《现代生物学导论》课程教学资源（PPT课件）第四章 生命的基本化学组成

4生命的基本化学组成 4.1原子和分子生命的化学基础 4.2糖类化合物 4.3脂类化合物 HsN-C-C 4.4蛋白质 4.5核酸

4 生命的基本化学组成 4.1 原子和分子——生命的化学基础 4.2 糖类化合物 4.3 脂类化合物 4.4 蛋白质 4.5 核酸

4.1原子和分子生命的化学基础 0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 钙1 磷1 钾0 硫0.3% 钠0.2% 氧0.2% 镁0.1% 组成生物体的主要元素 氮3% 包括C、H、0、N、P、S、Ca等, 以上7种元素约占生物体的 氧65% 99.35%,其中C、H、0、N4种 元素占96%

4.1 原子和分子——生命的化学基础 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、P、S、Ca等， 以上7种元素约占生物体的 99.35%，其中C、H、O、N 4种 元素占96%。 生物体的主要元素

口生物体的主要生物分子 不同的生物体,其分子组成也大体相同 生物体都是由蛋白质、 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 化学成分:无机盐脂类糖核酸蛋白质 大致比例:1% 的化学成分

生物体都是由蛋白质、 核酸、脂类、糖、无机 盐和水组成。 哪一种分子含量最高？ 生物体的主要生物分子 不同的生物体，其分子组成也大体相同 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

口有机化合物的碳骨架和功能基团 在生命元素中,碳原子 具有特别重要的作用, 碳原子相互连接成链或 成环,形成各种生物大 分子的基本结构。 碳量架结构雄列和长短决定了有机化合物的基本性质

在生命元素中，碳原子 具有特别重要的作用， 碳原子相互连接成链或 成环，形成各种生物大 分子的基本结构。 有机化合物的碳骨架和功能基团 碳骨架 结构排列和长短决定了有机化合物的基本性质

生物大分子的基本性质还 取决于与碳量架相连接的 功能基团 功能基团 生物体中的有机化合物 R-OH R-C.R R-C-OH 主要含有羟基、羰基、 羟基 羰基 羧基 羧基和氨基等功能基团 这些功能基团几乎都 是极性基团。功能基团 NH R-SH R--P- 的极性使得生物分子具 氨基 巯基 磷酸基 有亲水性,有利于这些 图例 化合物稳定于有大量水 任意基团碳原子氢原子氧原子 分子存在的细胞中。 氮原子硫原子磷原子

生物体中的有机化合物 主要含有羟基、羰基、 羧基和氨基等功能基团 ， 这些功能基团几乎都 是极性基团。功能基团 的极性使得生物分子具 有亲水性，有利于这些 化合物稳定于有大量水 分子存在的细胞中。 生物大分子的基本性质还 取决于与碳骨架相连接的 功能基团

刷水缩合反应与水解反应 由生物单体分子合成生w→ HO 单体 物大分子多聚体往往涉 及与功能基团相关的脱 HO 水反应,又称为脱水缩 H 长多聚体 合反应。 脱水缩合反应 使生物大分子多聚体分 HO- 解为单体的分解反应往 长多聚体 往需要有水分子参与, H20 因此又称为水解反应。 HO HO H 多聚体 单体 水解反应是脱水缩合反 水解反应 应的逆反应

由生物单体分子合成生 物大分子多聚体往往涉 及与功能基团相关的脱 水反应，又称为脱水缩 合反应。 使生物大分子多聚体分 解为单体的分解反应往 往需要有水分子参与， 因此又称为水解反应。 水解反应是脱水缩合反 应的逆反应 脱水缩合反应与水解反应

4.2糖类化合物 糖分子含0、H、03种元素,通常3者的比例为 1:2:1,一般化学通式为(CH2O) 葡萄糖cH120,蔗糖C12H201,脱氧核糖CH04,乙酸cH02 糖是生物代谢反应的重要中间代谢物,还可构成核 酸和糖蛋白等重要生物成分、糖又是生命活动的主 要能源 糖类包括小分子的单糖、寡糖和由单糖构成的大分 子的多糖

➢ 糖分子含C、H、O 3种元素，通常3者的比例 为 1:2:1，一般化学通式为(CH2O)n 葡萄糖C6H12O6,蔗糖C12H22O11 脱氧核糖C5H10O4，乙酸C2H4O2 ➢ 糖是生物代谢反应的重要中间代谢物，还可构成核 酸和糖蛋白等重要生物成分、糖又是生命活动的主 要能源 ➢ 糖类包括小分子的单糖、寡糖和由单糖构成的大分 子的多糖 4.2 糖类化合物

口单糖 重要的单糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、 脱氧核糖等 CH-OH HO H OH H OH H-C-OH HCH∞-D-葡萄糖 H H HO-C-H 呲喃型结构式 呋喃型结构式 H-C-OH H-C-OH CHOH CHOH CHOH OH HO H H D-葡萄糖 OH H 链状结构式 HO oHβ-D-葡萄糖 H OH 吡喃型结构式 呋喃型结构式

• 重要的单糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、 脱氧核糖等 单糖

分子式相同而结构式不同的两种有机化合物称为 同分异构体 五碳糖和六碳糖等在水溶液中大多成环式结构 立体构象 椅式 船式 ●碳原子氢原子●氧原子

• 分子式相同而结构式不同的两种有机化合物称为 同分异构体 • 五碳糖和六碳糖等在水溶液中大多成环式结构

二糖 重要的二糖包括蔗糖、麦芽糖、乳糖等 CHOH CHOH H OH 麦芽糖由两分子葡萄糖 OH OH HO OH HO- 单体脱水缩合形成 OH OH -D-葡萄糖 β-D葡萄糖 蔗糖由一分子葡萄糖和 分子果糖缩合形成 HO H 乳糖由一分子葡萄糖和 CHOH CH-OH 分子半乳糖缩合而成 H H OH H OH H OH OH 麦芽糖

• 重要的二糖包括蔗糖、麦芽糖、乳糖等 二糖 麦芽糖由两分子葡萄糖 单体脱水缩合形成 蔗糖由一分子葡萄糖和 一分子果糖缩合形成 乳糖由一分子葡萄糖和 一分子半乳糖缩合而成