生细胞的物质基础

Ser H H3N
+
O C N H
Val H C CH
O C N H
T yr H C CH2
O C N H
Asp H C CH2
O C N H
Gln H C COO
-
C CH2 OH
N-端
CH2 C-端 CH2 CONH2
CH3 CH3 肽键 OH
CO2H
一级结构（primary structure） 二级结构(secondary structure) 三级结构(tertiary structure) 四级结构(quaternary structure)
蛋白质是一切生命现象的物质载体
蛋白质的基本组成单位
元素组成：C、H、O、N和硫，有些蛋白质还含有少量 的磷和金属元素。各种蛋白质的含氮量很接近，平均 含氮量为16%
结构单位——氨基酸
组成蛋白的氨基酸有20种 通式： RCH(NH2)COOH
不同氨基酸其R基各不相同，R基的结构决定 了20种氨基酸的特殊性质
核酸的分子组成：
元素组成：C、H、O、N、P（9－11％）
基本结构单位：核苷酸 8种
组 成
磷酸
戊糖 核糖
碱基（符号） 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） 尿嘧啶（U） 腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T）
组成的核苷酸 AMP
磷酸 脱氧核 糖
GMP CMP UMP dAMP dGMP dCMP
下列叙述不正确的是（ ） A．质粒是细菌基因组DNA 外的一些小的环状DNA 分子， 它是遗传工程中DNA片段的主要载体 B．病毒是目前已知最小的细胞生物 C．各类细胞的体积都相当恒定 D．人体内最大的细胞是卵细胞 E．器官的大小与细胞的数量成正比，而与细胞的大小无关 下列描述中错误的是（ ） A．各类细胞的体积都相当恒定 B．细胞的形态是与其功能相适应的 C．支原体是目前已知最小的细胞 D．人的卵细胞是目前已知最大的细胞 E．成人大约含有1014个细胞
DNA的二级结构
是DNA的双螺旋结构模型 （平行、反向、互补） 氢键 碱基堆积力 离子键
DNA双螺旋结构的特点：
1、DNA分子由两条DNA单链组成 2、DNA双螺旋结构是分子中两条ＤＮＡ单链之间基团相互 识别和作用的结果 DNA双螺旋结构的要点：
（１）ＤＮＡ分子由两条走向相反的互补核苷酸链构成， 一条为３’ ５’，另一条为５’ ３’，两条链均 按同一中心轴呈右手螺旋。
1、水 水是生命存在的条件，是原生质最基本的物 质，是细胞的主要成分。 随着细胞的衰老，细胞的含水量逐渐下降， 活细胞的含水量不低于75％。 存在方式： 游离水 95％ 结合水 以氢键结合于蛋白质分子中的水分 ，构成细胞结构的组成成分

水是无机离子和大分子物质的天然溶剂，也是原
生质的分散介质
溶解大多数的有机物和无机物 所有生物化学反应都需要水 排出代谢产物如尿素或多余的盐分
蛋白质的功能： 1）结构和支持：如胶原蛋白，蚕丝蛋白
2）催化：如酶类，胰蛋白酶
3）运输：如血红蛋白，转铁蛋白 4）运动：如肌动蛋白；微管蛋白 5）功防：如毒素、抗体、重金属结合蛋白 6）信息传递、调节：激素（如胰岛素，神经生长因子、受体）、
跨膜受体蛋白（接受信号）
7）储藏：如乳汁蛋白，卵白蛋白，种子蛋白 此外，基因的表达、调控和人类高级神经活动等都与蛋白质密 切相关
脂类的功能
脂类是生物膜的主要成分； 是储存能的分子，脂肪氧化时产生的能量 大约是糖氧化时的二倍。 生物表面的保护层/保持体温/生物活性物
质
脂类的主要组成元素
C、H、O 但O的含量低，C、H元素 比例高，有的脂类还含有P、N
脂类的基本组 成单位： 脂肪酸
CH3(CH2)nCOOH n＝10－20
脂肪酸
1)饱和脂肪酸： 硬脂酸（stearic acid） 软脂酸（palmitic acid） 2)不饱和脂肪酸： 油酸（oleic acid） 亚油酸（linoleic acid） 亚麻酸（linolrnic acid） 花生四烯酸（arachidonic acid）
中性脂肪（三脂酰甘油或称甘油 三脂）和油（植物中）
第四节 细胞的物质基础

元素基础 分子基础
一、元素基础
1、必需元素：新陈代谢或生长发育所必需的元素。
大量元素（宏量元素）：成人每日需要大于100mg
C
H
O
N
K Na Ca P Mg Cl S
微量元素（痕量元素）
Fe Zn I 2、非必需元素
Se
F Cu Mo Mn Cr Si Co 等
摄入少量不会产生严重病理现象：Al 摄入微量即出现病态或新陈代谢严重障碍：Hg，Pb
结构多糖——纤维素、几丁质(含氮的多糖)
4、脂类：结构物质、能量物质。
脂类是脂肪、磷脂、糖脂、类固醇、蜡、类胡萝卜素等类化合 物的总称 脂类的理化特点：难溶于水，而易溶于非极性有机溶剂 脂类的基本组成单位：脂肪酸 脂类的分类
脂肪：中性脂肪（三脂酰甘油或称甘油三脂） 油 类脂：磷脂 糖脂 类固醇等
dTMP
2、 DNA的分子结构 DNA的一级结构
是核酸分子中核苷酸排列顺序及其连接方式，核苷酸的排列顺 序代表了遗传信息。
1、核苷酸的链接方式：3’5’磷酸二酯键
2、核酸的基本结构形式：多核苷酸链
信息量：4n 末端：5’端，3’端 多核苷酸链的方向：5’端—3’端（由左到右） 3、表示方法：结构式、线条式、文字缩写
(b) A triglyceride
三脂酰甘油
类脂
磷脂：是构成生物膜的基本成分，也 是许多代谢途径的参与者。分为甘油磷 脂和鞘磷脂两大类。 糖脂：糖脂也是构成细胞膜的成分， 与细胞的识别和表面抗原性有关。 类固醇类

