生命化学基础
第1专题 生命的物质基础、结构基础
第1专题生命的物质基础、结构基础考纲盘点一、生命的物质基础1．组成生物体的化学元素2．组成生物体的化合物二、细胞——生命活动的基本单位细胞的结构和功能：细胞膜的分子结构和主要功能；细胞质基质;细胞器的结构和功能（线粒体、叶绿体、内质网、核糖体、高尔基体、中心体和液泡)；细胞核的结构和功能；细胞的生物膜系统(生物膜系统的概念、各种生物膜在结构和功能上的联系、研究生物膜的重要意义）；原核细胞的基本结构.知识网络(如图）第1讲生命的物质基础知识细化回顾1．组成生物体的化学元素（1)最基本的化学元素是C.(2）基本元素是C、H、O、N。
（3)主要元素是C、H、O、N、P、S。
(4）占细胞鲜重最多的元素是O。
（5）占人体细胞干重最多的元素是C.2．元素种类和含量在生物界和非生物界中的关系（1）生物界内部：不同种类的生物之间在元素种类上大体相同，但在元素的含量上相差很大。
（2）生物界和非生物界之间：①组成生物体的化学元素在无机自然界中都可找到,说明生物界和非生物界具有统一性；②同种元素在生物体和自然界中含量相差很大，说明生物界和非生物界具有差异性。
3．水的含量及功能（1）水的含量:水是细胞中含量最多的化合物，但在不同种类的生物体中，水的含量差别较大；在同一生物的不同组织、器官中,水的含量也不相同。
(2)水的功能：结合水是细胞结构的重要组成成分,自由水是细胞内的良好溶剂、参与化学反应、运输营养物质和代谢废物等。
4．常见糖类的功能特性（1）参与生物遗传物质组成的糖是脱氧核糖、核糖.（2)能与新配制的斐林试剂共热生成砖红色沉淀的糖是葡萄糖、果糖、麦芽糖等。
（3）组成高等植物细胞分裂末期细胞板的糖是纤维素，存在于动物细胞质中的重要储存能量的糖是糖元。
5．脂质的种类和功能(1)合成脂蛋白的重要原料是磷脂，也是构成生物膜的重要成分。
(2)皮肤生发层细胞中经紫外线照射，由一种物质转化成另一种物质，并能够预防儿童佝偻病发生，此两种物质是胆固醇、维生素D。
普通生物学：第2章 生命的化学基础
(1) 游离态，调节细胞的渗透压、PH值； (2) 合成有机体的原料； (3) 与有机物质结合，组成具有特殊性质的蛋
白质或作为酶的辅助因子，参与代谢活动。
3）单糖
多羟基醛或多羟基酮及其缩合物和某些衍生物称为糖。
（葡萄糖结构式）
天然单糖 大多数是 D-型糖
C1上羟基位置不同 时出现α-，β-两种 构型
氨基酸的α碳原子为手性碳原子，根据旋光性的不同， 左旋和右旋氨基酸分别命名为L- α-氨基酸（左旋）和 D- α-氨基酸（右旋），两者之间互为镜像体。 生物界种的各种蛋白质（除一些细菌的细胞壁中的短肽 和个别抗生素外）几乎都是由L- α-氨基酸所构成；含 D- α-氨基酸的极少。
氨基酸的功能：
（1）作为组建蛋白质的元件 （2）有的氨基酸或其衍生物具
一个氨基酸的羧基和另一个 氨基酸的氨基脱水缩合形成肽键
一条肽链的两端有不同结构和性质： 一端的氨基酸残基带有游离氨
基，称氨基端； 另一端的氨基酸残基带有游离
羧基，称羧基端。
2）、单糖通过糖苷键联成多糖链
（1） 贰糖
对贰糖结构的了解包括弄清楚：
单糖基成份
α－还是β－糖苷键
取代位置
麦芽糖
一条多糖链的两端有不同结构和性质： 一端的糖基有游离的半缩醛羟基，称还原端； 另一端的糖基没有游离的半缩醛羟基， 称非还原端。
吡喃型
（葡萄糖结构式）
单糖的生物功能： A、作为多糖的组成元件 B、作为燃料 C、组成寡糖参与细胞信号传递
4）氨基酸
氨基酸是同时具有α－氨基和α－羧基的小分子
（氨基酸通式）
参与蛋白合成的共有20种天然氨基酸的α碳原子上均连 接这4种基团，即： α羧基、 α氨基，一个H原子和一 个R基(除甘氨酸中为H原子外）R基代表任意基团。
陈阅增第四版普通生物学第1篇2生命的化学基础
F （氟）与牙齿健康有关，缺氟产生龋齿； 过多则斑齿和氟中毒。 Ni （镍）植物中15－55ppm,人为0.1ppm； 急性白血病.25μg/ml Se （硒）缺硒产生克山病，与肝功能、冠 心病发病和防治有关.
