生命的化学组成基础课件.ppt
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1、资料仅供参考,不当之处,请联系改正。第一节第一节 参与细胞组成的生物元素、参与细胞组成的生物元素、生物小分子和生物大分子生物小分子和生物大分子一、自然界中的元素一、自然界中的元素 原子原子原子核原子核质子质子中子中子电子电子资料仅供参考,不当之处,请联系改正。同位素同位素 原子核内质子数相同,但中子数不同,这些原子虽然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,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。在元素周期表中占有同样的位置。放射性同位素在生命科学中有广泛的用途,如用来研放射性同位素在生命科学中
2、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。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。基因突变的内因之一。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。1.参与生物体组成的元素参与生物体组成的元素 构成生物体的元素约构成生物体的元素约30种。种。二、生物体的元素组成二、生物体的元素组成2.生物体中的大量元素生物体中的大量元素 也称常量元素。其中也称常量元素。其中C、H、O、N 4种元素含量最种元素含量最高,至少占体重高,至少占体重5%以上。以上。N、P和和S是构成生命至关重是构成生命至关重要的蛋白质和核酸必不可少的元素。要的蛋白质和核酸必不可少的元素。
3、3.不可忽视的微量元素不可忽视的微量元素 Fe、Zn、Mn、I、Mo等这些微量元素在生物体内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。人体健康必不可少的元素。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。1.Na+和和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。维持神经肌肉应激性及心脏的正常功能。NaCl食盐。食盐。元素与健康元素与健康2.钙钙 成人体内钙总量正常为成人体内钙总量正常为1200
4、g,99%存在于骨骼和牙齿,其余以离子存在于骨骼和牙齿,其余以离子状态存在于软组织、血液、细胞外液。状态存在于软组织、血液、细胞外液。钙的吸收钙的吸收。3.铁铁 血红蛋白和肌红蛋白的组成成分。血红素铁形式易吸收。血红蛋白和肌红蛋白的组成成分。血红素铁形式易吸收。4.锌锌 成人含锌量约为成人含锌量约为2.5g。多种酶的组成成分。多种酶的组成成分。5.硒硒 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延长寿命、防止细胞中毒的重要营养物质。解毒重金属。增
5、强机体对疾病的抵抗力。预防和抑制肿瘤。抗力。预防和抑制肿瘤。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。6.碘碘 甲状腺素的主要成分。促进机体生长和智力发育。甲状腺素的主要成分。促进机体生长和智力发育。7.氟氟 预防龋齿和老年骨质疏松症,促进伤口愈合、预防龋齿和老年骨质疏松症,促进伤口愈合、铁的吸收。铁的吸收。8.铜铜 细胞色素细胞色素C氧化酶、血浆铜兰蛋白等组成成分,氧化酶、血浆铜兰蛋白等组成成分,促进铁的吸收,保护神经系统的正常运转。促进铁的吸收,保护神经系统的正常运转。9.铬铬 人体和动物必不可少的一种微量元素。是葡萄糖耐人体和动物必不可少的一种微量元素。是葡萄糖耐量因子的组成成分,具有激活胰岛
