中农动物医学本科生物化学生命的化学特征课件
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动物生物化学
动物生物化学第一单元：生命的化学特征一、组成生命的物质元素：主要有碳、氢、氧、氮四种，占细胞物质总量的99%，另外还含有硫、磷及金属元素。
碳、氢、氧、氮四种元素是构成糖类、脂类、蛋白质和核酸的主要元素；含硫和磷的化合物在生物细胞的基团和能量转移反应中比较重要；金属元素在保持组织和细胞一定的渗透压、离子平衡、细胞的电位与极化中有重要作用。
二、生命体系中的非共价作用力：主要有氢键、离子键、范德华力和疏水力。
三、生物大分子：生物体内的大分子主要有糖原、核酸、蛋白质。
四、ATP也称为三磷酸腺苷，是机体内直接用于作功的分子形式，它在生物体内能量交换中起着核心作用，被称为通用能量货币。
ATP、GTP、CTP、UTP等都含有高能磷酸键，统称为高能磷酸化合物。
第二单元蛋白质第一节蛋白质的结构组成及功能构成蛋白质的主要元素有C、H、O、N、S 5种，其中N元素的含量稳定，占蛋白质的16％，因此，测定样品中氮元素的含量就能算出蛋白质的量。
一、蛋白质的基本结构单位——氨基酸蛋白质可以受酸、碱或酶的作用而水解成为其基本结构单位——氨基酸。
组成蛋白质的基本单位是氨基酸。
如将天然的蛋白质完全水解，最后都可得到约20种不同的氨基酸。
这些氨基酸中，大部分属于L-.-氨基酸。
其中，脯氨酸属于L-.-亚氨基酸，而甘氨酸则属于.-氨基酸。
二、氨基酸的性质1．一般物理性质(1)含有苯环的氨基酸有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸在近紫外区(280nm)有最大吸收。
（2）氨基酸在结晶形态或在水溶液中，并不是以游离的羧基或氨基形式存在，而是离解成两性离子。
在两性离子中，氨基是以质子化(-NH3+)形式存在，羧基是以离解状态(-COO-)存在。
在不同的pH条件下，两性离子的状态也随之发生变化。
（3）氨基酸的等电点：当氨基酸在溶液所带正、负电荷数相等（净电荷为零）时，溶液的PH 称该氨基酸的等电点（PI）。
第二节蛋白质的结构层次1．肽与肽键一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基之间失水形成的酰胺键称为肽键，所形成的化合物称为肽。
生物化学教学课件ppt
分子间作用力
分子间作用力包括范德华力、氢键和疏水作用力等，影响分子的聚集状态和稳 定性。
化学反应与能量转化
化学反应
化学反应是原子或分子重新组合的过程，遵循质量守恒和能 量守恒定律。
能量转化
化学反应中伴随着能量的吸收或释放，可用于解释反应的动 力学和热力学性质。
酸碱反应与缓冲溶液
酸碱反应
酸和碱通过质子转移反应生成水和盐，酸碱反应是化学反应中的重要类型之一。
生物化学教学课件
目录
• 生物化学概述 • 生物化学基础知识 • 生物大分子与细胞结构 • 生物化学代谢过程 • 生物化学实验技术与方法 • 生物化学前沿研究与发展趋势
01
生物化学概述
生物化学的定义与重要性
定义
生物化学是生物学和化学两门学 科的交叉学科，主要研究生物体 内的化学过程和物质代谢。
重要性
02
生物化学基础知识
分子结构与性质
分子结构
分子由原子组成，通过化学键连接， 具有空间构型和电子分布，决定分子 的物理和化学性质。
分子性质
分子的性质由其结构决定，包括极性 、溶解度、挥发性等，影响分子的物 理状态和化学反应活性。
化学键与分子间作用力
化学键
化学键是原子间通过电子转移或共享形成的相互作用力，分为共价键、离子键 和金属键等。
核酸的结构与功能
总结词
核酸是生物体中重要的遗传物质，具有多种结构和功能。
详细描述
核酸包括DNA和RNA，它们由核苷酸组成，具有一级、二级和三级结构。一级结构决定了核酸的序列 ，二级结构决定了核酸的双螺旋结构，三级结构决定了核酸的空间构象。核酸的功能是携带和传递遗 传信息。
酶的结构与催化机制
总结词
分子间作用力包括范德华力、氢键和疏水作用力等，影响分子的聚集状态和稳 定性。
化学反应与能量转化
化学反应
