生命的化学基础和基本单位

杆菌 69 % 15 % 11 % 8 % 1.2 % 1.0 % 5.0 %
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1.1 哪些元素参与生物体的组成？
参 与 生 物 体 组 成 的 元 素 总 共 约 二 、 三 十 种
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常量元素
微量元素
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“反自然” 现象
（1）自然界：C、H、O 总和 < 1% 生物体： C、H、O 、N总和 > 96%
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各种氨基酸的区别在侧链基团—R
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参与蛋白合成的只有20种天然氨 基酸
降血钙素 • 抑骨骼释放钙 • 抑肾细胞回收钙
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例二 锌
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羧基肽酶 醇脱氢酶
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例三 铬
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例四 硒
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人体缺乏某种微量元素会导致疾病，如缺铁导致贫血； 缺锌使免疫力下降并影响发育和智力，缺碘发生甲状腺 肿大等。若能在药物治疗的同时，辅以食补，效果将会 更好。
缺铁：可多食黑木耳、海藻类、动物肝脏、黄花菜、血 豆腐、蘑菇、油菜、腐竹、酵母、芝麻、蚬子等。
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1.2 如何判定一种元素的营养学意 义？
判定方法: （1）让实验动物摄入缺少某一种元素的膳食，观察是否出现特有的病症 （2）向膳食中添加该元素后，实验动物的上述特有病症是否消失 （3）进一步阐明该元素在身体中起作用的代谢机理
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对人体必需微量元素的认识较晚
1925年，Cu：发生冠心病的主要原因，与酶的活性有关。 1931年，Mg、Mn、Mo：与酶的活性有关。 1934年，Zn：在青少年的发育生长，癌症等的发病和防治起有作用。 1935年，Co：与酶的活性有关。 1957年，Se：缺硒产生克山病，与肝功能，冠心病发病和防治有关。
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人体每天需要补充多少钙？
人群 成人 婴儿（10个月） 幼儿（<3岁） 少年（<10岁） 青年（12-18岁） 老年 孕妇/哺乳
钙的数量（mg） 800 400 600 800 1000 1200 1500
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钙几乎参加每一种生理代谢过程
Ca在人体中的含量为 1.2 kg / 70 kg （2%），骨骼及牙齿 99%，血浆中 10 克。
（2）地球表面元素的丰度最高的是O、Si、Al、Fe、Ca 在生物体内，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
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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。 O、N、C能形成多种化学价，如：H2O2（-1），O2（0），H2O（-2） O是次于F、Cl的第三个跟原子最有亲和力的原子。
大分 子
多糖 蛋白质 核酸
复合大分子 糖蛋白 糖脂 脂蛋白
脂类 （由小分子到大分子）
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合成大分子 （聚合）
大分子分解 （水解）
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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
第五讲 生命的化学基础
• 第一节 生命的元素组成 • 第二节 构成生命的基本元件
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第一节 生命的元素组成
生命的形式多种多样，生命的形态多变，但是化学成分是同一的。
元素：无机界的 C、H 、O、N 、P 、S
分子：蛋白质、核酸、脂、糖、维生素
认识生命
认识组成生命的物质
OC HN P
S 其他
人 65% 18% 10 % 8 % 1.0 % 0.2 % 2.8 %
草酸钙：草酸来自蔬菜，食物中钙可使草酸在肠道中结成草酸钙，
从粪便中排出
缺钙
反常钙内流，损伤肾细胞 肾脏对钙回收功能受损 尿钙排出增多 高钙尿液与尿中草酸结合形成结石
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影响钙吸收的因素
维生素D
• 促小肠吸收钙 • 促骨骼释放钙 • 促肾细胞回收钙
甲状旁腺素 • 促小肠吸收钙 • 促骨骼释放钙 • 促肾细胞回收钙
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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，可使肺泡瘪塌。 肺泡中存在一种表面活性蛋白破坏水的表面张力，使肺泡胀开。
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（2）氨基酸
氨基酸具有α碳 α碳上同时连有一个氨基和羧基 大多数构成蛋白质的氨基酸具有
光学异构体，均为L型
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高血压
缺钙 反常钙内流 血管
内壁细胞 平滑肌细胞
中钙反常积储
（还带来别的效应）
血管收缩
血管内皮细胞钙化，损伤胆 固醇，脂类沉积。细胞因子 分泌血小板，血细胞粘附平 滑肌细胞，或纤维细胞增生 导致动脉硬化
血管外周阻力增大 高血压
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肾结石——肾结石中主要成分是草酸钙，但是限制钙摄入恰恰会使
肾结石加重。
需要 Ca 参与的生理过程： 肌肉： 肌肉收缩；免疫：白细胞吞噬功能 循环： 微循环改善；内分泌：激素分泌 骨骼： 骨骼形成；神经：应激性
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缺钙引起的疾病
婴、幼、少儿------佝偻病 老年人------骨质疏松症
例如： 上海地区骨质疏松症患者
男 20.1%；女 48.1%， 其中60岁以上，男 24.9%；女 75.5%
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其它微量元素
Fe：与氧的运送和酶的活性有关，缺少时引起缺铁性贫血。 I ：缺碘产生地方性甲状腺肿，幼儿发生呆小症。 F ：与牙齿健康有关，缺氟产生龋齿，过多则斑齿和氟中毒。 Ni：过低会引起急性白血病。 Sn：影响骨钙化速度。
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1.3 例子
例一、钙 人每天需要摄入多少钙？
从粪、尿、汗中排出 320-450mg 吸收率约40% 320 × 100/40 = 800 mg
第二节 构成生命的基本元件 —从生物小分子到生物大分子
2.1 生物小分子与生物大分子的关系 2.2 生物小分子简介 2.3 生物大分子的形成 2.4 生物大分子的高级结构
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不同类型的细胞，分子组成大致相同，但是这些物质的相对含量相差很 大。
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2.1 生物小分子和生物大分子的关系
小分 子 单糖 氨基酸 核苷酸
缺锌：可多食鱼、牡蛎、瘦猪肉、牛肉、羊肉、动物肝 肾、蛋类、可可、奶制品、干酪、花生、芝麻、大豆制 品、核桃、糙米、粗面粉等，严重者可服用新稀宝等补 锌产品。
缺镁：可多食海带、紫菜、芝麻、大豆、糙米、玉米、 小麦、菠菜、芥菜、黄花菜、黑枣、香蕉、菠萝等。
缺碘：可多食海带、紫菜、海鱼、海虾等。
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