1生命的基本物質(zhì)課件

生命的基本物質(zhì)1生命的基本物質(zhì)

地球上的生物種類繁多、形態(tài)與結(jié)構(gòu)千差萬別，但各種生物的化學(xué)組成基本相同，代謝過程相似。生命活動有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)，然而又突現(xiàn)其特點(diǎn)，生命現(xiàn)象是比化學(xué)現(xiàn)象更高級的運(yùn)動形式。1生命的基本物質(zhì)哪些元素參與生物體的組成？

參與生物體組成的元素總共約二、三十種，主要包括C、H、O、N、P、S、Ca等，以上7種元素約占生物體的99.35%，其中C、H、O、N4種元素占96%。第一節(jié)生命的基本化學(xué)元素1生命的基本物質(zhì)以人體為例，各種元素在人體中含量見表常量元素————在人體中含量較大。微量元素————在人體中含量很少。1生命的基本物質(zhì)表人體元素成分常量元素微量元素1生命的基本物質(zhì)%O C H N P S其他人 65 18 10 8 1.0 0.25 2.75生命形式多樣，但基本元素構(gòu)成是基本一致的；桿菌69 15 11 8 1.2 1.00 5.001生命的基本物質(zhì)

證明某一種微量元素在營養(yǎng)學(xué)上是必不可少的，至少需要做下面三個方面的實(shí)驗(yàn):

人體元素成分的營養(yǎng)學(xué)意義①讓實(shí)驗(yàn)動物攝入缺少某一種元素的膳食,觀察是否出現(xiàn)特有的病癥。②向膳食中添加該元素后，實(shí)驗(yàn)動物的上述特有病癥是否消失。③進(jìn)一步闡明該元素在體內(nèi)起作用的代謝機(jī)理。1生命的基本物質(zhì)

碳，氫，氧，氮，磷，硫這幾種元素，是構(gòu)成如蛋白質(zhì)，核酸，糖類，脂類等生物分子的重要原料，氯，鈉，鉀等參與體內(nèi)水鹽平衡；碘是甲狀腺素的重要成分；而鎂，鈣，鐵，鋅等配合體內(nèi)蛋白質(zhì)成分，參與酶活性調(diào)節(jié)，氧的輸送等重要功能。1生命的基本物質(zhì)微量元素Fe氧的運(yùn)送和酶的活性有關(guān)，缺少時，引起缺鐵性貧血。Cu發(fā)生冠心病的主要原因，與酶的活性有關(guān)。Zn在青少年的發(fā)育生長，癌癥等的發(fā)病和防治起有作用。Mo（鉬）與酶活性、食道癌的發(fā)病率和防治有關(guān)。I缺碘產(chǎn)生地方性甲狀腺腫，幼兒發(fā)生呆小癥，Mn（錳）與酶的活性有關(guān)。Co（鈷）與酶的活性有關(guān)。青春期少女0.015mg/每日。V（釩）軟體動物富有釩；魚體含量較低。1生命的基本物質(zhì)Zn（鋅）在青少年的發(fā)育生長，癌癥等的發(fā)病和防治起有作用。Ni（鎳）植物中15－55ppm,人為0.1ppm；急性白血病.25μg/mlSn（錫）影響骨鈣化速度；Si（硅）矽肺，Si浸潤細(xì)胞。F（氟）與牙齒健康有關(guān)，缺氟產(chǎn)生齲齒；過多則斑齒和氟中毒。Se（硒）缺硒產(chǎn)生克山病，與肝功能，冠心病發(fā)病和防治有關(guān).1生命的基本物質(zhì)氟飲用水適宜濃度：0.5～1mg／L<適宜濃度:齲齒病

