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绪章构成生命的化学元素:化学诞生了生命
多种多样的生命形式存在的很多共性,从化学本质上来说是相似生命元素组成了相似的生物分子构成了生命,本章主要讲述构成生命的化学元素,生物分子以及这些化学元素是如何在四十亿年前构成生物分子,再形成细胞,产生原始的地球生命。
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●0.1生物分子的诞生
生命就是生物分子演义的精彩故事,最初的生物分子是地球在诞生后的前十亿年里由无机小分子形成的,它们是如何形成的呢?
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●0.2组成生命的元素:一条铁鱼带来的健康
加拿大圭尔夫大学的学生克里斯多夫 查尔斯利用自己所学的知识,改善了贫困地区人民的缺铁性贫血,让我们认识铁元素对人体健康的影响,同时还了解了其它构成生命的化学元素。
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第一章核酸:一部四十亿年的壮丽“史诗”
核酸包括脱氧核糖核酸和核糖核酸,即DNA和RNA,它们是遗传信息的载体并决定了蛋白质的合成,是最重要的生物大分子,核酸的研究改变了整个生命科学的面貌。本章主要介绍DNA和RNA的结构和功能,追溯一个和腋臭相关基因的演化故事,然后我们再利用所学的核酸知识来讨论癌基因的检测是否科学,核酸领域的专家们带领你一起进入核酸研究的前沿领域。
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●1.1核酸的演化故事
狐臭相关的ABCC11基因在东亚人群众演变
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●1.2核酸的功能:亲子鉴定技术的原理
STR-PCR技术是法医学物证中当中最为重要的技术手段之一,该技术的发展是基于DNA是遗传信息的组成和携带者
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●1.3核酸的组成
核酸由单核苷酸组成,认识组成核苷酸的碱基的结构以及核糖,磷酸结构,三者是如何连接形成核苷酸。
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●1.4DNA的一级和二级结构
DNA的一级结构是指脱氧核糖核苷酸的排列顺序,DNA的二级结构是双螺旋结构的发现开启了分子生物时代
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●1.5DNA的三极结构和染色体
二级结构双螺旋基础,DNA进一步扭曲成超螺旋,在真核生物中DNA与组蛋白形成了染色质或染色体。
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●1.6RNA的结构
介绍三种RNA的结构和功能特点。
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●1.7核酸的理化性质
介绍核酸的两性,紫外吸收,变性和复性等理化性质
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●1.8核酸研究前沿
核酸不再只是传统意义上的遗传信息载体其它功能,它通过G-四聚体、I-motif、纳米模板与组装、Aptamer核酸在分子医学、生化检测、材料学、电子学等领域发挥重要的作用。
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●1.9去伪存真:癌基因的检测 —— 科学还是忽悠
分析癌基因检测是否能起到早诊断早治疗的目的
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第二章蛋白质:一个演了四十亿年的“戏精
蛋白质是生命活动的主要承担者,本章追溯一个带来母爱的蛋白质分子的演化故事,并介绍了蛋白质的基础理论,如蛋白质的构建单位α-氨基酸的结构,的分类以及理化性质,以及α-氨基酸是如何通过一级结构和不同的空间结构来组成的蛋白质。同时我们还学习蛋白质的颜色反应,紫外线吸收等理化性质。并且我们还会学以致用,一起探讨胶原蛋白制品是否真的像传说中的那么神奇。然后,在蛋白质研究领域的专家还会带着你展望未来,和你一起探索蛋白质研究的前沿领域。
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●2.1α-乳清蛋白的诞生:母爱的觉醒
α-乳清蛋白的进化在哺乳动物的进化过程中具有重要作用
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●2.2氨基酸-蛋白质的组成单位
介绍组成蛋白质的氨基酸的结构和性质
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●2.3蛋白质的一级结构
介绍阿斯巴甜,谷胱甘肽等小肽的性质,介绍什么是蛋白质的一级结构和胰岛素人工合成历史中中国科学家的贡献。
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●2.4蛋白质的二级结构
介绍引起僵尸鹿的朊病毒的危害,和正常朊蛋白区别在于其二级结构的构成不同,介绍什么是二级结构,维持力,结构单元。
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●2.5蛋白质的三级结构
介绍了照亮生命科学的绿色荧光蛋白,三级结构的结构单位,维持力,代表性蛋白肌红蛋白的结构和功能。
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●2.6蛋白质的四级结构
