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1、第一章第一章 组成生物体的大、小分子组成生物体的大、小分子教学目的与要求：教学目的与要求： 了解构成细胞的生物元素，了解生物小分子、了解构成细胞的生物元素，了解生物小分子、生物大分子的结构、种类，掌握其生物学功能。生物大分子的结构、种类，掌握其生物学功能。 教学重点与难点教学重点与难点: : 生物小分子和生物大分子的生物学功能。生物小分子和生物大分子的生物学功能。细胞的组成细胞的组成元素元素、生物小分子生物小分子、生物大分子生物大分子DNA的半保留复制生命活动生命活动能量消耗能量消耗/KJ.h/KJ.h-1-1散步散步661.51967.15661.51967.15游泳游泳2239.94223
2、9.94进食进食117.23117.23舞蹈舞蹈845.732507.89845.732507.89慢跑慢跑3621.583621.58从从COCO2 2合成葡萄糖合成葡萄糖需要能量需要能量从从葡萄糖合成淀粉葡萄糖合成淀粉需要能量需要能量从从氨基酸合成蛋白氨基酸合成蛋白需要能量需要能量胞外物质进入细胞胞外物质进入细胞需要能量需要能量生命活动需要的能量生命活动需要的能量1. 1. 元素组成元素组成常量元素，至少占体重的常量元素，至少占体重的1/100001/10000C C、H H、O O、N N 含量最高，组成蛋白质、核酸、糖等生物大含量最高，组成蛋白质、核酸、糖等生物大分子和生物小分子的组成
3、，占体重的分子和生物小分子的组成，占体重的90%90%P P、S S 核酸和蛋白质的重要成分核酸和蛋白质的重要成分 。热点浅说热点浅说CaCaNaNa、K K、ClCl 维持生物体的水盐平衡（大汗之后补盐），神维持生物体的水盐平衡（大汗之后补盐），神经细胞信息传递中起重要作用经细胞信息传递中起重要作用 MgMg微量元素，一般在微量元素，一般在1/1/万到万到1/101/10亿亿FeFe Zn Zn 、SeSeI I ，甲状腺素的必要成分。地方性甲状腺肿甲状腺素的必要成分。地方性甲状腺肿大脖子病大脖子病 Zn酶的酶的组成成分，谷物碾磨精细丢失较多。动物性组成成分，谷物碾磨精细丢失较多。动物性食物
4、含量丰富。食物含量丰富。儿童缺锌生长停止，儿童缺锌生长停止，成人缺锌味觉下降，食欲不振，伤口愈合慢，机成人缺锌味觉下降，食欲不振，伤口愈合慢，机体免疫力下降。体免疫力下降。 SeSe保护细胞膜的完整性，对抗自由基的破坏。营养保护细胞膜的完整性，对抗自由基的破坏。营养学研究表明，学研究表明，SeSe和和vEvE配合使用增强效果。配合使用增强效果。几乎每一种微量元素摄入过多都会对人体带来毒几乎每一种微量元素摄入过多都会对人体带来毒害，所以限量使用害，所以限量使用 CaCaCa：构构成成骨骨骼骼和和牙牙齿齿的的主主要要成成分分，并并对对骨骨骼骼和和牙牙齿齿起起支支持持和和保保护护作作用用；生生物物膜
