生命的物質(zhì)與能量基礎(chǔ)

生命的物質(zhì)與能量基礎(chǔ)當(dāng)前1頁，總共59頁。生命的化學(xué)組成－有機(jī)物、無機(jī)物和水遺傳信息的存儲和傳遞者——核酸遺傳信息的表達(dá)者——蛋白質(zhì)生命過程的催化劑——酶生命過程的碳源和能源——糖類生命體的重要構(gòu)件和儲能物質(zhì)——脂類維持生命的重要小分子物質(zhì)——維生素生命的物質(zhì)基礎(chǔ)當(dāng)前2頁，總共59頁。無機(jī)物水（water)無機(jī)鹽堿(mineral)當(dāng)前3頁，總共59頁。

地球上生命起源于水中，陸生生物體內(nèi)細(xì)胞也生活在水環(huán)境中

水的性質(zhì)影響生命活動，如：溶解性質(zhì)，酸堿度，pH

水占生物體的60％以上的重量

水

當(dāng)前4頁，總共59頁。有機(jī)物

蛋白質(zhì)(protein)

核酸(nucleicacid)

糖(carbohydrate)

脂類(lipid)

維生素(vitamin)其中蛋白質(zhì)是由氨基酸(aminoacid)構(gòu)成的,核酸是由核苷酸(nucleotide)構(gòu)成因此氨基酸,核苷酸被稱為構(gòu)件分子(buildingblockmolecule)生命的化學(xué)組成當(dāng)前5頁，總共59頁。遺傳信息的存儲和傳遞者

——

核酸

核酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)核酸的分類DNA的結(jié)構(gòu)RNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)當(dāng)前6頁，總共59頁。堿基+戊糖 核苷+磷酸核苷酸

poly

聚合

核酸

(核苷酸之間通過3,5-磷酸二脂鍵連接)核酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)堿基戊糖磷酸當(dāng)前7頁，總共59頁。DNA一級結(jié)構(gòu)5-磷酸3-羥基堿基脫氧核糖當(dāng)前8頁，總共59頁。DNA的二級結(jié)構(gòu)(雙螺旋)

1953年，Watson和Crick提出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)小溝大溝當(dāng)前9頁，總共59頁。核糖核酸(RNA)分為信使RNA(mRNA) 轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA) 核糖體RNA(rRNA)當(dāng)前10頁，總共59頁。遺傳信息的表達(dá)者

——蛋白質(zhì)氨基酸蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系當(dāng)前11頁，總共59頁。必需氨基酸20種氨基酸中有8種不能由人體合成，必須從外界攝取，稱為必需氨基酸8種必需氨基酸為

纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、色氨酸、賴氨酸

當(dāng)前12頁，總共59頁。蛋白質(zhì)的各級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)當(dāng)前13頁，總共59頁。結(jié)構(gòu)功能防御功能信號功能調(diào)節(jié)功能運(yùn)輸功能運(yùn)動功能其他功能蛋白質(zhì)的功能當(dāng)前14頁，總共59頁。生命過程的催化劑

——酶酶的概念酶的作用機(jī)制當(dāng)前15頁，總共59頁。

酶的概念酶是生物活體細(xì)胞產(chǎn)生，以蛋白質(zhì)為主要成分，具催化功能的一類生物催化劑當(dāng)前16頁，總共59頁。酶的作用特點(diǎn)只催化熱力學(xué)允許的反應(yīng)只加快反應(yīng)速度，不改變反應(yīng)平衡點(diǎn)對正逆反應(yīng)催化作用相同降低反應(yīng)活化能當(dāng)前17頁，總共59頁。酶的催化機(jī)理是降低活化能當(dāng)前18頁，總共59頁。動畫演示酶的生理意義生物體內(nèi)絕大多數(shù)反應(yīng)都在酶的作用下進(jìn)行各種反應(yīng)的綜合就是生命當(dāng)前19頁，總共59頁。生命過程的碳源和能源

——糖類單糖寡糖多糖結(jié)合糖當(dāng)前20頁，總共59頁。重要的單糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脫氧核糖等當(dāng)前21頁，總共59頁。重要的二糖包括蔗糖、麥芽糖、乳糖等麥芽糖由兩分子葡萄糖單體脫水縮合形成蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖縮合形成乳糖由一分子葡萄糖和一分子半乳糖縮合而成當(dāng)前22頁，總共59頁。多糖均一多糖

