生命的化學(xué)組成課件

生命的化學(xué)組成一、組成生物體的化學(xué)元素1、種類：常見(jiàn)的有20多種，不同生物的元素種類大體相同2、含量：不同生物的同種元素的含量不同，同種生物不同元素含量不同。常量元素：含義、種類微量元素：含義、種類3、最基本元素、基本元素、主要元素、大量元素、微量元素

C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl最基本元素基本元素主要元素大量元素微量元素化學(xué)元素對(duì)生命活動(dòng)的重要性

（1）構(gòu)成細(xì)胞糖類：C、H、O脂質(zhì)：C、H、O(N.P)蛋白質(zhì)：C、H、O、N(P.S)核酸：C、H、O、N、P巖石圈的成分%人體的成分%（鮮重）氧47氫63硅28氧25.5鋁7.9碳9.5鐵4.5氮1.4鈣3.5鈣0.31鈉2.5磷0.22鉀2.5氯0.03鎂2.2鋅0.06鈦0.46硫0.05氫0.22鈉0.03碳0.19鎂0.01所有其它﹤0.1所有其它﹤0.1生物界與非生物界的關(guān)系

1.統(tǒng)一性2.差異性生物小分子小分子大分子復(fù)合大分子單糖多糖糖蛋白氨基酸蛋白質(zhì)糖脂核苷酸核酸脂蛋白脂類2.氨基酸

氨基酸是同時(shí)具有α－氨基和α－羧基的小分子。參與蛋白合成的共有20種天然氨基酸。(1)α－碳原子；

(2)具有α－氨基和α－羧基是各種氨基酸的共性；

(3)各種氨基酸的區(qū)別在側(cè)鏈基團(tuán)—R氨基酸的構(gòu)型

氨基酸的功能：

(1)作為組建蛋白質(zhì)的元件；(2)有的氨基酸或其衍生物具有生物活性(代謝調(diào)節(jié)、信號(hào)傳遞等)。3.單糖

多羥基醛或多羥基酮稱為糖。以葡萄糖為例，葡萄糖是六碳糖單糖的生物功能：A、作為多糖的組成元件；B、作為燃料；C、組成寡糖參與細(xì)胞信號(hào)傳遞。4.核苷酸

核苷酸分子由三個(gè)部分組成：

堿基：嘧啶、嘌呤

五碳糖：核糖或脫氧核糖

磷酸DNA分子的基本單位:核苷酸(1)

堿基—糖之間是β—糖苷鍵

(2)糖—磷酸之間是磷酸酯鍵5.脂類

脂類是指生物體內(nèi)不溶于水而溶于有機(jī)溶劑的各種小分子。葡萄糖－－－水溶性的油脂－－－脂溶性的脂類種類很多，分子結(jié)構(gòu)相差較大。

A、油脂：甘油三酯

B、磷脂和鞘脂

C、固醇甘油三酯分子結(jié)構(gòu)維生素維生素的發(fā)現(xiàn)來(lái)源于醫(yī)藥實(shí)踐和科學(xué)試驗(yàn)。孫思邈指出用動(dòng)物肝防治夜盲癥，用谷皮湯防治腳氣病。1886年，荷蘭醫(yī)生艾克曼研究亞洲流行的腳氣病，企圖找到病菌，但未成功。1890年發(fā)現(xiàn)，在他的試驗(yàn)雞群中爆發(fā)的多發(fā)性神經(jīng)炎與腳氣病極為相似。1897年，終于證明該病是由于用白米喂養(yǎng)而引起的，將丟棄的米糠放回飼料中就可治愈。因此認(rèn)為米糠中含有一種保護(hù)因子。后來(lái)，格賴思證明米糠中含有一種營(yíng)養(yǎng)因素，并首先提出營(yíng)養(yǎng)缺乏癥的概念。日本海軍于1878-1882年爆發(fā)腳氣病，用大麥代替精米后，腳氣病得到控制。1906年，證明正常膳食中除蛋白質(zhì)、脂肪、糖類和礦質(zhì)外，還有必需的食物輔助因子—維生素。維生素A：轉(zhuǎn)化視黃醇，在視覺(jué)中起作用。缺乏—夜盲癥。胡蘿卜、魚肝中含量豐富。不能過(guò)多使用，易造成厭食、過(guò)度興奮、肢端動(dòng)作受限、頭發(fā)稀疏、皮膚瘙癢。維生素B：合成葉酸（構(gòu)成酶的成分）。腳氣病維生素C：抗壞血酸。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(dòng)。具較強(qiáng)的還原能力，在體內(nèi)起抗氧化和消除自由基的作用。常見(jiàn)的生物大分子包括：蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)、糖類。一、生物大分子以碳鏈為骨架生物大分子：指的是作為生物體內(nèi)主要活性成分的各種分子量達(dá)到上萬(wàn)或更多的有機(jī)分子。

