《基础生命科学》生命的基本化学组成41页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
生命的化学基础
其它元素：Na，Fe，Mg，Mn，Zn，Cu， Cl，I 等数量少，但作用大。如很多金属元素是酶的辅助 因子。
偶然存在的元素：V、Mo、Li、F、Br、Si、As、 Sn、等
整理ppt
4
微量元素
Fe 氧的运送和酶的活性有关，缺少时，引起缺铁性贫血。 Cu 发生冠心病的主要原因，与酶的活性有关。 Zn 在青少年的发育生长，癌症等的发病和防治起有作用。 Mo （钼）与酶的活性、食道癌的发病率和防治有关。 I 缺碘产生地方性甲状腺肿，幼儿发生呆小症， Mn （锰）与酶的活性有关。 Co （钴）与酶的活性有关。青春期少女0.015mg/每日。 V （钒）软体动物富有钒；鱼体含量较低。
Mo2+
Mo2+
肽酶 酪氨酸酶、抗坏血酸氧化酶 肽酶 硝酸还原酶、黄嘌呤氧化酶
Ca2+
钙调素、肌动球蛋白、ATP酶
整理ppt
11
作用： – （1）对细胞的渗透压和PH起着重要作用 – （2）酶的活化因子和调节因子， Mg2+ ， Ca2+ – （3）合成有机物的原料PO4 3 -合成磷脂、核苷酸 – （4）动作电位、肌肉收缩等，Na+、K+、Ca2+
1、水和无机盐 2、糖类 3、脂类 4、蛋白质 5、核酸
整理ppt
2
一、元素组成
生命形式多样，但基本元素构成是基本一致的
% OC H N 人 65 18 10 8 杆菌 69 15 11 8
P S 其他 1.0 0.25 2.75 1.2 1.00 5.00
整理ppt
3
基本元素：C，H，O，N，S，P，K，Ca 等占人 体99.35%。
内环境稳定：PH值 – 生物生存3~8.5，各种生物、各种组织均有适宜的 PH范围，细胞中的离子有一定的缓冲能力。
偶然存在的元素：V、Mo、Li、F、Br、Si、As、 Sn、等
整理ppt
4
微量元素
Fe 氧的运送和酶的活性有关，缺少时，引起缺铁性贫血。 Cu 发生冠心病的主要原因，与酶的活性有关。 Zn 在青少年的发育生长，癌症等的发病和防治起有作用。 Mo （钼）与酶的活性、食道癌的发病率和防治有关。 I 缺碘产生地方性甲状腺肿，幼儿发生呆小症， Mn （锰）与酶的活性有关。 Co （钴）与酶的活性有关。青春期少女0.015mg/每日。 V （钒）软体动物富有钒；鱼体含量较低。
Mo2+
Mo2+
肽酶 酪氨酸酶、抗坏血酸氧化酶 肽酶 硝酸还原酶、黄嘌呤氧化酶
Ca2+
钙调素、肌动球蛋白、ATP酶
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11
作用： – （1）对细胞的渗透压和PH起着重要作用 – （2）酶的活化因子和调节因子， Mg2+ ， Ca2+ – （3）合成有机物的原料PO4 3 -合成磷脂、核苷酸 – （4）动作电位、肌肉收缩等，Na+、K+、Ca2+
1、水和无机盐 2、糖类 3、脂类 4、蛋白质 5、核酸
整理ppt
2
一、元素组成
生命形式多样，但基本元素构成是基本一致的
% OC H N 人 65 18 10 8 杆菌 69 15 11 8
P S 其他 1.0 0.25 2.75 1.2 1.00 5.00
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3
基本元素：C，H，O，N，S，P，K，Ca 等占人 体99.35%。
内环境稳定：PH值 – 生物生存3~8.5，各种生物、各种组织均有适宜的 PH范围，细胞中的离子有一定的缓冲能力。
1生命的化学基础.ppt
第一节
构成生命的元素
