四川省射洪县高中生物 生命的化学基础课件 新人教版必修1.pptVIP

第一篇细胞第二章生命的化学基础 一 原子与分子二 组成细胞的大分子三 糖类四 脂类五 蛋白质六 核酸 一 原子与分子 生命必需的约25种元素主要元素 大量元素 c h o n p s k ca等 占99 35 其中c h o n4种元素占96 其中氧的含量最高原因 o 人体的各种化合物几乎都含氧 且氧是组成水的重要元素 水是人体含量最多的一种化合物 c 机体绝大部分生物大分子都含碳 是最基本人的元 n 部分脂质 蛋白质 核酸 都含氮 且蛋白质是人体内含量最多的有机化合物微量元素含量少于0 01 同位素 质子数与电子数相同 中子数不同的原子 同位素示踪技术及其应用 动物是由于氧气02和氧化糖c6h12o6产生co2和h2o而获得和能量 假设你想知道所产生的co2中的氧是来自于糖还是氧气 请设计一个用18o作为示踪院子的实验来回答你的问题 同位素示踪技术 如何判定一种元素是否为必需元素 判定方法 1 让实验动物摄入缺少某一种元素的膳食 观察是否出现特有的病症 2 向膳食中添加该元素后 实验动物的上述特有病症是否消失 化合物由元素组成 化学键离子键 原子间的电子得失或共用 比如 各种盐类等共价键 生物大分子化学键的主要形式比如氧气 甲烷 氢气 水等 水是细胞中不可缺少的物质 地球上生命起源于水中 陆生生物体内细胞也生活在水环境中 回忆内环境 水的特性 1 水是极性分子 水分子间形成氢键 水占约生物体的70 的重量 2 液体水的水分子具内聚力3 水分子之间的氢键使水能缓和温度的变化冰比水轻 水是极好的溶剂水能电离 充当缓冲剂的作用 二 组成细胞的大分子 2 1 1碳是组成细胞各种大分子的基础碳最外层有4个电子空位 极易形成4个共价键 碳链骨架是许许多多有机化合物的基础 有机化合物概念 含碳的化合物 co co2 碳酸盐等少数简单化合物除外 比如糖 脂质 核酸 蛋白质等性质 取决于功能团 这些功能基团几乎都是极性基团 功能基团的极性使得生物分子具有亲水性 水溶性 有利于这些化合物稳定于有大量水分子存在的细胞中 2 2 2细胞利用少数种类小分子合成多种大分子 小分子大分子复合大分子单糖多糖糖蛋白氨基酸蛋白质糖脂核苷酸核酸脂蛋白脂类 由小分子到大分子 单体合成多聚体小分子合成大分子 脱水聚合 大分子分解多聚体的水解 水解 水解反应是脱水聚合反应的逆反应 具体到每一种反映需要专一酶来催化 2 3糖类 糖分子含c h o3种元素 通常3者的比例为1 2 1 一般化学通式为 ch2o n分类 单糖 双糖和多糖组成多糖的单体是单糖糖的功能 糖是生物代谢反应的重要中间代谢物 还可构成核酸和糖蛋白等重要生物成分 糖又是生命活动的主要能源 重要单糖包括 核糖 脱氧核糖 葡萄糖 果糖 半乳糖 葡萄糖果糖半乳糖 线状结构环状结构 双糖 重要的二糖包括蔗糖 麦芽糖 乳糖等麦芽糖由两分子葡萄糖单体脱水缩合形成蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖缩合形成乳糖由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合而成 2 单糖通过脱水缩合形成糖苷键联成多糖链 蔗糖 葡萄糖果糖脱水缩合形成 重要的多糖有淀粉 糖原 纤维素等 多糖 重要的多糖有淀粉 糖原 纤维素等 多糖 2 4脂类 脂类的组成和功能脂类是指生物体内不溶于水而溶于有机溶剂的各种小分子组成 c h o性质 非极性分子 疏水 即脂不溶于水 而溶于非极性溶剂 作用 1 脂类是生物膜的主要成分 2 生物表面的保护层 蜡 保持体温 3 生物活性物质 性激素 特点 脂肪中有许多碳氢链 所以是含能量较多的分子 1g脂肪氧化时产生的能量大约是1g糖氧化时的2倍 a 三酰甘油 甘油三酯 脂肪是由甘油醇和脂肪酸结合成的酯 磷脂分子结构图 与脂肪不同之处在于甘油的一个羟基不是与脂肪酸结合成酯 而是与磷酸及其衍生物 如磷酸胆碱 结合 脂肪 一份甘油和三分脂肪酸结合形成磷脂 