生命的物质组成-专业高中生物基础

1、第一节第一节 生命的物质组成生命的物质组成 生命的物质组成是指生命的物质组成是指组成生物体的组成生物体的化学元素和由这些元素组成的化合物化学元素和由这些元素组成的化合物，其中主要是其中主要是蛋白质、核酸蛋白质、核酸。 生物都是由细胞、组织、器官、系生物都是由细胞、组织、器官、系统几个不同层次的结构组成，有序完成统几个不同层次的结构组成，有序完成生物体的生长、发育、繁殖等生命活动。生物体的生长、发育、繁殖等生命活动。 组成生物体的化学元素组成生物体的化学元素基本有机物分子基本有机物分子（氨基酸、含氮碱、核糖、（氨基酸、含氮碱、核糖、葡萄糖、甘油）葡萄糖、甘油）生物大分子生物大分子（蛋白质、核酸、

2、（蛋白质、核酸、多糖、脂质）多糖、脂质）超分子复合物超分子复合物（生物膜、核蛋白）（生物膜、核蛋白） 细胞器细胞器（细胞核、线粒体、叶绿（细胞核、线粒体、叶绿体、质体等）体、质体等）细胞细胞生物体生物体C、H、O、N、P、S等，约占细胞总量的等，约占细胞总量的97%。水、无机盐水、无机盐、糖类、脂类、糖类、脂类、蛋白质、核酸蛋白质、核酸自由水自由水结合水结合水二者关系：二者关系：可相互转化可相互转化 自由水自由水与代谢密切相关，代谢越旺盛，与代谢密切相关，代谢越旺盛，自由水自由水相对比相对比例越高。例越高。结合水结合水将向将向自由水自由水转化，反之，转化，反之，自由水自由水向向结合水结合水转化

3、。转化。 结合水结合水不参与代谢，主要与不参与代谢，主要与维持细胞的基本活性维持细胞的基本活性有关。有关。失去失去自由水自由水，细胞仍保持活性，只是代谢强度很低；而去，细胞仍保持活性，只是代谢强度很低；而去结合水结合水，细胞不再有活性），细胞不再有活性） 2 2、存在形式：、存在形式：一、一、 无机化合物无机化合物 1 1、水、水最多，没有水就没有生命。最多，没有水就没有生命。 生物体组织结构的重要组成成分生物体组织结构的重要组成成分； （结合水）（结合水） 是多数细胞的生活环境和多数生化反应的介质是多数细胞的生活环境和多数生化反应的介质； 帮助运送营养物质和废物；帮助运送营养物质和废物； 参

4、与细胞代谢反应参与细胞代谢反应 调节体温和保持体温恒定调节体温和保持体温恒定 3 3、生理作用：、生理作用： 自由水自由水3 3、生理作用：、生理作用：缺乏：缺乏：缺铁性贫血缺铁性贫血缺乏：缺乏：骨质疏松、骨质疏松、佝偻病、软骨病佝偻病、软骨病缺缺乏乏：叶片黄化叶片黄化参与组成生物体内的重要化合物参与组成生物体内的重要化合物。如：如：Mg2+是叶绿素分子的必需成分；是叶绿素分子的必需成分；Fe2+是血红蛋白的重要成分；是血红蛋白的重要成分；Ca ( (钙盐钙盐) )是构成骨骼、牙齿的重要成分。是构成骨骼、牙齿的重要成分。 二、无机盐二、无机盐1 1、含量：、含量：很少，约很少，约1%左右左右2

