陳閱增第四版普通生物學第1篇2生命的化學基礎(chǔ)課件

普通生物學第1篇細胞南宮中學鮑曉明普通生物學第1篇細胞南宮中學鮑曉明第二章生命的化學基礎(chǔ)

一、原子與分子二、組成細胞的大分子三、糖類四、脂質(zhì)五、蛋白質(zhì)六、核酸

第二章生命的化學基礎(chǔ)一、原子與分子2.1原子與分子2.1.1生命需要約25種元素元素是由原子組成的，原子是物質(zhì)的最小的單位原子質(zhì)子中子電子2.1原子與分子2.1.1生命需要約25種元素質(zhì)子中子原子電子原子核質(zhì)子中子（帶正電）（不帶電）

（帶負電）

（帶正電）（不帶電）

核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)原子的構(gòu)成電子運動速度=光速原子電子原子核質(zhì)子中子（帶正電）（不帶電）（帶負電）（帶構(gòu)成原子的粒子的電性和質(zhì)量粒子種類電性質(zhì)量質(zhì)子1個單位正電荷1.6726×10-27kg中子不帶電1.6749×10-27kg電子1個單位負電荷質(zhì)子質(zhì)量的1/1836（1）質(zhì)子電量=電子電量，電性相反（2）質(zhì)量：質(zhì)子=中子，質(zhì)子≈電子*1800(3)原子的質(zhì)量主要集中在原子核上。你有什么發(fā)現(xiàn)？構(gòu)成原子的粒子的電性和質(zhì)量粒子電性質(zhì)量質(zhì)子1個單位正電荷幾種原子的構(gòu)成原子種類質(zhì)子數(shù)中子數(shù)核外電子數(shù)氫101碳666氧888鈉111211氯171817質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)不是所有的原子都含有中子。質(zhì)子數(shù)不一定等于中子數(shù)。你的結(jié)論？幾種原子的構(gòu)成原子種類質(zhì)子數(shù)中子數(shù)核外電子數(shù)氫101碳666

同位素：質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)相同，中子數(shù)不同的原子。12C、13C、14C：原子序數(shù)（質(zhì)子數(shù)）都是6，中子數(shù)為6、7、8其中12C、13C為穩(wěn)定性同位素，14C為放射性同位素，原子核會自行衰變

同位素示蹤：利用放射性同位素顯示某種原子在生物體內(nèi)的來蹤去跡，常用于生物學研究、醫(yī)學和疾病診斷等方面同位素：質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)相同，中子數(shù)不同的原子。1.自然界元素：92種2.生命必需元素約25種生物體的主要元素(大量元素)

C、H、O、N、P、S、K、Ca、Cl等，占99.35%，其中C、H、O、N4種元素占96%。微量元素：含量少于0.01%1.自然界元素：92種“反自然”現(xiàn)象 自然界：C、H、O總和<1% 生物體：C、H、O、N總和>96%生命體與普通物質(zhì)的不同“反自然”現(xiàn)象生命體與普通物質(zhì)的不同微量元素Fe氧的運送和酶的活性有關(guān)，缺少時，引起缺鐵性貧血。Cu發(fā)生冠心病的主要原因，與酶的活性有關(guān)。Zn在青少年的發(fā)育生長，癌癥等的發(fā)病和防治起有作用。Mo（鉬）與酶的活性、食道癌的發(fā)病率和防治有關(guān)。I缺碘產(chǎn)生地方性甲狀腺腫，幼兒發(fā)生呆小癥。圖Co（鈷）與酶的活性有關(guān)。青春期少女0.015mg/每日。V（釩）軟體動物富有釩；魚體含量較低。微量元素Ni（鎳）植物中15－55ppm,人為0.1ppm；急性白血病.25μg/mlF（氟）與牙齒健康有關(guān)，缺氟產(chǎn)生齲齒；過多則斑齒和氟中毒。Se（硒）缺硒產(chǎn)生克山病，與肝功能、冠心病發(fā)病和防治有關(guān).Ni（鎳）植物中15－55ppm,人為0.1ppm；急性氟斑牙牙釉質(zhì)形成期攝入高氟引起的表現(xiàn)為牙釉質(zhì)白堊、著色或缺損改變一旦形成，殘留終生氟斑牙氟骨癥氟骨癥碘缺乏癥甲狀腺腫呆小癥

碘缺乏癥甲狀腺腫呆小癥

2005年廣東韶關(guān)鎘污染2005年廣東韶關(guān)鎘污染痛痛?。喊l(fā)生在日本富山縣神通川流域，是由于含鎘廢水污染農(nóng)田而引起的公害病?；颊呷硖弁?，終日喊疼不止，故名痛痛病。病因與發(fā)現(xiàn)經(jīng)過：居民長期食用“鎘米”、“鎘魚”飲“鎘水”而發(fā)病。

痛痛病患者骨骼嚴重畸形

痛痛病：痛痛病患者骨骼嚴重畸形2.1.2化合物由元素組成化學鍵離子鍵：原子間的電子得失或共用。共價鍵：生物大分子化學鍵的主要形式原子的各種基本粒子中，決定其化學性質(zhì)的是電子，距離原子核越遠，電子所帶的能量越多。最外層的電子數(shù)決定著原子的化學性質(zhì)。如：氫只有一個電子，故反應性特別強2.1.2化合物由元素組成化學鍵原子的各種基本粒子中，離子鍵：兩個電荷符號相反的離子彼此吸引而形成。如鹽晶體，電中性共價鍵：兩個原子間共用一對或多對電子而形成。生物大分子化學鍵的主要形式。離子鍵：兩個電荷符號相反的離子2.1.3水是細胞中不可缺少的物質(zhì)地球上生命起源于水中，陸生生物體內(nèi)細胞也生活在水環(huán)境中水的性質(zhì)影響生命活動，如：溶解性質(zhì)，酸堿度，pH

水占約生物體的70％的重量

水對生物體非常重要2.1.3水是細胞中不可缺少的物質(zhì)地球上生命起源于水中，陸水的特性第一，水是極性分子電負性：一個原子拉住共用電子的力量非極性共價鍵：電負性完全相同的原子所形成的共價鍵，如O2、H2、CH4極性共價鍵：電子的“共用”不是各占一半氧的電負性最強水的特性第一，水是極性分子氧的電負性最強第二，水分子間形成氫鍵略帶負電荷的一端（O）與略帶正電荷的一端（H)相互吸引，形成一個較弱的鍵——氫鍵1←→4水的特性第二，水分子間形成氫鍵1←→4水的特性第三，液體水的水分子具內(nèi)聚力，

如水的蒸騰、昆蟲在水上爬行第四，水分子之間的氫鍵使水能緩和溫度的變化，如沿海較溫和、水不易蒸發(fā)、出汗散熱第五，冰比水輕，固態(tài)密度小于液態(tài)，水特性→利于水生生物生存第六，水是極好的溶劑，許多極性分子易溶于水水的特性第三，液體水的水分子具內(nèi)聚力，水的特性第七，水能電離，成氫離子H+和羥離子OH-

pH=0最強的酸度pH=7中性（如純水）pH=14最弱的酸度(或最強的堿度)如活細胞pH接近于7常用的洗滌劑pH在12以上緩沖劑全球性的酸雨、酸霧：礦物燃料的燃燒→硫酸、硝酸，會酸化土地、海洋水的特性

酸度：第七，水能電離，成氫離子H+和羥離子OH-水的特性酸度：2.1.4化學反應是原子重組化學反應并不能創(chuàng)造或破壞原子，只能將原子重新組合，所以化學反應是破壞已有的化學鍵，形成新的化學鍵。例如：氫分子和氧分子化合成水

2H-H+O=O→O+O

HHHH胡蘿卜素轉(zhuǎn)化為維生素AC40H56β-胡蘿卜素+O2+4H→2C20H30O維生素A

C=CC-HC-O-H2.1.4化學反應是原子重組化學反應并不能創(chuàng)造或破壞原子2.2

組成細胞的大分子

碳最外層有4個電子空位，極易形成4個共價鍵碳架結(jié)構(gòu)排列和長短決定了有機化合物的基本性質(zhì)。2.2.1碳是組成細胞各種大分子的基礎(chǔ)有機化合物：除CO、CO2和碳酸鹽等簡單化合物外的含碳化合物的統(tǒng)稱。2.2組成細胞的大分子碳最外層有4個電子空位，極易烴或碳氫化合物：主要包含烷烴、環(huán)烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴。烴類均不溶于水。衍生物眾多。