>1mg/L:氟斑牙??；>3～6mg/L:氟骨病。1生命的基本物質(zhì)齲齒(蟲牙)1生命的基本物質(zhì)氟斑牙1生命的基本物質(zhì)氟骨病1生命的基本物質(zhì)氟骨病1生命的基本物質(zhì)生物體都是由蛋白質(zhì)、核酸、脂類、糖、無機(jī)鹽和水組成。哪一種分子含量最高？第二節(jié)構(gòu)成生命的化合物不同的生物體，其分子組成也大體相同蛋白質(zhì)、核酸、脂類和多糖是組成生物體最重要的生物大分子，水是生物體內(nèi)所占比例最大的化學(xué)成分。1生命的基本物質(zhì)無機(jī)物水（water)無機(jī)鹽堿(mineral)1生命的基本物質(zhì)一、無機(jī)化合物（一）水

水占生物體的60％以上的重量

地球上生命起源于水中，陸生生物體內(nèi)細(xì)胞也生活在水環(huán)境中水的性質(zhì)影響生命活動,如：溶解性質(zhì)，酸堿度.細(xì)胞中的所有反應(yīng)都是在水中進(jìn)行的，如果無水，酶的活動便無法進(jìn)行。水對生物體非常重要1生命的基本物質(zhì)攝入（毫升）排出（毫升）食物帶入1000尿液排出1500飲料和喝水1200糞便排出150代謝過程產(chǎn)生300呼吸時帶走350

皮膚蒸發(fā)500總計25002500人體每天攝入和排出的水量1生命的基本物質(zhì)★無機(jī)鹽約占人體重量的5%；★構(gòu)成骨骼、牙齒等堅硬組織；在肌肉其他軟組織也有許多無機(jī)鹽與有機(jī)物相結(jié)合而存在?！餆o機(jī)鹽作為可溶性鹽存在于體液、消化液和血液中?！餆o機(jī)鹽在食物中分布很廣，一般指含量較多的鈣、鈉、鉀、鎂、磷、硫和氯等七種元素構(gòu)成的鹽。由于新陳代謝作用，每天有一定數(shù)量的無機(jī)鹽從各種途徑排出體外，因此每天必須從食物來補(bǔ)充。（二）無機(jī)鹽1生命的基本物質(zhì)體液中的主要無機(jī)鹽有：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、HCO3-、

HPO42-等，它們執(zhí)行非常重要的生理功能：

a.直接參與生物大分子的形成，如PO43-

是合成磷脂、核苷酸所必需的；Fe3+是細(xì)胞色素、血紅蛋白的成分；b.維持細(xì)胞內(nèi)的pH和滲透壓，以保持細(xì)胞的正常生理活動;c.參與細(xì)胞的生命活動；d.作為酶反應(yīng)的輔助因子。1生命的基本物質(zhì)1、鹽——生命的調(diào)味劑食鹽的重要作用：★可維持細(xì)胞內(nèi)外的電位平衡★調(diào)節(jié)血壓和血流量★調(diào)節(jié)體內(nèi)的酸堿平衡★鈉離子與鉀離子同時參與神經(jīng)傳導(dǎo)和肌肉收縮?！锟赏ㄟ^調(diào)節(jié)內(nèi)分泌腺的分泌，使血管收縮，使血壓升高。1生命的基本物質(zhì)攝取過量的鹽是很危險的一次服用150克鹽對人有致死作用。人體的體液是接近0.9%的鹽溶液，這種濃度是恒定的。當(dāng)攝入多量的食鹽，就要有相應(yīng)的水與之形成0.9%的鹽濃度。因此吃了咸的東西要多喝水就是這個道理。吃鹽太少造成的后果

