第二章生命的物质基础

1、生生 命命 的的 化化 学学第一节、生物体中的无机化合物第一节、生物体中的无机化合物1、含量：生物体内含量最多的一种物质、含量：生物体内含量最多的一种物质 活细胞内含量最多活细胞内含量最多 不同生物体内，水的含量差异很大不同生物体内，水的含量差异很大 相同生物体的不同组织、器官中，水的相同生物体的不同组织、器官中，水的含量也不相同含量也不相同 (一一) 、水、水第一节、生物体中的无机化合物第一节、生物体中的无机化合物2、主要功能、主要功能 (一一) 、水、水（1）是生物体的组成成分（主要指结合水）是生物体的组成成分（主要指结合水）（2）是细胞的良好溶剂（这是指自由水）是细胞的良好溶剂（这是指自

2、由水）（3）帮助物质的运输（营养物质、代谢废物）帮助物质的运输（营养物质、代谢废物） （这是指自由水）（这是指自由水）（5）调节体温）调节体温,维持体温恒定（这是指自由水）维持体温恒定（这是指自由水）（4）参与细胞内许多生化反应（这是指自由水）参与细胞内许多生化反应（这是指自由水）结合水结合水：是指被细胞内亲水性物质（蛋白质、淀粉、纤维：是指被细胞内亲水性物质（蛋白质、淀粉、纤维素等）的亲水基团吸附的水，失去了流动性素等）的亲水基团吸附的水，失去了流动性作用作用：可赋予各种组织、器官一定的形状、硬度和弹性：可赋予各种组织、器官一定的形状、硬度和弹性自由水自由水：以分子的形式存在，能自由流动。：

3、以分子的形式存在，能自由流动。作用作用：是细胞的良好溶剂、运输营养物质、代谢废物参与生：是细胞的良好溶剂、运输营养物质、代谢废物参与生化反应、化反应、自由水自由水/ /结合水结合水的比例增加，代谢活跃，生的比例增加，代谢活跃，生长迅速长迅速, ,抗性越小抗性越小自由水自由水/ /结合水结合水的比例减少，代谢下降的比例减少，代谢下降 * * *生物体内水分的产生与利用生物体内水分的产生与利用水分产生水分产生水分利用水分利用结构结构生理过程生理过程结构结构生理过程生理过程 * * *生物体内水分的产生与利用生物体内水分的产生与利用水分产生水分产生水分利用水分利用结构结构生理过程生理过程结构结构生理

4、过程生理过程线粒体线粒体有氧呼吸第有氧呼吸第二阶段二阶段线粒体线粒体有氧呼吸第有氧呼吸第二阶段二阶段核糖体核糖体脱水缩合脱水缩合细胞质基质细胞质基质或消化道或消化道大分子物质大分子物质分解与消化分解与消化高尔基体高尔基体合成多糖合成多糖（纤维素）（纤维素）叶绿体叶绿体暗反应暗反应叶绿体叶绿体光反应光反应肝脏、肌肉肝脏、肌肉合成糖原合成糖原耗能部分耗能部分（肝脏、肌（肝脏、肌肉）肉）ATP水解、水解、糖原分解糖原分解（二）无机盐（二）无机盐 1、存在形式、存在形式离子状态离子状态 1% 2、主要作用、主要作用（1）是细胞内某些复杂化合物的重要组成部分）是细胞内某些复杂化合物的重要组成部分Fe是血

5、红蛋白的组成部分是血红蛋白的组成部分; Mg是叶绿素的组成部分是叶绿素的组成部分;I是甲状腺素的组成部分是甲状腺素的组成部分; P是是 PO43 、核酸、核酸、ATP、磷脂的组成部分磷脂的组成部分（2）维持生物体的生命活动）维持生物体的生命活动 缺碘缺碘地方性甲状腺肿（大脖子病）、呆小症地方性甲状腺肿（大脖子病）、呆小症 缺钙缺钙抽搐、软骨病抽搐、软骨病 缺铁缺铁缺铁性贫血缺铁性贫血（3）维持离子平衡、酸碱平衡、调节渗透压）维持离子平衡、酸碱平衡、调节渗透压 体液中体液中Ca2+含量太低时，神经肌肉的兴奋性升含量太低时，神经肌肉的兴奋性升高而出现抽搐，这一事实说明高而出现抽搐，这一事实说明Ca

