高中生物 第一册 第2章 生命的物质基础课件 沪科版.ppt

生命的基础 生命的物质基础 生物体生命活动的物质基础是指组成生物体的化学元素和由化学元素构成的化合物 其中最主要的是蛋白质和核酸等大分子物质 化合物又形成了独特的结构 这就是各种生物体 除病毒外 的活动的结构基础 细胞 一 构成生物体的化学元素1 生物体由化学元素构成2 生物体的必需化学元素有20多种 其中 c h o n占73 碳元素是核心元素 生命元素原因 1 原子小 4个外层电子能形成4个共价键 可与c h o n p和s结合形成许多的有机化合物 2 碳原子彼此连接形成链或环 构成生物大分子的碳链骨架 3 生物氧化过程中碳化合物的共价键段裂释放大量的能量 生成co2 4 通过测定14c 12c比率可以确认生物死亡的年代 3 生物体中的重要有机化合物的主要元素组成分别为 糖类 脂肪 c h o 蛋白质 c h o n s核酸 类脂 固醇 磷脂等 c h o n p综上 c h o n p s为组成生物体的主要元素 约占生物体元素组成的97 4 生物界与非生物界在化学元素上的统一和差异性统一性 组成生物体的二十多种化学元素在无机自然界都能找到 无一特殊 这反映了生命起源于非生命物质差异性 生物体中生命元素的含量和非生物界有很大的差异 这决定了生物界与非生物界的差异性 二 构成生物体的化合物 一 无机物 h2o1 组成元素 h o2 含量 约占生物体内鲜重含量的65 90 含量最多 3 存在形式 结合水和自由水结合水 在细胞中与其他物质结合在一起 不能流动 只能组成细胞结构 而不能作为溶剂 也不能直接参与反应 自由水 在细胞中以游离形式存在 可以流动 是良好的溶剂 可以参与反应 4 功能结合水 细胞结构的组成成分 它不参与代谢 但却是正常代谢的前提 自由水 1 良好的溶剂2 一切化学反应都是在水溶液中进行的3 运输营养物质和代谢废物4 参与许多化学反应 光合作用 呼吸作用 水解反应等 注 自由水和结合水的含量是相对的 能够随着生物体进行新陈代谢活动的进行而相互转化 代谢旺盛时 结合水 自由水 反之 自由水 结合水 一 无机物 无机盐1 含量 占生物体干重2 5 鲜重1 1 5 2 存在形式 通常以 离子 状态存在 如 等 3 生理功能1 细胞的重要组成成分 生物体的结构成分 如 po43 是磷脂 膜 和核酸 遗传物质 的主要成分fe2 是血红蛋白的成分 mg2 是叶绿素的主要成分 ca2 是牙齿和骨骼的主要成分等 2 参与调节生物体内渗透压和酸碱度渗透压可分为 晶体渗透压 90 和胶体渗透压 10 人体内酸碱度 与缓冲物质有关 人体内3 维持生物体的生命活动 构成酶 激素等不可缺少的如 mg2 是atp酶的激活剂 i是构成甲状腺激素的元素zn2 是许多酶的激活剂 hcl可以激活胃蛋白酶4 无机盐进出细胞的方式 主要是 主动转运 二 有机物构成生物体的有机物 主要包括 糖类 脂类 蛋白质和核酸 其中最主要的是蛋白质和核酸 糖类 单糖 双糖和多糖1 组成元素 c h o2 种类 分布及生理功能单糖 双糖和多糖 还原性糖 葡萄糖 果糖 麦芽糖淀粉遇i2变蓝 1 鉴定是否有淀粉生成 2 淀粉是否消失 麦芽糖分子结构图 多糖分子结构图 葡萄糖分子结构图 单糖 双糖 多糖 脂类1 含量 1 2 2 组成元素 主要是c h o 还有n p3 种类与功能 1 脂肪也叫中性脂 一个脂肪分子由一个甘油分子三个羟基分别与三个脂肪酸的末端羟基脱水连成酯键形成的 脂肪是动植物体内的贮能物质 当动物体内主要能源物质过剩时 葡萄糖 糖原 脂肪 肝脏 植物体内也可转变为脂肪 但主要转变为淀粉 2 类脂除包括醇和脂肪酸外 还包括磷酸 糖类等非脂性成分 3 固醇时含有四个碳环和一个羟基的烃类衍生物 有的固醇类化合物在紫外线作用下会转变为维生素d 脂肪 类脂 固醇类 1 储存能量 氧化分解释放能量 是主要的储能物质 2 减少热量散失 维持体温恒定 3 减少摩擦 缓冲压力等 是构成细胞膜 细胞器 线粒体 叶绿体 内质网 高尔基体等 核膜等膜结构的重要成分 动物的重要成分 代谢失调会引起心血管方面疾病 促进性器官的发育和两性生殖细胞的形成 