5、膜的的结结构构成成分分；参参与与体体液液调调节节和神经调节。和神经调节。食物来源：奶及奶类制品最好（含量丰富、吸收率高）食物来源：奶及奶类制品最好（含量丰富、吸收率高）影响因素：影响因素：维维生生素素D D促促进进小小肠肠黏黏膜膜对对CaCa的的吸吸收收。（晒晒太太阳阳促促进进维生素维生素D D的形成，注射的形成，注射vDvD）LysLys、ArgArg、乳糖可与乳糖可与CaCa形成复合物，利于吸收；形成复合物，利于吸收；菠菜中的草酸与菠菜中的草酸与CaCa形成沉淀，不利于吸收。形成沉淀，不利于吸收。缺乏症：生长发育迟缓，佝偻病。缺乏症：生长发育迟缓，佝偻病。MgMgMg：构构成成酶酶的的成成
6、分分，参参与与数数百百种种生生化化反反应应。是是心心血血管管系系统统的的保保护护因因子子（研研究究发发现现，死死于于心心肌肌梗梗塞塞者者的的心心肌肌MgMg含含量量低低于于正正常常水水平平，软软水水地地区区心心血血管管发病率高。因为水中发病率高。因为水中MgMg含量低，）含量低，）食食物物来来源源：广广泛泛存存在在于于食食物物中中。某某些些食食物物加加工工过过细会造成丢失。细会造成丢失。缺乏病：心肌梗塞缺乏病：心肌梗塞我我国国学学者者发发现现MgMg缺缺乏乏可可能能是是克克山山病病（地地方方性性心心脏脏病）的病因之一。病）的病因之一。Fe血红蛋白、肌红蛋白的组成成分。血红蛋白、肌红蛋白的组成成
7、分。食物来源：食物来源：动物食品中的肝、瘦肉；动物食品中的肝、瘦肉；豆类食品；豆类食品；蔬菜中的油菜、芹菜和韭菜。蔬菜中的油菜、芹菜和韭菜。影响因素：饮茶、咖啡对铁的吸收起抑制作用。影响因素：饮茶、咖啡对铁的吸收起抑制作用。缺乏症：缺铁性贫血。缺乏症：缺铁性贫血。 2.2.生物小分子生物小分子 水水: :极性极性氢键氢键内聚力和表面张力大，附着力；内聚力和表面张力大，附着力；高比热高蒸发热；高比热高蒸发热；固态水比液态水的密度低；固态水比液态水的密度低；最好的溶剂。最好的溶剂。氨基酸氨基酸单糖单糖核苷酸核苷酸脂类脂类维生素维生素 氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸化学结构特征相近的一类生物小分子化学结构
8、特征相近的一类生物小分子 种种类类：最最重重要要的的2020种种天天然然蛋蛋白白质质合合成成原原料料。蛋蛋白白质质的结构单体。的结构单体。组组成成蛋蛋白白质质的的2020种种氨氨基基酸酸：GlyGly甘甘、AlaAla丙丙、ValVal缬缬、IleIle异异亮亮、LeuLeu亮亮、ProPro脯脯、TrpTrp色色、PhePhe苯苯丙丙、TyrTyr酪酪、SerSer丝丝、ThrThr苏苏、MetMet甲甲硫硫、CysCys半半胱胱、AsnAsn天天冬冬酰酰胺胺、AspAsp天天冬冬、 GluGlu谷谷、 GlnGln谷谷胺胺酰酰胺胺、ArgArg精精、LysLys赖赖、HisHis组组( (
9、婴儿婴儿) )。人体必需氨基酸：人体必需氨基酸：“一家写两叁本书来一家写两叁本书来”IleIle、 Met Met 、 Val Val 、 LeuLeu、 TrpTrp 、 PhePhe、ThrThr、LysLys。食物来源：大豆蛋白中食物来源：大豆蛋白中PhePhe、LeuLeu、LysLys含量高含量高猪肉蛋白猪肉蛋白中中LeuLeu、LysLys、PhePhe含量高含量高全鸡蛋蛋白中全鸡蛋蛋白中LysLys、PhePhe含量高含量高谷类蛋白中，尤其是玉米粉的蛋白质谷类蛋白中，尤其是玉米粉的蛋白质LysLys含量低。含量低。全全鸡鸡蛋蛋蛋蛋白白和和人人乳乳蛋蛋白白中中氨氨基基酸酸模模式式最
