02 第二章 生命的化学特征.ppt

第1页：第二章生命的化学特征

第二章生命的化学特征

第2页：第二章生命的化学特征（续）

C，H，O，N化学成分的同一性

第3页：一生命物质中的元素

一生命物质中的元素

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第5页：硫和磷可以形成相对比较弱的化学键

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Zn2+，Mn2+，Mo2+和I等也有重要生理功能。

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第7页：地壳、海水与人体元素丰度对比表

Elemental abundance in seawater , the human body, and theearth's crust*Earth's crust (%)Human body (%)Seawater (%)47O63H66H28Si25.5O33O7.9Al9.5C0.33Cl4.5Fe1.4N0.28Na3.5Ca0.31Ca0.033Mg2.5Na0.22P0.017S2.5K0.08Cl0.0062Ca2.2Mg0.06K0.0060K0.0014C

第8页：二生物大分子糖类脂类蛋白质核酸

二生物大分子糖类脂类蛋白质核酸

第9页：三生命体系中的非共价作用力生物大分子的三

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弱键对生物分子结构与功能很重要!氢键、离子键、疏水力、范德华力

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第11页：氢键形成条件

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。

蛋白质核酸

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第14页：离子键盐键生物分子中带有相反电荷的集团之

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

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第16页：疏水力非极性分子排开水的力量即疏水力蛋白

疏水力非极性分子排开水的力量即疏水力蛋白质磷脂

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第18页：范德华力

• 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。

第19页：生物能量学（bioenergetics）

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。

体内能量的产生、转移和利用四生物能量学

第20页：自由能（free

1.自由能（free energy）热力学奠基人Josiahwillard Gibbs1878年提出：指物质能用于做功的能量。

第21页：Gibbs提出的自由能公式△G

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

第22页：△G <0△G >0△G

△G <0△G >0△G =0反应能自发进行反应不能自发进行反应达到平衡释放出的能量去了哪里？

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第24页：ATP的分子结构与高能键

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

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第26页：ATP的生成和利用ATPADP肌酸磷酸肌

ATP的生成和利用ATPADP肌酸磷酸肌酸氧化磷酸化底物水平磷酸化~P~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)生物体内能量的储存和利用都以ATP为中心。

第27页：能量偶联反应在生命有机体中一个放能的反应

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+磷酸葡萄糖-6-磷酸（耗能，ΔG>0，为14 kJ/mol）ATPADP + Pi（放能，ΔG<0，为-31 kJ/mol）葡萄糖+ATP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

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第29页：水母97%鱼类80-85%蛙78%哺乳动

水母97%鱼类80-85%蛙78%哺乳动物，65%四水——生命的介质

第30页：人体组织器官的含水量（%）牙本质骨骼骨骼

人体组织器官的含水量（%）牙本质骨骼骨骼肌心脏血液脑胎儿脑10 22 76 79 83 84 91

第31页：存在形式结合水自由水生理功能（1）几乎所

存在形式结合水自由水生理功能（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。

第32页：水是极性分子形成氢键

水是极性分子形成氢键

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第35页：底物活性中心以外的必需基团结合基团催化基

底物活性中心以外的必需基团结合基团催化基团活性中心

第36页：F=Q1Q2/ r2F

F=Q1Q2/ r2F：离子间作用力Q：所带电荷 :介电常数r:电荷基团间距