细胞的分子组成(1).ppt
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1、生物化学生物化学细胞的分子组成细胞的分子组成生物化学部分(一)细胞的化学成分生物化学部分(一)细胞的化学成分水、无机盐、水、无机盐、糖类、脂类糖类、脂类、蛋白质、核酸、酶蛋白质、核酸、酶、维生素和辅酶、维生素和辅酶(一)水:一)水:结合水、自由水结合水、自由水;自由水比例增加时,代谢活跃;结合水含量增加,代谢下降,细自由水比例增加时,代谢活跃;结合水含量增加,代谢下降,细胞和生物体的抗寒、抗热、抗旱性则会提高。胞和生物体的抗寒、抗热、抗旱性则会提高。(二)(二)无机盐无机盐3、参与调节生物体的代谢活动、参与调节生物体的代谢活动 1、构成组织或生物体某些复杂化合物的重要组成成分、构成组织或生物体
2、某些复杂化合物的重要组成成分2、对细胞的渗透压和、对细胞的渗透压和pH值起着重要的调节作用值起着重要的调节作用1、下列水的哪种特性有利于体内的化学、下列水的哪种特性有利于体内的化学反应?反应?A、流动性大、流动性大B、极性强、极性强C、比热大、比热大D、润滑作用、润滑作用C(三)糖类(三)糖类单糖、单糖、寡糖、寡糖、多糖、多糖、糖复合物糖复合物(1)单单糖糖是是最最简简单单的的糖糖,不不能能被被水水解解为为更更小小的的单单位位。单单糖糖通通常常含含有有3、4、5、6或或7个个碳碳原原子子,分分别别称称为为丙丙糖糖、丁丁糖糖、戊戊糖糖、已已糖糖和和庚庚糖糖。天天然然存存在在的的单单糖糖一一般般都
3、都是是D-构构型型。单单糖糖分分子子既既可可以以开开链链形形式式存存在在,也也可可以以环环式式结结构构形形式式存存在在,在在环环式式结结构构中中如如果果第第一一位位碳碳原原子子上上的的OH与与第第二二位位碳碳原原子子的的-OH在在环环的的同同一一面面,称称为为-型型;如果如果-OH是在环的两面,称是在环的两面,称-型。型。1、单糖、单糖(2)生物体中重要的单糖)生物体中重要的单糖 丙糖丙糖 如如甘油醛甘油醛(醛糖)和(醛糖)和二羟丙酮二羟丙酮(酮糖)(酮糖)戊糖戊糖 戊糖中最重要的有戊糖中最重要的有核糖核糖(醛糖)、(醛糖)、脱氧脱氧核糖核糖(醛糖)和(醛糖)和核酮糖核酮糖(酮糖)(酮糖)己糖
4、己糖 葡萄糖、果糖和半乳糖葡萄糖、果糖和半乳糖 2、寡糖:由、寡糖:由26个单糖缩合而成的糖。个单糖缩合而成的糖。最多的寡糖是双糖,如麦芽糖、蔗糖、纤维二糖、乳糖最多的寡糖是双糖,如麦芽糖、蔗糖、纤维二糖、乳糖 人和哺乳动物的乳汁中特有的双糖水解人和哺乳动物的乳汁中特有的双糖水解后的产物是后的产物是(一分子半乳糖和一分子葡萄糖)一分子半乳糖和一分子葡萄糖)3、多糖、多糖(1)淀粉淀粉 直链淀粉和支链淀粉直链淀粉和支链淀粉 直链淀粉是直链淀粉是-D-葡萄糖基以葡萄糖基以-1,4-糖苷键糖苷键连接的多糖链,连接的多糖链,支链淀粉分子中除有支链淀粉分子中除有-1.4-糖苷键糖苷键的糖链外,还有的糖链
