1、普通生物學(xué)，第一章細胞，包曉明，南宮中學(xué)，第二章生命的化學(xué)基礎(chǔ)，1。原子和分子。大分子3。碳水化合物。脂類5。蛋白質(zhì)6。核酸，2.1原子和分子。2.1.1生活需要大約25種元素。元素由原子組成，原子是物質(zhì)的最小單位原子。(不帶電荷)，(帶負電荷)，(帶正電荷)，(不帶電荷)，核電荷數(shù)，質(zhì)子數(shù)，核外電子數(shù)，原子組成，電子移動速度=光速，構(gòu)成原子的粒子的電性質(zhì)和質(zhì)量，(1)質(zhì)子電量=電子電量，相反的電性質(zhì)(2)質(zhì)量：質(zhì)子=中子，質(zhì)子電子* 18000，幾個原子的組成，質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)，不是所有的原子都含有中子。質(zhì)子的數(shù)量不一定等于中子的數(shù)量。同位素：質(zhì)子和電子數(shù)量相同但中子數(shù)量不同的原子。12C

2、，13C，14C:原子序數(shù)(質(zhì)子數(shù))為6，中子數(shù)為6，7，8，其中12C，13C為穩(wěn)定同位素，14C為放射性同位素，原子核會自行衰變。同位素示蹤：放射性同位素用于顯示生物體中某些原子的蹤跡和消失，這通常用于生物研究、醫(yī)學(xué)和疾病診斷。1.自然元素：92種；2.生命的基本元素：大約25種生物的主要元素是碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鈣、氯等。占99.35%，其中c、h、o、n占96%。微量元素：含量低于0.01%，是一種“非自然”現(xiàn)象。在自然界中，碳、氫和氧的總和是96%。微量元素鐵和氧的轉(zhuǎn)運與酶的活性有關(guān)，缺乏時會導(dǎo)致缺鐵性貧血。銅引起冠心病的主要原因與酶活性有關(guān)。鋅在青少年的生長發(fā)育、癌癥的發(fā)生

3、、預(yù)防和治療等方面發(fā)揮著重要作用。鉬(Mo)與酶活性、食管癌的發(fā)病率和預(yù)防有關(guān)。碘缺乏導(dǎo)致地方性甲狀腺腫，兒童患有昏迷。圖鈷與酶活性有關(guān)。少女每天0.015毫克。釩軟體動物富含釩；魚體含量低。植物中鎳含量為1555ppm，人為值為0.1ppm；急性白血病。25克/毫升，氟與牙齒健康有關(guān)，氟缺乏會導(dǎo)致齲齒；過多的牙菌斑和氟中毒。硒缺乏產(chǎn)生克山病，克山病與肝功能、冠心病的發(fā)生和預(yù)防有關(guān)。氟斑牙牙釉質(zhì)形成期氟攝入量高的特點是一旦形成，牙釉質(zhì)就會發(fā)生白堊、著色或缺損變化，終身存留，出現(xiàn)氟骨癥、碘缺乏癥、甲狀腺腫和厭食癥。2005年，廣東韶關(guān)鎘污染，痛癥：發(fā)生在日本富山縣申通河流域，因患者全身疼痛，終日

4、叫苦，故名痛癥。病因和發(fā)現(xiàn)過程：居民長期食用鎘米和鎘魚并飲用鎘水后患病。2.1.2化合物由元素、化學(xué)鍵、離子鍵組成：原子間電子的得失或共享。共價鍵：生物大分子中化學(xué)鍵的主要形式。在原子的各種基本粒子中，電子決定了它們的化學(xué)性質(zhì)。離原子核越遠，電子攜帶的能量就越多。最外層的電子數(shù)量決定了原子的化學(xué)性質(zhì)。例如，氫只有一個電子，所以它的反應(yīng)性特別強。離子鍵：兩個帶相反電荷符號的離子相互吸引。如鹽晶體，電中性共價鍵：兩個原子共享一對或多對電子。生物大分子中化學(xué)鍵的主要形式。2.1.3水是細胞中不可缺少的物質(zhì)。地球上的生命起源于水，陸地生物的細胞也生活在水環(huán)境中。水的性質(zhì)影響生命活動，如溶解度、酸堿度、

