普通生物學(xué)復(fù)習(xí)

本文格式為Word版，下載可任意編輯——普通生物學(xué)復(fù)習(xí)其次章生命化學(xué)

第一節(jié)生命的化學(xué)基礎(chǔ)一．構(gòu)成生命的基本元素

1．人體構(gòu)成的常量元素和微量元素

11種常量元素：氧、碳、氫、氮、鈣、磷、鉀、硫、鈉、氯、鎂氧、碳、氫、氮構(gòu)成人體約96%，其他4%。多種微量元素：

人體必需微量元素：碘、鋅、鐵、硒、銅、鉬、鈷、鉻等8種。人體可能必需微量元素：錳、硅、硼、礬、鎳等5種。

具有潛在的毒性，但在低劑量時(shí)，可能具有人體必需功能的微量元素：氟、錫、鉛、鎘、汞、砷、鋁和鎳等7種。地球上元素的豐度與對(duì)我們的重要程度無(wú)關(guān)。

生命對(duì)元素的耐受程度與其在自然界的分布豐度有關(guān)。豐度越高，耐受性越好，毒性越小。（如Si，含量多但是人體中僅為人體可能必需微量元素，但是耐受程度高，毒性小。）2.常量元素對(duì)生物體重要作用:

使用氮肥促進(jìn)玉米生長(zhǎng)。水晶綠肥所含磷從污水中提取。

碳、氫、氧、氮、磷、硫是構(gòu)成生命的六大基本元素。砷基生命？如何證明某一種元素在營(yíng)養(yǎng)學(xué)上是必不可少的？

1．讓試驗(yàn)動(dòng)物攝入缺少某一種元素的膳食,觀測(cè)是否出現(xiàn)特有的病癥。2．向膳食中添加該元素后，試驗(yàn)動(dòng)物的上述特有病癥是否消失。

3.進(jìn)一步說(shuō)明該種元素在身體中發(fā)揮作用的代謝機(jī)理（敲出基因也是這樣的思路）3.微量元素對(duì)生物體的重要作用：

1.微量元素是蛋白質(zhì)的必要功能成分：碘是甲狀腺素的必要成分，缺乏引起甲狀腺增生鐵是血紅蛋白的必要成分。

2.微量元素是酶的必要功能成分，幫助運(yùn)輸電子，原子或功能基團(tuán)：（轉(zhuǎn)移電子）鋅是羧基肽酶的必要成分。圖示該酶的空間結(jié)構(gòu)，其中黃色小球代表鋅原子。

鈷是維生素B12（鈷胺素）的必要組分，B12是甲基丙二酸單酰CoA變位酶的輔酶，協(xié)助轉(zhuǎn)移H原子。

微量元素需適量：氟的兩面性，預(yù)防齲齒（牙釉質(zhì)礦質(zhì)化），氟斑牙（蛋白延遲分解)過(guò)氟，降低骨密度，甚至惡性腫瘤。4.同位素在生物學(xué)研究中的運(yùn)用：

1.測(cè)量DNA復(fù)制的最適溫度。2.癌的診斷和檢測(cè)。（葡萄糖成像技術(shù)）

二．生命構(gòu)成中發(fā)揮重要作用的化學(xué)鍵

1．共價(jià)鍵的生命功能

通過(guò)共用電子對(duì)形成分子－原子間的強(qiáng)相互作用：共價(jià)鍵負(fù)責(zé)將原子連接形成生命分子。2．非共價(jià)鍵的生命功能

非共價(jià)鍵：相反電荷的原子之間的吸引力。較弱，易斷裂和再形成。維持生物分子的構(gòu)象，介導(dǎo)分子間的動(dòng)態(tài)相互作用。非共價(jià)鍵之一：

離子鍵：原子失去或獲得電子成為離子后，帶正負(fù)電荷的離子間的相互吸引力。氫鍵：帶部分負(fù)電荷的電負(fù)性原子如氮或氧原子，與帶部分正電荷的氫原子之間形成的較弱的非共價(jià)鍵。

范德華力：帶有相反瞬時(shí)電荷的分子在相互靠近時(shí)產(chǎn)生的弱的相互吸引力。疏水性相互作用：非極性分子在極性環(huán)境中被迫聚集。

三.生命的介質(zhì)－水

水占生物體重量的60％以上。

生命起源于水，陸生生物體內(nèi)細(xì)胞也生活在水環(huán)境中。水的性質(zhì)影響生命構(gòu)成與生命活動(dòng)。1.水分子（H2O）n的生命支持特性

