2生命的基本物質課件

生命的基本物質2生命的基本物質

地球上的生物種類繁多、形態(tài)與結構千差萬別，但各種生物的化學組成基本相同，代謝過程相似。生命活動有共同的物質基礎，然而又突現其特點，生命現象是比化學現象更高級的運動形式。2生命的基本物質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)生命的基本化學元素2生命的基本物質以人體為例，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。2生命的基本物質表人體元素成分常量元素微量元素2生命的基本物質生物體都是由蛋白質、核酸、脂類、糖、無機鹽和水組成。哪一種分子含量最高？第二節(jié)構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、核酸、脂類和多糖是組成生物體最重要的生物大分子，水是生物體內所占比例最大的化學成分。2生命的基本物質一、無機化合物（一）水

水占生物體的60％以上的重量

地球上生命起源于水中，陸生生物體內細胞也生活在水環(huán)境中水的性質影響生命活動,如：溶解性質，酸堿度.細胞中的所有反應都是在水中進行的，如果無水，酶的活動便無法進行。水對生物體非常重要2生命的基本物質攝入（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2生命的基本物質★無機鹽約占人體重量的5%；★構成骨骼、牙齒等堅硬組織；在肌肉其他軟組織也有許多無機鹽與有機物相結合而存在。★無機鹽作為可溶性鹽存在于體液、消化液和血液中?！餆o機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成的鹽。由于新陳代謝作用，每天有一定數量的無機鹽從各種途徑排出體外，因此每天必須從食物來補充。（二）無機鹽2生命的基本物質體液中的主要無機鹽有：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+是細胞色素、血紅蛋白的成分；b.維持細胞內的pH和滲透壓，以保持細胞的正常生理活動;c.參與細胞的生命活動；d.作為酶反應的輔助因子。2生命的基本物質1、鹽——生命的調味劑食鹽的重要作用：★可維持細胞內外的電位平衡★調節(jié)血壓和血流量★調節(jié)體內的酸堿平衡★鈉離子與鉀離子同時參與神經傳導和肌肉收縮。★可通過調節(jié)內分泌腺的分泌，使血管收縮，使血壓升高。2生命的基本物質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。當攝入多量的食鹽，就要有相應的水與之形成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)學上稱為低鹽綜合癥。2生命的基本物質吃鹽的多少與高血壓病的發(fā)病率關系愛斯基摩人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%。2生命的基本物質吃多少鹽為益？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。2生命的基本物質2、鈣鈣是組成骨骼和牙齒的主要無機物成分，是體內無機離子中存在最多的一種。一般成人體內含鈣總量為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胞的內外液中；雖然量少，但對正常生理起著重要的調節(jié)作用。2生命的基本物質（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=800mg2生命的基本物質

人體每天需要補充鈣的數量成人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1500mg2生命的基本物質嬰、幼、少兒------佝僂病老年人------骨質疏松癥上海地區(qū)骨質疏松癥患者男20.1%女48.1%其中60歲以上男24.9%女75.5%缺鈣引起的疾病2生命的基本物質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充鈣的好材料。2生命的基本物質3、鋅鋅是人體含量最大的微量金屬元素，達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)物質代謝有關的脫氫酶，與紅細胞運送氧和二氧化碳功能有關的碳酸酐酶，與骨骼生長發(fā)育有關的堿性磷酸酶等。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多補充一些。2生命的基本物質2生命的基本物質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。2生命的基本物質4、鐵鐵的生理功能：★以血紅蛋白的形式參加體內氧的運輸★以呼吸酶的形式催化生理氧化還原作用。成年人體內含鐵約4~5克，其中72%存在于血紅蛋白，3%存在于肌紅蛋白內。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，女子月經期每日排出2毫克。2生命的基本物質微量元素Fe氧的運送和酶的活性有關，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。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）與酶的活性、食道癌的發(fā)病率和防治有關。I缺碘產生地方性甲狀腺腫，幼兒發(fā)生呆小癥，Mn（錳）與酶的活性有關。Co（鈷）與酶的活性有關。青春期少女0.015mg/每日。V（釩）軟體動物富有釩；魚體含量較低。2生命的基本物質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浸潤細胞。F（氟）與牙齒健康有關，缺氟產生齲齒；過多則斑齒和氟中毒。Se（硒）缺硒產生克山病，與肝功能，冠心病發(fā)病和防治有關.2生命的基本物質構成生物體的分子主要是有機物。糖蛋白質脂肪核酸二、有機化合物2生命的基本物質（一）糖類糖類是由C、H、O三種元素構成，習慣稱為碳水化合物，是生物的能源物質。糖類廣泛分布于動、植物體的各種組織細胞中。根據糖類水解的情況，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。在生物體內重要的單糖、雙糖和多糖如下表所示：2生命的基本物質2生命的基本物質