（一）、生物小分子和生物大分子的關(guān)系

小分子大分子

單糖·····························多糖氨基酸·························蛋白質(zhì)核苷酸·························核酸

（由小分子到大分子）單體多聚體（二）、單體與多聚體的關(guān)系脫水縮合單體多聚體水解CHCOOHR1CHNCOOHR2NH2COHHOHCHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HNH脫水縮合（三）碳鏈骨架碳原子之間也可形成共價(jià)鍵，可以單鍵、雙鍵或三鍵的方式相結(jié)合，形成不同長(zhǎng)度的直鏈狀、支鏈狀或環(huán)狀結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)稱為有機(jī)化合物的碳鏈骨架。例如：蛋白質(zhì)分子的肽鏈?zhǔn)且园被釣榛締卧奶脊羌軜?gòu)成的（見(jiàn)下圖）。碳鏈體現(xiàn)生命活動(dòng)的大分子—蛋白質(zhì)（3）肉蛋類食品（1）大豆制品（2）奶類制品三·體現(xiàn)生命活動(dòng)的大分子——蛋白質(zhì)1.蛋白質(zhì)主要由C、H、O、N4種化學(xué)元素組成，很多還含有S、P等元素。2.含量：占細(xì)胞干重的50%，是細(xì)胞中含量最多的含氮化合物

蛋白質(zhì)可以被人體直接吸收利用嗎？？

蛋白質(zhì)必需經(jīng)過(guò)消化成氨基酸才能被人體吸收和利用。

氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位。一個(gè)蛋白質(zhì)分子可由一條鏈或多條鏈構(gòu)成，這些肽鏈不是呈直線，也不在一個(gè)平面上，而是形成非常復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)具有一定空間結(jié)構(gòu)的多肽就是蛋白質(zhì)（２）、蛋白質(zhì)的形成：

n個(gè)氨基酸脫水縮合肽鏈1或幾條折疊、盤曲蛋白質(zhì)從氨基酸到蛋白質(zhì)下面是日常生活中的一些實(shí)例,你知道為什么嗎?(3)含豐富蛋白質(zhì)的食物最好煮熟后再食用。(2)加酶的洗衣粉不宜用開(kāi)水溶解。(1)沾有血漬、牛奶的衣服不易用熱水洗凈。血漬、牛奶的主要成分是蛋白質(zhì)，一般溫度下，蛋白質(zhì)能以膠體的形態(tài)溶解于水中，一旦受熱，它就會(huì)凝固起來(lái)，不易溶解于水。

絕大多數(shù)酶為蛋白質(zhì)成分，蛋白質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)變性，失去蛋白酶的功能。加熱以后，具備一定空間結(jié)構(gòu)的螺旋形蛋白質(zhì)分子鏈會(huì)松開(kāi)，這是蛋白質(zhì)的變性，蛋白質(zhì)在變性后更加容易消化和吸收。３、蛋白質(zhì)的種類及主要功能（1）結(jié)構(gòu)蛋白：如肌球蛋白、肌動(dòng)蛋白等（2）催化蛋白：如絕大多數(shù)酶（3）運(yùn)輸?shù)鞍祝喝缪t蛋白、細(xì)胞膜上的載體（4）調(diào)節(jié)蛋白：如蛋白質(zhì)類激素（胰島素和生長(zhǎng)激素等）（5）免疫蛋白：如抗體、干擾素蛋白質(zhì)是一切生命活動(dòng)的體現(xiàn)者！二·貯存遺傳信息的大分子——核酸1869年發(fā)現(xiàn)，分為DNA（脫氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸），是遺傳信息的載體。（一）核酸1.組成元素：C、H、O、N、P

