第一章生命化學(xué)基礎(chǔ)

1、第一章生命化學(xué)基礎(chǔ)第一章生命的化學(xué)基礎(chǔ)亞原子粒子一原子T物大分子細(xì)胞*細(xì)胞一> 多細(xì)胞機(jī)體群體,一解落一維態(tài)系統(tǒng)書*圈三步咤弱J分孑餐弱士分孑癡胞器C氧H甲蛇S已酬P(guān)氧季碳0傳吊罐N盤后茶 俵整體 充京整體林破簿整體一修般t<B（X一器官內(nèi)娃網(wǎng)/ tt中毋技（葉金體）個體第一節(jié)原子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、原子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)質(zhì)子 原子叫 原子- 匚中子-電子同位素一一原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相同，但中子數(shù)不同，這些原子雖然有不同的質(zhì)量，但是化學(xué)性質(zhì)相同，仍然屬于同 一種元素，在元素周期表中占有同樣的位置同位素在生命科學(xué)中有廣泛的用途，如用來研究體內(nèi)代謝途徑、疾病診斷、疾病治療、誘變育種等?；蛲蛔兊膬?nèi)因之

2、一。?同位素示蹤所利用的放射性核素（或穩(wěn)定性核素）及它們的化合物，與自然界存在的相應(yīng)普通元素及其 化合物之間的化學(xué)性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)是相同的。?可以用同位素作為一種標(biāo)記，制成含有同位素的標(biāo)記化合物（如標(biāo)記食物，藥物和代謝物質(zhì)等）代替相應(yīng)的非標(biāo)記化合物。利用放射性同位素不斷地放出特征射線的核物理性質(zhì)，就可以用核探測器隨時追蹤它在體內(nèi)或體外的位置、數(shù)量及其轉(zhuǎn)變等。?穩(wěn)定性同位素可以利用它與普通相應(yīng)同位素的質(zhì)量之差，通過質(zhì)譜儀,氣相層析儀，核磁共振等質(zhì)量分析儀器來測定穩(wěn)定性同位素作為示蹤劑其靈敏度較低，可獲得的種類少，價格較昂貴，其應(yīng)用范圍受到限制。?1912年G.C.de赫維西首先試用同位素示蹤技術(shù)

3、，并陸續(xù)作了許多工作。?由于其開創(chuàng)性貢獻(xiàn)赫維西 1943年獲得了諾貝爾化學(xué)。二、原子的能量水平基態(tài)/激發(fā)態(tài)如果電子在圍繞原子核的半徑最小軌道內(nèi)，則原子的能量最低，稱此為原子的基態(tài)。如電子在更大的半徑上，則原子能量更高，處于激發(fā)態(tài)。而將一個電子從原子的基態(tài)移除所需要的能量稱為游離能。氧化與還原三、原子的電負(fù)性電負(fù)性衡量元素在化合物中吸引電子能力的大小元素電負(fù)性數(shù)值越大，原子在形成化學(xué)鍵時對成鍵電子的吸引力越強(qiáng)。電負(fù)性相同的非金屬元素化合形成化合物時形成非極性共價鍵（共價化合物）；電負(fù)性差值小于1.7的兩種元素的原子之間形成極性共價鍵（共價化合物）；電負(fù)性差值大于1.7的兩種元素化合時，形成離子鍵

4、（離子化合物）。第二節(jié)生物體的元素組成一、參與生物體組成的元素構(gòu)成生物體的元素約 30種。O H。N 4種元素含量最高，至少占體重 5%以上。N、P和S是構(gòu)成生命至關(guān)重要的蛋白質(zhì)和核酸必不 可少的元素。微量元素：Fe、Zn、Mn I、Mo等這些微量元素在生物體內(nèi)含量甚少，一般在百萬分之一甚至十億分之一。 它們是人體健康必不可少的元素。二、元素與健康Na+和K+共同調(diào)節(jié)機(jī)體和細(xì)胞的滲透壓。高血壓與鈉的攝入量過高有關(guān)。鉀維持神經(jīng)肌肉應(yīng)激性及心臟的正常功能。NaCl一食鹽。硒 參加谷胱甘肽過氧化物酶的組成，在人和動物體內(nèi)起到抗氧化作用，是延長壽命、防止細(xì)胞中毒的重 要營養(yǎng)物質(zhì)。解毒重金屬。增強(qiáng)機(jī)體對

5、疾病的抵抗力。預(yù)防和抑制腫瘤。脫發(fā)，指甲脆，易疲勞和激動等。海產(chǎn)品、肝、腎、肉和整粒的谷類。碘 甲狀腺素的主要成分。促進(jìn)機(jī)體生長和智力發(fā)育。幼年缺碘，影響發(fā)育，思維較遲鈍；成年缺碘，則皮膚干燥，毛發(fā)零落，性情失常，甲狀腺增大。海帶、紫菜、海產(chǎn)魚、蝦、蟹和海鹽。鈣 成人體內(nèi)鈣總量正常為 1200g , 99%存在于骨骼和牙齒，其余以離子狀態(tài)存在于軟組織、血液、細(xì)胞外液。鈣的吸收 鐵 血紅蛋白和肌紅蛋白的組成成分。缺鐵性貧血，引起感情和性格上變化，免疫功能下降，食欲減退，乏力、面色蒼白、心悸、頭暈。動物性食品肝臟、腎臟、血液、肉類和魚類等；植物性食物中蘆筍、木耳、豆類、油菜、菠菜、韭菜含量較高。鋅