異構(gòu)體：苯環(huán)：甲烷：天然氣乙烷、丙烷：液化石油氣環(huán)己烷：汽油烴或碳氫化合物：主要包含烷烴、環(huán)烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴。烴有機化合物的性質(zhì)取決于功能基團，這些功能基團幾乎都是極性基團。功能基團的極性使得生物分子具有親水性，有利于這些化合物穩(wěn)定于有大量水分子存在的細胞中。有機化合物的性質(zhì)取決于功能基團決定分子主要化學性質(zhì)的特殊原子或基團----官能團化合物官能團名稱官能團結(jié)構(gòu)烷烴烯烴炔烴鹵代烴醇醚酚碳-碳單鍵碳-碳雙鍵碳-碳三鍵鹵素（-X）羥基醚鍵羥基（酚）-C-C--C=C--C=C--X（F，Cl，Br，I)-OH(脂肪族）-C-O-C--OH(芳香族）決定分子主要化學性質(zhì)的特殊原子或基團----官能團化合物官能醛酮羧酸胺硝酸化合物磺酸化合物醛基酮基羧基氨基硝基磺酸基

O-C-H

O-C-

O-C-OH-NH2-N=OOH

O-S-OHO羰基醛酮羧酸胺硝酸化合物磺酸化合物醛基酮基羧基氨基硝基磺酸基2.2.2細胞利用少數(shù)種類小分子合成

多種大分子

小分子大分子復合大分子

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（由小分子到大分子）單體多聚體單體是通用的脫水合成2.2.2細胞利用少數(shù)種類小分子合成

多種大分子合成大分子（脫水聚合）大分子分解（水解）水解反應是脫水聚合反應的逆反應合成大分子大分子分解水解反應是脫水聚合反應的逆反應2.3糖類

糖分子含C、H、O3種元素，通常3者的比例為1:2:1，一般化學通式為(CH2O)n

2.3糖類

糖分子含C、H、O學術(shù)定義糖是多羥基醛、多羥基酮或其衍生物（aldehydeorketonecompoundswithmultiplehydroxylgroups），以及可以水解產(chǎn)生這些化合物的物質(zhì)的總稱。2.3糖類葡萄糖果糖（比葡萄糖甜）異構(gòu)體單糖特點：1.有羥基，醇類2.有羰基學術(shù)定義糖是多羥基醛、多羥基酮或其衍生物（aldehyde糖的分類廣義的糖可分為簡單糖類和糖復合物（glycoconjugates

）。前者包括單糖、寡糖和多糖；后者包括糖與蛋白質(zhì)、脂類等共價形成的復合物。糖類糖的分類廣義的糖可分為簡單糖類和糖復合物（glycocon單糖多羥基酮或醛的化合物。寡糖由兩個或以上糖殘基兩兩之間通過脫水而成的。多糖數(shù)百至數(shù)千個單糖通過脫水而形成的聚合物。單糖單糖分類己糖丙糖戊糖丁糖1.單糖甲乙丙丁戊己庚辛壬癸單糖分類己糖丙糖戊糖丁糖1.單糖甲乙丙丁戊己庚辛壬癸重要的單糖

甘油醛核糖脫氧核糖

戊糖（組成核酸的成分）重要的單糖甘油醛核糖葡萄糖果糖半乳糖己糖葡萄糖果糖單糖可以通過O-糖苷鍵相互連接形成寡糖和多糖。單糖可以通過O-糖苷鍵相互連接形成寡糖和多糖。（1）雙糖：如麥芽糖、蔗糖、纖維二糖、乳糖等。（2）其他寡糖：三糖、四糖等。如棉子糖。2.寡糖有少數(shù)幾個單糖縮合而成的糖。（1）雙糖：如麥芽糖、蔗糖、纖維二糖、乳糖等。2.寡糖有麥芽糖的結(jié)構(gòu)麥芽糖的結(jié)構(gòu)

淀粉 植物細胞中的儲藏營養(yǎng)物，分為直鏈和支鏈淀粉。

糖原 動物細胞中儲藏的多糖，又稱動物淀粉。

纖維素植物細胞壁的主要成分。

幾丁質(zhì)、果膠等。3.多糖自然界中最多的糖類。有單糖分子（通常為葡萄糖分子）縮合脫水而成的分支或不分支的長鏈分子。淀粉 植物細胞中的儲藏營養(yǎng)物，分為直鏈和支鏈淀粉。3陳閱增第四版普通生物學第1篇2生命的化學基礎(chǔ)課件淀粉的高級結(jié)構(gòu)糖類淀粉的高級結(jié)構(gòu)糖類陳閱增第四版普通生物學第1篇2生命的化學基礎(chǔ)課件天然淀粉由直鏈淀粉與支鏈組成。支鏈淀粉是α-D-葡萄糖基以α-1,4-糖苷鍵連接的多糖鏈。支鏈淀粉中除了α-1,4-糖苷鍵的糖鏈外，還有α-1,6-糖苷鍵連接的分支。淀粉與碘有呈色反應，直鏈淀粉為藍色，支鏈淀粉為紫紅色。在烯酸或酶的作用下，淀粉水解:淀粉→糊精→麥芽糖→α-D-葡萄糖。糊精是淀粉水解的最初產(chǎn)物，隨著水解，糖分子逐漸變小，它與碘作用分別呈紅色、黃色、無色。這個反應可用于淀粉水解過程的檢驗。天然淀粉由直鏈淀粉與支鏈組成。支鏈淀粉是α-D纖維素是結(jié)構(gòu)性的同多糖，主要存在植物組織中。纖維素類似直鏈淀粉，由D-Glc殘基連接而成，但殘基之間由β(1→4)鍵連接。纖維素多糖鏈的伸展構(gòu)象纖維素(Cellulose)糖類纖維素是結(jié)構(gòu)性的同多糖，主要存在植物組織中。纖維素(Cel糖的生物功能生物體結(jié)構(gòu)成分生物體內(nèi)的主要能源物質(zhì)作為細胞識別的信號分子參與分子和細胞識別、細胞粘附、糖復合物的定位和代謝等在生物體內(nèi)轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)作為核酸的組分糖類糖的生物功能生物體結(jié)構(gòu)成分糖類糖復合物(Glycoconjugate)糖類糖蛋白（Glycoprotein）蛋白聚糖（Proteoglycan）肽聚糖（Peptidoglycan）糖脂（Glycolipid）脂多糖（Lipopolysaccharides）……糖復合物(Glycoconjugate)糖類糖蛋白（Gly糖蛋白：寡糖鏈通過特定的共價鍵（糖肽鍵）連接到蛋白質(zhì)特定的氨基酸殘基上形成的復合糖（或綴合蛋白質(zhì)）。糖蛋白以蛋白質(zhì)為主，糖作為蛋白質(zhì)的輔基存在。蛋白聚糖：由一條或多條糖胺聚糖和一個核心蛋白共價連接而成的糖復合物，蛋白聚糖以多糖為主，蛋白所占比例較少。糖蛋白：寡糖鏈通過特定的共價鍵（糖肽鍵）連接到蛋白質(zhì)特定的氨脂質(zhì)的定義脂質(zhì)（lipid）是一類低溶于水，高溶于非極性有機溶劑（insolubleinwaterandsolubleinorganicsolvents）的生物有機分子。對于大多數(shù)脂質(zhì)分子，其化學本質(zhì)是脂肪酸和醇所形成的酯類及其衍生物。2.4脂質(zhì)非極性共價鍵不是大分子，也不是聚合物脂質(zhì)的定義2.4脂質(zhì)非極性共價鍵不是大分子，也不是聚合物2.4.1脂肪（最常見的脂質(zhì)）是脂質(zhì)中主要的貯能分子丙三醇甘油三酯2.4.1脂肪（最常見的脂質(zhì)）丙三醇甘油三酯陳閱增第四版普通生物學第1篇2生命的化學基礎(chǔ)課件甘油三酯分子結(jié)構(gòu)A、油脂＝甘油三酯＝脂肪是由甘油醇和脂肪酸結(jié)合成的酯。甘油三酯分子結(jié)構(gòu)A、油脂＝甘油三酯＝脂肪是由甘油醇和脂肪酸結(jié)脂肪酸（fattyacids）：由一條長的烴鏈（hydrocarbonchain）和一個末端羧基（carboxylategroup）組成的羧酸。脂質(zhì)飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸的區(qū)別（分子式、空間構(gòu)象、物理性質(zhì)、化學性質(zhì)）不飽和脂肪酸：有雙鍵飽和脂肪酸：沒有雙鍵含雙鍵的脂肪在常溫下是液態(tài)脂肪酸（fattyacids）：由一條長的烴鏈（hydro動物脂肪和植物脂肪的差別：動：不飽和脂肪酸很少植：不飽和脂肪酸很多膳食中的脂肪：飽和的太多會動脈粥狀硬化脂肪中有多個碳氫鏈。所以是含能量較多的分子，1g脂肪中貯存的能量約為1g淀粉的2倍。動物脂肪和植物脂肪的差別：脂肪中有多個碳氫鏈。所以是含能量較陳閱增第四版普通生物學第1篇2生命的化學基礎(chǔ)課件脂肪攝入過多與健康