5、pH值，約占生物體重量的70%。水對生物體非常重要。首先是水的特性，水是極性分子的電負性：一個原子擁有共享電子的能力；非極性共價鍵：電負性相同的原子形成的共價鍵，如O2、H2和CH4的極性共價鍵：電子的“共享”不等于彼此的一半，氧的電負性最強。第二，水分子之間形成氫鍵。一端帶微負電荷(O)和一端帶微正電荷(H)相互吸引，形成較弱的氫鍵。水的特性，第三，液態(tài)水的水分子具有內(nèi)聚力，如水的蒸騰和昆蟲在水面上爬行，第四，水分子之間的氫鍵使水緩和溫度變化，如較溫和的沿海地區(qū)，水不容易蒸發(fā)，出汗和散熱，第五，冰比水輕，固體密度小于液體，水的特性有利于水生生物，第六，水是一種優(yōu)秀的溶劑，許多極性分子容易溶解

6、在水中，第七，水的特性。氫離子h和氫氧根離子OH- pH=0最強酸性pH=7中性(如純水)pH=14最弱酸性(或最強堿性)如活細胞pH接近7常用洗滌劑pH超過12緩沖劑全球酸雨，酸霧：燃燒化石燃料硫酸，硝酸，酸化土地，海洋，水特性，酸度：2.1.4化學(xué)例如， 氫分子和氧分子合成水2h-h o=o o h h h h h胡蘿卜素轉(zhuǎn)化為維生素A C40H56-胡蘿卜素O2 4H 2C20H30O維生素a c=c c-h c-o-h、2.2，構(gòu)成細胞的大分子。 碳的最外層有四個電子空位，很容易形成四個共價鍵。2.2.1碳是構(gòu)成細胞的各種大分子的基礎(chǔ)。有機化合物：除簡單化合物如一氧化碳、二氧化碳和碳酸

7、鹽之外的含碳化合物的總稱。碳氫化合物：主要含有烷烴、環(huán)烷烴、烯烴、炔烴和芳香烴。所有的碳氫化合物都不溶于水。有許多衍生物。異構(gòu)體：苯環(huán)：甲烷：天然氣乙烷，丙烷：液化石油氣環(huán)己烷：汽油。有機化合物的性質(zhì)取決于官能團，這些官能團幾乎都是極性基團。官能團的極性使生物分子親水，這有利于這些化合物在含有大量水分子的細胞中的穩(wěn)定性。決定分子主要化學(xué)性質(zhì)的特殊原子或基團官能團，2.2.2細胞利用幾種小分子合成各種大分子，小分子和大分子化合物單糖多糖糖蛋白氨基酸糖脂核苷酸核酸脂蛋白脂類，(從小分子到大分子)，單體聚合物，單體是萬能的，脫水合成，大分子合成(脫水聚合)，大分子分解(水解)，水解是脫水聚合的逆反應(yīng)

8、。2.3糖，糖分子含有三種元素，即碳、氫和氧，這三種元素的比例通常為1:233601，化學(xué)通式為(CH2O)n，這是學(xué)術(shù)界的定義。糖是聚羥基醛、聚羥基酮或它們的衍生物以及能夠水解產(chǎn)生這些化合物的物質(zhì)的總稱。2.3糖，葡萄糖，果糖(比葡萄糖甜)，異構(gòu)體，單糖特征：1。羥基，醇2。羰基，糖的分類，廣義上的糖可以分為單糖和糖綴合物。前者包括單糖、寡糖和多糖。后者包括糖、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的共價復(fù)合物。單糖、多羥基酮或醛的化合物。低聚糖是由兩個或多個糖殘基脫水形成的。多糖是由數(shù)百至數(shù)千個單糖脫水形成的聚合物。單糖、己糖、三糖、戊糖、四糖的分類。單糖、甲基、丙基、戊庚基、壬基癸基、重要的單糖、甘油醛、核糖脫氧

