1、第一章第一章 生命的物质基础生命的物质基础 第1页，共39页。化学化学 元素元素 化合物化合物 原生质原生质 细胞核细胞核细胞膜细胞膜细胞质细胞质 细胞细胞 生物体生物体 原生质原生质细胞内有生命的细胞内有生命的物质，它又分化为细物质，它又分化为细胞膜、细胞质和细胞胞膜、细胞质和细胞核。核。活细胞之所以能够进行一切生命活动，活细胞之所以能够进行一切生命活动，这与构成细胞的各种化合物有密切关系。这与构成细胞的各种化合物有密切关系。第2页，共39页。构成细胞的化合物构成细胞的化合物 无机化合物无机化合物 有机化合物有机化合物 水水 无机盐无机盐 糖类糖类 核酸核酸 蛋白质蛋白质 脂质脂质 第3页，
2、共39页。细胞中各种化合物占细胞鲜重的含量细胞中各种化合物占细胞鲜重的含量化合物化合物质量分数质量分数 /%/%水水占占85908590无机盐无机盐占占11.511.5蛋白质蛋白质占占710710脂质脂质占占1212糖类和核酸糖类和核酸占占11.511.5第4页，共39页。水水 活细胞中含量最多活细胞中含量最多水母97%藻类90%鱼类8085%蛙78%高等植物6080%哺乳动物65%第5页，共39页。组织器官组织器官牙齿牙齿骨髓骨髓骨骼肌骨骼肌心脏心脏血液血液质量分数质量分数%1022767983 幼儿幼儿77%、成年男人、成年男人60%65%、女性、女性52%58%水水 活细胞中含量最多活细
3、胞中含量最多表表1 1第6页，共39页。含量：含量：85%85%90%90%，活细胞中含量最高。，活细胞中含量最高。存在形式：存在形式：结合水：与细胞内的其他物质相结合结合水：与细胞内的其他物质相结合 自由水：以游离形式存在可以自由流动自由水：以游离形式存在可以自由流动水的功能：水的功能：结合水：是细胞结构的重要组成成分，大约占细胞内全部结合水：是细胞结构的重要组成成分，大约占细胞内全部 水分的水分的4.5%4.5%自由水：自由水：1 1 是细胞内的良好溶剂是细胞内的良好溶剂 2 2 运输物质（营养物质、代谢产物）运输物质（营养物质、代谢产物）3 3 参加生化反应（光合反应）参加生化反应（光合
4、反应）4 4 维持细胞的正常形态维持细胞的正常形态 水水 活细胞中含量最多活细胞中含量最多第7页，共39页。BC第8页，共39页。自由水和结合水的存在及其基本功能的验证自由水和结合水的存在及其基本功能的验证鲜小麦放在阳光下鲜小麦放在阳光下2h2h重量减轻重量减轻上述干种子用水浸泡后上述干种子用水浸泡后仍能萌发仍能萌发 干种子不浸泡干种子不浸泡不萌发不萌发 干种子放在试管中，用酒精灯加热干种子放在试管中，用酒精灯加热管壁有水珠管壁有水珠 失去结合水的种子用水浸泡失去结合水的种子用水浸泡不萌发不萌发 失去结合水的细胞失去生理活性失去结合水的细胞失去生理活性第9页，共39页。种类：阳离子（种类：阳离
5、子（NaNa+、K K+、CaCa2+2+、MgMg2+2+)阴离子阴离子(Cl(Cl-、SOSO4 42-2-、POPO4 42-2-、HCOHCO3 3-）存在形式：大多数以离子状态存在存在形式：大多数以离子状态存在 少数以化合物形式（如少数以化合物形式（如CaCOCaCO3 3）功能：功能：1 1、有些无机盐是细胞内某些复杂的化、有些无机盐是细胞内某些复杂的化 合物的重要组成部分；合物的重要组成部分；(Fe(Fe2+2+、MgMg2+2+)2 2、维持生物体的生命活动；、维持生物体的生命活动；(Ca(Ca2+2+)3 3、维持细胞的渗透压和酸碱平衡。、维持细胞的渗透压和酸碱平衡。无机盐无
6、机盐 第10页，共39页。A第11页，共39页。思思 考考老年人容易发生骨折，这是因为发生了什么变化？老年人容易发生骨折，这是因为发生了什么变化？这主要是由于缺少哪种无机盐引起的？这主要是由于缺少哪种无机盐引起的？答：因为随着年龄的增长，机体代谢发生变化而答：因为随着年龄的增长，机体代谢发生变化而 导致骨质疏松造成的。骨质疏松主要是缺少了导致骨质疏松造成的。骨质疏松主要是缺少了 骨的重要成分碳酸钙。骨的重要成分碳酸钙。第12页，共39页。普遍存在于生物体内的一类普遍存在于生物体内的一类含量较多含量较多的有机化合物的有机化合物 1 1、元素组成：由、元素组成：由C C、H H、O O三种元素组成
