《陈阅增普通生物学》第三版__第一章_细胞的化学组成课件
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甘氨酸:Gly 丙氨酸:Ala 缬氨酸:Val 亮氨酸:Leu 色氨酸:Trp 酪氨酸：Tyr 丝氨酸:Ser 半胱氨酸:Cys 甲硫氨酸:Met （蛋氨酸） 天冬酰胺:Asn 谷氨酰胺:Gln 天冬氨酸:Asp 谷氨酸:Glu
苯丙氨酸:Phe 苏氨酸:Thr
异亮氨酸:Ile
脯氨酸:Pro
赖氨酸:Lys
3、多糖
由很多单糖分子脱水缩合而成的分支或不分支的长链 分子，是自然界数量最多的糖类。
（ 1 ）淀粉
由G通过糖苷键连接而成，通式(C6H10O5)n，是植物 细胞中作为贮藏物质的糖。 直链淀粉： G之间以α －1，4－糖苷键相连，分子量从 几千到50万不等，没有支链，整个分子常呈 螺旋形，能溶于热水，遇碘变蓝。 支链淀粉：每条链中的G之间都以α －1，4－糖苷键 相连，但链与链的交接处以α －1，6－糖 苷键相连，分子量在20万以上，甚至可达 100万，不溶于热水，遇碘呈棕红色。
1、 Pr单体（氨基酸） 天然存在的Pr所包含的aa共20种，通式为： 共性： 一个α 碳原子同时与一个－COOH、 一个NH2 、一个H和一个R基相连，R 是可变的侧链。 R H C NH2 COOH
除甘氨酸外，所有天然aa的α 碳原子都不对称，即α 碳 原子同时与4个不同基团相连，因此也有D－aa和L－aa之分， 所有天然Pr都由L－aa所构成。 20种天然aa的名称及缩写：
第一部分
细胞和生物大分子
细胞的发现和细胞学说的建立： 1665.英.胡克（R.Hooke）用显微镜观察软木片，发现 蜂窝状小室，命名为“细胞”。荷兰.列文虎克（Antoni van Leeuwenhoek）首次发现活细胞。
1833.布朗（R.Brown）指出细胞核是植物细胞的重要 调节部分，最早认识到活细胞结构的作用。
环 式
CHO
D－葡萄糖 L－葡萄糖 H C
CHO
C H
OH
D型
R
R
L型
OH
天然葡萄糖都是D－葡萄糖。
2、寡糖（由少数几个单糖脱水缩合而成的糖） （1）麦芽糖（C12H22O11）
由2分子G脱水缩合而成，形成一个α －1，4－糖苷键， 具有还原性，是构成淀粉的基本单位。
（2）蔗糖
由1分子G和1分子果糖脱水缩合而成，无还原性。
（1）核苷酸
① 组成核酸 ② 特殊功能
从水对生命活动的作用来看，水是最好的溶剂；同时也 是某些反应的底物。
此外，水的比热大，可使生物体的体温不至于因为周围 环境温度的变化而发生急剧变化。 2、无机盐
（1）存在状态：一般以离子形式存在。
（2）作用 ①维持细胞渗透压 ②调节PH值 ③作为酶的辅助因子
④是合成某些有机物的原料
（二）糖类
一般用通式可表示为Cm(H2O)n，含C、H、O，一般比例 为1：2：1。包括单糖、寡糖、多糖。
磷脂分子头部极性、亲水，尾部非极性、疏水。
3、其它
（1）蜡 结构与脂肪相似，但组成蜡的醇和脂肪酸都是长链的， 而且醇是单羟基醇，多见于皮肤和羽毛表面、叶和果实的 表面以及昆虫体表，可防止细胞失水或防水。
（2）类固醇 （如：胆固醇、性激素、VD、肾上腺皮质激素等。）
（3）萜类 类胡萝卜素：植物细胞中的叶绿体色素。
