生命的化学组成省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

生命化学组成生命化学组成第1页第2页第3页第4页一、组成生物体化学元素1、种类：常见有20各种，不一样生物元素种类大致相同2、含量：不一样生物同种元素含量不一样，同种生物不一样元素含量不一样。常量元素：含义、种类微量元素：含义、种类第5页3、最基本元素、基本元素、主要元素、大量元素、微量元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl最基本元素基本元素主要元素大量元素微量元素第6页化学元素对生命活动主要性（1）组成细胞糖 类：C、H、O脂 质：C、H、O(N.P)蛋白质：C、H、O、N(P.S)核 酸：C、H、O、N、P第7页2）调整生物体生命活动1、缺B：花而不实。2、缺Fe：缺铁性贫血。植物患黄叶病3、缺Mg：影响叶绿素合成,使叶片失绿黄化。4、缺I：地方性甲状腺肿，俗称大脖子病。5、缺Zn：植物患小叶病；影响人体生长、发育。6、缺硒：易患白内障和近视7、缺钙：幼年患佝偻病，老年人患骨质疏松第8页岩石圈成份%人体成份%（鲜重）氧氧47氢氢63硅硅28氧氧25.5铝铝7.9碳碳9.5铁铁4.5氮氮1.4钙钙3.5钙钙0.31钠钠2.5磷磷0.22钾钾2.5氯氯0.03镁镁2.2锌锌0.06钛钛0.46硫硫0.05氢氢0.22钠钠0.03碳碳0.19镁镁0.01全部其它0.1全部其它0.1第9页生物界与非生物界关系1.统一性统一性2.差异性差异性第10页生物小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第11页1水对生物体非常主要水占生物体60-70%以上重量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水性质影响生命活动，如：溶解性质，酸碱度。第12页2.2.氨基酸氨基酸氨基酸是同时氨基酸是同时含有含有氨基氨基和和羧基小羧基小分子。分子。参加蛋白合参加蛋白合成共有成共有2020种种天天然氨基酸。然氨基酸。(1)(1)碳原子；碳原子；(2)(2)含有含有 氨基和氨基和羧基是羧基是各种各种 氨基氨基 酸共性；酸共性；(3)(3)各种氨基酸区分在各种氨基酸区分在侧链基团侧链基团R R第13页氨基酸构型氨基酸构型第14页氨基酸功效：氨基酸功效：(1)(1)作为组建蛋白质元件；作为组建蛋白质元件；(2)(2)有氨基酸或其衍生物具有氨基酸或其衍生物具 有生物活性有生物活性(代谢调整、信号传递等代谢调整、信号传递等)。第15页必需氨基酸必需氨基酸人体不能自己合成，必须从食物中获取氨基酸。总共有人体不能自己合成，必须从食物中获取氨基酸。总共有8种，种，分别是：分别是：缬氨酸缬氨酸(Val)蛋氨酸或甲硫氨酸蛋氨酸或甲硫氨酸(Met)苏氨酸苏氨酸(Thr)色氨酸色氨酸(Trp)赖氨酸赖氨酸(Lys)亮氨酸亮氨酸(Leu)异亮氨酸异亮氨酸(Ile)苯丙氨酸苯丙氨酸(Phe)第16页3.3.单糖单糖多多羟羟基基醛醛或或多多羟羟基基酮酮称称为为糖。糖。以以葡葡萄萄糖糖为为例例，葡葡萄萄糖糖是是六碳糖六碳糖单糖生物功效：单糖生物功效：A A、作为多糖组成元件；、作为多糖组成元件；B B、作为燃料；、作为燃料；C C、组成寡糖参加细胞信、组成寡糖参加细胞信号传递。号传递。