微量元素（14种）＜0.01%
Fe血红蛋白的重要成分
Mn，Zn一些酶的必要成分 I甲状腺素的必要成分
第一节
构成生命的元素
铬Cr—葡萄糖耐量因子（GFT）的必要成分，是胰岛素的 辅助因子，可增加胰岛素的效能，促进机体利用葡萄糖。 相当一部分Ⅱ型糖尿病（非胰岛素依赖型糖尿病）患者， 是因为铬摄入不足或利用不良，表现出糖尿病症。
一、糖 类 一、糖类
主要由C、H、O组成，其分子式通常以Cn(H2O)n表示，旧称 碳水化合物。
乳酸CH3CHOHCOOH 可写成C3(H2O)3 ，但不是糖； 而鼠李糖C6H12O5，脱氧核糖C5H10O4，但却是糖。
4
OH
OH
H
5 6
3
H
2
OH
CH2OH
有还原性
一、糖 类
2、寡糖：由2～10个单糖组成的聚糖，可以水解为 单糖。
单糖的半缩醛羟基与另一配体（可以是糖也可以是非糖）的 羟基缩合而成的化合物称为糖苷，其间的连接键称为糖苷键。
两个单糖通过糖苷键连接成双糖，三个单糖可以缩合为三糖。 常见的双糖有麦芽糖、乳糖、蔗糖。
OH O CH CH2OH 2OH CH2OH O OH OH O O O O O
CH 2OH O O CH 2OH CH 2OH O O
O
α-1,6-糖苷键
O CH 2OH CH 2O O O
CH 2
CH 2OH O O
O CH 2OH
O CH 2OH
O O
OH
O OH
α-1,4-糖苷键
还原性末端
二、脂 类 二、脂 类
《生命的化学基础》PPT课件
直链淀粉〔α-1，4糖苷键〕
〔1〕、直链淀粉(amylose) 含有1000个以上葡萄糖构造单位，每一个单位由a-1,4糖苷 键相连。
CH2OH
H H
OH
O
HH
HC
O
H OH
CH2OH
H OH
O OH H CH
HO
n
H OH
n>1000 a-1,4糖 苷 键
直链淀粉的形状并不是伸展状态的直链，而是有规律的卷曲 成螺旋状，每一螺旋圈约有 6个葡萄糖构造单位。螺旋中有 空穴，空穴正好允许碘分子进入其中，碘分子与淀粉之间形 成碘-淀粉复合物，从而改变了碘原来的颜色。
• 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。
碘缺乏症
HO H H
H H O OH H OH H
H O O H H H H+ 为成能2、O A O醛为基H H二g 基酮可+ 者(〔基分N 是葡〔为H 同3 萄果醛)分O 糖糖糖异H H 〕〕和构O H H -，，酮体在所糖C C C，分以。其H O O 子单H H 区中糖别间按仅H 的功O H H 在，
OH H
OH H
OH H
OH H
五、多糖 (Trisaccharides)
多糖是由成百上千个单糖通过脱水合成而形成的多聚体。这些天然高分子化合 物，都是葡萄糖通过糖苷键相连而成的多聚体。 多糖分为两类：一类是营养储藏多糖，如：淀粉和糖原；
〔1〕、直链淀粉(amylose) 含有1000个以上葡萄糖构造单位，每一个单位由a-1,4糖苷 键相连。
CH2OH
H H
OH
O
HH
HC
O
H OH
CH2OH
H OH
O OH H CH
HO
n
H OH
n>1000 a-1,4糖 苷 键
直链淀粉的形状并不是伸展状态的直链，而是有规律的卷曲 成螺旋状，每一螺旋圈约有 6个葡萄糖构造单位。螺旋中有 空穴，空穴正好允许碘分子进入其中，碘分子与淀粉之间形 成碘-淀粉复合物，从而改变了碘原来的颜色。
• 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。
碘缺乏症
HO H H
H H O OH H OH H
