第二节 组成生物体的化合物

知识目标：
1．了解了解细胞和生物体内水、无机盐、糖类和脂类的种类；蛋白质的含量和元素组成；
2．掌握蛋白质的基本结构组成单位的结构通式和共同特点；
3．掌握蛋白质的形成过程------缩合反应及图解；
4．理解和掌握蛋白质分子、核酸的功能；
5．各种化合物只能按照一定方式有机地组织起来才能表现出细胞和生物体的生命活动现象。
重点：
1．氨基酸的结构通式及共同特点；缩合反应图解；
2．蛋白质的结构和功能的多样性；
3．核酸的基本单位组成和重要功能。
难点：
1．蛋白质的结构和功能；
2．有关氨基酸缩合反应的计算。

讲解提纲：
构成生物体的化合物综述：
水 80-90%
无机化合物
无机盐 1-1.5%
糖类 1-1.5%(和核酸)
脂类 1-2%
有机化合物
蛋白质 7-10%
核酸 1-1.5%(和糖类)
一、水
(一) 含量：
鲜重最多。 注意干重中没有水!
在水生生物和生命活动旺盛的细胞中含水较多，而在陆生生物和生命活动不活跃的细胞中则相对较少；如休眠的种子，孢子中含水量小于10%。
（二）阅读课本p12
存在形式及作用：
名称 定 义 含 量 作 用
自由水 游离形式存在，可以自由流动 95%以上 细胞内良好的溶剂反应场所，参与物质运输
结合水 与细胞内其它物质相结合 4.5%左右 细胞结构重要成分
说明：
1． 细胞原生质中有许多原子团如羟基、羧基、酮基、氨基等都可以与水以氢键的形式相结合，形成结合水，从而使细胞原生质呈胶质状态；
2． 一般情况下，种子通过太阳晒出的水是自由水，再通过火烤出来的水则为结合水；
3． 水的含量一般指的是鲜重，干重中为0 ；
4． 自由水和结合水在一定条件下是可以转化的。
5． 自由水的其它功能：
(1) 维持生物体的体温恒定；(对于恒温动物尤其重要)
(2) 保持植物固有姿态；(植物失水会萎蔫)
(3) 参与化学反应；(如光合作用和呼吸作用)
(4) 润滑作用。

二、无机盐
(一)
存在形式 多以离子形式存在
细胞中含量较多的离子 na+、k+、ca2+、mg2+、fe2+、fe+3、cl-、so42-、po43-、hco3-
(二)作用：
1． 构成某些复杂化合物的重要组成成分；
ca2+ 是构成人体骨骼的主要成分；
mg2+是构成植物体内叶绿素的主要成分；
fe2+ 是构成人体内血红蛋白的主要成分；
po43- 是构成生物体内磷脂、核苷酸、三磷酸腺苷的主要成分；
2． 维持生物体的生命活动有重要作用；
ca2+,哺乳动物如果缺乏，则会出现肌肉抽搐；
3． 一定浓度的无机盐离子有利于维持细胞的渗透压和酸碱平衡；
如人：0.9% 青蛙0.65%
缓冲对，可调节ph平衡
如：h2co3/hco3- hpo42-/h2po4- 是细胞内重要的两个缓冲对

三、糖类
元素组成：只有c、h、o三种。
1. 单糖：(动物细胞和植物细胞共有)
(1) 概念：
是指不能再水解的糖。

(2)根据其中所含碳原子数可分为：
核糖 c5h10o5 构成rna的主要成分；
五碳糖：
脱氧核糖 c5h10o4 构成dna的主要成分；
*葡萄糖：分子式：c2h12o6,是光合作用的产物，
六碳糖： 重要的能源物质，在人体血液中叫"血糖"
*果 糖：和葡萄糖是同分异构体。
2． 二糖：
（1）概念：
水解后能生成两个分子单糖的糖。
(2) 常见种类：
*麦芽糖=2分子葡萄糖 在发芽的谷粒中较多；
植物细胞
*蔗 糖=1葡萄糖+1果糖 在甘蔗和甜菜中较多；
动物细胞：*乳糖，存在于动物的乳汁中
说明：
(1) 它们都是同分异构体，分子式为c11h22o11;
(2) 都是由两个单糖结合而成的，因此也能水解为单糖；
(3) 带*都有甜味。
3． 多糖：
是自然界中含量最多的糖类。
(1)概念：
水解后能产生许多分子单糖的糖。
(2)常见种类：
淀 粉：种子中较多，是植物细胞中重要的储
植物细胞： 能量的物质。
纤维素：是构成细胞壁和主要成分
动物细胞： 糖元，可分为：
分解
肝糖元 血糖 储存于肝脏中
合成
肌糖元 只供自身利用 储存于骨骼肌中，
综述：
1． 植物细胞中储存能量的物质是：淀粉
2． 动物细胞中储存能量的物质是：糖元
3． 生物体进行生命活动的主要能源物质是：糖类