第17页4.4.核苷酸核苷酸核苷酸分子由三个部分组成：核苷酸分子由三个部分组成：碱基：碱基：嘧啶、嘌呤嘧啶、嘌呤 五碳糖：五碳糖：核糖或脱氧核糖核糖或脱氧核糖 磷酸磷酸第18页DNADNA分子基本单位分子基本单位:核苷酸核苷酸(1)(1)碱基碱基糖糖之间是之间是糖糖苷键苷键 (2)(2)糖糖磷酸磷酸之间是磷酸酯之间是磷酸酯键键 第19页第20页5.5.脂类脂类脂类是指生物体内不溶于水而溶于有机脂类是指生物体内不溶于水而溶于有机溶剂各种小分子。溶剂各种小分子。葡萄糖葡萄糖水溶性水溶性 油油 脂脂脂溶性脂溶性第21页脂类种类很多，分子结构相差较大。脂类种类很多，分子结构相差较大。A A、油脂：甘油三酯油脂：甘油三酯 B B、磷脂和鞘脂磷脂和鞘脂 C C、固固 醇醇第22页甘油三酯分子结构甘油三酯分子结构第23页一些固醇类化合物能够一些固醇类化合物能够作为兴奋剂使用作为兴奋剂使用,但同时但同时也会对运动员带来损害也会对运动员带来损害.第24页维生素维生素维生素发觉起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脚气病，企图找到病菌，但未成功。1890年发觉，在他试验鸡群中暴发多发性神经炎与脚气病极为相同。1897年，终于证实该病是因为用白米喂养而引发，将丢弃米糠放回饲料中就可治愈。所以认为米糠中含有一个保护因子。以后，格赖思证实米糠中含有一个营养原因，并首先提出营养缺乏症概念。日本海军于1878-1882年暴发脚气病，用大麦代替精米后，脚气病得到控制。19，证实正常膳食中除蛋白质、脂肪、糖类和矿质外，还有必需食物辅助因子维生素。第25页维生素维生素A A：转化视黄醇，在视觉中起作用。：转化视黄醇，在视觉中起作用。缺乏缺乏夜盲症。胡萝卜、鱼肝中含量丰富。夜盲症。胡萝卜、鱼肝中含量丰富。不能过多使用，易造成厌食、过分兴奋、不能过多使用，易造成厌食、过分兴奋、肢端动作受限、头发稀疏、皮肤瘙痒。肢端动作受限、头发稀疏、皮肤瘙痒。维生素维生素B B：合成叶酸（组成酶成份）。脚气：合成叶酸（组成酶成份）。脚气病病 维生素维生素C C：抗坏血酸。坏血病，表现为毛细：抗坏血酸。坏血病，表现为毛细血管脆弱、皮肤出现小血斑、牙龈发炎出血管脆弱、皮肤出现小血斑、牙龈发炎出血、牙齿松动。具较强还原能力，在体内血、牙齿松动。具较强还原能力，在体内起抗氧化和消除自由基作用。起抗氧化和消除自由基作用。第26页维生素维生素D D：促进骨骼对钙吸收和沉积。：促进骨骼对钙吸收和沉积。佝偻病和成人骨质软化症。人体皮肤含佝偻病和成人骨质软化症。人体皮肤含有维生素有维生素D D原，经紫外线照射激活为维原，经紫外线照射激活为维生素生素D D。鸡蛋、猪肝。鸡蛋、猪肝。维生素维生素E E：含有较强还原能力，抗氧化：含有较强还原能力，抗氧化及消除自由基。抗衰老用于美容。及消除自由基。抗衰老用于美容。维生素维生素K K：参加凝血过程，血凝维生素。：参加凝血过程，血凝维生素。肠道中大肠杆菌和乳酸菌合成肠道中大肠杆菌和乳酸菌合成 第27页第三节第三节生物大分子生物大分子一一生物大分子碳链骨架生物大分子碳链骨架二二贮存遗传信息大分子贮存遗传信息大分子核酸核酸三三表达生命活动大分子表达生命活动大分子蛋白质蛋白质四四贮存能量大分子贮存能量大分子脂质脂质五五提供能量大分子提供能量大分子糖类糖类第28页常见生物大分子包含：蛋白质、核酸、脂质、糖类。