生命科学_第一章_组成生物体的大、小分子.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一章 组成生物体的大、小分子,教学目的与要求：,了解构成细胞的生物元素，了解生物小分子、生物大分子的结构、种类，掌握其生物学功能。,教学重点与难点,:,生物小分子和生物大分子的生物学功能。,细胞的组成,元素,、,生物小分子,、,生物大分子,DNA,的半保留复制,生命活动,能量消耗,/KJ.h,-1,散步,661.51967.15,游泳,2239.94,进食,117.23,舞蹈,845.732507.89,慢跑,3621.58,从,CO,2,合成葡萄糖,需要能量,从,葡萄糖合成淀粉,需要能量,从,氨基酸合成蛋白,需要能量,胞外物质进入细胞,需要能量,生命活动需要的能量,1.,元素组成,常量元素，至少占体重的,1/10000,C,、,H,、,O,、,N,含量最高，组成蛋白质、核酸、糖等生物大分子和生物小分子的组成，占体重的,90%,P,、,S,核酸和蛋白质的重要成分。,热点浅说,Ca,Na,、,K,、,Cl,维持生物体的水盐平衡（大汗之后补盐），神经细胞信息传递中起重要作用,Mg,微量元素，一般在,1/,万到,1/10,亿,Fe,Zn,、,Se,I,，,甲状腺素的必要成分。地方性甲状腺肿,大脖子病,Zn,酶的,组成成分，谷物碾磨精细丢失较多。动物性食物含量丰富。,儿童缺锌生长停止，,成人缺锌味觉下降，食欲不振，伤口愈合慢，机体免疫力下降。,Se,保护细胞膜的完整性，对抗自由基的破坏。营养学研究表明，,Se,和,vE,配合使用增强效果。,几乎每一种微量元素摄入过多都会对人体带来毒害，所以限量使用,Ca,Ca,：,构成骨骼和牙齿的主要成分，并对骨骼和牙齿起支持和保护作用；生物膜的结构成分；参与体液调节和神经调节。,食物来源：奶及奶类制品最好（含量丰富、吸收率高）,影响因素：,维生素,D,促进小肠黏膜,对,Ca,的吸收。（晒太阳促进维生素,D,的形成，注射,vD,）,Lys,、,Arg,、,乳糖可与,Ca,形成复合物，利于吸收；,菠菜中的草酸与,Ca,形成沉淀，不利于吸收。,缺乏症：生长发育迟缓，佝偻病。,Mg,Mg,：,构成酶的成分，参与数百种生化反应。是心血管系统的保护因子（研究发现，死于心肌梗塞者的心肌,Mg,含量低于正常水平，软水地区心血管发病率高。因为水中,Mg,含量低，）,食物来源：广泛存在于食物中。某些食物加工过细会造成丢失。,缺乏病：心肌梗塞,我国学者发现,Mg,缺乏可能是克山病（地方性心脏病）的病因之一。,Fe,血红蛋白、肌红蛋白的组成成分。,食物来源：,动物食品中的肝、瘦肉；,豆类食品；,蔬菜中的油菜、芹菜和韭菜。,影响因素：饮茶、咖啡对铁的吸收起抑制作用。,缺乏症：缺铁性贫血。,2.,生物小分子,水,:,极性,氢键,内聚力和表面张力大，附着力；,高比热高蒸发热；,固态水比液态水的密度低；,最好的溶剂。,氨基酸,单糖,核苷酸,脂类,维生素,氨基酸,氨基酸,化学结构特征相近的一类生物小分子,种类：最重要的,20,种,天然蛋白质合成原料。蛋白质的结构单体。,组成蛋白质的,20,种氨基酸：,Gly,甘、,Ala,丙、,Val,缬、,Ile,异亮、,Leu,亮、,Pro,脯、,Trp,色、,Phe,苯丙、,Tyr,酪、,Ser,丝、,Thr,苏、,Met,甲硫、,Cys,半胱、,Asn,天冬酰胺、,Asp,天冬,、,Glu,谷、,Gln,谷胺酰胺,、,Arg,精、,Lys,赖、,His,组,(,婴儿,),。,人体必需氨基酸：“一家写两叁本书来”,Ile,、,Met,、,Val,、,Leu,、,Trp,、,Phe,、,Thr,、,Lys,。