生命的物質(zhì)組成-專業(yè)高中生物基礎(chǔ)

1、第一節(jié)第一節(jié) 生命的物質(zhì)組成生命的物質(zhì)組成 生命生命的的物質(zhì)物質(zhì)組成組成是指是指組成生物體的組成生物體的化學(xué)元素和由這些元素組成的化合物化學(xué)元素和由這些元素組成的化合物，其中主要是其中主要是蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)、核酸核酸。 生物都是由細(xì)胞、組織、器官、系生物都是由細(xì)胞、組織、器官、系統(tǒng)幾個(gè)不同層次的結(jié)構(gòu)組成，有序完成統(tǒng)幾個(gè)不同層次的結(jié)構(gòu)組成，有序完成生物體的生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖等生命活動(dòng)。生物體的生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖等生命活動(dòng)。 組成生物體的化學(xué)元素組成生物體的化學(xué)元素基本有機(jī)物分子基本有機(jī)物分子（氨基酸、含氮堿、核糖、（氨基酸、含氮堿、核糖、葡萄糖、甘油）葡萄糖、甘油）生物大分子生物大分子（蛋白質(zhì)、核酸、（

2、蛋白質(zhì)、核酸、多糖、脂質(zhì)）多糖、脂質(zhì)）超分子復(fù)合物超分子復(fù)合物（生物膜、核蛋白）（生物膜、核蛋白） 細(xì)胞器細(xì)胞器（細(xì)胞核、線粒體、葉綠（細(xì)胞核、線粒體、葉綠體、質(zhì)體等）體、質(zhì)體等）細(xì)胞細(xì)胞生物體生物體C、H、O、N、P、S等，約占細(xì)胞總量的等，約占細(xì)胞總量的97%。水、無(wú)機(jī)鹽水、無(wú)機(jī)鹽、糖類、脂類、糖類、脂類、蛋白質(zhì)、核酸蛋白質(zhì)、核酸自由水自由水結(jié)合水結(jié)合水二者關(guān)系：二者關(guān)系：可相互轉(zhuǎn)化可相互轉(zhuǎn)化 自由水自由水與代謝密切相關(guān)，代謝越旺盛，與代謝密切相關(guān)，代謝越旺盛，自由水自由水相對(duì)比相對(duì)比例越高。例越高。結(jié)合水結(jié)合水將向?qū)⑾蜃杂伤杂伤D(zhuǎn)化，反之，轉(zhuǎn)化，反之，自由水自由水向向結(jié)合水結(jié)合水轉(zhuǎn)化。

3、轉(zhuǎn)化。 結(jié)合水結(jié)合水不參與代謝，主要與不參與代謝，主要與維持細(xì)胞的基本活性維持細(xì)胞的基本活性有關(guān)。有關(guān)。失去失去自由水自由水，細(xì)胞仍保持活性，只是代謝強(qiáng)度很低；而去，細(xì)胞仍保持活性，只是代謝強(qiáng)度很低；而去結(jié)合水結(jié)合水，細(xì)胞不再有活性），細(xì)胞不再有活性） 2 2、存在形式：、存在形式：一、一、 無(wú)機(jī)化合物無(wú)機(jī)化合物 1 1、水、水最多，沒有水就沒有生命。最多，沒有水就沒有生命。 生物體組織結(jié)構(gòu)的重要組成成分生物體組織結(jié)構(gòu)的重要組成成分； （結(jié)合水）（結(jié)合水） 是多數(shù)細(xì)胞的生活環(huán)境和多數(shù)生化反應(yīng)的介質(zhì)是多數(shù)細(xì)胞的生活環(huán)境和多數(shù)生化反應(yīng)的介質(zhì)； 幫助運(yùn)送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和廢物；幫助運(yùn)送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和廢物； 參與

