第二章生物化學(xué)組成第一頁(yè)，共48頁(yè)。一、原子和分子——生命的化學(xué)根底1生物體的主要元素？第二頁(yè)，共48頁(yè)。元素組成含量最高的必需元素其它必需元素偶然存在的元素C18.0P1.1000Mn痕量V痕量H10.0S0.2500Co痕量Mo痕量N3.0Ca2.0000Cu痕量Li痕量O65.0K0.3500Zn痕量F痕量Na0.1500Se痕量Br痕量Cl0.1500Ni痕量Si痕量Mg0.0500As痕量Fe0.0040Ba痕量I0.0004第三頁(yè)，共48頁(yè)。鐵(Fe)功能是構(gòu)成血紅蛋白、肌紅蛋白的必要成分；是許多酶的活性部分；酶：一種有機(jī)的膠狀物質(zhì)，由蛋白質(zhì)組成，對(duì)于生物化學(xué)變化、促進(jìn)可逆反應(yīng)(如水解和氧化)方面起著重要的催化作用。缺鐵缺少血紅蛋白→難以輸氧→難以進(jìn)行新陳代謝→貧血多鐵不易排出→沉積于肝、胰、淋巴結(jié)等處→肝硬化，糖尿病含鐵食物動(dòng)物肝、腎、蛋黃、綠色蔬菜、豆類(lèi)、谷物、海帶、木耳……第四頁(yè)，共48頁(yè)。銅〔Cu〕功能是血、肝、腦銅藍(lán)蛋白的組成部分；是幾種重要酶的活性成分；參與造血，影響鐵的代謝殺菌……缺銅引起貧血；毛發(fā)色素喪失；生長(zhǎng)速度減緩、智力發(fā)育不全；精神狀態(tài)紊亂；能影響到頭發(fā)、骨骼、大腦、心臟、肝臟、中樞神經(jīng)和免疫系統(tǒng)的功能；會(huì)導(dǎo)致血漿膽固醇升高，增加動(dòng)脈粥樣硬化的危險(xiǎn)；營(yíng)養(yǎng)性貧血、白癜風(fēng)、骨質(zhì)松脆癥、胃癌及食道癌等疾病的產(chǎn)生也都與人體的缺銅有關(guān)。……多銅引起肝炎，小腦運(yùn)動(dòng)失?！~食物動(dòng)物肝、干果、豆類(lèi)、牡蠣、水果、蔬菜……第五頁(yè)，共48頁(yè)。攝銅途徑由于不同地域的自然環(huán)境有差異，銅在人類(lèi)膳食和在土壤中的分布也有差異，故只靠膳食補(bǔ)銅是不夠的。英國(guó)應(yīng)用微生物研究中心的研究說(shuō)明，銅管是有益于公共健康的供水管材。銅水管對(duì)大多數(shù)細(xì)菌的成長(zhǎng)都有抑制作用。生物學(xué)研究說(shuō)明，99%以上的水中細(xì)菌進(jìn)入銅管道5個(gè)小時(shí)后會(huì)自行消失。正因?yàn)槿绱?，在興旺國(guó)家，許多醫(yī)療器械都是銅制的，而在公共場(chǎng)所，像醫(yī)院、商店、車(chē)站、電影院等，黃銅那么成為門(mén)把手的首選材料。第六頁(yè)，共48頁(yè)。鋅〔Zn〕功能參與蛋白質(zhì)及核酸的代謝；激活酶；鋅是生物體重要的必需微量元素，它與視力密切有關(guān)，為提高夜視能力，應(yīng)注意鋅的攝入，實(shí)驗(yàn)表明，即使人體內(nèi)維生素A并不缺乏，但缺鋅時(shí)，由于維生素A得不到充分利用，對(duì)微光的感覺(jué)能力仍然不正常。而且，肝硬變患者常有夜盲癥狀，其他缺鋅患者也常有夜盲癥。缺鋅味覺(jué)、嗅覺(jué)失靈；食欲不振、生長(zhǎng)遲緩；脈管炎；惡性貧血；白血??；畸胎；引發(fā)食管癌……多鋅嘔吐、惡心、腹瀉、傷口難愈合……含鋅食物食物中的鋅：粗糧>細(xì)糧；動(dòng)物性食物>植物性食物，尤以海產(chǎn)品和瘦肉、肝、腎……含鋅豐富，攝入時(shí)必須注意適量，以防過(guò)量而中毒。第七頁(yè)，共48頁(yè)。氟〔F〕功能對(duì)骨骼和牙齒的生長(zhǎng)具有重要作用缺氟造成齲齒；引起老年性骨質(zhì)疏松癥……南方高溫多雨地區(qū)，氟易流失，土壤、水體中含氟量較低。多氟會(huì)破壞人體中氟、鈣、磷的正常比例；破壞牙齒琺瑯質(zhì)、光澤消失、氟斑牙（斑釉齒?。?