化学反应是原子或分子重新组合的过程，遵循质量守恒和能 量守恒定律。
能量转化
化学反应中伴随着能量的吸收或释放，可用于解释反应的动 力学和热力学性质。
酸碱反应与缓冲溶液
酸碱反应
酸和碱通过质子转移反应生成水和盐，酸碱反应是化学反应中的重要类型之一。
生物化学教学课件
目录
• 生物化学概述 • 生物化学基础知识 • 生物大分子与细胞结构 • 生物化学代谢过程 • 生物化学实验技术与方法 • 生物化学前沿研究与发展趋势
01
生物化学概述
生物化学的定义与重要性
定义
生物化学是生物学和化学两门学 科的交叉学科，主要研究生物体 内的化学过程和物质代谢。
重要性
02
生物化学基础知识
分子结构与性质
分子结构
分子由原子组成，通过化学键连接， 具有空间构型和电子分布，决定分子 的物理和化学性质。
分子性质
分子的性质由其结构决定，包括极性 、溶解度、挥发性等，影响分子的物 理状态和化学反应活性。
化学键与分子间作用力
化学键
化学键是原子间通过电子转移或共享形成的相互作用力，分为共价键、离子键 和金属键等。
核酸的结构与功能
总结词
核酸是生物体中重要的遗传物质，具有多种结构和功能。
详细描述
核酸包括DNA和RNA，它们由核苷酸组成，具有一级、二级和三级结构。一级结构决定了核酸的序列 ，二级结构决定了核酸的双螺旋结构，三级结构决定了核酸的空间构象。核酸的功能是携带和传递遗 传信息。
酶的结构与催化机制
总结词
生物化学PPT课件
Year
机 能
Proteins were thought to carry genetic information
动 态 静Miescher discovered DNA 态 Interweaving of the historical traditions of biochemistry, cell biology, and genetics.
光 学 异 构
手性碳原子引起。 1个手性碳原子上 相连的各原子或基团 的空间排布有两种， 互为镜像，称为对映
体。
对映异构体化学性质几乎完全相同，但使 偏振光的平面旋转相反地方向，但角度相 同。
具有n个手性碳原子的分子，有2n个立体异构体
构 象 异 构
• 由于C–C单键的旋转，使分子中其余原子或基团 的空间取向发生改变，从而产生种种可能的有差 别的立体形象，这种现象称为构象异构。
三、生物化学与相关学科的关系
生物化学与许多学科有着密切联系和交叉 1、利用化学、物理学的原理和技术 研究生物分子的结构、性质。 2、许多生物化学理论（代谢途径和 调控机制）是用微生物作为材料证实 有机化学 的。 生物物理学 3、生理学, 是在生物体的组织和整 生 体水平研究生命进程，涉及生物体内 微生物学 物 有机物的代谢，这也是生物化学的核 心之一。 生理学 化 4、细胞生物学, 研究生物细胞结构、 学 功能，包括细胞内生物分子的作用。 细胞生物学 5、遗传学，研究核酸、蛋白质的生 遗传学 物合成及调控，这也是生物化学必须 讨论的重要课题。
四、生物分子概述
• 碳架是生物分子结构的基础 • 生物分子有复杂的异构现象 • 生物分子中的作用力
• 自然界所有的生物体都由三类物质组成： 水、无机离子、生物分子 • 生物分子泛指生物体特有的各类分子，它 们都是有机物。生物分子是生物体和生命 现象的物质基础。
《动物生化》课件
3
疾病防治
通过动物生化研究，深入了解动物疾病发生和发 展的机制，为疾病防治提供新的思路和方法。
动物生化在医学上的应用前景
药物研发
利用动物生化研究成果，深入了 解动物生理和药理反应的机制， 为新药研发提供理论支持和实践
指导。
医学诊断
通过动物生化研究，深入了解动物 体内生化过程的变化和调控，为医 学诊断提供新的方法和手段。
利用生物分子之间的特异性 亲和力进行分离的技术，常 用于分离和纯化特异性结合 的蛋白质、酶和核酸等。
分子生物学技术
分子生物学技术
利用分子生物学原理和方法进行实验的技术。
DNA分子杂交技术
利用DNA分子的互补性进行特异性结合，常用于检测和鉴定DNA 序列的技术。
聚合酶链式反应（PCR）
通过DNA聚合酶的作用，在体外快速扩增特定DNA序列的技术， 常用于基因克隆、基因分析和基因诊断等领域。