肥胖脂肪攝入過多與健康肥2.磷脂、蠟和類固醇都是脂質(zhì)磷脂分子結(jié)構(gòu)又稱磷酸甘油酯2.磷脂、蠟和類固醇都是脂質(zhì)磷脂分子結(jié)構(gòu)又稱磷酸甘油酯磷脂分子可以看成是一個極性頭，兩條非極性尾巴。磷脂分子可以看成是一個極性頭，兩條非極性尾巴。蠟也是酯，是由一些長鏈的醇與長鏈脂肪酸形成的酯。它的疏水性更強，可以保護生物體的表面。例如，植物和動物表面蠟也是酯，是由一些長鏈的醇與長鏈脂肪酸形成的酯。它的疏水性更（1）類固醇的內(nèi)核由4個環(huán)組成，3個六元環(huán)、1個五元環(huán)。（2）一些人體重要維生素和激素是固醇（3）最常見的類固醇——膽固醇是細胞膜的重要成分（4）促蛋白合成類固醇：類似雄性激素藥物，運動員禁用（1）類固醇的內(nèi)核由4個環(huán)組成，3個六元環(huán)、1個五元環(huán)。脂質(zhì)的分類按照化學組成可分為:1.單純脂質(zhì):主要有甘油三酯和蠟（triacylglycerolsandwaxes）；2.復合脂質(zhì):主要有磷脂和糖脂（phospholipidsandglycolipids）；3.衍生脂質(zhì):主要有取代烴,固醇類（sterols）,萜和其他脂質(zhì)。脂質(zhì)脂質(zhì)的分類脂質(zhì)中性脂肪和油甘油和脂肪酸結(jié)合而成的酯。蠟脂肪酸和醇化合而成的酯。磷脂類又稱磷酸甘油酯。甘油的一個-基和磷酸結(jié)合而成的酯。類固醇膽固醇萜類類葫蘿卜素中性脂肪和油甘油和脂肪酸結(jié)合而成的酯。蠟脂肪酸和醇化合而成的是生物膜的重要成分是儲能的分子構(gòu)成生物表面的保護層是很好的絕緣體有些脂質(zhì)是重要的生物學活性物質(zhì)

脂質(zhì)在細胞中具有獨特的生物學功能：磷脂、糖脂、膽固醇脂肪蠟類固醇脂肪是生物膜的重要成分脂質(zhì)在細胞中具有獨特的生物學功能：磷脂、2.5蛋白質(zhì)Proteins2.5蛋白質(zhì)Proteins

1.蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)的結(jié)構(gòu)高分子

蛋白質(zhì)占干重人體中（中年人）人體45%水55%

細菌50%~80%蛋白質(zhì)19%

真菌14%~52%脂肪19%

酵母菌14%~50%糖類＜1%

白地菌50%無機鹽7%2.5.1蛋白質(zhì)為生命活動所必需1.蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)的結(jié)構(gòu)高分子

①結(jié)構(gòu)蛋白→組成細胞結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)；②收縮蛋白→肌肉運動；③貯藏蛋白：卵清蛋白→胚胎發(fā)育；貯藏蛋白→種子萌發(fā)；④防御蛋白：血清中抗體；⑤轉(zhuǎn)運蛋白：血紅蛋白；⑥信號蛋白：細胞間傳遞信號激素→調(diào)節(jié)機體活動；⑦酶：生物催化劑。

2.蛋白質(zhì)是一種生物體內(nèi)的功能高分子①結(jié)構(gòu)蛋白→組成細胞結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)；2

蛋白質(zhì)是一類含氮有機化合物，除含有碳、氫、氧外，還有氮和少量的硫。某些蛋白質(zhì)還含有其他一些元素，主要是磷、鐵、碘、鋅和銅等。這些元素在蛋白質(zhì)中的組成百分比約為：

碳

50—55％氮

15—17%鐵,鋅,錳,鉬,碘,銅等

氫

6—8％硫0—4％

氧

20—23％磷0—1%

其中氮含量較恒定，平均16%。一克氮=6.25克蛋白質(zhì)。這是凱氏定氮法的依據(jù)。3、元素組成蛋白質(zhì)是一類含氮有機化合物，除含有碳、氫、氧外，還有4、蛋白質(zhì)的水解

酸水解：蛋白質(zhì)氨基酸堿水解：蛋白質(zhì)氨基酸酶水解：蛋白質(zhì)氨基酸證明：氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位4、蛋白質(zhì)的水解酸水解：蛋白質(zhì)2.5.2.1.基本組成單位氨基酸2.5.2蛋白質(zhì)僅由20種氨基酸組成（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—R親水、疏水2.5.2.1.基本組成單位氨基酸2.5.2蛋白質(zhì)僅由20天然蛋白質(zhì)中的氨基酸結(jié)構(gòu)可表達成下式不帶電形式

H2N—C—HCOOHR

+H3N—C—HCOO-R兼性離子形式天然蛋白質(zhì)中的氨基酸結(jié)構(gòu)可表達成下式不帶電形式H2N—氨基酸名稱英文縮寫簡寫氨基酸名稱英文縮寫簡寫甘氨酸GlyG絲氨酸SerS丙氨酸AlaA蘇氨酸ThrT纈氨酸ValV天冬酰胺AsnN異亮氨酸IleI谷酰胺GlnQ亮氨酸LeuL酪氨酸TyrY苯丙氨酸PheF組氨酸HisH脯氨酸ProP天冬氨酸AspD甲硫氨酸MetM谷氨酸GluE色氨酸TrpW賴氨酸LysK半胱氨酸CysC精氨酸ArgR

20種標準氨基酸的英文簡寫氨基酸名稱英文縮寫簡寫氨基酸名稱英文縮寫簡寫甘氨酸Gly氨基酸的分類對于20種標準的氨基酸，按照側(cè)鏈化學性質(zhì)的不同，可以分為以下三組：疏水性的氨基酸Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Pro和Met帶電氨基酸Arg、Lys（+）和Asp、Glu（-）極性氨基酸Ser、Thr、Cys、Asn、Gln、His、Tyr、Trp

氨基酸的分類對于20種標準的氨基酸，按照側(cè)鏈化學性質(zhì)的不同，陳閱增第四版普通生物學第1篇2生命的化學基礎(chǔ)課件一個氨基酸的氨基（-aminogroup）與另一個氨基酸的羧基（-carboxylgroup）之間失水形成的酰胺鍵（amidebond）稱為肽鍵，所形成的化合物稱為肽。例如由丙氨酸的α-羧基和甘氨酸的α-氨基縮合形成的二肽稱丙氨酰甘氨酸一個氨基酸的氨基（-aminogroup）與另一個氨基酸組成肽的氨基酸單體稱為氨基酸殘基（residue）。肽鍵是一種酰胺鍵，通常用羰基碳和酰胺氮之間的單鍵表示。酰胺氮和羰基氧之間發(fā)生共振相互作用，使肽鍵具有部分雙鍵性質(zhì)。組成肽的氨基酸單體稱為氨基酸殘基（residue）。肽鍵

肽的物理和化學性質(zhì)雙縮脲反應：含有兩個或兩個以上肽鍵的化合物都能與CuSO4堿性溶液發(fā)生雙縮脲反應而生成紫紅色或藍紫色的復合物。利用這個反應借助分光光度計可以測定蛋白質(zhì)的含量。肽的物理和化學性質(zhì)雙縮脲反應：含有兩個或兩個以不同數(shù)目的氨基酸以肽鍵順序相連，這樣形成的長短不一的鏈狀分子即是肽或多肽。多肽鏈的一端有一個-NH2，帶這個基團的氨基酸稱為肽鏈的氨基末端氨基酸或稱N末氨基酸；另一端有一個-COOH，肽鏈的羧基末端氨基酸或稱C末端氨基酸。不同數(shù)目的氨基酸以肽鍵順序相連，這樣形成的長短不一的鏈狀分子

1、一級結(jié)構(gòu)2、二級結(jié)構(gòu)3、三級結(jié)構(gòu)4、四級結(jié)構(gòu)