（4）其它多糖 几丁质：昆虫和甲壳类动物外骨骼的主要成分。 果胶：植物细胞胞间层的主要成分。 粘多糖：在腺体分泌液、血液、细胞膜表面都有分布， 细菌荚膜和细胞壁中也常有粘多糖。在机体内 常与Pr结合成糖蛋白，某些位于细胞膜表面的 糖蛋白与细胞识别功能有关。 （三）脂类 1、中性脂肪和油 两者是同类物质，在动物中叫脂肪，在植物中叫油， 都由甘油和脂肪酸缩合而成，没有极性，高度疏水。
1835.F.迪雅尔丹（F.Dujardin）发现动物细胞内含物， 命名为“肉样质”。 1838.德.施莱登（M.Schleiden）《论植物的发生》一 文，指出细胞是一切植物结构的基本单位，标志细胞学说 形成。
1839.德.施旺（T.Schwann）《显微研究》，指出动物和 植物的基本单位都是细胞，进一步补充了细胞学说。（一般 认为施莱登和施旺共同提出了细胞学说。） 1858.德.微尔和（R.Virchow）提出“细胞来自细胞”， 发展了细胞学说，否定了生命的自然发生学说。 1880.魏斯曼（A.Weissmann）指出现在所有的细胞都有 一个共同祖先，细胞是连续发展的、进化的。 至此，完整的细胞学说形成。（19世纪自然科学三大 发现之一）
精氨酸:Arg 组氨酸:His
2、肽和多肽
一个aa的α －氨基和另一个aa的α －羧基脱水缩合，形 成肽键，并生成相应的化合物二肽。同样还可以不断往肽链 上添加新的aa，肽链中有几个aa，就可以叫几肽。 肽：分子量≤1500
多肽：分子量>1500
3、 Pr空间结构 （1）一级结构 概念 ：指Pr分子中多肽链的数目、多肽链之间的连接方 式和连接部位，二硫键的数目和位置，多肽链中 aa的数目、种类和顺序等。
化学因素：重金属离子、酸、碱、有机溶剂等
②Pr变性的表现 ： 肽链的构象从有序的卷曲、折叠状态变为松散无 序；疏水基团外露；溶解度降低；失去结晶能力等。 （五）核苷酸、核酸 1、核苷酸、核酸的组成 （1）核苷酸 核糖 戊糖 核 脱氧核糖 苷 酸 含N碱基：A、T、G、C、U
核苷
磷酸
（2）核酸
由多个核苷酸通过3’，5’—磷酸二酯键连接而成。 DNA:由脱氧核糖核苷酸连接而成；是双链分子。 核 酸 碱基：A、T、G、C RNA：由核糖核苷酸连接而成；一般为单链分子。 碱基：A、U、G、C 2、核苷酸、核酸的生物学功能
饱和脂肪酸：C链上不含双键，常温下为固态。
脂肪酸 不饱和脂肪酸：C链上含一个以上双键，常温下为液态。
对于哺乳动物和人，有2种脂肪酸不能自己合成，必须 从外界摄取，即亚油酸和亚麻酸，为人体的必需脂肪酸。
2、磷脂类 甘油的α－OH与磷酸结合成酯，另外2个－OH与脂肪酸 结合，这样就形成了最简单的磷脂——磷脂酸。如果磷酸基 团中的一个H再被胆碱取代，就形成卵磷脂，它是生物膜的 主要成分。 如果磷酸基团中的一个H被胆胺取代，就形成脑磷脂，与 血液凝固有关，同时也构成动物的膜结构。
1、单糖
(CH2O)n，n≥ 3
Байду номын сангаас
命名： n从3开始增大，依次叫丙糖、丁糖、戊糖、己糖， 等等。 存在形式：
O
醛糖：末端C含有醛基－ CH，如丙糖中的甘油醛，戊糖 中的核糖、脱氧核糖，己糖中的葡萄糖（G）等。 O 酮糖：链内C上含有羰基－C－，如丙糖中的二羟丙酮、 戊糖中的核酮糖、己糖中的果糖等。
