細胞生物學課件：第二講 細胞的化學成分

第二講細胞的化學成分1元素組成在研究原生質的化學成分時，人們發(fā)現組成原生質的化學元素有幾十種之多，其中有10多種在數量上較多。主要元素和微量元素如下：2化學成分：

幾種生物細胞的分子組成生物體都是由蛋白質、核酸、脂類、糖、無機鹽和水等等物質組成。蛋白質、核酸、脂類和多糖是組成生物體最重要的生物大分子，水是生物體內所占比例最大的化學成分。無機物

2.

1水存在形式：結合水、自由水作用：溶劑、運輸、…等

2.

2無機鹽

存在形式：化合態(tài)、離子態(tài)作用：滲透壓和pH的調節(jié)、酶活性的調節(jié)、…等（CaCO2

、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-…等）水的分子結構式有機物

2.3糖類

2.3.1單糖：丙糖（三碳）、丁糖（四碳）、戊糖（五碳）、己糖（六碳）

2.3.2寡糖：麥芽糖蔗糖纖維二糖乳糖

2.3.3多糖：

2.4脂類：中性脂肪：中性脂肪完全水解成：甘油和脂肪酸亞麻酸和亞油酸屬于必需脂肪酸棕色脂肪具有獨特的保溫作用，它只產生熱，不產能，故只維持體溫脂肪的功能：儲能和供能、參與機體的構造和修復、某些維生素的載體、以及保溫等等固醇：環(huán)戊烷多氫菲衍生物。廣泛存在于動植物的細胞及組織中（細菌除外）。固醇的功能：1、細胞膜脂的成分（穩(wěn)定膜的流動性）

2、衍生成多種激素，如：腎上腺皮質激素、性激素以及昆蟲的蛻皮激素等等

磷脂：1、甘油磷脂：腦磷脂卵磷脂心磷脂等等2、鞘磷脂：分子不含甘油，是一分子脂肪酸以酰胺鍵與鞘氨醇的氨基相連。

2.5蛋白質：2.5.1氨基酸：2.5.2肽鍵和多肽：蛋白質的一級結構2.5.3蛋白質的結構：蛋白質的二級結構蛋白質的四級結構蛋白質的三級結構：2.5.4蛋白質的變構作用和變性：以血紅蛋白為例：蛋白質的變構效應：Mb（肌紅蛋白）；Hb（血紅蛋白）蛋白質的變性：變性作用是蛋白質受物理或化學因素的影響，改變其分子內部結構和性質的作用。一般認為蛋白質的二級結構和三級結構有了改變或遭到破壞，都是變性的結果。能使蛋白質變性的化學因素有：強酸、強堿、重金屬鹽、尿素、乙醇、丙酮等；能使蛋白質變性的物理因素有：加熱(高溫)、紫外線、X射線、超聲波、劇烈振蕩或攪拌等。兩種途徑：

1）溶酶體途徑

2）泛素介導的蛋白酶途徑2.5.5蛋白質的降解（胞內）：

2.6核酸：

2.6.1DNA：構成單體：4種脫氧核苷酸DNA雙螺旋結構：DNA雙螺旋結構的幾種模型：DNA的復制：原核生物的DNA復制：半保留半不連續(xù)復制

2.6.2RNA：mRNAtRNARNA的轉錄：rRNA和蛋白質組裝成核糖體三種RNA在蛋白質合成過程中的作用核酶：具有催化作用的RNA

2.7酶類：熱力學原理只能幫助我們預測一個反應能否發(fā)生，卻不能告訴我們反應的速度有多快酶是細胞產生的可調節(jié)化學反應速度的催化劑絕大多數的酶都是蛋白質，少部分是RNA酶在常溫、常壓、中性pH的溫和條件下具有很高的催化效率酶是具有催化作用的有機物

化學鍵能障活化能酶的催化作用機理酶可以降低活化一個反應所需要的能量酶+底物

酶-底物復合物

酶+產物

E+S

E-S

E+P酶與底物結合降低反應的活化能

特殊的三維空間結構和構象酶的活性位點或酶的活性中心鑰匙和鎖誘導契合酶的活性位點“柔性學說”酶的特異性（專一性）

影響酶活性的因素溫度的影響pH的影響輔助因子的作用

無機金屬離子——輔助因子有機化合物——輔酶——遞H+或遞電子NADP+和FAD的遞H+和遞電子作用酶的抑制劑

可逆與不可逆抑制劑競爭性與非競爭性抑制劑反饋抑制酶促反應在細胞中往往不是獨立發(fā)生的在代謝過程中局部反應對催化該反應的酶所起的抑制作用，稱為反饋抑制細胞自行調節(jié)其代謝的一種機制維持細胞穩(wěn)態(tài)的重要機制酶的分類和命名習慣命名，常根據兩個原則：

1.根據酶所催化的底物：如水解淀粉的酶稱為淀粉酶，水解蛋白質的稱為蛋白酶；有時還加上來源，以區(qū)別不同來源的同一類酶，如胃蛋白酶、胰蛋白酶等等

2.根據酶所催化的反應類型：催化底物分子水解的稱為水解酶，催化還原反應的稱為還原酶也有根據上述兩項原則綜合命名或加上酶的其它特點，如琥珀酸脫氫酶、堿性磷酸酶等等系統(tǒng)命名酶的系統(tǒng)命名是以酶所催化的整體反應為基礎的。規(guī)定，每種酶的名稱應明確寫出底物名稱及其催化性質。若酶反應中有兩種底物起反應，則這兩種底物均需列出，當中用“：”分隔開例如：谷丙轉氨酶（習慣名稱）寫成系統(tǒng)名時，應將它的兩個底物“L-丙氨酸”“α-酮戊二酸”同時列出，它所催化的反應性質為轉氨基，也需指明，故其名稱為“L-丙氨酸：α-酮戊二酸轉氨酶”。根據酶所催化的反應性質的不同，將酶分成六大類：

1、氧化還原酶類促進底物的氧化或還原例如：乳酸脫氫酶（EC1.1.1.27）

2、轉移酶類促進不同物質分子間某種化學基團的交換或轉移3、水解酶類促進水解反應4、裂合酶類（lyases）催化從底物分子雙鍵上加基團或脫基團反應，即促進一種化合物分裂為兩種化合物，或由兩種化合物合成一種化合物

5、異構酶類促進同分異構體互相轉化，即催化底物分子內部的重排反應6、合成酶類促進兩分子化合物互相結合，同時ATP分子（或其它三磷酸核苷）中的高能磷酸鍵斷裂，即催化分子間締合反應

2.8維生素：生物的生長和代謝所必需的微量有機物

分類：脂溶性維生素：有維生素A、維生素D、維生素E、維生素K等；水溶性維生素：有B族維生素和維生素C等生理功能維生素A夜盲癥，角膜干燥癥，皮膚干燥，脫屑維生素B1神經炎，腳氣病，食欲不振，消化不良，生長遲緩維生素B2口腔潰瘍，皮炎，口角炎，舌炎，唇裂癥，角膜炎等維生素B12巨幼紅細胞性貧血

維生素C壞血病，抵抗力下降維生素D兒童的佝僂病，成人的骨質疏松癥

維生素E不育，流產，肌肉性萎縮等種類功能