,食物来源：大豆蛋白中,Phe,、,Leu,、,Lys,含量高,猪肉蛋白,中,Leu,、,Lys,、,Phe,含量高,全鸡蛋蛋白中,Lys,、,Phe,含量高,谷类蛋白中，尤其是玉米粉的蛋白质,Lys,含量低。,全鸡蛋蛋白和人乳蛋白中氨基酸模式最接近理想模式,成人每日必需氨基酸需要量模式。,缺乏症：氨基酸为蛋白质的合成原料，缺乏容易浮肿。补充氨基酸为“大输液”,生产：,通过微生物发酵生产。,Glu,（,味精,Glu,的,Na,盐）,从毛发中提取,Cys,作为饲料添加剂。,单糖,单糖,化学结构相似而划分在一起的一类生物小分子,六碳糖,葡萄糖：组成多糖的单体、生物体内重要的能源物质。氧化葡萄糖产生生命活动所需的能量,呼吸作用；输液用葡萄糖；工业中从淀粉中提取葡萄糖,果糖：果糖浆具有保健作用，高果糖浆（甜度高，保健）作甜味剂使用。禁用糖精。,五碳糖,核糖：核酸的组成成分。,核苷酸,核苷酸,根据结构相似归为一类的生物小分子。,结构,：碱基（,A,、,T,、,G,、,C,、,U,）,+,核糖（脱氧核糖）,+,磷酸,功能：提供能量，高能化合物,ATP,、,GTP,、,CTP,、,UTP,ATP,生物体中通用的能量货币,核苷酸的结构,水解 磷酸基团 脱氧核糖（,DNA,中）,核酸,单核苷酸,戊核糖,核糖（,RNA,中）,核苷,T,A DNA,中,碱基,G,C RNA,中,U,脂类,脂类,溶解性质相似归为一类，大多含有长链脂肪酸,油和脂：油常温下呈液态（植物油，豆油、花生油）；脂常温下呈固态（动物油，猪油、牛油）。都含有不饱和脂肪酸,易吸收、对高血压患者有保健作用。,DHA(,二十二碳六烯酸,),、,DPA,（,二十二碳五烯酸,）、,EPA,（,二十碳五烯酸）,植物油,。,必需脂肪酸：亚油酸和亚麻酸。在此基础上可以合成其他两个以双键的不饱和脂肪酸。,必需脂肪酸与血脂的关系,：,最近发现，多不饱和脂肪酸具有明显降低血脂的效果。这些脂肪酸主要来源于各种鱼类的油，尤其深海鱼体内的油。,吃,植物油的四个误区,橄榄油最贵，营养价值也最高,提炼难，价值高，富含维生素和不饱和脂肪酸，软化血管，但营养不全面，需轮换食用,精炼才是植物油质量的保证,精炼可去除杂质，但也破坏维生素,永远告别动物油,动物油富含饱和植物油，导致冠心病，但也富含脂蛋白和多烯酸，对改善颅内动脉营养、抗高血压和预防中风有积极作用，混吃,植物油：动物油,10,：,7,不含胆固醇的油是好油,植物油中胆固醇含量低,10,25,倍，胆固醇在动物体内十分重要。,磷脂和鞘脂：生物膜的主要成分。,萜类：维生素,A,、,维生素,E,、,维生素,K,等；具特殊气味的植物油柠檬油、薄荷油。,固醇类：性激素、胆汁酸、皮质激素,心血管病除与遗传有关外，还与饮食中的脂肪因素有关。胆固醇升高造成动脉粥样硬化病、冠状动脉心脏病。,血中胆固醇主要由高密度脂蛋白运入肝脏进行代谢，必需脂肪酸可促进机体合成高密度脂蛋白，防止胆固醇在血管壁沉积。,饮食中必需脂肪酸缺乏或不足、而饱和脂肪酸摄取过多，血中的胆固醇与饱和脂肪酸结合，可能在血管壁沉积，发展成动脉粥样硬化。,维生素,维生素的发现来源于医药实践和科学试验。,孙思邈指出用动物肝防治夜盲症,，,用谷皮汤防治脚气病,。,1886,年，荷兰医生艾克曼研究亚洲流行的脚气病，企图找到病菌，但未成功。,1890,年发现，在他的试验鸡群中爆发的多发性神经炎与脚气病极为相似。,1897,年，终于证明该病是由于用白米喂养而引起的，将丢弃的米糠放回饲料中就可治愈。因此认为米糠中含有一种保护因子。,后来，格赖思证明米糠中含有一种营养因素，并首先提出营养缺乏症的概念。