6 生命的化学基础 PPT课件
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生命的化学基础
• 各种生物的构件是相同 的
14
几类重要的生命物质
• 遗传信息的存储和传递者——核酸 生命信息载体
• 遗传信息的表达者——蛋白质 生命机器 生命过程的催化剂（酶）
• 生物体主要供能物质—— 糖类 生命过程的能源
• 生物体的重要构件和储能物质——脂类 构件、储能
15
无机物
• 水(water)—生命的源泉
第四讲 生命的物质基础
孙啸 程璐
1
— 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 、P 、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
2
生命的基本单位 —细胞
3
不同类型的细胞结构和功能不同，但化学 组成基本相似———生命的物质基础
8
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
9
为什么是这20多种元素参与生 命组成？
这个问题现在没有确切的答案。天然存在的90种 元素中，有65种元素不参与生物体组成。从地球 表面元素的丰度来看，排在前几位的是O（占 47%），Si（占38%），Al（占7.9%），Fe（占 4.5%），Cu（占3.5%），可是在生物体内，都是 C占的比重最大，O排在第三位，Ca在第五位， 而Fe和Al，Si仅以极微量存在于生物体中。
碳，氢，氧，氮，磷，硫这几种元素， 是构成如蛋白质，核酸，糖类，脂类等 生物分子的重要原料，氯，钠，钾等参 与体内水盐平衡；碘是甲状腺素的重要 成分；而镁，钙，铁，锌等配合体内蛋 白质成分，参与酶活性调节，氧的输送 等重要功能。
14
几类重要的生命物质
• 遗传信息的存储和传递者——核酸 生命信息载体
• 遗传信息的表达者——蛋白质 生命机器 生命过程的催化剂（酶）
• 生物体主要供能物质—— 糖类 生命过程的能源
• 生物体的重要构件和储能物质——脂类 构件、储能
15
无机物
• 水(water)—生命的源泉
第四讲 生命的物质基础
孙啸 程璐
1
— 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 、P 、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
2
生命的基本单位 —细胞
3
不同类型的细胞结构和功能不同，但化学 组成基本相似———生命的物质基础
8
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
9
为什么是这20多种元素参与生 命组成？
这个问题现在没有确切的答案。天然存在的90种 元素中，有65种元素不参与生物体组成。从地球 表面元素的丰度来看，排在前几位的是O（占 47%），Si（占38%），Al（占7.9%），Fe（占 4.5%），Cu（占3.5%），可是在生物体内，都是 C占的比重最大，O排在第三位，Ca在第五位， 而Fe和Al，Si仅以极微量存在于生物体中。
碳，氢，氧，氮，磷，硫这几种元素， 是构成如蛋白质，核酸，糖类，脂类等 生物分子的重要原料，氯，钠，钾等参 与体内水盐平衡；碘是甲状腺素的重要 成分；而镁，钙，铁，锌等配合体内蛋 白质成分，参与酶活性调节，氧的输送 等重要功能。
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
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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
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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。
偶然存在的元素：V、Mo、Li、F、Br、Si、As、 Sn、等
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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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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
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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。
2024版年度人教版高中化学选修一课件第一章第一节生命
第一章第一节生命•生命的化学基础•生命中的有机物•生命中的无机物•生命活动的调节与化学物质的传递目•生命的起源与化学进化论•化学在生命科学中的应用与展望录01生命的化学基础生命与化学的关系生命是化学进化的产物生命体由化学元素和化合物构成，其形成和演化过程遵循化学规律。
化学为生命提供物质基础生命体内的各种生物分子，如蛋白质、核酸、糖类等，都是化学物质。
生命活动离不开化学变化生命体内的各种生理和生化过程，如消化、呼吸、代谢等，都伴随着化学变化。
1 2 3生命体中常见的化学元素包括碳、氢、氧、氮、磷、硫等，它们是构成生物分子的基本元素。
常见化学元素生命体中的重要生物分子包括蛋白质、核酸、糖类、脂质等，它们各自具有独特的结构和功能。
重要生物分子生物大分子如蛋白质和核酸等，通过特定的组装方式形成复杂的结构和功能，从而实现生命体的各种生理和生化功能。