6、 多種酶的組成成分。缺乏：食欲不振，兒童生長發(fā)育遲緩甚至停滯，味覺減退，頭發(fā)色素減少，指甲有白斑等。 高蛋白質(zhì)食物含鋅較高。人的初乳、牛肉、牡蠣、肝、小麥；豬肉、禽肉、海產(chǎn)品、花生米、蛋類、豆類、谷類、奶類。礦質(zhì)元素與植物健康氮：是蛋白質(zhì)、核酸、磷脂和酶的主要成分；是某些植物激素、維生素的成分；還是葉綠素的成分。磷：是核酸、核蛋白、磷脂及 ATP和許多輔酶的成分；參與了糖、脂肪和氨基酸的代謝；促進(jìn)分廉、分枝及根系生長。缺磷時，分廉分枝少，生長緩慢，植株矮小，葉片呈暗綠或紫紅色 ，開花期和成熟期延遲，產(chǎn)量降低。鉀：酶的活化劑；促進(jìn)核酸和蛋白質(zhì)的形成；影響糖類的合成和運(yùn)輸；是構(gòu)成細(xì)胞滲透勢的重要成

7、分。缺鉀時，莖桿柔弱，易倒伏，抗旱、抗寒性差 ，葉片失水，蛋白質(zhì)和葉綠素破壞，葉色變黃而逐漸壞死。礦質(zhì)元素與植物健康第三節(jié)生物體的化合物組成兩種或兩種以上的元素 按某種確定的比例組成的物質(zhì)一一化合物化學(xué)鍵一一離子鍵、共價鍵、金屬鍵分子間作用力一一范德華力、氫鍵組成生物體的化合物無機(jī)化合物水 L無機(jī)鹽產(chǎn)類1有機(jī)化合物,脂質(zhì)蛋臼質(zhì)、核酸、無機(jī)化合物1、水生命活動之本自來水？純凈水？礦泉水？活性水？氫鍵水分子是極性的（O-H鍵幾乎是極性最強(qiáng)的共價鍵）水分子能與其他水分子，以及細(xì)胞中的其他分子形成氫鍵水的物理性質(zhì)?氫鍵使水具有黏性、吸附性和一定的表面張力表面張力形成的毛細(xì)管作用，使得植物根系吸收水分后

8、可以克服重力向上運(yùn)輸?shù)角o和葉片中水的物理性質(zhì)?熱容量高人正常體溫（腋下）：36-37 C水的比熱容： 4200 J/kg 生命體內(nèi)絕大部分生化反應(yīng)對溫度非常敏感水具有較大的比熱容，對維持機(jī)體溫度穩(wěn)定具有重要意義水的物理性質(zhì)?離子和極性物質(zhì)的優(yōu)良溶劑水的物理性質(zhì)?疏水效應(yīng)是生物大分子（蛋白質(zhì)）和細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基礎(chǔ)水的化學(xué)性質(zhì)?水是親核試劑水分子參與生物大分子合成和降解，并起到重要作用水的化學(xué)性質(zhì)?水的解離（質(zhì)子化）H2O + H 2。H 九0 + OH -水溶液的酸堿平衡為生命體提供穩(wěn)定的酸堿環(huán)境體內(nèi)，細(xì)胞和月外液體的 pH最高可達(dá)pH 8 （胰液）、最低可達(dá)pH 1 （胃酸）血液正常pH值為

9、7.4 ;細(xì)胞為7-7.3特定組織或細(xì)胞的酸堿環(huán)境變化很，如血液pH值變化范圍僅為7.35 - 7.45 ,超出此范圍便可危及生命。細(xì)胞質(zhì)是膠體系統(tǒng) 束縛水：是指靠近原生質(zhì)膠體微粒，被膠粒吸附束縛而不易流動的水分。自由水：是指距離原生質(zhì)膠體微粒較遠(yuǎn)而可以由流動的水分 自由水參與各種代謝作用，其數(shù)量制約著植物的代謝強(qiáng)度，它的含量越大，代謝越旺盛。束縛水，不參與代謝作用，但與植物的抗性大小密切相關(guān)。2、無機(jī)鹽存在于人體的化學(xué)元素有幾十種，除去碳、氫、氧、氮主要以有機(jī)化合物的形式存在外，其余各種元素稱為無機(jī)鹽或礦物質(zhì)。分布：組織液，細(xì)胞中含量較少。作用:參與重要物質(zhì)組成參與維持細(xì)胞的形態(tài)參與生命活動

10、的調(diào)節(jié)二、有機(jī)化合物1850年左右，化學(xué)家們根據(jù)有機(jī)物元素組成情況，把它定義為含碳的化合物，除了一些碳的簡單氧化物、碳酸鹽等。碳骨架碳原子之間及與其他原子間以共價鍵等形式相結(jié)合，可以形成大量化學(xué)性質(zhì)與相對分子質(zhì)量不同的生物分子。碳骨架結(jié)構(gòu)排列和長短決定了有機(jī)化合物的基本性質(zhì)。脂肪族化合物兩端開放的碳鏈一一開鏈化合物具環(huán)狀碳骨架一一脂肪族化合物官能團(tuán)：指分子中能代表分子化學(xué)性質(zhì)的原子團(tuán)有機(jī)化合物的性質(zhì)還取決于與碳骨架相連接的某些含氧、氮、硫、磷的原子團(tuán)（官能團(tuán)）。結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)：分子內(nèi)原子相互結(jié)合的順序和方式。物質(zhì)的性質(zhì)是由結(jié)構(gòu)決定的，如：G H6 OH-C- C-O-H甲醛構(gòu)象 反映分子在某一狀態(tài)時所有組成原子的絕對