生命的化学基础8[可修改版ppt]
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《生命的化学组成》PPT课件
9
生物界与非生物界的关系
1. 统一性 2. 差异性
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10
• 小分子 • 单糖 • 氨基酸 • 核苷酸 • 脂类
生物小分子
大分子 多糖 蛋白质 核酸
复合大分子 糖蛋白 糖脂 脂蛋白
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11
1 水 对生物体非常重要
• 水占生物体的60-70%以上的重量 • 地球上生命起源于水中，陆生生物
生命的化学组成
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1
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2
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3
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4
一、组成生物体的化学元素
• 1、种类：常见的有20多种，不同生物的 元素种类大体相同
• 2、含量：不同生物的同种元素的含量不 同，同种生物不同元素含量不同。
• 常量元素：含义、种类 • 微量元素：含义、种类
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8
岩石圈的成分%
人体的成分%（鲜重）
氧
47
氢
63
硅
28
氧
25.5
铝
7.9
碳
9.5
铁
4.5
氮
1.4
钙
3.5
钙
0.31
钠
2.5
磷
0.22
钾
2.5
氯
0.03
镁
2.2
锌
0.06
钛
0.46 硫
0.05
氢
0.22 钠
0.03
碳
0.19 镁
0.01
所有其它 ﹤0.1 完整版所课有件pp其t 它 ﹤0.1
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26
维生素D：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
生命的基本化学组成优秀课件
蛋白质是由20种氨基酸组成的生物大分子
氨基酸结构的共同特点 在于，在与羧基相连的 碳原子（-碳原子）上 都有一个氨基，另一个 R基。
不同氨基 酸其R基各不 相同，R基的 结构决定了20 种氨基酸的特 殊性质
NH
一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基脱水 缩合，形成肽键并生成二肽化合物。不同数目的 氨基酸以肽键顺序相连形成多肽，多肽形成蛋白 质分子的亚单位。
生命的基本化学组成
4.1 原子和分子——生命的化学基础
生物体的主要元素
生物具有多样性，但生物体的化学 组成基本相似
组成生物体的主要元素包括C、H、 O、N、，其中 C、H、O、N 4种元素占96%。
微量元素：铁、铜、锌、锰、钼、 钴、镍、镉、锡、硅、碘等。
DNA的碱基是 A、T、G、C， RNA的碱基是 A、U、G、C。
脱氧核糖核酸或核糖核酸
T
T
多个核糖核苷酸
以磷酸顺序相连
成长链的多核苷
酸分子，即成为
核酸的基本结构
T
DNA双螺旋结构
DNA分子是由两条脱氧 核糖核酸长链互以碱 基配对相连而成的螺 旋状双链分子； DNA 主要存在于细胞核内 的染色质中，线粒体 和叶绿体中也有，是 遗传信息的携带者。
▲ 组成脂类的基本单位：甘油和脂肪酸
一般常温下呈液态的称为油，这一类脂 肪酸的羟基多数为不饱和的，而呈固态或 者半固态的称为脂肪，其中脂肪酸的羟基 多数是饱和的。
中性脂肪(动物-fat)和油(植物-oil)
由甘油醇和脂肪 酸结合成的酯。
磷脂
• 又称磷酸甘油脂，与
脂肪不同之处在于甘 油的一个羟基不是与 脂肪酸结合成酯，而 是与磷酸及其衍生物 (如磷酸胆碱)结合， 形成卵磷脂