5、外,还有-1,6-糖苷键糖苷键连连接的分支处,接的分支处,淀粉有呈色反应,直链淀粉遇碘呈为蓝色,支链淀粉遇碘呈为紫淀粉有呈色反应,直链淀粉遇碘呈为蓝色,支链淀粉遇碘呈为紫红色。红色。(2)糖糖原原 -D-葡葡萄萄糖糖基基以以-1,4-糖糖苷苷键键连连接接而而成成的的,但但糖糖原原的的分支比支链淀粉多,糖原遇碘变为红褐色。分支比支链淀粉多,糖原遇碘变为红褐色。(3)纤维素纤维素 由由-D-葡萄糖基借葡萄糖基借-1,4-糖苷键糖苷键连接的没有分支的连接的没有分支的同多糖。同多糖。(4)几几丁丁质质(甲甲壳壳素素)昆昆虫虫和和甲甲壳壳类类外外骨骨骼骼的的主主要要成成分分为为几几丁丁质,是质,是N-乙
6、酰乙酰-D-氨基葡萄糖以氨基葡萄糖以-1,4-糖苷键糖苷键缩合成的同多糖。缩合成的同多糖。(5)糖胺聚糖(粘多糖糖胺聚糖(粘多糖)是一种由重复的二糖单位组成的线状多聚物。是一种由重复的二糖单位组成的线状多聚物。糖胺聚糖主要有透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、糖胺聚糖主要有透明质酸、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸角质素、肝素以及硫酸乙酰肝素。硫酸角质素、肝素以及硫酸乙酰肝素。习题下列物质具有还原性糖的是下列物质具有还原性糖的是()A、蔗糖、蔗糖B、麦芽糖、麦芽糖C、淀粉、淀粉D、纤维素、纤维素B(四)脂类(四)脂类不溶于水,但能溶于非极性有机溶剂;不溶于水,但能溶于非极性有机溶剂;O元素含量低,元
7、素含量低,C、H元元素含量高素含量高,彻底氧化后可以放出更多能量,彻底氧化后可以放出更多能量 1、三酰甘油(脂肪)、三酰甘油(脂肪)天然脂肪酸都是天然脂肪酸都是L-型型;动物;动物脂肪大多富含饱和脂肪酸,脂肪大多富含饱和脂肪酸,在室温下为固态,植物油含在室温下为固态,植物油含大量油酸和亚油酸,在室温大量油酸和亚油酸,在室温下为液态下为液态;哺乳动物和人,;哺乳动物和人,亚油酸和亚麻酸为必需脂肪亚油酸和亚麻酸为必需脂肪酸酸 2、磷脂(甘油磷脂)、磷脂(甘油磷脂)磷磷脂脂酸酸是是最最简简单单的的磷磷脂脂,分分子子中中的的H为为胆胆碱碱、胆胆胺胺、丝丝氨氨酸酸所所取取代代,则则分分别别成成为为卵卵磷
8、磷脂脂、脑脑磷磷脂脂,丝丝氨氨酸酸磷磷脂脂等等。通通常常磷磷脂脂分分子子中中的的2个个脂脂肪肪酸酸总总有有一一个个是是不不饱饱和和的的,因因此此2个个脂脂肪肪酸酸链链不不是是平平行行并并列列的的,其其中中一一个个(不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸)总总是有折弯。是有折弯。3、类类固固醇醇:基基本本结结构构是是环环戊戊烷烷多多氢氢菲菲。最最熟熟知知的的是是胆胆固固醇醇,胆胆固固醇醇是是动动物物膜膜和和神神经经髓髓鞘鞘的的主主要要成成份份。性性激激素、维生素素、维生素D和肾上腺皮质激素也都属于类固醇。和肾上腺皮质激素也都属于类固醇。4、萜萜类类:由由不不同同数数目目的的异异戊戊二二烯烯连连接接而而成成的的