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、組成寡糖參與細胞信號傳遞2生命的基本物質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2生命的基本物質重要的多糖有淀粉、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2生命的基本物質糖類功能：主要釋放能量，供機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(纖維素與木質素構成)中起重要作用構成細菌細胞壁(由氨基酸和糖的多聚體--聚肽糖組成)的主要成分。2生命的基本物質

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遠大于2，有些脂含P和N，各種脂類分子的結構可以差異很大。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；脂肪氧化時產生的能量大約是糖氧化時的二倍。生物表面的保護層/保持體溫/生物活性物質。（二）脂類(lipids)化合物2生命的基本物質

中性脂肪(動物-fat)和油(植物-oil)由甘油醇和脂肪酸結合成的酯2生命的基本物質又稱磷酸甘油脂細胞膜的主要結構成分有極性的頭部和兩條疏水的尾部

磷脂2生命的基本物質

類固醇如膽固醇等脂類也是細胞膜的重要成分

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2生命的基本物質維生素2生命的基本物質維生素是生物生長和代謝所必需的具有復雜結構的有機物。它對人體的作用不同于糖類、蛋白質和脂肪，既不能給體內提供能量，也不是人體中主要組織的成分已知維生素有20多種，人和動物自身都不能合成維生素，必須從植物中攝取。攝入體內的維生素

2生命的基本物質維生素可以根據它們的溶解性分為水溶性和脂溶性兩大類脂溶性維生素包括維生素A、D、E、K等。水溶性維生素包括B族維生素中的B1、B2、B6、B12以及維生素C、維生素L、維生素H、維生素PP、葉酸、泛酸、膽堿等缺少維生素對人體生長發(fā)育不利，多吃了個別的維生素也會影響健康。例如，長期過量服用維生素D，就會引發(fā)高血鈣，使軟組織硬化，容易產生疲乏、頭痛、多尿等病癥。

2生命的基本物質1.維生素A又稱抗干眼醇，屬于脂溶性維生素。維生素A的功能是維持眼睛在黑暗情況下的視力。缺乏維生素A時則患夜盲癥。維生素A能促進兒童的正常生長發(fā)育，缺乏它時可引起生殖功能衰退，骨骼成長不良及生長發(fā)育受阻。維生素A還能維持上皮組織的健康，增加對傳染病的抵抗力。長期缺乏維生素A，會引起皮膚、粘膜的上皮細胞萎縮、角質化或壞死。2生命的基本物質食品名稱維生素A含量（國際單位/100g）食品名稱維生素A含量（國際單位/100g）豬肝8700雞蛋黃3500雞肝50900鴨蛋1380鴨肝8900牛奶粉1400河蟹5960奶油2700雞蛋1440鮮奶油8302生命的基本物質含β-胡蘿卜素的胡蘿卜、南瓜、莧菜、菠萊、韭菜等紅、黃、綠色蔬菜和水果，也能保證足夠用的維生素A。

2生命的基本物質2.維生素B1又稱硫胺素或抗腳氣病維生素。屬于水溶性維生素，在酸性溶液中穩(wěn)定，但在中性及堿性溶液中則容易分解。維生素Bl的主要功能是調節(jié)體內糖類的代謝。如果缺乏它，則依靠糖類代謝產生的能量來維持功能的神經系統(tǒng)首先受到影響，產生多發(fā)性神經炎、腳氣病、下肢癱瘓、浮腫和心臟擴大等癥狀。此外，維生素Bl還能促進胃腸蠕動，增強消化功能，促進人體發(fā)育2生命的基本物質3.維生素C

又稱抗壞血酸。1907年挪威化學家霍爾斯特在檸檬汁中發(fā)現。1934年才獲得純品，是無色晶體，屬于水溶性維生素，易溶于水，水溶液呈酸性，所以稱它為抗壞血酸。在酸性溶液中穩(wěn)定，在中性或堿性溶液中易被氧化分解。鐵、銅等金屬離子能夠加速其氧化速率。2生命的基本物質維生素C在人體內的主要功能是：

參加體內的氧化還原過程，促進人體的生長發(fā)育，增強人體對疾病的抵抗能力，促進細胞間質中膠原的形成，維持牙齒、骨骼、血管和肌肉的正常功能，增強肝臟的解毒能力。缺少時，牙齦出血、牙齒松動、骨骼脆弱、粘膜及皮下易出血、傷口不易愈合等癥狀