《化学与生命》PPT课件
较大 （10μm～100μ）
有成形的、真 正的细胞核。有核 膜，有核仁。
细胞壁
主要含肽聚糖
含纤维素、果胶
染色体
由蛋白质和 只是裸露的环状DNA分子 DNA分子组成
三、细胞的化学成分
基本元素：O、C、H、N、Si、K、Ca、P、Mg。 化学物质：无机物和有机物
1．水和无机盐 2、有机分子 （1）蛋白质 （2）核酸 （3）糖类 （4）脂类 3、酶和生物催化剂 （1）酶 （2）RNA催化剂
细胞凋亡 细胞坏死
根本原因 基因
外界因素
过程 不可逆转 可逆转
特点 生理性 病理性
五、肿瘤细胞与癌症
肿瘤是机体在各种致瘤因素作用下，局部组 织的细胞异常增生而形成的新生物，常表现为 局部肿块。肿瘤细胞具有异常的形态、代谢和 功能。它生长旺盛，常呈持续性生长。肿瘤是 一种基因病，但并非是遗传的。肿瘤可分为良 性和恶性肿瘤两大类。
自古以来, 杰出的思想家、哲学家和科学家， 都试着 提出 / 回答这些问题。
什么是生命？ 什么时候开始形成生命？ 生命是如何形成的？ 生命世界又何以如此千姿百态？ 这些问题都尚未解决，就如同生命科学还没 有走到终极。
一、什么是生命 二、有关生命起源的种种假说 三、寻求生物进化的轨迹
一、什么是生命
天文学家估计地球形成于约 45亿年前。 迄今找到的最早的化石记录了35 亿年前 的原核生物。 所以，生命起源大约发生在距今 45－35 亿年 间。
3、生命起源时的地球环境 200亿年前没有物质和能量，没有时间, 没
有空间。 150亿年前大，产生能量、质量，开始时间、
空间。
45亿年前 太阳系形成 地球形成
20世纪初，坚韧不拔的科学家们在谜一样的人体 中发现了能解开生命奥秘的基本因子—基因。伴随而 来的，必将是生命科学和技术在21世纪的飞速发展。
05讲-生命的化学基础
4
“反自然”现象
C、H、O
– 自然界：总和 < 1% – 生物体：总和 > 96%
元素丰度
– 地球表面：前五位是O、Si、Al、Fe、Ca – 生物体内：C最高，O第3位，Ca第5，而Fe、
Al和Si极微量
生命体与普通物质不同！
5
为什么是C、H、N、O?
H、O、N、C分别共用1，2，3，4个电子对， 是可获得稳定构型的最小原子。
（由小分子到大分子）
25
合成大分子 （聚合）
大分子分解 （水解）
26
2.2 生物小分子简介
（1）水
水对生物体非常重要
水占生物体的60％以上的重量 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。 水的性质影响生命活动，如：溶解性质，
酸碱度，pH
27
水影响生命活动的例子：
肺泡在水环境中保证 O2 和 CO2 的交换 水分子间氢键造成水的表面张力，可使肺
70
（2）核酸的高级结构
1953年，Watson & Crick提出的模型
71
（1）两条反向平行的核苷酸链共同盘绕形 成双螺旋，糖－磷酸－糖构成螺旋主链。
（2）两条链的碱基都位于中间，碱基平面 与螺旋轴垂直。
DNA 双螺 旋结
构
72
DNA双螺旋结构
（3）两条链对应碱基 呈配对关系：A＝T； G≡C
H
65
5 .7
O
2 5 .5
9 .3
N
1 .4
11
P
0 .2 2
3 .3
S
0 .0 5
1 .0
N a+
0 .00 6
讲生命的化学基础课件
RNA的角色
01
02
03
RNA转录
在DNA指导下，RNA通过 转录过程合成。
信使RNA
将DNA中的遗传信息转录 为RNA，作为蛋白质合成 的模板。
核糖体RNA
与核糖体蛋白质结合，参 与蛋白质的合成。
基因表达与调控
基因表达
基因表达是指基因经过转录、翻译等过程，将遗传信息转化为具有生物活性的蛋白质的过 程。
合成复杂氨基酸的过程。
蛋白质的分解
蛋白质的分解是指生物体内蛋白 质被分解为氨基酸和肽的过程，
这个过程伴随着能量的释放。
CHAPTER 05
生物氧化与能量转换
线粒体的结构和功能
线粒体是细胞中负责能量转换 的重要细胞器，具有双层膜结 构，内含多种酶和蛋白质。
