第二讲 构造生物体的基本元件
一, 生物小分子与生物大分子的关系
二, 生物小分子简介
三, 生物大分子的形成
四、生物大分子的高级结构
— 从生物小分子到生物大分子
一、生物小分子和生物大分子的关系
（本节见参考书第 22-47页）
小分子 大分子 复合大分子
单糖 多糖 糖蛋白
氨基酸 蛋白质 糖脂
核苷酸 核酸 脂蛋白
脂类
（由小分子到大分子 ）
二、生物小分子简介
（本节见参考书第 22-37页）
1,水
? 地球上生命起源于水中, 陆生生物
体内细胞也生活在水环境中
? 水的性质影响生命活动,
如：溶解性质，酸碱度,pH
? 水占生物体的 60％ 以上的重量
水对生物体非常重要
水影响生命活动的例子,
△ 肺泡在水环境中保证 O2 和 CO2 的交换
△ 肺泡中存在一种 表面活性蛋白 破坏水的
表面张力, 使肺泡胀开
△ 水分子间氢键造成水的表面张力, 可使
肺泡瘪塌
2,氨基酸
氨基酸是同时具有 α －氨基和 α －羧基的
小分子
参与蛋白合成的共有 20种天然氨基酸
（氨基酸通式）
（ 20种天然氨基酸）
根据侧链结构和性质，可把 20种
氨基酸分成不同的组：
疏水氨基酸,亮氨酸
亲水氨基酸,丝氨酸
酸性氨基酸,天冬氨酸
碱性氨基酸,精氨酸
含硫氨基酸,半胱氨酸
含羟基氨基酸,苏氨酸
带环氨基酸, 酪氨酸
20 种天然氨基酸除甘氨酸外，都带一个不
对称碳原子 — α 碳原子，都有 光学异构体 （镜映
体）。
已知 19 种天然氨基酸均为 L－型氨基酸。
氨基酸的功能：
（ 1）作为组建蛋白质的元件
（ 2）有的氨基酸或其衍生物具
有生物活性（代谢调节、信号传
递等）
3,单糖 ——
多羟基醛或多羟基酮称为糖 。
以葡萄糖为例, 葡萄糖是六碳糖
单糖的生物功能,
A,作为多糖的组成元件
B,作为燃料
C、组成寡糖参与细胞信号传递
（葡萄糖结构式）
重要单糖
4,核苷酸
核苷酸分子由三个部分组成：
碱基：嘧啶、嘌呤
五碳糖：核糖或脱氧核糖
磷酸 核苷酸
碱基
参加大分子核酸组成的共有 8种核苷酸
DNA水解液中 RNA水解液中
腺脱氧核苷酸 （ dAMP） 腺苷酸 （ AMP）
鸟脱氧核苷酸 （ dGMP） 鸟苷酸 （ GMP）
胞脱氧核苷酸 （ dCMP） 胞苷酸 （ CMP）
胸腺脱氧核苷酸 （ dTMP） 尿苷酸 （ UMP）
另外还有一些重要的具有生物活性的核苷酸
具有生物活性的核苷酸
5,脂类
脂类是指生物体内不溶于水而溶于
有机溶剂的各种小分子 。
葡萄糖－－－ 水溶性的
油 脂－－－ 脂溶性的
脂类种类很多, 分子结构相差较大
A,油脂：甘油三脂
B,磷脂和鞘脂
C,固 醇
三、生物大分子的形成
（本节见参考书第 37-47页）
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
寡肽：含有 10 左右氨基酸残基
（ 如二肽, 五肽, 八肽 ）
多肽：含 10－ 20 个氨基酸残基
蛋白质：含几十个氨基酸残基
注意：肽链有 方向性,
氨基端 （ N 端 ）, 羧基端 （ C 端 ）
2,单糖通过 糖苷键 联成多糖链
（ 1） 贰糖
对贰糖结构的了解包括弄清楚：
单糖基成份
α －还是 β －糖苷键
取代位置 麦芽糖
（ 3） 注意：多糖链也有 方向性, 有还原
端和非还原端
（ 2） 淀粉和纤维素都由葡萄糖组成, 它们
之间 主要区别 在于 α －糖苷键和 β －
糖苷键的区别
3,核苷酸通过 磷酸二酯键 联成核酸
（ 1） 核酸链也有 方向性
（ 2） DNA 和 RNA 在组成成份上有差别
DNA RNA
脱氧核糖 核糖
有胸腺嘧啶, 有尿嘧啶,
无尿嘧啶 无胸腺嘧啶
四、生物大分子的 高级结构
（本节见参考书第 37-47页）
1,蛋白质的高级结构
? 蛋白质的一级结构是指 肽链中氨基
酸的排列顺序
? 蛋白质的二级结构是指 邻近几个氨
基酸形成的一定的结构形状 。
如,α －螺旋和 β －折叠
? 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。
? 蛋白质的 三级结构 是指 整条肽链盘绕
折叠形成一定的空间结构形状 。 如纤
维蛋白和球状蛋白 。
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－
氢 键
盐 键— +
O
非共价键的 键强度 很小, 所以
A,需要 多个 非共价键才足以维持高
级结构的稳定；
B、高级结构不很稳定。生物大分子 变
性 就是因为 高级结构 破坏，大分子
性质改变，生物活性丧失。但是，
一级结构 尚未破坏。
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 10 bp
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。
（ 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
再见 ！
