《生命的物质基础》PPT课件.ppt

第一部分第一部分 生命的物质生命的物质基础基础PAN BINPAN BINPAN BINPAN BIN生命的物质基础是什么？生命的物质基础是什么？l正确的回答应该是：正确的回答应该是：组成生物体的化学元素和化合物组成生物体的化学元素和化合物大体相同大体相同l组成生物体的化学元素和化合物有哪组成生物体的化学元素和化合物有哪些？些？CHONPSKCaMgFeMnBZnCuMoClPAN BINPAN BIN大量与微量元素大量与微量元素l l大量元素：大量元素：通常指生物有机体中含量大于0.01%的化学元素。有有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg l l微量元素：微量元素：通常指生物有机体中含量小于0.01%但生命活动不可缺少的化学元素。有有Fe、Mn、Zn、Cu、B、Cl、Mo PAN BINPAN BIN第一节组成生物体的化学元素第一节组成生物体的化学元素l l种类：常见的主要有种类：常见的主要有20多种多种l l数量：数量：分类分类 最基本元素最基本元素 C 最多最多4种元素种元素 C、H、O、N 主要元素主要元素 C、H、O、N、P、S 占细胞总量的占细胞总量的97%的元素的元素 C H O N P S 占质量分数最大的元素占质量分数最大的元素 O(鲜重鲜重C(干重干重l l作用：组成多种化合物作用：组成多种化合物/影响生命活动影响生命活动 Fe/Ca/Zn/B/MgPAN BINPAN BIN生物界和非生物界的统一性和差异性生物界和非生物界的统一性和差异性l统一性统一性 没有一种元素是生物界所特没有一种元素是生物界所特有有l差异性差异性 含量差别很大含量差别很大PAN BINPAN BIN第二节组成生物体的化合物第二节组成生物体的化合物化学元素化合物细胞化学元素化合物细胞原生质（细胞中的生命物质）原生质（细胞中的生命物质）细胞膜、细胞质、细胞核等细胞膜、细胞质、细胞核等分化分化一个动物细胞就是一个动物细胞就是一小团原生质；一一小团原生质；一个植物细胞是一层个植物细胞是一层细胞壁包裹一小团细胞壁包裹一小团原生质。原生质。PAN BINPAN BIN构成细胞的化合物的分类l无机化合物无机化合物l有机化合物有机化合物各种化合物在细胞中的含量：占细胞鲜重最多的是占细胞鲜重最多的是O占细胞鲜重第二的是占细胞鲜重第二的是C占细胞干重最多的是占细胞干重最多的是 C占细胞干重第二的是占细胞干重第二的是 OPAN BINPAN BIN（一）水PAN BINPAN BINPAN BINPAN BIN生命起源于35亿年的原始海洋。PAN BINPAN BIN生物生物水母水母鱼类鱼类蛙蛙哺乳动物哺乳动物 藻类藻类 高等植物高等植物含水量含水量（%）979780-8580-8578786565909060-8060-80不同种类生物，水的含量不同PAN BINPAN BIN组织器官组织器官组织器官组织器官牙齿牙齿牙齿牙齿骨髓骨髓骨髓骨髓 骨骼肌骨骼肌骨骼肌骨骼肌 心脏心脏心脏心脏血液血液血液血液含水量（含水量（%）10102222767679798383不同组织、器官，含水量不同代谢旺盛的组织、器官 含水量多代谢缓慢的组织、器官 含水量少PAN BINPAN BIN1、水分子的特性（1）水是极性分子PAN BINPAN BIN（2）易形成氢键由于内聚力，水可以在根、由于内聚力，水可以在根、茎、叶的导管中形成连续的茎、叶的导管中形成连续的水柱，从而可从根部一直上水柱，从而可从根部一直上升到参天大树的树梢；由于升到参天大树的树梢；由于较高的表面张力，所以水蝇较高的表面张力，所以水蝇等昆虫能在水面上行走。等昆虫能在水面上行走。由于氢键使水有了较强的内聚力和表面张力。PAN BINPAN BIN蛋白质蛋白质自由水和结合水分布示意图2、水分子的存在形式自由水自由水结合水结合水PAN BINPAN BIN（1）水分子的存在形式结合水：水分子与其他物质相结合。占细胞 全部水的4.5%自由水：水分子以游离的形式存在，可以 自由流动。蛋白质蛋白质淀粉淀粉纤维素纤维素脂肪脂肪作用：细胞结构的重要组成成分。作用：良好溶剂；运输作用：运输营养物质、代谢废物；参与反应：光合作用、呼吸作用等。