生物學(xué)的化學(xué)基礎(chǔ)

生物學(xué)的化學(xué)基礎(chǔ)第1頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六1.組成細(xì)胞的化學(xué)元素，在無機(jī)自然界中都能找到，沒有一種是細(xì)胞所特有的。----統(tǒng)一性2.細(xì)胞與非生物相比，各元素含量大不相同。----差異性第2頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六

組成人體細(xì)胞的主要元素元素符號含量（%）氧O65.0碳C18.5氫H9.5氮N3.3鈣Ca1.5磷P1.0鉀K0.4硫S0.3鈉Na0.2氯Cl0.2鎂Mg0.1微量元素﹤0.01地殼中的主要元素元素符號含量（%）氧O48.6硅Si26.3鋁Al7.73鐵Te4.75鈣Ca3.45鈉Na2.74鉀K2.47鎂Mg2.00氫H0.76碳C0.087其他1.113微量元素第3頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六O、C、H、N等是構(gòu)成細(xì)胞的主要元素，這4種元素占人體及大多數(shù)其他生物體的96%左右組成人體細(xì)胞的微量元素﹤0.01%

硼、鉻、鈷、銅、氟、碘、鐵、錳、鉬、硒、硅、錫、釩和鋅第4頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六那么這些元素是怎樣形成細(xì)胞的呢？第5頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六第一節(jié)分子和離子第6頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六元素原子離子分子第7頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六同位素：質(zhì)子數(shù)相同中子數(shù)不同的同種元素的不同原子。例1H(氕)2H(氘)3H(氚)放射性同位素：原子核會衰變，產(chǎn)生顆粒和能量，易于檢測。例14C示蹤原子。12C13C14C質(zhì)子666中子678電子666質(zhì)量數(shù)121314666同位素、放射性同位素第8頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六生物體內(nèi)含量最多的四種原子

的原子結(jié)構(gòu)示意圖HCNO65.0%18.5%9.5%3.3%第9頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六化學(xué)鍵：使陰、陽離子相結(jié)合或者使原子相結(jié)合的作用力，通稱為化學(xué)鍵。

第10頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六Na+11812Cl+17872+1182+17882Na+

Cl-離子鍵：陰陽離子間的相互作用。第11頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六電子式表示離子化合物的形成過程ClNaClNaSKKS2-KK第12頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六H····Cl··

：·H＋→H·＋→Cl····：H····HH··共價(jià)鍵：原子之間通過共用電子對形成的相互作用。共用電子對不偏移，成鍵原子不顯電性。

共用電子對偏向氯原子，特點(diǎn)：特點(diǎn)：H﹣H（結(jié)構(gòu)式）H﹣Cl（結(jié)構(gòu)式）氯原子帶部分負(fù)電荷，氫原子帶部分正電荷。第13頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六

碘

＋→電子式表示共價(jià)鍵的形成過程水

二氧化碳氨·I····

：I·····

：I····：I····

：：2H·＋

··

·O·

··

→

﹕HOH

﹕

﹕3H·＋→

·N

··

··

﹕HN

﹕﹕

﹕H

H

·C···＋···O···

2→﹕OCO﹕﹕﹕

﹕﹕﹕﹕﹕第14頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六極性分子、非極性分子H2O2Cl2HClH2OCO2NH3CCl4第15頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六

相似相溶原理

原理：極性溶質(zhì)易溶于極性溶劑，非極性溶質(zhì)易溶于非極性溶劑。例：碘、苯、萘等物質(zhì)難溶于水，易溶于四氯化碳等有機(jī)溶劑；氯化氫、氨氣、蔗糖、磷酸等物質(zhì)易溶于水，難溶于有機(jī)溶劑。第16頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六第二節(jié)無機(jī)物第17頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六構(gòu)成細(xì)胞的化合物：構(gòu)成細(xì)胞的化合物無機(jī)化合物有機(jī)化合物水：85-90%無機(jī)鹽：1-1.5%糖類脂類：占1-2%蛋白質(zhì)：占7-10%核酸占1-1.5%第18頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六生物水母魚類蛙哺乳動(dòng)物藻類高等植物質(zhì)量

分?jǐn)?shù)％9780～8578659060～80不同生物體中水分的含量:討論：隨著生物由水生向路生的過渡，生物體內(nèi)含水量發(fā)生什么變化？這與生物的進(jìn)化有關(guān)嗎？第19頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六組織

器官牙齒骨髓骨骼肌心臟血液質(zhì)量分?jǐn)?shù)%1022767983不同組織、器官中水的含量：討論：1、在生物體的不同組織和器官中含水量相同嗎？2、什么樣的組織中含水量較多？第20頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六思考：水有哪些功能？細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分。第21頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六水是極性分子水分子間形成氫健水分子的締合第22頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六自由水：①細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑。②運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物。