四、脂类：
1． 元素组成：
主要是c、h、o，有的还有n、p等。
2． 种类及作用：
脂肪：动物俗称"肥肉"，植物"油"；
作用：(1)生物体内储存能量的物质，可以通过氧化分解放能；
(2)动物和人体内的还可以维持体温恒定，保护内脏；
(3)协助脂溶性物质的吸收。
说明：
(1) 要和细胞内的储存能量的物质相区别；
(2) 要联系胖子为什么怕热不怕冷；
类脂：主要是磷脂，在脑、卵、大豆中较多。
作用：是细胞内膜的主要成分，如细胞膜、线粒体膜等等；
注意：要区分脂类和类脂；
固醇类：可分为：
胆 固 醇：是人体必须的化合物，可由食物中来，也可由人体合成，若含量过多，
则易在血管中沉积，引起高血压，心脏病；
性 激 素：包括雌雄性激素，可促进第二性征的发育。
维生素d：
(1) 分布：鱼肝油中较多；
(2) 作用：促进人体对钙和磷的吸收；
(3) 在紫外线的照射下，人体皮肤中的胆固醇可以转化成维生素d，所以多晒太阳可以预防佝偻病。
(4) 作用：对于维持生物体正常的新陈代谢起到重要作用。

五、蛋白质：
1． 含量：
鲜重：7-10% (第二) 干重：50%以上(第一)
2． 元素组成：
都有：c、h、o、n四种元素，有的还有：
s（胰岛素）、fe（血红蛋白）、i（甲状腺激素）、cu（血蓝蛋白）等等。
3． 基本组成单位----氨基酸
（1）种类：　　（这里是指构成生物体的蛋白质，实际上
　约20种　　 组成天然蛋白质的氨基酸约有200多种）
（2）结构通式：
　　　　　　　　　　　　 　r　（侧链基团、r基）
　　　　　　
h2n c cooh
氨基　　　　　　　羧基
h　（氢原子）
（3）共同特点：
ⅰ。每种氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基；
ⅱ。在每一个氨基酸中都至少有一个氨基和羧基连在同一个α碳原子上；
说明：
1． 在一个氨基酸中除了在α碳原子上一定有一个氨基和一个羧基外，在r基上也有可能存在着氨基和羧基；
如：hooc---ch2---ch2--- ch---cooh 谷氨酸，在r基上有一个羧基

nh2
　　　　　　　　ch3---ch2---ch2---ch---cooh 赖氨酸，在r基上有一个氨基；

nh2 nh2
2． 在每一个氨基酸中都必须有一个氨基和一个羧基连在同一个而且必须是α碳原子上；否则就不是构成生物体的氨基酸。
3． 除了在α碳原子上有一个氨基和一个羧基以外，其它的氨基和羧基都在r基上。
例题一：某氨基酸有三个氨基和二个羧基，问：连在α碳原子上和r 基上的氨基和羧基各有多少个？
例题二：谷氨酸的r基是 c3h5o2　，问谷氨酸中含有的碳原子和氧原子各有多少个？
　　　　a.　4,　4　　b.　5,　5　c.　5,　4　d.　4,　5
4. 蛋白质的形成过程：
（1）。合成场所：核糖体
（2）。合成方式――缩合反应：
ⅰ。定义：
一个氨基酸分子的氨基（－nh2）和另一个氨基酸分子的羧基（－cooh）相连接，同时失去一分子的水。
ⅱ.过程：
r1　　　　　　　　　　　　r2 r1 r2

nh2－c－co－oh+h－n－c－cooh nh－c－co－nh－c－cooh

h 　　　h2o h h 肽键 h

二肽
名词：
1． 肽键：连接两个氨基酸分子之间的键。
表示式：
－nh－co－
说明：每个元素必须和它的化合价相同的键相连，有元素连元素，没有元素就连－，如碳原子是四价，则一定要连四条－；
2． 二肽：由二个氨基酸缩合而成的化合物；
3． 多肽：由三个或者三个以上的氨基酸缩合而成的化合物；
4． 肽链：多肽通常呈链状结构。
（五）。蛋白质分子结构多样性：
1. 与氨基酸有关：
（1）种类不同；（2）数目不同；（3）排列顺序不同。
2. 与蛋白质分子空间结构有关：
一个蛋白质分子可以有一条多肽链或者多条多肽链，它们通过一定的化学键连接在一起，形成具有一定的空间结构的蛋白质分子。
（六）。功能多样性：
1． 结构蛋白质：
　　　是构成细胞和生物体的重要物质，如肌球蛋白和肌动蛋白；
2． 调节蛋白质：
　　　有催化和调节作用，如几乎所有的酶和部分激素；
3． 通透蛋白质：
　　　对某些物质通过细胞内的膜有重要作用，如载体蛋白；
4． 免疫蛋白质：
　　　　　　可以抵抗外来物质和生物的入侵，如人体内的抗体蛋白；
5． 运输蛋白质：
参与物质运输，如人体内的血红蛋白。
　　总结：蛋白质是一切生命活动的体现者。
六、核酸
　　1．元素组成：
只有c、h、o、n、p五种；
2. 名称由来：
由于最初是从细胞核中提取出来的呈酸性的物质而得名。
3. 基本组成单位―――核苷酸

　一分子含氮碱基
　一分子五碳糖　　　　　
　一分子磷酸
4. 种类及区别：
名称　　 简称 基本单位 五碳糖 碱基 分布
脱氧核糖核酸 dna 脱氧核糖核苷酸 脱氧核糖 atcg 主要在细胞核中
核糖　核酸 rna 核糖核苷酸 核　　糖 aucg 主要在细胞质中
5. 作用：
它是一切生物的遗传物质，对于生物体的遗传性、变异性和蛋白质的物质合成有极其重要的作用。

　　小结：原生质中的各种成分只有按照一定的方式有机地组织起来，才能协调地、有秩序地执行各自的功能，表现出生物体的生命现象。

作业：
课外练习