H O O H H H H+ 为成能2、O A O醛为基H H二g 基酮可+ 者(〔基分N 是葡〔为H 同3 萄果醛)分O 糖糖糖异H H 〕〕和构O H H -，，酮体在所糖C C C，分以。其H O O 子单H H 区中糖别间按仅H 的功O H H 在，
OH H
OH H
OH H
OH H
五、多糖 (Trisaccharides)
多糖是由成百上千个单糖通过脱水合成而形成的多聚体。这些天然高分子化合 物，都是葡萄糖通过糖苷键相连而成的多聚体。 多糖分为两类：一类是营养储藏多糖，如：淀粉和糖原；
生命的化学组成ppt课件 (2)
16
（三）生物体的主要生物分子
不同的生物体，其分子组成 大体相同。
பைடு நூலகம்物体都是由蛋白质、核酸、 脂类、糖、无机盐和水组成。
哪一种分子含量最高？
蛋白质、核酸、脂类和多糖 是组成生物体最重要的生物 大分子，水是生物体内所占 比例最大的化学成分。
17
1、生命之源——水
生命起源于水； 物质的溶解、运输和利用需要水； 许多生化反应中水是底物或产物； 关节的润滑； 肺泡的生理功能； 毛细管作用——植物根系吸收水分。
定
9
1、生命元素的分类
按作用分
必需元素：生命过程的某一环节（一个或一组反应）需要该元素的参 与，即该元素存在于所有健康组织中；生物体具有主动摄入并调节其 体内分布和水平的元素；是体内的生物活性化合物的有关元素；缺乏 该元素时会引起生理生化变化，当补充后即能恢复
有益元素：没有这些元素时，生命尚可维持，但不能认为是健康的， 有钒(V)、铬(Cr3+)、镍(Ni)、硒(Se)、锡(Sn)、硅(Si)、氟 (F)、硼 (B)
自然界中C、H和N三种元素的总 和不到总元素的1%。
7
由于较重的元素已被压到行星熔融的核心之中，所以生命主要是由周期表中较轻的
元素所组成的。
8
在地球表面，硅的丰度146倍于碳， 为什么大自然选择碳而不是硅作为生 命的主要元素？
二氧化碳稳定 二氧化碳在水中溶解度大 碳原子形成-C-C-C-环和链的能力（C-C键比Si-Si键稳
18
水的独特性质
水是唯一天然存在的无机液体； 水是以三种形态：固体、液体、气体存在于自然界的唯一化合物； 水具有特别高的比热，能作为一种热缓冲剂，减少环境温度波动对生物
（三）生物体的主要生物分子
不同的生物体，其分子组成 大体相同。
பைடு நூலகம்物体都是由蛋白质、核酸、 脂类、糖、无机盐和水组成。
哪一种分子含量最高？
蛋白质、核酸、脂类和多糖 是组成生物体最重要的生物 大分子，水是生物体内所占 比例最大的化学成分。
17
1、生命之源——水
生命起源于水； 物质的溶解、运输和利用需要水； 许多生化反应中水是底物或产物； 关节的润滑； 肺泡的生理功能； 毛细管作用——植物根系吸收水分。
定
9
1、生命元素的分类
按作用分
必需元素：生命过程的某一环节（一个或一组反应）需要该元素的参 与，即该元素存在于所有健康组织中；生物体具有主动摄入并调节其 体内分布和水平的元素；是体内的生物活性化合物的有关元素；缺乏 该元素时会引起生理生化变化，当补充后即能恢复
有益元素：没有这些元素时，生命尚可维持，但不能认为是健康的， 有钒(V)、铬(Cr3+)、镍(Ni)、硒(Se)、锡(Sn)、硅(Si)、氟 (F)、硼 (B)
自然界中C、H和N三种元素的总 和不到总元素的1%。
7
由于较重的元素已被压到行星熔融的核心之中，所以生命主要是由周期表中较轻的
元素所组成的。
8
在地球表面，硅的丰度146倍于碳， 为什么大自然选择碳而不是硅作为生 命的主要元素？
二氧化碳稳定 二氧化碳在水中溶解度大 碳原子形成-C-C-C-环和链的能力（C-C键比Si-Si键稳
18
水的独特性质