3）調(diào)節(jié)體溫（保持植物固有形態(tài)；潤滑等）第23頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六無機(jī)鹽有何作用？討論：1、為什么人體缺鐵會患缺鐵性貧血？2、哺乳動(dòng)物的血液中必須含有一定量的鈣鹽，如果某動(dòng)物血液中鈣鹽含量太低，就會出現(xiàn)抽搐。3、在醫(yī)院輸液時(shí)，生理鹽水的濃度都是0.9%，過高或過低對身體都有影響。第24頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六無機(jī)鹽的作用：1、有些無機(jī)鹽是細(xì)胞內(nèi)某些復(fù)雜的化合物的重要組成部分。2、許多種無機(jī)鹽的離子對于維持生物體的生命活動(dòng)有重要作用。（維持細(xì)胞的形態(tài)，調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓、酸堿平衡有重要作用）第25頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六第三節(jié)有機(jī)化合物及生物大分子第26頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六有機(jī)物總類繁多

碳原子相互結(jié)合的幾種方式

第27頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六葡萄糖鏈狀和環(huán)狀結(jié)構(gòu)第28頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六第29頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六同分異構(gòu)體第30頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六類別舉例分布作用單糖

二糖

多糖

糖的類別和分布葡萄糖核糖脫氧核糖植物、動(dòng)物核糖核酸的組成成分細(xì)胞的重要能源物質(zhì)脫氧核糖核酸的重要組成成分蔗糖麥芽糖乳糖植物植物動(dòng)物水解后能夠分解成兩個(gè)分子的單糖。纖維素淀粉糖元植物植物動(dòng)物植物細(xì)胞中重要的儲存能量的物質(zhì)動(dòng)物細(xì)胞中重要的儲存能量的物質(zhì)植物細(xì)胞壁的基本組成成分。第31頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六第32頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六油脂：磷脂：固醇：脂質(zhì)的分類和作用：生物體內(nèi)儲存能量的物質(zhì)。儲能脂質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞膜和多種細(xì)胞器膜的主要成分。結(jié)構(gòu)脂質(zhì)。對維持生物體的新陳代謝和生殖過程，起著重要作用。功能脂質(zhì)。植物蠟：保護(hù)細(xì)胞第33頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六第34頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六蛋白質(zhì)分子有何作用？第35頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)，稱為結(jié)構(gòu)蛋白。第36頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)在常溫、常壓高速進(jìn)行，離不開生物催化劑——酶的催化，絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。第37頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六人血紅蛋白——運(yùn)送氧氣的蛋白質(zhì)第38頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六有些蛋白質(zhì)在細(xì)胞間起信息傳遞作用，能夠調(diào)節(jié)生物體的生命活動(dòng)，比如胰島素和生長激素都是蛋白質(zhì)。第39頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六有些蛋白質(zhì)有免疫功能。人體內(nèi)的抗體是蛋白質(zhì)，可以幫助人體抵御病菌和病毒等抗原的侵害。第40頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六CHCOOHNH2R氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：第41頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六找出R基、羧基、氨基：第42頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六+-HOH甘氨酰甘氨酸肽鍵第43頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六CHC

NRHHOCHCOH

NRHHOOH第44頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六CHC

NRHHOCHCOH

NRHOHOH第45頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六CHC

NRHHOCHCOH

NRHHOOHH2O脫水縮合反應(yīng)肽鍵第46頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六CHC

NRHHOCHCOH

NRHO二肽第47頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六CHCOOHH

NR3CHC

NR1HHOCHCOH

NR2HOHH2O第48頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六CHCOOHNR3CHC

NR1HHOCHC

NR2HOH三肽第49頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六CHCONR3CHC

NR1HHOCHC

NR2HOHCHCOHNR4CHCOHNR5CHCOHNRn多肽第50頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六二肽三肽多肽鏈（肽鏈）肽鍵肽鍵肽鍵肽鍵肽鍵肽鍵第51頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六第52頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六肽鍵=N(氨基酸)—M（肽鏈）肽鍵=N(氨基酸)—M（肽鏈）第53頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六第54頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六第55頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六氫鍵第56頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六第57頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六思考：蛋白質(zhì)分子多樣性的原因？組成每種蛋白質(zhì)分子的種類不同、數(shù)目成百上千、排列次序變化多端、空間結(jié)構(gòu)千差萬別，因此，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多種多樣。第58頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六蛋白質(zhì)的性質(zhì)鹽析：遇鉀、鈉、銨鹽的飽和溶液，產(chǎn)生沉淀，加水，沉淀溶解。變性：加熱、紫外線、射線，強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，鉛、銅、汞等重金屬鹽，甲醛、酒精、苯甲酸等有機(jī)物均能使蛋白質(zhì)發(fā)生凝結(jié)，且加水不再溶解，失去生理活性。顏色反應(yīng)：含苯環(huán)的蛋白質(zhì)遇濃硝酸顏色變黃。灼燒時(shí)，產(chǎn)生燒焦羽毛的氣味。第59頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六核酸核酸：核苷酸單體的多聚體。DNARNA第60頁，共62頁，2023年，2月20日，星期六核酸：（1）核酸的基本組成元素是

。（2）核酸基本組成單位是

，它是由

、

和

三種成分組成。（3）核酸包括

、

兩種，分別簡稱為