必修课 第一章 细胞的化学基础

1、普通生物学普通生物学CAI课件课件账户：账户：密码：密码：BX123456BX123456第一章第一章 生命的化学基础生命的化学基础一、细胞的发现及细胞学说一、细胞的发现及细胞学说二、细胞的元素组成二、细胞的元素组成三、细胞的分子组成三、细胞的分子组成2普通生物学普通生物学CAI课件课件普通生物学普通生物学CAI课件课件重点难点 1.1.常量元素和微量元素。常量元素和微量元素。 2.2.水的生理意义。水的生理意义。 3.3.糖类、脂类、蛋白质、核酸等大分子糖类、脂类、蛋白质、核酸等大分子的单体结构特点与大分子的功能。的单体结构特点与大分子的功能。第一节第一节 细胞的发现及细胞学说细胞的发现及细

2、胞学说1. 细胞细胞(cell)的发现的发现 1665年罗伯特年罗伯特.虎克虎克(R. Hooke)4普通生物学普通生物学CAI课件课件上上 一一 页页下下 一一 页页本章目录本章目录总目录总目录 2.细胞学说的建立 1838年德国植物学家施莱登提出所有植物体都是由细胞组合而成，这一结果被德国动物学家施旺（1839年）在动物中证实。由此提出“细胞学说”细胞学说可以概括为： 1)1)所有的动物和植物都是由细胞构成的；所有的动物和植物都是由细胞构成的； 2)2)一切细胞来源于细胞；一切细胞来源于细胞； 3)3)细胞通过分裂形成组织。细胞通过分裂形成组织。你能说出小鸡和鸡蛋的区别吗？你能说出小鸡和鸡

3、蛋的区别吗？上皮组织上皮组织肌肉组织肌肉组织结缔组织结缔组织神经组织神经组织一切生命有机体都由细胞构成单细胞生物如：细菌、衣藻、酵母菌群体生物如：团藻、多细胞生物如：竹、熊猫3.细胞的新概念细胞是生命活动的基本单位1)一切生命有机体都由细胞构成 细胞是构成生命有机体的基本单位2)细胞具有独立有序的自控代谢系统 细胞是代谢与功能的基本单位3)细胞是生命有机体生长发育的基础4)细胞具有遗传信息的全能性 细胞是生命有机体遗传的基本单位5)没有细胞就没有完整的生命二、细胞的元素组成二、细胞的元素组成1.1.常量元素常量元素 含量占生物体总质量含量占生物体总质量0.01%0.01%以上。以上。 C C、

4、H H、O O、N N、P P、S S、ClCl、NaNa、K K、CaCa、Mg 99%Mg 99% C C、H H、O O、N N、P P、S S是构成核酸、蛋白质、糖类的主要是构成核酸、蛋白质、糖类的主要元素。元素。 O 65%C 18% 其他其他 3% P 1.4% N 3% H 10% S 0.3%普通生物学普通生物学CAI课件课件上上 一一 页页下下 一一 页页本章目录本章目录总目录总目录常量元素及其作用常量元素及其作用O O 参与细胞呼吸参与细胞呼吸；存在于大多有机物和水中。；存在于大多有机物和水中。C C 有机分子的骨架有机分子的骨架，能与其他原子形成四个键。，能与其他原子形成

5、四个键。H H 存在于大多有机分子中存在于大多有机分子中，水的组成；，水的组成；H H+ +参与能量参与能量 转换。转换。N N 蛋白质和核酸的成分蛋白质和核酸的成分；植物叶绿素的成分。；植物叶绿素的成分。Ca Ca 骨和牙齿的结构成分骨和牙齿的结构成分；重要的信号分子；参；重要的信号分子；参 与血凝集；参与形成植物细胞壁与血凝集；参与形成植物细胞壁P P 核酸和磷脂的成分核酸和磷脂的成分；在能量转移反应中起重要；在能量转移反应中起重要 作用；骨的结构成分。作用；骨的结构成分。 K K 动物细胞中的主要阳离子动物细胞中的主要阳离子；在神经功能中有重；在神经功能中有重 要作用；影响肌肉收缩；控制

6、植物气孔的开启要作用；影响肌肉收缩；控制植物气孔的开启S S 大多数蛋白质的成分大多数蛋白质的成分。Na Na 动物体液中的阳离子动物体液中的阳离子；能维持体液离子平衡；能维持体液离子平衡； 在神经脉冲传导；植物光合作用中有重要作用在神经脉冲传导；植物光合作用中有重要作用Mg Mg 动物的血液和其他组织必须离子动物的血液和其他组织必须离子；激活酶；激活酶； 是植物叶绿素的成分。是植物叶绿素的成分。Cl Cl 动物体液中的主要阴离子动物体液中的主要阴离子；在维持平衡中起；在维持平衡中起 重要作用；光合作用中有重要作用。重要作用；光合作用中有重要作用。 2.2.微量元素微量元素 含量占生物体总质量

