考研科目,动物生物化学 第2章 生命的化学特征.ppt

第2章 生命的化学特征 重点与难点： 生物大分子与化学键 生物能量学 是组成生命体最基本的元素，生命 体总质量的99％，是构成糖类、脂类、 蛋白质和核酸的主要元素。 外层轨道上有一个或1个以上未成 对电子，可以形成单键、双键和三键。 （2）S和P 维持细胞渗透压、细胞容积、离子平衡、细 胞电位。 Na＋、K＋离子：渗透压的平衡，神经肌肉 正常兴奋性，糖原合成和蛋白质代谢。 Mg＋：300多种酶的辅因子。 Ca2＋：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。 主要有铁与铜：化学价可（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。 蛋白质的功能 （2）离子键（ionic bonds） 正、负电荷之间的静电引力 （3）范德瓦尔力（Van der Waals bonds） 一定距离内（0.3-0.4nm）的原子之间通 过偶极发生的相互作用，本质上也是静电引力。 （4）疏水力（hydrophobic interaction） 非极性分子或基团在水相环境中相互 吸引、聚集的作用力。蛋白质折叠、生物 膜形成、酶对底物的催化。 （5）二硫键（disulfide bond） 指2个硫原子之间的共价键，对稳定蛋 白质的构象起重要作用。 分解代谢释放的能量并不能直接被细胞利用，必须经一类高能物质，其中最主要的是ATP暂时储存（能量载体和递体）起来，用于细胞的生命活动。 细胞直能接利用的是腺苷三磷酸 ( ATP ) 中所储存的能量。 ATP在3个磷酸基团中含有两个磷酸酐键，成为高能分子 ATP的水解 ① ATP的三个磷酸基团，使它 pH7.0时带有4个负电荷（ATP4－）， 由负电荷相距较近，形成斥力，使磷 酰基团易于水解。 ② 当ATP水解为ADP3-和HPO42-时，斥力得到缓和，电子可降到最低能水平而促使ATP释放较多的自由能（共振稳定性）。 ATP循环 ATP是生物界普遍使用的供能物质， 有“通用货币” （general currency of ener gy）之称。 ATP水解为ADP并供出能量之后，又 可通过氧化磷酸化重新合成，从而形成 ATP循环。 ATP循环 （4）细胞是一个高效率的能量转换器 细胞是一个高效率的能量转换器， 生命有机体中的能量转换是通过电子流 动来实现的。 光合细胞 非光合细胞 （5）水是生命的介质 水是生命有机体中含量最多的物质，一般占体重的60%-70%。 水有自由水和结合水，前者流动性大，含量可变，后者主要存在在胶体中，相对稳定。 水分子是极性分子，既是氢 键的受体，又是氢键的供体。 水分子的极性和形成氢键的 能力使其具有高度反应性。 水有高的介电常数（80），因此是 众多反应物的优良的溶剂，使其自由扩 散或发生相互作用。 没有水就没有生命。 1 构成生命物质的主要元素 2 主要的化学键 3 生物能量学 4 水的生物学意义 思考题 1 生物大分子，生物能量学，高能磷酸化 合物的概念。 2 生物分子中的化学键有哪些，有何作用。 3 生物化学反应的特点。 4 为什么没有水就没有生命。 ATP ADP 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) 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,ΔG0,为 14kJ/mol） ATP ADP+Pi（放能,ΔG0,为 -31 kJ/mol） 葡萄糖+ATP 葡萄糖-6-磷酸 + ADP（放 能,ΔG0,为 -17 kJ/mol） （3）能量偶联反应 水分子竞争羰基氧与亚氨基氮之间的氢键 水溶液中的离子 小结： * * Chemical Properties of Life 本章主要内容 1.组