元素及化合物生物

1、元素及化合物生物 1 1 2 2、相同的化学成分、相同的化学成分 3 3、新陈代谢、新陈代谢 4 4、稳态、稳态 5 5、应激性、应激性 6 6、生殖和遗传、生殖和遗传 7 7、进化、进化 什么是生物？什么是生命？什么是生物？什么是生命？ 稳稳 态态 新陈新陈 代谢代谢 遗遗 传传 进进 化化 化学元素化学元素 细细 胞胞 个个 体体 化合物化合物 元素及化合物生物 细胞细胞 原生质原生质 化合物化合物 化学元素化学元素 无机盐无机盐 水水 无机化无机化 合物合物 有机化有机化 合物合物 脂质脂质 蛋白质蛋白质 糖类糖类 核酸核酸 细胞膜细胞膜 细胞质细胞质 细胞核细胞核 元素及化合物生物 元

2、素及无机物元素及无机物 元素及化合物生物 第一节第一节 组成生物体的化学元素组成生物体的化学元素 组成细胞的主要元素组成细胞的主要元素 O65%65% C18%18% H10%10% N3%3% P1.40%1.40% S0.30%0.30% 元素及化合物生物 元素元素玉米玉米人人 O O44.4344.4314.6214.62 C C43.5743.5755.9955.99 H H6.246.247.467.46 N N1.461.469.339.33 K K0.920.921.091.09 CaCa0.230.234.674.67 P P0.200.203.113.11 MgMg0.180

3、.180.160.16 S S0.170.170.780.78 NaNa- -0.470.47 元素及化合物生物 统一性统一性: : 组成生物体的化学元素，在无机自然界中都组成生物体的化学元素，在无机自然界中都 可以找到，没有一种化学元素是生物界所特有的可以找到，没有一种化学元素是生物界所特有的 生物界和非生物界的统一性和差异性生物界和非生物界的统一性和差异性 差异性：差异性： 组成生物体的化学元素，在生物体内和在无组成生物体的化学元素，在生物体内和在无 机自然界中的含量相差很大。机自然界中的含量相差很大。 例如：例如：C C、H H、N3N3种元素在生物体的含量约占种元素在生物体的含量约占

4、7373，而在岩石中还不到，而在岩石中还不到1 1。 元素及化合物生物 第二节第二节 无机物无机物 无机化合物无机化合物 水水 无机盐无机盐 (60 90%) (11.5%) 元素及化合物生物 水母97% 藻类90%鱼类8085% 蛙78% 高等植物 6080% 哺乳动物 65% 生物体内水的含量。 元素及化合物生物 人体各组织器官的含水量比较人体各组织器官的含水量比较 牙齿牙齿 10%10% 骨骼骨骼 22%22% 骨骼肌骨骼肌 76%76% 心脏心脏 79%79% 血液血液 83%83% 不同生物之间含水量存在着差异，同一不同生物之间含水量存在着差异，同一 生物体内的不同部位含水量也存在着

5、差异！生物体内的不同部位含水量也存在着差异！ 元素及化合物生物 （一）无机物（一）无机物 1 1、水、水 （1 1）含量：细胞：）含量：细胞：85-90%85-90%； 生物体：生物体：60-95%60-95%； （2 2）存在形式）存在形式( (细胞内细胞内) )： a.a.自由水：自由水：a.95.5%a.95.5% b.b.特征：可流动，易蒸发；特征：可流动，易蒸发； c.c.功能：功能：1 1）良好溶剂；）良好溶剂； 2 2）运输养料和废物；）运输养料和废物； 3 3）能调节温度；）能调节温度； b.b.结合水结合水: : a.4.5% (a.4.5% (以氢键与极性分子或极性表面结合

6、）以氢键与极性分子或极性表面结合） b.b.特征：不流动，不蒸发；特征：不流动，不蒸发； 失去流动性和溶解性；失去流动性和溶解性； 晒干和烘干？晒干和烘干？ 种子的储存？种子的储存？ 元素及化合物生物 根据水的存在形式和生理功能思考：根据水的存在形式和生理功能思考： 落叶植物体内自由水落叶植物体内自由水/ /结合结合 水的比值水的比值，冬季与夏季相比有何冬季与夏季相比有何 不同？不同？ a.a.相等相等b.b.夏季大夏季大 c.c.冬季大冬季大d.d.不确定不确定 b 元素及化合物生物 2 2、无机盐（含量很少）、无机盐（含量很少） （1 1）存在形式）存在形式 主要以离子状态存在主要以离子状