7、三种元素组成2 2、分类：单糖、二糖、多糖、分类：单糖、二糖、多糖 3 3、功能、功能:构成生物体的重要成分，是生命活动主要构成生物体的重要成分，是生命活动主要的能源物质的能源物质 糖类糖类 主要的能源物质主要的能源物质第13页，共39页。p 2 2、糖类的种类：、糖类的种类：糖元糖元糖类水解后形成的物质糖类水解后形成的物质单糖单糖五碳糖五碳糖核糖（核糖（C C5 5H H1010O O5 5）主要存在细胞质中主要存在细胞质中脱氧核糖（脱氧核糖（C C5 5H H1010O O4 4）主要存在细胞核中主要存在细胞核中六碳糖六碳糖葡萄糖（葡萄糖（C C6 6H H1212O O6 6）果糖果糖(
8、植物植物)、半乳糖、半乳糖(动物动物)二糖二糖(C(C1212H H2222O O1111)植物植物动物动物蔗糖蔗糖 甘蔗、甜菜中甘蔗、甜菜中麦芽糖麦芽糖 发芽的大麦粒中发芽的大麦粒中乳糖乳糖 主要存在于哺乳动物乳汁中主要存在于哺乳动物乳汁中 多糖多糖(C(C6 6H H1010O O5 5)n n 植物植物动物动物淀粉淀粉：纤维素：细胞壁的基本组成成分纤维素：细胞壁的基本组成成分肌糖元肌糖元肝糖元肝糖元第14页，共39页。葡葡萄萄糖糖果果糖糖半半乳乳糖糖葡葡萄萄糖糖葡葡萄萄糖糖葡葡萄萄糖糖 麦芽糖麦芽糖 蔗糖蔗糖 乳糖乳糖第15页，共39页。旁栏问题旁栏问题 2 2在临床上，医生常给病人点滴
9、输入葡萄糖液，这样做起在临床上，医生常给病人点滴输入葡萄糖液，这样做起什么作用？为什么？什么作用？为什么？答：可以起到给病人提供水、营养和增加能量的作答：可以起到给病人提供水、营养和增加能量的作用。因为葡萄糖氧化分解时释放大量的能量，可以用。因为葡萄糖氧化分解时释放大量的能量，可以供给病人生命活动的需要，有利于早日康复。此外，供给病人生命活动的需要，有利于早日康复。此外，细胞中水的含量最多，病人维持各项生命活动绝对细胞中水的含量最多，病人维持各项生命活动绝对不能缺少水。不能缺少水。第16页，共39页。脂质脂质 C C、H H、O O，有的还有有的还有N N、P P2 2 减少热量散失；减少热量
10、散失；3 3 减少内脏器官摩擦；减少内脏器官摩擦；4 4 缓冲外界压力缓冲外界压力植物种子、植物种子、果实细胞和果实细胞和动物的脂肪动物的脂肪细胞当中细胞当中是构成是构成结构的重结构的重要组成成分要组成成分脑和卵中，脑和卵中，大豆种子大豆种子维持正常的新陈代谢维持正常的新陈代谢激发和维持人体的第二性征激发和维持人体的第二性征促进对促进对CaCa、P P的吸收的吸收第17页，共39页。含量：含量：占细胞干重占细胞干重50%50%左右，鲜重左右，鲜重7-10%7-10%组成元素：组成元素：C C、H H、O O、N N，有的含有有的含有P P、S S、FeFe、CuCu、MnMn、ZnZn、I I
11、相对分子质量：相对分子质量很大，从几千到相对分子质量：相对分子质量很大，从几千到100100 万以上，是万以上，是高分子化合物高分子化合物基本组成单位基本组成单位 第18页，共39页。氨基酸氨基酸H HC CH HH HH HH HC CH HH HCOOH COOH H HC CCOOH COOH H H 甲烷甲烷乙酸乙酸羧基羧基-COOH-COOH取代一个取代一个H H原子形成乙酸是一原子形成乙酸是一种脂肪酸种脂肪酸 甘氨酸甘氨酸脂肪酸中与羧基相邻的脂肪酸中与羧基相邻的一个一个H H原子被氨基原子被氨基 -NH-NH2 2取代形成甘氨酸取代形成甘氨酸NHNH2 2第19页，共39页。几种氨
12、基酸的结构式：几种氨基酸的结构式：丙氨酸丙氨酸H HC CCOOH COOH CHCH3 3天冬氨酸天冬氨酸HOOC HOOC CH CH H HCHCH NHNH2 2 COOH COOH NHNH2 2 H HC CCOOH COOH H H 甘氨酸甘氨酸NHNH2 2第20页，共39页。羧基羧基氨基氨基u 氨基酸的共同特点：氨基酸的共同特点：1 1、每个氨基酸分子、每个氨基酸分子至少至少都含有一个氨基都含有一个氨基(-NH(-NH2 2)和一个羧基和一个羧基(-COOH),(-COOH),并并且都有一个氨基和一个羧基连在且都有一个氨基和一个羧基连在同一个同一个碳原子上。碳原子上。2 2、