线粒体的主要功能是进行氧化 磷酸化，将有机物氧化产生的 能量转化为ATP，为细胞提供 能量。
线粒体还参与其他代谢过程， 如脂肪酸氧化、酮体生成等。
电子传递链与ATP合成
电子传递链是线粒体内的一系列 酶复合物，负责传递电子并生成
ATP。
电子传递链中的复合物通过氧化 还原反应将电子从底物传递到氧
气，同时生成ATP。
电子传递链是细胞呼吸的ห้องสมุดไป่ตู้键过 程，为细胞提供能量。
氧化应激与抗氧化防御
氧化应激是指细胞内氧化与抗氧化平 衡失调，导致活性氧簇（ROS）过量 积累的现象。
激素的作用机制
激素通过与靶细胞表面的 受体结合，影响细胞内的 信号转导和基因表达，从 而调控代谢过程。
激素对代谢的影响
激素能够调节糖、脂肪和 蛋白质等物质的代谢过程 ，维持内环境的稳态。
CHAPTER 02
生命的遗传基础
普通生物学课件 生命的化学基础
类固醇是一类不同的脂质。它们的特点 是碳链折成4个环，3个六元环和1个五元环。 图2．9就是一种最常见的类固醇——胆固 醇的结构式。 胆固醇是细胞膜的重要成分，也是动 物体内合成其他类固醇的原料。动物的雌、 雄性激素都是类固醇。 有一些类固醇药物称为促蛋白合成类 固醇，是人工合成的类似雄性激素的药物。 它能促进肌肉发达，增强体力，常为一些 运动员所服用。这些药物有许多严重的副 作用，对身心两方面都有严重影响，为许 多体育组织所禁用。
葡萄糖和果糖都是由6个碳原子组成 的，称为己糖。存在于生物体内的单糖 还有由3、4、5和7个碳原子组成的，分 别称为丙糖、丁糖、戊糖和庚糖。其中 戊糖尤其重要，因为它们是组成核酸的 成分。 细胞中用作燃料分子的主要是葡萄 糖。葡萄糖和其他单糖也是细胞合成别 的有机分子(如氨基酸)的原料。细胞中的 单糖若不立即被利用则通常被合成为双 糖和多糖。
2．2．2 细胞利用少数种类小分子合成 许多种大分子
在生命现象中起着重要作用的分子都 是极其巨大的分子，称为大分子。 生物大分子可分为4大类：蛋白质、核 酸、多糖和脂质。这4类大分子中的前三类 都是多聚体。所谓多聚体，就是由相同或 相似的小分子组成的长链。组成多聚体的 小分子称为单体。细胞利用单体组成多聚 体。生物细胞中所合成的大分子种类极多， 仅蛋白质的种类就约有1012种。
• 脂质中最常见的是脂肪，脂肪是由甘油和脂肪酸 通过脱水合成而形成的。脂肪酸的羧基中的一 OH与甘油的羟基中的一H结合而失去一分子水， 于是甘油与脂肪酸之间形成酯键，便成为脂肪分 子：酯化，所以脂肪又叫甘油三酯或三酰基甘油。 脂肪中的3个酰基一般是不同的，来源于C16、 C18或其他脂肪酸。有双键的脂肪酸称为不饱和 脂肪酸，没有双键的则称为饱和脂肪酸。图2．8 是一种脂肪的结构式。其中一个脂肪酸是C16的， 另两个是C18的，一个有一个双键，另一个有两 个双键。双键的存在使得碳链弯曲，占的空间较 大：，所以含有双键的脂肪在常温下是液态，因 为其分子不能排列得太紧密。
《生命的化学基础》PPT课件
2
*OH
H OH
α-D-(+)-Glucopyranose (α-D-(+)-吡喃(型)葡萄糖)
6CH2OH H
H5 H
4 OH
O
H
CH
1
O
OH 3
2
H OH
Open-chainformof D-glucose (开链型D-葡萄糖）
6CH2OH
H5 H
4 OH
O *OH
H
C
1
OH 3
2
H
H OH
β-D-(+)-Glucopyranose (β-D-(+)-吡喃(型)葡萄糖)
葡萄糖的构造
常见的单糖还有以下几种：即含有3，4，5，7个碳原子 组成的〔按碳原子数目分〕，尤其是5个碳原子的戊糖， 是组成核酸的成分。
CH2OH CHO
O
CHO
CH CHOH
CHOH CHOH
CH2OH CH2OH
CH2OH CO CHOH CH2OH
鼠李糖 C6H12O5是糖。
现在所说的糖是指多羟基醛和多羟基酮以及它们的缩聚产物和 衍生物。
存在方式：广泛存在于自然界中，是分布最广的一类天然产物
二、分类 〔根据其能否被水解、分子的大小〕