7、态存在 少数以化合物形式存在少数以化合物形式存在 含量较多的阳离子有含量较多的阳离子有NaNa+ +、K K+ +、CaCa2+ 2+、 、MgMg2+ 2+等， 等， 阴离子有阴离子有ClCl- -、SOSO4 42- 2-、 、POPO4 43- 3-、 、HCOHCO3 3- - 元素及化合物生物 维持细胞渗透压（生理盐水维持细胞渗透压（生理盐水0.9%NaCl0.9%NaCl） 维持酸碱平衡（维持酸碱平衡（H H2 2COCO3 3/HCO/HCO3 3 ） ） 维持生命活动（缺维持生命活动（缺CaCa引起抽搐）引起抽搐） 组成复杂的化合物（血红蛋白组成复杂的化合物（血红蛋白FeFe；

8、骨、牙；骨、牙CaCa） （2 2）作）作 用：用： 元素及化合物生物 有机化合物有机化合物 糖类糖类 脂类脂类 (12%) 蛋白质蛋白质 核酸核酸 (710%) 第三节第三节 有机化合物及生物大分子有机化合物及生物大分子 元素及化合物生物 1.1.糖类：糖类： 普遍存在于生物体内的一类含量较多的普遍存在于生物体内的一类含量较多的 有机化合物有机化合物 有而且只有有而且只有C C、H H、O O三种元素组成三种元素组成 （1 1）元素组成：）元素组成： 元素及化合物生物 单糖单糖 元素及化合物生物 二二 糖糖 元素及化合物生物 多糖多糖 元素及化合物生物 种类种类举举 例例分布分布生理功能生理

9、功能 单糖单糖 五碳糖：核糖、五碳糖：核糖、 脱氧核糖脱氧核糖 植、植、 动物动物 组成核酸组成核酸 生物生物 体进体进 行生行生 命活命活 动的动的 主要主要 能源能源 物质物质 六碳糖：葡萄六碳糖：葡萄 糖糖 能源物质能源物质 二糖二糖 （C C12 12H H2222O O1111） ） 蔗糖、麦芽糖蔗糖、麦芽糖 植物植物 能水解成葡萄能水解成葡萄 糖供能糖供能 乳糖乳糖动物动物乳汁成分乳汁成分 多糖多糖 （C C6 6H H10 10O O5 5） ）n n 植物淀粉、植物淀粉、 纤维素纤维素 植物植物 储能储能 细胞壁的成分细胞壁的成分 糖元糖元动物动物储能储能 元素及化合物生物 （

10、3 3）糖类的主要作用）糖类的主要作用 a.a.细胞和生物体主要的能源物质细胞和生物体主要的能源物质 淀粉淀粉麦芽糖麦芽糖葡萄糖葡萄糖 水解水解水解水解 大量能量大量能量 氧化分解氧化分解 糖元糖元 水解水解 糖类中最重要糖类中最重要 的能源物质的能源物质 b.b.构成细胞的重要成分构成细胞的重要成分 c.识别、保护、润滑等作用识别、保护、润滑等作用 元素及化合物生物 (1)(1)元素组成元素组成 主要由主要由C C、H H、O O组成，可能有的种类含组成，可能有的种类含 有有N N、P P等等 2. 2. 脂质（脂类）脂质（脂类） 元素及化合物生物 只有只有C C、H H、O O构成构成 生

11、物体内主要的储存能量的物质生物体内主要的储存能量的物质 储能多储能多 体积小体积小 油脂油脂 元素组成：元素组成： 甘油甘油+ +脂肪酸脂肪酸 油：油：常温下植物油脂呈液态常温下植物油脂呈液态 脂：脂：常温下动物油脂呈固态常温下动物油脂呈固态 特点：特点： 能与其他能源物质相互转换能与其他能源物质相互转换 与糖比较与糖比较 元素及化合物生物 磷脂磷脂 在动物的脑、卵、神经组织和大豆的种在动物的脑、卵、神经组织和大豆的种 子中，磷脂含量较多子中，磷脂含量较多 构成生物膜结构的重要组成成分构成生物膜结构的重要组成成分 固醇固醇 胆固醇胆固醇 性激素：激发和维持人体的第二性征性激素：激发和维持人体的