；晚期出現(xiàn)四肢麻木無(wú)力、腰酸背痛、骨骼變形（氟骨?。┖澄锊?、含氟水、含氟牙膏……第八頁(yè)，共48頁(yè)。汞〔Hg〕內(nèi)服1.5kg金屬汞或靜脈注射對(duì)人體無(wú)害。汞的化合物對(duì)人有害。它分為水溶性和脂溶性二種。水溶性的如氯化汞是劇毒物，吸入1g—2g即可致死；脂溶性的如甲基汞能更快地被生物體吸收，其腸道吸收率達(dá)95%左右，。由于其脂溶性，可長(zhǎng)期儲(chǔ)存在生物體內(nèi)，并通過(guò)魚(yú)、蝦等水生物傳給人類(lèi)。〔1953年日本一南部小鎮(zhèn)水俁市，工廠排放的廢水中含甲基汞〕水俁病危害：引起皮炎；侵害神經(jīng)系統(tǒng)；蓄積于腎臟、肝、脾；蓄積于腦，造成腦損傷，引起頭痛、易怒、顫栗、手足麻木，視力模糊乃至死亡。 第九頁(yè)，共48頁(yè)。鎘〔Cd〕“骨痛病〞——1968年發(fā)現(xiàn)于日本富士山縣神通川流域的一種奇病。當(dāng)?shù)鼐用耖L(zhǎng)期食用鎘污染的稻米和水。病癥：全身疼痛——腎臟受損——骨質(zhì)軟化——骨骼變形——刺痛加劇——骨脆易折——痛死。鎘與鋅常相伴而生，在生物系統(tǒng)中有替代鋅的功能，并能不可逆轉(zhuǎn)地置換鋅，破壞需鋅的酶的生理作用，引起尿蛋白、糖尿病和癌癥。一個(gè)健康成人鎘含量約為30mg，平均每日攝取量為40μg，假設(shè)長(zhǎng)期每日攝取量達(dá)600μg，那么可能患骨痛病。盡量食用鋅鎘比大的食物：牡蠣、豆類(lèi)、面筋、堅(jiān)果……第十頁(yè)，共48頁(yè)。鉛〔Pb〕低水平鉛中毒：惡心、暴躁；大劑量鉛中毒：腦損傷；貧血——便血——腎損傷——尿蛋白；孕婦：畸胎、死胎、流產(chǎn)。鉛中毒的元兇：汽車(chē)中的防震劑：四乙基鉛，它隨汽油的燃燒而分解為無(wú)機(jī)鉛鹽和氧化物排入大氣，含鉛汽油燃燒后，有85%的鉛排入大氣，每輛汽車(chē)每年往大氣中排鉛達(dá)2公斤。據(jù)統(tǒng)計(jì)，城市大氣的鉛污染90%以上是汽油燃燒造成的。其它鉛污染源有工業(yè)廢氣、油漆涂料……第十一頁(yè)，共48頁(yè)。硒〔Se〕功能研究表明：硒肯定具有防癌、抑癌的作用；是能阻止致癌物質(zhì)（谷光甘肽過(guò)氧化物酶）形成的組成成分，服用硒可使癌癥的發(fā)生率降低37%；每天僅服用200mg硒添加劑，可使前列腺癌的發(fā)生率降低一半；肺癌和結(jié)腸癌的發(fā)生率降低38%；硒能降低或消耗體內(nèi)的重金屬離子：Pb、Cd、Hg、As……它既能抵銷(xiāo)鎘對(duì)心臟的損害，又能取代砷、汞等有毒物質(zhì)，起特殊的解毒作用；調(diào)節(jié)維生素A、C、E、K在體內(nèi)的消耗與吸收；增強(qiáng)機(jī)體免疫力和殺菌力；有助預(yù)防感染炭疽菌；減少放射性輻射的危害；防止衰老；肝病……多硒脫發(fā)、脫甲等地方性硒中毒癥狀含硒食物魚(yú)、肉、腎、海產(chǎn)品、谷物、芥菜、，黃芪和大蒜；富硒地區(qū)的茶……第十二頁(yè)，共48頁(yè)。碘〔I〕功能是構(gòu)成甲狀腺的核心物質(zhì)，甲狀腺素能促進(jìn)蛋白質(zhì)合成和活化幾百余種酶，刺激體內(nèi)各物質(zhì)的代謝；對(duì)中樞神經(jīng)、循環(huán)造血等系統(tǒng)和肌肉運(yùn)動(dòng)都有顯著作用。缺碘導(dǎo)致體內(nèi)生化紊亂及生理功能異常；中度缺碘會(huì)引起地方甲狀腺腫；嚴(yán)重缺碘會(huì)導(dǎo)致發(fā)育停滯、智力低下，聾、呆滯；身體矮小的克汀病……多碘高碘甲狀腺腫……含碘食物海藻類(lèi)食品、海帶、蝦……我國(guó)1995年普推加碘鹽（安全值內(nèi)：1/萬(wàn)—1/5萬(wàn)）第十三頁(yè)，共48頁(yè)。

