文档介绍：生命的化学特征
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本章主要内容
组成生命有机体的元素
生物分子
生命有机体中的化学键
生物化学反应的能量来源
水在生命化学过程中的作用
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生命与非生命物质在化学组成上有很大的差异，然而组成生命物质的元素都是存在于非生命界的元素。
元素周期表中各种元素在生命机体中的丰度
氢、氧、碳和氮
硫和磷
钾、钠、***、钙与镁
其他微量元素
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表 2‑1 生物分子中的共价键与键能
类型
键能（kJ/mol）
类型
键能*（kJ/mol）
单键
双键
O-H
458
C=O
708
H-H
433
C=N
612
P-O
416
C=C
608
C-H
413
P=O
500
C-O
350
三键**
C-C
346
C≡C
813
S-H
338
C-N
297
C-S
258
N-O
220
S-S
212
*指键断裂所需要的能量 **生物分子中很少见
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硫和磷
可以形成相对比较弱的化学键，在化学基团和能量转移中有重要作用，如巯基
-SH用于携带和转移脂酰基，磷酰基用于贮存和转移化学能
钾、钠、***、钙、镁
维持细胞渗透压、细胞容积、离子平衡、细胞膜电位
钠、钾离子 神经肌肉正常兴奋性，糖原合成和蛋白质代谢
镁离子是300多种酶的辅因子
钙离子是骨骼的主要成分，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
其他的微量元素
主要有铁与铜 化学价可变（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。还有Zn 2+，Mn 2+ ，Mo 2+ 和I 等也有重要生理功能。
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生物大分子
参与生命有机体活动的许多分子是非常巨大的，我们把生物机体中这些巨大的分子称为生物大分子（biological macromolecules）。
生物大分子通过组成它们的单体之间的非共价相互作用，形成特定的空间结构，从而具有了不同的生物学功能。
生物大分子是表现生命特征的基本物质。
血红蛋白的空间结构
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核酸,蛋白质和多糖是主要的生物大分子
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类脂
类脂（如磷脂）是富含碳氢元素的一族生物小分子，其在水溶液中溶解性较差、兼具亲水和亲脂特性。细胞的膜结构就是大量磷脂分子的聚合体。
有机小分子
细胞中还存在许多具有独特功能的有机小分子物质,也是合成较大分子的前体。
如： 核苷酸、氨基酸、葡萄糖
脂肪酸、胆碱、甘油等
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在生物大分子之间主要存在的非共价的相互作用力包括氢键、离子键、范德瓦尔力、疏水力。
氢键（hydrogen bonds）
由两个原子来分享一个氢原子，具有高度定向性，一个是氢供体，
另一个是氢受体
范德瓦尔力（Van der Waals bonds）
一定距离内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
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
离子键（ionic bonds）
正、负电荷之间的静电引力
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4 种非共价作用力的示意图
范德瓦尔接触距离
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