1、医学基础知识 生物学与生物化学部分,护理学院 武红霞,第一篇 生物学,第一章 生命的起源与生命的物质基础 第一节 生命的起源,异养细菌：厌氧,40亿,35亿,原核生物：喜氧,原始生命：非细胞 原核生物 真核生物,生物大分子,有机小分子,无机小分子,二、 生命化学演化学说,第二节 生命的物质基础,一、组成生命的化学元素最基本元素：C基本元素：C H O N主要元素：C H O N S P微量元素：Fe Mn Zn Cu I B（硼） Mo（钼）,二、 组成生命的化合物,无机物：水和无机盐有机物：糖类：葡萄糖是生物体的直接能源物质 脂类：脂肪、类脂、固醇 蛋白质：氨基酸 核酸：,核酸,核酸的结构,
2、DNA分子由两条反向平行的多核苷酸链以右手螺旋方式围绕一假想的中心轴形成双螺旋结构。碱基位于螺旋内部，碱基平面与中心轴垂直；脱氧核糖和磷酸基团形成螺旋的骨架，位于螺旋的外侧。 两条链上位于同一平面的碱基按照互补规律缔合形成碱基对，G与C配对形成三个氢键，A与T配对形成两个氢键。 螺旋的每一周包含10个碱基对，相邻碱基对的距离为0.34nm，螺距为3.4nm。螺旋直径为2nm。 双螺旋结构的维系力包括：氢键：维系双螺旋结构横向稳定； 碱基堆积力：碱基之间层层紧密堆积，形成疏水型核心，保持双螺旋结构纵向稳定。离子键：磷酸残基阴离子与介质中的阳离子形成离子键，可降低双链间的静电排斥力。,双螺旋结构要
3、点,第二章生命的基本单位细胞,第一节细胞的形态结构与功能 细胞是生命活动的基本单位，除病毒外，所有生物都由细胞构成,第二节细胞的新陈代谢一、酶概念、分类、特性、影响因素二、细胞呼吸与ATP,ATP,细胞分裂方式： 无丝分裂有丝分裂减数分裂,细胞增殖周期：,第三节 细胞分裂、分化、衰老与凋亡,有丝分裂,前期,中期,后期,末期,减数分裂,二、细胞的分化,干细胞：胚胎干细胞、成体干细胞三、细胞的衰老与凋亡细胞衰老的特征：1. 水分减少2. 色素逐渐积累增多3. 细胞膜流动性降低4. 线粒体体积增大，数量减少5. 核膜内折，染色质固缩化，染色体端粒缩短,第三章 生物的遗传、变异和进化,第一节 遗传的基
4、本规律,基因的分离规律：,在杂种体内，等位基因虽然共同存在于一个细胞内，但他们分别位于一对同源染色体上，具有一定的独立性。在进行减数分裂的时候，等位基因随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随着配子遗传给后代。这就是基因的分离规律。,实质：,杂合子的细胞中，等位基因分别位于一对同源染色体上,等位基因随同源染色体的分开而分离，随配子传递给后代。,（等位基因具独立性，分离的基础）,自由组合定律,第二节 生物的变异和进化,一、染色体畸变的类型,（一）染色体数目的畸变（二）染色体结构的畸变,整倍性改变 非整倍性改变,（二）染色体结构的畸变,.缺失.倒位.易位 .重复,染色体数目畸变1、
5、整倍性改变,（1）概念 二倍体：含有两个染色体组的个体。 染色体组：精子或卵子中的一套完整的染色体 整倍性改变：体细胞中染色体数 以染色体组为单位成组增加或减少，称整倍性改变。 如3n,2、非整倍性改变,概念： 体细胞中 染色体数目在2n的基础上增加或减少一条或数条，称非整倍性改变。,（1）单体型(亚2n)：比二倍体数目减少，45，XO（2）三体型 (2n+1)：比二倍体数目多一条，如21三体（3）多体型 (超2n)：比二倍体数目增加两条以上，48，XXXX、,基因突变,1. 基因突变的方式 碱基替换：A-G C-T A-T 移码突变：AGC TAG CTA AGG CTA GCT A,第二篇
6、 生物化学,第一章 生物大分子的功能和结构第一节 氨基酸和蛋白质一、氨基酸的化学结构和分类（一）、氨基酸的结构和分类 20种 L-氨基酸 酸性：谷氨酸 、天冬氨酸 碱性：赖氨酸、 精氨酸、组氨酸（二） 、氨基酸的两性解离,二、肽,（一）概述,（二）谷胱甘肽：谷氨酸 ，半胱氨酸，甘氨酸 作用：解毒，重要的还原剂,1. 蛋白质的一级结构,多肽链中氨基酸的排列顺序 肽键,二级结构的主要形式 氢键,-螺旋 ( -helix ) -折叠 ( -pleated sheet ) -转角 ( -turn ) 无规卷曲 ( random coil ),3. 蛋白质的三级结构,主要的化学键：疏水键、离子键、氢键和