6、2+的生理功能之一的生理功能之一是是 A构成细胞结构的成分之一构成细胞结构的成分之一B维护细胞的正常形态维护细胞的正常形态C维持细胞的正常生理功能维持细胞的正常生理功能D调节渗透压和酸碱平衡调节渗透压和酸碱平衡c 甲状激素、血红蛋白和叶绿素中含有的重要甲状激素、血红蛋白和叶绿素中含有的重要元素依次是（）元素依次是（） ACu、Mg、I BI、Fe、Mg CCa、Mg、Fe DFe、Mg、 IB1、构成元素、构成元素2、分类、分类（1）单糖）单糖（三）、糖类（三）、糖类不能水解的最简单的糖不能水解的最简单的糖?（2）双糖）双糖两个单糖脱水缩合的糖类两个单糖脱水缩合的糖类乳糖乳糖六碳糖六碳糖 ?五

7、碳糖五碳糖蔗糖蔗糖葡萄糖葡萄糖+果糖果糖麦芽糖麦芽糖?葡萄糖葡萄糖+半乳糖半乳糖?1、构成元素、构成元素2、分类、分类（1）单糖）单糖（三）、糖类（三）、糖类不能水解的最简单的糖不能水解的最简单的糖核糖、脱氧核糖核糖、脱氧核糖（2）双糖）双糖两个单糖脱水缩合的糖类两个单糖脱水缩合的糖类乳糖乳糖六碳糖六碳糖 葡萄糖、果糖、半乳糖葡萄糖、果糖、半乳糖五碳糖五碳糖蔗糖蔗糖葡萄糖葡萄糖+果糖果糖麦芽糖麦芽糖葡萄糖葡萄糖+葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖+半乳糖半乳糖C、H、O（3）多糖）多糖多个葡萄糖脱水缩合的糖类多个葡萄糖脱水缩合的糖类淀粉，糖原，纤维素淀粉，糖原，纤维素 3、糖类的主要功能、糖类的主要功能

8、 （1）是生物体进行生命活动的主要能源物质）是生物体进行生命活动的主要能源物质 一般情况下，人体所需能量的一般情况下，人体所需能量的70%由糖类供给由糖类供给 葡萄糖葡萄糖 ? 淀粉淀粉是植物的贮能物质是植物的贮能物质 糖原糖原-?3、糖类的主要功能、糖类的主要功能 （1）是生物体进行生命活动的主要能源物质）是生物体进行生命活动的主要能源物质 一般情况下，人体所需能量的一般情况下，人体所需能量的70%由糖类供给由糖类供给 葡萄糖葡萄糖主要能源物质主要能源物质 淀粉淀粉是植物的贮能物质是植物的贮能物质 糖原糖原-是动物肝脏内（肝糖原）和是动物肝脏内（肝糖原）和 肌肉内（肌糖原肌肉内（肌糖原 ）的

9、贮能物质）的贮能物质（2）是构成细胞和生物体的结构成分：）是构成细胞和生物体的结构成分： 五碳糖是核酸的成分；五碳糖是核酸的成分； 纤维素是纤维素是 ?3、糖类的主要功能、糖类的主要功能 （2）是构成细胞和生物体的结构成分：）是构成细胞和生物体的结构成分： 五碳糖是核酸的成分；五碳糖是核酸的成分； 纤维素是植物细胞壁的成分。纤维素是植物细胞壁的成分。（3）特殊功能：）特殊功能： 糖蛋白糖蛋白在细胞膜上，与细胞识别、免疫在细胞膜上，与细胞识别、免疫有关有关 还原性糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖还原性糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖 (什么方法鉴定？什么方法鉴定？) 淀粉淀粉麦芽糖麦芽糖葡萄糖。葡萄糖。3、糖类

10、的主要功能、糖类的主要功能 （四）、脂质（四）、脂质不溶于水，溶于有机溶剂不溶于水，溶于有机溶剂1、常见类型：、常见类型：脂肪、磷脂、固醇脂肪、磷脂、固醇A、脂肪、脂肪 (甘油三酯甘油三酯)（1）元素组成）元素组成 C，H、O（3）功）功 能能生物体内最好的储能物质生物体内最好的储能物质保护内脏（减少摩擦，缓冲外压）保护内脏（减少摩擦，缓冲外压）维持体温恒定维持体温恒定（2）基本成分）基本成分甘油、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）（都是（都是C-C） （存在（存在C=C）（四）、脂质（四）、脂质B、磷、磷 脂脂（磷脂分子示意图？水溶液中磷脂分子的分布？