单糖：最简单的糖，不能再水解的糖。如：葡萄糖，果糖 寡糖：水解能生成2~10个单糖分子的糖；如蔗糖、麦芽糖〔双糖〕 多糖：能水解成多个分子的单糖。如：淀粉， 纤维素
• 常量元素又称宏量元素，有11种。 它们共占人体总质量的99.25%。它 们是：O，C，H，N，Ca，P，S， K，Na，Cl，Mg
• 微量元素14种，它们是：〔Fe，F， Zn，Cu，V，Sn，Se，Mn，I， Mo，Cr，Co，Si，B)。必需的微量 元素在生物体内的作用很大。如碘缺 乏。
生命的化学基础PPT课件
结构多糖——纤维素、几丁质
2019/9/23
8
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9
Glucose
Fructose果糖
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淀粉 肝糖元 纤维素 几丁质
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4、脂类：结构物质、能量物质。
脂类包括：脂肪酸、中性脂肪、磷脂、糖 脂、类固醇、蜡、类胡萝卜素等。疏水， 难溶于水，而易溶于非极性有机溶剂。
有机大分子
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7
7
3、糖类通式是（CH2O）n
由碳、氢、氧三种元素组成，来自于光合作用，是人 类食物中的主要供能者，可以在体内转变为脂肪。
单糖 细胞主要的能源以及构成某些大分子物质的原料。 五碳糖：核糖、脱氧核糖 六碳糖：葡萄糖、果糖、半乳糖
双糖 蔗糖、麦芽糖、乳糖 寡糖（低聚糖） 多糖 营养储备多糖——淀粉、糖原
主要பைடு நூலகம்阴离子有Cl－、PO43－和HCO3－，其中磷酸根 离子在细胞代谢活动中最为重要。
主要的阳离子有：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、 Fe3+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Mo2+。
非解离形式存在的无机成分：锌、碘
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阳离子种类 在细胞中的作用
Fe2+或Fe3+ 血红蛋白、细胞色素、过氧化物酶和铁蛋白
必需氨基酸（EAA）
婴儿：10种EAA---- 赖 、蛋 、 色 、苯丙、亮、异亮、缬、 苏、组、精氨酸
成年人：8种---不包含组氨酸 和精氨酸
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Glucose
Fructose果糖
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淀粉 肝糖元 纤维素 几丁质
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4、脂类：结构物质、能量物质。
脂类包括：脂肪酸、中性脂肪、磷脂、糖 脂、类固醇、蜡、类胡萝卜素等。疏水， 难溶于水，而易溶于非极性有机溶剂。
有机大分子
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3、糖类通式是（CH2O）n
由碳、氢、氧三种元素组成，来自于光合作用，是人 类食物中的主要供能者，可以在体内转变为脂肪。
单糖 细胞主要的能源以及构成某些大分子物质的原料。 五碳糖：核糖、脱氧核糖 六碳糖：葡萄糖、果糖、半乳糖
双糖 蔗糖、麦芽糖、乳糖 寡糖（低聚糖） 多糖 营养储备多糖——淀粉、糖原
主要பைடு நூலகம்阴离子有Cl－、PO43－和HCO3－，其中磷酸根 离子在细胞代谢活动中最为重要。
主要的阳离子有：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、 Fe3+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Mo2+。