7、含量占生物体总质量0.01%0.01%以下。以下。 Fe Fe、ZnZn、CuCu、MnMn、SiSi、CrCr、MoMo、I I、BrBr 1% 1% 含量极低，但必不可少。含量极低，但必不可少。 O 65%C 18% 其他其他 3% P 1.4% N 3% H 10% S 0.3%普通生物学普通生物学CAI课件课件上上 一一 页页下下 一一 页页本章目录本章目录总目录总目录微量元素及其作用微量元素及其作用FeFe 氧的运送和酶的活性有关，缺少时，引起缺铁性贫血。氧的运送和酶的活性有关，缺少时，引起缺铁性贫血。CuCu 发生冠心病的主要原因，与酶的活性有关。发生冠心病的主要原因，与酶的活性有

8、关。Zn Zn 在青少年的发育生长，癌症等的发病和防治起有作用。在青少年的发育生长，癌症等的发病和防治起有作用。Mo Mo （钼）与酶的活性、食道癌的发病率和防治有关。（钼）与酶的活性、食道癌的发病率和防治有关。I I 缺碘产生地方性甲状腺肿，幼儿发生呆小症，缺碘产生地方性甲状腺肿，幼儿发生呆小症，Mn Mn （锰）与酶的活性有关。（锰）与酶的活性有关。Co Co （钴）与酶的活性有关。青春期少女（钴）与酶的活性有关。青春期少女0.0150.015mg/mg/每日。每日。V V （钒）软体动物富有钒；鱼体含量较低。（钒）软体动物富有钒；鱼体含量较低。ZnZn（锌）（锌）在青少年的发育生长，癌症

9、等的在青少年的发育生长，癌症等的发病和防治起有发病和防治起有 作用。作用。NiNi（镍）植物中镍）植物中15155555ppm,ppm,人为人为0.10.1ppmppm；急性白血急性白血 病病.25.25g/mlg/mlSnSn（锡）影响骨钙化速度；（锡）影响骨钙化速度；SiSi（硅）矽肺，（硅）矽肺，SiSi浸润细胞。浸润细胞。F F（氟）与牙齿健康有关，缺氟产生龋齿；过多则斑齿和（氟）与牙齿健康有关，缺氟产生龋齿；过多则斑齿和 氟中毒。氟中毒。SeSe（硒）缺硒产生克山病，与肝功能，冠心病发病和防治硒）缺硒产生克山病，与肝功能，冠心病发病和防治 有关有关. .三、细胞的分子组成三、细胞的分

10、子组成普通生物学普通生物学CAI课件课件上上 一一 页页下下 一一 页页本章目录本章目录总目录总目录哪一种分子含量哪一种分子含量最高？最高？不同的生物体，其分子组成也大体相同1. 1. 水水l 含量：含量：通常占细胞鲜重的通常占细胞鲜重的 60609595l 存在方式：存在方式：游离水、结合游离水、结合水水. .不同机体或同一机体的不不同机体或同一机体的不同器官，含水量差别很大。同器官，含水量差别很大。例如，人体骨骼例如，人体骨骼2222，肌肉，肌肉7676，脑，脑70708484，肝脏，肝脏7070，皮肤，皮肤7272，心脏，心脏7979，血液，血液8383。普通生物学普通生物学CAI课件课

11、件上上 一一 页页下下 一一 页页本章目录本章目录总目录总目录 水的作用是：游离水是良好的溶剂游离水是物质运输的介质直接参加体内的生化反应具有调节体温的作用保持植物固有姿态也起着重要作用2. 2. 无机盐无机盐u 存在方式：存在方式：通常以离子状态存在通常以离子状态存在u 生理功能：生理功能： （1）对细胞的渗透压和PH起着重要作用（2）酶的活化因子和调节因子，Mg2+,Ca2+（3）合成有机物的原料, PO43-合成磷脂、核苷酸（4）动作电位、肌肉收缩等， Na+、K+、Ca2+普通生物学普通生物学CAI课件课件上上 一一 页页下下 一一 页页本章目录本章目录总目录总目录3. 3. 糖类（糖