碘缺乏症
甲状腺肿
呆小症
2005年广东韶关镉污染
主，蛋白所占比例较少。
2.4 脂质
脂质的定义
非极性共价键
脂质（lipid）是一类低溶于水，高溶于非极性 有机溶剂（insoluble in water and soluble in 不是大分子， organic solvents）的生物有机分子。
也不是聚合物
对于大多数脂质分子，其化学本质是脂肪酸和 醇所形成的酯类及其衍生物。
膳食中的脂肪：饱和的太多会动脉粥状硬 化
脂肪摄入过多与健康
肥 胖
2.磷脂、蜡和类固醇都是脂质
磷脂分子结构
又称磷酸甘油酯
磷脂分子可以看成是 一个极性头，两条非 极性尾巴。
蜡也是酯，是由一些长链的醇与长链脂肪酸 形成的酯。它的疏水性更强，可以保护生物 体的表面。 例如，植物和动物表面
（1）类固醇的内核由 4 个环组成，3个六元环、1个五 元环。
2.4.1 脂肪（最常见的脂质） 是脂质中主要的贮能分子
丙三醇
甘油三酯
A、油脂＝甘油三酯＝脂肪是由甘油醇和脂肪酸结合成的酯。
甘 油 三 酯 分 子 结 构
脂质
脂肪酸（fatty acids）：由一条长的烃链
（hydrocarbon chain）和一个末端羧基（carboxylate group）组成的羧酸。
氨基酸名称英文缩写简写氨基酸名称英文缩写简写甘氨酸gly丝氨酸ser丙氨酸ala苏氨酸thr缬氨酸val天冬酰胺asn异亮氨酸ile谷酰胺gln亮氨酸leu酪氨酸tyr苯丙氨酸phe组氨酸his脯氨酸pro天冬氨酸asp甲硫氨酸met谷氨酸glu色氨酸trp赖氨酸lys半胱氨酸cys精氨酸arg20种标准氨基酸的英文简写其临床表现为持续性进行性的多个智能功能域障碍的临床综合征包括记忆语言视空间能力应用辨认执行功能及计算力等认知功能的损害
生命科学导论04-生命的基本化学组成
（2）无机盐
一般以离子状态存在，Na+、K+、Ca2+、Mg2+、 Cl-、HPO4 2-
作用：
（1）对细胞的渗透压和PH起着重要作用 内环境稳定：PH值
生物生存3~8.5，各种生物、各种组织均有 适宜的PH范围，细胞中的离子有一定的缓冲能力。
作用： （2）酶的活化因子和调节因子，Mg++,Ca++ （3）合成有机物的原料, PO4 3 -合成磷脂、核 苷酸 （4）动作电位、肌肉收缩等， Na+、K+、Ca2+
磷脂是生物膜脂质双层的主要成分，也是
代谢中的一种甲基供体。
类固醇 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， 不同化合物只是在母核上连上不同的侧链基 团和取代基团。
生理功能
参与血液循环中脂类的运输； 是细胞膜的组分； 帮助油脂消化吸收； 性激素均是甾类化合物； 皮质激素也是甾类化合物，调节糖代 谢和水盐平衡
4.4 蛋白质 蛋白质的主要种类和功能
1. 2. 3. 4. 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； 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； 5. 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； 6. 激素蛋白：调节物质代谢、生长分化等，如生长激素； 7. 信号蛋白：接受与传递信号，如受体蛋白等； 8. 酶：催化功能，包括参与生命活动的大多数酶。
2.1.2
生物体的主要分子
