细胞生物学课件：第二讲 细胞的化学成分

第二讲细胞的化学成分1元素组成在研究原生质的化学成分时，人们发现组成原生质的化学元素有几十种之多，其中有10多种在数量上较多。主要元素和微量元素如下：2化学成分：

几种生物细胞的分子组成生物体都是由蛋白质、核酸、脂类、糖、无机盐和水等等物质组成。蛋白质、核酸、脂类和多糖是组成生物体最重要的生物大分子，水是生物体内所占比例最大的化学成分。无机物

2.

1水存在形式：结合水、自由水作用：溶剂、运输、…等

2.

2无机盐

存在形式：化合态、离子态作用：渗透压和pH的调节、酶活性的调节、…等（CaCO2

、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-…等）水的分子结构式有机物

2.3糖类

2.3.1单糖：丙糖（三碳）、丁糖（四碳）、戊糖（五碳）、己糖（六碳）

2.3.2寡糖：麦芽糖蔗糖纤维二糖乳糖

2.3.3多糖：

2.4脂类：中性脂肪：中性脂肪完全水解成：甘油和脂肪酸亚麻酸和亚油酸属于必需脂肪酸棕色脂肪具有独特的保温作用，它只产生热，不产能，故只维持体温脂肪的功能：储能和供能、参与机体的构造和修复、某些维生素的载体、以及保温等等固醇：环戊烷多氢菲衍生物。广泛存在于动植物的细胞及组织中（细菌除外）。固醇的功能：1、细胞膜脂的成分（稳定膜的流动性）

2、衍生成多种激素，如：肾上腺皮质激素、性激素以及昆虫的蜕皮激素等等

磷脂：1、甘油磷脂：脑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键与鞘氨醇的氨基相连。

2.5蛋白质：2.5.1氨基酸：2.5.2肽键和多肽：蛋白质的一级结构2.5.3蛋白质的结构：蛋白质的二级结构蛋白质的四级结构蛋白质的三级结构：2.5.4蛋白质的变构作用和变性：以血红蛋白为例：蛋白质的变构效应：Mb（肌红蛋白）；Hb（血红蛋白）蛋白质的变性：变性作用是蛋白质受物理或化学因素的影响，改变其分子内部结构和性质的作用。一般认为蛋白质的二级结构和三级结构有了改变或遭到破坏，都是变性的结果。能使蛋白质变性的化学因素有：强酸、强碱、重金属盐、尿素、乙醇、丙酮等；能使蛋白质变性的物理因素有：加热(高温)、紫外线、X射线、超声波、剧烈振荡或搅拌等。两种途径：

1）溶酶体途径

2）泛素介导的蛋白酶途径2.5.5蛋白质的降解（胞内）：

2.6核酸：

2.6.1DNA：构成单体：4种脱氧核苷酸DNA双螺旋结构：DNA双螺旋结构的几种模型：DNA的复制：原核生物的DNA复制：半保留半不连续复制

2.6.2RNA：mRNAtRNARNA的转录：rRNA和蛋白质组装成核糖体三种RNA在蛋白质合成过程中的作用核酶：具有催化作用的RNA

2.7酶类：热力学原理只能帮助我们预测一个反应能否发生，却不能告诉我们反应的速度有多快酶是细胞产生的可调节化学反应速度的催化剂绝大多数的酶都是蛋白质，少部分是RNA酶在常温、常压、中性pH的温和条件下具有很高的催化效率酶是具有催化作用的有机物

化学键能障活化能酶的催化作用机理酶可以降低活化一个反应所需要的能量酶+底物

酶-底物复合物

酶+产物

E+S

E-S

E+P酶与底物结合降低反应的活化能

特殊的三维空间结构和构象酶的活性位点或酶的活性中心钥匙和锁诱导契合酶的活性位点“柔性学说”酶的特异性（专一性）

影响酶活性的因素温度的影响pH的影响辅助因子的作用

无机金属离子——辅助因子有机化合物——辅酶——递H+或递电子NADP+和FAD的递H+和递电子作用酶的抑制剂

可逆与不可逆抑制剂竞争性与非竞争性抑制剂反馈抑制酶促反应在细胞中往往不是独立发生的在代谢过程中局部反应对催化该反应的酶所起的抑制作用，称为反馈抑制细胞自行调节其代谢的一种机制维持细胞稳态的重要机制酶的分类和命名习惯命名，常根据两个原则：

1.根据酶所催化的底物：如水解淀粉的酶称为淀粉酶，水解蛋白质的称为蛋白酶；有时还加上来源，以区别不同来源的同一类酶，如胃蛋白酶、胰蛋白酶等等

2.根据酶所催化的反应类型：催化底物分子水解的称为水解酶，催化还原反应的称为还原酶也有根据上述两项原则综合命名或加上酶的其它特点，如琥珀酸脱氢酶、碱性磷酸酶等等系统命名酶的系统命名是以酶所催化的整体反应为基础的。规定，每种酶的名称应明确写出底物名称及其催化性质。若酶反应中有两种底物起反应，则这两种底物均需列出，当中用“：”分隔开例如：谷丙转氨酶（习惯名称）写成系统名时，应将它的两个底物“L-丙氨酸”“α-酮戊二酸”同时列出，它所催化的反应性质为转氨基，也需指明，故其名称为“L-丙氨酸：α-酮戊二酸转氨酶”。根据酶所催化的反应性质的不同，将酶分成六大类：

1、氧化还原酶类促进底物的氧化或还原例如：乳酸脱氢酶（EC1.1.1.27）

2、转移酶类促进不同物质分子间某种化学基团的交换或转移3、水解酶类促进水解反应4、裂合酶类（lyases）催化从底物分子双键上加基团或脱基团反应，即促进一种化合物分裂为两种化合物，或由两种化合物合成一种化合物

5、异构酶类促进同分异构体互相转化，即催化底物分子内部的重排反应6、合成酶类促进两分子化合物互相结合，同时ATP分子（或其它三磷酸核苷）中的高能磷酸键断裂，即催化分子间缔合反应

2.8维生素：生物的生长和代谢所必需的微量有机物

分类：脂溶性维生素：有维生素A、维生素D、维生素E、维生素K等；水溶性维生素：有B族维生素和维生素C等生理功能维生素A夜盲症，角膜干燥症，皮肤干燥，脱屑维生素B1神经炎，脚气病，食欲不振，消化不良，生长迟缓维生素B2口腔溃疡，皮炎，口角炎，舌炎，唇裂症，角膜炎等维生素B12巨幼红细胞性贫血

维生素C坏血病，抵抗力下降维生素D儿童的佝偻病，成人的骨质疏松症

维生素E不育，流产，肌肉性萎缩等种类功能