12、类（C C 、H H 、O)O) 种类：种类： 单糖单糖葡萄糖、核糖、脱氧核糖葡萄糖、核糖、脱氧核糖 双糖双糖蔗糖、麦芽糖蔗糖、麦芽糖 多糖多糖淀粉、纤维素、果胶、半纤维素淀粉、纤维素、果胶、半纤维素 功能：功能：生命活动所需能量来源； 重要的中间代谢产物； 构成生物大分子； 分子识别作用。普通生物学普通生物学CAI课件课件上上 一一 页页下下 一一 页页本章目录本章目录总目录总目录CHOOHCC CHOHHHOHCH2OH核糖CHOCC CHHHHOHCH2OH核糖脱氧 OHCHOCC CHOHHOHH链式 OHCOHHCH2OH葡萄糖普通生物学普通生物学CAI课件课件上上 一一 页页下下

13、一一 页页本章目录本章目录总目录总目录双糖 麦芽糖 (maltose) 两分子葡萄糖由糖苷键连接，具还原性 蔗糖 (sucrose) 由一分子葡萄糖和一分子果糖通过糖苷键连接而成，无还原性，食用的糖主要是蔗糖。 乳糖(lactose)半乳糖和葡萄糖结合而成，存在于哺乳动物的乳汁中淀粉淀粉 肝糖元肝糖元 纤维素纤维素 几丁质几丁质普通生物学普通生物学CAI课件课件上上 一一 页页下下 一一 页页本章目录本章目录总目录总目录纤维素- 葡萄糖4. 4. 脂类脂类(C(C 、H H 、O O 、N N 、P)P)n 种类：种类： 油和脂肪油和脂肪贮存脂类贮存脂类 磷脂和蜡磷脂和蜡结构脂类结构脂类 萜类

14、和固醇类萜类和固醇类功能脂类功能脂类n 功能：功能：结构物质、能量物质结构物质、能量物质磷脂磷脂胆固醇的结构胆固醇的结构普通生物学普通生物学CAI课件课件上上 一一 页页下下 一一 页页本章目录本章目录总目录总目录脂类功能: l生物膜的组成，磷脂、胆固醇生物膜的组成，磷脂、胆固醇l储存能量储存能量l生物表面的保护层生物表面的保护层l很好的绝缘体，保温很好的绝缘体，保温l生物学活性，维生素生物学活性，维生素VaVa、VdVd，激素：前列激素：前列腺素腺素（1）中性脂肪(Fat)和油(Oil)甘油和脂肪酸结合而成，甘油的每一个-OH和脂肪酸的-COOH结合，形成酯键。+（2）蜡（wax）由长链脂肪

15、酸和长链一元醇脱水而成皮肤表面，毛、羽、植物叶及果实表面以及昆虫体表（3）磷脂（phospholipids）磷酸甘油脂，甘油的一个-羟基和磷酸结合成酯存在于细胞的膜系统中，在脑、肺、肾、心、骨髓、卵及大豆细胞中含量丰富。卵磷脂、脑磷脂、丝氨酸磷脂等。磷脂和细胞膜磷脂脂双分子层磷酸基团疏水脂肪酸链5. 5. 蛋白质（蛋白质（C C 、H H 、O O 、N N 、S)S)l 含量：含量：占细胞干重占细胞干重6060以上以上l 结构单位：结构单位：氨基酸氨基酸l 高级结构：高级结构：一、二、三、四级结构一、二、三、四级结构l 种类：种类： 结构蛋白结构蛋白胶原蛋白、丝蛋白、角蛋白胶原蛋白、丝蛋白、

16、角蛋白 功能蛋白功能蛋白酶、激素、抗体等酶、激素、抗体等 其他：载体蛋白、通道蛋白等其他：载体蛋白、通道蛋白等蛋白质多样性 表现型多样性普通生物学普通生物学CAI课件课件上上 一一 页页下下 一一 页页本章目录本章目录总目录总目录氨基酸的通式p组成蛋白质的常见氨基酸有二十种 ，p通式如下：R不同，组成的 氨基酸就不同蛋白质的各级结构氨基酸一级结构二级结构三级结构四级结构血红蛋白蛋白质的功能n酶的催化作用酶的催化作用 n运载和贮存运载和贮存 n协调动作协调动作 n机械支持机械支持 n免疫保护免疫保护 n产生和传递神经冲动产生和传递神经冲动 n生长和分化的控制生长和分化的控制6. 6. 核酸核酸(