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 最重要的生物大分子。
生命的化学基础 复习笔记
生命的化学基础复习笔记一、原子和分子1．生命需要多种元素（1）概念①元素元素是具有相同核电荷数的一类原子的总称。
②原子原子是化学变化中的最小粒子，半径约为（2～3）×10-8cm，由质子、电子和中子组成。
质子带正电荷，电子带负电荷，质子与电子的电荷大小相等，符号相反；中子则不带电荷，中子的质量与质子的相等。
③同位素同位素是指质子数和电子数都相同，但中子数不同的原子，它们在周期表中的位置相同。
利用放射性同位素显示某种原子在生物体内的来踪去迹的技术称为同位素示踪。
（2）人体必需的25种元素①主要元素（大量元素）C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，共占99.35%，其中C、H、O、N占96.3%.②微量元素含量少于0.01%，见表2-1。
并非所有生物所需要的元素都是相同的，植物所需要的元素只有17种。
表2-1人体必需的元素2．化合物由元素组成（1）化学键原子之间发生反应形成化合物的关键在于电子的共用或得失，即化学键的形成。
化学键基本上有两类：离子键和共价键。
（2）离子键离子键是两个电荷符号相反的离子彼此吸引形成的，所形成的化合物是电中性的。
盐都是由离子键形成的化合物，在自然界中通常以晶体的形式存在。
（2）共价键共价键是由两个原子间共用一对或多对电子而形成的。
这种由共价键连接起来的两个或多个原子是分子，如H2，共价键包括单键、双键等。
3．水是细胞中不可缺少的物质水有许多特性：（1）水是极性分子；（2）水分子之间会形成氢键；（3）液态水中的水分子具有内聚力；（4）水分子之间的氢键使水能缓和温度的变化；（5）冰比水轻；（6）水是极好的溶剂；（7）水能够电离。
4．化学反应使原子重组化学反应并不能创造或破坏原子，它只能将原子重新组合，所以化学反应是破坏已有的化学键，形成新的化学键。
二、组成细胞的生物大分子1．碳是组成细胞中各种大分子的基础（1）碳的重要性①细胞所合成的几乎所有分子都含有碳，活的生物体内含碳化合物的量仅次于水；②除一氧化碳、二氧化碳和碳酸盐等少数简单化合物外，含碳化合物统称为有机化合物。
生命的化学基础
肌腱和韧带，蚕和蜘蛛的丝
收缩蛋白：与结构蛋白共同起作用，比如肌肉的运动 贮藏蛋白：卵清蛋白 防御蛋白：抗体、蛇毒、蜂毒 转运蛋白：血红蛋白 信号蛋白：激素 酶：生物体内最重要的蛋白质
26
2.5.2 蛋白质仅由20种氨基酸组成
氨基酸是蛋白质的结构单体。共20种。 其通式如下： Ｈ
R
C
COOH
类固醇
胆固醇
20
胆固醇结构式
21
动脉粥样硬化的形成
动脉粥样硬化是指早期动脉内膜有局限的损伤后， 血液中的脂质在内膜上沉积，进而内膜纤维结缔组织 增生，引起内膜局部增厚或隆起，形成斑块，以后在 这许许多多的斑块下面发生坏死、崩溃、软化，看上 去动脉内膜表面就象泼上一层米粥的样子，故称为粥 样硬化。
22
正常冠状动脉
管腔狭窄Ⅰ级
23
管腔狭窄Ⅲ级
管腔狭窄Ⅳ级
24
2.5 蛋白质
2.5.1 一般特性
蛋白质属于生物大分子，在细胞和生物体 的生命过程中起着十分重要的作用。 生物的结构和性状 基因表达的调节 细胞中氧化还原反应、电子传递、学习、 记忆等
25
蛋白质的分类
根据蛋白质在机体内的功能:
结构蛋白：组成细胞结构的基础。哺乳动物的毛、发、
2
