生命中的化學(xué)元素提綱

1、第二章 化學(xué)元素的起源 2-1 宇宙如何創(chuàng)生傳說和思考 2-2 科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)：宇宙是在膨脹中 2-2-1問題之一：夜里的天空為什么是黑色的？奧伯斯佯謬 天地不斷膨脹，星系離我們高速遠(yuǎn)去，星光照不到地球2-2-2問題之二：天體的光譜為什么會有紅移？多普勒效應(yīng) 分光學(xué)定律 譜線紅移 哈勃定理2-3 宇宙大爆炸理論 2-3-1宇宙大爆炸理論的提出 伽莫夫的大爆炸理論（宇宙的原始狀態(tài)） 宇宙的溫度為2.7開2-3-2宇宙大爆炸的八個階段 大爆炸理論成功之處（4）2-3-3宇宙從何而來？ “暴漲宇宙”的概念 宇宙生于“無”的理論2-3-4宇宙又往何處去？無限膨脹 暗物質(zhì)23% 暗能量73%2-4 化學(xué)元

2、素的誕生 2-4-1化學(xué)元素的最初核合成大爆炸中的核合成2-4-2化學(xué)元素的恒星核合成 星云氣體主序星紅巨星白矮星和超新星爆發(fā)鐵峰 A8溝 霍伊爾假說 碳氮氧循環(huán)2-4-3化學(xué)元素的超新星核合成2-4-4地球的形成 地球的年齡45/46億年2-5“元素元素王國”的邊界 地球上發(fā)現(xiàn)的最后一個天然元素92號元素鈾 第一個人工合成的元素93號元素镎第三章 生命元素的形成和演變 3-1 生命起源的研究3-1-1生命是誰創(chuàng)造的？ 神創(chuàng)論 自生論3-1-2生命起源的學(xué)說之一（化學(xué)進(jìn)化說4個階段） 米勒實驗 奧巴林的學(xué)說 熱聚合假說 3-1-3生命起源的學(xué)說之二（早期宇宙胚種說） 孢子說 隕石說3-1-4生

3、命起源的學(xué)說之三（新宇宙胚種說） 星際分子說 銀河-太陽起源說3-1-5生命起源的學(xué)說之四（新地球生成論） 火山爆發(fā)起源說 深海煙囪起源說3-1-6 生命進(jìn)化的歷程 生命起源和進(jìn)化的順序3-2生命元素的形成3-2-1生命起源時對化學(xué)元素最初的自然選擇 能參與生命物質(zhì)組成的元素的特點（3點）3-2-2生命體演化過程中有選擇地吸收化學(xué)元素的規(guī)律（5條）3-2-3生命元素的組成 人體內(nèi)元素的分類（5類）3-3生命體中化學(xué)元素的來源3-3-1地球是生命體元素的源泉 生命的初期進(jìn)化是在海洋中進(jìn)行的3-3-2生命體中元素的主要來源之一：天然淡水3-3-3生命體中元素的主要來源之二：海洋3-3-4生命體中元

4、素的主要來源之三：土壤巖石3-3-5生命體中元素的主要來源之四：大氣3-4生命元素的主要形態(tài)和主要特性3-4-1生命體中的主要生命物質(zhì)3-4-2生命元素的主要存在形態(tài)（4類）3-4-3生命元素的主要特征（5個） 人體內(nèi)平衡機制的失調(diào)表現(xiàn)（2條）3-4-4生命元素與地球生物化學(xué)循環(huán)密切相關(guān)3-5影響生命元素演變的環(huán)境因素3-5-1生命外部環(huán)境的差異和變化所造成的影響3-5-2地球環(huán)境被破壞對人類帶來的影響第四章 生命中的主量元素(一) 4-1 碳是生命的物質(zhì)基礎(chǔ) 碳在自然界的循環(huán)（圖） 生命中的主量元素（11個）占人體總重量的99.9% 碳在地球上所有活細(xì)胞中的重量百分比為18%具有手性碳元素的

5、一個重要特點4-1-1生命為什么選擇碳？ 選擇碳而不是硅的原因（3點）4-1-2生命中的碳元素主要起什么作用？ 組成生命的四類基本物質(zhì)糖類、脂類、蛋白質(zhì)、核酸4-2 糖類化合物 組成生物體的基本物質(zhì) 為生物提供能量、儲藏生物能、作為支持結(jié)構(gòu)、通訊識別 單糖和二糖具有甜味，與羥基多少成正相關(guān)4-2-1光合作用=光反應(yīng)階段+暗反應(yīng)階段 輔酶（NADP+） NADPH4-2-2單糖不能再水解的多羥基醛或酮 1、葡萄糖：D型（右旋）、L型（左旋） 形成環(huán)式結(jié)構(gòu)的葡萄糖：型、型（結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，天然產(chǎn)出的葡萄糖晶體構(gòu)型） 2、果糖、半乳糖 半乳糖血癥 3、核糖、脫氧核糖4-2-3二糖 蔗糖、麥芽糖、乳糖（同

