講生命的化學(xué)基礎(chǔ)和基本單位

講生命的化學(xué)基礎(chǔ)和基本單位1第一頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二第一節(jié)

生命的元素組成生命的形式多種多樣，生命的形態(tài)多變，但是化學(xué)成分是同一的。元素：無(wú)機(jī)界的C、H、O、N、P、S分子：蛋白質(zhì)、核酸、脂、糖、維生素認(rèn)識(shí)生命認(rèn)識(shí)組成生命的物質(zhì)OCHNPS其他人65%18%10%8%1.0%0.2%2.8%桿菌69%15%11%8%1.2%1.0%5.0%2第二頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二1.1哪些元素參與生物體的組成？參與生物體組成的元素總共約二、三十種3第三頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二常量元素微量元素4第四頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二“反自然”現(xiàn)象（1）自然界：C、H、O總和<1%

生物體：C、H、O、N總和>96%（2）地球表面元素的豐度最高的是O、Si、Al、Fe、Ca

在生物體內(nèi)，C最高，O第3位，Ca第5，而Fe、Al和Si極微量生命體與普通物質(zhì)不同！5第五頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二為什么是C、H、N、O?H、O、N、C分別共用1，2，3，4個(gè)電子對(duì)，是可獲得穩(wěn)定構(gòu)型的最小原子。O、N、C能形成多種化學(xué)價(jià)，如：H2O2（-1），O2（0），H2O（-2）O是次于F、Cl的第三個(gè)跟原子最有親和力的原子。6第六頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二1.2如何判定一種元素的營(yíng)養(yǎng)學(xué)意義？判定方法:（1）讓實(shí)驗(yàn)動(dòng)物攝入缺少某一種元素的膳食，觀察是否出現(xiàn)特有的病癥（2）向膳食中添加該元素后，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的上述特有病癥是否消失（3）進(jìn)一步闡明該元素在身體中起作用的代謝機(jī)理7第七頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二1925年，Cu：發(fā)生冠心病的主要原因，與酶的活性有關(guān)。1931年，Mg、Mn、Mo：與酶的活性有關(guān)。1934年，Zn：在青少年的發(fā)育生長(zhǎng)，癌癥等的發(fā)病和防治起有作用。1935年，Co：與酶的活性有關(guān)。1957年，Se：缺硒產(chǎn)生克山病，與肝功能，冠心病發(fā)病和防治有關(guān)。對(duì)人體必需微量元素的認(rèn)識(shí)較晚8第八頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二其它微量元素Fe：與氧的運(yùn)送和酶的活性有關(guān)，缺少時(shí)引起缺鐵性貧血。I：缺碘產(chǎn)生地方性甲狀腺腫，幼兒發(fā)生呆小癥。F：與牙齒健康有關(guān)，缺氟產(chǎn)生齲齒，過(guò)多則斑齒和氟中毒。Ni：過(guò)低會(huì)引起急性白血病。Sn：影響骨鈣化速度。9第九頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二1.3例子

例一、鈣人每天需要攝入多少鈣？從糞、尿、汗中排出320-450mg

吸收率約40%320×100/40=800mg10第十頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二人體每天需要補(bǔ)充多少鈣？人群鈣的數(shù)量（mg）成人800嬰兒（10個(gè)月）400幼兒（<3歲）600少年（<10歲）800青年（12-18歲）1000老年1200孕婦/哺乳150011第十一頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二鈣幾乎參加每一種生理代謝過(guò)程Ca在人體中的含量為1.2kg/70kg（2%），骨骼及牙齒99%，血漿中10克。需要Ca參與的生理過(guò)程： 肌肉：肌肉收縮；免疫：白細(xì)胞吞噬功能 循環(huán)：微循環(huán)改善；內(nèi)分泌：激素分泌 骨骼：骨骼形成；神經(jīng)：應(yīng)激性12第十二頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二缺鈣引起的疾病嬰、幼、少兒------佝僂病 老年人------骨質(zhì)疏松癥例如：上海地區(qū)骨質(zhì)疏松癥患者 男20.1%；女48.1%， 其中60歲以上，男24.9%；女75.5%13第十三頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二高血壓（還帶來(lái)別的效應(yīng)）缺鈣反常鈣內(nèi)流血管

內(nèi)壁細(xì)胞平滑肌細(xì)胞

中鈣反常積儲(chǔ)

血管內(nèi)皮細(xì)胞鈣化，損傷膽固醇，脂類沉積。細(xì)胞因子分泌血小板，血細(xì)胞粘附平滑肌細(xì)胞，或纖維細(xì)胞增生導(dǎo)致動(dòng)脈硬化血管外周阻力增大高血壓