酶的作用与特性
总结词
酶是生物体内重要的催化剂，具有高效性、专一性和可调节性等特点。
详细描述
酶是生物体内进行化学反应的催化剂，能够加速反应速度而不改变反应的平衡点。酶具有高效性、专一性和可调 节性等特点，能够保证生物体内化学反应的顺利进行。酶的发现和研究对于了解生物体的代谢过程和疾病机制具 有重要的意义。
揭示动物生化反应的机制。
代谢组学技术
03
利用代谢组学技术，研究动物体内代谢产物的变化和调控，探
索动物生化过程的调控规律。
动物生化在农业上的应用前景
1 2
品种改良
通过动物生化研究，深入了解动物生长发育和代 谢的机制，为品种改良提供理论支持和实践指导 。
营养与饲料
利用动物生化研究成果，优化动物的营养需求和 饲料配方，提高动物的生长性能和生产效率。
2024版《医学生物化学》PPT课件
策略。
06
基因表达调控与疾病关系
基因表达调控机制简介
01
转录水平调控
通过控制RNA聚合酶的活性或选择性转录起始位点来实现。
02
翻译水平调控
通过影响mRNA的稳定性、翻译效率或蛋白质翻译后修饰来调控。
03
表观遗传学调控
通过改变基因组的表观遗传修饰，如DNA甲基化、组蛋白修饰等，来
影响基因表达。
表观遗传学在医学领域应用前景
生物化学在医学领域重要性
01
02
03
疾病诊断
生物化学指标如血糖、血 脂等用于评估健康状况和 诊断疾病。
药物研发
通过研究生物大分子与小 分子相互作用，设计针对 特定靶点的药物。
治疗方法
利用生物化学原理开发基 因疗法、免疫疗法等新型 治疗方法。
生物化学发展历史及现状
发展历史
从19世纪末开始，随着化学和生物学的发展，生物化学逐渐成为一个独立学科。
挑战
基因诊断技术的敏感性和特异性仍 需提高，同时面临着伦理、法律和 社会等方面的挑战。
精准医疗时代下个性化治疗方案设计
基因突变与疾病关系解析
个性化药物选择
根据患者的基因型信息，选择最适合的药物进行治疗， 提高治疗效果和降低副作用。
通过分析患者的基因突变与疾病发生发展的关 系，为个性化治疗方案提供依据。
酶在医学诊断和治疗中应用价值
1 2
酶与疾病的关系 酶缺乏或异常导致疾病；疾病过程中酶的活性变 化。
酶在医学诊断中的应用 酶活性测定用于疾病诊断；同工酶分析用于遗传 性疾病诊断。
3
酶在医学治疗中的应用 酶替代疗法治疗遗传性疾病；酶抑制剂用于治疗 癌症等。
酶抑制剂与激活剂研究进展
06
基因表达调控与疾病关系
基因表达调控机制简介
01
转录水平调控
通过控制RNA聚合酶的活性或选择性转录起始位点来实现。
02
翻译水平调控
通过影响mRNA的稳定性、翻译效率或蛋白质翻译后修饰来调控。
03
表观遗传学调控
通过改变基因组的表观遗传修饰，如DNA甲基化、组蛋白修饰等，来
影响基因表达。
表观遗传学在医学领域应用前景
生物化学在医学领域重要性
01
02
03
疾病诊断
生物化学指标如血糖、血 脂等用于评估健康状况和 诊断疾病。
药物研发
通过研究生物大分子与小 分子相互作用，设计针对 特定靶点的药物。
治疗方法
利用生物化学原理开发基 因疗法、免疫疗法等新型 治疗方法。
生物化学发展历史及现状
发展历史
从19世纪末开始，随着化学和生物学的发展，生物化学逐渐成为一个独立学科。
挑战
基因诊断技术的敏感性和特异性仍 需提高，同时面临着伦理、法律和 社会等方面的挑战。
精准医疗时代下个性化治疗方案设计
基因突变与疾病关系解析
个性化药物选择
根据患者的基因型信息，选择最适合的药物进行治疗， 提高治疗效果和降低副作用。
通过分析患者的基因突变与疾病发生发展的关 系，为个性化治疗方案提供依据。
酶在医学诊断和治疗中应用价值
1 2
酶与疾病的关系 酶缺乏或异常导致疾病；疾病过程中酶的活性变 化。
酶在医学诊断中的应用 酶活性测定用于疾病诊断；同工酶分析用于遗传 性疾病诊断。
3
酶在医学治疗中的应用 酶替代疗法治疗遗传性疾病；酶抑制剂用于治疗 癌症等。
酶抑制剂与激活剂研究进展
《生物化学》PPT课件
8
Endocrine
imbalance整s理:课H件ormonal
8
deficiencies,excesses.
