【西北农业大学】《普通生物学》《普通生物学》课件-第9章:生物体组成中的化学基础.ppt
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1、普通生物学普通生物学第第9 9章章 生物体组成中生物体组成中的化学基础的化学基础多媒体课件多媒体课件江新欢、博士教授江新欢、博士教授陕西医科大学专业核心课程陕西医科大学专业核心课程2010.11.21第第9 9章:章:生物体组成中生物体组成中的化学基础的化学基础1.1.组成生命的化学元素组成生命的化学元素 在自然界的在自然界的130130种元素中种元素中,以以O O、SiSi、AlAl、FeFe为最多为最多,而生物体中仅有而生物体中仅有25262526种是必须的种是必须的,O O、H H、C C、N N普遍存普遍存在在,P P、S S、NaNa、K K、MgMg、CaCa、ClCl等为主要元素
2、。等为主要元素。由由由由上述元素构成化合物,形成上述元素构成化合物,形成上述元素构成化合物,形成上述元素构成化合物,形成小分子小分子小分子小分子和和和和大分子大分子大分子大分子物质物质物质物质一、原子和分子一、原子和分子 细胞的化学组成细胞的化学组成生物小分子生物小分子:生物大分子生物大分子:水、无机盐、单糖、水、无机盐、单糖、氨基酸、核苷酸氨基酸、核苷酸蛋白质、核酸、多糖、蛋白质、核酸、多糖、脂质脂质组成细胞分子中的四种功能团:组成细胞分子中的四种功能团:羟基:羟基:OHOH;羰基:羰基:CC羧基:羧基:COOHCOOH;氨基:氨基:NHNH2 2O生物小分子和生物大分子的关系生物小分子和生
3、物大分子的关系 小分子小分子 大分子大分子 复合大分子复合大分子 单糖单糖 多糖多糖 糖蛋白糖蛋白 氨基酸氨基酸 蛋白质蛋白质 糖脂糖脂 核苷酸核苷酸 核酸核酸 脂蛋白脂蛋白 (脂类脂类)(由小分子到大分子(由小分子到大分子)合成大分子合成大分子 (聚(聚 合)合)大分子分解大分子分解 (水(水 解)解)2 2、构成生物的小分子、构成生物的小分子1 1)水)水 地球上生命起源于水中,陆生生物地球上生命起源于水中,陆生生物 体内细胞也生活在水环境中体内细胞也生活在水环境中水水水水的的的的性性性性质质质质影影影影响响响响生生生生命命命命活活活活动动动动,如如如如:水水水水分分分分子子子子的的的的极
4、极极极性性性性,水水水水分分分分子子子子之之之之间间间间的的的的氢氢氢氢键键键键,内内内内聚聚聚聚力力力力、溶溶溶溶解解解解性性性性质质质质,电电电电离离离离性,性,性,性,pH pH pH pH 水占生物体的水占生物体的 6060 90%90%的重量的重量 游离水和结合水游离水和结合水2 2)无机盐)无机盐:存在方式:存在方式:存在方式:存在方式:一般都以离子状态存在一般都以离子状态存在一般都以离子状态存在一般都以离子状态存在作作作作 用:用:用:用:(1)(1)(1)(1)游离态,调节细胞的渗透压、游离态,调节细胞的渗透压、游离态,调节细胞的渗透压、游离态,调节细胞的渗透压、PHPHPHP
5、H值;值;值;值;(2)(2)(2)(2)合成有机体的原料;合成有机体的原料;合成有机体的原料;合成有机体的原料;(3)(3)(3)(3)与有机物质结合,组成具有特殊性质的蛋与有机物质结合,组成具有特殊性质的蛋与有机物质结合,组成具有特殊性质的蛋与有机物质结合,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。白质或作为酶的辅助因子,参与代谢活动。白质或作为酶的辅助因子,参与代谢活动。白质或作为酶的辅助因子,参与代谢活动。3 3)单糖)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。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)(葡萄糖结构式)(葡萄糖结构式)