水分子的三個(gè)原子都適合形成氫鍵，可以構(gòu)成分子間網(wǎng)絡(luò)。舉例：1較大的表面張力：植物的水分運(yùn)輸：毛細(xì)管現(xiàn)象2較大的蒸發(fā)熱；維持生物體溫

3冰的特別比重：保證水生生物的生存，保證了生命的起源。

4水循環(huán)：大氣層中的水分子可以吸收地球表面的輻射熱，並阻止熱能散回外太空，使地球可以維持適當(dāng)?shù)臍鉁亍?/p>

2.水是良好的溶劑:蛋白表面帶電荷區(qū)域或極性區(qū)域會(huì)吸引水分子。3.水能夠維持有機(jī)環(huán)境的酸堿平衡:

血液的緩沖系統(tǒng)H2CO3=HCO3-+H+；細(xì)胞內(nèi)液的緩沖系統(tǒng)H2PO4－=HPO42－+H+；酸雨：正常雨水pH值約為5.6

燃燒煤、石油、自然氣所產(chǎn)生的SO2和NO與大氣中的水結(jié)合而形成的產(chǎn)物，主要含硫酸和硝酸，懸浮在大氣中，隨雨雪霧回降到地面形成酸雨，pH值低于5.0。

四．生命構(gòu)成的重要元素：碳

生化物質(zhì)以碳元素為骨架。

碳原子鏈排布的多樣性形成了生化物質(zhì)的多樣性，而生化物質(zhì)的多樣性是地球生物多樣性的前提。

生化物質(zhì)性質(zhì)的不同不僅取決于碳骨架的排布（碳骨架的結(jié)構(gòu)排列和長(zhǎng)短），也受到結(jié)合于其上的分子基團(tuán)的影響（與碳原子相連的功能基團(tuán)），還有構(gòu)型。舉例：雌性激素和雄性激素功能基團(tuán)的比較。

構(gòu)型：分子中各原子特有的固定的空間排布，使分子具有的特定的立體化學(xué)形式。當(dāng)某一物質(zhì)由一種構(gòu)型轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N構(gòu)型時(shí)，要求共價(jià)鍵的斷裂和重新形成。不對(duì)稱(chēng)碳原子：連接四個(gè)不同原子或基團(tuán)的碳原子。

鏡像對(duì)應(yīng)體：原子構(gòu)成和數(shù)量一致，但構(gòu)型不同，互為鏡像的兩種分子。在溶液中能使旋光儀的偏振光平面向左或向右旋轉(zhuǎn)，又被稱(chēng)為旋光異構(gòu)體或手性分子。（老師講解補(bǔ)充：

構(gòu)象不用斷裂鍵，構(gòu)型要斷裂共價(jià)鍵。

生命對(duì)構(gòu)型有要求，同種構(gòu)型的生化分子結(jié)合位點(diǎn)一致作用就一致，一簇一樣就行，模擬功能區(qū)域。）

其次節(jié)生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能一.生物大分子的構(gòu)成規(guī)律

絕大多數(shù)生物大分子都是鏈狀的分子稱(chēng)為多聚體，由一致或類(lèi)似的小分子（單體）聚合而成的。

由于碳元素形成繁雜分子的能力，每個(gè)細(xì)胞具有成千上萬(wàn)種不同的大分子；而細(xì)胞類(lèi)型、個(gè)體甚至種群的多樣性源于生物大分子，特別是核酸和蛋白質(zhì)的多樣性。

無(wú)以計(jì)數(shù)的大分子僅由40-50種單體分子構(gòu)成。單體的不同排列組合構(gòu)成了不同的多聚體。大分子的合成和分解：

單體通過(guò)縮合反應(yīng)，又稱(chēng)脫水反應(yīng)形成多聚體。多聚體通過(guò)水解反應(yīng)解離為單體。

二.糖：能量來(lái)源及構(gòu)建基礎(chǔ)