脫氧核糖核酸（DNA）

核糖核酸（RNA）3.分布：DNA主要集中在細(xì)胞核內(nèi)，RNA主要分部細(xì)胞質(zhì)中2.分類：（二）核酸的分子結(jié)構(gòu)一個(gè)核苷酸分子一端的核苷酸，其5’－C沒(méi)有進(jìn)入磷酸二酯鍵，稱5’

末端；另一端的核苷酸，其3’－C沒(méi)有進(jìn)入磷酸二酯鍵，稱3’

末端。(1)DNA雙螺旋A、兩條反向平行的核苷酸鏈共同盤繞形成雙螺旋，糖－磷酸－糖構(gòu)成螺旋主鏈;B、兩條鏈的堿基都位于中間，堿基平面與螺旋軸垂直;C、兩條鏈對(duì)應(yīng)堿基呈配對(duì)關(guān)系

A＝TG≡CD、螺旋直徑2nm，螺距3.4nm，每一螺距中含10bpDNA雙螺旋可以看作是DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)，DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)的形成需要蛋白質(zhì)幫助。(2)RNA為單鏈盤繞，局部形成堿基配對(duì)。例如：轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)的三葉草結(jié)構(gòu)（三）核酸的功能2.控制蛋白質(zhì)的合成1.一切生物的遺傳物質(zhì)（二）生物催化劑----酶1、酶的概念及化學(xué)本質(zhì)科技探索：酶的化學(xué)本質(zhì)是20世紀(jì)初酶學(xué)研究和爭(zhēng)論的中心問(wèn)題。人們對(duì)酶的化學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了將近一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間。

1920年，德國(guó)科學(xué)家維爾斯塔特提出，酶既不是蛋白質(zhì)，也不是糖類，它是活性基因附著在無(wú)活性的蛋白質(zhì)上的一種物質(zhì)。

1926年，薩姆納脲酶脲酶是一種蛋白質(zhì)。1930年，諾索普胃蛋白酶、胰蛋白酶等多種酶的結(jié)晶，并證明這些結(jié)晶都是蛋白質(zhì)，這才推翻了維爾斯塔特的觀點(diǎn)。20世紀(jì)80年代以來(lái)，美國(guó)科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)，少數(shù)的RNA也具有生催化作用物。

酶----是指活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機(jī)物。絕大多數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。2、酶的功能及作用特點(diǎn)（1）酶的功能----催化生化反應(yīng)（催化作用）（2）酶的特點(diǎn)----高效性、專一性和反應(yīng)條件溫和性酶的專一性：是指一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)。比較過(guò)氧化氫酶和Fe3+催化效率（高效性）

探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖

水解作用----專一性蔗糖溶液淀粉酶溶液60OC

5min淀粉溶液淀粉酶溶液沸騰1min斐林試劑斐林試劑磚紅色沉淀3、酶的催化作用易受到外界因素的影響低溫抑制酶的活性，而不會(huì)使酶失去活性；高溫、過(guò)酸和過(guò)堿都會(huì)使酶空間結(jié)構(gòu)遭破壞而失去活性四、提供能量的大分子——糖類1、糖類是由C、H、O3種元素組成的。2、糖類可分為單糖、二糖、和多糖等。單糖不能被水解的糖名稱分子式分布主要功能葡萄糖C6H12O6動(dòng)、植物細(xì)胞細(xì)胞生命活動(dòng)所需要的主要能源物質(zhì)果糖植物細(xì)胞半乳糖動(dòng)物細(xì)胞核糖C5H10O5動(dòng)、植物細(xì)胞組成核酸的成分脫氧核糖C5H10O4二糖由兩個(gè)分子單糖脫水縮合而成，能水解成兩個(gè)單糖分子。麥芽糖→葡萄糖+葡萄糖（存在于植物細(xì)胞）蔗糖→葡萄糖+果糖（存在于植物細(xì)胞）乳糖→葡萄糖+半乳糖（存在于動(dòng)物細(xì)胞）多糖能水解成多個(gè)單糖分子的糖淀粉、纖維素、糖原（分子式(C6H10O5)n）淀粉：存在于植物細(xì)胞，植物細(xì)胞中的儲(chǔ)能物質(zhì)纖維素：存在于植物細(xì)胞，植物細(xì)胞壁的基本組成物質(zhì)糖原：存在于動(dòng)物細(xì)胞，動(dòng)物細(xì)胞中得儲(chǔ)能物質(zhì)糖類的水解淀粉n葡萄糖糖元n葡