2.1 原子和分子
2.1.1 生命需要约25种元素
人体中存在的元素
必需元素(占体重的百分数/%)： C（ 18.0） K（ 0.35） H（ 10.0） Na （0.15） N（ 3.0） Cl （ 0.15） O（ 65.0） Mg （0.05） P （1.1） Fe（ 0.004） S （0.25） I （0.0004 ） Ca（ 2.0）
16
2.3.2 由少数几个单糖缩合而成的糖。 （1）双糖
普通生物学课件 生命的化学基础
类固醇是一类不同的脂质。它们的特点 是碳链折成4个环，3个六元环和1个五元环。 图2．9就是一种最常见的类固醇——胆固 醇的结构式。 胆固醇是细胞膜的重要成分，也是动 物体内合成其他类固醇的原料。动物的雌、 雄性激素都是类固醇。 有一些类固醇药物称为促蛋白合成类 固醇，是人工合成的类似雄性激素的药物。 它能促进肌肉发达，增强体力，常为一些 运动员所服用。这些药物有许多严重的副 作用，对身心两方面都有严重影响，为许 多体育组织所禁用。
葡萄糖和果糖都是由6个碳原子组成 的，称为己糖。存在于生物体内的单糖 还有由3、4、5和7个碳原子组成的，分 别称为丙糖、丁糖、戊糖和庚糖。其中 戊糖尤其重要，因为它们是组成核酸的 成分。 细胞中用作燃料分子的主要是葡萄 糖。葡萄糖和其他单糖也是细胞合成别 的有机分子(如氨基酸)的原料。细胞中的 单糖若不立即被利用则通常被合成为双 糖和多糖。
2．2．2 细胞利用少数种类小分子合成 许多种大分子
在生命现象中起着重要作用的分子都 是极其巨大的分子，称为大分子。 生物大分子可分为4大类：蛋白质、核 酸、多糖和脂质。这4类大分子中的前三类 都是多聚体。所谓多聚体，就是由相同或 相似的小分子组成的长链。组成多聚体的 小分子称为单体。细胞利用单体组成多聚 体。生物细胞中所合成的大分子种类极多， 仅蛋白质的种类就约有1012种。
• 脂质中最常见的是脂肪，脂肪是由甘油和脂肪酸 通过脱水合成而形成的。脂肪酸的羧基中的一 OH与甘油的羟基中的一H结合而失去一分子水， 于是甘油与脂肪酸之间形成酯键，便成为脂肪分 子：酯化，所以脂肪又叫甘油三酯或三酰基甘油。 脂肪中的3个酰基一般是不同的，来源于C16、 C18或其他脂肪酸。有双键的脂肪酸称为不饱和 脂肪酸，没有双键的则称为饱和脂肪酸。图2．8 是一种脂肪的结构式。其中一个脂肪酸是C16的， 另两个是C18的，一个有一个双键，另一个有两 个双键。双键的存在使得碳链弯曲，占的空间较 大：，所以含有双键的脂肪在常温下是液态，因 为其分子不能排列得太紧密。
普通生物学(生命的化学基础)-试卷2
普通生物学（生命的化学基础）-试卷2(总分：64.00，做题时间：90分钟)一、填空题(总题数：12，分数：24.00)1.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 解析：2.存在于生物体内而在自然界不存在的元素是________。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：不存在的。
)解析：3.生物离不开水，主要由水的以下特性决定：________、________、________、________。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：极性分子、良好溶剂、水分子间形成氢键、比热高、固态比液态密度低。
