❶ 分子是如何構成生命的為什麼無生命的分子能構成生命
分子分為生物分子與非生物分子,生物分子是由非生物分子構成的,它已經具有生命。
無生命的分子能構成生命,是因為具有生物活性的物質都是由非生命的物質(如原子)構成
。比如人體就有水、蛋白質、無機鹽、糖類等構成的,說白了就是20多種元素。
❷ 生物分子是怎樣合成的
生物體內有機物分子的合成主要有以下方面:
1、糖代謝
http://ke..com/view/428008.htm?fr=ala0_1_1
2、脂代謝
http://ke..com/view/3460999.htm
3、蛋白質代謝
http://ke..com/view/809177.htm
簡單說就是有利用現成的物質(如食物中的營養物質糖類、脂類、氨基酸等)來合成生物自身的小分子,還有就是利用無機物(如二氧化碳、N2等)來合成的。
各種有機分子的合成有不同的途徑,每個途徑都很復雜,上面我給你的幾個鏈接就是其中的一部分,你先看看能看懂不。
❸ 生物分子是由什麼組成的
那種分子?
蛋白質:由氨基酸組成
核酸:五碳糖(脫氧核糖,核糖) 鹼基(ACTGU) 磷酸
酯類:酸(主要是羧酸和磷酸) 高級醇
糖元、纖維素:葡萄糖
❹ 說明生物分子的元素組成和分子組成有哪些相似的規律
生物分子的元素組成主要由大量元素碳、氫、氧、氮、磷、硫組成,物質中貯存著大量的能量,物質的合成、分解就伴隨著能量的貯存、釋放.沒有能量的物質生物體是不需的.能量推動著物質在生物體之間傳遞.遺傳信息的傳遞指的就是DNA的復制,DNA在復制過程中,本身就傳遞著遺傳信息.沒有遺傳信息的傳遞,DNA的復制就失去了意義.
❺ 生物細胞分子的組成成分
水:生命活動的介質環境
水是生物體的第一大化合物,含量在50%以上,甚至可達99%。人體的含水量隨年齡增長而減少,從新生兒80%到老年的55%。
地球表面的70%為水覆蓋,水是地球表面最豐富的物質,水在地球表面以三種狀態同時存在。液態水是良好的極性溶劑,很多物質都能溶於水中,眾多的化學反應在水中能非常好的進行。生命現象主要是生物體內一系列生物化學反應的外部體現,因此,水是生命存在的介質環境,沒有水就沒有生命。
水分子的形狀是一個等腰三角形,分子內O-H間的鍵長約為0.0965nm,H-O-H鍵角為104.5°。氫原子的電子由於氧原子核的強力吸引而偏向氧,結果使氫被氧化而呈正電,氧呈負電。由於氧原子只有兩對電子是與質子(氫原子核)共享的,在8電子殼層中還有兩對電子暴露在O-H的外部,這兩對電子吸引相鄰水分子上的正電,從而形成氫鍵。因此,水分子通過氫鍵而相互連接起來。水與其他分子的負電性原子形成鍵能大致相同的氫鍵,例如羧基中的-OH基團中的氧或蛋白質-NH基團中的氮都可與水分子的氫形成氫鍵。在分子中如果含有-OH、-NH等極性基團的分子與電負性強的原子也能形成氫鍵。在蛋白質分子中,存在著大量的氫鍵,從而使蛋白質的結構得到加固。氫鍵在加固核酸的特殊結構中也起著重要的作用。此外,水還能夠和一些小分子有機化合物形成氫鍵。氫鍵的鍵能大約只有共價鍵的十分之一,幅度較小的溫度變化就可以使氫鍵斷開。這就使得帶氫鍵的結構具有顯著的柔順性,使它們能隨著內外環境的變化而變化。
生物體內物質的運輸是依賴水良好的流動性完成的,另外水還有恆溫、潤滑等多種作用。
無機鹽:參與和調節新陳代謝
無機鹽在細胞里含量很小,人體內的無機鹽大約佔5%左右,種類很多,含量最多的無機鹽是鈣和磷鹽約占無機鹽含量的一半左右,主要沉積在骨骼和牙齒中,無機鹽的另一半大多以水合離子狀態存在於體液中。由於無機鹽的種類多樣,因此功能不一。總體來說,無機鹽有如下功能:
1.構成骨骼和牙齒的無機成分,對身體起支撐作用。骨骼中無機物約佔1/3,有機物佔2/3。存在於骨骼中的無機鹽主要是鈣和磷,有機物主要是蛋白質。有機物使骨骼具有韌性,無機鹽使骨骼具有硬度。骨骼中的鈣磷鹽是體液中鈣磷鹽的貯存場所(鈣磷庫)。
2.維持生命活動的正常生理環境。Na+、Cl-、K+、HPO42-在維持細胞內外液的容量方面起著重要的作用。體內各種酶的作用需要相對恆定的pH,體液的緩沖系統由這些鹽類構成,發揮穩定氫離子濃度的功能。同樣,無機鹽對肌肉、心肌的應激性的維持也有重要的作用。
3.參與或調節新陳代謝。體內很多酶需要離子結合才具有活性,有些離子可以增強或抑制酶的活性。某些離子參與物質轉運、代謝反應、信息傳遞等多種功能。
無機鹽是機體新陳代謝的重要調節和參與因素。
蛋白質:生命活動的主要表現者
蛋白質是生物體的第二大化合物,在細胞的乾重中,約一半以上是蛋白質,在活細胞中的含量在15%以上。蛋白質是大分子物質,分子量在6000至百萬道爾頓。蛋白質的英文名叫做protein,源自希臘文προτο,它是「最原初的」,「第一重要的」意思。「朊」這個詞就是根據protein的原意翻譯的,但由於蛋白質一詞沿用已久,所以「朊」並未被廣泛採用。蛋白質在生物體內佔有特殊的地位。蛋白質和核酸構成原生質中的主要成分,而原生質是生命現象的物質基礎。
蛋白質是生命的結構基礎和功能基礎。蛋白質廣泛地存在於細胞膜、液態基質、細胞器、核膜、染色體等結構中,蛋白質中的一半左右是酶-生物催化劑,細胞中眾多的化學反應由酶分子催化。蛋白質種類眾多,功能各異,總體來說,蛋白質具有下述功能:
1.催化和調控:體內物質代謝的一系列化學反應幾乎都是由酶催化的。體內各組織細胞各種代謝的進行和協調,都與蛋白質的調控功能密切相關。
2.在協調運動中的作用:肌肉收縮是一種協調運動,肌肉的主要成分是蛋白質,肌肉收縮是肌肉中多種蛋白質組裝成的粗絲、細絲完成的,從微觀上看是細胞內微絲、微管的活動,精子、纖毛的運動等都與蛋白質的作用有關。
3.在運輸及貯存中的作用:蛋白質在體內物質的運輸和貯存中起重要作用。例如,全身各組織細胞時刻不能缺少的氧分子,就是由血紅蛋白運輸的;氧在肌肉中的貯存靠肌紅蛋白來完成。鐵在細胞內需與鐵蛋白結合才能貯存。
4.在識別、防禦和神經傳導中的作用:體內各種傳遞信息的信使需與特異的受體相互識別,受體多為蛋白質,可見蛋白質在信息傳遞過程中起重要作用,另外,抗體對抗原的結合,神經沖動的傳遞等也是蛋白質參與完成的。
因此,蛋白質是生命過程中的主要分子,是生命現象的主要「演員」,蛋白質-生命的體現者。
糖:生命活動的主要能源物質
糖在動物體內是四大類生物分子中含量最小的,但糖類是草食動物及人體消化吸收最多的食物成分(不計水),原因在於吸收的糖類消耗很快(能源物質)、可大量轉化為脂肪貯存及糖原貯存量較小造成的。
糖是多羥基醛或多羥基酮類化合物。糖的基本單位是單糖,如葡萄糖、果糖等。多數單糖有鏈式和環式兩種結構,並且環式結構存在α和β兩種異構體,三者之間可以相互轉化。由單糖可以聚合成雙糖、寡糖、多糖。雙糖如蔗糖(葡萄糖-果糖二聚體)、麥芽糖(葡萄糖二聚體)和乳糖(半乳糖二聚體),多糖的典型代表是植物中的澱粉和動物體的糖原。
糖在植物體中貯存較多,在動物體相對含量較小。動物體不能由無機物合成糖,動物體內的糖最初都是由植物提供的,植物通過光合作用能將二氧化碳和水合成為糖。
糖在體內有以下兩方面的功能:
1.細胞的重要能源物質:動物體攝取糖後,大量的糖是作為能源物質被使用。糖在體內氧化,釋放能量,釋放的能量以熱散發維持體溫和貯存於ATP、磷酸肌酸中以供生命活動所用。動物體攝取的糖如果有剩餘,能夠合成肝糖原和肌糖原以貯存糖,但量相對較小,一個中等身材的人只能貯存約500g左右的糖原。糖在身體內很容易轉化為高度還原的能源貯存形式脂肪,貯存於脂肪組織,以供糖缺乏的時候給身體提供能量。