2.5.3蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其功能1、一級結(jié)構(gòu)2.5.3蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)肽鍵肽鏈氨基酸排列順序等蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)肽鍵一.一級結(jié)構(gòu)肽單元氨基酸殘基OC-NHC?C?肽平面2.5.3.1蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)一.一級結(jié)構(gòu)肽單元氨基酸殘基OHC?C?肽平面2.5.3.陳閱增第四版普通生物學第1篇2生命的化學基礎(chǔ)課件二級結(jié)構(gòu)肽鏈的主鏈在空間的走向α-螺旋β-折疊二級結(jié)構(gòu)肽鏈的主鏈在空間的走向

α-螺旋

指甲、毛發(fā)蹄、角、羊毛α-螺旋指甲、毛發(fā)（4條α-螺旋）原纖維微原纖維（11條α-螺旋）巨原纖維紡錘體型皮質(zhì)細胞角質(zhì)膜皮質(zhì)髓質(zhì)頭發(fā)頭發(fā)結(jié)構(gòu)（4條α-螺旋）原纖維多肽主鏈骨架圍繞一個軸螺旋上升。多肽主鏈骨架圍繞一個軸螺旋上升。β-折疊平行β-折疊反平行β-折疊β-折疊平行β-折疊反平行β-折疊β折疊:較α螺旋伸展的構(gòu)象，兩條或多條肽鏈間互相以氫鍵連接起來的成片層狀結(jié)構(gòu)，平行或反平行兩種類型。β折疊:較α螺旋伸展的構(gòu)象，兩條或多條肽鏈間互相以氫鍵連接

蠶絲、蛛絲蠶絲、蛛絲三級結(jié)構(gòu)親水基位于球體表面,疏水基位于球體內(nèi)部球狀蛋白溶于水三級結(jié)構(gòu)親水基位于球體表面,疏水基位于球體內(nèi)部三級結(jié)構(gòu)（tertiarystructure）在二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的肽鏈再折疊形成的構(gòu)象。球蛋白：α螺旋+不規(guī)則的不成α螺旋的部分，并折疊成球形。酶、蛋白質(zhì)激素、抗體以及細胞質(zhì)和細胞膜中的蛋白質(zhì)。三級結(jié)構(gòu)（tertiarystructure）球蛋白：α三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)纖維狀蛋白纖維狀蛋白（四）.四級結(jié)構(gòu)兩條或兩條以上具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈組合在一起形成特定構(gòu)象的蛋白質(zhì)分子。四級結(jié)構(gòu)中具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈稱為亞基。亞基單獨存在沒有活性。（四）.四級結(jié)構(gòu)兩條或兩條以上具有三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈組合在一起四級結(jié)構(gòu)（quanternarystructure）組成蛋白質(zhì)的多條肽鏈在天然構(gòu)象空間上的排列方式，多以弱鍵互相連接。疏水力、氫鍵、鹽鍵每條肽鏈本身具有一定的三級結(jié)構(gòu)，就是蛋白質(zhì)分子的亞基。四級結(jié)構(gòu)（quanternarystructure）

a鹽鍵（離子鍵）b氫鍵c疏水相互作用力

d范德華力e二硫鍵f酯鍵二.蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中的化學鍵維系蛋白質(zhì)分子的一級結(jié)構(gòu)：肽鍵維系蛋白質(zhì)分子的二級結(jié)構(gòu)：氫鍵維系蛋白質(zhì)分子的三級結(jié)構(gòu)：疏水鍵、氫鍵、離子鍵維系蛋白質(zhì)分子的四級結(jié)構(gòu)：范德華力、鹽鍵、氫鍵、疏水鍵相互作用a鹽鍵（離子鍵）b氫鍵c蛋白質(zhì)的各級結(jié)構(gòu)氨基酸一級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)血紅蛋白蛋白質(zhì)的各級結(jié)構(gòu)氨基酸一級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)血紅蛋陳閱增第四版普通生物學第1篇2生命的化學基礎(chǔ)課件蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 序列分析空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 結(jié)構(gòu)分析一級結(jié)構(gòu)即氨基酸順序高級結(jié)構(gòu)生物學功能蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系一級結(jié)構(gòu)高級結(jié)構(gòu)正常紅細胞鐮刀型紅細胞鐮刀型紅細胞正常紅細胞正常紅細胞鐮刀型紅細胞鐮刀型紅細胞正常紅細胞發(fā)生的根本原因是血紅蛋白的一級結(jié)構(gòu)發(fā)生了差錯，人血紅蛋白β亞基的第6位氨基酸應該是谷氨酸，而在鐮刀型貧血的血紅蛋白中卻是纈氨酸，本是水溶性的血紅蛋白，就會聚集成絲，相互粘著，導致紅細胞變形成鐮刀狀而極易破裂，產(chǎn)生貧血。發(fā)生的根本原因是血紅蛋白的一級結(jié)構(gòu)發(fā)生了差錯，人血紅蛋白β亞空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系DNA聚合酶活性位點

聚合酶DNA空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系DNA聚合酶活性位點聚合酶D蛋白變性的特點：

蛋白質(zhì)變性后，生物活性喪失，溶解度下降，粘度增加?？臻g結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白變性的特點： 空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系2.6核酸

NucleicAcids2.6核酸

NucleicAcids核酸的功能（一）DNA是主要的遺傳物質(zhì)（攜帶與傳遞遺傳信息）1、凡是有細胞結(jié)構(gòu)的生物，肯定是既含有DNA又含有RNA，但遺傳物質(zhì)是DNA.2、DNA病毒，只有DNA，所以其遺傳物質(zhì)是DNA3、RNA病毒，只有RNA，所以其遺傳物質(zhì)是RNA.所以，在整個生物界DNA是主要的遺傳物質(zhì)。核酸的功能1、凡是有細胞結(jié)構(gòu)的生物，肯定是既含有DNA又含有（二）RNA功能的多樣性（參與遺傳信息的表達、調(diào)節(jié)遺傳信息的表達、催化功能。。。）tRNArRNAmRNA其他的RNA（二）RNA功能的多樣性（參與遺傳信息的表達、調(diào)節(jié)遺傳信息的2.6.1核酸由核苷酸組成脫氧核糖核酸（DNA）核糖核酸（RNA）核酸（nucleicacid）2.6.1核酸由核苷酸組成脫氧核糖核酸（DNA）核糖核酸（核糖核苷酸（ribonucleotide）脫氧核糖核酸（DNA）脫氧核糖核苷酸（deoxyribonucleotide）核酸的結(jié)構(gòu)核糖核酸（RNA）核糖核苷酸脫氧核糖核酸脫氧核糖核苷酸核酸的結(jié)構(gòu)核糖核酸核酸（nucleicacid）核苷酸（nucleotide）磷酸（phosphoricacid）核苷（nucleoside）戊糖（pentose）堿基（base）2.6.2.1核酸的結(jié)構(gòu)或核糖核酸（nucleicacid）核苷酸（nucleoti兩類核苷酸的基本化學組成核糖核苷酸脫氧核糖核苷酸組成戊糖核糖（D-ribose）脫氧核糖（D-2-deoxyribose）堿基腺嘌呤（adenine）、鳥嘌呤（guanine）、胞嘧啶（cytosine）、尿嘧啶（uracil）腺嘌呤（adenine）、鳥嘌呤（guanine）、胞嘧啶（cytosine）、胸腺嘧啶（thymine）磷酸phosphoricacidphosphoricacid核酸的結(jié)構(gòu)兩類核苷酸的基本化學組成核糖核苷酸脫氧核糖核苷酸組成戊糖核糖陳閱增第四版普通生物學第1篇2生命的化學基礎(chǔ)課件核酸的結(jié)構(gòu)核糖與堿基之間通過N-(-)糖苷鍵相連，形成核苷；核苷中的戊糖羥基被磷酸酯化，形成核苷酸，核苷與磷酸之間主要通過5’-磷酸二酯鍵相連。嘧啶核苷嘌呤核苷1’2’3’4’5’(OH)1’2’3’4’5’(OH)核酸的結(jié)構(gòu)核糖與堿基之間通過N-(-)糖苷鍵相連，形成核戊糖分子上第一位碳原子與嘌呤或嘧啶結(jié)合，就形成核苷（脫氧核苷）；核苷（脫氧核苷）與一個磷酸分子結(jié)合，就形成一個核苷酸（脫氧核苷酸）。

(1)