常见的体检验单里的部分内容
肝功十项
ALT(u/L)
20
AST(u/L)
22
TBL(umol/L)
14.4
DBL(umol/L)
5.6
BIL(L)
8.8
总蛋白TP(g/L)
80
清蛋白ALB(g/L) 50
3 Biologic agents生物因子:Viruses病毒,bacteria细菌,fungi真菌,
higher forms of parasites寄生虫.
4 Oxygen lack: Loss of blood supply,depletion of the oxygen-
carrying capacity of the blood, poisoning of the oxidative enzymes酶
分子、基因水平——形成分子生物学——基因技术（基因工程、 克隆技术、基因诊断、 基因治疗
整理课件
4
• 生化研究的主要内容：
•
1. 研究生物体的物质组成及生物分子
的结构与功能；
•
2. 物质代谢、能量变化及其调节；
•
3. 基因表达及其调控。
整理课件
5
二、生物化学与医学、药学的关系
• Medical Biochemistry is that branch of medicine concerned with the biochemistry and metabolism of human health and disease.
《动物生物化学》课件
细胞信号的类型
细胞信号包括化学信号和物理信号等类型。
细胞信号转导的途径
细胞信号转导涉及多种途径，如受体介导的信号转导和G蛋白介导 的信号转导等。
细胞信号转导的意义
细胞信号转导对于维持细胞正常生理功能具有重要意义，能够调节 细胞的生长、发育和分化等过程。
PART 03
动物生物化学的应用
动物营养与饲料科学
WENKU DESIGN
WENKU DESIGN
WENKU
KEEP VIEW
《动物生物化学》 PPT课件
REPORTING
ONE
2023-2026
WENKU DESIGN
WENKU DESIGN
CATALOGUE
目 录
• 动物生物化学简介 • 动物生物化学基础知识 • 动物生物化学的应用 • 动物生物化学的未来发展
纳米技术可以用于设计和制造新 型药物和疫苗，提高药物的靶向
性和疗效。
纳米技术还可以用于动物疾病的 诊断和监测，提高诊断的准确性
和及时性。
纳米技术还可以用于改善动物饲 养环境和生活质量，提高动物的
健康和生产效率。
酶的分类
酶可以根据其催化的反应 类型和化学本质进行分类 。
酶的特性
酶具有高效性、专一性和 作用条件温和等特性。
酶的作用
酶在生物体内发挥着催化 作用，促进化学反应的进 行。
生物氧化与能量代谢
生物氧化的类型
生物氧化包括有氧氧化和无氧氧 化两种类型。
能量代谢的过程
能量代谢涉及能量的产生、储存和 利用等过程。
合成生物学在动物生物化学领域的应用
合成生物学通过设计和构建人 工基因组和细胞系统，实现动 物生物化学领域的创新。
医学生物化学ppt课件
ห้องสมุดไป่ตู้
蛋白质合成与分解
总结词
蛋白质合成与分解是生物体内重要的化学反应过程，涉及到氨基酸的合成与分解以及蛋 白质的合成与降解。
详细描述
蛋白质合成过程中，氨基酸通过脱水缩合的方式形成肽链，经过折叠和组装形成具有特 定结构和功能的蛋白质。蛋白质分解过程中，蛋白质被酶水解成氨基酸，氨基酸再被分
解成二氧化碳、水和其他简单物质。
THANK YOU
02
生物化学基础知识
糖类
总结词
糖类是生物体重要的能量来源和构成生物体结构的物质。