6、(葡萄糖结构式)天然单糖天然单糖大多数是大多数是 D-D-型糖型糖C C1 1上羟基位置不同上羟基位置不同时出现时出现-,-两两种构型种构型 吡喃型吡喃型(葡萄糖结构式)(葡萄糖结构式)单糖的生物功能:单糖的生物功能:A A、作为多糖的组成元件作为多糖的组成元件 B B、作为燃料作为燃料 C C、组成寡糖参与细胞信号传递组成寡糖参与细胞信号传递4 4)氨基酸)氨基酸 氨基酸是同时具有氨基酸是同时具有氨基和氨基和羧基的小分子羧基的小分子 参参参参与与与与蛋蛋蛋蛋白白白白合合合合成成成成的的的的共共共共有有有有20202020种种种种天天天天然然然然氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸的的的的碳碳碳碳原原原原
7、子子子子上上上上均均均均连连连连接接接接这这这这4 4 4 4种种种种基基基基团团团团,即即即即:羧羧羧羧基基基基、氨氨氨氨基基基基,一一一一个个个个H H H H原原原原子子子子和和和和一个一个一个一个R R R R基基基基(除甘氨酸中为除甘氨酸中为除甘氨酸中为除甘氨酸中为H H H H原子外)原子外)原子外)原子外)R R R R基代表任意基团。基代表任意基团。基代表任意基团。基代表任意基团。(氨基酸通式)(氨基酸通式)氨基酸的氨基酸的氨基酸的氨基酸的碳原子为手性碳原子,根据碳原子为手性碳原子,根据碳原子为手性碳原子,根据碳原子为手性碳原子,根据旋光性的不同旋光性的不同旋光性的不同旋光性的
8、不同,左旋和右旋氨基酸分别命名为左旋和右旋氨基酸分别命名为左旋和右旋氨基酸分别命名为左旋和右旋氨基酸分别命名为L-L-L-L-氨基酸(左旋)和氨基酸(左旋)和氨基酸(左旋)和氨基酸(左旋)和D-D-D-D-氨基酸(右旋),氨基酸(右旋),氨基酸(右旋),氨基酸(右旋),两者之间互为两者之间互为两者之间互为两者之间互为镜像体镜像体镜像体镜像体。生物界种的各种蛋白质(除一些细菌的细胞壁中的短生物界种的各种蛋白质(除一些细菌的细胞壁中的短生物界种的各种蛋白质(除一些细菌的细胞壁中的短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)几乎都是由肽和个别抗生素外)几乎都是由肽和个别抗生素外
9、)几乎都是由肽和个别抗生素外)几乎都是由L-L-L-L-氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸所构成;所构成;所构成;所构成;含含含含D-D-D-D-氨基酸的极少。氨基酸的极少。氨基酸的极少。氨基酸的极少。氨基酸的功能:氨基酸的功能:(1 1)作为组建蛋白质的元件)作为组建蛋白质的元件 (2 2)有的氨基酸或其衍生物具)有的氨基酸或其衍生物具 有生物活性(代谢调节、信号传递等)有生物活性(代谢调节、信号传递等)5 5)核苷酸)核苷酸(组成核酸的结构单位组成核酸的结构单位)核苷酸分子由三个部分组成:核苷酸分子由三个部分组成:核苷酸分子由三个部分组成:核苷酸分子由三个部分组成:碱基碱基碱基碱基:嘌呤(双环分子)
10、、:嘌呤(双环分子)、:嘌呤(双环分子)、:嘌呤(双环分子)、嘧啶(单环分子)嘧啶(单环分子)嘧啶(单环分子)嘧啶(单环分子)戊糖戊糖戊糖戊糖:RNARNARNARNA为核糖、为核糖、为核糖、为核糖、DNADNADNADNA为脱氧核糖为脱氧核糖为脱氧核糖为脱氧核糖 磷酸:磷酸:磷酸:磷酸:DNADNA的碱基是:的碱基是:A A、T T、G G、C CRNARNA的碱基是:的碱基是:A A、U U、G G、C C脱氧核糖或核糖脱氧核糖或核糖上第上第11位碳原子位碳原子与嘌呤或嘧啶结与嘌呤或嘧啶结合,就成为合,就成为脱氧脱氧核苷或核苷核苷或核苷;第;第55位碳原子在与位碳原子在与磷酸结合,就成磷酸
11、结合,就成为为脱氧核糖核苷脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸酸或核糖核苷酸。参加大分子核酸组成的共有参加大分子核酸组成的共有参加大分子核酸组成的共有参加大分子核酸组成的共有8 8 8 8种核苷酸种核苷酸种核苷酸种核苷酸 DNADNADNADNA水解液中水解液中水解液中水解液中 RNARNARNARNA水解液中水解液中水解液中水解液中腺脱氧核苷酸(腺脱氧核苷酸(腺脱氧核苷酸(腺脱氧核苷酸(dAMPdAMPdAMPdAMP)腺苷酸(腺苷酸(腺苷酸(腺苷酸(AMPAMPAMPAMP)鸟脱氧核苷酸(鸟脱氧核苷酸(鸟脱氧核苷酸(鸟脱氧核苷酸(dGMPdGMPdGMPdGMP)鸟苷酸(鸟苷酸(鸟苷酸(鸟苷酸(GM
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