9、核糖、戊糖(核酸的成分)、葡萄糖、果糖、半乳糖、己糖、單糖可以通過O-糖苷鍵相互連接形成低聚糖和多糖。(1)二糖：如麥芽糖、蔗糖、纖維二糖、乳糖等。(2)其他低聚糖：三糖、四糖等。比如棉子糖。2.低聚糖，由一些單糖縮合而成的糖。麥芽糖的結(jié)構(gòu)和淀粉植物細胞中儲存的營養(yǎng)物質(zhì)分為直鏈淀粉和支鏈淀粉。糖原是儲存在動物細胞中的多糖，也稱為動物淀粉。纖維素植物細胞壁的主要成分。甲殼素、果膠等。多糖是自然界中最多的糖。單糖分子(通常是葡萄糖分子)通過縮合和脫水形成支鏈或非支鏈長鏈分子。淀粉、糖、天然淀粉的高級結(jié)構(gòu)由直鏈淀粉和支鏈組成。支鏈淀粉是由-1，4-糖苷鍵連接的帶有-D-葡萄糖基的多糖鏈。除了帶有-1

10、，4-糖苷鍵的糖鏈外，支鏈淀粉也有帶有-1，6-糖苷鍵的支鏈。淀粉與碘發(fā)生顏色反應(yīng)，直鏈淀粉為藍色，支鏈淀粉為紫色。在油酸或酶的作用下，淀粉水解：淀粉糊精麥芽糖葡萄糖。糊精是淀粉水解的初始產(chǎn)物。隨著水解，糖分子逐漸變小，其與碘的相互作用分別為紅色、黃色和無色。該反應(yīng)可用于測試淀粉的水解過程。纖維素是一種結(jié)構(gòu)性多糖，主要存在于植物組織中。纖維素與直鏈淀粉相似，直鏈淀粉是通過連接D-Glc殘基形成的，但這些殘基是通過(14)鍵連接的。纖維素多糖鏈的延伸構(gòu)象，纖維素、糖類和糖類的生物學(xué)功能，以及生物體的結(jié)構(gòu)成分。生物體中的主要能量物質(zhì)，作為細胞識別的信號分子，參與分子和細胞識別、細胞粘附、糖復(fù)合物的

11、定位和代謝等。并在生物體中轉(zhuǎn)化成其他物質(zhì)作為核酸的成分。糖蛋白、蛋白聚糖、肽聚糖、糖脂和脂多糖。糖蛋白：由寡糖鏈通過特定的共價鍵(糖肽鍵)連接到蛋白質(zhì)的特定氨基酸殘基而形成的復(fù)合碳水化合物(或共軛蛋白質(zhì))。糖蛋白主要是蛋白質(zhì)，糖作為蛋白質(zhì)的輔助基團存在。蛋白聚糖：一種糖復(fù)合物，由一種或多種糖胺聚糖和核心蛋白共價連接而成。蛋白聚糖主要是多糖，還有一小部分蛋白質(zhì)。脂質(zhì)的定義脂質(zhì)是一種生物有機分子，低溶于水，高溶于非極性有機溶劑。對于大多數(shù)脂質(zhì)分子來說，它們的化學(xué)本質(zhì)是由脂肪酸和醇形成的酯及其衍生物。2.4脂質(zhì)，非極性共價鍵，既不是高分子也不是聚合物，2.4.1脂肪(最常見的脂質(zhì))是脂質(zhì)中主要的儲能

12、分子，甘油三酯，甘油三酯的分子結(jié)構(gòu)，一、油脂甘油三酯脂肪是由甘油和脂肪酸組成的酯。脂肪酸：由長烴鏈和末端羧酸基團組成的羧酸。飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸的區(qū)別(分子式、空間構(gòu)象、物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì))，不飽和脂肪酸：有雙鍵的飽和脂肪酸：沒有雙鍵的脂肪在室溫下是液態(tài)的，動物脂肪和植物脂肪的區(qū)別：動態(tài)的：不飽和脂肪酸很少種植：不飽和脂肪酸在許多飲食中都是脂肪：太多的飽和會導(dǎo)致動脈粥樣硬化，脂肪中有多個烴鏈。因此，它是一種能量更大的分子，儲存在1克脂肪中的能量大約是1克淀粉的兩倍。過量攝入脂肪與健康和肥胖有關(guān)。2.磷脂、蠟和類固醇都是脂類。磷脂的分子結(jié)構(gòu)，也稱為磷酸甘油酯，可以看作是一個極性頭和兩個非極性