生物大分子的组装与功能生命中的化学元素与化合物生命体通过新陈代谢过程，实现物质的合成和分解，以维持生命活动的正常进行。
新陈代谢酶是一类具有催化作用的生物大分子，能够加速生命体内的化学反应速率，提高反应效率。
酶催化反应生命体内的许多重要化学反应都涉及氧化和还原过程，如呼吸作用中的电子传递链反应等。
生物氧化与还原反应生命体通过生物合成反应合成各种必需的生物分子，同时通过生物分解反应将废弃物分解为小分子物质排出体外。
生物合成与分解反应生命活动中的化学反应02生命中的有机物糖类的分类糖类的生理功能糖类的化学性质糖类的来源与摄入01020304单糖、二糖和多糖，如葡萄糖、蔗糖和淀粉等。
提供能量、构成细胞壁和支持保护等。
具有还原性、可发生水解反应等。
主要来源于植物性食物，应适量摄入。
脂质的分类脂质的生理功能脂质的化学性质脂质的来源与摄入脂肪、磷脂和固醇等。
不溶于水、易溶于有机溶剂等。
储能、保温、构成生物膜和保护内脏器官等。
主要来源于动物性食物和植物油，应适量摄入。
氨基酸，通过肽键连接成多肽链。
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
《生命的化学》PPT课件
细胞的结构组成 【植物和许多原生生物
(protist)细胞壁的纤维素(cellulose )】
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20
昆虫和其它节肢动物(arthropod)外骨骼 (exoskeleton)的甲壳素(chitin)
单糖(Monosaccharides)
重要单糖 :
核糖(C5H10O5), 葡萄糖 (C6H12O6), 果糖(fructose ) 分类
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15
生物分子 中的部分 功能团
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16
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17
缩合反应(Condensation)
一般是脱水合成，常常会脱掉一分子水 (dehydration) 并形成一个新的化学键 (synthesis)
水解(Hydrolysis, Hydration)
与缩合反应相反，它是多聚物的断裂过 程：水分子的-OH和-H分别连接到水解 产物上
结构式(Structural formula) 表明了原子的排列和在分子内的连接
异构体(Isomers) 实验式相同结构式不同的分子
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13
甘露糖
山梨糖
?
Structural formula
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14
功能团
具有特定结构和功能的原子簇 特殊的化学特性是其独特的功能团的作 用，而不是某个原子的单独功能
蔗糖
半乳糖 乳糖
2个单糖分子通过脱水缩合将化学键联合在
一起形成二糖
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25
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麦芽糖
26
多糖(Polysaccharide)
由许许多多的单糖组成
直链淀粉
(a 和 b glucoses等)
《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；
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。
人教课标版 生命中的基础有机化学物质PPT6
结构中R、R′、R″分别代表高级脂肪酸的烃基，可以相同，也 可以不同。
3．油脂的分类
4．常见的高级脂肪酸 组成油脂的高级脂肪酸种类较多，但多数是含偶数个碳原子的直 链高级脂肪酸，其中以含16和18个碳原子的高级脂肪酸最为常见。 常见的高级脂肪酸
软脂酸十六酸，棕榈酸： 饱和脂 C15H31COOH 肪酸 硬脂酸十八酸：C17H35COOH 油酸9－十八碳烯酸：C17H33COOH 不饱和 亚油酸9，12－十八碳二烯酸： 脂肪酸 C17H31COOH
(2)化学性质(兼有酯类和烯烃的性质)
①水解反应 a．酸性条件下的水解，如硬脂酸甘油酯的水解：
b．碱性条件下的水解(皂化反应)，如硬脂酸甘油酯的皂化：
②油脂的氢化(也叫硬化、还原反应)，如油酸甘油酯的氢化：
预习思考 ①油脂属于高分子化合物吗？混合甘油酯是混合物吗？ ②生活中我们常用Na2CO3溶液洗去餐具上的油污，Na2CO3溶液 去油污的原理是什么？为什么热的纯碱溶液去污效果更好？
[例4] (2015· 天津高二检测)油脂A的通式为 (烃基R 中不含碳碳三键)。0.1 mol A与溶有96 g液溴的四氯化碳溶液恰好完全 反应，且0.1 mol A完全燃烧时生成的CO2和H2O的物质的量之和为 10.6 mol。则油脂A的结构简式为________________，写出油脂A发生 氢化反应的化学方程式____________________________。
)
【答案】 A
4．(2015· 海南高二检测)下列关于油、脂、矿物油的说法中，不 正确的是( ) A．油是不饱和高级脂肪酸的简单甘油酯，是纯净物 B．脂是高级脂肪酸中含饱和烃基较多的混合甘油酯，脂属于酯 类 C．油和脂是由于含饱和烃基和不饱和烃基的相对含量不同引起 熔点不同进行区分的 D．区分植物油和矿物油可采用加入NaOH溶液加热的方法
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