现代生命科学导论 第6章 生命的化学基础教学课件.ppt

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现代生命科学导论 第6章 生命的化学基础教学课件

第四讲 生命的物质基础 孙 啸 程 璐 — 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 、P 、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 生命的基本单位 —细胞 不同类型的细胞结构和功能不同,但化学组成基本相似———生命的物质基础 一、元素组成 二、分子组成 1、水和无机盐 2、糖类 3、脂类 4、蛋白质 5、核酸 为什么是这20多种元素参与生命组成? 这个问题现在没有确切的答案。天然存在的90种元素中,有65种元素不参与生物体组成。从地球表面元素的丰度来看,排在前几位的是O(占47%),Si(占38%),Al(占7.9%),Fe(占4.5%),Cu(占3.5%),可是在生物体内,都是C占的比重最大,O排在第三位,Ca在第五位,而Fe和Al,Si仅以极微量存在于生物体中。 ? C在生物体结构组成中的重要地位,P在生物体能量代谢中的特殊地位,引人注目。 已有一些文章试图从它们的外层电子能量和元素化学性质来分析。 Why C、H、N、O? H、O、N、C分别是共用1,2,3,4个电子对,是可获得稳定构型的最小原子,能形成稳定的分子 比具有同样原子价数的其它元素更稳定 O、N、C是仅能形成多价的元素H2O2,O2,H2O O2,O是次于F、Cl的第三个跟原子有亲和力的原子是很强的电子受体,得到电子,释放能量 二、分子组成 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。 有 机 物 蛋白质(Protein) 核酸(Nucleic acid) 糖(Carbohydrate) 脂类(Lipid) 等 其中蛋白质是由氨基酸(amino acid)构成的,核酸是由核苷酸(nucleotide)构成 因此氨基酸、核苷酸被称为构件分子(building block molecule) 各种生物的构件是相同的 几类重要的生命物质 遗传信息的存储和传递者——核酸 生命信息载体 遗传信息的表达者——蛋白质 生命机器 生命过程的催化剂(酶) 生物体主要供能物质—— 糖类 生命过程的能源 生物体的重要构件和储能物质——脂类 构件、储能 无 机 物 水(water)—生命的源泉 无机盐(mineral) 离子 —调节生命的环境 细胞渗透压 PH 酶的活化 1、水和无机盐 水 生命来自海洋,生物离不开水。 水的特性符合生物生存的需要: 水是极性分子,形成极性共价键,可以和相邻的水分子形成不稳定的氢键,使水有较强的内聚力和表面能力; 很强的结合能力、最好的极性溶剂,对于物质的运输、生命中化学反应的进行,正常的新陈代谢具有重要意义; 水的比热为1cal/g,在温度改变时,热量的需求和释放较大,使细胞的温度和代谢速率得以保持稳定,维持体温; 固态水比液态水的密度底,有利于水生生物的生存。 无机盐 一般以离子状态存在,Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、HPO4 2- 作用: (1)对细胞的渗透压和PH起着重要作用 (2)酶的活化因子和调节因子,Mg++,Ca++ (3)合成有机物的原料, PO4 3 -合成磷脂、核苷酸 (4)动作电位、肌肉收缩等, Na+、K+、Ca2+ 内环境稳定:PH值 生物生存3~8.5,各种生物、各种组织均有适宜的PH范围,细胞中的离子有一定的缓冲能力。 2、糖类 糖的分类 单糖- 构成各种糖分子的基本单位 寡糖- 若少数几个(2-6)单糖分子连接 多糖 –大量单糖分子的连接 结合糖 单糖分类 重要的单糖 寡 糖 麦芽糖 (maltose) 两分子葡萄糖由糖苷键连接,具还原性 蔗糖 (sucrose) 由一分子葡萄糖和一分子果糖通过糖苷键连接而成,无还原性 食用的糖主要是蔗糖 乳糖(lactose) 半乳糖和葡萄糖结合而成 存在于哺乳动物的乳汁中 多 糖 均一多糖 淀粉 – 植物细胞(谷粒,块根,果实) 糖原 – 动物细胞(如肝细胞中的糖原) 纤维素 – 植物细胞 木材-50%纤维素,棉花-90%纤维素 非均一多糖 透明质酸 软骨素 纤维素 3、脂类 生命体的重要构件和储能物质 中性脂肪 (fat)和油(oil) 由甘油和脂肪酸结合而成 类脂(lipoid) 磷脂 ; 糖脂 ; 固醇; 萜类 脂 类 由C

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