许多单糖对生物体有重要作用，如甘油醛和二羟丙酮的 磷酸酯是细胞呼吸作用和光合作用的中间产物；核糖、脱氧 核糖分别构成RNA、DNA；G是机体的主要供能物质，也是 绿色植物光合作用的产物。 链式G和环式G的互换（P17）：单糖分子中的醛基或 羰基，与另一个C原子上的羟基反应，就形成半缩醛。（以 环式为主） 船式构象： 椅式构象：
（4）四级结构 概念：由2条以上肽链构成的Pr 中，各条肽链的三级结构 在空间上的位置就是四级结构，即各条肽链以弱键相互连 接所形成的特定构象。
4、Pr的变构和变性
（1）变构作用 概念：含两个以上亚单位的Pr分子，如果其中一个亚单位 与其它小分子物质结合，使该亚单位和其它亚单位的构象 发生变化，从而导致整个Pr的构象和活性发生改变，这种 现象叫做变构作用或别构作用。 （2） Pr的变性 ① 概念：Pr 在某些物理或化学因素的作用下，其空间 结构被破坏，失去生物学活性，这种现象叫Pr的变性。 物理因素：X射线、紫外线、高温等
（1）含量
不同生物含水量不同，通常占体重65～90％；一般水生 生物和幼年动植物含水较多；同一生物不同部位含水量不同， 柔软组织，如肌肉、脑髓含水70～80％，骨骼含水20～25％。 （2）存在形式
①游离水：以游离态存在，可作为溶剂。
②结合水：与Pr等物质紧密结合，参与生物体的构成。
（3）重要性
从生命发展史来看，最初的生命产生于水环境，后来 一部分生物仍需在水中生活，另一部分生物逐渐减小对水 环境的依赖性，但没有一种生物能完全脱离水而生存。
（2）糖原
是动物细胞中以贮存状态存在的多糖，又称动物淀粉， 在肝脏和肌肉中含量最高，分别称肝糖原和肌糖原。
肝糖原与调节血糖浓度有关；肌糖原在肌肉剧烈运动时 迅速水解成G，保证肌细胞有充足的能量。
糖原在结构上与支链淀粉相似，分支比支链淀粉多，分 子量也比支链淀粉大，遇碘呈红褐色。 （3）纤维素 是高等植物细胞壁的主要成分，也是自然界分布最广、 数量最多的多糖。 没有分支，由G脱水而成，但连接G的是β －1，4－糖 苷键。（人体淀粉酶只能水解α －1，4－糖苷键，不能水解 β －1，4－糖苷键）
视黄醛：是VA的氧化物，与动物的感光活动有关，人 缺乏时易患夜盲症。 VE：又叫生育酚，具抗氧化作用，与动物的生殖功能 和抗衰老有关。 VK： 与凝血作用有关，缺乏时容易皮下和内脏出血。
（四）Pr
是生命的基本物质之一，从某种意义上说，没有Pr就没有 生命。
元素组成： C（50～56％）、H（6～8％）、O（19～24％）、 N（13～19％）、S（0～4％），有些Pr含P，少数 Pr含Fe、Cu、Zn、Mo、Mn、Mg、Co等金属元素。 各种Pr的含N量均接近16％，可用于估算样品中的Pr含量。
（2）二级结构
① 概念： 指Pr分子中的肽链向单一方向卷曲而形成的有 周期性重复的主体结构或构象。 维持Pr 二级结构的作用力：H键 ② 种类： α —螺旋：肽链围绕一个纵轴形成螺旋状。 β —折叠片： 并行排列的几条肽链之间通过H键相互 连接，形成片层结构。
（3）三级结构
概念：Pr 分子在二级结构的基础上，通过H键、离子键、 疏水作用力、范德华力等次级键的作用，进一步折叠卷曲 而形成的空间结构。
细胞学说主要内容： 1、所有生物都由细胞和细胞产物所构成。 2、新细胞只能由原来的细胞分裂产生。 3、所有细胞都具有基本相同的化学组成和代谢 活性。 4、生物体总的活性可以看成是组成生物体的各 相关细胞的相互作用和集体活动的总和。
第一章
一、元素组成
细胞的化学组成