非解离形式存在的无机成分：锌、碘
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5
阳离子种类 在细胞中的作用
Fe2+或Fe3+ 血红蛋白、细胞色素、过氧化物酶和铁蛋白
必需氨基酸（EAA）
婴儿：10种EAA---- 赖 、蛋 、 色 、苯丙、亮、异亮、缬、 苏、组、精氨酸
成年人：8种---不包含组氨酸 和精氨酸
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《生命的化学》课件
DNA复制与转录
总结词
DNA复制是DNA双链自我复制的过程，而 转录则是DNA到RNA的遗传信息转移过程 。
详细描述
DNA复制是生物体遗传信息传递的基础， 它保证了遗传信息的稳定性和连续性。在 DNA复制过程中，DNA双链解开，以其中 一条链为模板，合成新的互补链，最终形成 双螺旋结构。转录则是基因表达的关键步骤 ，它以DNA的一条链为模板，合成相应的 RNA分子，RNA分子再指导蛋白质的合成 。
传染病等。
THANK YOU
感谢聆听
生物芯片是指将生物分子固定在芯片 表面，用于检测、分析生物样本的技 术。
生物传感器与生物芯片的发展需要不 断加强技术创新和产品研发，提高检 测精度和稳定性，降低成本，以更好 地满足市场需求。
06
结论与展望
总结课程重点
01
02
03
04
生命的化学基础
讲述了生命体系中重要的化学 元素和分子，如碳、氢、氧、 氮、磷等，以及水、蛋白质、 核酸、酶等关键分子的结构和 功能。
详细描述
光合作用是地球上生命存在的基础，它为生物界提供了食物和氧气。在光合作用中，植物吸收太阳光能，将二氧 化碳和水转化为葡萄糖，并释放氧气。这个过程需要光合色素和光合酶的参与，并分为光反应和暗反应两个阶段 。
呼吸作用
总结词
呼吸作用是细胞内有机物氧化分解并释放能量的过程。
详细描述
呼吸作用是生物体获取能量的主要方式。在呼吸作用中，细胞内的有机物在酶的作用下被氧化分解， 释放出能量供细胞代谢和维持生命活动所需。呼吸作用分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型，有氧呼吸 需要氧气参与，而无氧呼吸则不需要。
生物代谢与调控
解析了生物体内物质和能量转 化的过程，包括光合作用、呼 吸作用、糖酵解等代谢途径， 以及酶的调控、基因表达的调 控等机制。
大学化学第08章-生命化学基础-11-9-PPT精选文档45页
8.3.3 DNA的组成与结构（）
酸
戊糖
碱基（ ）
DNA 磷酸 D-2-脱氧核糖 腺嘌呤(A)，鸟嘌呤(G)，胞嘧啶(C)， 胸腺嘧啶(T)
RNA 磷酸 D-核糖 腺嘌呤，鸟嘌呤，胞嘧啶，尿嘧啶(U)
8.3.4 结论
DNA由两条主链组成，每条主链均以磷酸酯与核糖为链
体，可表为−P−S−P−S−…；
70年代初期，英国和中国的科学家又成功地用X射线衍射方法测定 了猪胰岛素的立体结构。这些工作为深入研究胰岛素分子结构与 功能关系奠定了基础。
8.1.4 酶（Enzyme）
8.1.4.1 定义
酶是一类由生物细胞产生的、具催化活性的特殊蛋白质。
8.1.4.2 酶催化的特点
酶催化的效率极高：因此只需要极微量的酶就能够保证生
合到一起所得到的结合物称为蛋白质的四级结构。
8.1.3.3 蛋白质的分类
按形状分为球状蛋白和纤维状蛋白;按功能分为活性
蛋白和非活性蛋白; 按化学组成可分为简单蛋白和结 合蛋白; 等。
球状蛋白：是结构最复杂、功能最多样的一类蛋白质，形
状近似于球形或椭球形，分子比较对称，溶解度较好，多 数可溶于水或稀中性盐溶液中。如血红蛋白, 肌红蛋白， 球蛋白等。
O C O R 1O C O R 2H O -
C H 3
HC C COPOC H 2C H 2 NC H 3
H H HO
C H 3
显然，胆碱磷酸甘油脂具有两亲性质，在生物体中易形
成膜状结构（）。
8.3 核酸（Nucleic Acid）
核酸是从细胞核中分离出来的强酸性物质，它是分子 量高达108的高分子聚合物，是遗传物质的基础, 同时可以 指导蛋白质生物合成，与生物的生长、繁衍、遗传、变 异等过程都有非常密切的关系。