,日本海军于,1878-1882,年爆发脚气病，用大麦代替精米后，脚气病得到控制。,1906,年，证明正常膳食中除蛋白质、脂肪、糖类和矿质外，还有必需的食物辅助因子,维生素。,维生素,A,：,转化视黄醇，在视觉中起作用。缺乏,夜盲症。胡萝卜、鱼肝中含量丰富。不能过多使用，易造成厌食、过度兴奋、肢端动作受限、头发稀疏、皮肤瘙痒。,维生素,B,：,合成叶酸（构成酶的成分）。脚气病,维生素,C,：,抗坏血酸。坏血病，表现为毛细血管脆弱、皮肤出现小血斑、牙龈发炎出血、牙齿松动。具较强的还原能力，在体内起抗氧化和消除自由基的作用。,维生素,D,：,促进骨骼对钙的吸收和沉积。佝偻病和成人骨质软化症。人体皮肤含有维生素,D,原，经紫外线照射激活为维生素,D,。,鸡蛋、猪肝。,维生素,E,：,具有较强的还原能力，抗氧化及消除自由基。抗衰老用于美容。,维生素,K,：,参加凝血过程，血凝维生素。肠道中的大肠杆菌和乳酸菌合成,3,.,生物大分子,三类主要的生物大分子：,蛋白质,、,核酸,、,多糖,。,共同处：,肽链、核甘酸链、糖链都有方向性。,蛋白质、核酸、多糖都有高级结构，结构决定生理功能。,三种可以结合形成大分子复合物：糖蛋白、核蛋白。,蛋白质,结构,：,一级结构，氨基酸顺序，线型结构。可以有多条肽链。,二级结构，,-,螺旋,、,-,折叠、,-,转角,三级结构，紧密构象,，,结构,域,。,四级结构，特定格局使整个蛋白分子有特定的形状,。,烫发的生化原理：湿热和还原剂的作用使各圈间的氢键、二硫键和相临,-,螺旋间的二硫键打开（头发伸长,2,倍），氧化剂使卷发后相临位置建立新的二硫键，冷却多肽链回到原,-,螺旋，但新的二硫键使,-,螺旋发生扭曲。从而以所希望的形式卷曲。,功能,酶,结构成分,储藏氨基酸，鸡蛋中的卵清蛋白、乳中酪蛋白、小麦中的麦醇溶蛋白。,运输功能，血红蛋白、血蓝蛋白、脂蛋白。,激素，胰岛素,免疫功能，免疫球蛋白、抗体。,接受或传递信息，视网膜上的视色素、味蕾上的味觉蛋白。,调节或控制细胞生长、分化、遗传信息的表达,蛋白质的变性,天然蛋白质受到某些物理因素如热、紫外线照射、高压或化学因素影响时，生物活性丧失，物化性质改变，这种过程成为变性作用,例如，煮鸡蛋，结构松散，易为蛋白酶分解。,熟食易于消化的原理。,核酸,DNA,分子的结构,一级结构,双螺旋模型,：有两条反向平行的多核甘酸链组成的双螺旋,DNA,的功能,DNA,是遗传物质，是遗传信息的载体。,在生活细胞中，贮存在,DNA,分子上的遗传信息在,RNA,的帮助下，表达成为一个个蛋白质。,DNA,在代谢上稳定，不受营养条件、年龄等因素的影响。,RNA,分子的结构和功能,单链，局部可配对形成双链。,mRNA,，,信使,RNA,、,携带有遗传密码,tRNA,，,转运,RNA,，,转运氨基酸,rRNA,，,核糖体,RNA,，,核糖体的组成成分,多糖,碳水化合物,双糖：两个分子的单糖结合在一起,蔗糖，,G+F,日常用甜味剂。糖尿病患者食用无糖食品，例如非热源性甜味剂，山梨醇（甜度低）、糖精（使用已久，可能治癌）、阿斯巴甜（两种天然氨基酸，安全）,乳糖，母乳中的主要成分。葡萄糖,+,半乳糖。半乳糖血症,麦芽糖，淀粉水解生产麦芽糖。咀嚼馒头发甜。,多糖：淀粉、纤维素、果胶等,多糖的功能,能量储备，植物的种子、块根、块茎中淀粉的储备，供种子发芽或幼体生长。,支持骨架，植物细胞壁中的纤维素。,保健功能，有较强激活免疫系统的功能。枸杞多糖、当归多糖、香菇多糖、灵芝多糖。,三联体密码,子,有丝分裂,热点浅说：,1,作为示踪检测手段，用于研究体内代谢,2,作为示踪检测手段，用于疾病诊断,3,射线用于治疗疾病、诱变育种、灭菌,4,通过半衰期计算，确定古生物年龄,