水是唯一天然存在的无机液体； 水是以三种形态：固体、液体、气体存在于自然界的唯一化合物； 水具有特别高的比热，能作为一种热缓冲剂，减少环境温度波动对生物
生命的基础PPT教学课件
三、有机物
1、糖类 1）分类：单糖、双糖、多糖 2）单糖：葡萄糖是生命活动的主要能源物
质
3）双糖：两个单糖连接而成，例如：蔗糖 4）多糖：纤维素，淀粉，糖原
3、蛋白质 1）含量：干重的50%以上 2）结构：
基本单位：氨基酸 氨基酸连接成肽链 一条或几条肽链组成蛋白质
• 氨基酸的结构
1）结构特点：中心是一个碳原子，并且至 少有一个氨基（—NH2），一个羧基（— COOH），一个氢原子（—H）和它直接 相连。
2）结构通式：
R：不定基团
R
氨基
NH2 —C—COOH 羧基 H
•氨基酸的连接
H
羟基
H
H—N —C— C—OH + H—N —C— C—OH
H R1 O
H R2 O
H 肽键 H H2O + NH2 —C —C—N— C—COOH （二肽）
R1 O H R2
•三肽的形成
H
H
H
NH2 —C —C—N— C—COOH + NH2 —C—COOH
R1 O H R2
R3
H
H
H
NH2 —C —C—N— C—C—N—C—COOH R1 O H R2 O H R3
练习：
CH3 NH2 —C—COOH
NH2
CH3CH3 NH2—C —C—COOH
HH
COOH CH3
NH2—C———C— CH3
H
H
•多肽（肽链）的结构
结论：组成肽链的氨基酸个数比肽键 个数多一个
4、核酸 1）脱氧核糖核酸（DNA），存在于细胞核
中。
2） 核糖核酸（RNA），存在于细胞质中。 3）功能： 5、生命物质的主要成分：
基础生命科学：生命的基本化学组成
蛋白质代 谢：生物 体通过蛋 白质代谢 将蛋白质 转化为能 量和物质
核酸代谢： 生物体通 过核酸代 谢将核酸 转化为能 量和物质
信息传递：细胞通过信号分子进行信息传递 信号转导：细胞接收信号后通过信号转导途径将信号转化为生物效应 信号分子：包括激素、神经递质、细胞因子等 信号转导途径：包括受体酪氨酸激酶、G蛋白偶联受体、核受体等 信号转导的调控：包括信号放大、信号整合、信号终止等 信号转导与疾病的关系：信号转导异常可能导致疾病如癌症、糖尿病等
水：是生命的重要溶剂和介 质
离子键：原子间通过离子交 换形成的化学键
共价键：原子间通过共享电 子对形成的化学键
化学键：原子间通过共用电 子对形成的相互作用
范德华力：分子间通过瞬时 偶极矩相互作用形成的作用
力
氢键：分子间通过氢原子与 电负性原子形成的特殊作用
力
疏水作用：非极性分子间通 过疏水作用形成的作用力
二糖包括蔗糖、麦芽糖 和乳糖等
多糖包括淀粉、纤维素 和糖原等
糖类在生命活动中具有 重要作用如提供能量、 构成细胞壁等
脂质是生物膜的主要成分包括磷脂、胆固醇等 脂质在细胞信号传导、能量储存和代谢调节等方面发挥重要作用 脂质与疾病的发生和发展密切相关如心血管疾病、糖尿病等 脂质在生物技术、药物应、构成细胞结构、调节细胞 活动等
添加标题
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添加标题
添加标题
蛋白质由氨基酸组成氨基酸通过 肽键连接形成多肽链多肽链再通 过空间折叠形成蛋白质
蛋白质的合成和降解受到基因的 调控是生命活动的重要环节
糖类是生命的基本化学 组成之一
糖类包括单糖、二糖和 多糖
单糖包括葡萄糖、果糖 和半乳糖等
DN复制：DN双螺旋解开以每条链为模板合成新的DN分子 遗传信息的传递：DN复制过程中遗传信息从亲代传递给子代 DN复制的机制：半保留复制保证遗传信息的准确性 DN复制的调控：通过酶、蛋白质等调控因子保证DN复制的精确性和效率
生命的化学基础PPT课件