7、 Van der Waals力等。,原则：疏水基团在内，亲水基团在外 形成一特殊的结构域,肌红蛋白 (Mb),4. 蛋白质的四级结构,血红蛋白的四级结构,第二节核酸的结构与功能,一、核酸的分子组成磷酸核酸核苷酸戊糖碱基,二、DNA的结构,真核生物染色体DNA组装不同层次的结构,DNA （2nm）,核小体链（ 11nm，每个核小体200bp）,纤丝（ 30nm，每圈6个核小体）,突环（ 150nm，每个突环大约75000bp）,玫瑰花结（ 300nm ，6个突环）,螺旋圈（ 700nm，每圈30个玫瑰花）,染色体（ 1400nm， 每个染色体含10个玫瑰花200bp）,三、RNA的结构和功能,（
8、一）rRNA:（二）tRNA：工具（三）mRNA：模板,四、遗传密码：连续、简并、摆动、通用,第三节酶,一、酶的概述（一）酶的分类,结合酶,单纯酶,决定反应的特异性,决定反应的种类与性质,蛋白质部分：酶蛋白,辅助因子,金属离子,小分子有机化合物,全酶,（二）酶的活性中心,必需基团：酶分子中氨基酸残基侧链的化学基团中，一些与酶活性密切相关的基团。,酶的活性中心(active center),或称活性部位(active site)，指必需基团在空间结构上彼此靠近，组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异结合并将底物转化为产物。,二、酶促反应特点、抑制类型,（一）特点：极高的催化效率高度的特异性（二
9、）抑制剂的类型和特点,抑制作用的类型,不可逆性抑制 (irreversible inhibition),可逆性抑制 (reversible inhibition)：,竞争性抑制 (competitive inhibition)非竞争性抑制 (non-competitive inhibition)反竞争性抑制 (uncompetitive inhibition),(一) 不可逆性抑制作用,* 概念抑制剂通常以共价键与酶活性中心的必需基团相结合，使酶失活，不能用透析、超滤等方法予以除去。,（二） 可逆性抑制作用,* 概念抑制剂以非共价键与酶或酶-底物复合物可逆性结合，使酶的活性降低或丧失；抑制剂可
10、用透析、超滤等方法除去。,竞争性抑制非竞争性抑制反竞争性抑制,* 类型,1. 竞争性抑制作用,抑制剂与底物的结构相似，能与底物竞争酶的活性中心，从而阻碍酶底物复合物的形成，使酶的活性降低。,2. 非竞争性抑制,抑制剂与酶活性中心外的必需基团结合，底物与抑制剂之间无竞争关系。,3.反竞争性抑制,抑制剂仅与酶和底物形成的中间产物结合，使ES的量下降。,同工酶(isoenzyme)是指催化相同的化学反应，而酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。,（二）同工酶、变构酶,* 举例：乳酸脱氢酶(LDH1 LDH5),变构酶,有些酶的分子中不仅含有催化基团，还含有调节亚基，当某些特定的小分子
11、化合物与调节亚基结合时，可诱导和影响催化亚基空间结构改变，使其催化活性增高或降低。,第二章物质代谢及其调节,第一节糖代谢无氧氧化有氧氧化,糖酵解的代谢途径,E2,E1,E3,三、糖酵解的生理意义,无线粒体的细胞，如：红细胞代谢活跃的细胞，如：神经细胞、白细胞、骨髓、肿瘤细胞,最主要的生理意义是缺氧时迅速提供能量。这对肌肉收缩非常重要。,2.某些组织细胞依赖糖酵解供能。,糖酵解代谢小结,概念：在缺氧条件下，葡萄糖生成乳酸的过程称为糖酵解。反应部位：胞浆三个关键酶催化三步不可逆反应,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,己糖激酶,6-磷酸果糖,1,6-二磷酸果糖,6-磷酸果糖激酶-1,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,
