4a 生命的基本化学组成.ppt
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1、4 生命的基本化学组成,4.1 生命的化学基础 4.2 糖类化合物 4.3 脂类化合物 4.4 蛋白质*,主要内容,4.1 生命的化学基础,组成生物体的主要元素包括C、H、O、N、P、S、Ca等,以上7种元素约占生物体的99.35%,其中C、H、O、N 4种元素占96%。 微量元素:Fe、Cu、Mo、Zn、Mn、Ni、I、Si等,例 Fe :所有的生物所需; I:主要是脊椎动物所需(每天摄入0.15毫克即可满足)。,生物体的主要元素,生物具有多样性,但生物体的化学组成基本相似。,不同的生物体,其分子组成也大体相同。,无机分子:无机盐和水。 有机分子:蛋白质、核酸、脂类和多糖是组成生物体最重要的
2、生物大分子。 哪一种分子含量最高? 水是生物体内所占比例最大的化学成分。,分为无机分子和有机分子:,生物体的主要生物分子,碳原子的不同排列方式和长短是生物分子多样性的基础;碳原子相互连接成链或成环,形成各种生物大分子的基本结构。,生物大分子的基本特性,遵循共同的建成和分解规律:生物大分子由简单的单体小分子脱水缩合而成;分解时是通过水解反应;,结构复杂:构成生物分子的结构单元分子具有不同的排列组合,并可以进一步形成非常复杂的三维空间结构;,生物体中的有机化合物主要含有羟基、羰基、羧基和氨基等功能基团,这些功能基团几乎都是极性基团。功能基团的极性使得生物分子具有亲水性,有利于这些化合物稳定于有大量
3、水分子存在的细胞中。,生物大分子的基本性质还取决于与碳骨架相连接的功能基团,天然的单糖一般都是D型,重要的单糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖等,单糖,重要的二糖包括蔗糖、麦芽糖、乳糖等,二糖(寡糖),麦芽糖由两分子葡萄糖单体脱水缩合形成 蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖缩合形成 乳糖由一分子葡萄糖和一分子半乳糖缩合而成,蔗糖,乳糖,重要的多糖有淀粉、糖原、纤维素、氨基葡聚糖等,多糖,葡萄糖单体聚合而成,脂类的组成及性质: 脂类是脂肪、磷脂、类固醇等类化合物的总称,是由脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物 脂类分子含C、H、O 3种元素,但H:O远大于2,有些脂含P和N; 各种脂类分子的结构
4、可以差异很大,但均不溶于水,而溶于非极性溶剂; 脂类主要包括:三酰甘油酯(中性酯)、磷脂、类固醇、萜类以及蜡。,4.3 脂类(lipids)化合物,脂类的组成和功能,是生物膜的主要成分; 主要能源物质,脂肪氧化时产生的能量大约是糖 氧化时的二倍; 参与细胞的识别; 是某些生物大分子的组成; 生物活性物质,如b-胡萝卜素、维生素E等; 生物表面的保护层:保持体温、水份、抗逆等。,脂类的生物学功能:,中性脂肪(动物-fat)和油(植物-oil),脂肪:甘油三酯中含较多饱和脂肪酸,且常温下呈固态的; 油:甘油三酯中含较多不饱和脂肪酸,且常温下呈液态的。,由甘油(丙三醇)和脂肪酸结合成的三酰甘油酯或称
5、为甘油三酯。,又称磷酸甘油酯,甘油的一个羟基是与磷酸及其衍生物结合,如卵磷脂(磷脂酰胆碱)、脑磷脂等; 磷脂是生物膜的主要成分,也是代谢中的一种甲基供体。磷酸胆碱一端为极性的头,两个脂肪酸一端为非极性的尾,其中一个脂肪酸通常含不饱和双键,因此总有点弯折。,磷脂,类固醇也称甾类,以环戊烷多氢菲为基础,不含脂肪酸,但具有脂类性质,也是细胞膜的重要成分。,类固醇,其中胆固醇等脂类主要存在于动物细胞内,既是细胞膜的重要成分,也是血中脂蛋白复合体的成分,与动脉硬化有关。,结构蛋白:生物结构成分,如胶原蛋白、角蛋白等; 伸缩蛋白:收缩与运动,如肌纤维中的肌球蛋白等; 防御蛋白:如免疫球蛋白、金属硫蛋白等;
6、 贮存蛋白:贮存氨基酸和离子等,如酪蛋白、卵清蛋白、载铁蛋白等; 运输蛋白:运输功能,如血液中运送O2与CO2的血红蛋白和运送脂质的脂蛋白;控制离子进出的离子泵等; 激素蛋白:调节物质代谢、生长分化等,如生长激素; 信号蛋白:接受与传递信号,如受体蛋白等; 酶:催化功能,包括参与生命活动的大多数酶。,4.4 蛋白质,蛋白质的主要种类和功能,氨基酸结构的共同特点在于与羧基相连的碳原子(-碳原子)上都有一个氨基和一个R基; 氨基酸呈两性离子状态,具有等电点; 组成蛋白质的氨基酸都是L型的,所以,蛋白质是由20种氨基酸组成的生物大分子,除Gly外其它19种氨基酸都是L-氨基酸。,不同氨基酸其R基各不
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