C、H、O、N、P、S、Ca占细胞鲜重的99.35％，其中 C、H、O、N占96％，这7种元素以外的其它元素含量很少， 甚至痕量，但必不可少。 二、分子组成 生物体内主要含有以下一些物质分子： （一）水、无机盐 1、水
苯丙氨酸:Phe 苏氨酸:Thr
异亮氨酸:Ile
脯氨酸:Pro
赖氨酸:Lys
3、多糖
由很多单糖分子脱水缩合而成的分支或不分支的长链 分子，是自然界数量最多的糖类。
（ 1 ）淀粉
由G通过糖苷键连接而成，通式(C6H10O5)n，是植物 细胞中作为贮藏物质的糖。 直链淀粉： G之间以α －1，4－糖苷键相连，分子量从 几千到50万不等，没有支链，整个分子常呈 螺旋形，能溶于热水，遇碘变蓝。 支链淀粉：每条链中的G之间都以α －1，4－糖苷键 相连，但链与链的交接处以α －1，6－糖 苷键相连，分子量在20万以上，甚至可达 100万，不溶于热水，遇碘呈棕红色。
1、 Pr单体（氨基酸） 天然存在的Pr所包含的aa共20种，通式为： 共性： 一个α 碳原子同时与一个－COOH、 一个NH2 、一个H和一个R基相连，R 是可变的侧链。 R H C NH2 COOH
除甘氨酸外，所有天然aa的α 碳原子都不对称，即α 碳 原子同时与4个不同基团相连，因此也有D－aa和L－aa之分， 所有天然Pr都由L－aa所构成。 20种天然aa的名称及缩写：
第一部分
细胞和生物大分子
细胞的发现和细胞学说的建立： 1665.英.胡克（R.Hooke）用显微镜观察软木片，发现 蜂窝状小室，命名为“细胞”。荷兰.列文虎克（Antoni van Leeuwenhoek）首次发现活细胞。
1833.布朗（R.Brown）指出细胞核是植物细胞的重要 调节部分，最早认识到活细胞结构的作用。
环 式
CHO
D－葡萄糖 L－葡萄糖 H C
CHO
C H
OH
D型
R
R
L型
OH
天然葡萄糖都是D－葡萄糖。
2、寡糖（由少数几个单糖脱水缩合而成的糖） （1）麦芽糖（C12H22O11）
由2分子G脱水缩合而成，形成一个α －1，4－糖苷键， 具有还原性，是构成淀粉的基本单位。
（2）蔗糖
由1分子G和1分子果糖脱水缩合而成，无还原性。
（1）核苷酸
① 组成核酸 ② 特殊功能
从水对生命活动的作用来看，水是最好的溶剂；同时也 是某些反应的底物。
此外，水的比热大，可使生物体的体温不至于因为周围 环境温度的变化而发生急剧变化。 2、无机盐
（1）存在状态：一般以离子形式存在。
（2）作用 ①维持细胞渗透压 ②调节PH值 ③作为酶的辅助因子
④是合成某些有机物的原料
（二）糖类
一般用通式可表示为Cm(H2O)n，含C、H、O，一般比例 为1：2：1。包括单糖、寡糖、多糖。
磷脂分子头部极性、亲水，尾部非极性、疏水。
3、其它
（1）蜡 结构与脂肪相似，但组成蜡的醇和脂肪酸都是长链的， 而且醇是单羟基醇，多见于皮肤和羽毛表面、叶和果实的 表面以及昆虫体表，可防止细胞失水或防水。
（2）类固醇 （如：胆固醇、性激素、VD、肾上腺皮质激素等。）
（3）萜类 类胡萝卜素：植物细胞中的叶绿体色素。
（4）其它多糖 几丁质：昆虫和甲壳类动物外骨骼的主要成分。 果胶：植物细胞胞间层的主要成分。 粘多糖：在腺体分泌液、血液、细胞膜表面都有分布， 细菌荚膜和细胞壁中也常有粘多糖。在机体内 常与Pr结合成糖蛋白，某些位于细胞膜表面的 糖蛋白与细胞识别功能有关。 （三）脂类 1、中性脂肪和油 两者是同类物质，在动物中叫脂肪，在植物中叫油， 都由甘油和脂肪酸缩合而成，没有极性，高度疏水。