12、第二性征 维生素维生素D D 促进对促进对CaCa、P P的吸收的吸收 植物蜡植物蜡对植物细胞起保护作用对植物细胞起保护作用 元素及化合物生物 3.蛋白质蛋白质 没有蛋白质的存在，也就没有生 命。蛋白质是一切生命活动的体 现者，有什么样的蛋白质就能表 现出什么样的生物性状。 由此可见，蛋白质对于生 命来说是非常重要的。 生物性状的体现者生物性状的体现者 元素及化合物生物 3. 蛋白质蛋白质 ( (1) 1) 元素组成：元素组成：C C、H H、0 0、N N （可能含有：（可能含有：P P、S S、FeFe、CuCu、 MnMn、I I、ZnZn） ( (2) 2) 相对分子质量：高分子化合物

13、（几千相对分子质量：高分子化合物（几千一百多万）一百多万） 如：牛的胰岛素如：牛的胰岛素 5700 5700 人的血红蛋白人的血红蛋白 6450064500 (3) (3) 基本组成单位：氨基酸基本组成单位：氨基酸 氨基酸结构通式：氨基酸结构通式： H | N H2 C COOH | R 元素及化合物生物 （3 3） 蛋白质的基本组成单位蛋白质的基本组成单位氨基酸氨基酸 a.a.结构通式结构通式 羧基羧基 氨基氨基 b.b.结构特点结构特点 每种氨基酸分子中至少都含有一个氨基和每种氨基酸分子中至少都含有一个氨基和 一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连 接

14、在同一个碳原子上接在同一个碳原子上 元素及化合物生物 甘氨酸甘氨酸 天冬氨酸天冬氨酸 丙氨丙氨 酸酸 共同点：每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，并共同点：每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，并 且都有一个氨基和一个羧基连在同一个且都有一个氨基和一个羧基连在同一个C上；上； 不同点：不同点：R基不同。基不同。 元素及化合物生物 例题：例题： 谷氨酸，它的谷氨酸，它的R R基是基是-CH-CH2 2-CH-CH2 2-COOH-COOH，则其，则其 结构式为：结构式为： 分子式为：分子式为： C5H9O4N 元素及化合物生物 (4) (4) 蛋白质分子的结构蛋白质分子的结构 氨基

15、酸的脱水缩合氨基酸的脱水缩合 a.a.结合方式：结合方式： b.b.化学结构：化学结构： c.c.空间结构：空间结构：蛋白质蛋白质 盘曲、折叠盘曲、折叠 多肽、肽链多肽、肽链 肽键肽键 元素及化合物生物 胰岛素是在胰岛胰岛素是在胰岛B B 细胞中合成的，刚合成的细胞中合成的，刚合成的 多肽称前胰岛素原，在信多肽称前胰岛素原，在信 号肽酶的作用下，前胰岛号肽酶的作用下，前胰岛 素原的信号肽被切除，而素原的信号肽被切除，而 成为胰岛素原。最后胰岛成为胰岛素原。最后胰岛 素原通过蛋白酶的水解作素原通过蛋白酶的水解作 用生成胰岛素和一个用生成胰岛素和一个C C肽肽 元素及化合物生物 氨基酸、多肽和蛋白

16、质的关系氨基酸、多肽和蛋白质的关系 氨氨 基基 酸酸 脱水缩合脱水缩合 肽链肽链 （多肽）（多肽） 蛋蛋 白白 质质 分分 子子 元素及化合物生物 (5)(5)蛋白质分子多样性蛋白质分子多样性( (结构、功能）结构、功能） 氨基酸种类不同氨基酸种类不同 氨基酸数目不同氨基酸数目不同 氨基酸序列不同氨基酸序列不同 肽链空间结构不同肽链空间结构不同 蛋白质结构蛋白质结构 的多样性的多样性 蛋白质种类蛋白质种类 的多样性的多样性 蛋白质功能的多样性蛋白质功能的多样性 元素及化合物生物 蛋白质的主要功能蛋白质的主要功能 （1 1）结构蛋白：是构成细胞和生物体的重）结构蛋白：是构成细胞和生物体的重 要物