6、分異構(gòu)體）4-2-4多糖 淀粉由-葡萄糖組成（直鏈淀粉遇碘產(chǎn)生藍(lán)色、支鏈淀粉遇碘產(chǎn)生紅色） 纖維素由-葡萄糖組成 纖維素的作用 糖原、葡聚糖、殼多糖/幾丁質(zhì)4-2-5黏多糖 透明質(zhì)酸/糖醛酸：氨基酸和糖酸構(gòu)成 硫酸軟骨素、肝素4-2-6復(fù)合多糖 糖蛋白：潤滑、運輸、識別、保護(hù)等生理功能 蛋白多糖4-2-7紅血球的糖蛋白與血型 紅細(xì)胞血型抗原功能（6點）4-2-8維生素C（6-碳糖酸、抗壞血酸） 缺乏維生素C，得壞血病 維生素C的功能、過量攝入的危害4-3 糖類化合物的生理功能 4-3-1糖類化合物的主要生理功能（4點）4-3-2糖類化合物的生物信息識別功能4-4 脂類化合物 脂類及其衍生物：中

7、性脂肪、蠟、磷脂、糖脂、甾族化合物、脂溶性維生素 脂類化合物的主要生理功能4-4-1中性脂肪、脂肪酸及蠟 中性脂肪=一個甘油+三個脂肪酸（酶催化下脫水） 必需脂肪酸（維生素F）：亞油酸、-亞麻酸 不飽和脂肪酸：順式脂肪酸（氫原子位于同一側(cè)）、反式脂肪酸（氫原子位于兩側(cè)）4-4-2磷脂和糖脂 磷脂：甘油磷脂、神經(jīng)鞘磷脂 糖脂中比較重要的是：糖甘油酯、糖鞘脂4-4-3甾類化合物 兩種甾類化合物：膽固醇、維生素D2 甾酸、甾類激素（性激素雌激素+雄激素、腎上腺皮質(zhì)激素）4-4-4脂溶性維生素可蓄積 維生素D及生理功能，兒童發(fā)育期缺乏得佝僂病，成人缺乏得軟骨病 然而太多會危害軟組織 維生素A視覺維生素

8、，缺乏會得夜盲癥，免疫功能低下，生長發(fā)育遲緩 維生素E有效的抗氧化劑 維生素K幫助凝血4-4-5植物甾醇的研究4-4-6脂類化合物的主要生理功能（5點）4-5 碳在生命體中的代謝與平衡4-5-1碳營養(yǎng)源4-5-2碳在生物體內(nèi)的循環(huán)4-5-3糖類代謝的疾病糖尿病 糖代謝的主要過程 維持血糖的正常濃度的兩種機制4-5-4脂類代謝的疾病心血管疾病 脂類代謝的主要過程 4-5-5用“碳”來毀滅生命？第五章 生命中的主量元素（二） 5-1 氮與生命 5-2 氨基酸 5-2-1蛋白質(zhì)氨基酸的結(jié)構(gòu)和分類 必需氨基酸（賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蛋氨酸、纈氨酸蘇氨酸）和非必須氨基酸的結(jié)構(gòu)和分類

9、5-2-2非蛋白質(zhì)氨基酸5-3 肽 5-3-1多肽5-3-2一些具有重要功能的多肽 幾種重要多肽：谷胱甘肽、血管擴張素（致渴劑）、促睡眠肽、內(nèi)啡肽、泛素5-4 蛋白質(zhì) 生命的基礎(chǔ) 蛋白質(zhì)的形成過程5-4-1蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)（4類） 蛋白質(zhì)的變性、復(fù)性5-4-2蛋白質(zhì)的生理功能1、 具有碳?xì)湓胤肿踊衔锼械纳砉δ芴峁┠芰?、 6點其他重要生理功能3、 近代分子生物學(xué)研究表明的一些其他功能根據(jù)營養(yǎng)價值的不同，可分為完全蛋白質(zhì)和不完全蛋白質(zhì)5-5 酶、維生素、激素 5-5-1酶1、 酶是最大最特殊的一類蛋白質(zhì)，類似催化劑酶的特殊性 酶的新定義2、 酶的結(jié)構(gòu)組成和分類完全由氨基酸組成簡單蛋白如有一個

10、非蛋白的化學(xué)基團（輔助因子）是金屬：激活劑 復(fù)雜有機化合物輔基 輔酶根據(jù)酶在生化反應(yīng)中的作用，分成六大類3、 酶的特性（4點）4、 解釋酶特異性的一些學(xué)說鎖匙學(xué)說、誘導(dǎo)契合學(xué)說5、 酶的激活劑和抑制劑（1） 激活劑（3種）（2） 抑制劑 常見不可逆抑制劑（3類） 6、酶的生理效應(yīng)的研究5-5-2維生素（B族）酶的輔酶的組成部分1、 維生素B1抗腳氣病、抑制膽堿酯酶活性2、 維生素B2促進(jìn)生長發(fā)育，缺少時會患口腔炎、皮炎、微血管增生癥3、 維生素B3缺少時產(chǎn)生癩皮病、角膜炎、神經(jīng)和消化系統(tǒng)障礙4、 維生素B6缺少時產(chǎn)生皮炎、舌炎、貧血、過敏5、 維生素B12缺少時惡心貧血、老年癡呆6、 泛酸（維