1835.F.迪雅尔丹（F.Dujardin）发现动物细胞内含物， 命名为“肉样质”。 1838.德.施莱登（M.Schleiden）《论植物的发生》一 文，指出细胞是一切植物结构的基本单位，标志细胞学说 形成。
1839.德.施旺（T.Schwann）《显微研究》，指出动物和 植物的基本单位都是细胞，进一步补充了细胞学说。（一般 认为施莱登和施旺共同提出了细胞学说。） 1858.德.微尔和（R.Virchow）提出“细胞来自细胞”， 发展了细胞学说，否定了生命的自然发生学说。 1880.魏斯曼（A.Weissmann）指出现在所有的细胞都有 一个共同祖先，细胞是连续发展的、进化的。 至此，完整的细胞学说形成。（19世纪自然科学三大 发现之一）
精氨酸:Arg 组氨酸:His
2、肽和多肽
一个aa的α －氨基和另一个aa的α －羧基脱水缩合，形 成肽键，并生成相应的化合物二肽。同样还可以不断往肽链 上添加新的aa，肽链中有几个aa，就可以叫几肽。 肽：分子量≤1500
多肽：分子量>1500
3、 Pr空间结构 （1）一级结构 概念 ：指Pr分子中多肽链的数目、多肽链之间的连接方 式和连接部位，二硫键的数目和位置，多肽链中 aa的数目、种类和顺序等。
化学因素：重金属离子、酸、碱、有机溶剂等
②Pr变性的表现 ： 肽链的构象从有序的卷曲、折叠状态变为松散无 序；疏水基团外露；溶解度降低；失去结晶能力等。 （五）核苷酸、核酸 1、核苷酸、核酸的组成 （1）核苷酸 核糖 戊糖 核 脱氧核糖 苷 酸 含N碱基：A、T、G、C、U
核苷
磷酸
（2）核酸
由多个核苷酸通过3’，5’—磷酸二酯键连接而成。 DNA:由脱氧核糖核苷酸连接而成；是双链分子。 核 酸 碱基：A、T、G、C RNA：由核糖核苷酸连接而成；一般为单链分子。 碱基：A、U、G、C 2、核苷酸、核酸的生物学功能
饱和脂肪酸：C链上不含双键，常温下为固态。
脂肪酸 不饱和脂肪酸：C链上含一个以上双键，常温下为液态。
对于哺乳动物和人，有2种脂肪酸不能自己合成，必须 从外界摄取，即亚油酸和亚麻酸，为人体的必需脂肪酸。
2、磷脂类 甘油的α－OH与磷酸结合成酯，另外2个－OH与脂肪酸 结合，这样就形成了最简单的磷脂——磷脂酸。如果磷酸基 团中的一个H再被胆碱取代，就形成卵磷脂，它是生物膜的 主要成分。 如果磷酸基团中的一个H被胆胺取代，就形成脑磷脂，与 血液凝固有关，同时也构成动物的膜结构。
1、单糖
(CH2O)n，n≥ 3
Байду номын сангаас
命名： n从3开始增大，依次叫丙糖、丁糖、戊糖、己糖， 等等。 存在形式：
O
醛糖：末端C含有醛基－ CH，如丙糖中的甘油醛，戊糖 中的核糖、脱氧核糖，己糖中的葡萄糖（G）等。 O 酮糖：链内C上含有羰基－C－，如丙糖中的二羟丙酮、 戊糖中的核酮糖、己糖中的果糖等。
许多单糖对生物体有重要作用，如甘油醛和二羟丙酮的 磷酸酯是细胞呼吸作用和光合作用的中间产物；核糖、脱氧 核糖分别构成RNA、DNA；G是机体的主要供能物质，也是 绿色植物光合作用的产物。 链式G和环式G的互换（P17）：单糖分子中的醛基或 羰基，与另一个C原子上的羟基反应，就形成半缩醛。（以 环式为主） 船式构象： 椅式构象：