磷脂是生物膜脂质双层的主要成分，磷酸胆碱一端
为极性的头，两个脂肪酸一端为非极性的尾，其中 一个脂肪酸通常含不饱和双键，因此总有点弯折
蛋白质的分子结构

连接方式：肽键
肽键
O O
O HN CH H H C N CH H H O C OH
HN CH H H
C OH
＋
HN CH H H
C OH
H2O
肽键（Peptide bond）：一个氨基酸的羧基与另一 个氨基酸的氨基缩水而成的酰胺键称为肽键 （…CONH…）
蛋白质的基本结构形式
多肽链：…NHCHCONHCHCO… 多肽链的方向性：从N末端指向C末端
ＤＮＡ的变性和复性

ＤＮＡ的变性（熔解）：
ＤＮＡ双螺旋结构破坏，双链解旋，分开为单链 的过程。 ＤＮＡ变性因素： 加热 ＰＨ值改变等影响氢键的物理化学因素

ＤＮＡ复性（退火）：
ＤＮＡ变性后，适当地调整温度和ＰＨ值，分开 的两条互补链可通过碱基配对重新形成双螺旋。
（2）RNA（三种） 分布：主要存在细胞质中，细胞核中也有 单链，不存在碱基比例关系 局部能形成碱基对，出现双螺旋，不配对区域形 成突起(环) ①信使RNA（mRNA） 是蛋白质的氨基酸序列的合成 模板 (5%-10%) 。主要存在于细胞质中 ②转运RNA（tRNA） 是氨基酸的转运工具 (10%15%) 。主要存在于细胞质和核糖体中 ③核糖体RNA（rRNA ） 是蛋白质合成“工厂”核糖 体的组成部分 (75%-80%) 。主要存在于核仁和核 糖体中 一些小的RNA具有酶的活性---RNA催化剂也叫核酶 （Ribozyme）。
Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｐ、Ｓ
在生命元素中，碳原子 具有特别重要的作用， 碳原子相互连接成链或 成环，形成各种生物大 分子的基本结构。 碳骨架 结构排列和长短决定了有机化合物的基本性质
二、分子基础
小分子 单糖
水
无机盐
大分子 多糖
复合大分子 糖蛋白
氨基酸
核苷酸 脂肪酸
蛋白质
核酸 脂类
糖脂
脂蛋白
（由小分子到大分子）
多肽链间以非共价键(疏水键)的方式相连接，聚
合而成的更复杂的蛋白质四级结构。

每一条多肽链都有自己的三级结构，这样的多肽
链被称作蛋白质的亚基（subunit），又被称作亚 单位。单独存在时一般无生物活性。 蛋白质的四级结构指的是各个亚基在寡聚蛋白质 中的空间排布关系和蛋白质亚基之间的相互作用，

它不考虑每个亚基自身的构象。

Байду номын сангаас
细胞各种生理活动的场所
人体血液的组成主要是水（90％） 参与细胞的各种代谢活动

保护作用（水能吸收热量；水的蒸发热较高）
维持细胞内外的离子及酸碱平衡
生命的基本单位 —— 细胞
2、无机盐（通常以离子状态存在） 含量很少，约占1％。盐在细胞中解离为离子， 离子的浓度除具有调节渗透压和维持酸碱平衡的 作用外，还有许多重要的作用。 主要的阴离子有Cl－、HPO42－和HCO3－，其中磷酸 根离子在细胞代谢活动中最为重要。 主要的阳离子有：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、 Fe3+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Mo2+。
微量元素：Fe，Zn，I
生命的基本单位 —— 细胞
3、糖类
来自于光合作用，资源丰富，是人类食物中的 主要供能者。可以在体内转变为脂肪。
糖类是生物体进行生命活动的主要能源物质 葡萄糖是细胞的能源物质，在葡萄糖分解过程中， 释放的能量用以合成三磷酸腺苷（ATP），供细胞 生命活动的需要。
糖类分类：
单糖 单糖的分子式（CH2O）n，是细胞主要的能 源以及构成某些大分子物质的原料。 五碳糖（戊糖）：核糖、脱氧核糖 六碳糖（己糖）：葡萄糖、果糖、半 乳糖、甘露糖 寡糖（低聚糖） 双糖 蔗糖、麦芽糖、乳糖 三糖、四糖 棉籽糖 多糖 能水解成许多单糖的高分子化合物 营养储备多糖——淀粉、糖原