第四五节生细胞的物质基础PPT课件

1,-,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,2,-,第四节细胞的物质基础,元素基础分子基础,3,-,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100mgCHONKNaCaPMgClS微量元素（痕量元素）FeZnISeFCuMoMnCrSiCo等,2、非必需元素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,4,-,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,、,-,5,二、分子基础,（由小分子到大分子）,小分子大分子复合大分子单糖多糖糖蛋白氨基酸蛋白质糖脂核苷酸核酸脂蛋白脂肪酸脂类,水无机盐,6,-,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,-,7,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,-,8,微量元素：Fe，Zn，I,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+。,9,-,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。,10,-,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、糖原结构多糖纤维素、几丁质(含氮的多糖),11,-,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,12,-,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,13,-,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)nCOOHn1020,脂肪酸1)饱和脂肪酸：硬脂酸（stearicacid）软脂酸（palmiticacid）2)不饱和脂肪酸：油酸（oleicacid）亚油酸（linoleicacid）亚麻酸（linolrnicacid）花生四烯酸（arachidonicacid）,14,-,中性脂肪（三脂酰甘油或称甘油三脂）和油（植物中）,(b)Atriglyceride,三脂酰甘油,15,-,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,16,-,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,17,-,类固醇类又称甾类化合物，其中胆固醇是构成动物膜的成分，与膜的通透性有关。另一些甾类化合物是激素类（脂溶性激素），如雌性激素、雄性激素、肾上腺激素等，是重要的生物活性物质和信号分子。,18,-,5、蛋白质,生物大分子分子量在数千以上细胞的主要结构成分，一个细胞中约含有104种蛋白质，分子的数量达1011个。机体的重要组成部分，是除水外含量最多的养分，占细胞干重的50%。提供能量、转化为糖和脂肪。,19,-,蛋白质的种类:1）化学组成：单纯蛋白：只有氨基酸组分如清蛋白结合蛋白：氨基酸组分+其他组分（辅基）如脂蛋白、糖蛋白、核蛋白等2）蛋白质外形：纤维蛋白：角蛋白、纤维蛋白原球形蛋白：血红蛋白、多数酶蛋白、抗体等3）蛋白质功能：结构蛋白胶原蛋白、丝蛋白、角蛋白等调节蛋白：激素抗体蛋白：免疫球蛋白催化蛋白：酶等（全酶酶蛋白辅酶）转运蛋白：载体蛋白、通道蛋白等,20,-,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,蛋白质是一切生命现象的物质载体,21,-,结构单位氨基酸组成蛋白的氨基酸有20种通式：RCH(NH2)COOH,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%,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,-,22,蛋白质的分子结构,连接方式：肽键,肽键（Peptidebond）：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）,23,-,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末端一级结构（primarystructure）二级结构(secondarystructure)三级结构(tertiarystructure)四级结构(quaternarystructure),高级结构,24,-,蛋白质的一级结构一级结构（线性结构）：每一条特定的肽链都有其特异的氨基酸排列顺序一级结构的连接键：肽键；二硫键；一级结构决定高级结构。,25,-,蛋白质的三级结构：是在二级结构基础上进一步盘旋折叠而成特定空间构象；维持三级结构稳定：氢键二锍键盐键蛋白质形成三级结构的驱动力是：疏水作用,蛋白质的二级结构：由每条多肽链再盘旋折叠而成二级结构主要有螺旋（角蛋白）折叠（蚕丝、珠丝）维持二级结构的力量为：氢键,26,-,三级结构的基本单位结构域（domain）,三级结构的基本单位是结构域。一个结构域指的是一条多肽链或能够独立折叠为稳定的三级结构的多肽链的一部分。结构域也是一个功能单位，通常蛋白质中不同的结构域是和不同的功能相关的。,相同的结构域一般具有相同的功能,27,-,蛋白质的四级结构,许多球状蛋白分子含有两条或多条多肽链，这些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。,28,-,变性：在某些理化因素作用下，蛋白质的空间结构被破坏，从而导致其理化性质改变、生物活性丧失的现象称为变性。变性不涉及一级结构的变化,29,-,6、核酸,细胞内贮存和传递遗传信息的生物大分子，由许多核苷酸通过磷酸二酯键相连而成。DNA（Deoxyribonucleicacid）脱氧核糖核酸主要存在于细胞核内的染色体中，线粒体和叶绿体中也有，是遗传信息的携带者RNA（Ribonucleicacid）核糖核酸主要存在于细胞质中，在蛋白质合成中起重要作用，细胞核中也有,30,-,核酸的分子组成：元素组成：C、H、O、N、P（911）基本结构单位：核苷酸8种,31,-,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：35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,32,-,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,33,-,34,-,35,-,36,-,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：（）分子由两条走向相反的互补核苷酸链构成，一条为，另一条为，两条链均按同一中心轴呈右手螺旋。,37,-,的变性和复性,的变性（熔解）：双螺旋结构破坏，双链解旋，分开为单链的过程。变性因素：加热值改变等影响氢键的物理化学因素复性（退火）：变性后，适当地调整温度和值，分开的两条互补链可通过碱基配对重新形成双螺旋。,38,-,（2）RNA（三种）分布：主要存在细胞质中，细胞核中