生命的化学基础
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普通生物学：第2章 生命的化学基础
作 用：
(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。
(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。
2生命的化学基础
运甲状腺素蛋白Transthyretin, with four identical polypeptide subunits
胶原蛋白、血红蛋白
大猩猩 长臂猿
恒河猴
核酸
贮存遗传信息，控制蛋白质的 合成 脱氧核糖核酸（DNA）和核糖 核酸(RNA) 组成单位：核苷酸 DNA双螺旋结构
核苷酸
磷酸 戊糖
蛋白质三级结构：旋转区+折叠区
蛋白质三级结构: 多肽链 R基团间的相互作用
蛋白质四级结构: 由2或多条肽链组成，各 亚基之间形成键
Tertiary structure
Polypeptide (single subunit of transthyretin)
Quaternary structure
大分子
多糖 蛋白质 核酸
复合大分子
糖蛋白 糖脂
脂蛋白
Hydrocarbon Structures
主要官能团
羰基
羟基 醛基 酮基羧基 氨基来自 糖类单糖 二糖 多糖
单糖：葡萄糖、果糖
Glucose
Fructose
线型和环形葡萄糖
Figure 3.4C
Abbreviated structure
血糖：血液中的葡萄糖，浓度在激素作用下维持相对稳定
食物消化吸收
肝糖元分解
蛋白质、脂肪分解转化
分解提供能量
血糖
肝糖元、肌糖元贮备
转变为脂肪或氨基酸
二糖：蔗糖（葡萄糖＋果糖）
麦芽糖（葡萄糖＋葡萄糖）
Sucrose
Figure 3.5
Glucose
Glucose
Maltose
多糖：淀粉、糖原、纤维素
Starch granules in potato tuber cells
生命的化学基础
高度的催化效能
通过降低所需的活化 能实现
高度专一性
一种酶只作用于一种 或一类化合物
高度不稳定性 饱和性 可调节性
酶活力的调节
变构调节
共价修饰：磷酸化与 去磷酸化；腺苷酸化 与去腺苷酸化。 酶调节蛋白
钙调蛋白
水解激活与激活后的 失活调节
可逆和不可逆抑制。 正反馈和负反馈调节。 酶的竞争性和非竞争性抑制
蛋白质的变构作用
即变构调节，通过蛋白质构象变化而实现 蛋白质功能的调节。
特点：
变构剂多为生物小分子，O2 、ATP、代谢中间产物。 变构剂常与蛋白质活性中心外的基团非共价键结合。
变构作用存在于血红蛋白 运氧、酶的调节等
可逆的。
蛋白质变性作用
变性作用概念：
在某些物理化学因素作用下，使蛋白质的空间 构象破坏，导致蛋白质若干理化性质，生物学性质 的改变，这种现象称为蛋白质的变性作用．
(三) 蛋白质（ protein)
自然界:>100亿种
人体:>10万种
蛋白质的结构
元素组成：含C,H,O,N,大多数蛋白质还含有S。 蛋白质的构件分子: 氨基酸
蛋白质分子的基本结构：肽键与肽
蛋白质分子的空间结构：四级结构
蛋白质的功能
氨基酸(amino acid)
氨基酸分子结构式：
概述：
引起变性的因素：
高温、紫外线、强酸、强碱、一定浓度的尿 素。
特点：
分子溶解度降低；生物功能丧失 改变蛋白质分子的次级键，一级结构无改变 一般不可逆。
疯牛病蛋白
感染性蛋白粒子 （Prion）
通过降低所需的活化 能实现
高度专一性
一种酶只作用于一种 或一类化合物
高度不稳定性 饱和性 可调节性
酶活力的调节
变构调节
共价修饰：磷酸化与 去磷酸化；腺苷酸化 与去腺苷酸化。 酶调节蛋白
钙调蛋白
水解激活与激活后的 失活调节
可逆和不可逆抑制。 正反馈和负反馈调节。 酶的竞争性和非竞争性抑制
蛋白质的变构作用
即变构调节，通过蛋白质构象变化而实现 蛋白质功能的调节。
特点：
变构剂多为生物小分子，O2 、ATP、代谢中间产物。 变构剂常与蛋白质活性中心外的基团非共价键结合。
