《生命物质基础》课件

生命物质基础生命体的结构和功能均由各种生命物质组成了解生命物质的种类、特性和相互关系,是理解生命活动本质的基础本课程将探讨生命体中最基础的物质基础什么是生命物质定义特点生命物质是构成生命体的基本物质它们包括水、蛋白质、核酸、脂质生命物质具有复杂性、功能性和高度有序性的特点它们能参与各种生和碳水化合物等这些物质是生命体的基本组成部分，是生命活动的物命过程,如能量代谢、物质合成、遗传信息传递等,维持生命体的正常运质基础转生命物质的特点复杂性高度组织性生命物质由多种元素构成，分子结构生命物质以高度有序的层次结构组织复杂多样，具有独特的化学和物理性而成，从微观的分子到整体的个体都质具有严密的结构动态性高度反应性生命物质在代谢、生长等生命活动中生命物质能参与各种化学反应,如氧不断发生变化,呈现出代谢的特点化还原反应、合成反应等,维持生命活动生命物质的构成元素六大元素微量元素生命物质主要由碳、氢、氧、氮、除六大元素外,生物体还需要少量的磷和硫六大元素构成这些元素能钠、钾、钙、镁、铁等微量元素来够组合形成各种生命所需的复杂有维持正常的生理功能机物元素比例碳、氢、氧、氮占生命物质的绝大部分,其他元素所占比例较小,但同样不可或缺无机元素基本构成元素特性化学反应无机元素是组成生命体的基本化学成分之一,包每种无机元素都有其独特的原子结构,化学性质无机元素可以发生各种化学反应,如氧化还原、括氢、氧、氮、碳等在内的元素和物理特性,是构建生命体的重要物质基础结合分解等,为生命活动提供必要的物质和能量碳碳的元素性质碳循环碳在生命体中的作用碳是生命体中最重要的化学元素之一，拥有独碳通过各种化学反应在生物圈、地球圈和大气碳是构成生命体的主要元素之一，参与生命体特的原子结构和价键特点，能形成各种复杂的圈之间循环流动，是维持生态平衡的关键因的能量代谢、物质合成、遗传信息传递等重要有机化合物素生命活动氢氢的分子结构氢的应用氢的化学反应氢是最简单的元素,只有一个质子和一个电子组氢是一种清洁、高效的燃料,被广泛用于发电、氢能与其他元素发生化学反应,生成各种化合成氢原子是所有元素中最小、最轻的汽车燃料等领域它是未来能源的重要选择物它具有很高的化学活性,是生命物质合成的重要成分氧活性非常高氧气是一种极为活泼的元素,能与其他大部分元素发生化学反应在生物体内起着至关重要的作用参与呼吸代谢氧气是生物体内进行细胞呼吸的关键物质,能帮助释放有机物的化学能参与水的形成氧与氢结合能形成水分子,是水的组成元素之一水在生命活动中扮演着不可或缺的角色氮生命必需元素参与生命过程12氮是生命体中最丰富的化学元素氮参与能量代谢、物质运输、信之一,是蛋白质和核酸等生命物质息传递等生命过程,是维持生命活的重要组成部分动不可或缺的元素来源和循环3生物通过固氮作用从空气中获取氮,并通过食物链和生物地球化学循环在生态系统中循环利用其他元素微量元素无机盐微量元素如铁、铜、锰等在人体内扮无机盐如钠、钾、钙等在维持细胞膜演着重要的角色,参与各种生命活电位、骨骼健康等方面不可或缺它动尽管含量微小,但缺乏也会导致们参与调节体内的酸碱平衡和渗透严重健康问题压其他微量元素硒、锌、碘等微量元素也在人体代谢、免疫功能、生长发育等方面发挥重要作用缺乏会导致严重的生理失衡有机小分子糖类氨基酸脂肪酸核苷酸糖类是由碳、氢和氧元素组成的氨基酸是由碳、氢、氧和氮元素脂肪酸是由碳和氢元素组成的有核苷酸是由碳、氢、氧、氮和磷有机小分子它们包括单糖、二组成的有机小分子它们是蛋白机小分子它们是脂质的主要成元素组成的有机小分子它们是糖和多糖等糖类可以为细胞提质的基本单位,是