相关主题
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⑥ 水是极好的溶剂。 水是生命所需物质的良好
溶剂，也是生命系统中各种 化学反应的理想介质。
⑦ 水能够电离。
水分子可以电离成氢离子（H+）和羟离子(OH-)。
水解反应 脱水合成反应
生物体内H+ 和OH-必须处于平衡状态。溶液中 H+、 OH-的多少决定了溶液的酸碱性，酸碱度用pH 表示，可从0-14，中性溶液pH为7。
种类：透射电镜（TEM）——内部结构
扫描电镜（SEM）——表面结构 电镜样本需经过加工，不能观察活的样本。
分级分离技术用于研究活的样本 细胞分级分离：
细胞破碎后将各种细胞器分开， 可分别研究它们的功能。
细胞是生命的基础 细胞是生命的基本单位
第二章 生命的化学基础 第三章 细胞结构与细胞通讯 第四章 细胞代谢 第五章 细胞的分裂和分化
• 细胞都由水、蛋白质、糖类、脂质、核 酸、盐类和各种微量的有机化合物组成。
• 糖类、蛋白质、核酸和脂质在生命现 象中起重要作用，分子极其巨大，被称
为 生物大分子。
2.2.1 碳是组成细胞中各种大分子的基础
☆ 碳最外层有4个电
子空位，极易形成4
个共价键; ☆ 碳架结构排列和 长短决定有机化合物 的基本性质。
碘缺乏症
甲状腺肿 呆小症
☆ 元素由原子组成，原子是物质的最小 单位，半径 (2-3)×10-8cm
质子
原子 电子
中子
原子序数：每一种原子中质子的数
目称为该原子的原子序数，是该原子 所特有。
同位素：质子数和电子数相同，中
子数不同的原子称为同位素。
2.1.2 化合物由元素组成
☆ 电子决定原子的化学性质；最外层的电子 数决定原子的化学特性。
(少于0.01％) 钼(Mo)，硒(Se)，硅(Si)，锡(Sn)，钒(V)，锌(Zn)
• 25种元素中常量元素 11种，其中C、 H 、 O、 N、 P、S、Ca，占 99.35%；
• C、H、O、N 占 96.3%
• 微量元素有14种，人体必需，只是需要量 极少，但作用很大。
• 举例：碘（I）
生物界是一个多层次的组构系统：
● 生物分子与生命现象 ◆各种生物分子 → 特有方式组合 → （细胞）生命现象； ◆任何生物分子 即使核酸、蛋白质等关键性大分子， 离开生物体就没有生命现象；
● 了解生命分子 是了解生命本质的基础； 所以，在介绍细胞之前， 本章先介绍组成生物的分子。
————————普通生物学 • 第1 篇 细胞• 第2章 生命的化学基础
第二章 生命的化学基础
2.1 原子和分子 2.2 组成细胞的大分子
2.1 原子和分子
• 已知的化学元素有119种，其中天然元素有92 种。
• 92种天然元素中已有81种在人体中被发现
（除He，Ne，Ar，Kr，Xe，Fr，At，Ac，Pa， Tc)。
• 81种元素按其在人体所占质量的比例是否大
于0.01%分常量元素和微量元素。
☆ 生物体中主要有羟基 （－OH） 、羰基（－ CO） 、羧基（－COOH） 和氨基（－NH2）等功能基 团，这些基团几乎都是极性 基团。 ☆ 功能基团的极性使生物分子具有 Nhomakorabea水性，有利于
这些化合物稳定存在于含有 大量水分子的细胞中。
2.2.2 细胞利用少数种类的小分子合成多种大分子 小分子 大分子 复合大分子
细胞中水含量占 70%－80%
太湖蓝藻暴发
● 水的特性
① 水是极性分子； ② 分子之间形成氢键； ③ 水有较强的内聚力和
表面张力。
● 水的特性
④ 水分子之间的氢键使水能缓和温度的变化
细胞的温度和代谢速率保持稳定; 动、植物维持相对恒定的体温。
⑤ 冰比水密度低
有利于水生生物的生存。
● 水的特性
施万提出 “细胞学说”
细胞学说的基本内容
所有生物都由细胞和细胞产物构成； 新细胞只能由原来的细胞分裂产生； 所有细胞都具有基本上相同的化学组成和
代谢活性； 生物体总的活性是生物体各相关细胞的相
互作用和集体活动的总和。
电子显微镜：加速的电子束代替可见光，
分辨力提高至0.2nm，进一步揭示了细胞 的微观领域。