一、生物大分子以碳链为骨架一、生物大分子以碳链为骨架生物大分子：生物大分子：指是作为生物体内主要活性成份各种分子量到达上万或更多有机分子。第29页（一）、生物小分子和生物大分子关系（一）、生物小分子和生物大分子关系 小分子小分子 大分子大分子 单糖多糖氨基酸蛋白质核苷酸核酸（由小分子到大分子）单体多聚体多聚体第30页（二）、单体与多聚体关系（二）、单体与多聚体关系脱水缩合脱水缩合单体多聚体多聚体水解水解CHCOOHR1CHNCOOHR2NH2COHHOH第31页CHR1NH2OHCOH2OCHCOOHR2HNH第32页（三）碳链骨架（三）碳链骨架碳原子之间也可形成共价键，能够单键、双碳原子之间也可形成共价键，能够单键、双键或三键方式相结合，形成不一样长度直链状、键或三键方式相结合，形成不一样长度直链状、支链状或环状结构，这些结构称为有机化合物碳支链状或环状结构，这些结构称为有机化合物碳链骨架。链骨架。比如：蛋白质分子肽链是以氨基酸为基本单元碳比如：蛋白质分子肽链是以氨基酸为基本单元碳骨架组成（见下列图）。骨架组成（见下列图）。第33页碳链碳链第34页表达生命活动大分子表达生命活动大分子 蛋白质蛋白质（3）肉蛋类食品）肉蛋类食品（1）大豆制品）大豆制品（2）奶类制品）奶类制品第35页第36页三三表达生命活动大分子表达生命活动大分子蛋白质蛋白质1.蛋白质主要由蛋白质主要由C、H、O、N4种化学元种化学元素组成，很多还含有素组成，很多还含有S、P等元素。等元素。2.含量：占细胞干重含量：占细胞干重50%，是细胞中含，是细胞中含量最多含氮化合物量最多含氮化合物第37页 蛋白质能够蛋白质能够被人体直接吸被人体直接吸收利用吗？收利用吗？蛋白质必需经过消化成蛋白质必需经过消化成氨氨基酸基酸才能被人体吸收和利用。才能被人体吸收和利用。氨基酸氨基酸是组成蛋白质是组成蛋白质基本单位。基本单位。第38页一个蛋白质分子可由一条链或一个蛋白质分子可由一条链或多条链组成，这些肽链不是呈多条链组成，这些肽链不是呈直线，也不在一个平面上，而直线，也不在一个平面上，而是形成非常复杂空间结构是形成非常复杂空间结构含有一定空间结构多肽含有一定空间结构多肽就是蛋白质就是蛋白质第39页（）、（）、蛋白质形成蛋白质形成：n n个个氨氨基基酸酸脱水缩合脱水缩合肽肽链链1或几条或几条折叠、盘曲折叠、盘曲蛋蛋白白质质第40页从氨基酸到蛋白质从氨基酸到蛋白质第41页下面是日常生活中一些实例下面是日常生活中一些实例,你知道为何吗你知道为何吗?(3)含丰富蛋白质食物最好煮熟后再食用。含丰富蛋白质食物最好煮熟后再食用。(2)加酶洗衣粉不宜用开水溶解。加酶洗衣粉不宜用开水溶解。(1)沾有血渍、牛奶衣服不易用热水洗净。沾有血渍、牛奶衣服不易用热水洗净。血渍、牛奶主要成份是蛋白质，普通温度下，蛋白质血渍、牛奶主要成份是蛋白质，普通温度下，蛋白质能以胶体形态溶解于水中，一旦受热，它就会凝固起来，不能以胶体形态溶解于水中，一旦受热，它就会凝固起来，不易溶解于水。易溶解于水。绝大多数酶为蛋白质成份，蛋白质在高温时会变性，失绝大多数酶为蛋白质成份，蛋白质在高温时会变性，失去蛋白酶功效。去蛋白酶功效。加热以后，具备一定空间结构螺旋形蛋白质分子链会松加热以后，具备一定空间结构螺旋形蛋白质分子链会松开，这是蛋白质变性，蛋白质在变性后愈加轻易消化和吸收。开，这是蛋白质变性，蛋白质在变性后愈加轻易消化和吸收。