（4）四级结构 概念：由2条以上肽链构成的Pr 中，各条肽链的三级结构 在空间上的位置就是四级结构，即各条肽链以弱键相互连 接所形成的特定构象。
4、Pr的变构和变性
（1）变构作用 概念：含两个以上亚单位的Pr分子，如果其中一个亚单位 与其它小分子物质结合，使该亚单位和其它亚单位的构象 发生变化，从而导致整个Pr的构象和活性发生改变，这种 现象叫做变构作用或别构作用。 （2） Pr的变性 ① 概念：Pr 在某些物理或化学因素的作用下，其空间 结构被破坏，失去生物学活性，这种现象叫Pr的变性。 物理因素：X射线、紫外线、高温等
（1）含量
不同生物含水量不同，通常占体重65～90％；一般水生 生物和幼年动植物含水较多；同一生物不同部位含水量不同， 柔软组织，如肌肉、脑髓含水70～80％，骨骼含水20～25％。 （2）存在形式
①游离水：以游离态存在，可作为溶剂。
②结合水：与Pr等物质紧密结合，参与生物体的构成。
（3）重要性
从生命发展史来看，最初的生命产生于水环境，后来 一部分生物仍需在水中生活，另一部分生物逐渐减小对水 环境的依赖性，但没有一种生物能完全脱离水而生存。
（2）糖原
是动物细胞中以贮存状态存在的多糖，又称动物淀粉， 在肝脏和肌肉中含量最高，分别称肝糖原和肌糖原。
肝糖原与调节血糖浓度有关；肌糖原在肌肉剧烈运动时 迅速水解成G，保证肌细胞有充足的能量。
糖原在结构上与支链淀粉相似，分支比支链淀粉多，分 子量也比支链淀粉大，遇碘呈红褐色。 （3）纤维素 是高等植物细胞壁的主要成分，也是自然界分布最广、 数量最多的多糖。 没有分支，由G脱水而成，但连接G的是β －1，4－糖 苷键。（人体淀粉酶只能水解α －1，4－糖苷键，不能水解 β －1，4－糖苷键）
视黄醛：是VA的氧化物，与动物的感光活动有关，人 缺乏时易患夜盲症。 VE：又叫生育酚，具抗氧化作用，与动物的生殖功能 和抗衰老有关。 VK： 与凝血作用有关，缺乏时容易皮下和内脏出血。
（四）Pr
是生命的基本物质之一，从某种意义上说，没有Pr就没有 生命。
元素组成： C（50～56％）、H（6～8％）、O（19～24％）、 N（13～19％）、S（0～4％），有些Pr含P，少数 Pr含Fe、Cu、Zn、Mo、Mn、Mg、Co等金属元素。 各种Pr的含N量均接近16％，可用于估算样品中的Pr含量。
（2）二级结构
① 概念： 指Pr分子中的肽链向单一方向卷曲而形成的有 周期性重复的主体结构或构象。 维持Pr 二级结构的作用力：H键 ② 种类： α —螺旋：肽链围绕一个纵轴形成螺旋状。 β —折叠片： 并行排列的几条肽链之间通过H键相互 连接，形成片层结构。
（3）三级结构
概念：Pr 分子在二级结构的基础上，通过H键、离子键、 疏水作用力、范德华力等次级键的作用，进一步折叠卷曲 而形成的空间结构。
细胞学说主要内容： 1、所有生物都由细胞和细胞产物所构成。 2、新细胞只能由原来的细胞分裂产生。 3、所有细胞都具有基本相同的化学组成和代谢 活性。 4、生物体总的活性可以看成是组成生物体的各 相关细胞的相互作用和集体活动的总和。
第一章
一、元素组成
细胞的化学组成
C、H、O、N、P、S、Ca占细胞鲜重的99.35％，其中 C、H、O、N占96％，这7种元素以外的其它元素含量很少， 甚至痕量，但必不可少。 二、分子组成 生物体内主要含有以下一些物质分子： （一）水、无机盐 1、水