介绍什么是四级结构,维持力,结构单位,代表性四级结构蛋白血红蛋白的结构和功能。
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●2.7蛋白质的理化性质和分离纯化
介绍蛋白质的变性原理和性质改变,如何利用蛋白质的理化性质进行分离纯化。
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●2.8蛋白质研究前沿
植物和动物隐花色素的结构和功能。
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●2.9去伪存真
介绍胶原蛋白的结构,功能,目前胶原蛋白的口服制品和护肤品对人体的生理作用。
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第三章酶:生命演义中的“加速器”
追溯尿酸酶的演化故事,学习酶的基础理论即讨论酶的本质,研究酶为什么具有专业性更高效性,讨论各种因素对酶促反应速度的影响。探讨酵素产品是否能够包治百病,并一起探索酶学的研究前沿。
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●3.1酶分子的演化故事
尿素酶的突变对灵长类的进化非常重要,同时也给我们预防和治疗痛风带来启示。
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●3.2什么是酶
从氢氰酸中毒的机制分析酶对生命活动的重要性,分析酶的化学本质,分类和酶活力的计算。
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●3.3酶的作用机制
酶作用的结构基础在于它具有活性中心,在活性中心基础上分析酶为什么具有高效性和专一性。
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●3.4酶促反应动力学
分析底物浓度,酶浓度,抑制剂,激活剂,温度和pH对酶促反应速度的影响。
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●3.5酶学研究与应用前沿
酶与疾病发生发展的关系,在医学诊断和治疗中的应用。
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●3.6去伪存真:酵素真的能减肥吗?
对时下流行的酵素产品分析其化学成分,是否能达到其所宣称的效果。
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第四章糖类和脂类:生命之“光”
分析了肉食动物熊猫为了吃竹子在形态,肠道菌群,基因上进行了一系列演化的故事,介绍了糖类和脂类的结构和功能,并利用所学的知识分析网红奶茶的真相。
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●4.1糖的演化故事
分析了肉食动物熊猫为了吃竹子在形态,肠道菌群,基因上进行了一系列演化
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●4.2单糖的结构
分析单糖的结构和功能
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●4.3为什么冷饮融化以后就不甜了
分析单糖的甜度,还原性,重要的二糖的结构和功能
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●4.4多糖
分析贮存性多糖,结构性多糖的结构和功能
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●4.5脂类-甘油脂类
介绍了脂类尤其是脂肪酸的结构和功能,重点介绍了多不饱和脂肪酸。
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●4.6去伪存真:网红奶茶的真相
利用所学脂类知识分析网红奶茶的成分,对人体的利弊。
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第五章维生素:生命演义的金牌“配角”
介绍维生素C合成基因的演化故事,并分析是否需要额外补充维生素C,介绍水溶性和脂溶性维生素的结构和功能
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●5.1维生素的演化故事
合成维生素C的GLO基因的突变
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●5.2去伪存真:我们需要额外补充维生素C吗?
现代社会为了健康,我们需要额外补充维生素C吗
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●5.3维生素B1重创日本海军
缺乏维生素B1带来的脚气病曾经给日本海军带来极大的威胁
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●5.4维生素PP:抗糙皮病维生素
维生素PP形成了辅酶I和辅酶II,都是氧化还原反应的辅酶,缺乏维生素PP会导致糙皮病
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●5.5维生素B2:黄素酶的好帮手
维生素B2形成三种不同的氧化还原态,作为糖代谢中黄素酶的辅基。
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●5.6补充维生素A的“黄金大米”
“黄金大米”是一种营养改善型转基因大米,世界上已经有澳大利亚、新西兰、加拿大和美国四个国家批准了转基因黄金大米的食用许可。