影響生長，骨骼軟化,全身乏力，疲倦，惡心，嘔吐，食欲不振，嗜睡甚至昏迷，醫(yī)學(xué)上稱為低鹽綜合癥。1生命的基本物質(zhì)吃鹽的多少與高血壓病的發(fā)病率關(guān)系愛斯基摩人4克/日患高血壓病發(fā)病率少日本北方居民20~35克/日，發(fā)病率40%。7克/日6.9%10克/日8.6%26克/日39%西藏某些地區(qū)吃鹽多，發(fā)病率20%。廣東省發(fā)病率3.5%，華北地區(qū)7.5%。1生命的基本物質(zhì)吃多少鹽為益？一個健康的成年人每人每天飲食中攝取的食鹽應(yīng)該不宜超過10克。人體對鈉的安全攝入量為2.4~7.2克，而鹽中含40%鈉，即每日只能吃下6~18克食鹽。WHO建議，每人每天應(yīng)吃5克左右的食鹽，一個四口之家，一個月一公斤鹽就足夠了。1生命的基本物質(zhì)2、鈣鈣是組成骨骼和牙齒的主要無機(jī)物成分，是體內(nèi)無機(jī)離子中存在最多的一種。一般成人體內(nèi)含鈣總量為1200克。其99%存在于骨骼和牙齒中，其余1%則存在于其他組織細(xì)胞的內(nèi)外液中；雖然量少，但對正常生理起著重要的調(diào)節(jié)作用。1生命的基本物質(zhì)（1）人每天需要攝入多少鈣？

從糞、尿、汗中排出320~450mg

吸收率約40%320×100/40=800mg1生命的基本物質(zhì)

人體每天需要補(bǔ)充鈣的數(shù)量成人800mg嬰兒（10個月）400mg幼兒（<3歲）600mg少年（<10歲）800mg青年（12~18歲）1000mg老年1200mg孕婦/哺乳1500mg1生命的基本物質(zhì)

（2）鈣參加幾乎每一種生理代謝過程需要Ca參與的生理過程

肌肉：肌肉收縮

免疫：

白細(xì)胞吞噬功能循環(huán)：

血液凝固，毛細(xì)血管通透性、微循環(huán)改善

內(nèi)分泌：激素分泌

骨骼：

骨骼形成

神經(jīng)：

神經(jīng)肌肉應(yīng)激性

泌尿：生殖：（Ca調(diào)節(jié)多種酶的活性）

1生命的基本物質(zhì)嬰、幼、少兒------佝僂病老年人------骨質(zhì)疏松癥上海地區(qū)骨質(zhì)疏松癥患者男20.1%女48.1%其中60歲以上男24.9%女75.5%缺鈣引起的疾病1生命的基本物質(zhì)高血壓

（還帶來別的效應(yīng)）缺鈣反常鈣內(nèi)流血管

內(nèi)壁細(xì)胞平滑肌細(xì)胞

中鈣反常積儲1、血管壁彈性纖維和內(nèi)皮細(xì)胞鈣化、變性，甚至損傷斷裂2、血脂浸入血管壁損傷處，造成膽固醇，脂類沉積3、血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)損傷而分泌內(nèi)皮素和某些激活因子，引起血小板和白細(xì)胞在血管壁上粘附聚集4、血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷，又激活補(bǔ)償性生理反應(yīng)，促使血管平滑肌和成纖維細(xì)胞反常增生和內(nèi)膜下移位，致使動脈管壁增厚、變硬，于是層層疊疊、大大小小的動脈粥樣硬化形成了。

血管外周阻力增大高血壓血管收縮1生命的基本物質(zhì)腎結(jié)石——腎結(jié)石中重要成分是鈣；但是，限制鈣攝入恰恰會使腎結(jié)石加重。草酸鈣：草酸來自蔬菜，食物中鈣可使草酸在腸道中結(jié)成草酸鈣，從糞便中排出。缺鈣反常鈣內(nèi)流，損傷腎細(xì)胞