2.糖在細胞內與蛋白質構成復合物,形成糖蛋白和蛋白聚糖,廣泛地存在與細胞間液、生物膜和細胞內液中,它們有些作為結構成分出現,有些作為功能成分出現。因此,糖蛋白和蛋白聚糖也是生命現象的「演員」。
核酸:生命活動的主宰者
核酸在體內含量很少,分為兩類:脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。DNA主要存在於細胞核中,RNA主要存在於細胞質中。RNA主要有信使核糖核酸(mRNA)、轉運核糖核酸(tRNA)和核糖核蛋白體核糖核酸(rRNA)三種。
核酸是重要的生物大分子,是生物化學與分子生物學研究的重要對象和領域。生物的特徵是生物大分子決定的。生物大分子有四類:核酸、蛋白質、多糖和脂質復合物。糖和脂質的合成由酶(蛋白質)催化完成,它們與蛋白質在一起,增加了蛋白質結構與功能的多樣性。蛋白質的合成取決於核酸;然而生物功能通過蛋白質來實現,包括核酸的合成也需要蛋白質的作用。因此,生物體內最重要的大分子物質是DNA、RNA和蛋白質。由生物大分子和有關生物分子與無機分子或離子共同構成生物機體不同層次的結構;生物大分子之間以及與其他分子之間的相互作用決定了一切生命活動。概括地說,核酸(主要是DNA)是生命的操縱者,蛋白質是生命的表現者,糖和脂肪是生命的能源物質,磷脂是生物膜的結構基礎,水是生命存在的介質環境,無機鹽參與和調節新陳代謝。
G. Mendel於1865年發現豌豆雜交後代性狀分離和自由組合的遺傳規律。F. Miescher於1868年發現核酸(當時稱核素),細胞學家和遺傳學家曾猜測核素可能與遺傳有關。19世紀開始知道有兩類核酸,直到20世紀40年代才了解DNA和RNA都是細胞的重要組成物質,前者可引起遺傳性狀的變化,後者可能參與蛋白質的生物合成。50年代初生物學家開始接受DNA是遺傳物質的觀點。1953年,Watson和Crick提出DNA的雙螺旋結構模型,才從分子結構上闡明了其遺傳功能。半個世紀以來,核酸研究已經成為生物化學與分子生物學研究的核心和前沿,其研究成果改變了生命科學的面貌,也促進了生物技術產業的迅猛發展,充分表明這類物質有重要的生物功能。
核酸的功能主要有以下三點:
1.DNA是主要的遺傳物質:DNA分布在細胞核內,是染色體的主要成分,而染色體是基因的載體。細胞內的DNA含量十分穩定,而且與染色體數目平行。基因是染色體上佔有一定位置的遺傳單位。基因有三個基本屬性:一是可通過復制,將遺傳信息由親代傳給子代;二是通過轉錄表達產生表型效應;三是可突變形成各種等位基因。但有些病毒的基因組是RNA,基因是RNA的一個片段。一些可作用於DNA的物理化學因素均可引起DNA突變從而引起遺傳性狀的改變。DNA的突變是生物進化的基礎,即突變的累積導致生物進化。
2.RNA參與蛋白質的生物合成:實驗表明,由3類RNA共同控制著蛋白質的生物合成。核糖體是蛋白質合成的場所。過去以為蛋白質肽鍵的形成是由核糖體的蛋白質所催化,稱轉肽酶。1992年H. F. Noller等證明23S rRNA具有核酶活性,能夠催化肽鍵形成。rRNA約占細胞總RNA的80%,它是裝配者並起催化作用。tRNA占細胞總RNA的15%,它是轉換器,攜帶氨基酸並起解譯作用。mRNA占細胞總RNA的3~5%,它是信使,攜帶DNA的遺傳信息並起蛋白質合成的模板作用。
3.RNA功能的多樣性:20世紀80年代RNA的研究揭示了RNA功能的多樣性,它不僅是遺傳信息由DNA傳遞到蛋白質的中間傳遞體,雖然這是它的核心功能,。歸納起來,RNA有5類功能:①控制蛋白質合成;②作用於RNA轉錄後加工與修飾;③基因表達和細胞功能的調節;④生物催化與其他細胞持家功能;⑤遺傳信息的加工與進化。病毒RNA是上述功能RNA的游離成分。
