生命的物质基础.ppt

PANBIN 第一部分生命的物质基础 PANBIN 生命的物质基础是什么 正确的回答应该是 组成生物体的化学元素和化合物大体相同组成生物体的化学元素和化合物有哪些 CHONPSKCaMgFeMnBZnCuMoCl PANBIN 大量与微量元素 大量元素 通常指生物有机体中含量大于0 01 的化学元素 有C H O N P S K Ca Mg微量元素 通常指生物有机体中含量小于0 01 但生命活动不可缺少的化学元素 有Fe Mn Zn Cu B Cl Mo PANBIN 第一节组成生物体的化学元素 种类 常见的主要有20多种数量 分类最基本元素C最多4种元素C H O N主要元素C H O N P S占细胞总量的97 的元素CHONPS占质量分数最大的元素O 鲜重C 干重作用 组成多种化合物 影响生命活动Fe Ca Zn B Mg PANBIN 生物界和非生物界的统一性和差异性 统一性没有一种元素是生物界所特有差异性含量差别很大 PANBIN 第二节组成生物体的化合物 化学元素化合物细胞原生质 细胞中的生命物质 细胞膜 细胞质 细胞核等 分化 一个动物细胞就是一小团原生质 一个植物细胞是一层细胞壁包裹一小团原生质 PANBIN 构成细胞的化合物的分类 无机化合物有机化合物 各种化合物在细胞中的含量 占细胞鲜重最多的是O 占细胞鲜重第二的是C 占细胞干重最多的是C 占细胞干重第二的是O PANBIN 一 水 PANBIN 生命起源于35亿年的原始海洋 水是生命之源 PANBIN 不同种类生物 水的含量不同 PANBIN 不同组织 器官 含水量不同 代谢旺盛的组织 器官含水量多代谢缓慢的组织 器官含水量少 PANBIN 1 水分子的特性 1 水是极性分子 PANBIN 2 易形成氢键 由于内聚力 水可以在根 茎 叶的导管中形成连续的水柱 从而可从根部一直上升到参天大树的树梢 由于较高的表面张力 所以水蝇等昆虫能在水面上行走 由于氢键使水有了较强的内聚力和表面张力 PANBIN 2 水分子的存在形式 自由水结合水 PANBIN 1 水分子的存在形式 结合水 水分子与其他物质相结合 占细胞全部水的4 5 自由水 水分子以游离的形式存在 可以自由流动 蛋白质 淀粉 纤维素 脂肪 作用 细胞结构的重要组成成分 作用 良好溶剂 运输作用 运输营养物质 代谢废物 参与反应 光合作用 呼吸作用等 PANBIN 水分的运输作用 PANBIN 2 水的存在状态与代谢强度 自由水 参与代谢 光合 呼吸 物质运输 含量越高 代谢越旺盛 结合水 不参与代谢 可降低代谢强度 增强抵抗不良环境的能力 自由水 结合水 越高 代谢越强 越低 代谢越低 抗逆性强 PANBIN 3 水的比热为1 1g水上升1 需4 184J热 而1g空气上升1 只需1 046J就行了 水能在温度升高时吸收较多热量 使细胞的温度和代谢速率得以保持稳定 水的蒸发热也较高 在100度时 1g液态水变为气态 蒸汽 需要2259 36J 如我们夏天出汗 汗水蒸发吸热多 有利于维持体温 植物在高温的夏季仍能保持低体温 就是由于水分大量蒸发之故 PANBIN 4 固态水 冰 比液态水的密度低 如果冰的密度大 沉入水底 上面的水又层层结冰而下沉 水生生物将无存身之处 冰浮在表面 正好成为一绝缘层 使下面的水保持在冰点以上 水生生物可生活于其中 此外 结冰时散热 冰融时吸热 这一过程有缓冲水温变化的作用 也有利于生物的生存 PANBIN 二 无机盐 含量存在状态 离子态 化合物形式作用 组成复杂化合物 维持生物体正常生命活动 维持酸碱平衡 离子平衡 渗透压平衡 PANBIN 二 无机盐 作用 1 某些复杂化合物的组成成分 Fe2 与血红蛋白 叶绿素a PANBIN 2 维持生物体的生命活动 柠檬酸钠或草酸钠 抗凝剂 Ca B K PANBIN 3 维持细胞的渗透压和酸碱平衡 PANBIN 三 糖类 糖类是细胞中重要的一类有机化合物 糖分子含C H O3种元素 三者的比例一般为1 2 1 如葡萄糖为C6H1206 故称为碳水化合物 但也有例外 如 鼠李糖 C6H12O5 