腎臟對鈣回收功能受損高鈣尿液與尿中草酸結(jié)合形成結(jié)石。尿鈣排出增多1生命的基本物質(zhì)結(jié)（直）腸癌：Ca2+高脂膳食刺激鈣與脂酸結(jié)合排出體外高膽汁酸刺激直腸細(xì)胞癌變鈣與膽汁酸結(jié)合排出體外1生命的基本物質(zhì)影響鈣吸收的因素維生素D甲狀旁腺素（PTH）降血鈣素1生命的基本物質(zhì)維生素D促小腸吸收鈣促骨骼釋放鈣促腎細(xì)胞回收鈣使血清鈣1生命的基本物質(zhì)甲狀旁腺素（PTH）促小腸吸收鈣促骨骼釋放鈣促腎細(xì)胞回收鈣使血清鈣1生命的基本物質(zhì)甲狀旁腺1生命的基本物質(zhì)抑骨骼釋放鈣抑腎細(xì)胞回收鈣降血鈣素（Calcitonin)，甲狀腺分泌使血清鈣1生命的基本物質(zhì)食物中鈣的來源以奶和奶制品最好，不但含量豐富，而且吸收率高，是嬰幼兒、青少年和老年人最理想的鈣源。蔬菜和豆類含鈣也較多。連骨吃的小魚、蝦皮、食用骨粉及蛋殼粉都是補(bǔ)充鈣的好材料。1生命的基本物質(zhì)3、鋅鋅是人體含量最大的微量金屬元素，達(dá)2~3克。它是生物體生長發(fā)育、營養(yǎng)生化代謝時所必須的重要微量元素之一，人體中有七十多種酶中含有鋅：如與營養(yǎng)物質(zhì)代謝有關(guān)的脫氫酶，與紅細(xì)胞運(yùn)送氧和二氧化碳功能有關(guān)的碳酸酐酶，與骨骼生長發(fā)育有關(guān)的堿性磷酸酶等。鋅是一種可以從汗液和尿液中流失的元素。其中孕婦、乳母和成長中的兒童應(yīng)多補(bǔ)充一些。1生命的基本物質(zhì)1生命的基本物質(zhì)富含鋅的食物動物性食物含量高，植物性食物含量少，對于只吃素食的人來說，要警惕缺鋅。動物肝臟、肌肉和骨骼中含鋅最高，比其他組織多2~4倍。蛋黃、魚、海帶、羊肉、動物肝臟、腎臟，牡蠣、鮮蝦、禽類、大豆、南瓜籽等。其中牡蠣含量最多，112毫克/100克。1生命的基本物質(zhì)4、鐵鐵的生理功能：★以血紅蛋白的形式參加體內(nèi)氧的運(yùn)輸★以呼吸酶的形式催化生理氧化還原作用。成年人體內(nèi)含鐵約4~5克，其中72%存在于血紅蛋白，3%存在于肌紅蛋白內(nèi)。鐵缺乏不僅引起缺鐵性貧血，同時會影響人體免疫功能，而且還會影響兒童智力的正常發(fā)育。成人平均每天排出1毫克鐵，女子月經(jīng)期每日排出2毫克。1生命的基本物質(zhì)缺鐵癥狀

缺鐵性貧血；工作效率低、學(xué)習(xí)能力下降；心慌、氣短、頭暈、眼花等；食物來源

動物肝臟、全血；肉、魚類；1生命的基本物質(zhì)5、硒NIH食物來源：在富含硒的土壤中生長出的糧食1生命的基本物質(zhì)大骨節(jié)病1生命的基本物質(zhì)6、鉻1生命的基本物質(zhì)1生命的基本物質(zhì)7、碘①生理功能：

主要參與甲狀腺素合成，而甲狀腺素主要為促進(jìn)和調(diào)節(jié)代謝及生長發(fā)育。1生命的基本物質(zhì)②癥狀碘缺乏：

甲狀腺腫、呆小病。碘過量：

甲狀腺腫大。1生命的基本物質(zhì)構(gòu)成生物體的分子主要是有機(jī)物。糖蛋白質(zhì)脂肪核酸二、有機(jī)化合物1生命的基本物質(zhì)（一）糖類糖類是由C、H、O三種元素構(gòu)成，習(xí)慣稱為碳水化合物，是生物的能源物質(zhì)。糖類廣泛分布于動、植物體的各種組織細(xì)胞中。根據(jù)糖類水解的情況，可以分為單糖、雙糖和多糖三大類。其中多糖屬于生物大分子。在生物體內(nèi)重要的單糖、雙糖和多糖如下表所示：1生命的基本物質(zhì)1生命的基本物質(zhì)

