《第一章-生命化学基础》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第一章-生命化学基础（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一章 生命的化学基础亚原子粒子 原子 生物大分子 细胞器 细胞 多细胞机体 群体 群落 生态系统 生物圈第一节 原子的结构与性质一、原子的结构与性质 同位素 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。 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
2、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。 稳定性同位素可以利用它与普通相应同位素的质量之差，通过质谱仪，气相层析仪，核磁共振等质量分析仪器来测定稳定性同位素作为示踪剂其灵敏度较低，可获得的种类少，价格较昂贵，其应用范围受到限制。 1912年G.C.de赫维西首先试用同位素示踪技术，并陆续作了许多工作。 由于其开创性贡献赫维西1943年获得了诺贝尔化学。二、原子的能量水平基态/激发态 如果电子在围绕原子核的半径最小轨道内，则原子的能量最低，称此为原子的基态。如电子在更大的半径上，则原子能
3、量更高， 处于激发态。而将一个电子从原子的基态移除所需要的能量称为游离能。 氧化与还原 三、原子的电负性电负性衡量元素在化合物中吸引电子能力的大小 元素电负性数值越大，原子在形成化学键时对成键电子的吸引力越强。 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）； 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）； 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）。 第二节 生物体的元素组成一、参与生物体组成的元素 构成生物体的元素约30种。 C、H、O、N 4种元素含量最高，至少占体重5%以上。N、P和S是构成生命至关重要的蛋白质和核
4、酸必不可少的元素。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。 碘 甲状腺素的主要成分。促进机体生长和智力发育。幼年缺碘，影响发育，思维较迟钝；成
5、年缺碘，则皮肤干燥，毛发零落，性情失常，甲状腺增大。 海带、紫菜、海产鱼、虾、蟹和海盐。 钙 成人体内钙总量正常为1200g ，99%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。钙的吸收。 铁 血红蛋白和肌红蛋白的组成成分。缺铁性贫血，引起感情和性格上变化，免疫功能下降，食欲减退，乏力、面色苍白、心悸、头晕。动物性食品肝脏、肾脏、血液、肉类和鱼类等；植物性食物中芦笋、木耳、豆类、油菜、菠菜、韭菜含量较高。 锌 多种酶的组成成分。缺乏：食欲不振，儿童生长发育迟缓甚至停滞，味觉减退，头发色素减少，指甲有白斑等。 高蛋白质食物含锌较高。人的初乳、牛肉、牡蛎、肝、小麦；猪肉、禽肉、海
6、产品、花生米、蛋类、豆类、谷类、奶类。 矿质元素与植物健康 氮 ：是蛋白质、核酸、磷脂和酶的主要成分；是某些植物激素、维生素的成分；还是叶绿素的成分。 磷 ：是核酸、核蛋白、磷脂及ATP和许多辅酶的成分；参与了糖、脂肪和氨基酸的代谢；促进分蘖、分枝及根系生长。缺磷时 ，分蘖分枝少 ，生长缓慢 ，植株矮小 ，叶片呈暗绿或紫红色 ，开花期和成熟期延迟 ，产量降低。 钾 ：酶的活化剂；促进核酸和蛋白质的形成；影响糖类的合成和运输；是构成细胞渗透势的重要成分。缺钾时 ，茎杆柔弱 ，易倒伏 ，抗旱、抗寒性差 ，叶片失水 ，蛋白质和叶绿素破坏 ，叶色变黄而逐渐坏死。矿质元素与植物健康 第三节 生物体的化合
7、物组成两种或两种以上的元素 按某种确定的比例组成的物质化合物 化学键离子键、共价键、金属键 分子间作用力范德华力、氢键 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 水的物理性质 热容量高 人正常体温（腋下）： 36-37 水的比热容： 4200 J/kg 生命体内绝大部分生化反应对温度非常敏感 水具有较大的比热容 ，对维持
8、机体温度稳定具有重要意义 水的物理性质 离子和极性物质的优良溶剂 水的物理性质 疏水效应是生物大分子（蛋白质）和细胞膜结构稳定的基础 水的化学性质 水是亲核试剂 水分子参与生物大分子合成和降解，并起到重要作用 水的化学性质 水的解离（质子化） H2O + H2O H3O+ + OH- 水溶液的酸碱平衡为生命体提供稳定的酸碱环境 体内，细胞和胞外液体的pH最高可达pH 8（胰液）、最低可达pH 1 （胃酸） 血液正常pH值为7.4 ；细胞为7-7.3 特定组织或细胞的酸碱环境变化很, 如血液pH值变化范围仅为7.35 - 7.45 , 超出此范围便可危及生命。 细胞质是胶体系统 束缚水：是指靠近
9、原生质胶体微粒，被胶粒吸附束缚而不易流动的水分。 自由水：是指距离原生质胶体微粒较远而可以由流动的水分。 自由水参与各种代谢作用，其数量制约着植物的代谢强度，它的含量越大，代谢越旺盛。 束缚水，不参与代谢作用，但与植物的抗性大小密切相关。 2、无机盐 存在于人体的化学元素有几十种，除去碳、氢、氧、氮主要以有机化合物的形式存在外，其余各种元素称为无机盐或矿物质。分布：组织液，细胞中含量较少。 作用： 参与重要物质组成 参与维持细胞的形态 参与生命活动的调节 二、有机化合物 1850年左右，化学家们根据有机物元素组成情况，把它定义为含碳的化合物，除了一些碳的简单氧化物、碳酸盐等。 碳骨架 碳原子之
10、间及与其他原子间以共价键等形式相结合，可以形成大量化学性质与相对分子质量不同的生物分子。 碳骨架结构排列和长短决定了有机化合物的基本性质 。 脂肪族化合物 两端开放的碳链开链化合物 具环状碳骨架脂肪族化合物 官能团：指分子中能代表分子化学性质的原子团 有机化合物的性质还取决于与碳骨架相连接的某些含氧、氮、硫、磷的原子团（官能团）。 结构和结构式 结构：分子内原子相互结合的顺序和方式。物质的性质是由结构决定的，如：C2 H6 O 甲醚 乙醇 构象 反映分子在某一状态时所有组成原子的绝对位置。 构型：反映分子中原子或原子团的相对位置 生物大分子构建方式 蛋白质、核酸、脂质和糖类等生物大分子是由一些含有功能基团的彼此相同或相近的单体聚合而成的。 脱水缩合反应与水解反应 生命的组成 水: 85% 无机盐: 1.5% 蛋白质: 10% 脂质: 2% 糖类: 0.4% DNA : 0.4% RNA : 0.7% 电视墙也就是电视背景装饰墙，是居室装饰特别是大户型居室的重点之一，在装修中占据相当重要的地位，电视墙通常是为了弥补客厅中电视机背景墙面的空旷，同时起到修饰客厅的作用。因为电视墙是家人目光注视最多的地方，长年累月地看也会让人厌烦，所以其装修就尤为讲究