4、細(xì)胞代謝反應(yīng)參與細(xì)胞代謝反應(yīng) 調(diào)節(jié)體溫和保持體溫恒定調(diào)節(jié)體溫和保持體溫恒定 3 3、生理作用：、生理作用： 自由水自由水3 3、生理作用：、生理作用：缺乏：缺乏：缺鐵性貧血缺鐵性貧血缺乏：缺乏：骨質(zhì)疏松、骨質(zhì)疏松、佝僂病、軟骨病佝僂病、軟骨病缺缺乏乏：葉片黃化葉片黃化參與組成生物體內(nèi)的重要化合物參與組成生物體內(nèi)的重要化合物。如：如：Mg2+是葉綠素分子的必需成分；是葉綠素分子的必需成分；Fe2+是血紅蛋白的重要成分；是血紅蛋白的重要成分；Ca ( (鈣鹽鈣鹽) )是構(gòu)成骨骼、牙齒的重要成分。是構(gòu)成骨骼、牙齒的重要成分。 二、無(wú)機(jī)鹽二、無(wú)機(jī)鹽1 1、含量：、含量：很少，約很少，約1%左右左右2

5、2、存在形式：、存在形式：大多離子狀態(tài)；大多離子狀態(tài)； 參與生物體的代謝活動(dòng)和調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定參與生物體的代謝活動(dòng)和調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。維持正常生命活動(dòng)維持正常生命活動(dòng)。如血液中如血液中Ca2+過(guò)低，導(dǎo)致過(guò)低，導(dǎo)致肌肉抽搐肌肉抽搐。維持酸堿平衡維持酸堿平衡。如血液中如血液中HCO3- 等參與組成等參與組成緩沖緩沖系統(tǒng)，維持血液系統(tǒng)，維持血液酸堿度酸堿度的恒定。的恒定。 維持正常滲透壓維持正常滲透壓。如細(xì)胞膜內(nèi)外的如細(xì)胞膜內(nèi)外的K+、Na+在維持細(xì)胞膜生物功能中起重要作用。在維持細(xì)胞膜生物功能中起重要作用。4 4、生物體需要、生物體需要適量適量的無(wú)機(jī)鹽的無(wú)機(jī)鹽如如鋅（缺乏）：鋅（缺乏）：生長(zhǎng)發(fā)育不

6、良、認(rèn)知能力缺陷、精神發(fā)生長(zhǎng)發(fā)育不良、認(rèn)知能力缺陷、精神發(fā) 育遲緩、行為障礙育遲緩、行為障礙等等 （過(guò)量）：（過(guò)量）：貧血、免疫功能低下貧血、免疫功能低下等等 碘（缺乏）：（兒童）碘（缺乏）：（兒童）呆小癥呆小癥 （過(guò)量）：（兒童）（過(guò)量）：（兒童）碘中毒碘中毒 三、糖類三、糖類1 1、元素組成：、元素組成：C、H、O 2 2、生理作用：、生理作用：生物體維持生命活動(dòng)所需能量的主要來(lái)源生物體維持生命活動(dòng)所需能量的主要來(lái)源 組成生物體結(jié)構(gòu)的基本原料組成生物體結(jié)構(gòu)的基本原料按組成，可分為按組成，可分為單糖單糖：指不能水解、最簡(jiǎn)單的糖類。：指不能水解、最簡(jiǎn)單的糖類。 核糖核糖：構(gòu)成：構(gòu)成RNA的重要

7、物質(zhì)的重要物質(zhì) 分分 五碳糖五碳糖 存在于存在于動(dòng)、植物動(dòng)、植物細(xì)胞細(xì)胞 脫氧核糖脫氧核糖：構(gòu)成：構(gòu)成DNA的重要物質(zhì)的重要物質(zhì) 葡萄糖葡萄糖：細(xì)胞細(xì)胞的的主要能源主要能源物質(zhì)物質(zhì) 六碳糖六碳糖 果糖果糖：存在于：存在于植物植物細(xì)胞細(xì)胞 半乳糖半乳糖：存在于：存在于動(dòng)物動(dòng)物細(xì)胞細(xì)胞 雙糖雙糖：指由兩個(gè)單糖經(jīng)脫水縮合連在一起的糖類：指由兩個(gè)單糖經(jīng)脫水縮合連在一起的糖類 蔗糖蔗糖 ：由：由1分子果糖分子果糖和和1分子葡萄糖分子葡萄糖脫水縮合而成脫水縮合而成 存在于存在于植物植物細(xì)胞細(xì)胞 分分 麥芽糖麥芽糖：由：由2分子葡萄糖分子葡萄糖脫水縮合而成脫水縮合而成 乳糖乳糖 ：由：由1分子半乳糖分子半乳

