化学与生命科学c课件

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1、第二章化学与生命科学琼州学院公选课：《身边的化学》生命科学是研究生命现象、生命活动的本质、特征和发生、发展规律，以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。生命科学与人类生存、人民健康、经济建设和社会发展有着密切关系，是当今在全球范围内最受关注的基础自然科学。生命科学是由各个学科交叉渗透而来，其中化学在研究生物体的物质基础和生命活动基本规律的领域里，发挥着重要的作用。本章从与生命活动密切相关的蛋白质、核酸、糖类和一些微量元素的化学结构和物质代谢为主，介绍生命中的化学的基本知识。生命科学研究不但依赖物理、化学知识，也依靠后者提供的仪器，如光学和电子显微镜、蛋白质电泳仪、超速离

2、心机、X-射线仪、核磁共振分光计、正电子发射断层扫描仪等等，举不胜举。2.1蛋白质---生命的物质基础“生命是蛋白质存在的方式，这个方式的基本因素在于它和周围的外部自然界不断新陈代谢”。蛋白质是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。因此，它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。蛋白质占人体重量的16.3%。人体内蛋白质的种类很多，性质、功能各异，但都是由约20种氨基酸按不同比例组合而成的，并在体内不断进行代谢与更新。氨基酸是组成蛋白质的基本单位，氨基酸通过脱水缩合形成肽链。氨基酸的分子中既含有氨基（—NH2）又含

3、有羧基（—COOH），α氨基酸是氨基连接在羧基旁的第一个碳原子（又称α碳原子）上的氨基酸，可用下面的通式来表示。2.1.1蛋白质、氨基酸和肽键2.1.1.1氨基酸非必需氨基酸：指人（或其它脊椎动物）自己能由简单的前体合成，不需要从食物中获得的氨基酸。例如甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、半胱氨酸等氨基酸。（12种）天然的氨基酸现已经发现的有300多种，其中人体所需的氨基酸约有20种，分非必需氨基酸和必需氨基酸（人体无法自身合成）。另有酸性、碱性、中性、杂环分类，是根据其化学性质分类的。必需氨基酸：指人体不能合成或合成速度不能满足机体需要，必须从食物中直接获得的氨基酸。例如亮氨酸、赖氨酸、

4、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸等。（8种）2.1.1.2多肽及肽键多肽也叫肽，是含有多个氨基酸单元的低聚物，相对分子质量一般在10000以下，可以看成是由多个氨基酸通过氨基和羧基之间脱水缩合而成的。由氨基和羧基之间脱水形成的酰胺键称为肽键。肽在生物化学中是一类重要的化合物，在生物体内起着很重要的作用。多肽有生物活性多肽和人工合成多肽两种。生物提取的多肽具有很强的活性，所以叫做活性肽。只有活性的肽才能对人体产生很好的效果，但是人工合成的多肽有很多是没有活性的，是需要筛选的，只有活性肽才能被人体安全使用。活性肽主要控制人体的生长、发育、免疫调节和新陈代谢，它在人体处于一种平衡状态

5、，若活性肽减少后，人体的机能发生重要变化，对于儿童来说，他的生长、发育变得缓慢，甚至停止，长久下去就形成了侏儒，对成年人或老年人，缺少活性肽后，自身的免疫力就会下降，新陈代谢紊乱，内分泌失调，引起各种疾病的产生，如失眠、身体消瘦或浮肿。由于活性肽还作用于神经系统，因此人体就会变得动作迟缓，头脑不再聪慧，更主要的是活性肽减少，直接引起人身体各部位逐渐出现全面衰老，引发各种疾病。2.1.1.3蛋白质蛋白质是一类重要的生物高分子，不同的蛋白质具有各种不同的生理功能。与多肽相同它是否各种α氨基酸通过酰胺键即肽键联成的长链分子，这种长链称为肽链。许多蛋白质还包含有非肽链结构的其他组成成分

6、，这叫配基或辅基。人体内蛋白质的种类很多，性质、功能各异，但都是由约20种氨基酸按不同比例组合而成的，那20种氨基酸能排列组合成多少种蛋白质呢？1017种。而且一般蛋白质有500个以上的氨基酸，它所排列出来的总数是10600多种，所以排列出来的花样是无穷无尽的。一、蛋白质的分类按蛋白质的结构：单纯蛋白质和结合蛋白质。辅基：脂肪、糖、核酸等。按蛋白质的形状：纤维蛋白和球蛋白。按蛋白质的形状：纤维蛋白和球蛋白。按蛋白质的功能：活性蛋白质和非活性蛋白质。活性蛋白质，如酶、激素、抗体等；非活性蛋白质，如胶原蛋白、角蛋白、弹性蛋白等。二、常见蛋白质◆纤维蛋白:一类主要的不溶于水的蛋白质，

7、通常都含有呈现相同二级结构的多肽链。许多纤维蛋白结合紧密，并为单个细胞或整个生物体提供机械强度，起着保护或结构上的作用。◆球蛋白:紧凑的，近似球形的，含有折叠紧密的多肽链的一类蛋白质，许多都溶于水。典形的球蛋白含有能特异的识别其它化合物的凹陷或裂隙部位。◆角蛋白:由处于α-螺旋或β-折叠构象的平行的多肽链组成不溶于水的起着保护或结构作用蛋白质。◆胶原蛋白:是动物结缔组织最丰富的一种蛋白质，它是由原胶原蛋白分子组成。原胶原蛋白是一种具有右手超螺旋结构的蛋白。每个原胶原分子都是由3条特殊的左手螺