详细描述
糖类是生物体内主要的能源物质，通过氧化分解提供能量。 同时，糖类也是构成生物体的重要物质，如脱氧核糖和核糖 是构成DNA和RNA的成分，葡萄糖是细胞膜的重要成分。
脂质
总结词
脂质是生物体内重要的储能物质和细胞膜的构成成分。
生物化学与医学的关系
生物化学在医学诊断中的应用
生物化学指标检测
通过检测血液、尿液等生物样本 中的生化指标，如血糖、胆固醇 、肌酐等，辅助医生判断疾病状
态和治疗效果。
生化免疫诊断
利用生化技术和免疫学原理，检测 生物样本中的抗原、抗体等物质， 对传染病、肿瘤等疾病进行诊断。
基因检测
通过检测基因突变、表达水平等， 预测和诊断遗传性疾病、肿瘤等疾 病，为个性化治疗提供依据。
生物化学研究内容
包括生物大分子的结构与功能、 酶的作用机制、生物氧化、糖代 谢、脂代谢、蛋白质降解与氨基 酸代谢等。
生物化学的重要性
医学研究基础
生物化学是医学研究的基础学科，为 医学领域提供了深入的分子机制认识 ，有助于疾病的预防、诊断和治疗。
生命科学领域
生物化学在生命科学领域中具有重要 地位，为生物学、遗传学、免疫学、 药理学等学科提供了理论基础和实践 指导。
蛋白质合成与分解
总结词
蛋白质合成与分解是生物体内重要的化学反应过程，涉及到氨基酸的合成与分解以及蛋 白质的合成与降解。
详细描述
蛋白质合成过程中，氨基酸通过脱水缩合的方式形成肽链，经过折叠和组装形成具有特 定结构和功能的蛋白质。蛋白质分解过程中，蛋白质被酶水解成氨基酸，氨基酸再被分
解成二氧化碳、水和其他简单物质。
THANK YOU
02
生物化学基础知识
糖类
总结词
糖类是生物体重要的能量来源和构成生物体结构的物质。
详细描述
糖类是生物体内主要的能源物质，通过氧化分解提供能量。 同时，糖类也是构成生物体的重要物质，如脱氧核糖和核糖 是构成DNA和RNA的成分，葡萄糖是细胞膜的重要成分。
脂质
总结词
脂质是生物体内重要的储能物质和细胞膜的构成成分。
生物化学与医学的关系
生物化学在医学诊断中的应用
生物化学指标检测
通过检测血液、尿液等生物样本 中的生化指标，如血糖、胆固醇 、肌酐等，辅助医生判断疾病状
态和治疗效果。
生化免疫诊断
利用生化技术和免疫学原理，检测 生物样本中的抗原、抗体等物质， 对传染病、肿瘤等疾病进行诊断。
基因检测
通过检测基因突变、表达水平等， 预测和诊断遗传性疾病、肿瘤等疾 病，为个性化治疗提供依据。
生物化学研究内容
包括生物大分子的结构与功能、 酶的作用机制、生物氧化、糖代 谢、脂代谢、蛋白质降解与氨基 酸代谢等。
生物化学的重要性
医学研究基础
生物化学是医学研究的基础学科，为 医学领域提供了深入的分子机制认识 ，有助于疾病的预防、诊断和治疗。
生命科学领域
生物化学在生命科学领域中具有重要 地位，为生物学、遗传学、免疫学、 药理学等学科提供了理论基础和实践 指导。
中国农业大学生物化学本科课件 第一章 绪论
新
吸能反应
能
物
陈 代 谢
量
质
代
代
放能反应
谢
谢
异化作用 dissimilation
生物大分子
分解代谢
小分子
体内
环境
• 19世纪下半叶，恩格斯对生命下了一个定 义：“生命是蛋白体的存在方式，这个存 在方式的基本因素在于和它周围的外部自 然界的不断地新陈代谢，而且这种新陈代 谢一停止，生命就随之停止，结果便是蛋 白质的分解。”恩格斯的生命定义在一定 程度上揭示了生命的物质基础，即具有新 陈代谢功能的蛋白体。100年来，这个定义 一直指导人们认识生命的思想武器。
• (一) 叙述生物化学阶段(1920年以前）
