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第一节 生命的分子组成

第一节 生命的分子组成. 一、组成生物体的化学元素 二、组成生物体的化合物. 一、组成生物体的化学元素. 自然界中的生物和非生物都是由化学元素组成的。科学家通过研究各种生物的细胞内的生命物质，查明了组成生物体的化学元素的种类、数量和作用。 1 、组成生物体的化学元素 2 、组成生物体的化学元素的重要作用 3 、生物界与非生物界的统一性和差异性. 1 、组成生物体的化学元素. 组成生物体的化学元素： 大量元素： C 、 H 、 O 、 N 、 P 、 S ， 占细胞全重的 97% ；其中 C 是最基本的元素。

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第一节 生命的分子组成

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Presentation Transcript

  1. 第一节 生命的分子组成 一、组成生物体的化学元素 二、组成生物体的化合物

  2. 一、组成生物体的化学元素 • 自然界中的生物和非生物都是由化学元素组成的。科学家通过研究各种生物的细胞内的生命物质，查明了组成生物体的化学元素的种类、数量和作用。 • 1、组成生物体的化学元素 • 2、组成生物体的化学元素的重要作用 • 3、生物界与非生物界的统一性和差异性

  3. 1、组成生物体的化学元素 • 组成生物体的化学元素： 大量元素： C、H、O、N、P、S， 占细胞全重的97%；其中C是最基本的元素。 微量元素 ：Ba、Si、Mn、Cu、Zn、Mo、B等。 大量元素通常指含量占生物体总重量万分之一以上的元素。 微量元素通常指生物生活所必需，但是需要量却很少的一 些元素。微量元素是维持正常生命活动不可缺少的。

  4. 2、组成生物体的化学元素的重要作用 • a、生物体的大部分有机化合物是由大量元素组成的。例如，蛋白质是由C、H、O、N等元素组成的，核酸是由C、H、O、N、P等元素组成的。 • b、生物体的化学元素，还进一步组成多种多样的化合物，这些化合物是生物体生命活动的物质基础。例如蛋白质、核酸、糖类、脂肪等。 • c、化学元素能影响生物体的生命活动，例如，微量元素B能促进花粉的萌发和花粉管的伸长，缺少B则植物花而不育。而Mg离子的缺乏则导致叶绿素不能形成，植物无法进行光合作用。

  5. 3、生物界与非生物界的统一性和差异性 • a、从原生质中分析得到的各种元素，在无机自然界都可以找到，说明生物界与非生物界在物质组成上的同一性，生物界与非生物界没有不可逾越的鸿沟。 • b、组成生物体的化学元素，在生物体内和在无机自然界中的含量相差很大 (如书中的表，玉米和人的元素大致相同，但各元素含量不同)。这说明，生物界和非生物界还具有差异性。

  6. 二、组成生物体的化合物 • 细胞由化学元素组成，所有的元素在生物体内以化合物的形式存在，总括起来分无机物和有机物两大类。 • 1、无机化合物：水和无机盐 • 2、有机化合物： （1）糖类 （2）脂类 （3）蛋白质 （4）核酸

  7. 构成细胞的化合物 无机化合物 • 水：占85%~90% • 无机盐：占1.0%~1.5% • 糖类： • 脂类：占1%~2% • 蛋白质：占7%~10% • 核酸：和糖共占1.0%~1.5% 有机化合物

  8. 水 • 含水量最多：60%~95% • 存在形式： • 结合水:一部分的水与细胞内的其他物质结合。 • 结合水是细胞结构的重要组成成分，占细胞内全部水的4.5%. • 自由水：绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动。 • 自由水是细胞内的良好溶剂。 • 细胞内生化反应的介质。 • 运送营养物质和代谢废物。

  9. 无机盐 • 含量很少：1%~1.5% • 存在方式:大部分以离子的形式，少量与其他化合物结合。 • 生理功能： • 是细胞和生物体的重要组成成分。 • 维持细胞和生物体的生命活动。 • 维持细胞的渗透压。 • 维持细胞的酸碱平衡。 • 如Mg2+是叶绿素分子必需的成分，Fe2+是血红蛋白质的主要成分。碳酸钙是动物和人体的骨、牙齿中的重要成分。

  10. 不同盐浓度下的红细胞 高渗液中的红细胞 低渗液中的红细胞 等渗液中的红细胞

  11. 糖类 • 含量较多的一类有机物 • 组成元素：C、H、O • 种类：单糖、二糖、多糖 • 功能： • 构成生物体的重要成分。 • 细胞的主要能源物质。

  12. 糖类的种类及主要生理功能

  13. 脂类 • 组成元素:C、H、O • 种类：脂肪、类脂、固醇 • 脂类的种类及主要生理功能

  14. 磷脂的结构（一个亲水的头部和两条疏水的尾部）磷脂的结构（一个亲水的头部和两条疏水的尾部） O CH2-O-C-R1 O CH -O-C-R2 O CH2-O-P-O-CH2CH2N+(CH3)3 OH