醫(yī)學(xué)1)硒與白內(nèi)障:營(yíng)養(yǎng)需要范圍為1×10-7～2×10-6；到達(dá)3×10-6～1×10-5將引起慢性中毒；超過(guò)1×10-5會(huì)引起急性中毒，以致突然死亡。人視網(wǎng)膜含硒量7g正常。2)碘鹽:黑龍江省集賢村，1000多人約200個(gè)傻子，飲用水、土壤嚴(yán)重缺碘所致。3)拿破侖死因：頭發(fā)分析(中子活化、熒光)，As、Pb含量特高，中毒而死〔侍者所為〕。第十四頁(yè)，共48頁(yè)。生物體都是由蛋白質(zhì)、核酸、脂類(lèi)、糖、無(wú)機(jī)鹽和水組成。哪一種分子含量最高？2生物體的主要生物分子

不同的生物體，其分子組成也大體相同蛋白質(zhì)、核酸、脂類(lèi)和多糖是組成生物體最重要的生物大分子，水是生物體內(nèi)所占比例最大的化學(xué)成分第十五頁(yè)，共48頁(yè)。在生命元素中，碳原子具有特別重要的作用，碳原子相互連接成鏈或成環(huán)，形成各種生物大分子的根本結(jié)構(gòu)。3有機(jī)化合物的碳骨架和功能基團(tuán)