8、糖和和1分子葡萄糖分子葡萄糖脫水縮合而成。存在于脫水縮合而成。存在于動(dòng)物動(dòng)物細(xì)胞細(xì)胞 多糖多糖：由許多：由許多葡萄糖葡萄糖分子經(jīng)脫水縮合連在一起形成的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的糖類分子經(jīng)脫水縮合連在一起形成的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的糖類 分分 淀粉淀粉：植物植物細(xì)胞糖的儲(chǔ)存形式（作用：細(xì)胞糖的儲(chǔ)存形式（作用：貯存能量貯存能量） 纖維素纖維素 ：植物植物細(xì)胞細(xì)胞細(xì)胞壁細(xì)胞壁的組成成分的組成成分 糖原糖原 ：動(dòng)物動(dòng)物細(xì)胞糖的儲(chǔ)存形式，分細(xì)胞糖的儲(chǔ)存形式，分 肝肝糖原糖原（作用：（作用：貯存能量貯存能量、調(diào)節(jié)血糖調(diào)節(jié)血糖） 肌肌糖原糖原（作用：（作用：貯存能量貯存能量）3 3、分類：、分類：按還原性可分為按還原性可分為非還原性糖

9、：非還原性糖：如蔗糖、淀粉、纖維素如蔗糖、淀粉、纖維素還原性糖：還原性糖：如葡萄糖、果糖、麥芽糖、如葡萄糖、果糖、麥芽糖、 乳糖、半乳糖乳糖、半乳糖脂肪脂肪：元素組成：元素組成： 基本成分：基本成分： 作用：作用：磷脂磷脂：元素組成：元素組成： 作用：作用：膽固醇膽固醇：人體所必需。：人體所必需。 作用：作用： 病癥：病癥： 甘油、脂肪酸甘油、脂肪酸 （飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸）（飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸）C、H、O更好的儲(chǔ)能物質(zhì)更好的儲(chǔ)能物質(zhì) 減少熱量散失，維持體溫恒定減少熱量散失，維持體溫恒定（都是（都是C-C） （存在（存在C=C）與葡萄糖、蛋白質(zhì)相比較，同質(zhì)量情況下脂肪氧化與葡萄糖、蛋

10、白質(zhì)相比較，同質(zhì)量情況下脂肪氧化分解所釋放的能量最多。分解所釋放的能量最多。C、H、O、N、P構(gòu)成構(gòu)成生物膜生物膜的主要成分的主要成分組成組成細(xì)胞膜細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的重要成分結(jié)構(gòu)的重要成分機(jī)體合成某些激素機(jī)體合成某些激素（如（如性激素性激素、腎上腺皮腎上腺皮質(zhì)激素質(zhì)激素）及及維生素維生素D等物質(zhì)的原料等物質(zhì)的原料調(diào)節(jié)人調(diào)節(jié)人體生長(zhǎng)發(fā)育和代謝體生長(zhǎng)發(fā)育和代謝。如血液膽固醇含量偏高將導(dǎo)致如血液膽固醇含量偏高將導(dǎo)致高膽固醇血癥高膽固醇血癥，進(jìn)而引起進(jìn)而引起心血管心血管疾病，疾病，如如動(dòng)脈粥樣硬化動(dòng)脈粥樣硬化。 四、四、 脂類脂類 五、蛋白質(zhì)五、蛋白質(zhì)1 1、主要元素組成：、主要元素組成：C、H、O、N2

