生物學(xué)的化學(xué)基礎(chǔ)

生物學(xué)的化學(xué)基礎(chǔ)第一頁，共六十二頁，2022年，8月28日1.組成細(xì)胞的化學(xué)元素，在無機(jī)自然界中都能找到，沒有一種是細(xì)胞所特有的。----統(tǒng)一性2.細(xì)胞與非生物相比，各元素含量大不相同。----差異性第二頁，共六十二頁，2022年，8月28日

組成人體細(xì)胞的主要元素元素符號含量（%）氧O65.0碳C18.5氫H9.5氮N3.3鈣Ca1.5磷P1.0鉀K0.4硫S0.3鈉Na0.2氯Cl0.2鎂Mg0.1微量元素﹤0.01地殼中的主要元素元素符號含量（%）氧O48.6硅Si26.3鋁Al7.73鐵Te4.75鈣Ca3.45鈉Na2.74鉀K2.47鎂Mg2.00氫H0.76碳C0.087其他1.113微量元素第三頁，共六十二頁，2022年，8月28日O、C、H、N等是構(gòu)成細(xì)胞的主要元素，這4種元素占人體及大多數(shù)其他生物體的96%左右組成人體細(xì)胞的微量元素﹤0.01%

硼、鉻、鈷、銅、氟、碘、鐵、錳、鉬、硒、硅、錫、釩和鋅第四頁，共六十二頁，2022年，8月28日那么這些元素是怎樣形成細(xì)胞的呢？第五頁，共六十二頁，2022年，8月28日第一節(jié)分子和離子第六頁，共六十二頁，2022年，8月28日元素原子離子分子第七頁，共六十二頁，2022年，8月28日同位素：質(zhì)子數(shù)相同中子數(shù)不同的同種元素的不同原子。例1H(氕)2H(氘)3H(氚)放射性同位素：原子核會衰變，產(chǎn)生顆粒和能量，易于檢測。例14C示蹤原子。12C13C14C質(zhì)子666中子678電子666質(zhì)量數(shù)121314666同位素、放射性同位素第八頁，共六十二頁，2022年，8月28日生物體內(nèi)含量最多的四種原子

的原子結(jié)構(gòu)示意圖HCNO65.0%18.5%9.5%3.3%第九頁，共六十二頁，2022年，8月28日化學(xué)鍵：使陰、陽離子相結(jié)合或者使原子相結(jié)合的作用力，通稱為化學(xué)鍵。

第十頁，共六十二頁，2022年，8月28日Na+11812Cl+17872+1182+17882Na+

Cl-離子鍵：陰陽離子間的相互作用。第十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日電子式表示離子化合物的形成過程ClNaClNaSKKS2-KK第十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日H····Cl··

：·H＋→H·＋→Cl····：H····HH··共價(jià)鍵：原子之間通過共用電子對形成的相互作用。共用電子對不偏移，成鍵原子不顯電性。

共用電子對偏向氯原子，特點(diǎn)：特點(diǎn)：H﹣H（結(jié)構(gòu)式）H﹣Cl（結(jié)構(gòu)式）氯原子帶部分負(fù)電荷，氫原子帶部分正電荷。第十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日

碘

＋→電子式表示共價(jià)鍵的形成過程水

二氧化碳氨·I····

：I·····

：I····：I····

：：2H·＋

··

·O·

··

→

﹕HOH

﹕

﹕3H·＋→

·N

··

··

﹕HN

﹕﹕

﹕H

H

·C···＋···O···

2→﹕OCO﹕﹕﹕

﹕﹕﹕﹕﹕第十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日極性分子、非極性分子H2O2Cl2HClH2OCO2NH3CCl4第十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日

相似相溶原理

原理：極性溶質(zhì)易溶于極性溶劑，非極性溶質(zhì)易溶于非極性溶劑。例：碘、苯、萘等物質(zhì)難溶于水，易溶于四氯化碳等有機(jī)溶劑；氯化氫、氨氣、蔗糖、磷酸等物質(zhì)易溶于水，難溶于有機(jī)溶劑。第十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日第二節(jié)無機(jī)物第十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日構(gòu)成細(xì)胞的化合物：構(gòu)成細(xì)胞的化合物無機(jī)化合物有機(jī)化合物水：85-90%無機(jī)鹽：1-1.5%糖類脂類：占1-2%蛋白質(zhì)：占7-10%核酸占1-1.5%第十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日生物水母魚類蛙哺乳動物藻類高等植物質(zhì)量

分?jǐn)?shù)％9780～8578659060～80不同生物體中水分的含量:討論：隨著生物由水生向路生的過渡，生物體內(nèi)含水量發(fā)生什么變化？這與生物的進(jìn)化有關(guān)嗎？第十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日組織

器官牙齒骨髓骨骼肌心臟血液質(zhì)量分?jǐn)?shù)%1022767983不同組織、器官中水的含量：討論：1、在生物體的不同組織和器官中含水量相同嗎？2、什么樣的組織中含水量較多？第二十頁，共六十二頁，2022年，8月28日思考：水有哪些功能？細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分。第二十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日水是極性分子水分子間形成氫健水分子的締合第二十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日自由水：①細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑。②運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物。