H2O
HO-A-A-A-H + HO-A’-H
2.3 糖类
• 细胞中重要的有机物，含C、H、O三种元 素，基本化学式：CH2O。
生命的化学基础8
人肉眼分辨力为0.1mm； 细胞直径一般小于0.1mm； 光学显微镜：0.2um
胡克（Robert Hook，英国） 及其发明的显 微镜
列文虎克（A. van Leeuwenhoek 荷兰）的显微镜
19世纪30年代，德国 施莱登、施万提出：
★ 一切植物、动物都由细胞组成， 细胞是一切动植物的基本单位。
2.1.1 人的生命需要25种元素
表 2-1 人体中存在的元素
符号 O C H N Ca P K S Na Cl Mg
元素 氧 碳 氢 氮 钙 磷 钾 硫 钠 氯 镁
占体重的百分数/％ 65.0 18.5 9.5 3.3 1.5 1.0 0.4 0.3 0.2 0.2 0.1
微量元素：硼(B)，铬(Cr)，钴(Co)，铜(Cu)，氟(F)，碘(I)，铁(Fe)，锰(Mn),
单糖 多糖
糖蛋白
氨基酸 蛋白质
糖脂
核苷酸 核 酸
脂蛋白
脂类 ☆ 多聚体：由相同或相似的小分子组成的长链。 ☆ 单体：组成多聚体的小分子称为单体。
☆ 脱水合成：细胞将单体组成多聚体的方式；
HO-A-A-A-H+HO-A’-H
HO-A-A-A-A’-H
H2O
☆ 水解反应：将多聚体分解为单体的反应。
HO-A-A-A-A’-H
☆ 原子之间怎样发生反应形成化合物？ 电子的共用和得失——形成化学键。
电子得失——形成离子键。
电子对共用——形成共价键
生物大分子化学键的主要形式。
水：两个氢原子分别与氧共用一对电子，通过两个
共价键连接形成。
2.1.3 水是细胞中不可缺失的物质 地球上的生命起源于水，水是生命的
介质，陆生生物体内细胞也生活在水环 境中。
大多活细胞的pH近于7，细胞中pH的微小变化对 细胞都是有害的。
2.1.4 化学反应使原子重组
• 新陈代谢包括无数的化学反应，使生物体 内的众多物质千变万化。
• 原子化合成分子和简单分子形成复杂分子 时，出现新的性质。
• 生物体内通过化学键的破坏与形成发生各 式各样的重要反应。
2.2 组成细胞的生物大分子
溶剂，也是生命系统中各种 化学反应的理想介质。
⑦ 水能够电离。
水分子可以电离成氢离子（H+）和羟离子(OH-)。
水解反应 脱水合成反应
生物体内H+ 和OH-必须处于平衡状态。溶液中 H+、 OH-的多少决定了溶液的酸碱性，酸碱度用pH 表示，可从0-14，中性溶液pH为7。
种类：透射电镜（TEM）——内部结构
扫描电镜（SEM）——表面结构 电镜样本需经过加工，不能观察活的样本。
分级分离技术用于研究活的样本 细胞分级分离：
细胞破碎后将各种细胞器分开， 可分别研究它们的功能。
细胞是生命的基础 细胞是生命的基本单位
第二章 生命的化学基础 第三章 细胞结构与细胞通讯 第四章 细胞代谢 第五章 细胞的分裂和分化
• 细胞都由水、蛋白质、糖类、脂质、核 酸、盐类和各种微量的有机化合物组成。
• 糖类、蛋白质、核酸和脂质在生命现 象中起重要作用，分子极其巨大，被称
为 生物大分子。
2.2.1 碳是组成细胞中各种大分子的基础
☆ 碳最外层有4个电
子空位，极易形成4
个共价键; ☆ 碳架结构排列和 长短决定有机化合物 的基本性质。
碘缺乏症
甲状腺肿 呆小症
☆ 元素由原子组成，原子是物质的最小 单位，半径 (2-3)×10-8cm
质子
原子 电子
中子
原子序数：每一种原子中质子的数
目称为该原子的原子序数，是该原子 所特有。
同位素：质子数和电子数相同，中
子数不同的原子称为同位素。
2.1.2 化合物由元素组成
☆ 电子决定原子的化学性质；最外层的电子 数决定原子的化学特性。
(少于0.01％) 钼(Mo)，硒(Se)，硅(Si)，锡(Sn)，钒(V)，锌(Zn)
• 25种元素中常量元素 11种，其中C、 H 、 O、 N、 P、S、Ca，占 99.35%；
• C、H、O、N 占 96.3%
• 微量元素有14种，人体必需，只是需要量 极少，但作用很大。
• 举例：碘（I）
生物界是一个多层次的组构系统：