12、丙酮酸激酶,产能的方式和数量方式：底物水平磷酸化净生成ATP数量： 从G开始 2ATP 从Gn开始 3ATP,二、有氧氧化(一)过程,第一阶段：酵解途径,第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧,第三阶段：三羧酸循环,G（Gn）,丙酮酸,乙酰CoA,H2O,O,ATP,ADP,TAC循环,胞液,线粒体,（二） 有氧氧化的生理意义,有氧氧化是体内供能的主要途径。1分子葡萄糖完全氧化可产生38或36个ATP三羧酸循环是三大营养物质氧化分解的共同途径。三羧酸循环是三大营养物质代谢联系的枢纽；,(三) 三羧酸循环的要点 经过一次三羧酸循环，消耗一分子乙酰CoA，经四次脱氢，二次脱羧，一次底物水平磷酸化。生成1分子F
13、ADH2，3分子NADH+H+，2分子CO2， 1分子GTP。关键酶有：柠檬酸合酶 -酮戊二酸脱氢酶复合体 异柠檬酸脱氢酶,所有的反应均在线粒体中进行。,三、糖元的合成与分解,(一)过程：葡萄糖合成糖元消耗2个ATP，限速酶为糖原合成酶。(二)分解： 肝糖元能分解生成葡萄糖释放入血 肌糖元不能直接补充血糖，肌肉中 缺乏葡萄糖-6-磷酸酶,糖异生(gluconeogenesis)是指从非糖化合物转变为葡萄糖或糖原的过程。,* 部位,* 原料,四、糖异生,主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体,主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸,意义：1在饥饿情况下维持血糖浓度的相对恒定。 2是糖酵解反应的逆反应,第二节 脂类
14、代谢,脂类包括脂肪和类脂。脂肪也称甘油三酯（三脂酰甘油、中性脂肪）。类脂主要包括磷脂、胆固醇及其酯和游离脂肪酸。,一、脂肪酸的分解代谢,1、脂肪的动员 甘油三酯脂肪酶是脂肪动员的限速酶。2、脂肪酸的-氧化：5ATP 脱氢、加水、再脱氢、硫解 部位：线粒体 限速步骤：脂酰CoA进入线粒体3、 三羧酸循环4、能量生成： 2n个碳原子的脂肪酸分解产生的能量是：(17n-7)ATP,二、酮体,概念：乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮合称酮体原料：乙酰CoA部位: 肝脏 肝内生酮肝外用限速酶：HMG - CoA合成酶,(1) 在正常情况下，酮体是肝输出能源的一种重要的形式；(2) 在饥饿或疾病情况下，酮体可为心、
15、脑等重要器官提供必要的能源。,酮体生成及利用的生理意义,三、脂肪酸的合成,(一)脂肪酸的合成1、原料：乙酰CoA2、限速酶：乙酰CoA羧化酶(二)不饱合脂肪酸的合成必需脂肪酸：亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸,四、胆固醇,1、原料：乙酰CoA2、部位：肝脏3、限速酶： HMG - CoA还原酶4、转化：胆汁酸 类固醇激素 维生素D3,五、血浆脂蛋白（lipoprotein，LP）1、定义：血浆脂质与蛋白质结合所组成 的一类大分子复合物，能溶于 水，运行于血。2、组成： 蛋白质（载脂蛋白） 甘油三酯 磷脂 脂质 胆固醇 胆固醇酯,3、脂蛋白分类（1）按其密度的不同 乳糜微粒（CM） 极低密度脂蛋白（V
16、LDL） 低密度脂蛋白（LDL） 高密度脂蛋白（HDL）,血浆脂蛋白的分类、理化性质、含量及功能分类特征密度法 CM VLDL LDL HDL电泳法 CM 前-Lp -Lp -Lp直径 80-500 25-80 20-25 6.9-9.5组成 (%) 蛋白质 2 10 20 50 脂 类 98 90 80 50生成部位 小肠 肝细胞 肝细胞 肝细胞 小肠 小肠 功能 运输外 运输内 运输肝 运输全 源性TG 源性TG 中CH 身各组织 CH至肝,最主要的反应 存在于大多数组织中 有多种方式：转氨基：丙氨酸氨基转移酶ALT、天冬氨酸氨基转移酶（AST）氧化脱氨基： L-谷氨酸脱氢酶联合脱氨基：肝