➢ 这81种元素按其在人体所占质量的比例是否大 于0.01%可划分常量元素和微量元素。
3
常量元素
❖ 11种：O，C，H， N，Ca，P，S，K， Na，Cl，Mg。
4
微量元素
❖ 14种：镍、铬、铜、钴、氟、碘、铁、 锰、钼、硒、硅、锌、钒、锡。
❖ Ni， Cr， Cu， Co， F， I， Fe， Mn， Mo， Se， Si，Sn， V， Zn
16
17
2.2.3 多糖
❖ 由数百个至数千个单糖(如葡萄糖) 通过脱水作用而形成的多聚体。
❖ 淀粉 ❖ 糖原 ❖ 纤维素
18
淀粉
❖ 存在于谷粒、块茎等部位。 ❖ 由直链淀粉和支链淀粉组成。 ❖ 淀粉遇碘变为蓝色。 ❖ 淀粉水解，先成为糊精（遇碘变为红
色），再成麦芽糖，最后成葡萄糖。
19
植物淀粉粒图
8种必需氨基酸为：亮氨酸、异亮氨酸、赖氨 酸、蛋氨酸（甲硫氨酸）、苯丙氨酸、缬氨 酸、苏氨酸、色氨酸。
41
蛋白质是氨基酸的聚合体
❖ 一个氨基酸分子中的α-氨基，与另一氨基酸分子中的α羧基脱水缩合，形成肽键，生成的化合物称为二肽。
❖ 二肽再和一个氨基酸以肽键相连，就形成三肽。 ❖ 肽：相对分子量在1500以下的称为肽。 ❖ 几个至十几个氨基酸连接而成的肽链称为寡肽。 ❖ 多肽：相对分子量在1500以上的称为多肽。
22
几种多糖
淀粉
肌糖原
纤维素
23
24
2.3 脂质
❖ 脂质是生命体的重要构件和储能物质。
25
脂肪
❖ 脂质中最常见是脂肪(fat)，由甘油和脂肪酸脱水结 合而成
❖ 脂肪分子中甘油的3个羟基通常为3个脂肪酸所酯化， 所以叫脂肪为甘油三脂或三酰甘油。
3
常量元素
❖ 11种：O，C，H， N，Ca，P，S，K， Na，Cl，Mg。
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微量元素
❖ 14种：镍、铬、铜、钴、氟、碘、铁、 锰、钼、硒、硅、锌、钒、锡。
❖ Ni， Cr， Cu， Co， F， I， Fe， Mn， Mo， Se， Si，Sn， V， Zn
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2.2.3 多糖
❖ 由数百个至数千个单糖(如葡萄糖) 通过脱水作用而形成的多聚体。
❖ 淀粉 ❖ 糖原 ❖ 纤维素
18
淀粉
❖ 存在于谷粒、块茎等部位。 ❖ 由直链淀粉和支链淀粉组成。 ❖ 淀粉遇碘变为蓝色。 ❖ 淀粉水解，先成为糊精（遇碘变为红
色），再成麦芽糖，最后成葡萄糖。
19
植物淀粉粒图
8种必需氨基酸为：亮氨酸、异亮氨酸、赖氨 酸、蛋氨酸（甲硫氨酸）、苯丙氨酸、缬氨 酸、苏氨酸、色氨酸。
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蛋白质是氨基酸的聚合体
❖ 一个氨基酸分子中的α-氨基，与另一氨基酸分子中的α羧基脱水缩合，形成肽键，生成的化合物称为二肽。
❖ 二肽再和一个氨基酸以肽键相连，就形成三肽。 ❖ 肽：相对分子量在1500以下的称为肽。 ❖ 几个至十几个氨基酸连接而成的肽链称为寡肽。 ❖ 多肽：相对分子量在1500以上的称为多肽。
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几种多糖
淀粉
肌糖原
纤维素
23
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2.3 脂质
❖ 脂质是生命体的重要构件和储能物质。
25
脂肪
❖ 脂质中最常见是脂肪(fat)，由甘油和脂肪酸脱水结 合而成
❖ 脂肪分子中甘油的3个羟基通常为3个脂肪酸所酯化， 所以叫脂肪为甘油三脂或三酰甘油。