6、素和降低血糖的作用。量因子的组成成分,具有激活胰岛素和降低血糖的作用。其它其它 锗、锰、镁、磷、铝、汞锗、锰、镁、磷、铝、汞资料仅供参考,不当之处,请联系改正。正常人血液正常人血液pH值在值在7.357.45之间,但这部分碱性体质者只占之间,但这部分碱性体质者只占总人群的总人群的10左右;大多数人为酸性体质,左右;大多数人为酸性体质,pH值在值在7.35以下,身体以下,身体处于健康和疾病之间的亚健康状态,医学上称为处于健康和疾病之间的亚健康状态,医学上称为酸性体质者酸性体质者。酸酸性性体体质质者者常常会会感感到到身身体体疲疲乏乏、记记忆忆力力衰衰退退、注注意意力力不不集集中中、腰腰酸酸腿腿痛痛
7、。如如不不注注意意改改善善,就就会会继继续续发发展展成成疾疾病病。当当人人的的体体液液pH值值7时,会产生重大疾病,时,会产生重大疾病,6.9时变成植物人,时变成植物人,6.86.7时就会死亡。时就会死亡。如如果果人人体体倾倾向向酸酸性性,细细胞胞的的作作用用就就会会变变差差,废废物物不不易易排排出出,肾肾脏脏、肝肝脏脏的的负负担担加加大大,新新陈陈代代谢谢缓缓慢慢,各各种种器器官官的的功功能能减减弱弱,易易得得病病,老老化加快。癌症患者几乎都是酸性体质。化加快。癌症患者几乎都是酸性体质。pH值对健康的影响值对健康的影响资料仅供参考,不当之处,请联系改正。1、强酸与钙、镁等碱性矿物质结合为盐类
8、,即固体酸性物,、强酸与钙、镁等碱性矿物质结合为盐类,即固体酸性物,从而导致骨质疏松症等疾病。从而导致骨质疏松症等疾病。2、强酸或酸性盐堆积在关节或器官内引起相应炎症,导致动、强酸或酸性盐堆积在关节或器官内引起相应炎症,导致动 脉硬化、肾结石、关节炎、痛风等疾病。脉硬化、肾结石、关节炎、痛风等疾病。3、酸性废弃物堆积,使附近的毛细血管被堵,血液循环不畅,、酸性废弃物堆积,使附近的毛细血管被堵,血液循环不畅,导致糖血尿、肾炎及各种癌症。导致糖血尿、肾炎及各种癌症。4、胃肠道酸性过多引起便秘、慢性腹泻、尿酸、四肢酸痛,、胃肠道酸性过多引起便秘、慢性腹泻、尿酸、四肢酸痛,胃酸过多导致烧心、反酸、胃溃
9、疡等。另外,酸性体质会胃酸过多导致烧心、反酸、胃溃疡等。另外,酸性体质会 影响孩子的智力。影响孩子的智力。酸性过多引起的成年人疾病酸性过多引起的成年人疾病资料仅供参考,不当之处,请联系改正。酸酸性性体体质质是是人人体体大大量量摄摄入入高高脂脂肪肪、高高蛋蛋白白、高高热热量量食食物物的的结结果果。当当酸酸性性物物质质超超过过了了人人体体自自身身的的调调节节能能力力,或或人人体体对对酸酸碱碱平平衡衡的的调调节节能能力力受到影响时,人体环境的平衡被打破,就产生了酸性体质。受到影响时,人体环境的平衡被打破,就产生了酸性体质。食品按其元素成分,可分为碱性食品、中性食品和酸性食品三大类。食品按其元素成分,
10、可分为碱性食品、中性食品和酸性食品三大类。含磷、氯、硫、碘等元素多的食品一般为酸性食品,如面粉、肉类、含磷、氯、硫、碘等元素多的食品一般为酸性食品,如面粉、肉类、谷物、油脂、酒类、白糖等。谷物、油脂、酒类、白糖等。含钾、钠、钙、镁等元素多的食品一般为碱性食品,如水果、蔬菜、含钾、钠、钙、镁等元素多的食品一般为碱性食品,如水果、蔬菜、豆制品、乳制品、海带、碱性饮料等。豆制品、乳制品、海带、碱性饮料等。酸味食品不都是酸性食品。以橘子为例,它含有较为丰富的钾,所酸味食品不都是酸性食品。以橘子为例,它含有较为丰富的钾,所以不是酸性食品,而是碱性食品。以不是酸性食品,而是碱性食品。酸性体质之起因酸性体质
11、之起因资料仅供参考,不当之处,请联系改正。水水 生命生命 活动活动 之本之本 水与健康水与健康资料仅供参考,不当之处,请联系改正。三、生物有机分子三、生物有机分子(一一)氨基酸与蛋白质氨基酸与蛋白质资料仅供参考,不当之处,请联系改正。1、氨基酸、氨基酸 天然存在的氨基酸天然存在的氨基酸180多种,蛋白质中的氨基酸共有多种,蛋白质中的氨基酸共有20种。其通式上的种。其通式上的R基团的不同结构决定不同的氨基酸,也决定基团的不同结构决定不同的氨基酸,也决定各种氨基酸在溶解度以及在其它特性上的差异。各种氨基酸在溶解度以及在其它特性上的差异。1.氨基酸的通式氨基酸的通式资料仅供参考,不当之处,请联系改正