激发并维持雌雄性动物的第二特征出现 控制糖类和无机盐的代谢 增强机体防御能力 促进人体对钙 磷的吸收和利用 磷脂 糖脂 胆固醇 性激素 肾上腺皮质激素 维生素d 对调节人体和动物的生长 发育以及代谢起着重要作用 有机物 蛋白质1 蛋白质的基本组成单位是 氨基酸2 构成元素 c h o n s 微量的p fe cu mn i zn等元素 氨基酸1 构成天然蛋白质的氨基酸约有20种2 结构通式 氨基酸结构简式 不变区 中心碳直接连 h nh2 cooh 判断是否是氨基酸 至少含有1个氨基和1个羧基可变区 即 r基团 决定氨基酸的种类结构简式 c2h4o2n r 74 x 3 化学性质 nh2呈碱性 cooh呈酸性 因而它是一种 两性化合物 当r基上有 nh2 则为碱性氨基酸 带正电 精氨酸 赖氨酸 当r基上有 cooh 则为酸性氨基酸 带负电 天冬氨酸 谷氨酸 蛋白质的分子结构及性质1 化学结构 肽链的首尾端游离的 nh2 cooh 一条肽链至少各有一个 nh2 cooh 所以如有n条肽链 至少含有n个 nh2 n个 cooh 若多于n个 是因为 一条肽链上 n的含量至少含 n x 而o的含量至少 n 1 2x 与中心碳直接相连的 nh2和 cooh之间脱水 形成 氨基酸脱水缩合形成多肽链 n个氨基酸形成一条肽链 其肽键数目 脱去水分子数 n 1n个氨基酸形成m条肽链的情况 其肽键数目 脱去水分子数目 n m如果20种氨基酸的平均相对分子量为a 某个蛋白质分子是由n个氨基酸组成的 共有x条肽链 则这个蛋白质分子的相对分子量为 析 n个氨基酸的相对分子量之和减去失去水分子的相对分子量之和 蛋白质相对分子量 an n x 18 1 空间结构 指肽链经过螺旋 折叠 缠绕形成具有一定空间构造的pr分子 而空间构造取决于 一级结构 即肽链本身的氨基酸排列顺序 2 pr分子的多样性 4个方面一级结构 氨基酸的种类 数目和排列顺序 二级结构三级结构 肽链内部以 氢键 或 二硫键 进一步弯曲 螺旋 四级结构 多条肽链之间聚合成更复杂的构象 如血红蛋白有四条肽链 2 蛋白状的空间结构 原料 半成品 成品 3 蛋白质分子的性质 也是两性化合物 一端 nh3 一端 coo 空间结构很不稳定 相对于一级结构而言 易受环境影响如 尿素 鞣酸重金属 汞盐 银盐 铜盐等 中毒 酸碱 乙醇 等有机物 加热 60 射线 紫外线等 其空间结构发生改变或破坏 导致蛋白质变性 使蛋白质生物活性丧失 变性 蛋白质空间结构破坏 从而其溶解度降低 形成沉淀 其一级结构不破坏 即肽链不断开 二硫键也不破坏 凝固 是一种深度变性 如鸡蛋煮熟后 凝集 指血细胞由于某原因相互集合 最终溶血 4 蛋白质分子的功能 性状的体现者 1 是构成细胞和生物体的主要物质2 运输功能3 催化功能4 调节功能5 免疫功能6 能源功能 核酸基本组成单位 核苷酸化学组成 c h o n p分子组成 1磷酸 1五碳糖 1含氮碱基 1 1 1 1 类型 根据五碳糖的不同 核糖核苷酸 脱氧核糖核苷酸 a g c u t 核苷 核苷酸 dna的化学结构 2 腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 脱氧核苷酸的种类 dna的化学结构 1 脱氧核糖 碱基 磷酸 a g c t 基本单位 脱氧核苷酸 核酸 核苷酸通过脱水缩合反应形成的不分支的链状大分子化合物 dna与rna dna rna 脱氧核糖核苷酸damp dtmpdgmp dcmp 核糖核苷酸amp umpgmp cmp 主要存在于细胞核中 线粒体和叶绿体中有少量 主要存在于细胞质中 主要的遗传物质 控制蛋白质的合成 trna 转运工具mrna 传递遗传信息rrna 核糖体的构成成分 通常是 双链 单链 dna的化学结构 3 连接 碱基的结构式 苏氨酸 氨基 羟基丁酸 6 18 半胱氨酸 氨基 巯基丙酸 5 07 酪氨酸 氨基 对羟苯基 丙酸 5 66 天门冬酰胺 氨基丁酰胺酸 5 41 谷氨酰胺 氨基戊酰胺酸 5 65 天门冬氨酸 氨基丁二酸 2 77 谷氨酸 氨基戊二酸 3 22 赖氨酸 二氨基已酸 9 74 组氨酸 氨基