堿基—糖之間是糖苷鍵

(2)糖—磷酸之間是磷酸酯鍵戊糖分子上第一位碳原子與嘌呤或嘧啶結(jié)合，就形成核苷（脫氧核苷構(gòu)成DNA的核苷酸：5’－脫氧核苷酸核酸的結(jié)構(gòu)構(gòu)成DNA的核苷酸：5’－脫氧核苷酸核酸的結(jié)構(gòu)構(gòu)成RNA的核苷酸：5’－核苷酸核酸的結(jié)構(gòu)構(gòu)成RNA的核苷酸：5’－核苷酸核酸的結(jié)構(gòu)DNA與RNA均以3',5'-磷酸二酯鍵連接核苷酸。核酸的結(jié)構(gòu)DNA與RNA均以3',5'-磷酸二酯鍵連接核苷酸。核酸的結(jié)

1953年，美國生物學家沃森和英國物理學家克里克，共同提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型?！狣NA的二級結(jié)構(gòu)2.6.2DNA雙螺旋1953年，美國生物學家沃森和英國物理學家沃森（左）和克里克（右）在構(gòu)建DNA模型在生命的“旋梯”上沃森（左）和克里克（右）在構(gòu)建DNA模型在生命的“旋梯”上奧地利著名生物化學家查哥夫研究得出：腺嘌呤（A）的量總是等于胸腺嘧啶（T）的量(A=T)，鳥嘌呤（G）的量總是等于胞嘧啶（C）的量(G=C)。1951年，英國科學家威爾金斯和富蘭克林提供了DNA的X射線衍射圖譜。奧地利著名生物化學家查哥夫研究得出：腺嘌呤（A）的量總是等于Watson-Crick雙螺旋結(jié)構(gòu)模型兩條反向平行（一條5’→3’，另一條3’→5’）的多核苷酸鏈繞同一中心軸相互纏繞，形成右手雙股螺旋。Watson-Crick雙螺旋結(jié)構(gòu)模型兩條反向平行（一條5堿基位于雙螺旋的內(nèi)側(cè)，磷酸與脫氧核糖在雙螺旋外側(cè)，構(gòu)成DNA分子的骨架；外部親水，內(nèi)部疏水。堿基位于雙螺旋的內(nèi)側(cè)，磷酸與脫氧核糖在雙螺旋外側(cè)，構(gòu)成DNA磷酸脫氧核糖含氮堿基AAATTTGGGGCCCATC

磷酸脫氧核糖含氮堿基AAATTTGGGGCCCATC

堿基平面接近與縱軸垂直，糖環(huán)的平面接近與縱軸平行。堿基平面接近與縱軸垂直，糖環(huán)的平面接近與縱軸平行。雙螺旋是一種有規(guī)律的結(jié)構(gòu)平均直徑2nm螺距3.4nm每旋轉(zhuǎn)一周的核苷酸數(shù)目10堿基堆積距離0.34nm相鄰核苷酸夾角36o2.0nm雙螺旋是一種有規(guī)律的結(jié)構(gòu)平均直徑2nm螺距3.4nm每大溝與小溝。大溝與小溝。兩條鏈依靠堿基之間形成的氫鍵結(jié)合在一起。堿基配對原則：A－TG－C兩條鏈依靠堿基之間形成的氫鍵結(jié)合在一起。堿基配對原則：AGCTDNA分子的平面結(jié)構(gòu)氫鍵ATGCAGCTDNA分子的平面結(jié)構(gòu)氫鍵ATGC穩(wěn)定雙螺旋結(jié)構(gòu)的因素①堿基堆積力（base-stackinginteractions）疏水作用＋范德華力②堿基配對的氫鍵。GC含量越多，雙螺旋越穩(wěn)定。穩(wěn)定雙螺旋結(jié)構(gòu)的因素堿基在一條鏈上的排列順序不受任何影響；但是根據(jù)堿基配對原則，當一條鏈的序列被確定后，即可決定另一條互補鏈的序列。堿基在一條鏈上的排列順序不受任何影響；但是根據(jù)堿基配對原則，DNA的三級結(jié)構(gòu)DNA在雙螺旋的基礎(chǔ)上通過扭曲和折疊形成的構(gòu)象包括不同二級結(jié)構(gòu)單元間的相互作用、單鏈與二級結(jié)構(gòu)單元間的相互作用以及DNA的拓撲特征超螺旋（supercoil）是DNA三級結(jié)構(gòu)的主要形式核酸的結(jié)構(gòu)DNA的三級結(jié)構(gòu)核酸的結(jié)構(gòu)核酸的結(jié)構(gòu)超螺旋的功能超螺旋有助于DNA在細胞內(nèi)的包裝；負超螺旋易于解鏈，有利于DNA的復制、重組和轉(zhuǎn)錄等過程的進行；生物體內(nèi)可通過調(diào)節(jié)DNA的拓撲結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)其功能。核酸的結(jié)構(gòu)超螺旋的功能DNA與蛋白質(zhì)復合物的結(jié)構(gòu)（四級結(jié)構(gòu)）核酸的結(jié)構(gòu)病毒：類型多樣（環(huán)狀雙鏈、線型雙鏈、線型單鏈、環(huán)狀單鏈）原核：環(huán)狀雙鏈分子，集中于核區(qū)，包括染色體DNA與質(zhì)粒DNA真核：細胞核DNA－線型雙鏈分子，與組蛋白等形成染色體細胞器DNA－環(huán)狀雙鏈分子，一般裸露DNA與蛋白質(zhì)復合物的結(jié)構(gòu)（四級結(jié)構(gòu)）核酸的結(jié)構(gòu)病毒：類型多染色體DNA組裝不同層次的結(jié)構(gòu)核酸的結(jié)構(gòu)染色體DNA組裝不同層次的結(jié)構(gòu)核酸的結(jié)構(gòu)核酸的結(jié)構(gòu)四、RNA的結(jié)構(gòu)

RNA通常是單鏈線型分子

RNA可自身回折形成局部雙螺旋（二級結(jié)構(gòu)），并進一步折疊形成三級結(jié)構(gòu)

RNA可與蛋白質(zhì)形成核蛋白復合體（四級結(jié)構(gòu)，例如核糖體）核酸的結(jié)構(gòu)四、RNA的結(jié)構(gòu)RNA通常是單鏈線型分子tRNA的高級結(jié)構(gòu)三葉草形二級結(jié)構(gòu)：莖＋環(huán)倒L形三級結(jié)構(gòu)核酸的結(jié)構(gòu)tRNA的高級結(jié)構(gòu)核酸的結(jié)構(gòu)核酸的結(jié)構(gòu)維系tRNA三級結(jié)構(gòu)的因素：氫鍵、堿基堆積力

tRNA分子功能：轉(zhuǎn)運氨基酸

tRNA分子具有與其功能相適應的柔韌性。核酸的結(jié)構(gòu)維系tRNA三級結(jié)構(gòu)的因素：氫鍵、堿基堆積力知識回顧KnowledgeReview知識回顧KnowledgeReview普通生物學第1篇細胞南宮中學鮑曉明普通生物學第1篇細胞南宮中學鮑曉明第二章生命的化學基礎(chǔ)

一、原子與分子二、組成細胞的大分子三、糖類四、脂質(zhì)五、蛋白質(zhì)六、核酸

第二章生命的化學基礎(chǔ)一、原子與分子2.1原子與分子2.1.1生命需要約25種元素元素是由原子組成的，原子是物質(zhì)的最小的單位原子質(zhì)子中子電子2.1原子與分子2.1.1生命需要約25種元素質(zhì)子中子原子電子原子核質(zhì)子中子（帶正電）（不帶電）

（帶負電）

（帶正電）（不帶電）

核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)原子的構(gòu)成電子運動速度=光速原子電子原子核質(zhì)子中子（帶正電）（不帶電）（帶負電）（帶構(gòu)成原子的粒子的電性和質(zhì)量粒子種類電性質(zhì)量質(zhì)子1個單位正電荷1.6726×10-27kg中子不帶電1.6749×10-27kg電子1個單位負電荷質(zhì)子質(zhì)量的1/1836（1）質(zhì)子電量=電子電量，電性相反（2）質(zhì)量：質(zhì)子=中子，質(zhì)子≈電子*1800(3)原子的質(zhì)量主要集中在原子核上。你有什么發(fā)現(xiàn)？構(gòu)成原子的粒子的電性和質(zhì)量粒子電性質(zhì)量質(zhì)子1個單位正電荷幾種原子的構(gòu)成原子種類質(zhì)子數(shù)中子數(shù)核外電子數(shù)氫101碳666氧888鈉111211氯171817質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)不是所有的原子都含有中子。質(zhì)子數(shù)不一定等于中子數(shù)。你的結(jié)論？幾種原子的構(gòu)成原子種類質(zhì)子數(shù)中子數(shù)核外電子數(shù)氫101碳666

