★生物化学概念:是研究生物分子和生命属性的科学,是运用化学的原理和方法在分子水平上解释生命现象的的科学.
★生物化学的研究内容:研究生物分子的化学结构和空间构象;生物分子的相互作用;生物分子的合成与降解,能量的储存与释放;生物分子的组装与协调;遗传物质的贮存,传递和表达.
★活生物体的生命特征:化学成分的同一性(共同的物质基础),共同的元素组成和共同的分子组成;具有严整有序的结构;具有新陈代谢的特征;具有自我复制的能力(繁殖).
第一章生物分子导论
组成生物体的化学元素有约30种,都是自然界中存在的,这30种化学元素叫生命元素.
生命元素的原子序数都比较低.
自然界中的化学元素是否进入生物体,主要取决于:某元素从环境中的可得性和组成的分子对生命过程的适合性.
一,生命物质的化学组成
(一)生命元素
(二)生物分子
生物分子泛指构成生物的蛋白质,核酸,多糖,脂质以及它们的构件分子和代谢中间产物等.
二,生物分子的三维结构
在生物分子中普遍存在着立体异构现象
(一)立体异构与构型
异构现象:
同分异构体:主要有两种类型,一是结构异构,二是立体异构.立体异构又分为几何异构(顺反异构)和旋光异构
(二)生物分子间相互作用的立体专一性
分子间的识别是靠结构互补来实现的,酶对底物具有立体专一性,酶对底物的识别也是分子间互补识别过程.分子间互补识别是通过非共价作用力实现的,这种作用力相当弱,在生理条件下是可逆的,所以生物分子间的作用趋向于瞬变,刚性而静态的格局不会形成,因刚性的静态的格局会使细胞丧失活性.
(三)构象与三维结构
构象: 指一个化合物分子中的一切原子,由于单键的旋转及键角具有的一定柔韧而形成的不同的空间排列,
三,生物结构中的非共价力
静电相互作用
氢键
范德华力
疏水作用(熵效应)
四,水和生命
水分子的结构和性质
水参与了许多生物化学过程
水的溶剂特性
细胞的分子组织层次
组成细胞的有机化合物种类繁多,结构复杂,如果对这复杂的分子进行整理,并根据这些分子的大小和化学性质进行分类,会发现具有一定的组织格局.
前体(水,CO2和NH4+,NO,N2等无机氮化物)
一系列代谢
代谢中间物如:丙酮酸,柠檬酸,苹果酸,3-磷酸甘油等
一系列代谢
构件分子(氨基酸,单糖,核苷酸,脂肪酸和甘油
生物大分子(蛋白质,多糖,核酸,脂质)
大分子间的通过非共价键相互作用形成
超分子复合物如:酶复合体,核糖体,染色体,细胞骨架系统