● 生物分子与生命现象 ◆各种生物分子 → 特有方式组合 → （细胞）生命现象； ◆任何生物分子 即使核酸、蛋白质等关键性大分子， 离开生物体就没有生命现象；
● 了解生命分子 是了解生命本质的基础； 所以，在介绍细胞之前， 本章先介绍组成生物的分子。
————————普通生物学 • 第1 篇 细胞• 第2章 生命的化学基础
第二章 生命的化学基础
2.1 原子和分子 2.2 组成细胞的大分子
2.1 原子和分子
• 已知的化学元素有119种，其中天然元素有92 种。
• 92种天然元素中已有81种在人体中被发现
（除He，Ne，Ar，Kr，Xe，Fr，At，Ac，Pa， Tc)。
• 81种元素按其在人体所占质量的比例是否大
于0.01%分常量元素和微量元素。
☆ 生物体中主要有羟基 （－OH） 、羰基（－ CO） 、羧基（－COOH） 和氨基（－NH2）等功能基 团，这些基团几乎都是极性 基团。 ☆ 功能基团的极性使生物分子具有 Nhomakorabea水性，有利于
这些化合物稳定存在于含有 大量水分子的细胞中。
2.2.2 细胞利用少数种类的小分子合成多种大分子 小分子 大分子 复合大分子
细胞中水含量占 70%－80%
太湖蓝藻暴发
● 水的特性
① 水是极性分子； ② 分子之间形成氢键； ③ 水有较强的内聚力和
表面张力。
● 水的特性
④ 水分子之间的氢键使水能缓和温度的变化
细胞的温度和代谢速率保持稳定; 动、植物维持相对恒定的体温。
⑤ 冰比水密度低
有利于水生生物的生存。
● 水的特性
施万提出 “细胞学说”
细胞学说的基本内容
所有生物都由细胞和细胞产物构成； 新细胞只能由原来的细胞分裂产生； 所有细胞都具有基本上相同的化学组成和
代谢活性； 生物体总的活性是生物体各相关细胞的相
互作用和集体活动的总和。
电子显微镜：加速的电子束代替可见光，
分辨力提高至0.2nm，进一步揭示了细胞 的微观领域。
H2O
HO-A-A-A-H + HO-A’-H
2.3 糖类
• 细胞中重要的有机物，含C、H、O三种元 素，基本化学式：CH2O。
生命的化学基础8
人肉眼分辨力为0.1mm； 细胞直径一般小于0.1mm； 光学显微镜：0.2um
胡克（Robert Hook，英国） 及其发明的显 微镜
列文虎克（A. van Leeuwenhoek 荷兰）的显微镜
19世纪30年代，德国 施莱登、施万提出：
★ 一切植物、动物都由细胞组成， 细胞是一切动植物的基本单位。
2.1.1 人的生命需要25种元素
表 2-1 人体中存在的元素
符号 O C H N Ca P K S Na Cl Mg
元素 氧 碳 氢 氮 钙 磷 钾 硫 钠 氯 镁
占体重的百分数/％ 65.0 18.5 9.5 3.3 1.5 1.0 0.4 0.3 0.2 0.2 0.1
微量元素：硼(B)，铬(Cr)，钴(Co)，铜(Cu)，氟(F)，碘(I)，铁(Fe)，锰(Mn),
单糖 多糖
糖蛋白
氨基酸 蛋白质
糖脂
核苷酸 核 酸
脂蛋白
脂类 ☆ 多聚体：由相同或相似的小分子组成的长链。 ☆ 单体：组成多聚体的小分子称为单体。
☆ 脱水合成：细胞将单体组成多聚体的方式；
HO-A-A-A-H+HO-A’-H
HO-A-A-A-A’-H
H2O
☆ 水解反应：将多聚体分解为单体的反应。
HO-A-A-A-A’-H
☆ 原子之间怎样发生反应形成化合物？ 电子的共用和得失——形成化学键。
电子得失——形成离子键。
电子对共用——形成共价键
生物大分子化学键的主要形式。
水：两个氢原子分别与氧共用一对电子，通过两个
共价键连接形成。
2.1.3 水是细胞中不可缺失的物质 地球上的生命起源于水，水是生命的
介质，陆生生物体内细胞也生活在水环 境中。
大多活细胞的pH近于7，细胞中pH的微小变化对 细胞都是有害的。
2.1.4 化学反应使原子重组
• 新陈代谢包括无数的化学反应，使生物体 内的众多物质千变万化。
• 原子化合成分子和简单分子形成复杂分子 时，出现新的性质。
• 生物体内通过化学键的破坏与形成发生各 式各样的重要反应。
2.2 组成细胞的生物大分子