变构作用存在于血红蛋白 运氧、酶的调节等
可逆的。
蛋白质变性作用
变性作用概念：
在某些物理化学因素作用下，使蛋白质的空间 构象破坏，导致蛋白质若干理化性质，生物学性质 的改变，这种现象称为蛋白质的变性作用．
(三) 蛋白质（ protein)
自然界:>100亿种
人体:>10万种
蛋白质的结构
元素组成：含C,H,O,N,大多数蛋白质还含有S。 蛋白质的构件分子: 氨基酸
蛋白质分子的基本结构：肽键与肽
蛋白质分子的空间结构：四级结构
蛋白质的功能
氨基酸(amino acid)
氨基酸分子结构式：
概述：
引起变性的因素：
高温、紫外线、强酸、强碱、一定浓度的尿 素。
特点：
分子溶解度降低；生物功能丧失 改变蛋白质分子的次级键，一级结构无改变 一般不可逆。
疯牛病蛋白
感染性蛋白粒子 （Prion）
第二1章 生命的化学基础
（四）脂类
脂类包括： 脂类包括： 脂肪酸、中性脂肪、类固醇、 脂肪酸、中性脂肪、类固醇、蜡、磷酸甘油 鞘脂、糖脂、类胡萝卜素等。 酯、鞘脂、糖脂、类胡萝卜素等。
脂类化合物难溶于水，而易溶于非极性有机 脂类化合物难溶于水， 溶剂。 溶剂。
1、中性脂肪（neutral fat） fat） 中性脂肪（
某些酶需要有一种非蛋白质性的辅因子 （cofactor）结合才能具有活性。辅因子可 cofactor）结合才能具有活性。 以是一种复杂的有机分子， 以是一种复杂的有机分子，也可以是一种金 属离子，或者二者兼有。完全的蛋白质—— 属离子，或者二者兼有。完全的蛋白质—— 辅因子复合物称为全酶（holoenzyme）。 辅因子复合物称为全酶（holoenzyme）。 全酶去掉辅因子，剩下的蛋白质部分称为脱 全酶去掉辅因子， 辅基酶蛋白（apoenzyme）。 辅基酶蛋白（apoenzyme）。
4、萜类和类固醇类 这两类化合物都是异戊二烯（isoptene） 这两类化合物都是异戊二烯（isoptene）的衍生 都不含脂肪酸。 物，都不含脂肪酸。 生物中主要的萜类化合物有胡萝卜素和维生素A 生物中主要的萜类化合物有胡萝卜素和维生素A、 E、K等。还有一种多萜醇磷酸酯，它是细胞质中 还有一种多萜醇磷酸酯， 糖基转移酶的载体。 糖基转移酶的载体。 类固醇类（steroids）化合物又称甾类化合物， 类固醇类（steroids）化合物又称甾类化合物，其 中胆固醇是构成膜的成分。 中胆固醇是构成膜的成分。另一些甾类化合物是 激素类，如雌性激素、雄性激素、肾上腺激素等。 激素类，如雌性激素、雄性激素、肾上腺激素等。
第二章 生命的化学基础
１、细胞的化学成分
组成细胞的基本元素是： 组成细胞的基本元素是：O、C、H、N、S、 K、Ca、P、Mg，其中O、C、H、N四种元 Ca、 Mg，其中O 素占90%以上 以上。 素占90%以上。 细胞化学物质可分为两大类： 细胞化学物质可分为两大类：无机物和有机 物。 在无机物中水是最主要的成分，约占细胞物 在无机物中水是最主要的成分， 质总含量的75％ 80％。 质总含量的75％—80％。
生物化学生命的化学基础
生物化学生命的化学基础生物化学，作为生命科学的重要分支之一，研究了生命体内化学物质的组成、结构、性质及其变化规律等诸多问题。
生命的存在离不开化学的基础，因为生命过程本质上是一系列的化学反应。
本文将从生物大分子、代谢和能量转化、DNA及蛋白质合成等几个方面，探讨生物化学在生命中的重要作用。
一、生物大分子的重要性生物体内存在着大量的生物大分子，如蛋白质、核酸和多糖等。
这些生物大分子是生命的基础组成部分，也决定了生命体内的许多特性。
例如，蛋白质是构成细胞结构的主要成分，同时也是参与酶的催化、携氧和免疫等功能的重要分子。
核酸则是存储和传递遗传信息的关键分子，DNA是构成基因的载体，RNA在蛋白质合成中发挥重要作用。
多糖则参与细胞结构的构建以及能量储存等方面。
二、代谢和能量转化的关键过程代谢是指生物体内化学物质的合成和降解过程。
生物体具有自我调节的能力，通过代谢来维持正常的生命活动。
其中，能量转化是代谢的核心过程之一。