PAN BINPAN BIN水分的运输作用PAN BINPAN BIN（2）水的存在状态与代谢强度自由水：参与代谢（光合、呼吸、物质运输），含量越高，代谢越旺盛。结合水：不参与代谢，可降低代谢强度，增强抵抗不良环境的能力。自由水/结合水：越高，代谢越强；越低，代谢越低，抗逆性强。PAN BINPAN BIN3、水的比热为11g1g水上升水上升1 1需需4 4184J184J热，而热，而1g1g空气上升空气上升1 1只需只需1 1046J046J就行了。就行了。水能在温度升高时吸收较多热量，使细胞的水能在温度升高时吸收较多热量，使细胞的温度和代谢速率得以保持稳定。温度和代谢速率得以保持稳定。水的蒸发热也较高，在水的蒸发热也较高，在100100度时，度时，1g1g液态水液态水变为气态变为气态(蒸汽蒸汽)需要需要2 2592 25936J36J。如我们夏天出。如我们夏天出汗，汗水蒸发吸热多，有利于维持体温；植物在汗，汗水蒸发吸热多，有利于维持体温；植物在高温的夏季仍能保持低体温，就是由于水分大量高温的夏季仍能保持低体温，就是由于水分大量蒸发之故。蒸发之故。PAN BINPAN BIN4、固态水(冰)比液态水的密度低如果冰的密度大，沉入水底，上面的水又层层结冰而下沉，水生生物将无存身之处。冰浮在表面，正好成为一绝缘层，使下面的水保持在冰点以上，水生生物可生活于其中。此外，结冰时散热，冰融时吸热，这一过程有缓冲水温变化的作用，也有利于生物的生存。PAN BINPAN BIN(二)无机盐l含量含量l存在状态：离子态化合物形式存在状态：离子态化合物形式l作用：作用：组成复杂化合物：组成复杂化合物：维持生物体正常生命活动：维持生物体正常生命活动：维持酸碱平衡离子平衡渗透压平衡维持酸碱平衡离子平衡渗透压平衡PAN BINPAN BIN（二）无机盐（二）无机盐作用（1）某些复杂化合物的组成成分。Fe2+与血红蛋白叶绿素叶绿素aPAN BINPAN BIN（2）维持生物体的生命活动。柠檬酸钠或草酸钠抗凝剂 Ca、B、K、PAN BINPAN BIN（3）维持细胞的渗透压和酸碱平衡。PAN BINPAN BIN（三）糖类糖类是细胞中重要的一类有机化合物。糖分子含C、H、O 3种元素，三者的比例一般为1：2：1，如葡萄糖为C6H1206,故称为碳水化合物，但也有例外。如：鼠李糖（如：鼠李糖（C C6 6H H1212O O5 5)、脱氧核糖（、脱氧核糖（C C5 5H H1010O O4 4)。糖类包括单糖、双糖和多糖三类。PAN BINPAN BIN丙糖丙糖丁糖丁糖戊糖戊糖己糖己糖根据碳原子的个数，分为丙糖、丁糖(4碳)、戊糖(5碳)和己糖(6碳)等。1、单糖不能被水解的最简单的糖。水解：水解：AB+H2OA+BPAN BINPAN BIN戊糖五碳糖 核糖：RNA的组成成分，主要存在于细胞质中。脱氧核糖：DNA的组成成分，主要存在于细胞核中。几种重要的单糖PAN BINPAN BIN己糖六碳糖 是最常见的单糖 例如：葡萄糖 （光合产物重要能源物质）果糖半乳糖 一切六碳糖的分子式都是C6H12O6，但结构式各有不同，所以它们彼此都是同分异构体。PAN BINPAN BIN植物：蔗糖和麦芽糖；动物：乳糖。1、二糖水解后的生成两分子单糖的糖。1麦芽糖2葡萄糖+1蔗糖1葡萄糖+1果糖1乳糖1葡萄糖+1半乳糖1纤维二糖2葡萄糖PAN BINPAN BIN植物：纤维素和淀粉；动物：糖元。3、多糖水解后的生成多分子单糖的糖。多糖：自然界数多糖：自然界数量最大的糖类量最大的糖类多糖分子都是由多个葡萄糖葡萄糖分子脱水缩合而成的分支或不分支的长链分子。PAN BINPAN BIN(1)淀粉淀粉是植物细胞中重要的储存能量的物质。淀粉分子的通式为(C6H1005)n。n为葡萄糖分子的数目，从数百至数千不等。根据链的分支与否，可将淀粉分为直链淀粉和支链淀粉2种。PAN BINPAN BIN直链淀粉不分支，通常卷曲成螺旋形。直链淀粉遇碘直链淀粉遇碘变为深蓝色变为深蓝色PAN BINPAN BIN支链淀粉具分支支链淀粉遇碘支链淀粉遇碘变为紫红色变为紫红色PAN BINPAN BIN淀粉水解：先成为麦芽糖，后成葡萄糖。