氢键

（2）RNA为单链盘绕，局部形成碱基配对。

例如：转运RNA（tRNA）的三叶草结构

4 、多糖链的高级结构

不同高级结构带来不同的生物学性能

淀粉形成螺旋状 能源贮存

纤维素呈长纤维状 结构支架

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第三讲 生物的新陈代谢

一、酶是生物催化剂

二、生命世界的能量源泉是太阳能

三、生物体主要从有机分子的氧化取得能量

四、生物体内有一个复杂的代谢网络

生命活动的原动力在于生物体内一刻不停的新陈代谢。通过新陈代谢不断把太阳能或食物中贮存的能量，转化为可供生命活动利用的能量，不断制造出各种大、小分子以供生命活动所需要。体内的新陈代谢过程又都是在生物催化剂----酶的催化下进行的。

这一讲先介绍酶的性质，然后着重介绍生命活动所需的能量，从何而来。至于新陈代谢中产生的大、小生物分子，种类甚多，这里仅介绍蛋白质大分子是如何合成的。

一、酶是生物催化剂

1、酶的催化特点

催化剂可以加快化学反应的速度，酶是生物催化剂，它的突出优点是：

催化效率高

专一性质

可以调节

用简单的实验证明酶的催化效率：

2、酶的化学本质是蛋白质，有的酶仅仅由蛋白质组成，如：核糖核酸酶。

有的酶除了主要由蛋白质组成外，还有一些金属离子或小分子参与。这些金属离子

或小分子是酶活性所必须的，称为辅酶/辅基或辅助因子。

如：羧基肽酶以二价锌离子（Zn2+）为辅助因子

又如：过氧化氢酶以铁卟啉环为辅助因子

3、酶催化作用的机理是降低活化能

催化剂只能催化原来可以进行的反应，加快其反应速度。

即使对可以进行的反应来说，反应物分子应越过一个活化能才能发生反应。

酶作为催化剂的作用是降低活化能。

酶是如何降低活化能的呢 ?

首先，需要酶与底物分子结合，酶蛋白结构中有底物结合中心/活性中心。

然后，酶蛋白分子以各种方式，作用于底物分子，使底物分子活化起来。

酶与底物的专一结合，又是酶促反应专一性的体现。

底物分子结合在酶的底物结合中心

4、酶的活性可以调控

1) 在代谢途径中调节酶活性

几个酶或十几个酶前后配合，完成一系列代谢反应，形成一条代谢途径。在一条代谢途

径中，常常是前一个酶促反应的底物，便是下一个酶促反应的底物。

一条代谢途径的终产物，有时可与该代谢途径的第一步反应的酶相结合，结合的结果使这个酶活性下降，从而使整条代谢途径的反应速度慢起来。这种情况称为“反馈抑制”。

值得注意的是，发生反馈抑制时，代谢终产物与酶结合时，是非共价结合，是可逆的。

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有时候，酶蛋白分子可以和一个基团形成共价结合，结合的结果，使酶蛋白分子结

构发生改变，使酶活性发生改变。这种调节酶活性的情况称为酶的共价调节。

例如，酶与磷酸根的结合。

竞争性抑制

有的酶在遇到一些化学结构与底物相似的分子时，这些分子与底物竞争结合酶的活性中

心，亦会表现出酶活性的降低（抑制）。这种情况称为酶的竞争性抑制。

二、生命世界的能量源泉是太阳能

1、 生物体的代谢反应分为物质代谢和能量代谢两个侧面。

每一个反应都有两个侧面：

物质代谢――由底物分子变成产物分子

能量代谢――消耗能量或释放能量

n 氨基酸 + 能量 蛋白质

2 丙酮酸 + 能量 葡萄糖

从小分子合成大分子需要消耗能量。

葡萄糖 2丙酮酸 + 能量

从大分子分解为小分子会释放能量。

2、ATP是生物体能量流通的货币

ATP：三磷酸腺苷的缩写，全称可以是腺嘌呤核苷三磷酸。

ATP的作用：一个代谢反应释出的能量贮入ATP，ATP所贮能量供另一个代谢反应消耗能量时

使用。

3、生物体把能量用在生命活动的各个方面

4、太阳能是整个生命世界的能量源泉

绿色植物和光合细菌把太阳能转变为化学能，利用太阳能合成有机物；除了维持自身的生存还

为其他生物提供食物。食物链

绿色植物和光合细菌利用太阳能的过程称为光合作用。

光合作用是如何进行的？

叶绿体中的叶绿素是进行光合作用必不可少的成份。在叶绿体中进行的光合作用，又可

以分为两个步骤：

光反应：在叶绿素参与下，把光能用来劈开水分子，放出O2，同时造成两种高能化合物

ATP和 NADPH。

暗反应：把 ATP 和 NADPH 中的能量，用于固定 CO2，生成糖类化合物。这个过程不

需要光。

三、生物体主要靠有机分子的氧化取得能量

1、有机物氧化释放能量

一支火柴的燃烧是纤维素氧化 共价调节

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（C6H12O6）n + O2 n CO2 + nH2O + 能量

纤维素 氧 温度、光和热