同位素：質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)相同，中子數(shù)不同的原子。12C、13C、14C：原子序數(shù)（質(zhì)子數(shù)）都是6，中子數(shù)為6、7、8其中12C、13C為穩(wěn)定性同位素，14C為放射性同位素，原子核會自行衰變

同位素示蹤：利用放射性同位素顯示某種原子在生物體內(nèi)的來蹤去跡，常用于生物學研究、醫(yī)學和疾病診斷等方面同位素：質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)相同，中子數(shù)不同的原子。1.自然界元素：92種2.生命必需元素約25種生物體的主要元素(大量元素)

C、H、O、N、P、S、K、Ca、Cl等，占99.35%，其中C、H、O、N4種元素占96%。微量元素：含量少于0.01%1.自然界元素：92種“反自然”現(xiàn)象 自然界：C、H、O總和<1% 生物體：C、H、O、N總和>96%生命體與普通物質(zhì)的不同“反自然”現(xiàn)象生命體與普通物質(zhì)的不同微量元素Fe氧的運送和酶的活性有關(guān)，缺少時，引起缺鐵性貧血。Cu發(fā)生冠心病的主要原因，與酶的活性有關(guān)。Zn在青少年的發(fā)育生長，癌癥等的發(fā)病和防治起有作用。Mo（鉬）與酶的活性、食道癌的發(fā)病率和防治有關(guān)。I缺碘產(chǎn)生地方性甲狀腺腫，幼兒發(fā)生呆小癥。圖Co（鈷）與酶的活性有關(guān)。青春期少女0.015mg/每日。V（釩）軟體動物富有釩；魚體含量較低。微量元素Ni（鎳）植物中15－55ppm,人為0.1ppm；急性白血病.25μg/mlF（氟）與牙齒健康有關(guān)，缺氟產(chǎn)生齲齒；過多則斑齒和氟中毒。Se（硒）缺硒產(chǎn)生克山病，與肝功能、冠心病發(fā)病和防治有關(guān).Ni（鎳）植物中15－55ppm,人為0.1ppm；急性氟斑牙牙釉質(zhì)形成期攝入高氟引起的表現(xiàn)為牙釉質(zhì)白堊、著色或缺損改變一旦形成，殘留終生氟斑牙氟骨癥氟骨癥碘缺乏癥甲狀腺腫呆小癥

碘缺乏癥甲狀腺腫呆小癥

2005年廣東韶關(guān)鎘污染2005年廣東韶關(guān)鎘污染痛痛病：發(fā)生在日本富山縣神通川流域，是由于含鎘廢水污染農(nóng)田而引起的公害病?；颊呷硖弁矗K日喊疼不止，故名痛痛病。病因與發(fā)現(xiàn)經(jīng)過：居民長期食用“鎘米”、“鎘魚”飲“鎘水”而發(fā)病。

痛痛病患者骨骼嚴重畸形

痛痛?。和赐床』颊吖趋绹乐鼗?.1.2化合物由元素組成化學鍵離子鍵：原子間的電子得失或共用。共價鍵：生物大分子化學鍵的主要形式原子的各種基本粒子中，決定其化學性質(zhì)的是電子，距離原子核越遠，電子所帶的能量越多。最外層的電子數(shù)決定著原子的化學性質(zhì)。如：氫只有一個電子，故反應性特別強2.1.2化合物由元素組成化學鍵原子的各種基本粒子中，離子鍵：兩個電荷符號相反的離子彼此吸引而形成。如鹽晶體，電中性共價鍵：兩個原子間共用一對或多對電子而形成。生物大分子化學鍵的主要形式。離子鍵：兩個電荷符號相反的離子2.1.3水是細胞中不可缺少的物質(zhì)地球上生命起源于水中，陸生生物體內(nèi)細胞也生活在水環(huán)境中水的性質(zhì)影響生命活動，如：溶解性質(zhì)，酸堿度，pH

水占約生物體的70％的重量

水對生物體非常重要2.1.3水是細胞中不可缺少的物質(zhì)地球上生命起源于水中，陸水的特性第一，水是極性分子電負性：一個原子拉住共用電子的力量非極性共價鍵：電負性完全相同的原子所形成的共價鍵，如O2、H2、CH4極性共價鍵：電子的“共用”不是各占一半氧的電負性最強水的特性第一，水是極性分子氧的電負性最強第二，水分子間形成氫鍵略帶負電荷的一端（O）與略帶正電荷的一端（H)相互吸引，形成一個較弱的鍵——氫鍵1←→4水的特性第二，水分子間形成氫鍵1←→4水的特性第三，液體水的水分子具內(nèi)聚力，

如水的蒸騰、昆蟲在水上爬行第四，水分子之間的氫鍵使水能緩和溫度的變化，如沿海較溫和、水不易蒸發(fā)、出汗散熱第五，冰比水輕，固態(tài)密度小于液態(tài)，水特性→利于水生生物生存第六，水是極好的溶劑，許多極性分子易溶于水水的特性第三，液體水的水分子具內(nèi)聚力，水的特性第七，水能電離，成氫離子H+和羥離子OH-

pH=0最強的酸度pH=7中性（如純水）pH=14最弱的酸度(或最強的堿度)如活細胞pH接近于7常用的洗滌劑pH在12以上緩沖劑全球性的酸雨、酸霧：礦物燃料的燃燒→硫酸、硝酸，會酸化土地、海洋水的特性

酸度：第七，水能電離，成氫離子H+和羥離子OH-水的特性酸度：2.1.4化學反應是原子重組化學反應并不能創(chuàng)造或破壞原子，只能將原子重新組合，所以化學反應是破壞已有的化學鍵，形成新的化學鍵。例如：氫分子和氧分子化合成水

2H-H+O=O→O+O

HHHH胡蘿卜素轉(zhuǎn)化為維生素AC40H56β-胡蘿卜素+O2+4H→2C20H30O維生素A

C=CC-HC-O-H2.1.4化學反應是原子重組化學反應并不能創(chuàng)造或破壞原子2.2

組成細胞的大分子

碳最外層有4個電子空位，極易形成4個共價鍵碳架結(jié)構(gòu)排列和長短決定了有機化合物的基本性質(zhì)。2.2.1碳是組成細胞各種大分子的基礎(chǔ)有機化合物：除CO、CO2和碳酸鹽等簡單化合物外的含碳化合物的統(tǒng)稱。2.2組成細胞的大分子碳最外層有4個電子空位，極易烴或碳氫化合物：主要包含烷烴、環(huán)烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴。烴類均不溶于水。衍生物眾多。

異構(gòu)體：苯環(huán)：甲烷：天然氣乙烷、丙烷：液化石油氣環(huán)己烷：汽油烴或碳氫化合物：主要包含烷烴、環(huán)烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴。烴有機化合物的性質(zhì)取決于功能基團，這些功能基團幾乎都是極性基團。功能基團的極性使得生物分子具有親水性，有利于這些化合物穩(wěn)定于有大量水分子存在的細胞中。有機化合物的性質(zhì)取決于功能基團決定分子主要化學性質(zhì)的特殊原子或基團----官能團化合物官能團名稱官能團結(jié)構(gòu)烷烴烯烴炔烴鹵代烴醇醚酚碳-碳單鍵碳-碳雙鍵碳-碳三鍵鹵素（-X）羥基醚鍵羥基（酚）-C-C--C=C--C=C--X（F，Cl，Br，I)-OH(脂肪族）-C-O-C--OH(芳香族）決定分子主要化學性質(zhì)的特殊原子或基團----官能團化合物官能醛酮羧酸胺硝酸化合物磺酸化合物醛基酮基羧基氨基硝基磺酸基

O-C-H

O-C-

O-C-OH-NH2-N=OOH

O-S-OHO羰基醛酮羧酸胺硝酸化合物磺酸化合物醛基酮基羧基氨基硝基磺酸基2.2.2細胞利用少數(shù)種類小分子合成

多種大分子

小分子大分子復合大分子

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（由小分子到大分子）單體多聚體單體是通用的脫水合成2.2.2細胞利用少數(shù)種類小分子合成

多種大分子合成大分子（脫水聚合）大分子分解（水解）水解反應是脫水聚合反應的逆反應合成大分子大分子分解水解反應是脫水聚合反應的逆反應2.3糖類

糖分子含C、H、O3種元素，通常3者的比例為1:2:1，一般化學通式為(CH2O)n

2.3糖類

糖分子含C、H、O學術(shù)定義糖是多羥基醛、多羥基酮或其衍生物（aldehydeorketonecompoundswithmultiplehydroxylgroups），以及可以水解產(chǎn)生這些化合物的物質(zhì)的總稱。2.3糖類葡萄糖果糖（比葡萄糖甜）異構(gòu)體單糖特點：1.有羥基，醇類2.有羰基學術(shù)定義糖是多羥基醛、多羥基酮或其衍生物（aldehyde糖的分類廣義的糖可分為簡單糖類和糖復合物（glycoconjugates

