生物体的基本化学组成

第二章生物的基本構造與功能2-1生物體的基本化學組成●水●無機鹽類●有機物質的構造與功能水的結構e-e-e-e-共價鍵共價鍵(－)(+)(+)為極性分子水的結構(－)(－)(－)(－)(－)(+)(+)(+)(+)(+)(+)(+)(+)(+)(+)水的性質穩定溫度表面張力大有內聚力與附著力水結冰時密度最小很好的溶劑可輕微解離水具有穩定溫度的效應水分子以氫鍵相互結合在一起，氫鍵能增強水分子間的吸引力比熱及沸點高蒸發熱大溫度不易升也不易降可藉此降低體溫水具有內聚力與附著力水分子間的氫鍵使水具有內聚力水分子具有極性，易附著在其他極性分子上造成毛細現象水具有很大的表面張力因水分子的內聚力強水結冰時密度最小水結冰時會呈規律的格狀結構，體積增大，密度變小而浮於水上液態水冰氫鍵氫鍵水是很好的溶劑極性物質可與水分子形成氫鍵，故可溶於水，如：葡萄糖、NaCl(不具極性的物質則不溶於水，如脂肪)維持生命的物質若能溶於水，細胞便可從水溶液中攝取，並在生物體運輸生物體內的許多化學反應，必須溶於水才能進行H2OH＋+OH－水可輕微解離決定水溶液的酸鹼值影響酵素活性各種溶液的酸鹼度無機鹽維持正常生理作用例：神經傳遞(鈉、鉀)、肌肉收縮(鈣)構成生物體的分子例：骨骼(鈣)、血紅素(鐵)、葉綠素(鎂)、核酸(磷)、甲狀腺素(碘)、細胞膜(磷)酵素致活劑例：唾液澱粉酶需要氯離子維持酸鹼平衡金屬離子常與酸或鹼結合成鹽類如：NaHCO3＋HCl→NaCl＋H2CO3構成生物體的有機物醣類脂質蛋白質核酸維生素醣類碳水化合物(CH2O)n≧3生物體構造的主成分之一能量的主要來源分類：單醣雙醣多醣單醣依碳原子的數目可分為三、四、五、六、七碳糖等，常見的有：五碳糖核糖→構成RNA去氧核糖→構成DNA六碳糖葡萄糖果糖半乳糖單醣核糖去氧核糖葡萄糖五碳糖六碳糖雙醣兩單醣經脫水結合而成蔗糖=葡+果植物體內運輸有機養分的主要形式麥芽糖=葡+葡萌芽的種子水解澱粉所產生乳糖=葡+半乳存於動物的乳汁中雙醣葡萄糖果糖蔗糖H2O多醣由多個單醣分子聚合而成生物體內儲存能量的形式與構造的成分澱粉→植物體儲存的多醣肝醣→動物體儲存的多醣主要儲存在肝臟和肌肉纖維素→構成植物體細胞壁均為葡聚醣多醣澱粉纖維素肝醣幾丁質真菌的細胞壁、節肢動物的外骨骼經加工可得：甲殼素手術縫合與包紮傷口的材料抑制小腸吸收脂類促進免疫功能葡萄糖胺減輕關節疼痛幾丁質N-乙醯葡萄糖胺脂質的功能脂肪儲存、提供能量維持體溫磷脂質形成膜狀構造固醇類穩定細胞膜固醇類荷爾蒙的前驅物蠟質保護、防水脂肪又稱三酸甘油酯或中性脂肪由一分子甘油和三分子脂肪酸組成CCCHHHHHOOOHHHHOHOHOCOCOCO脂肪不飽和脂肪酸飽和脂肪酸磷脂質與膽固醇親水性疏水性蠟由長鏈脂肪酸和長鏈醇類構成強疏水性HCHHCHHCHHCHHCHHCHHCHCHCHHCHHCHHCHHCHHCHHCHHCHHHCHCOOHHCHHCHHCHHCHHCHHCHHCHCHCHHCHHCHHCHHCHHCHHCHHCHHHCHHCHOH蛋白質生物體內含量最多、歧異性最大的有機分子酵素(酶)構造蛋白運輸蛋白受體蛋白免疫蛋白營養蛋白蛋白質的構造基本單位—胺基酸20種胺基酸，對應61種密碼子胺基酸序列決定蛋白質的結構和功能RCHCOOHH2N(胺基)(羧基)蛋白質的構造OHN–C–C∣HCH2–OH––HH––O––HOHN–C–C∣HCH2–––H––O––OH–HOHN–C–C∣HCH––H––O––CH3H3CHOHN–C–C∣HCH2–SH––H––O––肽鍵側基蛋白質的構造初級構造四級構造三級構造二級構造蛋白質的分類依形狀分：球狀蛋白，如：血紅素纖維狀蛋白，如：膠原蛋白依附加物分：醣蛋白脂蛋白蛋白質的其他功能酸鹼緩衝RCHCOO-H3N+RCHCOO-H2NRCHCOOHH3N+H+H+OH-OH-酸性中性鹼性核酸基本單位—核苷酸五碳糖磷酸根含氮鹼基OCH2OO-OPO-含氮鹼基核酸可分為兩類：DNA—遺傳物質五碳糖為去氧核糖含氮鹼基為A、T、C、GRNA—參與轉錄、轉譯五碳糖為核糖含氮鹼基為A、U、C、G核酸ATPRNA的原料細胞內主要的能量攜帶者～～OHNAD+菸醯胺腺雙核苷酸代謝反應中電子和氫的攜帶者NAD+NADH+H++2e-還原氧化維生素水溶性維生素B群--參與各種代謝反應維生素C--抗氧化脂溶性維生素A--構成視色素、皮膜組織代謝維生素D--幫助鈣質吸收維生素E--抗氧化維生素K--參與凝血圖片來源P2改繪出處：NeilA.Campbell,J.B.R.,BIOLOGY.7ed.:Benjamincummings.F2-12,p.41P3NeilA.Campbell,.B.R.,BIOLOGY.7ed.:Benjamincummings.F3-2,p.48P6趙芸P7上P7下NeilA.Campbell,J.B.R.,BIOLOGY.7ed.:Benjamincummings.F3-4,p.49P8NeilA.Campbell,J.B.R.,BIOLOGY.7ed.:Benjamincummings.F3-5,p.51P11Mader,S.S.(2007)Biology.9ed:McGraw-HillCompany.F2-13,p.30圖片來源P16改繪出處：；；P18改繪出處：Johnson3ed.F3-21,p.52P20改繪出處：CecieStarr,R.T.,Biology：TheUnityandDiversityofLife.11ed.:ThomsonBrooks/Cole.F3-9,p.39P22左改繪出處：CecieStarr,R.T.,Biology：TheUnityandDiversityofLife.11ed.:ThomsonBrooks/Cole.F3-10,p.39P22右廖達珊P24趙芸圖片來源P25改繪出處：CecieStarr,R.T.,Biology：TheUnityandDiversityofLife.11ed.:ThomsonBrooks/Cole.F3-12,p.40P26富爾特科技股份有限公司P27、29、30、34、37趙芸P31a改繪出處：Mader,S.S.(2007)Biology.9ed:McGraw-HillCompany.p.48fig3.17P31b~c改繪出處：CecieStarr,R.T.,Biology：TheUnityandDiversityofLife.11ed.:ThomsonBrooks/Cole.F3-16,p.43，王存立、金炫辰繪製P31d改繪出處：，王存立、金炫辰繪製P36編輯部P38