維生素C能阻止亞硝酸鹽和仲胺在胃內結合成致癌物質——亞脫胺，從而減低癌的發(fā)病率2生命的基本物質注意以下幾個問題。第一，因為維生素C易溶于水，新鮮蔬菜不要長時間在水中浸泡。應該先洗后切，以免維生素C受損失。第二，因為銅離子對維生素C的氧化分解有催化作用，所以在加工過程中應盡量避免使蔬菜跟銅器接觸。第三，植物體內的維生素C往往跟維生素C酶同時存在。當維生素C酶與空氣接觸時，就會促進維生素C的氧化作用。當溫度較高時，這種作用更強烈。本來維生素C受熱時比較穩(wěn)定，但在高溫下也會因維生素C酶的作用而受到破壞。因此，在炒青菜時最好用急火快炒，這樣短時間的高溫，有利于保護維生素C不受破壞。2生命的基本物質（三）蛋白質蛋白質是人類及所有動物賴以生存的營養(yǎng)要素。蛋白質是生命最重要的物質基礎，也是生命的表現。它存在于細胞、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、指甲和頭發(fā)）。人體內除水分外，蛋白質約占人體重量的一半。相當于占體重的17~18%。2生命的基本物質

結構蛋白伸縮蛋白

貯存蛋白保護蛋白

運輸蛋白激素蛋白信號蛋白

酶和輔酶蛋白質的主要種類和功能2生命的基本物質氨基酸結構的共同特點在于，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

蛋白質是由20種氨基酸組成的生物大分子2生命的基本物質必需氨基酸：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。因此在評價各種食物中蛋白質成分的營養(yǎng)價值時，人們格外注重其中必需氨基酸的含量。

2生命的基本物質一個氨基酸的

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。不同數目的氨基酸以肽鍵順序相連形成多肽，多肽形成蛋白質分子的亞單位2生命的基本物質蛋白質的特定構象即蛋白質的三維空間結構和形態(tài)，對于蛋白質的功能起決定性的作用。蛋白質變性（構象發(fā)生變化）使得其特定的功能便立即喪失。

蛋白質結構與功能的關系2生命的基本物質

一級結構 二級結構三級結構四級結構

蛋白質的空間結構2生命的基本物質二級結構肽鏈的主鏈在空間的走向α-螺旋β-折疊β-轉角無規(guī)卷曲無序結構2生命的基本物質

α-螺旋2生命的基本物質多肽主鏈骨架圍繞一個軸螺旋上升。α螺旋最為常見，每一圈3.6個殘基，螺距0.54nm，殘基高度0.15nm,螺旋半徑0.23nm2生命的基本物質β-折疊平行β

-折疊反平行β

-折疊2生命的基本物質β折疊:較α螺旋伸展的構象，兩條或多條肽鏈間互相以氫鍵連接起來的成片層狀結構，平行或反平行兩種類型。β轉角：4個連續(xù)的aa殘基組成，主鏈骨架以180返回折疊，第n個殘基的羰基氧原子與n+3個殘基上的亞氨基氫原子之間形成氫鍵。2生命的基本物質2生命的基本物質

蛋白質的四級結構是指各條肽鏈之間的位置和結構。所以，四級結構只存在于由兩條肽鏈以上組成的蛋白質。

蛋白質的三級結構是指整條肽鏈盤繞折疊形成一定的空間結構形狀。如纖維蛋白和球狀蛋白。2生命的基本物質三級結構（tertiarystructure）在二級結構基礎上的肽鏈再折疊形成的構象。球蛋白：α螺旋+不規(guī)則的不成α螺旋的部分，并折疊成球形。酶、蛋白質激素、抗體以及細胞質和細胞膜中的蛋白質。2生命的基本物質三級結構2生命的基本物質四級結構多亞基構成的寡聚蛋白結構均一寡聚蛋白 由相同亞基構成非均一寡聚蛋白 由不同亞基構成2生命的基本物質四級結構（quanternarystructure）組成蛋白質的多條肽鏈在天然構象空間上的排列方式，多以弱鍵互相連接。疏水力、氫鍵、鹽鍵每條肽鏈本身具有一定的三級結構，就是蛋白質分子的亞基。2生命的基本物質一級結構二級結構三級結構四級結構α－螺旋β－折疊2生命的基本物質蛋白質長期攝入不足造成的后果更新快的組織細胞，由于蛋白質供應不足，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。肌肉因蛋白質更新不足，不能維持正常結構，嚴重引起肌肉萎縮。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。蛋白質營養(yǎng)不足，同時還會影響生殖機能。2生命的基本物質生命過程的催化劑

——酶酶的概念是一類具有生物催化活性的蛋白質分子，它可以提高反應速率。生物分子處于不斷變化之中，很少反應沒有酶參與酶的作用機理特異的結構與底物復合2生命的基本物質酶的作用特點只催化熱力學允許的反應只加快反應速度,不改變反應平衡點對正逆反應催化作用相同降低反應活化能2生命的基本物質酶的催化特點反應條件溫和高效專一多樣催化活性受多因素影響2生命的基本物質

（四）核酸遺傳信息的存儲和傳遞者

★核酸貯存遺傳信息，控制蛋白質的合成。★核酸包括脫氧核糖核酸(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，它編碼蛋白質的氨基酸序列，從而決定蛋白質的功能。通過蛋白質的作用，DNA實際上控制著細胞和生物體的生命過程?！?/p>

DNA控制蛋白