第42页、蛋白质种类及主要功效、蛋白质种类及主要功效（1）结构蛋白：如肌球蛋白、肌动蛋白等）结构蛋白：如肌球蛋白、肌动蛋白等（2）催化）催化蛋白蛋白：如绝大多数酶：如绝大多数酶（3）运输）运输蛋白蛋白：如血红蛋白、细胞膜上载体：如血红蛋白、细胞膜上载体（4）调整蛋白：如蛋白质类激素（胰岛素和生）调整蛋白：如蛋白质类激素（胰岛素和生长激素等）长激素等）（5）免疫）免疫蛋白蛋白：如抗体、干扰素：如抗体、干扰素第43页二二贮存遗传信息大分子贮存遗传信息大分子核酸核酸1869年发觉，分为年发觉，分为DNA（脱氧核糖核酸）和（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸），是遗传信息载体。（核糖核酸），是遗传信息载体。（一）核酸（一）核酸1.组成元素：组成元素：C、H、O、N、P脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸（DNA）核糖核酸（核糖核酸（RNA）3.分布：分布：DNA主要集中在细胞核内，主要集中在细胞核内，RNA主要分部细胞质中主要分部细胞质中2.分类：分类：第44页（二）核酸分子结构（二）核酸分子结构一个核苷酸分子一个核苷酸分子第45页第46页一一端端核核苷苷酸酸，其其5 5C C没没有有进进入入磷磷酸酸二二酯酯键键，称称 5 5 末端末端；另另一一端端核核苷苷酸酸，其其3 3C C没没有有进进入入磷磷酸酸二酯键，称二酯键，称 3 3 末端末端。第47页(1)DNA(1)DNA双螺旋双螺旋A A、两两条条反反向向平平行行核核苷苷酸酸链链共共同同盘盘绕绕形形成成双螺旋，双螺旋，糖磷酸糖糖磷酸糖组成螺旋主链组成螺旋主链;B B、两条链碱基都位于中间，碱基平面与、两条链碱基都位于中间，碱基平面与螺旋轴螺旋轴垂直垂直;第48页C C、两条链对应碱基呈配对关系、两条链对应碱基呈配对关系 A AT GCT GCD D、螺旋直径、螺旋直径 2nm2nm，螺距，螺距 3.4nm3.4nm，每一螺距中含每一螺距中含 10 bp10 bpDNA DNA 双螺旋能够看作是双螺旋能够看作是 DNA DNA 二级结二级结构构，DNA DNA 三级结构三级结构形成需要蛋白质帮形成需要蛋白质帮助。助。第49页(2)RNA(2)RNA为单链为单链盘绕，局部形成盘绕，局部形成碱基配对。碱基配对。比如：转运比如：转运RNA(tRNA)RNA(tRNA)三三叶草结构叶草结构第50页（三）核酸功效（三）核酸功效2.控制蛋白质合成控制蛋白质合成1.一切生物遗传物质一切生物遗传物质第51页（二）生物催化剂（二）生物催化剂-酶酶1、酶概念及化学本质、酶概念及化学本质科技探索：科技探索：酶化学本质是酶化学本质是20世纪初酶学研究和世纪初酶学研究和争论中心问题。人们对酶化学本质认识经历了争论中心问题。人们对酶化学本质认识经历了快要一个世纪时间。快要一个世纪时间。第52页19，德国科学家维尔斯塔特提出，酶既不是蛋白质，也不是糖类，它是活性基因附着在无活性蛋白质上一个物质。1926年，萨姆纳脲酶脲酶是一个蛋白质。1930年，诺索普胃蛋白酶、胰蛋白酶等各种酶结晶，并证实这些结晶都是蛋白质，这才推翻了维尔斯塔特观点。20世纪80年代以来，美国科学家切赫和奥特曼发觉，少数RNA也含有生催化作用物。第53页 酶酶-是指是指活细胞活细胞产生一类含产生一类含有有生物催化作用生物催化作用有机物。绝大多数有机物。