研究生物体内各种化合物的结构、化学性质和功能， 主要有糖类、脂类、蛋白质、核酸、酶、维生素及 激素。
这个阶段，生物化学的主要工作是对糖类、 脂类及氨基酸的性质进行了系统的研究；发现了 核酸；证实了相邻氨基酸的肽键的形成；开始进 行酶学研究。
1770-1774年，英国J.Priestly发现了氧气，并指出动物消耗氧而 植物产生氧。
2006年，Watson访问中国农业大学
1955年 ，Sanger完成牛 胰岛素氨基酸组成分析。
1958年，Crick提出“中 心法则”。
1966年，Nirenberg & Khorana 破译了遗传密 码。
Frederick Sanger
• 1972年～1973年， Berg等成功地进行了 DNA体外重组； Cohen创建了分子克隆技 术，在体外构建成具有生物学功能的细菌 质粒，开创了基因工程新纪元。在此同时， Boyer等在E.coli中成功表达了人工合成的 生长激素释放抑制因子基因。
生物化学生命的定义PPT课件
功能生物化学（20世纪中叶以后）
Sidney Altman
(1939-)
1978年和1981年奥尔特曼与切赫分别发 现了核糖核酸(RNA)自身具有的生物催化 作用,这项研究不仅为探索RNA的复制能力 提供了线索，而且说明了最早的生命物质 是同时具有生物催化功能和遗传功能的 RNA，打破了蛋白质是生物起源的定论。
Thomas R. Cech (1947-)
发现RNA的生物催化作用而获奖. The Nobel Prize in Chemistry 1989
功能生物化学（20世纪中叶以后）
建立了“聚合酶链反 应”(PCR)方法，是分子生 物学里程碑式的发明，由此 获得1993年诺贝尔化学奖。
穆利斯(1945～)
脂类代谢
6
蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢 4
第八章 核酸的酶促降解及核苷酸代谢 2
第九章 核酸的生物合成
6
遗传信息的存
储传递和表达 第十章 蛋白质的生物合成
6
第十一章 代谢途径的相互联系和代谢调控 6
生物化学的发展
1 静态生物化学时期（二十世纪二十年代以前） 2 动态生物化学时期（二十世纪前半叶） 3 机能生物化学及分子生物学时期（二十世纪五 十年代以后）
生物化学的概念
生物化学是运用化学原理和方法 ，研究生物体的物质组成和遵循化学规 律所发生的一系列化学变化，进而深入 揭示生命现象本质的一门科学，有生命 的化学之称。
生物化学的研究内容
1.生物体物质的化学组成、结构、性质和功能 2. 生物体内的物质代谢、能量转换和代谢调 3.生物体的信息代谢 4.运用生物化学原理和方法，为农业、工业、医药
Eduard Buchner(毕希纳) 德国生物化学家
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体内能量的产生、转移和利用
1.自由能（free energy）
热力学奠基人 Josiahwillard Gibbs 1878年提出： 指物质能用于做功的能量。
Gibbs 提出的自由能公式
△ G = △H - T△S △H：体系焓的变化 T：体系的绝对温度 △S：体系的熵度
△ G <0 △ G >0 △ G =0
K
0.06
Mg
2.2
C
0.0014
糖类 脂类 蛋白质 核酸
二 生物大分子
三 生命体系中的非共价作用力
生物大分子的三维结构主要靠次级键维持 氢键、离子键、疏水力、范德华力
弱键对生物分子结构与功能很重要!