  15. 在细胞中的含量只比水少，比其他物质都多，大约占细胞干重50%以上。它是细胞中各种结构的重要成分，在生物体内占有特殊地位。在细胞中的含量只比水少，比其他物质都多，大约占细胞干重50%以上。它是细胞中各种结构的重要成分，在生物体内占有特殊地位。 蛋白质

  16. 蛋白质的化学元素组成 • C、H、O、N4种化学元素组成 • 很多重要蛋白质还含有P、S两种元素 • 有的含有微量的Fe、Cu、Mn、I、Zn等元素

  17. 蛋白质的相对分子质量 • 蛋白质是一种高分子化合物，也就是说相对分子质量很大的生物大分子。 • 蛋白质相对分子质量的变化范围很大：几千~100万以上 • 例如牛胰岛素为5700；人的血红蛋白为64500。

  18. 蛋白质的基本组成单位 • 蛋白质的基本组成单位是氨基酸。 • 组成蛋白质的氨基酸有20多种. • 种类虽多，但在分子结构上有共同特点——结构通式。

  19. 氨基酸通式 侧链基团 氨基 羧基

  20. 甘氨酸 丙氨酸 CH3 H H C COOH R NH2 氨基酸 结构通式 • 每种氨基酸分子至少都含有一个氨基（—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。 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。

  21. 分子结构 • 蛋白质是由许多个氨基酸分子互相连接而成的。 • 结合方式：脱水缩合

  22. 蛋白质脱水缩合关系计算 肽键数 ＝ 脱去的水分子数 ＝ 氨基酸数－ 肽链数

  23. 由两个氨基酸分子缩合而成的叫二肽。 由3个或3个氨基酸分子缩合而成的，含有多个肽链的化合物，叫多肽。 肽链通过一定的化学键互相连接在一起。这些肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是形成非常复杂的空间结构。如右图

  24. 肽链是没有生物活性的，当肽链按不同形式折叠和盘曲形成具一定空间结构的蛋白质分子才表现出生物活性。肽链是没有生物活性的，当肽链按不同形式折叠和盘曲形成具一定空间结构的蛋白质分子才表现出生物活性。

  25. 典型例题 • 例1 判断下列物质是否是氨基酸，单分子结合成的物质叫（  　） 答案：（1）和（3）是，结合成二肽

  26. 氨基 肽键 羧基 四肽 三 四 三 • 例2 根据下面图解，回答问题： （1）该图中，A表示，B表示，E表示。 （2）该图所示化合物的名称是：；该化合物含有个肽键。 （3）该化合物由个氨基酸分子失去个水分子而形成，这种反应叫反应。 （4）该图中所示的氨基酸种类不同，是由决定的。 （5）如果图中氨基酸的平均分子量为180，则该化合物的分子量是。 脱水缩合 R基团(D) 666

  27. 蛋白质结构的多样性 • 蛋白质的种类多种多样，例如人体内含蛋白质的种类约有10万种，整个生物界的蛋白质种类估计有100亿种。 • 蛋白质的多样性决定于结构的多样性，那为什么蛋白质的结构具有多样性呢？有下面几方面的原因： ①氨基酸种类不同②数目成百上千③排列次序变化多端④空间结构也千差万别

  28. 主要功能 • 构成细胞和生物体的重要物质 • 催化作用：如酶 • 运输作用：如红细胞中的血红蛋白 • 调节作用：如胰岛素和生长激素 • 免疫作用：如抗体 蛋白质极度缺乏！

  29. 三种有机物在细胞中的存在形式及鉴定方法 存在形式 鉴定方法 淀粉 淀粉粒 遇碘呈蓝紫色 蛋白质 糊粉粒 遇双缩脲呈紫色 脂肪 油滴 遇苏丹Ⅲ呈橙红色

  30. 核酸 • 化学元素组成 • 相对分子质量 • 基本组成单位 • 分子结构 • 主要功能

  31. 化学元素组成 • C、H、O、N、P 相对分子质量 • 几十万——几百万

  32. 核酸分为：脱氧核糖核酸和核糖核酸

  33. 核酸基本组成单位 • 基本组成单位：核苷酸。 • 一个核苷酸是由一分子含氮的碱基和一分子的五碳糖和一分子磷酸组成。 • 每个核酸分子是由几百个乃至上亿个核苷酸互相连接而成的长链。