10、最接接近近理理想想模式模式成人每日必需氨基酸需要量模式。成人每日必需氨基酸需要量模式。缺缺乏乏症症：氨氨基基酸酸为为蛋蛋白白质质的的合合成成原原料料，缺缺乏乏容容易易浮浮肿。补充氨基酸为肿。补充氨基酸为“大输液大输液”生产：生产：通过微生物发酵生产。通过微生物发酵生产。GluGlu（味精味精GluGlu的的NaNa盐）盐）从毛发中提取从毛发中提取CysCys作为饲料添加剂。作为饲料添加剂。 单糖 单糖单糖化学结构相似而划分在一起的一类生物小分子化学结构相似而划分在一起的一类生物小分子 六碳糖六碳糖葡葡萄萄糖糖：组组成成多多糖糖的的单单体体、生生物物体体内内重重要要的的能能源源物物质质。 氧氧化
11、化葡葡萄萄糖糖产产生生生生命命活活动动所所需需的的能能量量呼呼吸吸作用；输液用葡萄糖；工业中从淀粉中提取葡萄糖作用；输液用葡萄糖；工业中从淀粉中提取葡萄糖果果糖糖：果果糖糖浆浆具具有有保保健健作作用用，高高果果糖糖浆浆（甜甜度度高高，保健）作甜味剂使用。禁用糖精。保健）作甜味剂使用。禁用糖精。五碳糖五碳糖核糖：核酸的组成成分。核糖：核酸的组成成分。 核苷酸核苷酸 核苷酸核苷酸根据结构相似归为一类的生物小分子。根据结构相似归为一类的生物小分子。结结构构：碱碱基基（A A、T T、G G、C C、U U）+ +核核糖糖（脱脱氧氧核核糖）糖）+ +磷酸磷酸功功能能：提提供供能能量量，高高能能化化合合
12、物物ATPATP、GTPGTP、CTPCTP、UTPUTPATPATP生物体中通用的能量货币生物体中通用的能量货币核苷酸的结构核苷酸的结构 水解水解 磷酸基团磷酸基团 脱氧核糖脱氧核糖（DNADNA中）中）核酸核酸 单核苷酸单核苷酸 戊核糖戊核糖 核糖（核糖（RNARNA中）中） 核苷核苷 T T A DNAA DNA中中 碱基碱基 G G C RNAC RNA中中 U脂类 脂类脂类溶解性质相似归为一类，大多含有长链脂肪酸溶解性质相似归为一类，大多含有长链脂肪酸油和脂：油常温下呈液态（植物油，豆油、花生油）；油和脂：油常温下呈液态（植物油，豆油、花生油）；脂常温下呈固态（动物油，猪油、牛油）。
13、都含有不脂常温下呈固态（动物油，猪油、牛油）。都含有不饱和脂肪酸饱和脂肪酸易吸收、对高血压患者有保健作用。易吸收、对高血压患者有保健作用。DHA(DHA(二十二碳六烯酸二十二碳六烯酸) )、DPADPA（二十二碳五烯酸二十二碳五烯酸）、）、 EPAEPA（二十碳五烯酸）二十碳五烯酸）植物油植物油。必需脂肪酸：亚油酸和亚麻酸。在此基础上可以合成必需脂肪酸：亚油酸和亚麻酸。在此基础上可以合成其他两个以双键的不饱和脂肪酸。其他两个以双键的不饱和脂肪酸。必需脂肪酸与血脂的关系必需脂肪酸与血脂的关系：最近发现，多不饱和脂肪酸具有明显降低血脂的效果。最近发现，多不饱和脂肪酸具有明显降低血脂的效果。这些脂肪