氢键
形成条件：吸引电子能力强而原子半径较小的非金属原 子与H之间。 表示方法：X—H…Y，其中X、Y代表F、O、N等电负 性较大的原子。 氢键的键能比共价键小得多，比分子间作用力稍大。
生理功能
（1）几乎所有的生物分子都根据它们对周围水的物理性质和
化学性质的反应，决定它们的形状（从而决定它们的功能）。
（2）大多数生化反应的介质是水。代谢反应的反应物和产物、 营养物及废物都依靠水在细胞内及细胞间转运。
（3）水本身积极参与许多维持生命的化学反应。水的离子 成分H＋和OH－通常是真正的反应物。
葡萄糖-6-磷酸 + ADP （放能，ΔG<0，为 -17 kJ/mol）
由葡萄糖激酶催化的反应
四 水——生命的介质
水母97% 蛙78%
鱼织器官的含水量（%）
牙本质 骨骼 骨骼肌 心脏 血液 脑
10
22
76
79
83 84
胎儿脑 91
存在形式
自由水 结合水
释放出的能量去了哪里？
反应能自发进行 反应不能自发进行 反应达到平衡
2 ATP (Adenosine triphosphate)
ATP（三磷酸腺苷，又称腺苷三磷酸）
ATP的分子结构： 一分子腺嘌呤，一分子核糖和三个相连的磷
酸基团 两个高能键
ATP的生成和利用 ATP
肌酸
磷酸 肌酸
氧化磷酸化 底物水平磷酸化 ~P
第二章 生命的化学特征
化学成分的同一性
C，H，O，N
一 生命物质中的元素
硫和磷
可以形成相对比较弱的化学键，在化学基团和能量转移中有重要作用，如巯基 -SH用于携带和转移脂酰基，磷酰基用于贮存和转移化学能
钾、钠、氯、钙、镁
维持细胞渗透压、细胞容积、离子平衡、细胞膜电位 钠、钾离子 神经肌肉正常兴奋性，糖原合成和蛋白质代谢 镁离子是300多种酶的辅因子 钙离子是骨骼的主要成分，参与广泛的细胞生理活动，如物质的转运与分泌，血液凝 固，是细胞信号传导的第二信使等
其他的微量元素
主要有铁与铜，化学价可变（Cu2+/ Cu+ ， Fe3+/ Fe2+），在生物氧化过程中作为电 子递体，是许多酶的辅因子。还有Zn 2+，Mn 2+ ，Mo 2+ 和I 等也有重要生理功能。
Elemental abundance in seawater , the human body, and the earth's crust*
ADP
生物体内能量的储存和利 用都以ATP为中心。
~P
机械能(肌肉收缩) 渗透能(物质主动转运) 化学能(合成代谢) 电能(生物电) 热能(维持体温)
能量偶联反应
在生命有机体中一个放能的反应可以与一个耗能的反 应偶联，以推动原本不能进行的反应。
葡萄糖 + 磷酸 ATP
葡萄糖 + ATP
葡萄糖-6-磷酸 （耗能，ΔG>0，为 14 kJ/mol） ADP + Pi （放能，ΔG<0，为 -31 kJ/mol）
Seawater (%)
Human body (%) Earth's crust (%)
H
66
H
63
O
47
O
33
O
25.5
Si
28
Cl
0.33
C
9.5
Al
7.9
Na
0.28
N
1.4
Fe
4.5
Mg
0.033
Ca
0.31
Ca
3.5
S
0.017
P
0.22
Na
2.5
Ca
0.0062
Cl
0.08
K
2.5
K
0.0060
水是极性分子 形成氢键
活性中心以外 的必需基团
结合基团
底物 催化基团 活性中心
F=Q1Q2/r2
F：离子间作用力 Q：所带电荷 : 介电常数 r: 电荷基团间距
祝同学们学习愉快
蛋白质 核酸
离子键
盐键 生物分子中带有相反电荷的集团之间的静 电引力的相互作用。
蛋白质
疏水力
非极性分子排开水的力量即疏水力 蛋白质 磷脂
范德华力
• 近距离接触的任意两个原子之间的弱吸引 力。距离通常为0.3-0.4nm。
四 生物能量学
生物能量学（bioenergetics）：研究生命有机体传递 和消耗能量的过程，阐明能量的转换和交流的基本规律。
1.自由能（free energy）
热力学奠基人 Josiahwillard Gibbs 1878年提出： 指物质能用于做功的能量。
Gibbs 提出的自由能公式
△ G = △H - T△S △H：体系焓的变化 T：体系的绝对温度 △S：体系的熵度
△ G <0 △ G >0 △ G =0
K
0.06
Mg
2.2
C
0.0014
糖类 脂类 蛋白质 核酸
二 生物大分子
三 生命体系中的非共价作用力
生物大分子的三维结构主要靠次级键维持 氢键、离子键、疏水力、范德华力
弱键对生物分子结构与功能很重要!