11、）（磷脂分子示意图？水溶液中磷脂分子的分布？）（1）元素组成）元素组成含含C，H、O、N、P元素元素（2）功能）功能是生物膜的组成成分是生物膜的组成成分C、胆固、胆固 醇醇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。（1）作用）作用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。 （2）病症）病症五、蛋白质1、主要元素组成

12、：C、H、O、N2、含量：占细胞干重50%以上 3、基本组成单位：氨基酸 氨基酸的结构通式：氨基酸的结构特点：氨基酸的结合方式： H H2N C COOH R（氨基）（羧基）（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氨基和一个羧基，且它们都连接在同一个碳原子上。脱水缩合肽键的结构简式：CN O H或CONH计算关系（“链状”多肽）【关系1 】肽键数脱去水分子数?【关系2 】至少游离氨基数至少游离羧基数?【关系3 】蛋白质分子量?实际数目?计算关系（“链状”多肽）【关系1 】肽键数脱去水分子数氨基酸数肽链数【关系2 】至少游离氨基数至少游离羧基数肽链数【关系3 】蛋白质分子量氨基

13、酸平均分子量氨基酸数 18脱去水分子数实际数目肽链数R基中含有的氨基/羧基数环状肽：？环状肽：？【典例训练典例训练1 1】下面是三种化合物的结构简式，有关三种化合物的下面是三种化合物的结构简式，有关三种化合物的叙述中错误的是叙述中错误的是( )( ) A.A.三种化合物可以用一个结构通式表示三种化合物可以用一个结构通式表示B.B.三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基、一个羧基三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基、一个羧基C.C.三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应D.D.三种化合物两两结合形成的物质的游离氨基、羧基数不同三种化合物两两结合形成的物

14、质的游离氨基、羧基数不同 B3某肽链由某肽链由51个氨基酸组成，如果用肽酶把其分解个氨基酸组成，如果用肽酶把其分解成成1个二肽、个二肽、2个五肽、个五肽、3个六肽、个六肽、3个七肽，则这些个七肽，则这些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数依次是短肽的氨基总数的最小值、肽键总数依次是()A9、42 B2、42 C2、51 D9、51A5某蛋白质由某蛋白质由2条肽链、条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质个氨基酸组成。该蛋白质至少含有氧原子多少个至少含有氧原子多少个()An2 Bn4 Cn2 Dn4C6大肠杆菌中某蛋白质分子由大肠杆菌中某蛋白质分子由m条肽链构成，共有条肽链构成，共有n个氨基酸，则该蛋白质分

15、子含有的肽键数以及控制其个氨基酸，则该蛋白质分子含有的肽键数以及控制其合成的基因至少含有的脱氧核苷酸数目依次是合成的基因至少含有的脱氧核苷酸数目依次是()Anm,6n Bnm,3nCn1,6n Dn1,3nA4、蛋白质的分子构成： 化学元素氨基酸多肽（C、H、O、N）蛋白质 空间结构多肽与蛋白质的区别：a、结构上：多肽结构简单，而蛋白质则复杂。b、功能上：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。 1）多样性直接原因：氨基酸的种类不同 氨基酸的数目不同 氨基酸的排列顺序不同 肽链的空间结构不同根本原因：DNA分子的多样性5、蛋白质的特性：结构多样性：细胞膜、细胞质、肌肉、

16、皮肤、毛发等 机体构造的主要成分形成酶、抗体、激素、血红蛋白等必需 的原料作为能量供机体利用功能多样性：决定2)特异性：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。在分子水平上可用于物种区分。意义：决定生物的多样性C、H、O、N、P 核苷酸（由一个磷酸、一个五碳糖、 一个含氮碱基组成） 磷酸五碳糖含氮碱基携带遗传信息，与遗传、变异和蛋白质的合成有密切关系。 六、核酸1、作用：2、元素组成：3、基本组成单位：4、分类：（按所含五碳糖分）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