1.基本功能

1.能源2.合成原料3.儲(chǔ)存4.支持5.識(shí)別標(biāo)記2.單糖及單糖的構(gòu)型（化學(xué)分類(lèi)：多羥基醛或酮）老師這里十分興奮的講了好多分類(lèi)判斷，最終好像說(shuō)不考，看看吧?。。?！可以用于功能判斷，了解即可，可以看到D-，L-，α/β不明白意思單糖不僅以開(kāi)鏈形式存在，還可以以環(huán)狀結(jié)構(gòu)式存在。尋常是分子中的醛基或酮基與分子本身其他碳原子上的羥基發(fā)生可逆的半縮醛反應(yīng)形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。單糖的D/L構(gòu)型

甘油醛有一個(gè)不對(duì)稱(chēng)C原子，因此具有D-，L-兩種鏡像對(duì)應(yīng)體；其它單糖具有數(shù)個(gè)不對(duì)稱(chēng)C原子，因此具有數(shù)個(gè)鏡像對(duì)應(yīng)體。人為將單糖分子中與功能基團(tuán)醛基或酮基）相距最遠(yuǎn)的不對(duì)稱(chēng)C*的構(gòu)型，與D-，L-甘油醛的構(gòu)型比較，分別定為D型糖和L型糖。如葡萄糖以不對(duì)稱(chēng)C5的基團(tuán)排列確定來(lái)構(gòu)型。自然單糖多為D型。用鏈?zhǔn)奖硎咎墙Y(jié)構(gòu)時(shí)，不對(duì)稱(chēng)C*上的羥基在右側(cè)為D型糖，在左側(cè)為L(zhǎng)型糖；用標(biāo)準(zhǔn)環(huán)式（C原子順時(shí)針排列）表示糖結(jié)

構(gòu)時(shí)，不對(duì)稱(chēng)C上羥甲基位于環(huán)面上方為D型，反之為L(zhǎng)型。環(huán)式結(jié)構(gòu)單糖的α/β構(gòu)型

D-葡萄糖環(huán)式結(jié)構(gòu)中的C1成為不對(duì)稱(chēng)碳原子，可以形成兩種異構(gòu)體：C1上的半縮醛羥基位于環(huán)平面上方（即與C5羥甲基同側(cè)）稱(chēng)為β-D-葡萄糖；半縮醛羥基位于環(huán)平面下方（即與C5羥甲基異側(cè)）為α-D-葡萄糖。

（就一句話：左邊L，右邊D，上邊D，下邊L，同側(cè)β，不同測(cè)α）

單糖通過(guò)糖苷鍵共價(jià)連接形成二糖

兩分子單糖不同C上的羥基彼此發(fā)生縮合反應(yīng)（脫水反應(yīng)）生成糖苷鍵。

舉例：一分子α-D葡萄糖C1半縮醛羥基與一分子α-D葡萄糖C4羥基通過(guò)縮合反應(yīng)形成1,4糖苷鍵；

一分子α-D葡萄糖C1半縮醛羥基與一分子β-D果糖C2半縮醛羥基通過(guò)縮合反應(yīng)形成1,2糖苷鍵。3.二糖

不同單糖通過(guò)糖苷鍵連接形成不同二糖：

蔗糖：葡萄糖+果糖葡萄糖-α,β(1-2)果糖苷乳糖：半乳糖+葡萄糖葡萄糖-α,β(1-4)半乳糖苷麥芽糖：葡萄糖+葡萄糖葡萄糖-α(1-4)葡萄糖苷4.多糖

多個(gè)單糖分子通過(guò)糖苷鍵連接形成多糖直鏈淀粉：葡萄糖1－4糖苷鍵

支鏈淀粉：葡萄糖1－6糖苷鍵(親水性更強(qiáng)）

葡萄糖單體通過(guò)1-4或1-6糖苷鍵連接形成淀粉和糖原構(gòu)型不同的單糖形成性質(zhì)不同的多糖淀粉：α葡萄糖1－4糖苷鍵纖維素：β葡萄糖1－4糖苷鍵多糖的一種：纖維素

葡萄糖單體通過(guò)1,4糖苷鍵連接形成纖維素；葡萄糖C3和C6上的羥基彼此形成氫鍵，將相鄰纖維素分子平行聚合起來(lái)形成微纖維。約80個(gè)纖維素分子聚合為微纖維（細(xì)胞壁的纖維素絲）。