1.單糖

多羥基醛或多羥基酮稱為糖；單糖主要包括五碳糖和六碳糖.葡萄糖、果糖和半乳糖是六碳糖、核糖和脫氧核糖為五碳糖。單糖的生物功能：A、作為多糖的組成元件B、作為燃料C、組成寡糖參與細(xì)胞信號傳遞1生命的基本物質(zhì)重要的二糖包括蔗糖、麥芽糖、乳糖等2、二糖由兩個單糖分子通過羥基失水縮聚而成麥芽糖由兩分子葡萄糖單體脫水縮合形成蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖縮合形成乳糖由一分子葡萄糖和一分子半乳糖縮合而成1生命的基本物質(zhì)重要的多糖有淀粉、糖原、纖維素、氨基葡聚糖等3、多糖由多個單糖分子縮聚而成1生命的基本物質(zhì)糖類功能：主要釋放能量，供機(jī)體本身的生命活動所需。在平衡滲透壓(小分子單糖)、支撐植物體(纖維素與木質(zhì)素構(gòu)成)中起重要作用構(gòu)成細(xì)菌細(xì)胞壁(由氨基酸和糖的多聚體--聚肽糖組成)的主要成分。1生命的基本物質(zhì)

脂類的組成和功能脂類是脂肪、磷脂、類固醇等類化合物的總稱。脂類分子也含C、H、O3種元素，但H:O遠(yuǎn)大于2，有些脂含P和N，各種脂類分子的結(jié)構(gòu)可以差異很大。脂類不溶于水，可溶于非極性溶劑。脂類是生物膜的主要成分；脂肪氧化時產(chǎn)生的能量大約是糖氧化時的二倍。生物表面的保護(hù)層/保持體溫/生物活性物質(zhì)。（二）脂類(lipids)化合物1生命的基本物質(zhì)

中性脂肪(動物-fat)和油(植物-oil)由甘油醇和脂肪酸結(jié)合成的酯1生命的基本物質(zhì)又稱磷酸甘油脂細(xì)胞膜的主要結(jié)構(gòu)成分有極性的頭部和兩條疏水的尾部

磷脂1生命的基本物質(zhì)

類固醇如膽固醇等脂類也是細(xì)胞膜的重要成分

類固醇

血清中的膽固醇太多會促使形成動脈硬化和心腦血管疾病1生命的基本物質(zhì)（三）蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)是人類及所有動物賴以生存的營養(yǎng)要素。蛋白質(zhì)是生命最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是生命的表現(xiàn)。它存在于細(xì)胞、組織和分泌物中，成為液體（血液和奶）、半流動體（卵蛋白和肌肉）或各種不同硬度的半硬體（角質(zhì)、指甲和頭發(fā)）。人體內(nèi)除水分外，蛋白質(zhì)約占人體重量的一半。相當(dāng)于占體重的17~18%。1生命的基本物質(zhì)

結(jié)構(gòu)蛋白伸縮蛋白

貯存蛋白保護(hù)蛋白

運(yùn)輸?shù)鞍准に氐鞍仔盘柕鞍?/p>

酶和輔酶蛋白質(zhì)的主要種類和功能1生命的基本物質(zhì)氨基酸結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn)在于，在與羧基相連的碳原子（

-碳原子）上都有一個氨基，另一個R基

蛋白質(zhì)是由20種氨基酸組成的生物大分子1生命的基本物質(zhì)必需氨基酸：20種氨基酸中，有8種是人體不能合成的，只能從食物中獲得，故稱為必需氨基酸。分別是：蘇氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、色氨酸、纈氨酸、甲硫氨酸(蛋氨酸)、亮氨酸和異亮氨酸。必需氨基酸對人體來說，是重要的生活物質(zhì)。因此在評價各種食物中蛋白質(zhì)成分的營養(yǎng)價值時，人們格外注重其中必需氨基酸的含量。