碳骨架結(jié)構(gòu)排列和長(zhǎng)短決定了有機(jī)化合物的根本性質(zhì)第十六頁(yè)，共48頁(yè)。生物體中的有機(jī)化合物主要含有羥基、羰基、羧基和氨基等功能基團(tuán)，這些功能基團(tuán)幾乎都是極性基團(tuán)。功能基團(tuán)的極性使得生物分子具有親水性，有利于這些化合物穩(wěn)定于有大量水分子存在的細(xì)胞中。生物大分子的根本性質(zhì)還取決于與碳骨架相連接的功能基團(tuán)第十七頁(yè)，共48頁(yè)。由生物單體分子合成生物大分子多聚體往往涉及與功能基團(tuán)相關(guān)的脫水反響，又稱(chēng)為脫水縮合反響。使生物大分子多聚體分解為單體的分解反響往往需要有水分子參與，因此又稱(chēng)為水解反響。水解反響是脫水縮合反響的逆反響脫水縮合反響與水解反響第十八頁(yè)，共48頁(yè)。二、糖類(lèi)主要的能源和碳源物質(zhì)，重要的中間代謝物，局部參與細(xì)胞結(jié)構(gòu)組成；光合作用的產(chǎn)物；包括單糖(如核糖、脫氧核糖、葡萄糖、果糖)、寡糖(常見(jiàn)的主要是二糖，如麥芽糖、蔗糖、乳糖)及多糖(如淀粉、糖原、纖維素、幾丁質(zhì)、果膠、菊糖、葡聚糖、肝素)；可與其它物質(zhì)結(jié)合成糖蛋白、糖脂、核酸等，形成重要的活性分子。第十九頁(yè)，共48頁(yè)。

為什么牛羊可以以秸稈為食物而人不可以？第二十頁(yè)，共48頁(yè)。三、脂類(lèi)不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。構(gòu)成生物膜的重要物質(zhì)，與細(xì)胞的外表物質(zhì)、細(xì)胞識(shí)別及種的特異性、組織免疫密切相關(guān)；可作為能量貯存在生物體內(nèi)，構(gòu)成生物體的保護(hù)層，防止機(jī)械損傷和熱量、水分的散失；有的具有強(qiáng)烈的生物活性?？煞譃橹行灾竞皖?lèi)脂〔蠟和磷脂〕等第二十一頁(yè)，共48頁(yè)。

中性脂肪(動(dòng)物-fat)和油(植物-oil)由甘油醇和脂肪酸結(jié)合成的酯。第二十二頁(yè)，共48頁(yè)。又稱(chēng)磷酸甘油脂，與脂肪不同之處在于甘油的一個(gè)羥基不是與脂肪酸結(jié)合成酯，而是與磷酸及其衍生物(如磷酸膽堿)結(jié)合，形成卵磷脂

磷脂第二十三頁(yè)，共48頁(yè)。卵磷脂是生物膜脂質(zhì)雙層的主要成分，磷酸膽堿一端為極性的頭，兩個(gè)脂肪酸一端為非極性的尾，其中一個(gè)脂肪酸通常含不飽和雙鍵，因此總有點(diǎn)彎折第二十四頁(yè)，共48頁(yè)。第二十五頁(yè)，共48頁(yè)。

結(jié)構(gòu)蛋白伸縮蛋白貯存蛋白保護(hù)蛋白運(yùn)輸?shù)鞍准に氐鞍仔盘?hào)蛋白

酶和輔酶四、蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的主要種類(lèi)和功能第二十六頁(yè)，共48頁(yè)。氨基酸結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn)在于，在與羧基相連的碳原子〔-碳原子〕上都有一個(gè)氨基，另一個(gè)R基。蛋白質(zhì)是由20種氨基酸組成的生物大分子第二十七頁(yè)，共48頁(yè)。不同氨基酸其R基各不相同，R基的結(jié)構(gòu)決定了20種氨基酸的特殊性質(zhì)NH第二十八頁(yè)，共48頁(yè)。一個(gè)氨基酸的

