第三章构成生命体的物质基础

第三章构成生命体的物质基础第1页，共37页，2023年，2月20日，星期一第三章生命物质基础与营养第一节原生质的主要无机物组成一、基本元素:二、微量元素:C、H、O、N、P、S构成核酸、蛋白质、糖类的主要元素。

微量元素是指其在体内含量为体重1/10,000以下的元素，约20余种，占体重的0.05%。Fe,Zn,Cu,Mn,Cr,Mo,Co,Se,Ni,V,Sn,F,I第2页，共37页，2023年，2月20日，星期一第三章生命物质基础与营养第一节原生质的主要无机物组成一、基本元素:二、微量元素:微量元素的生理功能通过酶作用参与多种物质代谢调节，包括构成酶的组分或作为酶的激动剂或抑制剂。如Fe、Zn、Se、Mn、Cu、Mo为多种酶的组成成分，Mn、Co、I是酶的激动剂或抑制剂。作为合成激素的成分或影响物质代谢而发挥作用，如I、Cr、F等。参与造血，如Fe(血红蛋白成分)、Cu(通过影响铁代谢参与造血)、Mn(卟啉合成)、Co(VitB12成分)、Cr(促进促红细胞生成素的产生)。第3页，共37页，2023年，2月20日，星期一第三章生命物质基础与营养第一节原生质的主要无机物组成一、基本元素:二、微量元素:体内微量元素过少微量元素的生理功能Fe缺乏：缺铁性贫血;B、T细胞数减少，免疫功能降低；I缺乏：地方性甲状腺肿；F缺乏：龋齿；Ca缺乏：骨质疏松症；第4页，共37页，2023年，2月20日，星期一第三章生命物质基础与营养第一节原生质的主要无机物组成一、基本元素:二、微量元素:体内微量元素过少微量元素的生理功能体内微量元素过多Fe过多：血色病；F过多：氟骨症其它非必需元素过多造成中毒，如汞中毒等。第5页，共37页，2023年，2月20日，星期一Zn（锌）在青少年的发育生长，癌症等的发病和防治起有作用。Ni（镍）植物中15－55ppm,人为0.1ppm；急性白血病.25μg/mlSn（锡）影响骨钙化速度；Si（硅）矽肺，Si浸润细胞。F（氟）与牙齿健康有关，缺氟产生龋齿；过多则斑齿和氟中毒。Se（硒）缺硒产生克山病，与肝功能，冠心病发病和防治有关.第6页，共37页，2023年，2月20日，星期一三、水第三章生命物质基础与营养第一节原生质的主要无机物组成1.含量：最多2.种类和作用：自由水：结合水：不同种类的生物体含量不同人牙齿骨骼心脏

血液质量分数/%10227983同种生物不同组织器官中水的含量不同水母97%藻类90%鱼类80—85%蛙78%高等植物60—80%哺乳动物65%第7页，共37页，2023年，2月20日，星期一第三章生命物质基础与营养第一节原生质的主要无机物组成三、水的生理功能调节体温润滑与运输促进体内化学反应

作为化学反应的底物(如光合作用)

排出代谢尾产物第8页，共37页，2023年，2月20日，星期一第三章生命物质基础与营养第一节原生质的主要无机物组成四、无机盐无机盐的生理功能

维持体液的渗透压、酸碱度和水平衡；维持正常神经、肌肉的应激性；参与物质代谢；参与机体组织和生物活性物质的组成；影响酶活性。

体液中主要无机盐有：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、HCO3-、HPO42-等，它们执行非常重要的生理功能。第9页，共37页，2023年，2月20日，星期一第三章生命物质基础与营养第一节原生质的主要无机物组成第二节原生质的主要有机物组成遗传信息的存储和传递者——核酸遗传信息的表达者——蛋白质生命过程的催化剂——酶生命过程的碳源和能源——糖类生命体的重要组分和储能物质——脂类维持生命的重要小分子物质——维生素第10页，共37页，2023年，2月20日，星期一

糖的含义：糖（saccharides）是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物、聚合物的总称。糖的分子中含有碳、氢、氧三种元素。第二节原生质的主要有机物组成一、糖类葡萄糖半乳糖OOHHHHOHOHHOHHOHOOHHHOHHOHHOHHOHOOHOHHHOHOHHHHOHOOHHOHOHHHOHOH甘露糖核糖1、单糖单分子糖第11页，共37页，2023年，2月20日，星期一

糖的含义：糖（saccharides）是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物、聚合物的总称。糖的分子中含有碳、氢、氧三种元素。第二节原生质的主要有机物组成一、糖类二、双糖2分子单糖失水缩合后生成的糖.第12页，共37页，2023年，2月20日，星期一多糖：由3个以上单糖分子缩合脱水而成的分支或不分支的链状分子，如淀粉、糖原、纤维素3、多糖第13页，共37页，2023年，2月20日，星期一重要的多糖有淀粉、糖原、纤维素等直链淀粉：遇碘呈蓝色支链淀粉：遇淀呈红色第14页，共37页，2023年，2月20日，星期一二、脂类C、H、O，有的含有N、P等元素2、组成元素：3.分类作用脂肪：磷脂：固醇储能，保温、缓压、减摩擦磷脂是构成细胞膜、细胞器膜成分动物细胞的重要成分，代谢失调，引起心血管疾病激发、维持第二性征等胆固醇：性激素：维生素D：促进小肠对钙、磷的吸收。饱和脂肪不饱和脂肪第15页，共37页，2023年，2月20日，星期一

磷脂分子可分为两个部分，一部分是具有长链脂肪酸的非极性端，是疏水部分，另一部分是带有正电荷和负电荷的极性端，是亲水部分。第16页，共37页，2023年，2月20日，星期一