17、C(C 、H H 、O O 、N N 、P)P) 结构单位结构单位：核苷酸核苷酸 种类种类： DNA DNA主要存在于细胞核；双螺旋；脱氧核糖；主要存在于细胞核；双螺旋；脱氧核糖；C C；遗传物质；遗传物质 RNARNA主要存在于细胞质；单链；核糖；主要存在于细胞质；单链；核糖；U U；合成蛋白质；合成蛋白质 功能：功能：遗传物质基础遗传物质基础 核核 苷苷 酸酸磷酸磷酸核糖核糖碱基碱基核苷核苷P核糖核糖碱基碱基普通生物学普通生物学CAI课件课件上上 一一 页页下下 一一 页页本章目录本章目录总目录总目录核酸的分类 核酸分为： 脱氧核糖核酸(Deoxyribonucleic acid DNA)

18、,DNA含G.A.C.T四种碱基和脱氧核糖 核糖核酸(Ribonucleic acid RNA)，RNA含G.A.C.U四种碱基和核糖DNA的结构模型的结构模型普通生物学普通生物学CAI课件课件上上 一一 页页下下 一一 页页本章目录本章目录总目录总目录DNARNA碱基腺嘌呤(adennine,A)鸟嘌呤(guanine,G)胞嘧啶(cytosine,C)胸腺嘧啶(thymine,T)腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶尿嘧啶(Uracil,U) 戊糖脱氧核糖核糖磷酸磷酸磷酸7. 7. 生理活性物质生理活性物质u 特点：特点：量少、分子量小、具有重要的生理功能量少、分子量小、具有重要的生理功能u 种类：种类：活

19、性多肽、维生素、激素、抗生素等活性多肽、维生素、激素、抗生素等 维生素是一类天然有机化合物，人体维生素是一类天然有机化合物，人体不能合成，必须从食物中取得，虽然需要不能合成，必须从食物中取得，虽然需要量极少，但是缺乏任何一种维生素都会引量极少，但是缺乏任何一种维生素都会引起各种病症。起各种病症。 普通生物学普通生物学CAI课件课件上上 一一 页页下下 一一 页页本章目录本章目录总目录总目录各种维生素的功能及缺乏症各种维生素的功能及缺乏症性质性质名称名称功功 能能缺乏症缺乏症来来 源源脂脂 溶溶 性性VitA调节上皮细胞和骨骼细胞分调节上皮细胞和骨骼细胞分化；参与合成视觉感光物质化；参与合成视觉

20、感光物质干皮病、干眼病、生干皮病、干眼病、生长不良、夜盲症长不良、夜盲症肝、肝、,胡萝卜、奶、蛋、肉、胡萝卜、奶、蛋、肉、鱼肝油鱼肝油VitD(抗佝抗佝偻病维生素偻病维生素)促进钙吸收，保证牙齿促进钙吸收，保证牙齿,骨骼骨骼正常发育正常发育儿童佝偻病、软骨病、儿童佝偻病、软骨病、成人骨质疏松成人骨质疏松肝、奶、蛋、鱼肝油、晒太肝、奶、蛋、鱼肝油、晒太阳阳VitE (生育酚生育酚)抗氧化、延缓衰老，与胚胎抗氧化、延缓衰老，与胚胎发育有关发育有关肌肉发育不良，衰老肌肉发育不良，衰老加快，流产加快，流产麦胚、玉米、花生等植物油麦胚、玉米、花生等植物油VitK (血凝血凝维生素维生素) 作为辅酶，促使

21、凝血因子活作为辅酶，促使凝血因子活化化创伤后，凝血迟缓创伤后，凝血迟缓绿色植物、植物油及肠道细绿色植物、植物油及肠道细菌菌 水水 溶溶 性性VitB1 (硫胺素硫胺素)辅基成分，促进糖代谢，保辅基成分，促进糖代谢，保护神经系统护神经系统肢体麻木，消化不良，肢体麻木，消化不良，即脚气病即脚气病谷类种皮、肉、蛋、白菜、谷类种皮、肉、蛋、白菜、芹菜芹菜VitB2 (核黄素核黄素)促进糖、脂促进糖、脂,氨基酸的氧化代氨基酸的氧化代谢谢口角炎口角炎,唇炎唇炎,角膜炎、角膜炎、白内障白内障绿色蔬菜、肉、蛋、肝、花绿色蔬菜、肉、蛋、肝、花生、黄豆生、黄豆VitB6 (吡哆醛吡哆醛)辅基成分，参与脱羧、转氨辅基成分，参与脱羧、转氨脱水脱水 口角炎，口角炎， 精神紊乱、精神紊乱、抑郁症，即癞皮病抑郁症，即癞皮病肉、蛋、肝、花生、豆类、肉、蛋、肝、花生、豆类、肠道细菌肠道细菌VitB12 (钴胺