1生命的基本物質(zhì)一個氨基酸的

氨基與另一個氨基酸的

羧基脫水縮合，形成肽鍵并生成二肽化合物。不同數(shù)目的氨基酸以肽鍵順序相連形成多肽，多肽形成蛋白質(zhì)分子的亞單位1生命的基本物質(zhì)蛋白質(zhì)的特定構(gòu)象即蛋白質(zhì)的三維空間結(jié)構(gòu)和形態(tài)，對于蛋白質(zhì)的功能起決定性的作用。蛋白質(zhì)變性（構(gòu)象發(fā)生變化）使得其特定的功能便立即喪失。

蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系1生命的基本物質(zhì)

一級結(jié)構(gòu) 二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)1生命的基本物質(zhì)

蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)是指各條肽鏈之間的位置和結(jié)構(gòu)。所以，四級結(jié)構(gòu)只存在于由兩條肽鏈以上組成的蛋白質(zhì)。

蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)是指整條肽鏈盤繞折疊形成一定的空間結(jié)構(gòu)形狀。如纖維蛋白和球狀蛋白。1生命的基本物質(zhì)一級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)α－螺旋β－折疊1生命的基本物質(zhì)蛋白質(zhì)長期攝入不足造成的后果更新快的組織細(xì)胞，由于蛋白質(zhì)供應(yīng)不足，將首先受到影響，如小腸粘膜及腺體不能及時更新，勢必造成消化吸收不良，以至造成慢性腹瀉。

蛋白質(zhì)不足，使肝臟功能不能正常維持，其本身將受到損害。肌肉因蛋白質(zhì)更新不足，不能維持正常結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重引起肌肉萎縮。免疫抗體不能正常合成，致使免疫力下降，對一些傳染病的抵抗力下降。

膠原蛋白合成發(fā)生障礙，傷口不容易愈合。蛋白質(zhì)營養(yǎng)不足，同時還會影響生殖機(jī)能。1生命的基本物質(zhì)

（四）核酸

★核酸貯存遺傳信息，控制蛋白質(zhì)的合成?！锖怂岚撗鹾颂呛怂?DNA)和核糖核酸(RNA),都是由許多順序排列的核苷酸組成的大分子?！镔A存遺傳信息的特殊DNA片段稱為基因，它編碼蛋白質(zhì)的氨基酸序列，從而決定蛋白質(zhì)的功能。通過蛋白質(zhì)的作用，DNA實(shí)際上控制著細(xì)胞和生物體的生命過程。★

DNA控制蛋白質(zhì)的合成是通過RNA來實(shí)現(xiàn)的，即遺傳信息由DNA轉(zhuǎn)錄到RNA，后者決定蛋白質(zhì)的氨基酸序列。1生命的基本物質(zhì)戊糖:分核糖和脫氧核糖兩種堿基:分嘌呤和嘧啶兩類磷酸1、核酸的基本單位—核苷酸1生命的基本物質(zhì)核糖的一號碳原子上的羥基與堿基上的氫縮水聚合核苷酸1生命的基本物質(zhì)核苷酸中核糖的3號或5號碳原子上的羥基與磷酸上的氫縮水聚合1生命的基本物質(zhì)2、核酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)(1)DNA的空間結(jié)構(gòu)DNA分子是由兩條脫氧核糖核酸長鏈互以堿基配對相連而成的螺旋狀雙鏈分子；DNA主要存在于細(xì)胞核內(nèi)的染色質(zhì)中，線粒體和葉綠體中也有，是遺傳信息的攜帶者。1生命的基本物質(zhì)主鏈由磷酸、糖的序列構(gòu)成，主鏈的內(nèi)側(cè)連接不同的