14、酸主要来源于各种鱼类的油，尤其深海鱼体这些脂肪酸主要来源于各种鱼类的油，尤其深海鱼体内的油。内的油。 吃吃植物油的四个误区植物油的四个误区橄榄油最贵，营养价值也最高橄榄油最贵，营养价值也最高提炼难，价值高，提炼难，价值高，富含维生素和不饱和脂肪酸，软化血管，但营养不全富含维生素和不饱和脂肪酸，软化血管，但营养不全面，需轮换食用面，需轮换食用 精炼才是植物油质量的保证精炼才是植物油质量的保证精炼可去除杂质，但精炼可去除杂质，但也破坏维生素也破坏维生素永远告别动物油永远告别动物油动物油富含饱和植物油，导致冠动物油富含饱和植物油，导致冠心病，但也富含脂蛋白和多烯酸，对改善颅内动脉营心病，但也富含脂蛋
15、白和多烯酸，对改善颅内动脉营养、抗高血压和预防中风有积极作用，混吃养、抗高血压和预防中风有积极作用，混吃植物植物油：动物油油：动物油1010：7 7不含胆固醇的油是好油不含胆固醇的油是好油植物油中胆固醇含量低植物油中胆固醇含量低10102525倍，胆固醇在动物体内十分重要。倍，胆固醇在动物体内十分重要。磷脂和鞘脂：生物膜的主要成分。磷脂和鞘脂：生物膜的主要成分。萜萜类类：维维生生素素A A、维维生生素素E E、维维生生素素K K等等；具具特特殊气味的植物油柠檬油、薄荷油。殊气味的植物油柠檬油、薄荷油。固醇类：性激素、胆汁酸、皮质激素固醇类：性激素、胆汁酸、皮质激素 心心血血管管病病除除与与遗遗
16、传传有有关关外外，还还与与饮饮食食中中的的脂脂肪肪因因素素有有关关。胆胆固固醇醇升升高高造造成成动动脉脉粥粥样样硬硬化化病病、冠冠状状动动脉心脏病。脉心脏病。血血中中胆胆固固醇醇主主要要由由高高密密度度脂脂蛋蛋白白运运入入肝肝脏脏进进行行代代谢谢，必必需需脂脂肪肪酸酸可可促促进进机机体体合合成成高高密密度度脂脂蛋蛋白白，防止胆固醇在血管壁沉积。防止胆固醇在血管壁沉积。饮饮食食中中必必需需脂脂肪肪酸酸缺缺乏乏或或不不足足、而而饱饱和和脂脂肪肪酸酸摄摄取取过过多多，血血中中的的胆胆固固醇醇与与饱饱和和脂脂肪肪酸酸结结合合，可可能能在血管壁沉积，发展成动脉粥样硬化。在血管壁沉积，发展成动脉粥样硬化。
17、维生素维生素维生素的发现来源于医药实践和科学试验。维生素的发现来源于医药实践和科学试验。孙思邈指出用动物肝防治夜盲症孙思邈指出用动物肝防治夜盲症，用谷皮汤防治脚气病用谷皮汤防治脚气病。18861886年年，荷荷兰兰医医生生艾艾克克曼曼研研究究亚亚洲洲流流行行的的脚脚气气病病，企企图图找找到到病菌，但未成功。病菌，但未成功。18901890年年发发现现，在在他他的的试试验验鸡鸡群群中中爆爆发发的的多多发发性性神神经经炎炎与与脚脚气气病极为相似。病极为相似。18971897年年，终终于于证证明明该该病病是是由由于于用用白白米米喂喂养养而而引引起起的的，将将丢丢弃弃的的米米糠糠放放回回饲饲料料中中就
18、就可可治治愈愈。因因此此认认为为米米糠糠中中含含有有一一种种保保护护因因子。子。后后来来，格格赖赖思思证证明明米米糠糠中中含含有有一一种种营营养养因因素素，并并首首先先提提出出营营养缺乏症的概念。养缺乏症的概念。日日本本海海军军于于1878-18821878-1882年年爆爆发发脚脚气气病病，用用大大麦麦代代替替精精米米后后，脚脚气病得到控制。气病得到控制。19061906年年，证证明明正正常常膳膳食食中中除除蛋蛋白白质质、脂脂肪肪、糖糖类类和和矿矿质质外外，还有必需的食物辅助因子还有必需的食物辅助因子维生素。维生素。 维生素维生素A A：转化视黄醇，在视觉中起作用。缺乏转化视黄醇，在视觉中起
