生细胞的物质基础.ppt

第四节 细胞的物质基础 元素基础 分子基础 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100mg C H O N K Na Ca P Mg Cl S 微量元素（痕量元素） Fe Zn I Se F Cu Mo Mn Cr Si Co 等 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。 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 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。 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 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 脂类的主要组成元素 脂肪酸 1)饱和脂肪酸： 硬脂酸（stearic acid） 软脂酸（palmitic acid） 2)不饱和脂肪酸： 油酸（oleic acid） 亚油酸（linoleic acid） 亚麻酸（linolrnic acid） 花生四烯酸（arachidonic acid） 中性脂肪（三脂酰甘油或称甘油三脂）和油（植物中） 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 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。 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。 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：α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 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 蛋白质的基本组成单位 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（primary structure） 二级结构(secondary structure) 三级结构(tertiary structure) 四级结构(quaternary structure) 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。 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。 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