17、、肾等组织主要脱氨途径， 骨骼肌、心肌中主要是嘌唅核苷酸循环,一氨基酸的脱氨基作用,第三节 氨基酸代谢,二、氨基酸的脱羟基作用,组胺 ：组氨酸5-羟色胺 ：色氨酸牛磺酸 ：半胱氨酸多胺 ：鸟氨酸-氨基丁酸：谷氨酸,三、体内氨的来源和转运,氨的转运,（一）丙氨酸-葡萄糖循环,（二）谷氨酰胺的运氨作用： 即是氨的一种解毒形式，也是氨的储存和运输形式,四、尿素的生成,是体内解除氨毒的主要方式。也是体内氨的最主要去路。鸟氨酸循环又叫尿素循环或Krebs-Henseleit循环部位：肝细胞的线粒体和胞液原料：NH3 CO2限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶,尿素合成的鸟氨酸循环,第4节 核苷酸代谢,合成途径：
18、 从头合成 补救合成分解产物： 嘌呤核苷酸最终生成尿酸 胞嘧啶、尿嘧啶最终生成-氨基丙酸 胸腺嘧啶最终生成-氨基异丁酸,第5节 生物氧化,一、生物氧化的特点：二、呼吸链：呼吸链又称电子传递链，是指代谢底物上脱下的氢（质子或电子）经一系列递氢体或递电子体的传递，最终传递给分子氧而生成水的连续反应体系,NADH呼吸链和FADH2呼吸链,3ATP,2ATP,（二）氧化磷酸化,概念：调节：ADP与ATP调节甲状腺素的调节抑制剂的调节：解偶联制剂、电子传递抑制剂,(1) 呼吸链抑制剂：,丙二酸,鱼藤酮阿米妥,抗霉素A,作用：阻断电子传递,D,讨论：为什么CO中毒后人会四肢无力？,（三）底物水平磷酸化,底
19、物氧化过程中形成的某些高能中间代谢物，直接将其高能键储存的能量传递给ATP过程，称为底物水平磷酸化,H,2,O,CO,2,离子主动转运）,（吸收、分泌、,渗透能,转移,化学能,（散失）,热能,能,P,C,C,磷酸肌酸,肌酸,ATP,ADP+Pi,分解,氧化,底物,能,利用,热能 （维持体温）,化学能（生长修补）,电能 （神经传导）,机械能（肌肉收缩）,四、高能化合物的储存和利用,生成,转移给其它高能化合物(GTP，UTP),第三节 基因信息的传递第一节 DNA的生物合成,一、复制的基本规律1.半保留复制2.双向复制3.半不连续复制4.有一定的复制起始点：原核生物1个，真核生物多个5.需要引物,
20、二、DNA复制的条件,1. 底物2. 模板3. 引物 ： RNA4. 酶和蛋白质,（三）原核生物DNA聚合反应有关的酶类,1、拓扑异构酶:2、DNA解链酶3、单链结合蛋白：4、引物酶和引发体：启动RNA引物链的合成5、 DNA聚合酶6、 DNA连接酶,四、DNA复制的过程,1、复制的起始和引物RNA的合成2、复制的延长DNA片段的合成：冈崎片段3、复制的终止,五、逆转录,六、DNA的损伤突变和修复 (一)损伤的类型：1.错配2.缺失、插入、框移：三联体密码的阅读改变3.重排:DNA分子大片段的交换,缺失引起框移突变,第二节 RNA的生物合成,1. 转录：以DNA为模板合成RNA的过程2. 转录
21、的特点： 转录的不对称性 转录的单向性 有特定的起始位点和终止位点 转录与复制的不同,89,复制和转录的区别,复制,转录,模板,原料,酶,产物,配对,两股链均复制 模板链转录(不对称转录),dNTP NTP,DNA 聚合酶 RNA 聚合酶,子代双链DNA（半保留复制）,mRNA, tRNA, rRNA,A-T G-C A-U T-A G-C,第三节 蛋白质的生物合成,(一)蛋白质的生物合成体系,3.rRNA 与蛋白质构成核糖核蛋白体，是蛋白质合成的装配机器,mRNA 是蛋白质合成的直接模板,2.tRNA 是氨基酸的搬运工具,mRNA是蛋白质合成的直接模板,第四章 器官和组织的生物化学,第一节
22、血液生化第二节 肝脏生化一、肝在物质代谢中的作用二、胆汁酸的合成原料和代谢产物胆固醇 肝脏 游离的初级胆汁酸：胆酸、鹅脱氧胆酸,第五章 生化专题,一、受体：细胞膜上或细胞膜内能特异性识别生物活性分子并与之结合，进而引起生物学效应的特殊蛋白质。 受体分类：膜受体：镶嵌蛋白质 胞内受体：DNA结合蛋白质受体的特点： 1. 高度的专一性 2. 高度的亲合力 3. 可饱合性 4. 可逆性 5. 特定的作用模式,第二节 癌基因与生长因子,一、癌基因： 导致细胞癌变的核苷酸序列，包括病毒癌基因和细胞癌基因(原癌基因)二、原癌基因活化的机制1. 获得启动子和增强子2. 基因易位3. 原癌基因扩增4. 点突变5. 染色体移位三、抑癌基因：Rb基因 P53基因,感谢你的关注!,