19、作用。缺乏夜盲症。胡萝卜、鱼肝中含量丰富。不能过多夜盲症。胡萝卜、鱼肝中含量丰富。不能过多使用，易造成厌食、过度兴奋、肢端动作受限、使用，易造成厌食、过度兴奋、肢端动作受限、头发稀疏、皮肤瘙痒。头发稀疏、皮肤瘙痒。 维生素维生素B B：合成叶酸（构成酶的成分）。脚气病合成叶酸（构成酶的成分）。脚气病 维生素维生素C C：抗坏血酸。坏血病，表现为毛细血管抗坏血酸。坏血病，表现为毛细血管脆弱、皮肤出现小血斑、牙龈发炎出血、牙齿松脆弱、皮肤出现小血斑、牙龈发炎出血、牙齿松动。具较强的还原能力，在体内起抗氧化和消除动。具较强的还原能力，在体内起抗氧化和消除自由基的作用。自由基的作用。 维生素维生素D
20、D：促进骨骼对钙的吸收和沉积。佝偻促进骨骼对钙的吸收和沉积。佝偻病和成人骨质软化症。人体皮肤含有维生素病和成人骨质软化症。人体皮肤含有维生素D D原，经紫外线照射激活为维生素原，经紫外线照射激活为维生素D D。鸡蛋、猪鸡蛋、猪肝。肝。 维生素维生素E E：具有较强的还原能力，抗氧化及消具有较强的还原能力，抗氧化及消除自由基。抗衰老用于美容。除自由基。抗衰老用于美容。维生素维生素K K：参加凝血过程，血凝维生素。肠道参加凝血过程，血凝维生素。肠道中的大肠杆菌和乳酸菌合成中的大肠杆菌和乳酸菌合成 3. . 生物大分子生物大分子三三类类主主要要的的生生物物大大分分子子：蛋蛋白白质质、核核酸酸、多糖多
21、糖。共同处：共同处：肽链、核甘酸链、糖链都有方向性。肽链、核甘酸链、糖链都有方向性。蛋蛋白白质质、核核酸酸、多多糖糖都都有有高高级级结结构构，结结构构决决定生理功能。定生理功能。三三种种可可以以结结合合形形成成大大分分子子复复合合物物：糖糖蛋蛋白白、核蛋白。核蛋白。 蛋白质蛋白质 结构结构：一一级级结结构构，氨氨基基酸酸顺顺序序，线线型型结结构构。可可以以有有多条肽链。多条肽链。二级结构，二级结构，-螺旋螺旋、-折叠、折叠、-转角转角三级结构，紧密构象三级结构，紧密构象，结构结构域域。四四级级结结构构，特特定定格格局局使使整整个个蛋蛋白白分分子子有有特特定定的形状的形状。烫烫发发的的生生化化原
22、原理理：湿湿热热和和还还原原剂剂的的作作用用使使各各圈圈间间的的氢氢键键、二二硫硫键键和和相相临临-螺螺旋旋间间的的二二硫硫键键打打开开（头头发发伸伸长长2 2倍倍），氧氧化化剂剂使使卷卷发发后后相相临临位位置置建建立立新新的的二二硫硫键键，冷冷却却多多肽肽链链回回到到原原-螺螺旋旋，但但新新的的二二硫硫键键使使-螺螺旋旋发发生生扭扭曲曲。从从而而以以所所希希望望的的形形式式卷曲。卷曲。 功能功能酶酶结构成分结构成分储储藏藏氨氨基基酸酸，鸡鸡蛋蛋中中的的卵卵清清蛋蛋白白、乳乳中中酪酪蛋蛋白白、小麦中的麦醇溶蛋白。小麦中的麦醇溶蛋白。运输功能，血红蛋白、血蓝蛋白、脂蛋白。运输功能，血红蛋白、血蓝