生物体通过将食物中的化学能转化为细胞内的能量供应，实现自身的生长、发育、运动和维持体温等功能。
而这些能量转化过程主要依赖于葡萄糖的分解和氧化。
三、DNA及蛋白质合成的调控机制DNA和蛋白质是生命中最重要的两类生物大分子。
DNA携带了生物体遗传信息的编码，而蛋白质则是根据DNA指令合成的。
DNA的复制和蛋白质的合成都受到复杂的调控机制的影响。
DNA复制的过程中，酶的参与使得DNA链得以顺利分离、复制和再合成。
而蛋白质的合成则通过核糖体和tRNA的配合来完成，其中包括了转录和翻译两个过程。
这些调控机制保障了遗传信息的传递和生物体的正常发育。
总结起来，生物化学拓展了我们对生命的理解。
通过研究生物大分子、代谢和能量转化、DNA及蛋白质合成等方面，我们可以更深入地了解生命的基础组成和核心过程。
生物化学的发展也为人类生命的研究和健康的保护提供了重要的理论基础。
进一步的研究将有助于揭示更多关于生命的奥秘，并为解决与生命相关的问题提供更有效的方法和思路。
第一章生命化学基础
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。ﻭ• 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。
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？
氢键
水分子是极性的（O-H键几乎是极性最强的共价键）
水分子能与其他水分子,以及细胞中的其他分子形成氢键
水的物理性质
•氢键使水具有黏性、吸附性和一定的表面张力
表面张力形成的毛细管作用,使得植物根系吸收水分后可以克服重力向上运输到茎和叶片中
微量元素: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。
二、元素与健康
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。
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作用，是延长寿命、防止细胞中毒的重要营养物质。解毒重金属。增强机体对疾病的抵抗力。预防和抑制肿瘤。脱发， 指甲脆，易疲劳和激动等。海产品、肝、肾、肉和整粒的谷类。
电负性相同的非金属元素化合形成化合物时形成非极性共价键（共价化合物）;ﻭ电负性差值小于1.7的两种元素的原子之间形成极性共价键(共价化合物）；ﻭ电负性差值大于1.7的两种元素化合时，形成离子键(离子化合物)。
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。ﻭ• 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。
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？
氢键
水分子是极性的（O-H键几乎是极性最强的共价键）
水分子能与其他水分子,以及细胞中的其他分子形成氢键
水的物理性质
•氢键使水具有黏性、吸附性和一定的表面张力
表面张力形成的毛细管作用,使得植物根系吸收水分后可以克服重力向上运输到茎和叶片中
微量元素: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。
二、元素与健康
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。
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作用，是延长寿命、防止细胞中毒的重要营养物质。解毒重金属。增强机体对疾病的抵抗力。预防和抑制肿瘤。脱发， 指甲脆，易疲劳和激动等。海产品、肝、肾、肉和整粒的谷类。
电负性相同的非金属元素化合形成化合物时形成非极性共价键（共价化合物）;ﻭ电负性差值小于1.7的两种元素的原子之间形成极性共价键(共价化合物）；ﻭ电负性差值大于1.7的两种元素化合时，形成离子键(离子化合物)。