一份甘油与两份脂肪酸和一份磷酸胆碱 1 固醇类的碳链折叠成4个环组成 3个六元环 一个五元环 2 动物雌 雄性激素是类固醇 3 胆固醇是动物细胞膜的重要成分 4 血清中的胆固醇太多会促使形成动脉硬化和心脑血管疾病 类固醇 五 蛋白质 蛋白质为生命活动所必需蛋白质根据功能分类 结构蛋白 毛 发 肌腱 韧带 蚕和蜘蛛的丝收缩蛋白 肌肉的收缩需要收缩蛋白与肌腱共同作用储藏蛋白 卵清蛋白 植物种子的贮藏蛋白防御蛋白 抗体转运蛋白 血红蛋白信号蛋白 激素 胰岛素 等负责细胞间的信号传导酶 生物体内最重要的蛋白质 五 蛋白质 蛋白质是由氨基酸组成的氨基酸是同时具有 氨基和 羧基的小分子参与蛋白合成的共有20种天然氨基酸 其中 有10种是体内无法合成而必须由食物供给的 称必需氨基酸 包括赖氨酸 色氨酸 蛋氨酸 或称甲硫氨酸 苯丙氨酸 亮氨酸 异亮氨酸 苏氨酸 又称羟丁氨酸 缬氨酸 精氨酸 组氨酸 仅小儿时期必需 笨蛋来宿舍晾一晾鞋 必需氨基酸供应不足时 人体不能合成新生和修补机体组织所需的蛋白质 只能降解人体蛋白以供临时需要 从而导致体重减轻和蛋白质营养不良 肽链的两端具有不同结构和性质 氨基端和羧基端 1 碳原子 2 具有 氨基和 羧基是各种氨基酸的共性 3 各种氨基酸的区别在侧链基团 r 疏水性氨基酸的结构 亲水性氨基酸的结构 氨基酸通过肽键连接成肽链 一个氨基酸的 氨基与另一个氨基酸的 羧基脱水缩合形成肽键并生成二肽化合物 不同数目的氨基酸以肽键顺序相连形成多肽 多肽形成蛋白质分子的亚单位 寡肽 含有10个左右氨基酸残基 如二肽 五肽 八肽 多肽 含有10 20个氨基酸残基蛋白质 含几十个氨基酸残基注意 肽链有方向性 氨基端 n端 羧基端 c端 1 氨基酸通过肽键联成肽链 蛋白质的结构决定其功能 一级结构 多肽中氨基酸的排列顺序二级结构 一级结构中部分肽链的卷曲 螺旋 或折叠 折叠片 邻近几个氨基酸形成的一定的结构形状 三级结构 一条多肽链总的三维形状 即整条肽链盘绕折叠形成一定的空间结构形状 如纤维蛋白和球状蛋白 四级结构 组成蛋白质的多个肽链 亚基 的空间构象 即各条肽链之间的位置和结构 所以 四级结构只存在于由两条肽链以上组成的蛋白质 肽链的两端具有不同结构和性质 氨基端和羧基端 蛋白质一级结构 肽键 肽链 氨基酸排列顺序等 螺旋 蛋白质二级结构 蛋白质的三级结构 概念 一条多肽链总的三维结构 三维结构大致的说可以是球状 或纤维状 整条肽链盘绕折叠形成一定的空间结构形状 1 三级结构的形成主要是因为多肽链中r基团之间的相互作用 2 有些离子键和氢键也有助于三级结构的维持 蛋白质的四级结构 四级结构是各条肽链之间的位置和结构 只存在于由两条肽链以上组成的蛋白质 一级结构 二级结构 三级结构 四级结构 螺旋 折叠片 蛋白质的各级结构 氨基酸 一级结构 二级结构 三级结构 四级结构 血红蛋白 六 核酸 dna rna都是多聚体 核苷酸分子由三个部分组成 1 碱基 嘧啶 嘌呤2 戊糖 核糖或脱氧核糖3 磷酸脱氧核糖核酸 dna 核酸核糖核酸 rna 核苷酸是由核苷酸单体组成的核酸贮存遗传信息 控制蛋白质的合成 碱基 腺嘌呤a 尿嘧啶u 胞嘧啶c 鸟嘌呤g 胸腺嘧啶t 核苷酸的化学组成 参加大分子核酸组成的共有8种核苷酸dna水解液中rna水解液中腺嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸 核苷酸通过磷酸二酯键联成核酸 糖 磷酸构成螺旋主链 螺旋中的两条链方向相反 即其中一条链的方向为5 3而另一条链的方向3 5 5 末端 3 末端 dna具有方向性 dna双螺旋结构的要点 1dna分子由两条多聚脱氧核糖核苷酸链 简称dna单链 组成 2两条链沿着同一根轴平行盘绕 形成右手双螺旋结构 螺旋中的两条链方向相反 即其中一条链的方向为5 3而另一条链的方向为3 5 3嘌呤碱和嘧啶碱基位于螺旋的内侧 磷酸和脱氧核糖基位于螺旋外侧 碱基环平面与螺旋轴垂直 糖基环平面与碱基环平面成90 角 4螺旋横截面的直径约为2nm 每条链相邻两个碱基平