23、蛋白、脂蛋白。激素，胰岛素激素，胰岛素免疫功能，免疫球蛋白、抗体。免疫功能，免疫球蛋白、抗体。接接受受或或传传递递信信息息，视视网网膜膜上上的的视视色色素素、味味蕾蕾上上的的味觉蛋白。味觉蛋白。调节或控制细胞生长、分化、遗传信息的表达调节或控制细胞生长、分化、遗传信息的表达 蛋白质的变性蛋白质的变性天然蛋白质受到某些物理因素如热、紫天然蛋白质受到某些物理因素如热、紫外线照射、高压或化学因素影响时，生外线照射、高压或化学因素影响时，生物活性丧失，物化性质改变，这种过程物活性丧失，物化性质改变，这种过程成为变性作用成为变性作用 例如，煮鸡蛋，结构松散，易为蛋白酶例如，煮鸡蛋，结构松散，易为蛋白酶分
24、解。分解。熟食易于消化的原理。熟食易于消化的原理。 核酸核酸 DNADNA分子的结构分子的结构一级结构一级结构双双螺螺旋旋模模型型：有有两两条条反反向向平平行行的的多多核核甘甘酸酸链链组组成成的双螺旋的双螺旋DNADNA的功能的功能DNADNA是遗传物质，是遗传信息的载体。是遗传物质，是遗传信息的载体。 在生活细胞中，贮存在在生活细胞中，贮存在DNADNA分子上的遗传信息在分子上的遗传信息在RNARNA的帮助下，表达成为一个个蛋白质。的帮助下，表达成为一个个蛋白质。 DNADNA在代谢上稳定，不受营养条件、年龄等因素在代谢上稳定，不受营养条件、年龄等因素的影响。的影响。RNARNA分子的结构和
25、功能分子的结构和功能单链，局部可配对形成双链。单链，局部可配对形成双链。 mRNAmRNA，信使信使RNARNA、携带有遗传密码携带有遗传密码tRNAtRNA，转运转运RNARNA，转运氨基酸转运氨基酸rRNArRNA ，核糖体核糖体RNARNA，核糖体的组成成分核糖体的组成成分多糖多糖碳水化合物碳水化合物双糖：两个分子的单糖结合在一起双糖：两个分子的单糖结合在一起 蔗糖，蔗糖，G+F G+F 日常用甜味剂。糖尿病患者食用无日常用甜味剂。糖尿病患者食用无糖食品，例如非热源性甜味剂，山梨醇（甜度糖食品，例如非热源性甜味剂，山梨醇（甜度低）、糖精（使用已久，可能治癌）、阿斯巴低）、糖精（使用已久，
26、可能治癌）、阿斯巴甜（两种天然氨基酸，安全）甜（两种天然氨基酸，安全） 乳糖，母乳中的主要成分。葡萄糖乳糖，母乳中的主要成分。葡萄糖+ +半乳糖。半乳糖。半乳糖血症半乳糖血症 麦芽糖，淀粉水解生产麦芽糖。咀嚼馒头发甜。麦芽糖，淀粉水解生产麦芽糖。咀嚼馒头发甜。多糖：淀粉、纤维素、果胶等多糖：淀粉、纤维素、果胶等多糖的功能多糖的功能能量储备，植物的种子、块根、块茎中淀粉的能量储备，植物的种子、块根、块茎中淀粉的储备，供种子发芽或幼体生长。储备，供种子发芽或幼体生长。 支持骨架，植物细胞壁中的纤维素。支持骨架，植物细胞壁中的纤维素。 保健功能，有较强激活免疫系统的功能。枸杞保健功能，有较强激活免疫系统的功能。枸杞多糖、当归多糖、香菇多糖、灵芝多糖。多糖、当归多糖、香菇多糖、灵芝多糖。三联体密码子有丝分裂热点浅说：热点浅说：1 1 作为示踪检测手段，用于研究体内代谢作为示踪检测手段，用于研究体内代谢2 2作为示踪检测手段，用于疾病诊断作为示踪检测手段，用于疾病诊断3 3 射线用于治疗疾病、诱变育种、灭菌射线用于治疗疾病、诱变育种、灭菌4 4 通过半衰期计算，确定古生物年龄通过半衰期计算，确定古生物年龄
