生命科学_第一章_组成生物体的大、小分子 (2)

1、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CO2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1/10000C、H、O、N 含量最高，组成蛋白质、核酸、糖等生物

2、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CaNa、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 、SeI ，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 CaCa：构成骨骼和牙齿的主要成分，并对骨

3、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。MgMg：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

4、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、As

5、n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

6、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、UTPATP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

7、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，

8、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1025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

9、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

10、-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

11、。 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）

12、，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

13、：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