如果将磷脂放在水中，可以排成两列，它的极性基团指向水，而疏水性基团因对水的排斥而聚集在一起，尾尾相连，与水隔开，形成磷脂双分子层。第17页，共37页，2023年，2月20日，星期一三、蛋白质

在细胞中的含量比水少，比其他物质都多，大约占细胞干重50%以上。它是细胞结构的重要成分，在生物体内占有特殊地位，是生命活动的体现者。组成元素：C、H、O、N，有的还含Fe、S、P等基本单位：氨基酸第18页，共37页，2023年，2月20日，星期一三、蛋白质

组成蛋白质的氨基酸有20种,种类虽多，但在分子结构上有共同特点——结构通式不同的氨基酸分子，具有不同的R基。可根据R基的不同，将氨基酸区别为不同的种类。

氨基酸分子至少含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH）。且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。1、氨基酸的种类与性质2-11碳有机小分了第19页，共37页，2023年，2月20日，星期一

不同氨基酸其R基各不相同，R基的结构决定了20种氨基酸的特殊性质NH第20页，共37页，2023年，2月20日，星期一必需氨基酸：

20种氨基酸中，有8种是人体不能合成的，只能从食物中获得，故称为必需氨基酸.

分别是：苏氨酸苯丙氨酸赖氨酸色氨酸缬氨酸甲硫氨酸(蛋氨酸)

亮氨酸异亮氨酸必需氨基酸对人体来说，是重要的生活物质。因此在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们格外注重其中必需氨基酸的含量第21页，共37页，2023年，2月20日，星期一n个氨基酸肽链蛋白质分子脱水缩合一条或几条肽链（肽链间通过化学键连接）螺旋、折迭、盘曲成复杂的空间结构蛋白质分子结构的形成:第22页，共37页，2023年，2月20日，星期一第23页，共37页，2023年，2月20日，星期一

—CNH2HR1—C—ON—H

CHR2—C—ON—H

C—COOHHR3三肽多肽链HGly--Ile--Val--Glu--Gln--Cys--Cys--Ala--Ser--Val--Cys一级结构第24页，共37页，2023年，2月20日，星期一氨基酸的性质1、两性电离性质pH=pI净电荷=0

pH<pI净电荷为正pH>pI净电荷为负CHRCOOHNH3+CHRCOONH2CHRCOONH3++H++OH-+H++OH-

当氨基酸溶液在某一pH值时，其所带正负电荷相等，成为两性离子，在电场中既不向阳极也不向阴极移动，此时溶液的pH值就称为该氨基酸的等电点。第25页，共37页，2023年，2月20日，星期一一级结构指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序。2、蛋白质的四级结构第26页，共37页，2023年，2月20日，星期一一级结构指蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序。二级结构蛋白质的二级结构是指多肽链骨架盘绕折叠所形成的有规律性的结构。。2、蛋白质的四级结构

α-螺旋

β-折叠

3.6个氨基酸残基多肽链中的氨基酸，由于参与肽键的形成，已非原来完整的分子，称为——。第27页，共37页，2023年，2月20日，星期一一级结构二级结构三级结构：是整个多肽链的三维构象，它是在二级结构的基础上，多肽链进一步折叠卷曲形成复杂的球状分子结构。2、蛋白质的四级结构亚基第28页，共37页，2023年，2月20日，星期一一级结构二级结构三级结构2、蛋白质的四级结构血红蛋白指数条具有独立的三级结构的多肽链通过非共价键相互连接而成的聚合体结构四级结构第29页，共37页，2023年，2月20日，星期一蛋白质的主要功能

蛋白质分子结构的多样性，决定了蛋白质分子功能的多样性。蛋白质的多样性，是形形色色生物和绚丽多彩生命活动的物质基础。①构成细胞和生物体——结构蛋白②催化、运输、调节、免疫——功能蛋白第30页，共37页，2023年，2月20日，星期一四、核酸分子量：高分子化合物，相对分子质量几十万至几百万C、H、O、N、P组成元素：核酸核糖核酸（RNA）：主要存在于细胞质脱氧核糖核酸（DNA）主要存在于细胞核①组成核酸的基本单位--核苷酸

1、核酸的组成第31页，共37页，2023年，2月20日，星期一①组成核酸的基本单位--核苷酸

核苷酸脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸A：腺嘌呤T：胸腺嘧啶G：鸟嘌呤C：胞嘧啶A：腺嘌呤U：尿嘧啶G：鸟嘌呤C：胞嘧啶含N碱基脱氧核糖磷酸含N碱基核糖磷酸第32页，共37页，2023年，2月20日，星期一①组成核酸的基本单位--核苷酸

DNA的结构一级结构

核酸分子中四种脱氧核糖核苷酸以3′,5′－磷酸二酯键按序连接成线性或环形分子。第33页，共37页，2023年，2月20日，星期一①组成核酸的基本单位--核苷酸

DNA的结构一级结构

二级结构：双螺旋结构

⑴两条链走向相反，反向平行，为右手螺旋结构；5-磷酸3-羟基脱氧核糖3-羟基5-磷酸1953年,沃森和克里克根据DNA的X射线衍射等实验,推断DNA分子是双螺旋形的,并获得了诺贝尔奖金第34页，共37页，2023年，2月20日，星期一①组成核酸的基本单位--核苷酸

DNA的结构一级结构

二级结构：双螺旋结构

⑴两条链走向相反，反向平行，为右手螺旋结构；⑵脱氧核糖和磷酸在双螺旋外侧，碱基在内侧；⑶两链通过氢键相连，必须A与T、G与C配对形成氢键，称为碱基互补。⑷大（深）沟，小（浅）沟。⑸螺旋一周包含10个bp，碱基平面间的距离为0.34