17、单位单位 磷酸脱氧核糖含氮碱基磷酸核糖含氮碱基腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）主要存在于细胞核内，少量存在于细胞质中主要存在于细胞质中，少量存在于细胞核内脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸P P P APPP 腺嘌呤腺嘌呤高能磷酸键高能磷酸键核糖核糖腺苷腺苷(A)(A)ATP分子结构 简 式三个磷酸基团三个磷酸基团腺苷三磷酸 【思考】1）只含DNA的生物，碱基种类为 种，脱氧核糖核苷酸种类为 种，五碳糖为 种。 2）只含RNA的生物，碱基种类为 种，核糖核苷酸种类为 种，五碳糖为 种。 。3）含有DNA和RNA的生物，碱基种类为 种，核苷

18、酸种类为 种，五碳糖为 种。4、含有DNA的细胞器： 。5、含有RNA的细胞器： 。 441 4415821 1关于下列四图的叙述中，正确的是关于下列四图的叙述中，正确的是( )( )DNAATGCRNAUACG甲甲APPP乙乙A丙丙C12H22O11丁丁A A甲图中共有甲图中共有5 5种核苷酸种核苷酸B B乙图所示的化合物中不含糖类物质乙图所示的化合物中不含糖类物质C C组成丙物质的单糖是脱氧核糖或核糖组成丙物质的单糖是脱氧核糖或核糖D D在小鼠的体细胞内检测到的化合物丁很可能是蔗糖在小鼠的体细胞内检测到的化合物丁很可能是蔗糖c七、维生素1、生物生长和代谢所必需。2、微量但高效能。3、可溶性

19、小分子有机物。 按其溶解特性，分为： 脂溶性维生素：如维生素A、维生素D、维生素E、维生素K 特点 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。 水溶性维生素：如维生素B1 、维生素B2 、维生素B6 、维生 素B12 、维生素C、维生素PP、叶酸 特点 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。 4、在体内一般不能合成。除维生素D可由皮肤内的胆固醇经日光照射后转变成，其余的都必须从食物中摄取。5、缺乏症： 脚气病、神经炎缺VB1 坏血病缺VC 夜盲症、角膜干燥症缺VA 佝偻病、软骨病缺VD（因为VD能促进Ca、P的吸收和利用）【注意】维生素的摄入需

20、要“适量”。实验2.1 有机物的鉴定 1、实验原理：利用有机物与相应化学试剂能产生特定的颜色反应来鉴定。 2、实验材料实验材料 实验试剂实验试剂 实验要点实验要点 实验结果实验结果 淀粉淀粉的的鉴定鉴定还原性还原性糖糖的鉴的鉴定定蛋白质蛋白质的鉴定的鉴定脂肪脂肪的的鉴定鉴定1%可溶性淀粉溶液（2mL）1%葡萄糖溶液（2mL）10%鸡蛋清溶液（2mL）植物油（2mL）碘液（24滴）班氏试剂（1mL）双缩脲试剂5%NaOH溶液（2mL） 、1%CuSO4溶液（23滴）苏丹染液逐滴加碘液、摇匀摇匀、加热至沸腾先加5%NaOH溶液、振荡后缓慢逐滴加1%CuSO4溶液、摇匀逐滴加苏丹染液、振荡溶液呈蓝紫

21、色溶液呈砖红色溶液呈紫色溶液呈橘红色3、对于固体材料，实验时需将固体样品制成匀浆液，再进行有关物质的鉴定。主要的方法流程如下： 切碎研磨过滤检测获得匀浆液*.水分含量与新陈代谢、生物抗性的关系细胞中自由水结合水的比值越大，生物的新陈代谢越旺盛，其抗性越小；若该比值越小，生物新陈代谢越缓慢，其抗性越大。（五）、蛋白质（五）、蛋白质1、含量：干重的、含量：干重的50%以上以上3、基本单位、基本单位 氨基酸氨基酸（1） 种类：种类：20种种（2） 结构通式：结构通式：C COOH (羧基）羧基）（氨基）（氨基）NH2HR（3）连接）连接 肽键肽键2、构成元素、构成元素 含含 C，H、O、N元素元素 8种必需氨基酸（必须由食物补充，自身不能合成）种必需氨基酸（必须由食物补充，自身不能合成） 12种非必需氨基酸种非必需氨基酸7、性质、性质不耐热，高温改变立体结构，蛋白质变性不耐热，高温改变立体结构，蛋白质变性8、相关计算、相关计算（1）确定是否是氨基酸