）。前者包括單糖、寡糖和多糖；后者包括糖與蛋白質(zhì)、脂類等共價形成的復合物。糖類糖的分類廣義的糖可分為簡單糖類和糖復合物（glycocon單糖多羥基酮或醛的化合物。寡糖由兩個或以上糖殘基兩兩之間通過脫水而成的。多糖數(shù)百至數(shù)千個單糖通過脫水而形成的聚合物。單糖單糖分類己糖丙糖戊糖丁糖1.單糖甲乙丙丁戊己庚辛壬癸單糖分類己糖丙糖戊糖丁糖1.單糖甲乙丙丁戊己庚辛壬癸重要的單糖

甘油醛核糖脫氧核糖

戊糖（組成核酸的成分）重要的單糖甘油醛核糖葡萄糖果糖半乳糖己糖葡萄糖果糖單糖可以通過O-糖苷鍵相互連接形成寡糖和多糖。單糖可以通過O-糖苷鍵相互連接形成寡糖和多糖。（1）雙糖：如麥芽糖、蔗糖、纖維二糖、乳糖等。（2）其他寡糖：三糖、四糖等。如棉子糖。2.寡糖有少數(shù)幾個單糖縮合而成的糖。（1）雙糖：如麥芽糖、蔗糖、纖維二糖、乳糖等。2.寡糖有麥芽糖的結(jié)構(gòu)麥芽糖的結(jié)構(gòu)

淀粉 植物細胞中的儲藏營養(yǎng)物，分為直鏈和支鏈淀粉。

糖原 動物細胞中儲藏的多糖，又稱動物淀粉。

纖維素植物細胞壁的主要成分。

幾丁質(zhì)、果膠等。3.多糖自然界中最多的糖類。有單糖分子（通常為葡萄糖分子）縮合脫水而成的分支或不分支的長鏈分子。淀粉 植物細胞中的儲藏營養(yǎng)物，分為直鏈和支鏈淀粉。3陳閱增第四版普通生物學第1篇2生命的化學基礎(chǔ)課件淀粉的高級結(jié)構(gòu)糖類淀粉的高級結(jié)構(gòu)糖類陳閱增第四版普通生物學第1篇2生命的化學基礎(chǔ)課件天然淀粉由直鏈淀粉與支鏈組成。支鏈淀粉是α-D-葡萄糖基以α-1,4-糖苷鍵連接的多糖鏈。支鏈淀粉中除了α-1,4-糖苷鍵的糖鏈外，還有α-1,6-糖苷鍵連接的分支。淀粉與碘有呈色反應，直鏈淀粉為藍色，支鏈淀粉為紫紅色。在烯酸或酶的作用下，淀粉水解:淀粉→糊精→麥芽糖→α-D-葡萄糖。糊精是淀粉水解的最初產(chǎn)物，隨著水解，糖分子逐漸變小，它與碘作用分別呈紅色、黃色、無色。這個反應可用于淀粉水解過程的檢驗。天然淀粉由直鏈淀粉與支鏈組成。支鏈淀粉是α-D纖維素是結(jié)構(gòu)性的同多糖，主要存在植物組織中。纖維素類似直鏈淀粉，由D-Glc殘基連接而成，但殘基之間由β(1→4)鍵連接。纖維素多糖鏈的伸展構(gòu)象纖維素(Cellulose)糖類纖維素是結(jié)構(gòu)性的同多糖，主要存在植物組織中。纖維素(Cel糖的生物功能生物體結(jié)構(gòu)成分生物體內(nèi)的主要能源物質(zhì)作為細胞識別的信號分子參與分子和細胞識別、細胞粘附、糖復合物的定位和代謝等在生物體內(nèi)轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)作為核酸的組分糖類糖的生物功能生物體結(jié)構(gòu)成分糖類糖復合物(Glycoconjugate)糖類糖蛋白（Glycoprotein）蛋白聚糖（Proteoglycan）肽聚糖（Peptidoglycan）糖脂（Glycolipid）脂多糖（Lipopolysaccharides）……糖復合物(Glycoconjugate)糖類糖蛋白（Gly糖蛋白：寡糖鏈通過特定的共價鍵（糖肽鍵）連接到蛋白質(zhì)特定的氨基酸殘基上形成的復合糖（或綴合蛋白質(zhì)）。糖蛋白以蛋白質(zhì)為主，糖作為蛋白質(zhì)的輔基存在。蛋白聚糖：由一條或多條糖胺聚糖和一個核心蛋白共價連接而成的糖復合物，蛋白聚糖以多糖為主，蛋白所占比例較少。糖蛋白：寡糖鏈通過特定的共價鍵（糖肽鍵）連接到蛋白質(zhì)特定的氨脂質(zhì)的定義脂質(zhì)（lipid）是一類低溶于水，高溶于非極性有機溶劑（insolubleinwaterandsolubleinorganicsolvents）的生物有機分子。對于大多數(shù)脂質(zhì)分子，其化學本質(zhì)是脂肪酸和醇所形成的酯類及其衍生物。2.4脂質(zhì)非極性共價鍵不是大分子，也不是聚合物脂質(zhì)的定義2.4脂質(zhì)非極性共價鍵不是大分子，也不是聚合物2.4.1脂肪（最常見的脂質(zhì)）是脂質(zhì)中主要的貯能分子丙三醇甘油三酯2.4.1脂肪（最常見的脂質(zhì)）丙三醇甘油三酯陳閱增第四版普通生物學第1篇2生命的化學基礎(chǔ)課件甘油三酯分子結(jié)構(gòu)A、油脂＝甘油三酯＝脂肪是由甘油醇和脂肪酸結(jié)合成的酯。甘油三酯分子結(jié)構(gòu)A、油脂＝甘油三酯＝脂肪是由甘油醇和脂肪酸結(jié)脂肪酸（fattyacids）：由一條長的烴鏈（hydrocarbonchain）和一個末端羧基（carboxylategroup）組成的羧酸。脂質(zhì)飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸的區(qū)別（分子式、空間構(gòu)象、物理性質(zhì)、化學性質(zhì)）不飽和脂肪酸：有雙鍵飽和脂肪酸：沒有雙鍵含雙鍵的脂肪在常溫下是液態(tài)脂肪酸（fattyacids）：由一條長的烴鏈（hydro動物脂肪和植物脂肪的差別：動：不飽和脂肪酸很少植：不飽和脂肪酸很多膳食中的脂肪：飽和的太多會動脈粥狀硬化脂肪中有多個碳氫鏈。所以是含能量較多的分子，1g脂肪中貯存的能量約為1g淀粉的2倍。動物脂肪和植物脂肪的差別：脂肪中有多個碳氫鏈。所以是含能量較陳閱增第四版普通生物學第1篇2生命的化學基礎(chǔ)課件脂肪攝入過多與健康

肥胖脂肪攝入過多與健康肥2.磷脂、蠟和類固醇都是脂質(zhì)磷脂分子結(jié)構(gòu)又稱磷酸甘油酯2.磷脂、蠟和類固醇都是脂質(zhì)磷脂分子結(jié)構(gòu)又稱磷酸甘油酯磷脂分子可以看成是一個極性頭，兩條非極性尾巴。磷脂分子可以看成是一個極性頭，兩條非極性尾巴。蠟也是酯，是由一些長鏈的醇與長鏈脂肪酸形成的酯。它的疏水性更強，可以保護生物體的表面。例如，植物和動物表面蠟也是酯，是由一些長鏈的醇與長鏈脂肪酸形成的酯。它的疏水性更（1）類固醇的內(nèi)核由4個環(huán)組成，3個六元環(huán)、1個五元環(huán)。（2）一些人體重要維生素和激素是固醇（3）最常見的類固醇——膽固醇是細胞膜的重要成分（4）促蛋白合成類固醇：類似雄性激素藥物，運動員禁用（1）類固醇的內(nèi)核由4個環(huán)組成，3個六元環(huán)、1個五元環(huán)。脂質(zhì)的分類按照化學組成可分為:1.單純脂質(zhì):主要有甘油三酯和蠟（triacylglycerolsandwaxes）；2.復合脂質(zhì):主要有磷脂和糖脂（phospholipidsandglycolipids）；3.衍生脂質(zhì):主要有取代烴,固醇類（sterols）,萜和其他脂質(zhì)。脂質(zhì)脂質(zhì)的分類脂質(zhì)中性脂肪和油甘油和脂肪酸結(jié)合而成的酯。蠟脂肪酸和醇化合而成的酯。磷脂類又稱磷酸甘油酯。甘油的一個-基和磷酸結(jié)合而成的酯。類固醇膽固醇萜類類葫蘿卜素中性脂肪和油甘油和脂肪酸結(jié)合而成的酯。蠟脂肪酸和醇化合而成的是生物膜的重要成分是儲能的分子構(gòu)成生物表面的保護層是很好的絕緣體有些脂質(zhì)是重要的生物學活性物質(zhì)