11、2、含量：占細(xì)胞、含量：占細(xì)胞干重干重50%以上以上 3 3、基本組成單位：、基本組成單位：氨基酸氨基酸 （約有（約有20多種）多種） 非必需氨基酸非必需氨基酸：（：（來(lái)源途徑）來(lái)源途徑） a a、食物中攝取、食物中攝取 b b、自身組織蛋白分解、自身組織蛋白分解 c c、體內(nèi)中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)氨基作用形成、體內(nèi)中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)氨基作用形成 必需氨基酸：必需氨基酸：8 8種，分別為蘇氨酸、色氨酸、賴氨酸、纈氨酸、苯丙種，分別為蘇氨酸、色氨酸、賴氨酸、纈氨酸、苯丙 氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、甲硫氨酸氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、甲硫氨酸 （來(lái)源途徑）（來(lái)源途徑） a a、食物中攝取、食物中攝取 b b、自身組織蛋白分

12、解、自身組織蛋白分解氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：氨基酸的結(jié)合方式：氨基酸的結(jié)合方式： H H2N C COOH R（氨基）（氨基）（羧基）（羧基）（側(cè)鏈基團(tuán)，決定氨基酸的種類）（側(cè)鏈基團(tuán)，決定氨基酸的種類）每個(gè)氨基酸分子中至少含有一個(gè)每個(gè)氨基酸分子中至少含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，且它們都連接氨基和一個(gè)羧基，且它們都連接在同一個(gè)碳原子上。在同一個(gè)碳原子上。脫水縮合脫水縮合肽鍵的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：肽鍵的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：CN O H或或CONH4 4、蛋白質(zhì)的分子構(gòu)成：、蛋白質(zhì)的分子構(gòu)成： 化學(xué)元素化學(xué)元素氨基酸氨基酸多肽多肽（C、H、O、N）蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)

13、構(gòu)多肽與蛋白質(zhì)的區(qū)別：多肽與蛋白質(zhì)的區(qū)別：a、結(jié)構(gòu)上：、結(jié)構(gòu)上：多肽僅是蛋白質(zhì)的初級(jí)結(jié)構(gòu)形式，而蛋多肽僅是蛋白質(zhì)的初級(jí)結(jié)構(gòu)形式，而蛋白質(zhì)則具有一定的空間結(jié)構(gòu)，比多肽更復(fù)雜。白質(zhì)則具有一定的空間結(jié)構(gòu)，比多肽更復(fù)雜。b、功能上：、功能上：多肽往往無(wú)生物活性（有些多肽具有活多肽往往無(wú)生物活性（有些多肽具有活性），而蛋白質(zhì)則具有生物活性。性），而蛋白質(zhì)則具有生物活性。 1 1）多樣性多樣性直接原因：氨基酸的種類不同直接原因：氨基酸的種類不同 氨基酸的數(shù)目不同氨基酸的數(shù)目不同 氨基酸的排列順序不同氨基酸的排列順序不同 肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同根本原因：根本原因：DNA分子的多樣性分子的多樣性

14、5 5、蛋白質(zhì)的特性：、蛋白質(zhì)的特性：結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)多樣性：多樣性：細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、肌肉、皮膚、毛發(fā)等細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、肌肉、皮膚、毛發(fā)等 機(jī)體構(gòu)造的主要成分機(jī)體構(gòu)造的主要成分形成酶、抗體、激素、血紅蛋白等必需形成酶、抗體、激素、血紅蛋白等必需 的原料的原料作為能量供機(jī)體利用作為能量供機(jī)體利用功能功能多樣性：多樣性：決定決定2)2)特異性特異性：每個(gè)特定的蛋白質(zhì)分子，含有的氨基酸的數(shù)目、每個(gè)特定的蛋白質(zhì)分子，含有的氨基酸的數(shù)目、 種類、排列順序以及肽鏈的空間結(jié)構(gòu)是一定的。種類、排列順序以及肽鏈的空間結(jié)構(gòu)是一定的。在分子水平在分子水平上可用于物種區(qū)分。上可用于物種區(qū)分。意義：決定生物的多樣性意義：決定生