12、。(1)除甘氨酸外,除甘氨酸外,其它其它19个氨基酸的个氨基酸的 碳原子都为不对称碳原子都为不对称碳原子,有碳原子,有同分异构体(同分异构体(D型和型和L型),型),其水溶液具有其水溶液具有旋旋光性,光性,19种主要的天然氨基酸种主要的天然氨基酸都是都是L-氨基酸;氨基酸;(2)因因R基团或侧链的特性,氨基酸在水溶液中解离性质基团或侧链的特性,氨基酸在水溶液中解离性质不同,可分为不同,可分为疏水性氨基酸疏水性氨基酸和和亲水性氨基酸亲水性氨基酸;(3)-丙氨酸、甲状腺素等特殊结构的氨基酸,具有特殊丙氨酸、甲状腺素等特殊结构的氨基酸,具有特殊的生物学活性;的生物学活性;-氨基酸氨基酸(4)赖氨酸、
13、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏)赖氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸和缬氨酸,这氨酸、色氨酸和缬氨酸,这8种氨基酸体内不能合成,为种氨基酸体内不能合成,为必需氨基酸。婴儿还要加上组氨酸。必需氨基酸。婴儿还要加上组氨酸。天然氨基酸的结构与性质天然氨基酸的结构与性质资料仅供参考,不当之处,请联系改正。#蛋白质合成的原料蛋白质合成的原料#氨基酸及衍生物具有生物学活性氨基酸及衍生物具有生物学活性#谷氨酸钠作为调味品谷氨酸钠作为调味品氨基酸的功能和实际应用氨基酸的功能和实际应用资料仅供参考,不当之处,请联系改正。蛋白质是生物体的重要组成成分蛋白质是生物体的重要组成成分 蛋白
14、质一词最初来源于希腊文蛋白质一词最初来源于希腊文II,是是“最原初的最原初的”,“第一重要的第一重要的”意思。蛋白质在生物体中占有特殊的意思。蛋白质在生物体中占有特殊的地位。它占细胞干重的一半以上,是生命的物质基础。地位。它占细胞干重的一半以上,是生命的物质基础。许多蛋白质(酶)具有催化活性,参与几乎所有的生命许多蛋白质(酶)具有催化活性,参与几乎所有的生命活动过程,物质运输、营养储存、肌肉收缩、肌体防御功活动过程,物质运输、营养储存、肌肉收缩、肌体防御功能、信息传递受体、调节蛋白等。能、信息传递受体、调节蛋白等。蛋白质还决定物种的种属特异性。蛋白质还决定物种的种属特异性。2、蛋白质、蛋白质资
15、料仅供参考,不当之处,请联系改正。蛋白质的相对分子量决定于所含氨基酸的多少。一般按每蛋白质的相对分子量决定于所含氨基酸的多少。一般按每个氨基酸残基平均分子量个氨基酸残基平均分子量110来计算。如有来计算。如有100个氨基酸残基,个氨基酸残基,分子量分子量 110100=11000 Da(道尔顿)。同理,知道蛋白道尔顿)。同理,知道蛋白质的相对分子量可估计出其氨基酸残基的数目。质的相对分子量可估计出其氨基酸残基的数目。蛋白质的分子量大小一般在蛋白质的分子量大小一般在6000(下限)到几百万(下限)到几百万Da。小于小于6000的叫做肽。如催产素、加压素、脑啡肽等。某些蛋的叫做肽。如催产素、加压素
16、、脑啡肽等。某些蛋白质是由两个或更多个蛋白质亚基结合而成,称为寡聚蛋白。白质是由两个或更多个蛋白质亚基结合而成,称为寡聚蛋白。生物工程实验中,通常根据聚丙烯酰胺凝胶电泳确定未知生物工程实验中,通常根据聚丙烯酰胺凝胶电泳确定未知蛋白质的分子量大小。蛋白质的分子量大小。蛋白质的相对分子量蛋白质的相对分子量资料仅供参考,不当之处,请联系改正。一个氨基酸分子中的一个氨基酸分子中的 氨基氨基与另一个氨基酸分子中的与另一个氨基酸分子中的 羧羧基基脱水缩合形成肽键,此时的氨基酸称为氨基酸残基。脱水缩合形成肽键,此时的氨基酸称为氨基酸残基。肽链基本上呈线形结构,一端有游离的氨基,称为肽链基本上呈线形结构,一端
17、有游离的氨基,称为N端,端,另一端有游离的羧基称为另一端有游离的羧基称为C端,因此肽链有方向性。端,因此肽链有方向性。肽的构成肽的构成资料仅供参考,不当之处,请联系改正。蛋白质的高级结构蛋白质的高级结构 天然蛋白质特有的空间结构,称为蛋白质构象。天然蛋白质特有的空间结构,称为蛋白质构象。n一级结构一级结构:多肽链的氨基酸顺序。决定蛋白质的性质和:多肽链的氨基酸顺序。决定蛋白质的性质和功能。功能。n二级结构二级结构:多肽链借助:多肽链借助氢键氢键按一维方向具有周期性结构按一维方向具有周期性结构的构象。有两种二级结构模式:的构象。有两种二级结构模式:-螺旋,螺旋,-折叠。折叠。n三级结构三级结构:
18、多肽链借助各种次级键(:多肽链借助各种次级键(非共价键非共价键)盘绕成)盘绕成具有特定肽链走向的紧密球状构象。具有特定肽链走向的紧密球状构象。n四级结构四级结构:寡聚蛋白质各亚基间空间上的相互关系或结:寡聚蛋白质各亚基间空间上的相互关系或结合方式。合方式。蛋白质分子的二、三、四级结构称为蛋白质的高级蛋白质分子的二、三、四级结构称为蛋白质的高级结构。它直接关系着蛋白质的生物活性。结构。它直接关系着蛋白质的生物活性。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。盐键(离子键)氢键二硫键疏水键氢键氢键疏水键 蛋白质蛋白质的空间作用力及其 高级结构的稳定性和可变性高级结构的稳
19、定性和可变性资料仅供参考,不当之处,请联系改正。蛋白质营养与功能n蛋白质的种类蛋白质的种类 1.1.完全蛋白质:含必需氨基酸种类齐全,数量充足,各种氨基酸比例与人体所含的完全蛋白质:含必需氨基酸种类齐全,数量充足,各种氨基酸比例与人体所含的氨基酸比例相似。氨基酸比例相似。如蛋类、肉类、鱼类、豆类等食物中的蛋白质。膳食中若含有如蛋类、肉类、鱼类、豆类等食物中的蛋白质。膳食中若含有这类蛋白质,就能满足机体生长发育的需要,维持健康。这类蛋白质,就能满足机体生长发育的需要,维持健康。2.2.不完全蛋白质不完全蛋白质:往往缺少一种或数种必需氨基酸,如玉米蛋白缺少赖氨酸、色氨酸往往缺少一种或数种必需氨基酸
20、,如玉米蛋白缺少赖氨酸、色氨酸等。单靠这类蛋白质,人体就不能维持正常功能。等。单靠这类蛋白质,人体就不能维持正常功能。3.3.半完全蛋白质半完全蛋白质:界于两者之间还有一种半完全蛋白质,它所含的必需氨基酸齐全,界于两者之间还有一种半完全蛋白质,它所含的必需氨基酸齐全,但比例不合适,如米、面所含的蛋白质,仅能维持生命,但不能促进生长但比例不合适,如米、面所含的蛋白质,仅能维持生命,但不能促进生长.有些蛋有些蛋白质中虽然含有白质中虽然含有8种必需氨基酸,但各种氨基酸的含量多少不匀,互相之间的比倒种必需氨基酸,但各种氨基酸的含量多少不匀,互相之间的比倒不合适,但在食用时有多种食物互相补充,就能满足身
21、体对蛋白质的需要。不合适,但在食用时有多种食物互相补充,就能满足身体对蛋白质的需要。n蛋白质的功能蛋白质的功能 构成机体,修补组织;构成酶和激素的成分,调节生理机能;肌肉收缩;氧的运构成机体,修补组织;构成酶和激素的成分,调节生理机能;肌肉收缩;氧的运输;免疫作用;维护皮肤弹性和韧性等输;免疫作用;维护皮肤弹性和韧性等.资料仅供参考,不当之处,请联系改正。如何评价一种食物蛋白质的营养价值如何评价一种食物蛋白质的营养价值n食物中蛋白质的含量多少食物中蛋白质的含量多少n必需氨基酸的含量和比例必需氨基酸的含量和比例n还应考虑机体对该食物蛋白质的消化、利还应考虑机体对该食物蛋白质的消化、利用程度。食物
22、经过烹调,一般可以提高用程度。食物经过烹调,一般可以提高蛋白质的消化率。蛋白质的消化率。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。酶资料仅供参考,不当之处,请联系改正。酶是生物催化剂酶是生物催化剂 酶是细胞的产物,酶的本质是蛋白质。酶是细胞的产物,酶的本质是蛋白质。有些酶仅由蛋白质构成,属于简单蛋白质。胃蛋白酶。有些酶仅由蛋白质构成,属于简单蛋白质。胃蛋白酶。有些酶除蛋白质外,还需结合非蛋白质部分,才表现出酶的活有些酶除蛋白质外,还需结合非蛋白质部分,才表现出酶的活性。如需一些有机小分子或金属离子的配合,有些蛋白质也有此作性。如需一些有机小分子或金属离子的配合,有些蛋白质也有此作用,这些成分常常被称
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