13、R R基基的不同的不同,决定氨基酸的不同种类。决定氨基酸的不同种类。氨基酸分子的结构通式：氨基酸分子的结构通式：u 氨基酸的种类：氨基酸的种类：约约2020种种第21页，共39页。第22页，共39页。（1 1）三个氨基酸的脱水缩合反应应如何书写，）三个氨基酸的脱水缩合反应应如何书写，形成的化合物叫什么名称？形成的化合物叫什么名称？酶酶+2H+2H2 2O O三肽三肽第23页，共39页。多肽：由多肽：由3 3个或个或3 3个以上氨基酸分子缩合而成，个以上氨基酸分子缩合而成，含多个肽键的化合物。含多个肽键的化合物。肽链：多肽通常呈链状结构，所以多肽通常又肽链：多肽通常呈链状结构，所以多肽通常又 叫
14、肽链。叫肽链。脱水缩合盘曲折叠脱水缩合盘曲折叠氨基酸氨基酸 肽链（一条或多条）肽链（一条或多条）蛋白质蛋白质 第24页，共39页。组成蛋白质的肽链不呈直线，也不在同一个平组成蛋白质的肽链不呈直线，也不在同一个平 面上，而是折叠、盘曲成复杂的空间结构。面上，而是折叠、盘曲成复杂的空间结构。一个蛋白质分子可含有一个蛋白质分子可含有一条或几条一条或几条肽链，并通肽链，并通 过一定的化学键连接成复杂结构。过一定的化学键连接成复杂结构。第25页，共39页。p 蛋白质分子的多样性蛋白质分子的多样性蛋白质的种类多种多样，例如人体内含蛋白质的种类约有蛋白质的种类多种多样，例如人体内含蛋白质的种类约有1010万
15、万种，种，整个生物界的蛋白质种类估计有整个生物界的蛋白质种类估计有100100亿亿种。种。蛋白质蛋白质种类种类的多样性是由蛋白质的多样性是由蛋白质结构结构的多样性决定的，那为什的多样性决定的，那为什么蛋白质的结构具有多样性呢？有下面几方面的原因：么蛋白质的结构具有多样性呢？有下面几方面的原因：氨基酸种类不同氨基酸种类不同 氨基酸数目数目氨基酸数目数目 氨基酸排列顺序不同氨基酸排列顺序不同 肽链空间结构不同肽链空间结构不同蛋白质蛋白质的结构的结构多样性多样性蛋白质蛋白质的种类的种类多样性多样性蛋白质功能的多样性蛋白质功能的多样性第26页，共39页。（1 1）结构蛋白：是构成细胞和生物体的重要物）
16、结构蛋白：是构成细胞和生物体的重要物 质，如肌球蛋白、肌动蛋白等质，如肌球蛋白、肌动蛋白等（2 2）催化蛋白：起生物催化作用，如绝大多数酶）催化蛋白：起生物催化作用，如绝大多数酶（3 3）运输蛋白：如血红蛋白、细胞膜上的载体）运输蛋白：如血红蛋白、细胞膜上的载体（4 4）调节蛋白：如蛋白质类激素）调节蛋白：如蛋白质类激素 （胰岛素和生长激素等）（胰岛素和生长激素等）（5 5）免疫蛋白：免疫过程中产生的抗体）免疫蛋白：免疫过程中产生的抗体p 蛋白质的功能蛋白质的功能第27页，共39页。小小 结结蛋白质分子机构层次表解如下：蛋白质分子机构层次表解如下：元素组成元素组成 C C、H H、O O、N
17、N等等 基本元素：基本元素：C C、H H、O O、N N 其它元素：其它元素：P P、S S、FeFe基本单位基本单位 氨基酸氨基酸种类：种类：2020种种通式：通式：化学结构化学结构 多肽多肽 （肽链）（肽链）形成：多个氨基酸脱水缩合而成形成：多个氨基酸脱水缩合而成 肽键肽键特点：呈链状结构，又叫肽链，特点：呈链状结构，又叫肽链，有一定的氨基酸序列有一定的氨基酸序列空间结构空间结构 蛋白质蛋白质 分子分子 连接：肽链通过一定化学键连接连接：肽链通过一定化学键连接形成：螺旋、卷曲、折叠形成空形成：螺旋、卷曲、折叠形成空 间结构间结构特点：具生物活性、多样性特点：具生物活性、多样性脱水脱水缩合
