生命的化学特征课件.pptVIP

**********生命的化學特徵

ChemicalPropertiesofLife*1.生命中的元素生命與非生命物質在化學組成上有很大的差異，然而組成生命物質的元素都是存在於非生命界的元素。元素週期表中各種元素在生命機體中的豐度氫、氧、碳和氮硫和磷鉀、鈉、氯、鈣與鎂其他微量元素*表2?1生物分子中的共價鍵與鍵能類型鍵能（kJ/mol）類型鍵能*（kJ/mol）單鍵雙鍵O-H458C=O708H-H433C=N612P-O416C=C608C-H413P=O500C-O350三鍵**C-C346C≡C813S-H338C-N297C-S258N-O220S-S212*指鍵斷裂所需要的能量**生物分子中很少見*硫和磷可以形成相對比較弱的化學鍵，在化學基團和能量轉移中有重要作用，如巰基-SH用於攜帶和轉移脂醯基，磷醯基用於貯存和轉移化學能鉀、鈉、氯、鈣、鎂維持細胞滲透壓、細胞容積、離子平衡、細胞膜電位鈉、鉀離子神經肌肉正常興奮性，糖原合成和蛋白質代謝鎂離子是300多種酶的輔因數鈣離子是骨骼的主要成分，參與廣泛的細胞生理活動，如物質的轉運與分泌，血液凝固，是細胞信號傳導的第二信使等其他的微量元素主要有鐵與銅化學價可變（Cu2+/Cu+，Fe3+/Fe2+），在生物氧化過程中作為電子遞體，是許多酶的輔因數。還有Zn2+，Mn2+，Mo2+和I等也有重要生理功能。*2.生物分子2.1生物大分子參與生命有機體活動的許多分子是非常巨大的，我們把生物機體中這些巨大的分子稱為生物大分子（biologicalmacromolecules）。生物大分子通過組成它們的單體之間的非共價相互作用，形成特定的空間結構，從而具有了不同的生物學功能。生物大分子是表現生命特徵的基本物質。血紅蛋白的空間結構*核酸,蛋白質和多糖是主要的生物大分子*2.2類脂類脂（如磷脂）是富含碳氫元素的一族生物小分子，其在水溶液中溶解性較差、兼具親水和親脂特性。細胞的膜結構就是大量磷脂分子的聚合體。2.3有機小分子細胞中還存在許多具有獨特功能的有機小分子物質,也是合成較大分子的前體。如：核苷酸、氨基酸、葡萄糖脂肪酸、膽鹼、甘油等*3.生命有機體中的化學鍵在生物大分子之間主要存在的非共價的相互作用力包括氫鍵、離子鍵、範德瓦爾力、疏水力。氫鍵（hydrogenbonds）由兩個原子來分享一個氫原子，具有高度定向性，一個是氫供體，另一個是氫受體範德瓦爾力（VanderWaalsbonds）一定距離內的原子之間通過偶極發生的相互作用，本質上也是靜電引力疏水力（hydrophobicinteraction）非極性分子或基團在水相環境中相互吸引、聚集的作用力離子鍵（ionicbonds）正、負電荷之間的靜電引力*4種非共價作用力的示意圖範德瓦爾接觸距離*4.生物能量學生物能量學（bioenergetics）：研究生命有機體傳遞和消耗能量的過程，闡明能量的轉換和交流的基本規律。體內能量的產生、轉移和利用*自由能（freeenergy）能量總是從能態較高的物體流向能態較低的物體。這些過程都是自發的。凡是自發的過程，都有能量的釋放，而且其中一部分可以用來帶動非自發的過程。自發過程中能用於做功的能量稱為自由能.體系可做功的能量（自由能）=體系總能量–不被利用做功的能量表示為:G=H–S?TH表示體系的總能量（焓值）；S?T表示不能被利用做功的能量，S為熵值，T為絕對溫度，那麼體系可做功的能量等於H–S?T，稱為自由能，用G表示.自由能G是一個狀態函數。在等溫等壓條件下，體系從一種狀態轉變為另一種狀態時，自由能