我們?yōu)槭裁床荒艹圆荩?/p>

纖維素是多聚β-葡萄糖，一般人體內(nèi)沒(méi)有斷裂β-葡萄糖苷鍵的酶（纖維素酶)，因此不能利用纖維素作為能源；反芻動(dòng)物可利用體內(nèi)寄生的細(xì)菌和原生動(dòng)物合成纖維素酶分解纖維素。多糖的一種：幾丁質(zhì)

昆蟲(chóng)的殼由幾丁質(zhì)和碳酸鈣構(gòu)成。

幾丁質(zhì)的單體：N-已酰氨基葡萄糖，通過(guò)β（1,4）糖苷鍵鏈接形成幾丁質(zhì)?？捎米魍饪剖中g(shù)縫合線。

三.脂：功能多樣的疏水分子

1.基本功能

1.能量的儲(chǔ)存和運(yùn)輸；2.防止機(jī)械損傷和保溫；3.構(gòu)成細(xì)胞膜；（磷脂固醇）4.激素。

2.脂肪——一分子甘油和三分子脂肪酸縮合生成脂肪

脂肪分子（甘油三酯）酯鍵

飽和脂肪與不飽和脂肪：不飽和脂肪酸含有雙鍵（自由度高，常溫液態(tài)）必需脂肪酸：維持哺乳動(dòng)物正常生長(zhǎng)所需而體內(nèi)不能合成的脂肪酸：舉例：亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸

脂肪肝：康人脂肪占肝臟15%；脂肪肝患者占30%以上。由肝細(xì)胞脂肪變性和脂肪積累造成。脂肪肝患者并發(fā)肝硬化和肝癌的概率是正常人的150倍。3.磷脂及其衍生物

一分子甘油與一分子磷酸，兩分子脂肪酸發(fā)生縮合反應(yīng)生成磷脂。親水的磷酸基團(tuán)和疏水的脂肪酸形成了磷脂的極性“頭部〞和非極性“尾部〞。磷酸與其它基團(tuán)發(fā)生縮合形成各種衍生物。

生物膜的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：磷脂雙分子層

幾種磷脂類(lèi)分子（磷脂衍生物）看一下吧，沒(méi)記錄下來(lái)來(lái)，，，，磷脂酰膽堿（卵磷脂）細(xì)胞膜成分磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）參與血液凝固磷脂酰肌醇細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)其次信使

二磷脂酰甘油（心磷脂）細(xì)菌細(xì)胞膜，線粒體膜成分（內(nèi)共生假說(shuō)）4.固醇

異戊二烯的衍生物，不含脂肪酸，具有四個(gè)碳環(huán)結(jié)構(gòu)

膽固醇（動(dòng)物細(xì)胞膜成分，合成固醇激素原料）雌二醇（固醇激素）睪酮（固醇激素）維生素D.(脂類(lèi)生物分子)

由人體腎上腺皮質(zhì)，性腺及胎盤(pán)分泌的激素多為固醇類(lèi)激素。

四.蛋白：細(xì)胞的分子工具

1.基本功能

蛋白質(zhì)(protein)－細(xì)胞的分子工具:

馬達(dá)蛋白、骨架蛋白、酶、抗體、通道蛋白、受體蛋白、儲(chǔ)存蛋白。

功能包括：結(jié)構(gòu)支撐，存儲(chǔ)，物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)，信息傳遞，抵御外界物質(zhì)，代謝調(diào)理。2.氨基酸及多肽

蛋白質(zhì)的單體：20種氨基酸

分為：非極性氨基酸：甘氨酸，丙氨酸，纈氨酸，亮氨酸，異亮氨酸，甲硫氨酸，苯丙氨酸，色氨酸，脯氨酸（這，，，，記性何在??？？）

極性氨基酸：絲氨酸，蘇氨酸，半胱氨酸，酪氨酸，天冬酰胺，谷氨酰胺帶電荷氨基酸：酸性帶負(fù)電荷：天冬氨酸，谷氨酸堿性帶正電荷：賴(lài)氨酸，精氨酸，組氨酸8種人體必需氨基酸：人體不能合成或合成速度遠(yuǎn)不適應(yīng)機(jī)體的需要，必需由食物蛋白供給，稱(chēng)為必需氨基