)解析：4.单糖是构成多糖的基本单位，单糖的化学通式是________。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：C n (H2 2 O) n。
)解析：5.单糖以两种形式存在：一是____________糖，第____________C原子与0形成双键；二是_____________糖，第____________C原子与0形成双键。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：醛，1；酮，2。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3目前反义寡核苷酸在应用中的主要技术难关是什么? 举例说明解
决这些难题的现有手段和方法。
虽然反义技术近年来飞速发展，但是仍然存在着一些不足之处: ①对与疾病直接相关的靶
基因了解不够，特别是绝大多数多基因疾病的致病基因还有待阐明，这将取决于人类基
因组计划功能基因组学的发展和完善; ②基因导入效率、基因表达的时间与程度的可调控
性都是需要进一步解决的重要问题; ③局部用药时间与剂量有待在临床实践中不断摸索与
总结。
-------------------------------------------
反义寡核苷酸（asON）临床应用中的问题
2.1 asON的作用有双重性 asON与mRNA结合形成的mRNAⅡ级结构可抑制其翻译，但也可促进基因的表达，如何克服这种双重性是临床应用中的一道门槛。
2.2VasON具有专一性众所周知，不同病毒的基因序列不同，每一种 asON 的碱基序列必须与特定的靶标 RNA 序列互补，因此不可能有一种 asON 能针对多种病毒发挥抗病毒的
功效 asON的这种专一性决定了它只能针对一种病毒设计，不可能具有广谱性这无疑限制了生产应用中的实用性.
2.3 asON必须修饰极化裸露的asON必须进入靶细胞与同源基因结合才能发挥作用，这
种进入细胞的过程是一种内化过程，效率很低要使之成为高效主动吸收过程则要将 asON 极化若缺乏此修饰过程， asON的功效将大打折扣.
2.4 asON 具有明显的剂量依赖性即或有成熟的asON产品，随着连续应用其剂量必须逐
渐增加，否则达不到预期效果这种连续应用中成本的递增也使得临床应用前景令人担忧. 2.5目前还有两点未突破：一是 asON 会被酶分解，在体内难以达到有效剂量；二是对非
靶细胞有副作用
5、试举例说明化学致癌物致癌的成因和作用机制
(1)常见的致癌化合物如多环芳烃化合物(3-4苯并芘和苯并蒽、甲基胆蒽即奶油黄、苯等)，偶氮染料(β-萘胺)，无机物如砷、石棉、铬、镍等等。
1775年，首先有人报告打扫烟囱的童工，因为烟灰长期刺激阴囊而引起阴囊癌。
1919年有人用煤焦油涂抹兔子耳朵，经过相当时期诱发出上皮癌。
1930年有人从煤焦油中成功地提炼出特殊致癌成分3-4苯并芘，可引起皮肤癌、肉瘤等。
香烟的烟雾中的烟焦油含有多种化学性致癌物质，如苯并芘、亚硝
胺等，可引起肺癌、喉癌等癌症。
约20年前，因云南省宣威县肺癌发病很多，经研究人员和当地卫生人员合作研究，发现
当地肺癌高发的主要原因是由于室内烧煤，煤烟严重污染室内空气，空气中含有大量苯并
芘等致癌物质。
经改造炉灶、建造烟囱将燃煤时产生的煤烟排出室外。
改造炉灶后10年
以上的居民，肺癌的发病明显地降下来。
某些城市、重工业区，交通频繁的地方，空气中
苯并芘的含量常常超过环境卫生的标准。