5、 2、存在形式：、存在形式：大多离子状态；大多离子状态； 参与生物体的代谢活动和调节内环境的稳定参与生物体的代谢活动和调节内环境的稳定。维持正常生命活动维持正常生命活动。如血液中如血液中Ca2+过低，导致过低，导致肌肉抽搐肌肉抽搐。维持酸碱平衡维持酸碱平衡。如血液中如血液中HCO3- 等参与组成等参与组成缓冲缓冲系统，维持血液系统，维持血液酸碱度酸碱度的恒定。的恒定。 维持正常渗透压维持正常渗透压。如细胞膜内外的如细胞膜内外的K+、Na+在维持细胞膜生物功能中起重要作用。在维持细胞膜生物功能中起重要作用。4 4、生物体需要、生物体需要适量适量的无机盐的无机盐如如锌（缺乏）：锌（缺乏）：生长发育

6、不良、认知能力缺陷、精神发生长发育不良、认知能力缺陷、精神发 育迟缓、行为障碍育迟缓、行为障碍等等 （过量）：（过量）：贫血、免疫功能低下贫血、免疫功能低下等等 碘（缺乏）：（儿童）碘（缺乏）：（儿童）呆小症呆小症 （过量）：（儿童）（过量）：（儿童）碘中毒碘中毒 三、糖类三、糖类1 1、元素组成：、元素组成：C、H、O 2 2、生理作用：、生理作用：生物体维持生命活动所需能量的主要来源生物体维持生命活动所需能量的主要来源 组成生物体结构的基本原料组成生物体结构的基本原料按组成，可分为按组成，可分为单糖单糖：指不能水解、最简单的糖类。：指不能水解、最简单的糖类。 核糖核糖：构成：构成RNA的重

7、要物质的重要物质 分分 五碳糖五碳糖 存在于存在于动、植物动、植物细胞细胞 脱氧核糖脱氧核糖：构成：构成DNA的重要物质的重要物质 葡萄糖葡萄糖：细胞细胞的的主要能源主要能源物质物质 六碳糖六碳糖 果糖果糖：存在于：存在于植物植物细胞细胞 半乳糖半乳糖：存在于：存在于动物动物细胞细胞 双糖双糖：指由两个单糖经脱水缩合连在一起的糖类：指由两个单糖经脱水缩合连在一起的糖类 蔗糖蔗糖 ：由：由1分子果糖分子果糖和和1分子葡萄糖分子葡萄糖脱水缩合而成脱水缩合而成 存在于存在于植物植物细胞细胞 分分 麦芽糖麦芽糖：由：由2分子葡萄糖分子葡萄糖脱水缩合而成脱水缩合而成 乳糖乳糖 ：由：由1分子半乳糖分子半

8、乳糖和和1分子葡萄糖分子葡萄糖脱水缩合而成。存在于脱水缩合而成。存在于动物动物细胞细胞 多糖多糖：由许多：由许多葡萄糖葡萄糖分子经脱水缩合连在一起形成的结构复杂的糖类分子经脱水缩合连在一起形成的结构复杂的糖类 分分 淀粉淀粉：植物植物细胞糖的储存形式（作用：细胞糖的储存形式（作用：贮存能量贮存能量） 纤维素纤维素 ：植物植物细胞细胞细胞壁细胞壁的组成成分的组成成分 糖原糖原 ：动物动物细胞糖的储存形式，分细胞糖的储存形式，分 肝肝糖原糖原（作用：（作用：贮存能量贮存能量、调节血糖调节血糖） 肌肌糖原糖原（作用：（作用：贮存能量贮存能量）3 3、分类：、分类：按还原性可分为按还原性可分为非还原性

9、糖：非还原性糖：如蔗糖、淀粉、纤维素如蔗糖、淀粉、纤维素还原性糖：还原性糖：如葡萄糖、果糖、麦芽糖、如葡萄糖、果糖、麦芽糖、 乳糖、半乳糖乳糖、半乳糖脂肪脂肪：元素组成：元素组成： 基本成分：基本成分： 作用：作用：磷脂磷脂：元素组成：元素组成： 作用：作用：胆固醇胆固醇：人体所必需。：人体所必需。 作用：作用： 病症：病症： 甘油、脂肪酸甘油、脂肪酸 （饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸）（饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸）C、H、O更好的储能物质更好的储能物质 减少热量散失，维持体温恒定减少热量散失，维持体温恒定（都是（都是C-C） （存在（存在C=C）与葡萄糖、蛋白质相比较，同质量情况下脂肪氧化与葡萄糖、