  34. 核 糖 五碳糖 碱基 碱基 P P 脱氧核糖 碱基 P 核苷酸 核糖核酸 （RNA） 脱氧核糖核酸 （DNA）

  35. DNA的化学结构 基本单位－脱氧核苷酸 碱基有四种： 腺嘌呤 A 鸟嘌呤 G 胞嘧啶 C 胸腺嘧啶 T 磷酸 脱氧 核糖 碱基 A G C T

  36. DNA的化学结构 A G C T 脱氧核苷酸的种类 腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸

  37. RNA的结构（与DNA比较）

  38. 组成核酸的磷酸有多少种？ 五碳糖有多少种？ 碱基有多少种？ 核苷酸共有多少种？ 1种 2种：核糖、脱氧核糖 5种：A、T、G、C、U 8种 DNA：腺嘌呤脱氧核苷酸 RNA：腺嘌呤核糖核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤核糖核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 胞嘧啶核糖核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸

  39. 分子结构 • DNA：双螺旋结构 • RNA：一般是单链

  40. 主要功能 • 一切生物的遗传物质，对生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成有极其重要的作用。

  41. 蛋白质与核酸的结构和功能比较表 蛋白质 核酸 基本元素 C、H、O、N C、H、O、N、P 基本单位 氨基酸 核苷酸 分子结构 氨基酸→多肽链→空间结构→蛋白质 DNA：双螺旋 RNA：单链 多样性 氨基酸种类、数量、排列顺序，空间结构 核苷酸排列顺序 合成场所 核糖体内 细胞核内 主要功能 基本结构成分、调节代谢、运动、免疫等 遗传物质 相互关系 核酸控制蛋白质的合成

  42. 细胞的整体性 • 任何一种化合物都不能单独地完成某一种生命活动，而只是按照一定的方式有机地组织起来，才能表现出细胞和生物体的生命现象。 • 细胞就是这些物质最基本的结构形式。

  43. 小 结

  44. 水分 含量：最多，80－90% 水分 结合水：与其它化合物相结合；结构成分 种类 自由水：自由流动，游离存在；溶剂介质

  45. 无机盐 含量：占鲜重的1－1.5% 多数以离子态存在：如K＋、Na＋、等 无机盐 存在形式： 少数以化合态存在：如ATP、DNA等 某些化合物的重要组成元素如ATP等 维持生物体的生命活动 功能 维持酸碱平衡，调节渗透压 维持细胞的形态和功能

  46. 糖类 单糖 二糖 多糖 通式：Cn（H2O）m 组成元素： C、H、O 核糖（C5H10O5）：RNA的组成成分 五碳糖 脱氧核糖（C5H10O4）：DNA组成成分 六碳糖： 葡萄糖（C6H12O6）：主要的能源物质 分类和存在 植物：蔗糖、麦芽糖（C12H22O11） 动物：乳糖（C12H22O11） 糖类 纤维素：细胞壁的主要成分 淀粉：植物细胞中贮存能量的物质 肝糖元：肝脏中 糖元： 肌糖元：骨胳肌中 组成细胞的重要成分 作用 主要的能源物质 参与遗传物质的组成

  47. 脂类 脂肪： 类脂： 胆固醇： 固醇 性激素： 维生素D： 组成元素： C、H、O，有的含有N、P等元素 储能，保温 磷脂是构成生物膜的成分 分类 人体必需的化合物 脂类 激发维持第二性征等 促进小肠对钙、磷的吸收 参与构成机体的组织 氧化分解提供能量 作用 参与维持生物体正常的新陈代谢 贮存能量，转变为糖类

  48. 蛋白质 含量： 占细胞干重50%以上 组成元素： C、H、O、N，有的还含Fe、S、P等 种类 基本单位： 氨基酸 通式： 特点 氨基酸种类不同 蛋白质 数目成百上千 多样性 肽→肽链→蛋白质 排列次序变化多端 空间结构千差万别 基本结构成分 功能 调节新陈代谢 缩合

  49. 核酸 组成元素： C、H、O、N、P 组成物质： 磷酸、五碳糖、含氮碱基 1种 2种 5种 核糖核苷酸（4种） 基本单位： 核苷酸 核酸 脱氧核糖核苷酸（4种） （8种） 核糖核酸（RNA）：主要存在于细胞质 核酸 脱氧核糖核酸（DNA）：主要存在于细胞核 一切生物的遗传物质 功能 控制蛋白质的合成

  50. 选择题 1、有关糖类的下列陈述中，揭示其化学组成的特点是（　） A　含有C、H、O三种元素 B　大部分糖类分子中C、H、O的比例为1：2：1 C　糖可分为单糖、二糖和多糖三类 D　糖是生命活动的主要能源 2、人体的牙齿和骨骼中含有钙离子和磷酸根离子，说明无机盐所具有的生理功能之一是（ 〕 A　细胞结构的重要组成部分 　B　调节渗透压 C　调节细胞的酸碱平衡　　D　调节细胞中离子平衡

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