生命的物質(zhì)基礎(chǔ)
生物體都具有以下基本特征:生物體具有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),都有新陳代謝作用,都有應(yīng)激性,都有生長(zhǎng)、發(fā)育和生殖的現(xiàn)象,都有遺傳和變異的特性,都能適應(yīng)一定的環(huán)境。第一節(jié) 組成生物體的化學(xué)元素及化合物
【知識(shí)概要】
生物體的生命活動(dòng)都有共同的物質(zhì)基礎(chǔ),主要是指組成生物體的化學(xué)元素和化合物是大體相同的。
一、組成生物體的化學(xué)元素
組成生物體的化學(xué)元素有二十多種,它們?cè)谏矬w內(nèi)的含量不同。含量占生物體總質(zhì)量的萬(wàn)分之一以上的元素,稱大量元素,如c、h、o、n、p、s、k、ca、mg等。生物生活所必需,但是需要量卻很少的一些元素,稱微量元素,如fe、mn、zn、cu、b、mo等。這些化學(xué)元素對(duì)生物體都有重要作用。組成生物體的二十多種化學(xué)元素,在無(wú)機(jī)自然界都可以找到,沒有一種化學(xué)元素是生物所特有的。這個(gè)事實(shí)說明,生物界和非生物界具有統(tǒng)一性。
二、組成生物體的化合物
(-)糖類
1.生物學(xué)功能
糖類參與細(xì)胞組成,是生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)。
2.組成元素及種類
糖類的組成元素為c、h、o,分單糖、寡糖、多糖三類。
單糖是不能水解的最簡(jiǎn)單的糖類,其分類中只含有一個(gè)多羥基醛或一個(gè)多羥基酮,如葡萄糖、果糖、核糖、脫氧核糖。葡萄糖和果糖都是含6個(gè)碳原子的己糖,分子式都是c6h12o6,但結(jié)構(gòu)式不同,在化學(xué)上叫做同分異構(gòu)體。如下圖所示:
葡萄糖 果糖 葡萄糖 果糖
環(huán)狀結(jié)構(gòu) 鏈狀結(jié)構(gòu)
核糖(c5h10o5)和脫氧核糖(c5h10o4)都是含有5個(gè)碳原子的戊糖,兩者都是構(gòu)成生物遺傳物質(zhì)(dna或rna)的重要組成成分。結(jié)構(gòu)式如下圖所示:
核糖 脫氧核糖
寡糖(低聚糖)是由少數(shù)幾個(gè)(1個(gè)以內(nèi))單糖分子脫水縮合而得的糖。常見的是含有2個(gè)單糖單位的雙糖,如植物細(xì)胞內(nèi)的蔗糖、麥芽糖,動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的乳糖,存在于藻類細(xì)菌、真菌和某些昆蟲細(xì)胞內(nèi)的海藻糖等。蔗糖的形成見下圖。
葡萄糖 果糖 蔗糖
多糖是由多個(gè)單糖縮聚而成鏈狀大分子,與單糖、雙糖不同,一般不溶于水,從而構(gòu)成貯藏形式的糖,如高等植物細(xì)胞內(nèi)的淀粉,高等動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的糖元。纖維素是植物中最普遍的結(jié)構(gòu)多糖。
(二)蛋白質(zhì)
1.生物學(xué)功能
蛋白質(zhì)具有催化作用、運(yùn)輸作用和貯存作用、結(jié)構(gòu)和機(jī)械支持作用、收縮或運(yùn)動(dòng)功能、免疫防護(hù)功能、調(diào)節(jié)作用。
2.組成元素和基本組成單位
蛋白質(zhì)主要由c、h、o、n四種元素組成,多數(shù)還含有s。基本組成單位是氨基酸,其通式為 。組成天然蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種,都是l型的α氨基酸。氨基酸與氨基酸之間可以發(fā)生縮合反應(yīng),形成的鍵為肽鍵。肽是兩個(gè)以上氨基酸連接起來的化合物。兩個(gè)氨基酸連接起來的肽叫二肽,三個(gè)氨基酸連接起來的肽叫三肽,多個(gè)氨基酸連接起來的肽叫多肽。多肽都有鏈狀排列的結(jié)構(gòu),叫多肽鏈。蛋白質(zhì)就是由一條多肽鏈或幾條多肽鏈集合而成的復(fù)雜的大分子。