第一章 生命的物质组成

▪ 分布：组织液，细胞中含量较少。 ▪ 作用：
参与重要物质组成 参与维持细胞的形态 参与生命活动的调节
元素与健康
1.Na+和K+ 共同调节机体和细胞的渗透压。高血压与钠的摄入量
过高有关。钾维持神经肌肉应激性及心脏的正常功能。NaCl—食盐。
2.钙 成人体内钙总量正常为1200g，99%存在于骨骼和牙齿，其
P
氨基酸
O
核苷酸
N
蛋白质 核酸 多糖
线粒体 高尔基体
溶酶体 → 细胞→ 组织→ 器官→ 系统 → 个体
内质网 中心粒 （叶绿体）
第一节 参与细胞组成的生物元素、 生物小分子和生物大分子
一、自然界中的元素
原子核 原子
质子 中子
电子
同位素——
原子核内质子数相同，但中子数不同，这些原子虽然 有不同的质量，但是化学性质相同，仍然属于同一种元素， 在元素周期表中占有同样的位置。
同位素在生命科学中有广泛的用途，如用来研究体内 代谢途径、疾病诊断、疾病治疗、诱变育种等。
基因突变的内因之一。
同位素示踪所利用的放射性核素（或稳定性核素）及它们 的化合物，与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间 的化学性质和生物学性质是相同的。
可以用同位素作为一种标记，制成含有同位素的标记化合 物（如标记食物，药物和代谢物质等）代替相应的非标记 化合物。利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理 性质，就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、 数量及其转变等。
食欲不振，儿童生长发育迟缓甚至停滞，皮肤改变，男孩性腺小， 味觉减退，头发色素减少，指甲有白斑等。
高蛋白质食物含锌较高。人的初乳、牛肉、牡蛎、肝、小麦；猪肉、 禽肉、海产品、花生米、蛋类、豆类、谷类、奶类。
5.硒 参加谷胱甘肽过氧化物酶的组成，在人和动物体内起到抗氧化
其他应用
✓ 化学反应的历程 在酯类的水解过程中，究竟是酰基 -氧键(a)断裂，还是烷基-氧键(b)断裂呢，用含有的氢 氧化钠水溶液进行皂化后发现，标记原子进入到水后 生成酸分子，而不进入到醇分子中去。这充分证明了 反应中被打开的是酰基-氧键，即是在a处断开的。
✓ 环境污染的检查 在制造荧光灯等接触汞的工业，需 要探测空气中汞的浓度，以保证工人不会发生汞中毒。 很方便的方法是用Hg来标记汞，然后用探测仪器测量 车间空气中的放射性，检查汞有否超过最高允许浓度。
• 目前已知人体必需的微量元素有铁、锌、碘、铜、硒、 氟、钼、钴、铬、镍、锡、钒和硅等14种。
三、生物体的化合物组成
两种或两种以上的元素 按某种确定的比例组成 的物质——化合物 化学键——离子键、共 价键、金属键
分子间作用力——范德 华力、氢键
（一）无机化合物
1、 水 生命 活动 之本
自来水？纯净水？矿泉水？活性水？
细胞质是胶体系统；
束缚水：是指靠近原生质胶体微粒，被胶粒吸附束缚而 不易流动的水分。
自由水：是指距离原生质胶体微粒较远而可以由流动的 水分。
➢自由水参与各种代谢作用，其数量制约着植物的代谢强 度，它的含量越大，代谢越旺盛。
➢束缚水，不参与代谢作用，但与植物的抗性大小密切相 关。
2、无机盐
▪ 存在于人体的化学元素有几十种，除去碳、氢、氧、氮 主要以有机化合物的形式存在外，其余各种元素称为无 机盐或矿物质。其中有些矿物质是维持人体的正常生理 功能所必需的，因而必须从膳食中不断得到供给。
在医学上的应用 在医学上，同位素示踪主要用于诊断疾 病（核医学）。
在农业及畜牧业上的应用 施肥途径和肥效的研究；杀虫 剂、除莠剂对昆虫和杂草的生物作用；植物激素，生长刺 激素对农作物代谢和功能的影响；激素、维生素、微量元 素、饲料、药物对家畜生长和发育的影响；以及用同位素 标记昆虫、寄生虫、鱼及动物等发现其生命周期、迁徙规 律、交配和觅食习性等。
✓ 放射性核素也可用作监测沿海污染的手段
✓ 水利学考察
二、生物体的元素组成
1.参与生物体组成的元素
构成生物体的元素约30种。
2.生物体中的大量元素
也称常量元素。其中C、H、O、N 4种元素含量最 高，至少占体重5%以上。N、P和S是构成生命至关重 要的蛋白质和核酸必不可少的元素。
3. 不可忽视的微量元素
同位素示踪的应用
在生命科学中的应用 同位素示踪方法的应用，使人们可 以从分子水平动态地观察生物体内或细胞内生理、生化过 程，认识生命活动的物质基础。
在工业上的应用 高效能的检验方法及生产过程自动控制 方法，解决了不少技术上和理论上的问题。如：确定扩散 速度；测定机械磨损；测定流体流速；合金结构分析
稳定性同位素可以利用它与普通相应同位素的质量之差， 通过质谱仪，气相层析仪，核磁共振等质量分析仪器来测 定。稳定性同位素作为示踪剂其灵敏度较低，可获得的种 类少，价格较昂贵，其应用范围受到限制。
1912年G.C.de赫维西首先试用同位 素示踪技术，并陆续作了许多工作。
由于其开创性贡献赫维西1943年获 得了诺贝尔化学奖。
第一章 生命的物质基 础
亚原子粒子 原子
生物大分子 细胞器 细胞
生物圈 生态系统
群落 群体 多细胞机体
细胞化学成分
水: 85% 无机盐: 1.5% 蛋白质 : 10% 脂质 : 2% 糖类: 0.4% DNA : 0.4% RNA : 0.7%
元素 生物小分子 生物大分子 细胞器
C
氨
H
甲烷
S
乙醇
余以离子状态存在于软组织、血液、细胞外Байду номын сангаас。钙的吸收。
3.铁 血红蛋白和肌红蛋白的组成成分。血红素铁形式易吸收。
缺铁性贫血，引起感情和性格上变化，免疫功能下降，食欲减退， 乏力、面色苍白、心悸、头晕。
动物性食品为肝脏、肾脏、血液、肉类和鱼类等；植物性食物中 为芦笋、木耳、豆类、油菜、菠菜、韭菜。
4.锌 成人含锌量约为2.5g。多种酶的组成成分。
Fe、Zn、Mn、I、Mo等这些微量元素在生物体 内含量甚少，一般在百万分之一甚至十亿分之一。它们 是人体健康必不可少的元素。
• 在体内含量较多的有钙、镁、钾、钠、磷、氯、硫等， 称为常量元素，约占人体总灰分的60～80%.
• 其它一些元素在机体内含量极少，有的甚至只有痕迹 量（在组织中的浓度只能以微克/公斤计），一般将 体内含量低于0.1克/公斤的元素称为微量元素。