10、蛋白质相比较，同质量情况下脂肪氧化分解所释放的能量最多。分解所释放的能量最多。C、H、O、N、P构成构成生物膜生物膜的主要成分的主要成分组成组成细胞膜细胞膜结构的重要成分结构的重要成分机体合成某些激素机体合成某些激素（如（如性激素性激素、肾上腺皮肾上腺皮质激素质激素）及及维生素维生素D等物质的原料等物质的原料调节人调节人体生长发育和代谢体生长发育和代谢。如血液胆固醇含量偏高将导致如血液胆固醇含量偏高将导致高胆固醇血症高胆固醇血症，进而引起进而引起心血管心血管疾病，疾病，如如动脉粥样硬化动脉粥样硬化。 四、四、 脂类脂类 五、蛋白质五、蛋白质1 1、主要元素组成：、主要元素组成：C、H、O、N2

11、 2、含量：占细胞、含量：占细胞干重干重50%以上以上 3 3、基本组成单位：、基本组成单位：氨基酸氨基酸 （约有（约有20多种）多种） 非必需氨基酸非必需氨基酸：（：（来源途径）来源途径） a a、食物中摄取、食物中摄取 b b、自身组织蛋白分解、自身组织蛋白分解 c c、体内中间产物转氨基作用形成、体内中间产物转氨基作用形成 必需氨基酸：必需氨基酸：8 8种，分别为苏氨酸、色氨酸、赖氨酸、缬氨酸、苯丙种，分别为苏氨酸、色氨酸、赖氨酸、缬氨酸、苯丙 氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸 （来源途径）（来源途径） a a、食物中摄取、食物中摄取 b b、自身组织蛋白

12、分解、自身组织蛋白分解氨基酸的结构通式：氨基酸的结构通式：氨基酸的结构特点：氨基酸的结构特点：氨基酸的结合方式：氨基酸的结合方式： H H2N C COOH R（氨基）（氨基）（羧基）（羧基）（侧链基团，决定氨基酸的种类）（侧链基团，决定氨基酸的种类）每个氨基酸分子中至少含有一个每个氨基酸分子中至少含有一个氨基和一个羧基，且它们都连接氨基和一个羧基，且它们都连接在同一个碳原子上。在同一个碳原子上。脱水缩合脱水缩合肽键的结构简式：肽键的结构简式：CN O H或或CONH4 4、蛋白质的分子构成：、蛋白质的分子构成： 化学元素化学元素氨基酸氨基酸多肽多肽（C、H、O、N）蛋白质蛋白质 空间结构空间

13、结构多肽与蛋白质的区别：多肽与蛋白质的区别：a、结构上：、结构上：多肽仅是蛋白质的初级结构形式，而蛋多肽仅是蛋白质的初级结构形式，而蛋白质则具有一定的空间结构，比多肽更复杂。白质则具有一定的空间结构，比多肽更复杂。b、功能上：、功能上：多肽往往无生物活性（有些多肽具有活多肽往往无生物活性（有些多肽具有活性），而蛋白质则具有生物活性。性），而蛋白质则具有生物活性。 1 1）多样性多样性直接原因：氨基酸的种类不同直接原因：氨基酸的种类不同 氨基酸的数目不同氨基酸的数目不同 氨基酸的排列顺序不同氨基酸的排列顺序不同 肽链的空间结构不同肽链的空间结构不同根本原因：根本原因：DNA分子的多样性分子的多样