淀粉糖原纖維素非均一多糖

透明質(zhì)酸軟骨素當(dāng)前23頁，總共59頁。重要的多糖有淀粉、糖原、纖維素、氨基葡聚糖等當(dāng)前24頁，總共59頁。幾種多糖淀粉肌糖原纖維素當(dāng)前25頁，總共59頁。生命體的重要構(gòu)件和儲能物質(zhì)——脂類脂肪（三酰甘油）(fat)

脂(動物-fat)油(植物-oil)類脂(lipoid)

磷脂糖脂固醇萜類當(dāng)前26頁，總共59頁。磷脂類細(xì)胞膜的主要結(jié)構(gòu)成分有極性的頭部和兩條疏水的尾部當(dāng)前27頁，總共59頁。磷脂的分子結(jié)構(gòu)極性頭部非極性尾部疏水尾部（順式）疏水尾部（反式）親水頭部親水頭部當(dāng)前28頁，總共59頁。動畫演示磷脂和細(xì)胞膜磷脂分子嵌入的蛋白當(dāng)前29頁，總共59頁。其他脂類固醇前列腺素結(jié)合脂類當(dāng)前30頁，總共59頁。固醇因膽固醇過多而造成的血管壁過厚當(dāng)前31頁，總共59頁。維生素維生素A（視黃醇）維生素D維生素E維生素K（血凝維生素）維生素C（抗壞血酸）維生素B當(dāng)前32頁，總共59頁。維生素A維生素A又稱視黃醇，視網(wǎng)膜中的桿狀細(xì)胞含有視紫紅質(zhì)，光明亮?xí)r視紫紅質(zhì)分解為視蛋白和視黃醛，光暗時(shí)聯(lián)合為視紫紅質(zhì)。當(dāng)前33頁，總共59頁。維生素D維生素D有D3和D2兩種。在人體內(nèi)存在的維生素原有VitD3原和VitD2原，經(jīng)紫外線照射可以轉(zhuǎn)化為VitD3和VitD2。人的皮膚中的VitD原為7-脫氫膽固醇，以紫外線照射轉(zhuǎn)化為VitD3（膽鈣化醇），進(jìn)入骨骼后有助于鈣的吸收和沉積。VitD3可從膳食中取得，如雞蛋，豬肝。當(dāng)前34頁，總共59頁。維生素E天然的維生素E有8種，即α、β、γ、δ、ξ2、η、ε、ξ1。VitE是一個(gè)抗氧化劑，對保護(hù)線粒體膜上的磷脂有抗自由基的作用。

當(dāng)前35頁，總共59頁。維生素K維生素K又稱血凝維生素。血凝過程中，許多血凝因子的生物合成與VK有關(guān)。例如：凝血酶原、轉(zhuǎn)變另速因子前體、血漿凝血酶激酶組分、司徒氏因子。

當(dāng)前36頁，總共59頁。維生素C維生素C又稱抗壞血酸，是水溶性的維生素。人不能在體內(nèi)合成VitC，必須從食物中獲得，否則出現(xiàn)壞血病，表現(xiàn)為毛細(xì)血管脆弱，皮膚出現(xiàn)小血斑，牙齦發(fā)炎出血，牙齒松動。當(dāng)前37頁，總共59頁。維生素B與幾種輔酶維生素

化學(xué)名稱輔酶輔酶作用VitB2核黃素FMN（黃素單核苷酸）傳遞2H FAD（黃素腺嘌吟二核苷酸）VitB5煙酰胺輔酶A（CoA-SH)傳遞CH3CO-

RCH2CO-

葉酸四氫葉酸（THFA）傳遞一碳單位當(dāng)前38頁，總共59頁。生命的物質(zhì)基礎(chǔ)小結(jié)生命的化學(xué)組成核酸蛋白質(zhì)酶糖類脂類維生素當(dāng)前39頁，總共59頁。生命的基本過程－新陳代謝一、代謝簡介二、糖代謝三、脂質(zhì)代謝四、核酸代謝五、蛋白質(zhì)代謝六、代謝調(diào)控當(dāng)前40頁，總共59頁。一切大小事件，從星球的誕生到生物個(gè)體的死亡都遵循能量規(guī)律一、代謝簡介當(dāng)前41頁，總共59頁。1、生物體的能量生命活動需要能量代謝是化學(xué)物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化過程生命的存在要靠能量,生物本身不能創(chuàng)造新的能量。自養(yǎng)生物與異養(yǎng)生物生態(tài)系統(tǒng)中能量的流動是由多樣化的生命過程完成的生命世界的能量源泉是太陽能當(dāng)前42頁，總共59頁。生物體的代謝反應(yīng)分為物質(zhì)代謝和能量代謝每一個(gè)代謝反應(yīng)都有兩個(gè)側(cè)面：