因为燃烧煤、石油、煤焦油、沥青、垃圾等，各
种蒸汽机车、内燃机、机动车工作时都产生苯并芘等有害物质。
在厨房里，由于炉灶烟火
和烹调时煎炸油烟，空气中苯并芘含量比普通房间空气中的含量高好几倍，所以要注意厨
房内空气流通，把污染的空气排出室外。
国内外研究证明食物的熏、烤、油炸都可使食品
产生苯并芘，说来惊人，焦糊的食物中苯并比的含量要比普通食物增加10倍到20倍。
脂肪、蛋白质和糖经高温烧烤、油炸的热解过程会生成这些化学致癌物质。
熏制食品不仅食品表面有部分变焦，还被附着许多烟雾微粒，所以，苯并芘之含量很高。
偶氮染料中的萘胺可引起人的膀胱癌。
(2)亚硝胺类及其前体物质亚硝胺类化合物是很强的致癌物，它在低等和高等动物如鱼、青蛙、小鼠、大鼠、兔、狗、猪、猴等身上都能诱发肿瘤。
亚硝胺类化合物主要用作工业上的溶剂、润滑剂和机动汽油的添加物，农业上用作杀虫剂等。
它存在于烟草的烟中、保存不好的谷类和质量差的酒中，其浓度很小。
它也存在于用亚硝基化合物腌制过的肉、鱼、禽等食品中。
-般说来，亚硝胺在自然界中存在的量很小，但合成亚硝胺的前体物质(原料)二级胺和亚硝酸盐在自然界比较广泛存在，在适宜条件下，在试管内或身体内可以合成致癌亚硝胺。
研究人员在肿瘤高发区的部分陈粮食、酸菜、发霉的食物、粗制鱼露、薯干、干萝卜条、干咸鱼等样品中测出亚硝胺来。
在肿瘤高发区的部分居民的胃液中，也测到几种不同的亚硝胺。
国外报道在某欧洲国家市场上的香肠、奶酪和啤酒300份样品中，有30%的样品含有亚硝胺。
我国腌制肉类时常加入亚硝酸盐作为防腐剂，此物与肉类中的胺相结合便可产生极强的致癌物亚硝胺。
已知蔬菜、水果中含有的维生素C具有阻断胃内合成亚硝胺能力，从而减少亚硝胺对人的危害。
所以，我们提倡吃新鲜的各种食物。
6、简述绿色化学（或生物催化）的意义，并举例说明
7、简述熵增原理（或耗散结构）的概念，举例说明其在生命科学（或社会科学）中的应用。
熵增原理(或耗散结构)的概念是什么
答:墒增加原理是指热量总是自发地从高温物体传递到低温物体而不会自发地从低温物体传递到高温物体.
在热传递中墒总是增加的.组成物体的分子混乱度总是增加.
经济和商业的变化也十分生动地反映了社会的熵增。
传统的商业模式是以区域的方式进行的。
每个商业单位，不仅规模很小而且无论从市场和管理都各自相互独立。
所以在每个商业单位之间有鲜明的特色和十分清楚的界线。
而当今的世界，盈利的压力要求所有的商业体系尽可能地扩大和连锁，否则就很难生存。
比如许多世界著名的大公司早已经是跨国性的，很难说某个大公司仅仅属于某个国家。
这种商业模式的特点是消除区域的特色而建立一种统一的经营理念和全球性的生产规模。
或者说，就是把彼此不同的商业体“均匀地”混合起来，从而实现由“有序”到“无序”的转变。
对于社会熵增最有说服力的例子恐怕是人类的混居和移民。
50年代前的世界，人类大致是分居为主。
每个国家都是自己清一色的臣民。
即便是美国，黑人和白人也相互严格分开。
如果把世界想象成一个硕大的围棋盘，那么我们可以看到国家之间清楚
的边界和在各边界内黑白有序的排列。
如果我们能认识到熵增的道理，便在那个时代就可以预示：世界的各族人群一定会逐步混合起来而导致无序的状态。
近20年来的移民潮使各个国家吸收了大量的外族人。
尤其当代社会通讯和交通的发达，世界比50年代前变得“小”多了。
各个文化的人们更加容易交流和理解，并不感到文化界线的障碍和阻隔。
旅游业的兴盛更使我们在世界任何一个角落找到同胞和朋友。