脱氧核糖 C5H10O4 糖类包括单糖 双糖和多糖三类 PANBIN 根据碳原子的个数 分为丙糖 丁糖 4碳 戊糖 5碳 和己糖 6碳 等 1 单糖 不能被水解的最简单的糖 水解 AB H2O A B PANBIN 戊糖 五碳糖核糖 RNA的组成成分 主要存在于细胞质中 脱氧核糖 DNA的组成成分 主要存在于细胞核中 几种重要的单糖 PANBIN 己糖 六碳糖是最常见的单糖例如 葡萄糖 光合产物 重要能源物质 果糖半乳糖一切六碳糖的分子式都是C6H12O6 但结构式各有不同 所以它们彼此都是同分异构体 PANBIN 植物 蔗糖和麦芽糖 动物 乳糖 1 二糖 水解后的生成两分子单糖的糖 1麦芽糖 2葡萄糖 1蔗糖 1葡萄糖 1果糖 1乳糖 1葡萄糖 1半乳糖 1纤维二糖 2葡萄糖 PANBIN 植物 纤维素和淀粉 动物 糖元 3 多糖 水解后的生成多分子单糖的糖 多糖 自然界数量最大的糖类 多糖分子都是由多个葡萄糖分子脱水缩合而成的分支或不分支的长链分子 PANBIN 1 淀粉 淀粉是植物细胞中重要的储存能量的物质 淀粉分子的通式为 C6H1005 n n为葡萄糖分子的数目 从数百至数千不等 根据链的分支与否 可将淀粉分为直链淀粉和支链淀粉2种 PANBIN 直链淀粉不分支 通常卷曲成螺旋形 直链淀粉遇碘变为深蓝色 PANBIN 支链淀粉具分支 支链淀粉遇碘变为紫红色 PANBIN 淀粉水解 先成为麦芽糖 后成葡萄糖 一般的淀粉中都含有直链和支链2种分子 如马铃薯淀粉中22 是直链的 78 是支链的 但也有只含一种分子的 如豆类种子全为直链淀粉 糯米淀粉全为支链淀粉 PANBIN 2 纤维素 地球上数量最大的有机物是糖类 而糖类中又以纤维素比例最大 约占植物界碳素总量的50 以上 植物细胞壁的主要成分是纤维素 纤维素分子呈不分支长链 1 4糖苷键 PANBIN 纤维素水解需要纤维素酶 人没有纤维素酶 不能消化纤维素 但食物中纤维素成分能刺激肠道蠕动 减少直肠癌 糖尿病等的发生 膳食纤维 第七营养物质 纤维素水解时产生纤维二糖 再进一步水解而成葡萄糖 PANBIN PANBIN 糖元遇碘变为红褐色 3 糖元 糖元是动物细胞中贮存的多糖 又称动物淀粉 糖元也是由葡萄糖1 4 糖苷键连接而成的 但糖元的分支比支链淀粉多 肝脏 肝糖元 维持血糖浓度 肌肉 肌糖元 供给肌肉能量 PANBIN 壳多糖 几丁质 比较坚硬 存在于甲壳动物等生物体的多糖 PANBIN 糖类的作用 1 是细胞的主要能源物质 2 是生物体的重要成分 3 构成细胞膜上糖蛋白 是细胞识别和信息传递等功能的参与者 PANBIN 三 脂质 脂类 脂质都不溶于水 但都能溶于非极性溶剂 如乙醚 氯仿和苯中 脂质的主要组成元素是C H O 有的脂质还含有P和N 1 脂肪 储能脂质 2 类脂 结构脂质 含N P 3 固醇 功能脂质 PANBIN 1 脂肪 元素组成 C H O 动物脂肪植物脂肪 结构 甘油 醇 和脂肪酸结合而成的酯 甘油三酯 PANBIN 脂肪酸分饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸两类 饱和脂肪酸的C和C之间没有双键 需较多热能才能散开 熔点高 室温下为固态 不饱和脂肪酸的C和C之间至少有一个双键 熔点低 室温下为液态 PANBIN 动物脂肪含较多的饱和脂肪酸 在室温下为固态 植物油中含大量油酸和亚油酸 在室温下为液态 对于哺乳动物和人而言 亚油酸和亚麻酸不能自已合成 只能从外界摄取 称为必需脂肪酸 PANBIN 脂肪的作用 生物体内储存能量的物质 减少身体热量散失 维持体温恒定 减少内部器官间磨擦和缓冲外界压力 PANBIN 脂肪的氧化供能特点 脂肪中H O大于2 不同于糖类 所以脂肪燃烧需氧多 释放能量多 产生水多 PANBIN 2 类脂 主要指磷脂 构成细胞的各种膜 与脂肪不同之处在于 甘油的一个羟基不是和脂肪酸而是和磷酸结合成酯 PANBIN PANBIN 在脑 卵及大豆中含量较高 卵磷脂脑磷脂 元素组成 C H O N P PANBIN 3 固醇类 这是一类具有芳