17、质，如肌球蛋白、肌动蛋白等要物质，如肌球蛋白、肌动蛋白等 （2 2）催化蛋白：起生物催化作用，如酶）催化蛋白：起生物催化作用，如酶 （3 3）运输蛋白：如细胞膜上的载体）运输蛋白：如细胞膜上的载体 （4 4）调节蛋白：如蛋白质类激素等）调节蛋白：如蛋白质类激素等 （5 5）免疫蛋白：免疫过程中产生的抗体）免疫蛋白：免疫过程中产生的抗体 元素及化合物生物 蛋白质的其他知识蛋白质的其他知识 蛋白质的变性蛋白质的变性 蛋白质在重金属盐（汞盐，银盐，铜蛋白质在重金属盐（汞盐，银盐，铜 盐）、酸、碱、乙醇等存在下或加热至盐）、酸、碱、乙醇等存在下或加热至70-70- -100-1000 0C C或在或在

18、X X射线、紫外线的作用下其空间射线、紫外线的作用下其空间 结构发生改变和破坏，从而失去生物活性。结构发生改变和破坏，从而失去生物活性。 元素及化合物生物 回顾回顾 3. 蛋白质蛋白质 ( (1) 1) 元素组成：元素组成：C C、H H、0 0、N N ( (2) 2) 相对分子质量：高分子化合物（几千相对分子质量：高分子化合物（几千一百多万）一百多万） (3) (3) 基本组成单位：氨基酸基本组成单位：氨基酸 氨基酸结构通式：氨基酸结构通式： H | N H2 C COOH | R (4) (4) 蛋白质分子的结构蛋白质分子的结构 a.a.结合方式：结合方式：氨基酸的脱水缩合氨基酸的脱水缩

19、合 b.b.化学结构：化学结构： 多肽、肽链多肽、肽链 蛋白质蛋白质 c.c.空间结构：空间结构： 盘曲、折叠盘曲、折叠 肽键肽键 (5)(5)蛋白质分子多样性蛋白质分子多样性 ( (结构、功能）结构、功能） 元素及化合物生物 4、核酸、核酸 遗传信息的载体，存在于每个细胞中遗传信息的载体，存在于每个细胞中 一切生物的遗传物质一切生物的遗传物质 对生物体的遗传变异和蛋白质对生物体的遗传变异和蛋白质 的生物合成有极重要的作用的生物合成有极重要的作用 元素及化合物生物 (1)(1)元素组成：元素组成： C C、H H、O O、N N、P P等元素等元素 (2)(2)高分子化合物：高分子化合物： 最

20、大的相对分子质量可达几百万最大的相对分子质量可达几百万 元素及化合物生物 核酸的基本组成单位核酸的基本组成单位核苷酸核苷酸 核苷酸核苷酸 一分子含一分子含N N碱基碱基五碳糖五碳糖一分子磷酸一分子磷酸 DNA分子立 体结构 DNA分子 平面结构 元素及化合物生物 DNADNA的化学结构的化学结构 连连 接 接 A T G C A T G C 元素及化合物生物 (4)(4)核酸的种类核酸的种类 根据所含五碳糖种类不同，可分为：根据所含五碳糖种类不同，可分为： 种类种类简称简称 组成单组成单 位位 五碳糖五碳糖 存在位置存在位置 脱氧核脱氧核 糖核酸糖核酸 DNADNA 脱氧脱氧 核苷酸核苷酸 脱

21、氧脱氧 核糖核糖 主要存在主要存在 于细胞核于细胞核 中中 核糖核核糖核 酸酸 RNARNA 核糖核糖 核苷酸核苷酸 核糖核糖 主要存在主要存在 于细胞质于细胞质 中中 元素及化合物生物 核酸练习核酸练习 (1)基本元素组成基本元素组成 。 (2)基本组成单位是基本组成单位是，分别由一分子的，分别由一分子的 、和和 三种成三种成 分组成。分组成。 (3)核酸包括核酸包括、两种，分两种，分 别简称为别简称为 、 。相对分子质量大。相对分子质量大。 (4)核酸是一切生物体的核酸是一切生物体的，对于生物体的，对于生物体的 和和有极其重要的作用。有极其重要的作用。 (5)分布：分布： 主要分布在细胞核