生命活动不可分,具有储存和传输能量的重要核酸的基本单位,在遗传信息的供能量,是生命活动的重要基或缺的重要物质作用存储和传递中扮演关键角色础蛋白质重要的生命物质复杂的分子结构广泛的生物功能蛋白质是构成生物体的主要成分蛋白质由20种氨基酸以肽键连蛋白质在生命活动中扮演着多种之一,是维持生命活动的关键物接而成,具有复杂的一级、二角色,如酶、抗体、传递物质、质它们参与细胞的各种生理过级、三级和四级结构这种精细结构支撑、调节和保护等它们程,如催化反应、细胞结构、免的结构决定了蛋白质的独特功是生命活动的基础疫功能等能核酸结构DNADNA由两条互补的聚脱氧核糖核酸链组成,采用双螺旋结构,含有四种碱基:腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶结构RNARNA由单链的核糖核酸组成,含有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶四种碱基,携带遗传信息遗传信息核酸中所携带的遗传信息以碱基序列的形式存在,决定了生物体的遗传特征脂质化学特性生理功能脂质是由脂肪酸和甘油组成的有机化脂质在细胞膜的构建、能量储备、激合物,具有疏水性和储存能量的特素合成等方面发挥重要作用,是维持点生命活动的关键成分种类丰富脂质包括中性脂肪、磷脂、糖脂、荷尔蒙等多种类型,各有独特的生理功能糖类碳水化合物单糖和多糖生命活动和能量糖类是由碳、氢和氧元素组成的一类重糖类包括单糖、双糖和多糖,具有不同的糖类在生命活动中起着重要的作用,是生要的有机化合物,也称作碳水化合物分子结构和性质物体最主要的能量来源生命物质的层次结构分子层生命物质的基本单元是各种分子,如蛋白质、核酸、脂质等,这些分子通过化学反应相互作用、组装成为更复杂的结构细胞层单个细胞是生命物质的基本结构单位,其中包含了各种分子相互作用和代谢过程,构成了生命的基本单元器官层许多细胞通过一定的结构和功能组织在一起,形成了特定的器官,比如心脏、肝脏、肾脏等,各器官协调运作维持生命活动系统层不同器官相互协作,组成了各种生理系统,如消化系统、呼吸系统、神经系统等,维持生命体的整体功能个体层生命体依靠各个系统的协调运作,构成了完整的生命个体,展现出生命活动的全貌分子层分子结构分子间相互作用分子动态特性生命物质的最基本单元是分子分子由原子按分子与分子之间通过各种化学键力和非化学键生命分子在溶液中不断随机运动、碰撞和发生一定的排列方式组合而成,具有特定的化学结构力相互作用,形成更为复杂的生物大分子化学反应,这些动态过程是生命现象的基础和性质细胞层细胞是生命的基本单位所有生命体都由一个或多个细胞组成细胞是最小的自主、自我复制的生命单元细胞有复杂的内部结构细胞内含有细胞膜、细胞核、线粒体等各种细胞器,执行着不同的生命活动细胞能进行代谢活动细胞能通过代谢获取能量,合成生命所需的各种物质,维持生命活动器官层各种器官器官分布器官的结构人体由不同功能的器官组成,如心脏、肺、肝人体的各个器官依照特定的位置和结构分布,相每个器官都有特定的结构和组织,这决定了它们脏、肾脏等,它们协调工作维持生命活动互配合完成生命活动的功能和作用系统层人体系统系统协调运作12人体由各种系统组成,如呼吸系这些系统相互协调,共同维持生命统、消化系统、神经系统等,每个活动,确保人体各项生命过程的有系统都有特定的功能和结构序进行复杂性和动态性3人体系统复杂多样,同时具有高度动态性,能根据内外环境变化而不断调节适应个体层个体生命现象个体生命的特点个体生命的意义个体的生命体现在从出生、成长、繁衍到个体生