中生物必修一知识体系.doc

模块I 分子与细胞 1.细胞的分子组成 自由水 定义：细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动，叫做自由水。 　　 （1）特点：流动性强，易蒸发，加压可析离，是可以参与物质代谢过程的水。 　　 （2）生理功能：良好的溶剂（自由水是细胞内的良好溶剂，许多物质溶解在这部分水中）。 　　各种生化反应的介质（细胞内的许多生物化学反应也都需要有水的参与，多细胞生物体的绝大多数细胞，必须浸润在以水为基础的液体环境中）。 是生化反应（如光合作用.呼吸作用）的原料。参与物质运输（水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物，运送到排泄器官或者直接排出体外）。 （3）含量：约占细胞内全部水分的95.5%　　 自由水和结合水的区分不是绝对的，两者在一定条件下可以相互转化。如血液凝固时，自由水就变成了结合水。 结合水 定义：结合水是水在生物体和细胞内的存在状态之一,是吸附和结合在有机固体物质上的水,主要是依靠氢键与蛋白质的极性基(羧基和氨基)相结合形成的水胶体。 功能：（1）组成细胞和生物体结构的成分：水分子是极性分子，细胞内部一部分水主要以氢键的形式与蛋白质，多糖、磷脂等固体物质相结合，这部分水不蒸发、不能析离,失去了流动性和溶解性,是生物体的构成物。如心脏，心肌含水量是79%，和血液含水量差不多。但其所含的水主要为结合水，故成坚实形态。（2）稳定大分子结构：结合水因离颗粒表面远近不同，受电场作用力的大小也不同，所以分为强结合水和弱结合水。大家知道，生物大分子具有一定的空间构象，它们的许多功能都与构象的相互转化有关。结合水是稳定大分子结构的必要因素。现已证明，脱氧核糖核酸的双股螺旋，胶原蛋白的三股螺旋，胰岛素、红氧还素等蛋白质晶体结构的形成，蛋白质分子向折叠的转化，类脂双分子膜的稳定等等，无一不和结合水的存在有关。（3）在生物体系中，质子的传递对能量的转换起着十分重要的作用。而结合水所形成的有序水的网络，为这种质子传递提供了必要的结构基础钠离子和钾离子的主动转移是重要的生命现象。主动转移是指细胞内外的离子或溶质的一种抗电化学梯度的反常运动，通常用膜泵理论给以解释。近年来，也有人从细胞内有序结构水对离子的排斥作用来讨论这一问题，并为实验所证实结合水对某些生物体系的代谢具有决定性的影响。美国科学家克列格最近完成了一个很有说服力的实验。他在一种小海虾上发现，随着水合程度的不同，可出现无代谢、限制性代谢、正常代谢三个阶段，并证明了不同的代谢状态与结合水密切相关结合水在肌肉收缩中的作用是圣乔治在1972]年提出的。他认为肌肉收缩是收缩蛋白肌球蛋白周围水结构的形成与破坏的过程。其后不少实验都证实，在肌肉收缩过程中，水的状态确实发生着变化。（4）生命活动：老年医学与癌症是目前医学界最为关心的问题。人们对水状态的研究也对此做出了有益的贡献。年代初报道，一些肿癌组织中结合水量减少，水状态与正常组织不同。显然这方面的研究不但与探讨肿瘤发生的机理有关，而且对其早期诊断亦可提供有意义的信息。老年医学中关于衰老机制有着多种不同的解释。蛋白质分子交叉结合产生冰结区，从而抑制代谢的观点，就是其中的一种。它与细胞内水的状态不无联系。而衰老过程中组织可塑性的衰减可能与蛋白质大分子结合水的能力有关。低温生物学的研究有着重要的理论和实际意义。在深低温条件下，细胞内结合水状态的改变，对生物活性的恢复能力有着直接的影响。从以上的叙述不难看出，生物体系中结合水对于生命活动是十分重要的。它不但对于阐明生命本质具有理论价值，而且可能对医学实践有所贡献。此外，其研究成果还有可能广泛应用于食品加工、纺织、制革、冷冻、包藏等工业生产中。可以预料，人们对于生命体系内水所进行的深入研究，必将结出丰硕的果实。（5）自由水和结合水的比较：在代谢旺盛的细胞中，自由水的含量一般较多，而在休眠的种子和越冬的植物，生活在干旱和盐渍状况下的植物，结合水的含量相对较多。 碳骨架 大多数有机化合物中，碳原子以单键或双键或叁键彼此连接形成的不成环的长链。每一个单体都以若干个相连的碳原子构成基本的骨架，有许多单体连接成多聚体。 糖类 分子通式：Cn(H2O) 这只是表示大多数糖的通式。符合这一通式的不一定都是糖类，是糖类也不一定都符合这一通式。比如，脱氧核糖是糖类却不符合这一通式。另外，还有符合这一公式的（如：甲醛HCHO ,乙酸CH3COOH）却不是糖类。 分类：单糖、二糖、低聚糖(寡糖)、多糖、复合糖五种。 单糖是糖类种结构最简单的一类，单糖分子含有许多亲水基团，易溶于水，不溶于乙醚、丙酮等有机溶剂，简单的单糖一般是含有3-7个碳原子的多羟基醛或多羟基酮，其组成元素是C,H,O葡萄糖、果糖、半乳糖等。 葡萄糖是生命活动的主要能源物质，核糖是RNA的组成物质，脱氧核糖