氢键
形成条件：吸引电子能力强而原子半径较小的非金属原 子与H之间。 表示方法：X—H…Y，其中X、Y代表F、O、N等电负 性较大的原子。 氢键的键能比共价键小得多，比分子间作用力稍大。
生理功能
（1）几乎所有的生物分子都根据它们对周围水的物理性质和
化学性质的反应，决定它们的形状（从而决定它们的功能）。
（2）大多数生化反应的介质是水。代谢反应的反应物和产物、 营养物及废物都依靠水在细胞内及细胞间转运。
（3）水本身积极参与许多维持生命的化学反应。水的离子 成分H＋和OH－通常是真正的反应物。
葡萄糖-6-磷酸 + ADP （放能，ΔG<0，为 -17 kJ/mol）
由葡萄糖激酶催化的反应
四 水——生命的介质
水母97% 蛙78%
鱼织器官的含水量（%）
牙本质 骨骼 骨骼肌 心脏 血液 脑
10
22
76
79
83 84
胎儿脑 91
存在形式
自由水 结合水
释放出的能量去了哪里？
反应能自发进行 反应不能自发进行 反应达到平衡
2 ATP (Adenosine triphosphate)
ATP（三磷酸腺苷，又称腺苷三磷酸）
ATP的分子结构： 一分子腺嘌呤，一分子核糖和三个相连的磷
酸基团 两个高能键
ATP的生成和利用 ATP
肌酸
磷酸 肌酸
氧化磷酸化 底物水平磷酸化 ~P
第二章 生命的化学特征
化学成分的同一性
C，H，O，N
一 生命物质中的元素
硫和磷
可以形成相对比较弱的化学键，在化学基团和能量转移中有重要作用，如巯基 -SH用于携带和转移脂酰基，磷酰基用于贮存和转移化学能
钾、钠、氯、钙、镁
维持细胞渗透压、细胞容积、离子平衡、细胞膜电位 钠、钾离子 神经肌肉正常兴奋性，糖原合成和蛋白质代谢 镁离子是300多种酶的辅因子 钙离子是骨骼的主要成分，参与广泛的细胞生理活动，如物质的转运与分泌，血液凝 固，是细胞信号传导的第二信使等
其他的微量元素
主要有铁与铜，化学价可变（Cu2+/ Cu+ ， Fe3+/ Fe2+），在生物氧化过程中作为电 子递体，是许多酶的辅因子。还有Zn 2+，Mn 2+ ，Mo 2+ 和I 等也有重要生理功能。
Elemental abundance in seawater , the human body, and the earth's crust*
ADP
生物体内能量的储存和利 用都以ATP为中心。
~P
机械能(肌肉收缩) 渗透能(物质主动转运) 化学能(合成代谢) 电能(生物电) 热能(维持体温)
能量偶联反应
在生命有机体中一个放能的反应可以与一个耗能的反 应偶联，以推动原本不能进行的反应。
葡萄糖 + 磷酸 ATP
葡萄糖 + ATP
葡萄糖-6-磷酸 （耗能，ΔG>0，为 14 kJ/mol） ADP + Pi （放能，ΔG<0，为 -31 kJ/mol）
Seawater (%)
Human body (%) Earth's crust (%)
H
66
H
63
O
47
O
33
O
25.5
Si
28
Cl
0.33
C
9.5
Al
7.9
Na
0.28
N
1.4
Fe
4.5
Mg
0.033
Ca
0.31
Ca
3.5
S
0.017
P
0.22
Na
2.5
Ca
0.0062
Cl
0.08
K
2.5
K
0.0060
水是极性分子 形成氢键
活性中心以外 的必需基团
结合基团
底物 催化基团 活性中心
F=Q1Q2/r2
F：离子间作用力 Q：所带电荷 : 介电常数 r: 电荷基团间距
祝同学们学习愉快
蛋白质 核酸
离子键
盐键 生物分子中带有相反电荷的集团之间的静 电引力的相互作用。
蛋白质
疏水力
非极性分子排开水的力量即疏水力 蛋白质 磷脂
范德华力
• 近距离接触的任意两个原子之间的弱吸引 力。距离通常为0.3-0.4nm。
四 生物能量学
生物能量学（bioenergetics）：研究生命有机体传递 和消耗能量的过程，阐明能量的转换和交流的基本规律。