11、生素B5）缺乏會造成胃腸道不適7、 葉酸（維生素B11）8、 生物素（維生素B7）9、 其他B族維生素（1） 硫辛酸、肌醇和膽堿（2） 維生素U和維生素P 10、維生素與健康5-5-3激素 定義 與維生素不同之處缺乏時即使口服足量激素癥狀也得不到緩解 激素的作用：促進(jìn)刺激、抑制 可由內(nèi)分泌腺、組織、神經(jīng)分泌 激素的來源（4類） 一些主要激素：甲狀腺激素、甲狀旁激素、降鈣素、腎上腺激素和去甲腎上激素、胰島素、前列腺素、性激素、褪黑激素5-6 核酸和基因 5-6-1核酸 核酸作用 核算結(jié)構(gòu)（核糖、磷酸、堿基構(gòu)成） 堿基有兩種嘌呤和嘧啶（5種） 核苷酸（8種） 脫氧核糖核酸和核糖核酸 RNA有三種

12、染色體核酸和蛋白質(zhì)的復(fù)合體5-6-2基因的研究5-6-3生命的遺傳 DNA復(fù)制 蛋白質(zhì)合成（翻譯） 氨基酸的遺傳密碼 中心法則5-7 生命體中其它重要的含氮小分子化合物 5-7-1神經(jīng)遞質(zhì) 內(nèi)啡肽 多巴胺 5-羥色胺 苯乙胺 乙酰膽堿 去甲腎上腺素5-7-2生物堿 煙堿 古柯堿 金雞納堿 罌粟堿和嗎啡堿 咖啡堿 秋水仙堿 東莨菪堿與毒扁豆堿 龍葵堿5-7-3植物中的硝酸鹽氮 5-7-4人體內(nèi)的一氧化氮5-8 氮元素在人體中的代謝與平衡 大氣中的氮進(jìn)入土壤和植物中的方法（3種） 氮元素進(jìn)入人體的主要途徑 氨基酸代謝庫（圖） 氮代謝途徑（圖） 腐敗作用主要的化學(xué)反應(yīng)第六章 生命中的主量元素(三)

13、6-1 氧和生命 6-1-1氧生于水光合作用 光合作用機制（圖）6-1-2氧與呼吸 有氧呼吸、無氧呼吸公式6-1-3生命體中氧的吸入和運輸 氧通過肺部、皮膚擴散到血液中，血液是運輸氧的工具 血紅蛋白的功能：在血液中裝載和卸去氧、作為酸堿緩沖劑，還能結(jié)合CO2和CO6-2 氧的功與過 6-2-1氧的“功績”6-2-2氧又是一種潛在的“毒物”6-2-3生命中的過量氧是有害的6-2-4氧自由基真是衰老的罪魁禍?zhǔn)讍幔?-2-5生命體中的抗氧化合物6-2-6重要的是缺氧同樣有害6-3 生命中的氫元素 氫原子在人體中的重要作用（4點）6-3-1氫離子和酸堿平衡6-3-2氫離子和體液6-3-3人體對氫離子的

14、調(diào)節(jié)6-3-4氫離子和人的味覺6-3-5人體內(nèi)的氫和醫(yī)療診斷6-3-6氫的氧化是生物氧化過程的本質(zhì)6-4 水和生命 6-4-1誰的化學(xué)特性6-4-2人體中的水6-4-3水的生理功能6-5 鈣和磷 6-5-1骨骼、牙齒及血漿6-5-2鈣離子的主要生理作用6-5-3成骨與破骨6-5-4鈣的營養(yǎng)吸收6-5-5磷化物人體能量的倉庫 葡萄糖氧化的兩個階段（厭氧階段和需氧階段）6-5-6磷的生理作用和營養(yǎng)吸收6-6 鈉和鉀 6-6-1人體中的鈉和鉀 鈉離子和鈣離子主要存在于細(xì)胞外液 鉀離子主要存在于細(xì)胞內(nèi)液6-6-2鈉和鉀的生理作用6-6-3離子通道和Na+-K+泵6-6-4人體對鈉和鉀的吸收6-6-5鈉和鉀對植物生長的作用6-7 氯和硫 6-7-1氯 6-7-2硫6-8 鎂 6-8-1鎂與葉綠素 6-8-2鎂和人體第七章 微量元素和人體健康 7-1 人體中必需（及可能必須）的微量元素 7-1-1碘7-1-2鋅7-1-3硒7-1-4鐵7-1-5銅、鉬、鈷、鉻7-1-6掹、硅、鎳、硼、釩7-2低劑量可能具有人體所必需功能但具有潛在毒性的微量元素7-2-1氟7-2-2錫、鋰、鋁7-3 可能具有人體所必需的功能但具有較大毒性的元素7-3-1鉛7-3-2汞7-3-3鎘7-3-4砷7-4對微量元素的研究7-4-1微量元素缺乏與過量時對生命的影響7-4-2微量元素之間的相互作用7-4-3人體中