脂質(zhì)在細胞中具有獨特的生物學功能：磷脂、糖脂、膽固醇脂肪蠟類固醇脂肪是生物膜的重要成分脂質(zhì)在細胞中具有獨特的生物學功能：磷脂、2.5蛋白質(zhì)Proteins2.5蛋白質(zhì)Proteins

1.蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)的結(jié)構(gòu)高分子

蛋白質(zhì)占干重人體中（中年人）人體45%水55%

細菌50%~80%蛋白質(zhì)19%

真菌14%~52%脂肪19%

酵母菌14%~50%糖類＜1%

白地菌50%無機鹽7%2.5.1蛋白質(zhì)為生命活動所必需1.蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)的結(jié)構(gòu)高分子

①結(jié)構(gòu)蛋白→組成細胞結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)；②收縮蛋白→肌肉運動；③貯藏蛋白：卵清蛋白→胚胎發(fā)育；貯藏蛋白→種子萌發(fā)；④防御蛋白：血清中抗體；⑤轉(zhuǎn)運蛋白：血紅蛋白；⑥信號蛋白：細胞間傳遞信號激素→調(diào)節(jié)機體活動；⑦酶：生物催化劑。

2.蛋白質(zhì)是一種生物體內(nèi)的功能高分子①結(jié)構(gòu)蛋白→組成細胞結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)；2

蛋白質(zhì)是一類含氮有機化合物，除含有碳、氫、氧外，還有氮和少量的硫。某些蛋白質(zhì)還含有其他一些元素，主要是磷、鐵、碘、鋅和銅等。這些元素在蛋白質(zhì)中的組成百分比約為：

碳

50—55％氮

15—17%鐵,鋅,錳,鉬,碘,銅等

氫

6—8％硫0—4％

氧

20—23％磷0—1%

其中氮含量較恒定，平均16%。一克氮=6.25克蛋白質(zhì)。這是凱氏定氮法的依據(jù)。3、元素組成蛋白質(zhì)是一類含氮有機化合物，除含有碳、氫、氧外，還有4、蛋白質(zhì)的水解

酸水解：蛋白質(zhì)氨基酸堿水解：蛋白質(zhì)氨基酸酶水解：蛋白質(zhì)氨基酸證明：氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位4、蛋白質(zhì)的水解酸水解：蛋白質(zhì)2.5.2.1.基本組成單位氨基酸2.5.2蛋白質(zhì)僅由20種氨基酸組成（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—R親水、疏水2.5.2.1.基本組成單位氨基酸2.5.2蛋白質(zhì)僅由20天然蛋白質(zhì)中的氨基酸結(jié)構(gòu)可表達成下式不帶電形式

H2N—C—HCOOHR

+H3N—C—HCOO-R兼性離子形式天然蛋白質(zhì)中的氨基酸結(jié)構(gòu)可表達成下式不帶電形式H2N—氨基酸名稱英文縮寫簡寫氨基酸名稱英文縮寫簡寫甘氨酸GlyG絲氨酸SerS丙氨酸AlaA蘇氨酸ThrT纈氨酸ValV天冬酰胺AsnN異亮氨酸IleI谷酰胺GlnQ亮氨酸LeuL酪氨酸TyrY苯丙氨酸PheF組氨酸HisH脯氨酸ProP天冬氨酸AspD甲硫氨酸MetM谷氨酸GluE色氨酸TrpW賴氨酸LysK半胱氨酸CysC精氨酸ArgR

20種標準氨基酸的英文簡寫氨基酸名稱英文縮寫簡寫氨基酸名稱英文縮寫簡寫甘氨酸Gly氨基酸的分類對于20種標準的氨基酸，按照側(cè)鏈化學性質(zhì)的不同，可以分為以下三組：疏水性的氨基酸Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Pro和Met帶電氨基酸Arg、Lys（+）和Asp、Glu（-）極性氨基酸Ser、Thr、Cys、Asn、Gln、His、Tyr、Trp

氨基酸的分類對于20種標準的氨基酸，按照側(cè)鏈化學性質(zhì)的不同，陳閱增第四版普通生物學第1篇2生命的化學基礎(chǔ)課件一個氨基酸的氨基（-aminogroup）與另一個氨基酸的羧基（-carboxylgroup）之間失水形成的酰胺鍵（amidebond）稱為肽鍵，所形成的化合物稱為肽。例如由丙氨酸的α-羧基和甘氨酸的α-氨基縮合形成的二肽稱丙氨酰甘氨酸一個氨基酸的氨基（-aminogroup）與另一個氨基酸組成肽的氨基酸單體稱為氨基酸殘基（residue）。肽鍵是一種酰胺鍵，通常用羰基碳和酰胺氮之間的單鍵表示。酰胺氮和羰基氧之間發(fā)生共振相互作用，使肽鍵具有部分雙鍵性質(zhì)。組成肽的氨基酸單體稱為氨基酸殘基（residue）。肽鍵

肽的物理和化學性質(zhì)雙縮脲反應：含有兩個或兩個以上肽鍵的化合物都能與CuSO4堿性溶液發(fā)生雙縮脲反應而生成紫紅色或藍紫色的復合物。利用這個反應借助分光光度計可以測定蛋白質(zhì)的含量。肽的物理和化學性質(zhì)雙縮脲反應：含有兩個或兩個以不同數(shù)目的氨基酸以肽鍵順序相連，這樣形成的長短不一的鏈狀分子即是肽或多肽。多肽鏈的一端有一個-NH2，帶這個基團的氨基酸稱為肽鏈的氨基末端氨基酸或稱N末氨基酸；另一端有一個-COOH，肽鏈的羧基末端氨基酸或稱C末端氨基酸。不同數(shù)目的氨基酸以肽鍵順序相連，這樣形成的長短不一的鏈狀分子

1、一級結(jié)構(gòu)2、二級結(jié)構(gòu)3、三級結(jié)構(gòu)4、四級結(jié)構(gòu)

2.5.3蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其功能1、一級結(jié)構(gòu)2.5.3蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)肽鍵肽鏈氨基酸排列順序等蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)肽鍵一.一級結(jié)構(gòu)肽單元氨基酸殘基OC-NHC?C?肽平面2.5.3.1蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)一.一級結(jié)構(gòu)肽單元氨基酸殘基OHC?C?肽平面2.5.3.陳閱增第四版普通生物學第1篇2生命的化學基礎(chǔ)課件二級結(jié)構(gòu)肽鏈的主鏈在空間的走向α-螺旋β-折疊二級結(jié)構(gòu)肽鏈的主鏈在空間的走向

α-螺旋

指甲、毛發(fā)蹄、角、羊毛α-螺旋指甲、毛發(fā)（4條α-螺旋）原纖維微原纖維（11條α-螺旋）巨原纖維紡錘體型皮質(zhì)細胞角質(zhì)膜皮質(zhì)髓質(zhì)頭發(fā)頭發(fā)結(jié)構(gòu)（4條α-螺旋）原纖維多肽主鏈骨架圍繞一個軸螺旋上升。多肽主鏈骨架圍繞一個軸螺旋上升。β-折疊平行β-折疊反平行β-折疊β-折疊平行β-折疊反平行β-折疊β折疊:較α螺旋伸展的構(gòu)象，兩條或多條肽鏈間互相以氫鍵連接起來的成片層狀結(jié)構(gòu)，平行或反平行兩種類型。β折疊:較α螺旋伸展的構(gòu)象，兩條或多條肽鏈間互相以氫鍵連接

蠶絲、蛛絲蠶絲、蛛絲三級結(jié)構(gòu)親水基位于球體表面,疏水基位于球體內(nèi)部球狀蛋白溶于水三級結(jié)構(gòu)親水基位于球體表面,疏水基位于球體內(nèi)部三級結(jié)構(gòu)（tertiarystructure）在二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的肽鏈再折疊形成的構(gòu)象。球蛋白：