13、尾。蠟也是由一些長鏈醇和長鏈脂肪酸形成的酯。它更疏水，可以保護生物體的表面。例如，在植物和動物的表面，(1)類固醇的核心由四個環(huán)、三個六元環(huán)和一個五元環(huán)組成。(2)人體內(nèi)一些重要的維生素和激素是甾醇(3)最常見的類固醇膽固醇是細胞膜的重要組成部分(4)合成代謝類固醇：類似于雄激素的藥物，運動員禁用。根據(jù)化學(xué)成分，脂類可分為：1.簡單脂質(zhì)3360主要包括甘油三酯和蠟；2.復(fù)合脂質(zhì)：主要包括磷脂和糖脂。3.衍生脂質(zhì)：主要包括取代的碳氫化合物、甾醇、萜烯和其他脂質(zhì)。脂質(zhì)是生物膜的重要組成部分，生物膜是一種儲能分子，構(gòu)成生物表面的保護層，是良好的絕緣體。一些脂類是重要的生物活性物質(zhì)。脂類在細胞中具有獨

14、特的生物學(xué)功能：磷脂、糖脂、膽固醇、脂肪、蠟、類固醇、脂肪、2.5蛋白質(zhì)、1。蛋白質(zhì)是生物體中的結(jié)構(gòu)聚合物。蛋白質(zhì)占45%的水，55%的細菌，50%的蛋白質(zhì)，19%的真菌，14R%的脂肪，19%的酵母，14P%的糖，1%的白地霉，50%的無機鹽，7%。2.5.1蛋白質(zhì)是生命活動所必需的，而結(jié)構(gòu)蛋白構(gòu)成了細胞結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。收縮蛋白肌肉運動；儲存蛋白：卵清蛋白胚胎發(fā)育；貯藏蛋白種子的萌發(fā)；防御蛋白：血清中的抗體；轉(zhuǎn)運蛋白：血紅蛋白；信號蛋白：細胞間傳遞的信號激素調(diào)節(jié)身體活動；酶：生物催化劑。2.蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)的一種功能性聚合物。蛋白質(zhì)是一種含氮的有機化合物，除碳、氫和氧外，還含有氮和少量硫。一些蛋

15、白質(zhì)還含有其他元素，主要是磷、鐵、碘、鋅和銅。這些元素在蛋白質(zhì)中的組成百分比約為：碳5055、氮1517%、鐵、鋅、錳、鉬、碘、銅等。氫68，硫04，氧2023，磷01%，氮含量相對恒定，平均為16%。一克氮=6.25克蛋白質(zhì)。這是凱氏定氮法的基礎(chǔ)。3，元素組成，4，蛋白質(zhì)水解，酸水解：蛋白質(zhì)氨基酸堿性水解：蛋白質(zhì)氨基酸酶水解：蛋白質(zhì)氨基酸證書：氨基酸是蛋白質(zhì)的基本單位，2.5.2.1。2.5.2蛋白質(zhì)是氨基酸的基本單位，僅由20種氨基酸組成，(1)碳原子(2)有氨基和羧基，這是各種氨基酸的共性。(3)不同氨基酸的區(qū)別在于側(cè)鏈基團r，它是親水和疏水的。天然蛋白質(zhì)中的氨基酸結(jié)構(gòu)可以用以下公式表示：不帶電形式，H2NCH，COOH，R，H3NCH，COO-，R，兼性離子形式，20個標(biāo)準(zhǔn)氨基酸的英文縮寫根據(jù)側(cè)鏈的不同化學(xué)性質(zhì)，20個標(biāo)準(zhǔn)氨基酸可以分為以下三組：疏水氨基酸Ala，Val，Leu，Ile，Phe，pro和Met，帶電氨基酸arg，Lys()，和Asp，Glu(-)極性氨基酸Ser，thr，Cys，Asn，Gln，His，Tyr 一個氨基酸的-氨基和另一個氨基酸的-羧基脫水形成的酰胺鍵稱為肽鍵，形