14、性5 5、蛋白质的特性：、蛋白质的特性：结构结构多样性：多样性：细胞膜、细胞质、肌肉、皮肤、毛发等细胞膜、细胞质、肌肉、皮肤、毛发等 机体构造的主要成分机体构造的主要成分形成酶、抗体、激素、血红蛋白等必需形成酶、抗体、激素、血红蛋白等必需 的原料的原料作为能量供机体利用作为能量供机体利用功能功能多样性：多样性：决定决定2)2)特异性特异性：每个特定的蛋白质分子，含有的氨基酸的数目、每个特定的蛋白质分子，含有的氨基酸的数目、 种类、排列顺序以及肽链的空间结构是一定的。种类、排列顺序以及肽链的空间结构是一定的。在分子水平在分子水平上可用于物种区分。上可用于物种区分。意义：决定生物的多样性意义：决定

15、生物的多样性C、H、O、N、P 核苷酸核苷酸（由（由一个磷酸一个磷酸、一个五碳糖一个五碳糖、 一个含氮碱基一个含氮碱基组成）组成） 磷酸磷酸五碳糖五碳糖含氮碱基含氮碱基携带遗传信息，与遗传、变异和蛋白质的携带遗传信息，与遗传、变异和蛋白质的合成有密切关系。合成有密切关系。 1 1、作用：、作用：2 2、元素组成：、元素组成：3 3、基本组成单位：、基本组成单位：4 4、分类：、分类：（按所含（按所含五碳糖五碳糖分）分）六、核酸六、核酸脱氧核糖脱氧核糖核酸（简称核酸（简称DNADNA） 核糖核糖核酸（简称核酸（简称RNARNA） 分布分布基本基本组成组成单位单位 磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖含氮碱基

16、含氮碱基磷酸磷酸核糖核糖含氮碱基含氮碱基腺嘌呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）胞嘧啶（胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T）腺嘌呤（腺嘌呤（A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）胞嘧啶（胞嘧啶（C）尿嘧啶（尿嘧啶（U）主要存在于主要存在于细胞核细胞核内，少内，少量存在于量存在于细胞质细胞质中（如中（如线线粒体粒体、叶绿体叶绿体）主要存在于主要存在于细胞质细胞质中中（如（如核糖体核糖体、线粒体线粒体、叶绿体叶绿体），少量存在于），少量存在于细胞核细胞核内内脱氧核糖脱氧核糖核苷酸核苷酸核糖核糖核苷酸核苷酸【思考】【思考】1 1）只含）只含DNADNA的生物，碱基种类为的生物，碱基种类为 种，脱氧核糖核种，脱氧核

17、糖核苷酸种类为苷酸种类为 种，五碳糖为种，五碳糖为 种。种。 2 2）只含）只含RNARNA的生物，碱基种类为的生物，碱基种类为 种，核糖核苷酸种，核糖核苷酸种类为种类为 种，五碳糖为种，五碳糖为 种。种。 。3 3）含有）含有DNADNA和和RNARNA的生物，碱基种类为的生物，碱基种类为 种，核苷酸种，核苷酸种类为种类为 种，五碳糖为种，五碳糖为 种。种。441441582七、维生素七、维生素1 1、生物、生物生长和代谢生长和代谢所必需。所必需。2 2、微量微量但但高效能高效能。3 3、可溶可溶性性小分子小分子有机物。有机物。 按其溶解特性，分为：按其溶解特性，分为： 脂溶性脂溶性维生素：如维生素：如维生素维生素A、维生素维生素D、维生素维生素E、维生素维生素K 特点特点 溶于脂肪而不溶于水；溶于脂肪而不溶于水； 吸收与脂肪的存在有关，吸收后可在体内储存。吸收与脂肪的存在有关，吸收后可在体内储存。 水溶性水溶性维生素：如维生素：如维生素维生素B1 、维生素维生素B2 、维生素维生素B6 、维生维生 素素B12 、维生素维生素C、维生素维生素PP、叶酸叶酸 特点特点 溶于水而不溶于脂肪；溶于水而不溶于脂肪； 吸收后在体内储存很少，过量的多由尿排出体外。吸收后在体内储存很少，过量的多由尿排出体外