生物體通過DNA復制,而使遺傳信息由親代傳給子代;通過RNA轉錄和翻譯而使遺傳信息在子代得到表達。RNA具備諸多功能,無不關系著生物機體的生長和發育,其核心作用是基因表達的信息加工和調節。
脂類:生命的備用能源和生物膜的結構基礎
脂類是動物體內的第三大類物質。脂類大都是非極性物質,很難溶於水,脂類分為脂肪和類脂兩大類。脂肪是由甘油和脂肪酸縮合而成,類脂有磷脂、膽固醇及膽固醇酯等形式。脂肪的含量不穩定,是體內貯存的能源物質,變化很大,稱為可變脂或貯脂,一般成年男性脂肪占體重的10~20%。磷脂由於是細胞的結構成分,因此含量是穩定的,稱固定脂或膜脂,約占體重的5%。
1. 三脂醯甘油(脂肪)的丙三醇頭部是親水的,而3條脂肪酸尾部是疏水的。
2. X基團是極性的,常見的有膽鹼、乙醇胺、絲氨酸等。
3. 磷脂和糖脂只有2條或1條疏水性尾部,其餘都是親水的,因此磷脂和糖脂很容易形成油與水的分界膜。
脂類的主要作用有以下三點:
1.脂肪是貯存的能源物質:脂肪是高度還原的能源物質,含氧很少,因此相同質量的脂肪和糖相比氧化釋放的能量很多,可達糖的兩倍以上,並且由於脂肪疏水,因此可以大量貯存,但脂肪作為能源物質的缺點也是明顯的,因為疏水,所以脂肪的動員速度比親水的糖要慢。脂肪主要的貯存部位是皮下、大網膜、腸系膜和臟器周圍,貯存量可達15~20kg,足以維持一個人一個月的能量需要。
2.磷脂是生物膜的結構基礎:磷脂是脂肪的一條脂肪酸鏈被含磷酸基的短鏈取代的產物,因為這條磷酸基鏈的存在,使磷脂的親水性比脂肪的大,能夠自發形成磷脂雙分子層膜。生物膜的骨架就是磷脂雙分子層,再加上一系列的蛋白質和多糖就構成生物膜。生物膜在細胞中是廣泛存在的,因此,一個細胞的膜表面積很大。膜分隔細胞的空間使不同類的化學反應可以在不同的區間完成而不互相干擾,很多化學反應在膜的表面上進行。神經元細胞由於樹突軸突的存在,細胞膜面積十分巨大,因此神經組織是體內含磷脂最豐富的組織。
3.膽固醇的衍生物是重要的生物活性物質:膽固醇可在肝臟轉化為膽汁酸排入小腸,膽汁酸可以乳化脂類食物而加速脂類食物的消化;7-脫氫膽固醇可在皮膚中(日光照射下)轉化為維生素D3,然後在肝臟和腎臟的作用下形成1,25-(OH)2-D3,通過促進腸道和腎臟對鈣磷的吸收使骨骼牙齒得以生長發育;膽固醇可在腎上腺皮質轉化為腎上腺皮質激素和性激素;膽固醇可在性腺轉化為性激素。另外,不飽和脂肪酸也是體內其他一些激素或活性物質的代謝前體,膽固醇也作為生物膜的結構成分出現。
脂類物質是貯存的能源物質、生物膜的結構成分和體內一些生理活性物質的代謝前體。
DNA分子
DNA即脫氧核糖核酸(英文Deoxyribonucleic acid的縮寫),又稱去氧核糖核酸,是染色體的主要化學成分,同時也是組成基因的材料。有時被稱為「遺傳微粒」,因為在繁殖過程中,父代把它們自己DNA的一部分復制傳遞到子代中,從而完成性狀的傳播。原核細胞的染色體是一個長DNA分子。真核細胞核中有不止一個染色體,每個染色體也只含一個DNA分子。不過它們一般都比原核細胞中的DNA分子大而且和蛋白質結合在一起。DNA分子的功能是貯存決定物種性狀的幾乎所有蛋白質和RNA分子的全部遺傳信息;編碼和設計生物有機體在一定的時空中有序地轉錄基因和表達蛋白完成定向發育的所有程序;初步確定了生物獨有的性狀和個性以及和環境相互作用時所有的應激反應.除染色體DNA外,有極少量結構不同的DNA存在於真核細胞的線粒體和葉綠體中。DNA病毒的遺傳物質也是DNA,極少數為RNA.