15、物的多樣性C、H、O、N、P 核苷酸核苷酸（由（由一個(gè)磷酸一個(gè)磷酸、一個(gè)五碳糖一個(gè)五碳糖、 一個(gè)含氮堿基一個(gè)含氮堿基組成）組成） 磷酸磷酸五碳糖五碳糖含氮堿基含氮堿基攜帶遺傳信息，與遺傳、變異和蛋白質(zhì)的攜帶遺傳信息，與遺傳、變異和蛋白質(zhì)的合成有密切關(guān)系。合成有密切關(guān)系。 1 1、作用：、作用：2 2、元素組成：、元素組成：3 3、基本組成單位：、基本組成單位：4 4、分類：、分類：（按所含（按所含五碳糖五碳糖分）分）六、核酸六、核酸脫氧核糖脫氧核糖核酸（簡(jiǎn)稱核酸（簡(jiǎn)稱DNADNA） 核糖核糖核酸（簡(jiǎn)稱核酸（簡(jiǎn)稱RNARNA） 分布分布基本基本組成組成單位單位 磷酸磷酸脫氧核糖脫氧核糖含氮堿基含

16、氮堿基磷酸磷酸核糖核糖含氮堿基含氮堿基腺嘌呤（腺嘌呤（A）鳥嘌呤（鳥嘌呤（G）胞嘧啶（胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T）腺嘌呤（腺嘌呤（A）鳥嘌呤（鳥嘌呤（G）胞嘧啶（胞嘧啶（C）尿嘧啶（尿嘧啶（U）主要存在于主要存在于細(xì)胞核細(xì)胞核內(nèi)，少內(nèi)，少量存在于量存在于細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)中（如中（如線線粒體粒體、葉綠體葉綠體）主要存在于主要存在于細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)中中（如（如核糖體核糖體、線粒體線粒體、葉綠體葉綠體），少量存在于），少量存在于細(xì)胞核細(xì)胞核內(nèi)內(nèi)脫氧核糖脫氧核糖核苷酸核苷酸核糖核糖核苷酸核苷酸【思考【思考】1 1）只含）只含DNADNA的生物，堿基種類為的生物，堿基種類為 種，脫氧核糖核種，脫氧核糖核

17、苷酸種類為苷酸種類為 種，五碳糖為種，五碳糖為 種。種。 2 2）只含）只含RNARNA的生物，堿基種類為的生物，堿基種類為 種，核糖核苷酸種，核糖核苷酸種類為種類為 種，五碳糖為種，五碳糖為 種。種。 。3 3）含有）含有DNADNA和和RNARNA的生物，堿基種類為的生物，堿基種類為 種，核苷酸種，核苷酸種類為種類為 種，五碳糖為種，五碳糖為 種。種。441441582七、維生素七、維生素1 1、生物、生物生長(zhǎng)和代謝生長(zhǎng)和代謝所必需。所必需。2 2、微量微量但但高效能高效能。3 3、可溶可溶性性小分子小分子有機(jī)物。有機(jī)物。 按其溶解特性，分為：按其溶解特性，分為： 脂溶性脂溶性維生素：如維生素：如維生素維生素A、維生素維生素D、維生素維生素E、維生素維生素K 特點(diǎn)特點(diǎn) 溶于脂肪而不溶于水；溶于脂肪而不溶于水； 吸收與脂肪的存在有關(guān)，吸收后可在體內(nèi)儲(chǔ)存。吸收與脂肪的存在有關(guān)，吸收后可在體內(nèi)儲(chǔ)存。 水溶性水溶性維生素：如維生素：如維生素維生素B1 、維生素維生素B2 、維生素維生素B6 、維生維生 素素B12 、維生素維生素C、維生素維生素PP、葉酸葉酸 特點(diǎn)特點(diǎn) 溶于水而不溶于脂肪；溶于水而不溶于脂肪； 吸收后在體內(nèi)儲(chǔ)存很少，過(guò)量的多由尿排出體外。吸收后在體內(nèi)儲(chǔ)存很少，過(guò)量的多由尿排出體