命具有独特性、连续性和阶段性,反个体生命不仅关乎个人,还影响到家庭、社老化的全过程中这是生命的基本单元和映了生命形式的统一性与多样性会乃至整个生态系统,是生命系统的基础最终表现形式生命物质的化学反应氧化还原反应1通过电子的转移来改变物质的化学状态合成反应2将简单物质组合成复杂物质分解反应3将复杂物质分解成更简单的物质生命物质通过各种化学反应来维持生命活动氧化还原反应提供能量,合成反应构建复杂生命分子,分解反应则分解有毒物质这些化学过程相互关联,共同维持生命的运转氧化还原反应氧化反应还原反应平衡关系氧化反应是生命物质发生化学变还原反应是氧化反应的逆过程氧化还原反应是相互依存、环环化的一种重要过程在这种反应在这种反应中，物质会获得电子相扣的二者共同维持着生命物中,物质会失去电子而变得更加而变得更加稳定这种反应释放质的化学平衡，保证了生命过程不稳定出能量的正常进行合成反应增加复杂性能量转化生物合成合成反应通过组合简单的分子,制造出更复在合成反应中,需要输入能量来打破原有的生物体内的许多合成反应都需要酶的催化,杂的有机化合物,如蛋白质、核酸和脂质等化学键,形成新的化学键这种能量转化是如生物体内蛋白质、核酸等生命物质的合生命物质生命活动的基础成分解反应过程分解分解反应是将复杂的物质分解成为简单的物质的化学过程释放能量在分解过程中,会释放出一定量的能量,通常表现为热量或光能断裂键合分解反应会打破原有的分子间键合,形成新的更简单的分子结构生命现象与生命物质能量代谢1生物体通过化学反应获取能量维持生命物质运输2生物体内部各种物质的循环流动生长繁衍3生物体通过细胞分裂和生殖过程增殖和传递遗传信息信息传递4生物体内部和外部环境信息的感知和传递生命现象与生命物质息息相关生命物质构成了生物体的基本组成单元,并参与了生物体的各种生命活动,如能量代谢、物质运输、生长繁衍和信息传递等只有理解生命物质的特性和功能,才能全面认知生命现象的本质能量代谢细胞呼吸过程糖类代谢光合作用生命体内的能量代谢主要通过细胞呼吸过程进糖类在细胞内通过糖酵解过程被分解,产生ATP植物通过光合作用利用光能将二氧化碳和水转行,在线粒体内将营养物质分解并转换为可利用能量供应细胞活动这是生命体内最基本的能化为葡萄糖,并产生氧气,为异养生物提供能量的ATP能量量供给方式和氧气物质运输营养物质吸收气体交换12生物通过消化系统吸收所需的蛋呼吸系统通过吸收氧气和释放二白质、脂肪和糖类等营养物质氧化碳来维持细胞的正常代谢活这些物质被运输至全身各部位供动这些气体通过血液循环系统细胞代谢使用运输至全身废物排出3人体内产生的尿素、乳酸等废物需要通过泌尿系统和其他排泄系统排出体外,维持体内环境的稳定生长繁衍生长繁衍生命体会通过吸收养分、代谢等过程不断地增加自身的质量和体积,这生命体还能够通过生殖过程产生新的个体,延续自己的种族,这种现象称种过程称为生长生长是生命维持和发展的重要过程为繁衍繁衍能确保生命的延续和基因的传承信息传递基因编码神经信号激素调控细胞信号转导DNA中的基因携带着遗传信息,神经元之间通过电化学信号的传内分泌系统分泌的激素,通过血细胞表面的受体识别并转化外界通过复制和转录,将信息传递给递,实现人体感知外界并做出反液运输调节机体各种生理过程,化学信号,激活细胞内复杂的信蛋白质合成机器,从而控制生命应的功能维持生命活动的稳定性号传导通路,调节细胞活动活动生命的本质生命的本质是什么这一直是人类探索的终极问题生命不仅包含了物质基础,更蕴含了复杂的化学过程、独特的信息传递机制,以及精妙有序的生命活动探索生命的本质,有助于我们更深入地理解生命的奥秘。