3）調(diào)節(jié)體溫（保持植物固有形態(tài)；潤滑等）第二十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日無機(jī)鹽有何作用？討論：1、為什么人體缺鐵會患缺鐵性貧血？2、哺乳動物的血液中必須含有一定量的鈣鹽，如果某動物血液中鈣鹽含量太低，就會出現(xiàn)抽搐。3、在醫(yī)院輸液時(shí)，生理鹽水的濃度都是0.9%，過高或過低對身體都有影響。第二十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日無機(jī)鹽的作用：1、有些無機(jī)鹽是細(xì)胞內(nèi)某些復(fù)雜的化合物的重要組成部分。2、許多種無機(jī)鹽的離子對于維持生物體的生命活動有重要作用。（維持細(xì)胞的形態(tài)，調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓、酸堿平衡有重要作用）第二十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日第三節(jié)有機(jī)化合物及生物大分子第二十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日有機(jī)物總類繁多

碳原子相互結(jié)合的幾種方式

第二十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日葡萄糖鏈狀和環(huán)狀結(jié)構(gòu)第二十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日第二十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日同分異構(gòu)體第三十頁，共六十二頁，2022年，8月28日類別舉例分布作用單糖

二糖

多糖

糖的類別和分布葡萄糖核糖脫氧核糖植物、動物核糖核酸的組成成分細(xì)胞的重要能源物質(zhì)脫氧核糖核酸的重要組成成分蔗糖麥芽糖乳糖植物植物動物水解后能夠分解成兩個(gè)分子的單糖。纖維素淀粉糖元植物植物動物植物細(xì)胞中重要的儲存能量的物質(zhì)動物細(xì)胞中重要的儲存能量的物質(zhì)植物細(xì)胞壁的基本組成成分。第三十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日第三十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日油脂：磷脂：固醇：脂質(zhì)的分類和作用：生物體內(nèi)儲存能量的物質(zhì)。儲能脂質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞膜和多種細(xì)胞器膜的主要成分。結(jié)構(gòu)脂質(zhì)。對維持生物體的新陳代謝和生殖過程，起著重要作用。功能脂質(zhì)。植物蠟：保護(hù)細(xì)胞第三十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日第三十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日蛋白質(zhì)分子有何作用？第三十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)，稱為結(jié)構(gòu)蛋白。第三十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)在常溫、常壓高速進(jìn)行，離不開生物催化劑——酶的催化，絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。第三十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日人血紅蛋白——運(yùn)送氧氣的蛋白質(zhì)第三十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日有些蛋白質(zhì)在細(xì)胞間起信息傳遞作用，能夠調(diào)節(jié)生物體的生命活動，比如胰島素和生長激素都是蛋白質(zhì)。第三十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日有些蛋白質(zhì)有免疫功能。人體內(nèi)的抗體是蛋白質(zhì)，可以幫助人體抵御病菌和病毒等抗原的侵害。第四十頁，共六十二頁，2022年，8月28日CHCOOHNH2R氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：第四十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日找出R基、羧基、氨基：第四十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日+-HOH甘氨酰甘氨酸肽鍵第四十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日CHC

NRHHOCHCOH

NRHHOOH第四十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日CHC

NRHHOCHCOH

NRHOHOH第四十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日CHC

NRHHOCHCOH

NRHHOOHH2O脫水縮合反應(yīng)肽鍵第四十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日CHC

NRHHOCHCOH

NRHO二肽第四十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日CHCOOHH

NR3CHC

NR1HHOCHCOH

NR2HOHH2O第四十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日CHCOOHNR3CHC

NR1HHOCHC

NR2HOH三肽第四十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日CHCONR3CHC

NR1HHOCHC

NR2HOHCHCOHNR4CHCOHNR5CHCOHNRn多肽第五十頁，共六十二頁，2022年，8月28日二肽三肽多肽鏈（肽鏈）肽鍵肽鍵肽鍵肽鍵肽鍵肽鍵第五十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日第五十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日肽鍵=N(氨基酸)—M（肽鏈）肽鍵=N(氨基酸)—M（肽鏈）第五十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日第五十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日第五十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日氫鍵第五十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日第五十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日思考：蛋白質(zhì)分子多樣性的原因？組成每種蛋白質(zhì)分子的種類不同、數(shù)目成百上千、排列次序變化多端、空間結(jié)構(gòu)千差萬別，因此，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多種多樣。第五十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日蛋白質(zhì)的性質(zhì)鹽析：遇鉀、鈉、銨鹽的飽和溶液，產(chǎn)生沉淀，加水，沉淀溶解。變性：加熱、紫外線、射線，強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，鉛、銅、汞等重金屬鹽，甲醛、酒精、苯甲酸等有機(jī)物均能使蛋白質(zhì)發(fā)生凝結(jié)，且加水不再溶解，失去生理活性。顏色反應(yīng)：含苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇濃硝酸顏色變黃。灼燒時(shí)，產(chǎn)生燒焦羽毛的氣味。第五十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日核酸核酸：核苷酸單體的多聚體。DNARNA第六十頁，共六十二頁，2022年，8月28日核酸：（1）核酸的基本組成元素是

。（2）核酸基本組成單位是

，它是由

、

和

三種成分組成。（3）核酸包括

、

兩種，分別簡稱為