氨基與另一個(gè)氨基酸的

羧基脫水縮合，形成肽鍵并生成二肽化合物。不同數(shù)目的氨基酸以肽鍵順序相連形成多肽，多肽形成蛋白質(zhì)分子的亞單位。第二十九頁(yè)，共48頁(yè)。蛋白質(zhì)的特定構(gòu)象即蛋白質(zhì)的三維空間結(jié)構(gòu)和形態(tài)對(duì)于蛋白質(zhì)的功能起決定性的作用。蛋白質(zhì)變性〔構(gòu)象發(fā)生變化〕使得其特定的功能便立即喪失。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系第三十頁(yè)，共48頁(yè)。 一級(jí)結(jié)構(gòu) 二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)第三十一頁(yè)，共48頁(yè)。第三十二頁(yè)，共48頁(yè)。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究方法第三十三頁(yè)，共48頁(yè)。核酸貯存遺傳信息，控制蛋白質(zhì)的合成核酸包括脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA),都是由許多順序排列的核苷酸組成的大分子。五、核酸第三十四頁(yè)，共48頁(yè)。貯存遺傳信息的特殊DNA片段稱(chēng)為基因，它編碼蛋白質(zhì)的氨基酸序列，從而決定蛋白質(zhì)的功能。通過(guò)蛋白質(zhì)的作用，DNA實(shí)際上控制著細(xì)胞和生物體的生命過(guò)程DNA控制蛋白質(zhì)的合成是通過(guò)RNA來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即遺傳信息由DNA轉(zhuǎn)錄到RNA，后者決定蛋白質(zhì)的氨基酸序列DNA分子為雙鏈，由兩條脫氧核糖核苷酸長(zhǎng)鏈堿基互相配對(duì)，形成雙螺旋結(jié)構(gòu)；RNA分子一般為單鏈(如t-RNA)；第三十五頁(yè)，共48頁(yè)。脫氧核苷酸的結(jié)構(gòu)磷酸脫氧核糖含氮堿基？？核苷酸的結(jié)構(gòu)磷酸核糖含氮堿基？？第三十六頁(yè)，共48頁(yè)。DNA的平面結(jié)構(gòu)兩條脫氧核苷酸鏈反向平行雙鏈的中間是堿基對(duì)雙鏈的兩側(cè)是磷酸和脫氧核糖的交互排列堿基互補(bǔ)配對(duì)原那么是：A與T配對(duì)；G與C配對(duì)CATGCGTACGGCCG第三十七頁(yè)，共48頁(yè)。RNA的組成RNA大多是單鏈分子；含核糖；堿基為腺嘌呤、鳥(niǎo)嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶；3種RNA：信使RNA〔mRNA〕，核糖體RNA〔rRNA〕和轉(zhuǎn)運(yùn)RNA〔tRNA〕第三十八頁(yè)，共48頁(yè)。RNA與DNA的主要差異？？第三十九頁(yè)，共48頁(yè)。RNA與DNA的主要差異〔1〕RNA大多是單鏈分子；〔2〕含核糖而不是脫氧核糖；〔3〕4種核苷酸中，不含胸腺嘧啶〔T〕，而是由尿嘧啶〔U〕代替了胸腺嘧啶〔T〕。第四十頁(yè)，共48頁(yè)。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)1951年Watson23歲丹麥的哥本哈根Wilkins教授英國(guó)劍橋大學(xué)Cavendish實(shí)驗(yàn)室Crick，31歲倫敦大學(xué)King’s實(shí)驗(yàn)室女科學(xué)家FranklinWilkins教授Randall教授DNA應(yīng)該是雙螺旋A與T、C與G巧妙連接符合X衍射數(shù)據(jù)DNA的復(fù)制1953年2月28日，Waterson和Crick用金屬線又制出了新的DNA模型，他們?yōu)樽匀豢茖W(xué)樹(shù)立了一座閃閃發(fā)光的里程碑。第四十一頁(yè)，共48頁(yè)。第四十二頁(yè)，共48頁(yè)。六、大分子結(jié)合物糖蛋白核蛋白糖脂脂蛋白第四十三頁(yè)，共48頁(yè)。糖蛋白糖同蛋白質(zhì)的共價(jià)結(jié)合物生物學(xué)功能：〔1〕具有酶或激素活性如：核糖核酸酶、脫氧核糖核酸酶、促性腺激素、卵泡刺激激素等〔2〕具有轉(zhuǎn)運(yùn)金屬和激素的作用，如：轉(zhuǎn)鐵蛋白、甲狀腺素結(jié)合球蛋白等〔3〕參加血液凝結(jié)作用：纖維蛋白原〔4〕作為保護(hù)劑和潤(rùn)滑劑：粘蛋白〔5〕作為各種生物膜的組成成分和支持結(jié)構(gòu)，細(xì)胞膜的選擇性通透作用也收到糖蛋白的控制〔6〕其他生物功能，如糖蛋白與生物體免