血管收縮14第十四頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二腎結(jié)石——腎結(jié)石中主要成分是草酸鈣，但是限制鈣攝入恰恰會(huì)使腎結(jié)石加重。草酸鈣：草酸來(lái)自蔬菜，食物中鈣可使草酸在腸道中結(jié)成草酸鈣，從糞便中排出缺鈣反常鈣內(nèi)流，損傷腎細(xì)胞

腎臟對(duì)鈣回收功能受損

高鈣尿液與尿中草酸結(jié)合形成結(jié)石尿鈣排出增多15第十五頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二影響鈣吸收的因素

維生素D促小腸吸收鈣促骨骼釋放鈣促腎細(xì)胞回收鈣降血鈣素抑骨骼釋放鈣抑腎細(xì)胞回收鈣甲狀旁腺素促小腸吸收鈣促骨骼釋放鈣促腎細(xì)胞回收鈣16第十六頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二例二鋅17第十七頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二羧基肽酶醇脫氫酶18第十八頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二例三鉻19第十九頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二20第二十頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二例四硒21第二十一頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二第二節(jié)構(gòu)成生命的基本元件

—從生物小分子到生物大分子2.1生物小分子與生物大分子的關(guān)系2.2生物小分子簡(jiǎn)介2.3生物大分子的形成2.4生物大分子的高級(jí)結(jié)構(gòu)22第二十二頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二不同類型的細(xì)胞，分子組成大致相同，但是這些物質(zhì)的相對(duì)含量相差很大。23第二十三頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.1

生物小分子和生物大分子的關(guān)系（由小分子到大分子）

小分子

單糖氨基酸 核苷酸脂類

大分子

多糖蛋白質(zhì)核酸復(fù)合大分子

糖蛋白糖脂脂蛋白24第二十四頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二合成大分子（聚合）大分子分解（水解）25第二十五頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.2生物小分子簡(jiǎn)介（1）水

水占生物體的60％以上的重量地球上生命起源于水中，陸生生物體內(nèi)細(xì)胞也生活在水環(huán)境中。水的性質(zhì)影響生命活動(dòng)，如：溶解性質(zhì)，酸堿度，pH水對(duì)生物體非常重要26第二十六頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二水影響生命活動(dòng)的例子：肺泡在水環(huán)境中保證O2

和CO2

的交換水分子間氫鍵造成水的表面張力，可使肺泡癟塌。肺泡中存在一種表面活性蛋白破壞水的表面張力，使肺泡脹開(kāi)。27第二十七頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二（2）氨基酸氨基酸具有α碳α碳上同時(shí)連有一個(gè)氨基和羧基大多數(shù)構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸具有光學(xué)異構(gòu)體，均為L(zhǎng)型

28第二十八頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二各種氨基酸的區(qū)別在側(cè)鏈基團(tuán)—R29第二十九頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二氨基酸名稱英文縮寫(xiě)簡(jiǎn)寫(xiě)氨基酸名稱英文縮寫(xiě)簡(jiǎn)寫(xiě)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參與蛋白合成的只有20種天然氨基酸30第三十頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二氨基酸的功能（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）31第三十一頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二（3）單糖多羥基醛或多羥基酮稱為糖。32第三十二頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二葡萄糖結(jié)構(gòu)式天然單糖大多數(shù)是D-型糖吡喃型C1上羥基位置不同出現(xiàn)α-，β-兩種構(gòu)型33第三十三頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二吡喃型葡萄糖的立體構(gòu)象34第三十四頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二單糖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生物功能結(jié)構(gòu)特點(diǎn)A、有同分異構(gòu)體B、天然單糖大多數(shù)是D-型糖C、在水溶液中五碳糖和六碳糖多成環(huán)狀的吡喃型生物功能A、作為多糖的組成元件B、作為能量分子C、組成寡糖參與細(xì)胞信號(hào)傳遞35第三十五頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二（4）核苷酸核苷酸分子由三個(gè)部分組成：堿基、五碳糖和磷酸堿基—糖之間是β—糖苷鍵；糖—磷酸之間是磷酸酯鍵

36第三十六頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二堿基腺嘌呤A尿嘧啶U胞嘧啶C鳥(niǎo)嘌呤G胸腺嘧啶T37第三十七頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二

