05讲生命的化学基础和基本单位1.ppt

第五讲 生命的化学基础 第一节 生命的元素组成 第二节 构成生命的基本元件 第一节 生命的元素组成 生命的形式多种多样，生命的形态多变，但是化学成分是同一的。 元素：无机界的 C、H 、O、N 、P 、S 分子：蛋白质、核酸、脂、糖、维生素 认识生命 认识组成生命的物质 1.1 哪些元素参与生物体的组成？ “反自然” 现象 （1）自然界：C、H、O 总和 1% 生物体： C、H、O 、N总和 96% （2）地球表面元素的丰度最高的是O、Si、Al、Fe、Ca 在生物体内，C最高，O第3位，Ca第5，而Fe、Al和Si极微量 生命体与普通物质不同！ 为什么是C、H、N、O? H、O、N、C分别共用1，2，3，4个电子对，是可获得稳定构型的最小原子。 O、N、C能形成多种化学价，如：H2O2（-1），O2（0），H2O（-2） O是次于F、Cl的第三个跟原子最有亲和力的原子。 1.2 如何判定一种元素的营养学意义？ 判定方法: （1）让实验动物摄入缺少某一种元素的膳食，观察是否出现特有的病症 （2）向膳食中添加该元素后，实验动物的上述特有病症是否消失 （3）进一步阐明该元素在身体中起作用的代谢机理 对人体必需微量元素的认识较晚 1925年，Cu：发生冠心病的主要原因，与酶的活性有关。 1931年，Mg、Mn、Mo：与酶的活性有关。 1934年，Zn：在青少年的发育生长，癌症等的发病和防治起有作用。 1935年，Co：与酶的活性有关。 1957年，Se：缺硒产生克山病，与肝功能，冠心病发病和防治有关。 其它微量元素 Fe：与氧的运送和酶的活性有关，缺少时引起缺铁性贫血。 I ：缺碘产生地方性甲状腺肿，幼儿发生呆小症。 F ：与牙齿健康有关，缺氟产生龋齿，过多则斑齿和氟中毒。 Ni：过低会引起急性白血病。 Sn：影响骨钙化速度。 1.3 例子 例一、钙 人每天需要摄入多少钙？ 从粪、尿、汗中排出 320-450mg 吸收率约40% 320 × 100/40 = 800 mg 人体每天需要补充多少钙？ 钙几乎参加每一种生理代谢过程 Ca在人体中的含量为 1.2 kg / 70 kg （2%），骨骼及牙齿 99%，血浆中 10克。 需要 Ca 参与的生理过程： 肌肉： 肌肉收缩；免疫：白细胞吞噬功能 循环： 微循环改善；内分泌：激素分泌 骨骼： 骨骼形成；神经：应激性 婴、幼、少儿------佝偻病 老年人------骨质疏松症 例如： 上海地区骨质疏松症患者 男 20.1%；女 48.1%， 其中60岁以上，男 24.9%；女 75.5% 影响钙吸收的因素 例二 锌 例三 铬 例四 硒 第二节 构成生命的基本元件 —从生物小分子到生物大分子 2.1 生物小分子与生物大分子的关系 2.2 生物小分子简介 2.3 生物大分子的形成 2.4 生物大分子的高级结构 不同类型的细胞，分子组成大致相同，但是这些物质的相对含量相差很大。 2.1 生物小分子和生物大分子的关系 2.2 生物小分子简介 （1）水 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 水分子间氢键造成水的表面张力，可使肺泡瘪塌。 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。 （2）氨基酸 氨基酸具有α碳 α碳上同时连有一个氨基和羧基 大多数构成蛋白质的氨基酸具有光学异构体，均为L型 各种氨基酸的区别在侧链基团—R 参与蛋白合成的只有20种天然氨基酸 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。 吡喃型葡萄糖的立体构象 单糖的结构特点和生物功能 结构特点 A、有同分异构体 B、天然单糖大多数是 D-型糖 C、在水溶液中五碳糖和六碳糖多成环状的吡喃型 生物功能 A、作为多糖的组成元件 B、作为能量分子 C、组成寡糖参与细胞信号传递 （4）核苷酸 核苷酸分子由三个部分组成：碱基、五碳糖和磷酸 碱基—糖之间是β—糖苷键；糖—磷酸之间是磷酸酯键 碱 基 参加大分子核酸组成的只有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 （5） 脂类 脂类：生物体内不溶于水而溶于有机溶剂的各种小分子。 脂类种类很多，分子结构相差较大 A、中性脂