绝大多数酶酶化学本质化学本质是是蛋白质蛋白质，少数是，少数是RNA。2、酶功效及作用特点、酶功效及作用特点（1）酶功效）酶功效-催化生化反应（催化作用）催化生化反应（催化作用）（2）酶特点）酶特点-高效性、专一性和反应条件高效性、专一性和反应条件温和性温和性酶专一性：是指一个酶只能催化一个酶专一性：是指一个酶只能催化一个化合物或一类化合物化学反应。化合物或一类化合物化学反应。第54页比较过氧化氢酶和Fe3+催化效率（高效性）第55页探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用-专一性蔗糖溶液蔗糖溶液淀粉酶溶液淀粉酶溶液60OC5min淀粉溶液淀粉溶液淀粉酶溶液淀粉酶溶液沸腾沸腾 1min1min斐林试剂斐林试剂斐林试剂斐林试剂砖红色砖红色沉淀沉淀第56页3、酶催化作用易受到外界原因影响、酶催化作用易受到外界原因影响 低温抑制酶活性，而不会使酶失低温抑制酶活性，而不会使酶失去活性；高温、过酸和过碱都会使酶去活性；高温、过酸和过碱都会使酶空间结构遭破坏而失去活性空间结构遭破坏而失去活性第57页四、提供能量大分子四、提供能量大分子糖类糖类1 1、糖类是由糖类是由C C、H H、O O 3 3种元素组种元素组成。成。2 2、糖类可分为、糖类可分为单糖、二糖、单糖、二糖、和和多糖多糖等。等。第58页单糖单糖不能被水解糖不能被水解糖不能被水解糖不能被水解糖名称分子式分布主要功效葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖C6H12O6动、植物细胞细胞生命活动所需要主要能源物质果糖果糖果糖果糖植物细胞半乳糖半乳糖半乳糖半乳糖动物细胞核糖核糖核糖核糖C5H10O5动、植物细胞组成核酸成份脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖C5H10O4第59页二糖二糖由两个分子单糖脱水缩合而成，能水解由两个分子单糖脱水缩合而成，能水解成两个单糖分子。成两个单糖分子。麦芽糖麦芽糖葡萄糖葡萄糖+葡萄糖葡萄糖（存在于植物细胞）蔗糖蔗糖葡萄糖葡萄糖+果糖果糖（存在于植物细胞）乳糖乳糖葡萄糖葡萄糖+半乳糖半乳糖（存在于动物细胞）第60页多糖多糖能水解成多个单糖分子糖能水解成多个单糖分子糖淀粉、纤维素、糖原（分子式(C6H10O5)n）淀粉：存在于植物细胞，植物细胞中储能物质纤维素：存在于植物细胞，植物细胞壁基本组成物质糖原：存在于动物细胞，动物细胞中得储能物质第61页糖类水解糖类水解淀淀 粉粉 n n葡萄糖葡萄糖糖糖 元元 n n葡萄糖葡萄糖纤维素纤维素 纤维二糖纤维二糖 葡萄糖葡萄糖水解水解水解水解水解水解水解水解第62页糖尿病人饮食受到严格限制，受限制不但是甜味食品，米饭和馒头等主食都需要定量摄取，为何？米饭馒头主要成份是淀粉，水解后可得米饭馒头主要成份是淀粉，水解后可得到葡萄糖到葡萄糖第63页糖功效糖功效1.1.糖类是生物维持生命活动主要能糖类是生物维持生命活动主要能量起源。量起源。2.2.糖类是生物体主要结构物质糖类是生物体主要结构物质纤维素是植物细胞壁主要成份；核糖和脱氧核糖是组成核酸成份。3.3.糖类和蛋白质等物质结合成复杂糖类和蛋白质等物质结合成复杂化合物，参加细胞识别，细胞间化合物，参加细胞识别，细胞间物质运输和免疫功效调整物质运输和免疫功效调整第64页第65页