物質(zhì)代謝――由底物分子變成產(chǎn)物分子能量代謝――消耗能量或釋放能量從小分子合成大分子需要消耗能量從大分子分解為小分子會釋放能量當(dāng)前43頁，總共59頁。自發(fā)反應(yīng)可釋放自由能，稱為放能反應(yīng)。需從外界輸入自由能才能進(jìn)行的反應(yīng)稱為吸能反應(yīng)當(dāng)前44頁，總共59頁。3、生命能量流通的貨幣－ATP在活細(xì)胞中，能量貯存在腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)中ATPATP水解時(shí)，一個(gè)高能磷酸鍵斷裂同時(shí)釋放出能量

當(dāng)前45頁，總共59頁。

發(fā)光細(xì)胞有熒光素酶，ATP與熒光素酶偶聯(lián)，在氧氣存在時(shí)可釋放出能量，并以熒光的形式發(fā)射出來：ATP+E-LHE-LH2-AMP+PiE-LH2-AMP+O2E-P+CO2+h仲夏的夜晚螢火蟲如何利用ATP來發(fā)光？當(dāng)前46頁，總共59頁。生物體把能量用在生命活動的各個(gè)方面ATP生物電物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞發(fā)熱（體溫）肌肉、鞭毛運(yùn)動合成其他能量分子當(dāng)前47頁，總共59頁。儲藏在葡萄糖等食物分子中的化學(xué)能經(jīng)細(xì)胞呼吸釋放，以高能磷酸鍵的形式貯藏在ATP分子中。葡萄糖中大約40-50%的能量被轉(zhuǎn)化儲存在ATP中，而汽車發(fā)動機(jī)只有15-25%轉(zhuǎn)化為動能，細(xì)胞呼吸的產(chǎn)能效率高。

ATP的產(chǎn)生和應(yīng)用當(dāng)前48頁，總共59頁。一個(gè)人每天大約需要消耗45KgATP，但每一時(shí)刻貯存在人體里的ATP不到1g。即每個(gè)細(xì)胞每秒鐘大約可形成一千萬個(gè)ATP，同時(shí)有同樣量的ATP被水解

每摩爾ATP水解形成ADP，可產(chǎn)生7.3Kcal/mol的能量。一個(gè)成年人每天攝入的食物分子經(jīng)過細(xì)胞呼吸形成的ATP，可提供大約2200Kcal的能量

ATP的產(chǎn)生和應(yīng)用當(dāng)前49頁，總共59頁。4、生物代謝活細(xì)胞是一個(gè)微小的化學(xué)工業(yè)園在極其微小的空間內(nèi)發(fā)生著數(shù)千種生物化學(xué)反應(yīng)代謝是生物體內(nèi)所有化學(xué)反應(yīng)過程的總稱當(dāng)前50頁，總共59頁。代謝途徑就像復(fù)雜道路交通圖當(dāng)前51頁，總共59頁。二、糖代謝當(dāng)前52頁，總共59頁。糖代謝紊亂引發(fā)的病癥糖原?。禾窃纸夂铣擅傅那啡币鸬脱前Y：胰島素分泌或應(yīng)用過量高血糖癥及糖尿病血糖的來源和去路間失去動態(tài)平衡欠缺G-6-P酶時(shí)表現(xiàn)為肝大，瘦，重低血糖等當(dāng)血糖濃度低于45mg%時(shí)，會出現(xiàn)驚厥和昏迷，稱“低血糖休克”血糖濃度高于120mg%時(shí)稱為高血糖。血糖含量超過腎糖閾值（160～180mg%）時(shí)，會出現(xiàn)糖尿病當(dāng)前53頁，總共59頁。脂肪肝形成途徑脂肪肝肝臟脂蛋白不能及時(shí)將肝細(xì)胞脂肪運(yùn)出，造成脂肪在肝臟中堆積三、脂質(zhì)代謝當(dāng)前54頁，總共59頁。轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)mRNA