DNA分子就是帶有以上特徵結構的分子。DNA結構的發現是科學史
DNA結構的發現是科學史上最具傳奇性的「章節」之一。發現DNA結構是劃時代的成就,但發現它的方法是模型建構法,模型建構法就像小孩子拼圖游戲一樣的「拼湊」法。而在這場「拼湊」中表現最出色的是沃森和克里克。
1928年4月6日,沃森出生於美國芝加哥。16歲就在芝加哥大學畢業,獲得動物學學士學位,在生物學方面開始顯露才華。22歲時取得博士學位,隨後沃森來到英國劍橋大學的卡文迪什實驗室,結識了早先已在這里工作的克里克,從此開始了兩人傳奇般的合作生涯。克里克於1916年6月8日生於英格蘭的北安普敦,21歲在倫敦大學畢業。二戰結束後,來到劍橋的卡文迪什實驗室,克里克和沃森一樣,對DNA有著濃厚的興趣,從物理學轉向研究生物學。
當時人們已經知道,DNA是一種細長的高分子化合物,由一系列脫氧核苷酸鏈構成,脫氧核苷酸又是由脫氧核糖、磷酸和含氮鹼基組成,鹼基有4種。在1951年,很多科學家對DNA的結構研究展開了一場競賽。當時有兩個著名的DNA分子研究小組,一個是以著名的物理學家威爾金斯和化學家富蘭克林為首的英國皇家學院研究小組,他們主要用X射線衍射來研究DNA結構。一個是以著名化學家鮑林為首的美國加州理工大學研究小組,他們主要用模型建構法研究DNA結構,並且已經用該方法發現蛋白質a螺旋。
1951年2月,威爾金斯將富蘭克林拍的一張非常精美的DNA的X光衍射照片在義大利舉行的生物大分子結構會議上展示,一直對DNA有濃厚興趣的沃森看到這張圖時,激動得話也說不出來,他的心怦怦直跳,根據此圖他斷定DNA的結構是一個螺旋體。他打定主意要製作一個DNA模型。他把這種想法告訴了他的合作者克里克,得到了克里克的認可。
沃森和克里克構建DNA分子結構模型的工作始於1951年秋。他們用模型構建法,仿照著名化學家鮑林構建蛋白質α螺旋模型的方法,根據結晶學的數據,用紙和鐵絲搭配脫氧核苷酸。
他們構建了一個又一個模型,都被否定了。但沃森堅持認為,DNA分子可能是一種雙鏈結構。因為自然界中的事物,很多是成雙成對的,細胞中的染色體也是成對的。之後他們分別完成了以脫氧核糖和磷酸交替排列為基本骨架,鹼基排在外面的雙螺旋結構(如圖一),和以脫氧核糖和磷酸交替排
列為基本骨架,鹼基排在內部,且同型鹼基配對的雙螺旋結構(如圖二)。
1952年,生物化學家查伽夫訪問劍橋大學時向報道了他對人、豬、牛、羊、細菌和酵母等不同生物DNA進行分析的結果。查伽夫的結果表明,雖然在不同生物的DNA之間,4種脫氧核苷酸的數量和相對比例很不相同,但無論哪種物質的DNA中,都有A=T和G=C,這被稱為DNA化學組成的「查伽夫法則」。1952年7月,查伽夫訪問卡文迪什實驗室時,向克里克詳細解釋了A:T=G:C=1:1的法則。之後,克里克的朋友,理論化學家格里菲斯通過計算表明,DNA的4種脫氧核苷酸中,A必須與T成鍵,G必須與C成鍵。這與查伽夫法則完成一致。隨後,鮑林以前的同事多諾告訴沃森,A-T和G-C配對是靠氫鍵維系的。以上這些工作,就成了沃森和克里克DNA分子模型中A—T配對、G—C配對結構的基礎。