DNA水解液中RNA水解液中腺脫氧核苷酸（dAMP）腺苷酸（AMP）鳥(niǎo)脫氧核苷酸（dGMP）鳥(niǎo)苷酸（GMP）胞脫氧核苷酸（dCMP）胞苷酸（CMP）胸腺脫氧核苷酸（dTMP）尿苷酸（UMP）另外還有一些重要的具有生物活性的核苷酸參加大分子核酸組成的只有8種核苷酸38第三十八頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二

ATP參與能量代謝cAMP和cGMP參與細(xì)胞信號(hào)傳遞39第三十九頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二（5）脂類脂類：生物體內(nèi)不溶于水而溶于有機(jī)溶劑的各種小分子。脂類種類很多，分子結(jié)構(gòu)相差較大

A、中性脂肪或油：甘油三脂

B、類脂：磷脂、鞘脂和固醇40第四十頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二甘油三酯分子結(jié)構(gòu)41第四十一頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二磷脂分子結(jié)構(gòu)42第四十二頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二（1）

磷脂分子可以看成是一個(gè)極性頭，兩條非極性尾巴。（2）

鞘脂分子和磷脂不同。但總體看來(lái)，也可看成一個(gè)極性頭，兩條非極性尾巴。43第四十三頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二磷脂和細(xì)胞膜44第四十四頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二（1）固醇類的內(nèi)核由4個(gè)環(huán)組成（2）一些人體重要維生素和激素是固醇（3）膽固醇是細(xì)胞的必要成份（4）血清中的膽固醇太多會(huì)促使形成動(dòng)脈硬化和心腦血管疾病45第四十五頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二（6）維生素維生素A（視黃醇）維生素C（抗壞血酸）維生素E維生素K（血凝維生素）46第四十六頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.3生物大分子的形成

生物大分子主要有三大類：蛋白質(zhì)核酸多糖它們都是由生物小分子單體通過(guò)特有的共價(jià)鍵聯(lián)結(jié)而成。47第四十七頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二（1）氨基酸通過(guò)肽鍵聯(lián)成肽鏈根據(jù)肽鏈的長(zhǎng)短可分為寡肽、多肽和蛋白質(zhì)48第四十八頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二肽鏈的兩端具有不同結(jié)構(gòu)和性質(zhì)——氨基端和羧基端49第四十九頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二（2）單糖通過(guò)糖苷鍵聯(lián)成多糖鏈50第五十頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二糖苷鍵不同導(dǎo)致多糖的立體結(jié)構(gòu)差異51第五十一頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二多糖鏈的兩端具有不同結(jié)構(gòu)和性質(zhì)——還原端和非還原端52第五十二頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二（3）核苷酸通過(guò)磷酸二酯鍵聯(lián)成核酸53第五十三頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二DNA

和RNA在組成成份上有差別DNA

RNA

脫氧核糖核糖有胸腺嘧啶有尿嘧啶無(wú)尿嘧啶無(wú)胸腺嘧啶54第五十四頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二5‘--末端3‘--末端DNA具有方向性磷酸基糖基氫鍵堿基55第五十五頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.4生物大分子的高級(jí)結(jié)構(gòu)由生物小分子到生物大分子，分子增大，出現(xiàn)新的性質(zhì)。其中最主要的特點(diǎn)是：生物大分子有獨(dú)特的立體結(jié)構(gòu)、空間構(gòu)型和分子整體形狀。56第五十六頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二一級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)α－螺旋β－折疊

蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)57第五十七頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二（1）蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)是指肽鏈中氨基酸的排列順序58第五十八頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二鄰近幾個(gè)氨基酸殘基形成的一定的結(jié)構(gòu)形狀包括：

α—螺旋

β—折疊

β—轉(zhuǎn)角 無(wú)規(guī)卷曲 無(wú)序結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)59第五十九頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二平行β

-折疊反平行β

-折疊α-螺旋60第六十頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)整條肽鏈盤繞折疊形成一定的空間結(jié)構(gòu)形狀。如:纖維蛋白和球狀蛋白。61第六十一頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二蛋白質(zhì)的四級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)是各條肽鏈之間的位置和結(jié)構(gòu)，只存在于由兩條肽鏈以上組成的蛋白質(zhì)。62第六十二頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二 1953年，Watson&Crick提出的模型

（2）核酸的高級(jí)結(jié)構(gòu)63第六十三頁(yè)，共七十一頁(yè)，編輯于2023年，星期二DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)（1）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。（2）兩條鏈的堿基都位于中間，堿基平面與螺旋軸垂直。（3）兩條鏈對(duì)應(yīng)堿基呈配對(duì)關(guān)系：A＝T；G≡C（4）螺旋直徑2nm，螺距3.4nm，每一螺距中含10bp。DNA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。64第六