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
讲生命的化学基础课件
RNA的角色
01
02
03
RNA转录
在DNA指导下，RNA通过 转录过程合成。
信使RNA
将DNA中的遗传信息转录 为RNA，作为蛋白质合成 的模板。
核糖体RNA
与核糖体蛋白质结合，参 与蛋白质的合成。
基因表达与调控
基因表达
基因表达是指基因经过转录、翻译等过程，将遗传信息转化为具有生物活性的蛋白质的过 程。
合成复杂氨基酸的过程。
蛋白质的分解
蛋白质的分解是指生物体内蛋白 质被分解为氨基酸和肽的过程，
这个过程伴随着能量的释放。
CHAPTER 05
生物氧化与能量转换
线粒体的结构和功能
线粒体是细胞中负责能量转换 的重要细胞器，具有双层膜结 构，内含多种酶和蛋白质。
线粒体的主要功能是进行氧化 磷酸化，将有机物氧化产生的 能量转化为ATP，为细胞提供 能量。
线粒体还参与其他代谢过程， 如脂肪酸氧化、酮体生成等。
电子传递链与ATP合成
电子传递链是线粒体内的一系列 酶复合物，负责传递电子并生成
ATP。
电子传递链中的复合物通过氧化 还原反应将电子从底物传递到氧
气，同时生成ATP。
电子传递链是细胞呼吸的ห้องสมุดไป่ตู้键过 程，为细胞提供能量。
氧化应激与抗氧化防御
氧化应激是指细胞内氧化与抗氧化平 衡失调，导致活性氧簇（ROS）过量 积累的现象。
激素的作用机制
激素通过与靶细胞表面的 受体结合，影响细胞内的 信号转导和基因表达，从 而调控代谢过程。
激素对代谢的影响
激素能够调节糖、脂肪和 蛋白质等物质的代谢过程 ，维持内环境的稳态。
CHAPTER 02
生命的遗传基础
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更适应其贮藏功能。存在于动物体内。遇碘
呈棕红色。
生命的化学基础
纤维素：
在自然界中分布最广， 含量最多。
不分支、不卷曲的长链 彼此相互平行由氢键联 系。
存在于细胞壁中，是木
材的主要成分。
生命的化学基础
了解
果胶：直线性高聚体，广泛分布于植 物界，是植物细胞壁的组分之一。
半纤维素：存在于植物细胞壁，增加 细胞壁强度。
➢ 从化学本质上来说，糖类是多羟醛、多羟酮及 其缩聚物和某些衍生物的总称。
生命的化学基础
糖类的分类：
单糖：不能再水解的糖。 寡糖（低聚糖）：由2—6分子单
糖脱水缩合而成的糖。 多糖：由6分子以上的单糖脱水
缩合而成的多聚体。
生命的化学基础
3.1 单糖
丙糖 丁糖 戊糖：核糖、脱氧核糖 己糖：葡萄糖、果糖（植物特有）、半乳糖
不同机体或同一机体的不同器官，含水量差 别很大。
例如：人体骨骼22％，肌肉76％，脑70％～84 ％，肝脏70％，皮肤72％，心脏79％，血液83 ％。
一般说来，水生生物和生命活动旺盛的细胞，含 水较多；
陆生生物和生命活动不活跃的细胞，含水分较少。 如休眠的种子、孢子含水量低于10％。
生命的化学基础
生命的化学基础
同位素及利用：
同位素：质子数和电子数都相同，但中子数不 同的原子。
如：12C、14C； 14N、15N； 31P、32P； 16O、18O。
同位素示踪：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。
生命的化学基础
2 生物体的主要生物分子
生命的化学基础
不同的生物体，其分子组成也大体相同：
细胞中水存在形式：游离水和结合水。
生物体内水的主要作用：
①游离水是良好的溶剂 ②游离水是物质运输的介质 ③直接参加体内的生化反应 ④具有调节体温的作用 ⑤润滑作用 ⑥保持植物固有姿态 ……
生命的化学基础
(2)生物大分子
生物大分子（biological macromolecule） ：
是作为生物体内主要活性成分的各种分子量达 到上万或更多的有机分子 。
3.3 多糖（polysaccharide）
淀粉、纤维素、糖原、壳 多糖（几丁质）、菊糖、 琼脂等
生命的化学基础
直链淀粉：