一般的淀粉中都含有直链和支链2种分子，如马铃薯淀粉中22是直链的，78是支链的。但也有只含一种分子的，如豆类种子全为直链淀粉，糯米淀粉全为支链淀粉。PAN BINPAN BIN（2）纤维素地球上数量最大的有机物是糖类，而地球上数量最大的有机物是糖类，而糖类中又以纤维素比例最大，约占植糖类中又以纤维素比例最大，约占植物界碳素总量的物界碳素总量的50以上。以上。植物细胞壁的主要成分是纤维素纤维素分子呈不分支长链-1,4糖苷键糖苷键PAN BINPAN BIN纤维素水解需要纤维素酶。人没有纤维素酶，不能消化纤维素。但食物中纤维素成分能刺激肠道蠕动，减少直肠癌、糖尿病等的发生。膳食纤维：第膳食纤维：第七营养物质七营养物质纤维素水解时产生纤维二糖，再进一步水解而成葡萄糖。PAN BINPAN BINPAN BINPAN BIN糖元遇碘变为红褐色。(3)糖元糖元是动物细胞中贮存的多糖，又称动物淀粉。糖元是动物细胞中贮存的多糖，又称动物淀粉。糖元也是由葡萄糖1，4糖苷键连接而成的，但糖元的分支比支链淀粉多。肝脏：肝糖元，维持血糖浓度；肌肉：肌糖元，供给肌肉能量。PAN BINPAN BIN壳多糖（几丁质）壳多糖（几丁质）比较坚硬，存在于甲壳动物等生物体的多糖。PAN BINPAN BIN糖类的作用（1）是细胞的主要主要能源物质；（2）是生物体的重要成分；（3）构成细胞膜上糖蛋白糖蛋白，是 细胞识别和信息传递等功能的参与者。PAN BINPAN BIN(三三)脂质（脂类）脂质（脂类）脂质都不溶于水，但都能溶于非极性溶剂，如乙醚、氯仿和苯中。脂质的主要组成元素是C、H、O，有的脂质还含有P和N。（1）脂肪：储能脂质）脂肪：储能脂质（2）类脂：结构脂质）类脂：结构脂质(含含N、P)（3）固醇：功能脂质）固醇：功能脂质PAN BINPAN BIN1 1、脂肪、脂肪元素组成：C、H、O。动物脂肪植动物脂肪植物脂肪物脂肪结构：甘油(醇)和脂肪酸结合而成的酯。（甘油三酯）PAN BINPAN BIN脂肪酸分饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸两类。饱和脂肪酸的C和C之间没有双键，需较多热能才能散开，熔点高，室温下为固态。不饱和脂肪酸的C和C之间至少有一个双键，熔点低，室温下为液态。PAN BINPAN BIN动物脂肪含较多的饱和脂动物脂肪含较多的饱和脂肪酸，在室温下为固态，肪酸，在室温下为固态，植物油中含大量油酸和亚植物油中含大量油酸和亚油酸，在室温下为液态。油酸，在室温下为液态。对于哺乳动物和人而言，对于哺乳动物和人而言，亚油亚油酸酸和和亚麻酸亚麻酸不能自已合成，只不能自已合成，只能从外界摄取，称为能从外界摄取，称为必需脂必需脂肪酸肪酸。PAN BINPAN BIN脂肪的作用：生物体内储存能量的物质；减少身体热量散失，维持体温恒定；减少内部器官间磨擦和缓冲外界压力。PAN BINPAN BIN脂肪的氧化供能特点脂肪的氧化供能特点脂肪中脂肪中H:O大于大于2，不同于糖类，所以脂，不同于糖类，所以脂肪燃烧需氧多，释放能量多，产生水多。肪燃烧需氧多，释放能量多，产生水多。%C CH HO O氧化放能氧化放能糖类糖类44446 6505017Kj/g17Kj/g脂肪脂肪75751212131339Kj/g39Kj/gPAN BINPAN BIN2 2、类脂（主要指磷脂）、类脂（主要指磷脂）构成细胞的各种膜。与脂肪不同之处在于：甘油的一个羟基不是和脂肪酸而是和磷酸结合成酯。PAN BINPAN BINPAN BINPAN BIN在脑、卵及大豆中含量较高。卵磷脂卵磷脂脑磷脂脑磷脂元素组成：C、H、O、N、P。PAN BINPAN BIN3 3、固醇类、固醇类这是一类具有芳香族结构的物质，它们不含脂肪酸，但理化性质与脂肪相近。它们不溶于水，而易溶于非极性的有机溶剂，所以习惯上将它们和脂类放在一起。种类：胆固醇、性激素和维生素D、肾上腺皮质激素等。PAN BINPAN BIN胆固醇胆固醇胆固醇PAN BINPAN BIN胆固醇是动物细胞膜的重要成分，与膜的流动性有关。植物细胞不含胆固醇，但含有其他类固醇物质，称为植物固醇。固醇固醇作用：作用：维持正常新陈代谢和生殖过程。维持正常新陈代谢和生殖过程。PAN BINPAN BIN