18、缩合第28页，共39页。核酸核酸元素组成：元素组成：C C、H H、O O、N N、P P等等功能：功能：遗传物质的载体遗传物质的载体,控制生物的遗传变异和蛋白控制生物的遗传变异和蛋白质的生物合成。质的生物合成。高分子化合物高分子化合物基本单位：基本单位：核苷酸的种类核苷酸的种类:根据所含五碳糖的不同分为根据所含五碳糖的不同分为 脱氧核糖核苷酸、核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸、核糖核苷酸 五碳糖五碳糖 碱碱 基基 P P第29页，共39页。核苷酸核苷酸 五碳糖五碳糖 碱基碱基 P P 核核 糖糖 碱基碱基 P P 脱氧脱氧 核糖核糖 碱基碱基 P P核糖核苷酸核糖核苷酸（是组成（是组成RNARNA的
19、基本单位）的基本单位）脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸（是组成（是组成RNARNA的基本单位）的基本单位）第30页，共39页。第31页，共39页。分子结构分子结构DNA：双螺旋结构：双螺旋结构RNA：一般是单链：一般是单链第32页，共39页。根据所含根据所含种类不同，可分为：种类不同，可分为：种类种类简称简称组成单位组成单位五碳糖五碳糖存在位置存在位置脱氧核脱氧核糖核酸糖核酸DNADNA脱氧脱氧核苷酸核苷酸脱氧脱氧核糖核糖主要存在于主要存在于细胞核中细胞核中核糖核酸核糖核酸RNARNA核糖核糖核苷酸核苷酸核糖核糖主要存在于主要存在于细胞质中细胞质中第33页，共39页。核酸控制蛋白质的合成核酸控制蛋
20、白质的合成遗传物质遗传物质细胞核内细胞核内核苷酸排列顺序核苷酸排列顺序DNADNA：双螺旋：双螺旋RNARNA：单链：单链核苷酸核苷酸C C、H H、O O、N N、P P结构成分、调节代谢、结构成分、调节代谢、催化、运输、免疫等催化、运输、免疫等核糖体内核糖体内氨基酸种类、数量、排氨基酸种类、数量、排列顺序，空间结构列顺序，空间结构氨基酸氨基酸多肽链多肽链空间空间结构结构蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸C C、H H、O O、N N相互关系相互关系主要功能主要功能合成场所合成场所多样性多样性分子结构分子结构基本单位基本单位基本元素基本元素核酸核酸蛋白质蛋白质蛋白质与核酸的结构和功能比较表蛋白质与核酸
21、的结构和功能比较表第34页，共39页。课后问题课后问题1 1 答：因为这两种蛋白质的分子结构不同（即氨基酸答：因为这两种蛋白质的分子结构不同（即氨基酸的种类不同、排列次序不同、空间结构不同）所以它的种类不同、排列次序不同、空间结构不同）所以它们的功能也不相同。们的功能也不相同。2 2 答：答：细胞内的各种化合物必须按照一定方式细胞内的各种化合物必须按照一定方式组成特定的结构才能在生命中发挥作用。组成特定的结构才能在生命中发挥作用。第35页，共39页。如下图把代表氨基酸分子的如下图把代表氨基酸分子的1010个小圆圈连接成一条个小圆圈连接成一条、两条两条、三条肽链：三条肽链：一条肽链：一条肽链：两
22、条肽链：两条肽链：三条肽链：三条肽链：假设氨基酸分子数假设氨基酸分子数M M，肽链数为，肽链数为 N N，那么那么肽键数肽键数 =水分子数水分子数=M-N=M-N第36页，共39页。有关蛋白质的计算有关蛋白质的计算肽键数目肽键数目 =脱出的水分子数目脱出的水分子数目 =氨基酸数目氨基酸数目 -肽链数目肽链数目蛋白质分子量蛋白质分子量 =氨基酸分子量氨基酸分子量 -水分子量水分子量例：氨基酸的平均分子量为例：氨基酸的平均分子量为a a，一个由，一个由n n条肽链组成条肽链组成的蛋白质共有的蛋白质共有m m个氨基酸，则该蛋白质的相对分个氨基酸，则该蛋白质的相对分子量为子量为am-18(m-nam-18(m-n)第37页，共39页。H2O 二肽二肽+第38页，共39页。（2 2）在上述形成二肽和三肽的过程中，各形成几个）在上述形成二肽和三肽的过程中，各形成几个 肽键？失去几分子水？肽键？失去几分子水？（3 3）在上述形成二肽和三肽的过程中，原来氨基酸）在上述形成二肽和三肽的过程中，原来氨基酸 中共有氨基和羧基多少个？形成的二肽和三肽中共有氨基和羧基多少个？形成的二肽和三肽 中还有氨基和羧基各多少个？氨基和羧基为什中还有氨基和羧基各多少个？氨基和羧基为什 么减少了？么减少了？第39页，共39页。