支链淀粉：
生命的化学基础
淀粉主要存 在于植物的 种子、块根、 块茎和果实 中。 遇碘呈蓝色
糖原：
与支链淀粉类似，只是分支程度更高，每隔
4个葡萄糖残基便有一个分支。结构更紧密，
(99.99%)
微量元素13种(Cu、Zn、I、Mn、 Cr、F、Ba、Co、Li、Se、Sn、 Mo、B) (0.01%)
生命的化学基础
碘缺乏症
生命的化学基础
甲状 腺肿
碘缺乏症
生命的化学基础
呆小症(克汀病)
非必需元素 ≠ 有害元素：
由于环境污染或从食物中摄入量过大 、时间过长，对人体健康有害的元素 称为有害元素或有毒元素：Bi，Sb， Be，Cd，Hg，Pb等。
如：糖类、脂类、蛋白质、核酸
生命的化学基础
碳是组成细胞中各种大分子的基础
生命的化学基础
• 碳原子的不同排列方式和长短、相互连接成链或 成环是生物分子多样性的基础。
生命的化学基础
生物大分子的基本性 质取决于与碳骨架相
连接的功能基团。
这些功能基团几乎都 是极性基团，使得生 物分子具有亲水性， 有利于这些化合物稳 定于有大量水分子存 在的细胞中。
• 生物体都是由蛋白质、核酸、脂类、糖、 无机盐和水组成。
哪一种分子含量最高？
水
生命的化学基础
（1） 水是细胞中不可缺少的物质
特性：
水是极性分子 水分子之间形成氢键 液态水分子具有内聚力 水能缓和温度变化 冰比水轻 水是极好的溶剂 水能电离
生命的化学基础
水是生物体的主要成分之一。细胞中水的含 量通常占细胞总量70%～80%。
脂类主要包括：脂肪（三酰甘油酯/中性酯）、磷 脂、类固醇、萜类以及蜡。
生命的化学基础
（1）脂肪（甘油三酯，三酰甘油）：
由甘油和脂肪酸脱水合成
生命的化学基础
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。
琼脂：多糖混合物，来源于石花菜藻 等红海藻中。
生命的化学基础
4 脂类化合物
生命的化学基础
脂类
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，由 碳和氢以非极性共价键组成。
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可以差异很大，但均不溶于水， 而溶于非极性溶剂；
生命的化学基础
(2)生物大分子
生物单分子 （单体）
脱水合成 水解
多聚体
生命的化学基础
3 糖类化合物
生命的化学基础
糖类（carbohydrate）
➢ 糖广泛存在于生物界，是地球上数量最多的一类有机化合 物。对于植物来说，占其干重的85－90％、细菌占10％ －30％、动物小于2％。
➢ 糖分子含C、H、O 3种元素，通常3者的比例 为1:2:1，一般化学通式为(CH2O)n。
生命的化学基础
重金属污染
被镉污染的扁豆
汞污染
生命的化学基础
水俣病患者
注意：必需和非必需的界限是相对的。
首先，随着诊断方法和检测手段的进步和 完善，今天认为是非必需的元素可能明天 会被发现是必需的。
其次，每种元素都对应有一个合理的摄入 量，即使是必需元素在人体内也有一个合 适的浓度范围，超过或不足都不利于人体 健康。
（动物特有） 庚糖
生命的化学基础
葡萄糖
1 2 3 4 5 6
6 5 4 3
1 2
生命的化学基础
3.2 寡糖
麦芽糖：由二分子葡萄糖结合而成 蔗糖：由一分子葡萄糖和一分子果糖结合而成 乳糖：由一分子葡糖糖和一分子半乳糖结合而
成 （动物特有） ......
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了解
14
O-糖苷键
麦芽糖 生命的化学基础
第二章 生命的化学基础
• 元素和化合物 •生物体的主要 生物分子 • 糖类 • 脂类 • 蛋白质 •核 酸
生命的化学基础
1 元素和化合物
生命的化学基础
元素：
具有相同核电荷数（即质子数）的同一类原子总称为元素
目前共发现118种元素
生命的化学基础
生命需要约25种元素：
大量元素12种 (C、H、O、N、P、 S、K、Ca、Mg、Na、Fe、Cl )