至此,DNA模型已經浮現。2月28日,沃森用紙板做成4種鹼基的模型,將紙板粘到骨架上朝向中心配對,克里克馬上指出,只有兩條單鏈的走向相反才能使鹼基完善配對,這正好與X光衍射資料一致。完整的DNA分子結構模型完成於1953年3月7日。根據這個模型,DNA分子是一個雙螺旋結構,每一個螺旋單位包含10對鹼基,長度為34埃(1埃=10-10米)。螺旋直徑為20埃。4月15日,沃森和克里克關於該模型的第一篇論文在《自然》(Nature)雜志上發表。
DNA分子雙螺旋結構模型的發現,是生物學史上的一座里程碑,它為DNA復制提供了構型上的解釋,使人們對DNA作為基因的物質基礎不再懷疑,並且奠定了分子遺傳學的基礎。DNA雙螺旋模型在科學上的影響是深遠的。
❻ 小分子,為何能結合成為生物呢
一些人在現代科學沒有建立之前,就會很習慣的把一些原因歸就於神話傳說。然而在現代科學建立之後,我們就了解到了首先要有星球,在之後才會有各種原子結合成有機物,一些有機物再結合形成更加復雜多變的有機物,進而形成了構成細胞的各個細胞器,再由這些細胞結合形成為多細胞的生物。
3
隨著新的產物不斷出現,可能出現的反應也越來越多,這些反應產物之間可以繼續進行合成,也可以和前幾代產物以至於最初的六種基本分子進行化學反應。自然界中的化學反應活躍程度還是相當高的。這個程序不僅能夠運行我們已知的一些化學反應,甚至還發現了一些我們原本並不知道的前生物分子合成途徑。
首先,在這個化學反應樹中的新產物可以成為新化學反應的基礎,這在極大程度上增加了可能出現的化學反應過程和產物數量,使其以滾雪球的形式大幅增加。再者,在模擬程序中,一些有機分子能夠自發地相互連接在一起,最終形成了一個閉合的氣泡,這些氣泡就是未來的細胞壁結構。
Allchemy程序對於我們來說是一個好消息,它幫助我們理解了早期地球上僅有的幾種有機分子是如何合成為生命所必須的各種化學物質的。
雖然說我們的當代科學技術建立的慢,有我們的科學家們借鑒其他國家的,加上有其他國家的科研人員的幫助,讓我國的科學進一步的發展,也能夠進行一些模擬和研究。
❼ 生物小分子有哪些,如何組成生物大分子
小分子:水、氨基酸、核苷酸、單糖、脂類、維生素
大分子:蛋白質、核酸、多糖
氨基酸脫水縮合成多肽鏈,進而形成蛋白質
核酸是由眾多核苷酸聚合而成的多聚核苷酸(polynucleotide),相鄰二個核苷酸之間的連接鍵即:3』,5』-磷酸二酯鍵。這種連接可理解為核苷酸糖基上的3』位羥基與相鄰5』核苷酸的磷酸殘基之間,以及核苷酸糖基上的5』位羥基與相鄰3』核苷酸的磷酸殘基之間形成的兩個酯鍵。多個核苷酸殘基以這種方式連接而成的鏈式分子就是核酸。無論是DNA還是RNA,其基本結構都是如此,故又稱DNA鏈或RNA鏈。
單糖脫水縮合成多糖
❽ 生物分子是由什麼組成的
那種分子?
蛋白質:由氨基酸組成
核酸:五碳糖(脫氧核糖,核糖) 鹼基(ACTGU) 磷酸
酯類:酸(主要是羧酸和磷酸) 高級醇
糖元、纖維素:葡萄糖