现代生命科学导论 第6章 生命的化学基础教学课件.ppt

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