22、及细胞质的线粒体主要分布在细胞核及细胞质的线粒体 和叶绿体；和叶绿体； 主要分布在细胞质内。主要分布在细胞质内。 C H O N P 核苷酸核苷酸 含氮碱基含氮碱基五碳糖五碳糖 磷磷 酸酸 脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸 核糖核酸核糖核酸 DNARNA 遗传物质遗传物质 遗传和变异遗传和变异蛋白质的合成蛋白质的合成 DNA RNA 元素及化合物生物 元素及化合物生物 氨基酸之间的连接方式氨基酸之间的连接方式 酶 肽键肽键 + H2O 二肽二肽 脱水缩合反应脱水缩合反应 元素及化合物生物 思考：思考： （1 1）三个氨基酸的脱水缩合反应应如何书）三个氨基酸的脱水缩合反应应如何书 写，形成的化合物叫什么

23、名称？写，形成的化合物叫什么名称？ 酶 + 2H2O 三肽三肽 元素及化合物生物 （1 1）该化合物中有）该化合物中有 个氨基和个氨基和 个羧基。个羧基。 （2 2）该化合物中有）该化合物中有 种氨基酸构成，形成这种化种氨基酸构成，形成这种化 合物的不同氨基酸的合物的不同氨基酸的R R基编号是基编号是 。 （3 3）该化合物是由）该化合物是由 个氨基酸失去个氨基酸失去 分子分子 的水形成的，这种反应叫做的水形成的，这种反应叫做 。 （4 4）该化合物中有）该化合物中有 个肽键，编号是个肽键，编号是 ， 该化合物属于该化合物属于 。 （5 5）该化合物水解时被破坏的是）该化合物水解时被破坏的是

24、键。键。 （6 6）若氨基酸的平均相对分子质量为）若氨基酸的平均相对分子质量为9090，则该化合物，则该化合物 的相对分子质量约为的相对分子质量约为 。 2 2 3 3 bdg bdg 2 2 3 3 2 2 脱水缩合反应脱水缩合反应 2 2 ce ce 三肽三肽 肽肽 234 234 元素及化合物生物 3 3、1010个氨基酸脱水缩合成两条肽链，这两条肽链应个氨基酸脱水缩合成两条肽链，这两条肽链应 含有含有 个肽键，失去个肽键，失去 个水分子。个水分子。 1 1、10个氨基酸脱水缩合成一条肽链的化合物，该化合个氨基酸脱水缩合成一条肽链的化合物，该化合 物的名称为物的名称为 ，含有，含有 个肽

25、键，失去个肽键，失去 个水分子。个水分子。 2 2、n n个氨基酸脱水缩合成一条肽链的化合物，该化合个氨基酸脱水缩合成一条肽链的化合物，该化合 物的名称为物的名称为 ，含有，含有 个肽键，失去个肽键，失去 个水分子个水分子 十肽十肽9 99 9 n n肽肽n-1n-1n-1n-1 8 88 8 n-mn-m n-mn-m 肽键数氨基酸数肽链数肽键数氨基酸数肽链数 4 4、n n个氨基酸脱水缩合成个氨基酸脱水缩合成m m条肽链，这条肽链，这m m条肽链含有条肽链含有 个肽键，失去个肽键，失去 个水分子。个水分子。 5 5、由、由m m个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含个氨基酸构成的一个蛋白质分子，

26、含n n条肽链，条肽链， 其中其中z z条是环状多肽，这个蛋白质分子完全水解共需条是环状多肽，这个蛋白质分子完全水解共需 水分子个数为水分子个数为 m-n+z 元素及化合物生物 6 6、假设组成蛋白质的、假设组成蛋白质的2020种氨基酸的平均分子量为种氨基酸的平均分子量为 128128， （1 1）假设一个多肽化合物，由）假设一个多肽化合物，由1010个氨基酸构成一个氨基酸构成一 条肽链，那么该多肽的分子量约条肽链，那么该多肽的分子量约 。 （2 2）假设一个多肽化合物，由）假设一个多肽化合物，由1010个氨基酸构成个氨基酸构成 两条肽链，那么该多肽的分子量约两条肽链，那么该多肽的分子量约 。 （3 3）假设一个多肽化合物，由）假设一个多肽化合物，由n n个氨基酸构成个氨基酸构成m m 条肽链，那么该多肽的分子量约条肽链，那么该多肽的分子量约 。 128n-18128n-18（n-mn-m） 11361136 11181118 元素及化合物生物 （1 1）一个多肽化合物，由）一个多肽化合物，由1010个氨基酸构成一条肽链，个氨基酸构成一条肽链， 那么该多肽分子中含有氨基和羧基的数目分别那么该多肽分子中含有