9、分分子子。维维生生素素A(视视黄黄醇醇)、维维生生素素E、维维生生素素K、类类胡胡萝萝卜卜素素都都是是萜萜类类。-类类胡胡萝萝卜卜素素裂裂解解就就成成2个个维维生生素素A,维维生生素素A可可氧化成视黄醛,对动物感光活动有重要作用。氧化成视黄醛,对动物感光活动有重要作用。5、蜡蜡:由由高高碳碳脂脂肪肪酸酸和和高高碳碳醇醇或或固固醇醇所所形形成成的的脂脂,它它存存在在于于皮皮肤肤、毛毛皮皮、羽羽毛毛、树树叶叶、昆昆虫虫外外骨骨骼骼中中,起保护作用。起保护作用。(五)蛋白质(五)蛋白质 1、蛋蛋白白质质的的原原元元素素组组成成:氮氮的的含含量量在在多多种种的的蛋蛋白白质质比比较较接接近近,平平均均为
10、为16%,因因此此用用凯凯氏氏(kjelahl)法法定定N,受受检检物物质质中含蛋白质量为中含蛋白质量为N含量的含量的6.25倍倍。2、蛋白质的氨基酸组成、蛋白质的氨基酸组成(1)氨氨基基酸酸的的结结构构天天然然蛋蛋白白质质中中存存在在的的氨氨基基酸酸(除除脯脯氨氨酸酸)都是都是L-a-氨基酸氨基酸 COOH|NH2 C H|R L-a-氨基酸(2)氨氨基基酸酸的的分分类类:根根据据R基基因因极极性性不不同同,氨氨基基酸可分为:非极性氨基酸酸可分为:非极性氨基酸和和极性氨基酸极性氨基酸必需氨基酸和非必需氨基酸:必需氨基酸和非必需氨基酸:必必需需氨氨基基酸酸包包括括亮亮氨氨酸酸、异异亮亮氨氨酸酸
11、、缬缬氨氨酸酸、苏苏氨氨酸酸、蛋蛋氨氨酸酸、色色氨氨酸酸、赖赖氨氨酸酸、苯苯丙丙氨氨酸酸等等8种种。精精氨氨酸酸和和组组氨氨酸酸为半必需氨基酸。为半必需氨基酸。(3)氨基酸的主要理化性质)氨基酸的主要理化性质一般的物理性质:一般的物理性质:-氨基酸呈无色结晶,熔点高,一般在氨基酸呈无色结晶,熔点高,一般在2000C以上。易溶于酸、碱,但不溶于有机溶剂。以上。易溶于酸、碱,但不溶于有机溶剂。调节溶液的调节溶液的pH值,使氨基酸的氨基和值,使氨基酸的氨基和羧基的解离度相等,即氨基酸的电荷为羧基的解离度相等,即氨基酸的电荷为O,氨基酸在电场中不移动,此时溶液的,氨基酸在电场中不移动,此时溶液的pH值
12、为值为氨基酸的等电点氨基酸的等电点,用,用pI表示。表示。在等电点时,氨基酸溶解度最小,容在等电点时,氨基酸溶解度最小,容易沉淀。易沉淀。两性解离和等电点两性解离和等电点 紫外吸收光谱:紫外吸收光谱:在远紫外光区有光吸收,在近紫外光区有在远紫外光区有光吸收,在近紫外光区有色氨酸色氨酸最大吸收最大吸收波长为波长为279nm,酪氨酸酪氨酸最大吸收波长最大吸收波长278nm,苯丙氨酸苯丙氨酸最最大吸收波长为大吸收波长为259nm。重要的化学反应:重要的化学反应:a-氨氨基基能能与与茚茚三三酮酮反反应应产产生生蓝蓝紫紫色色沉沉淀淀(脯脯氨氨酸酸和和羟羟脯脯氨氨酸则产生黄色沉淀);酸则产生黄色沉淀);a
13、-氨基可与亚硝酸反应产生氮气,计算出氨基酸的量;氨基可与亚硝酸反应产生氮气,计算出氨基酸的量;一些氨基酸的一些氨基酸的R基团能与特殊的试剂发生呈色反应。基团能与特殊的试剂发生呈色反应。3、蛋白质的结构、蛋白质的结构(1)一一级级结结构构:又又称称为为初初级级结结构构或或化化学学结结构构,指指蛋白质分子内氨基酸的排列顺序蛋白质分子内氨基酸的排列顺序(2)二二级级结结构构:指指多多肽肽链链本本身身绕绕曲曲折折叠叠成成有有规规律律的的结结构构或构象。这种结构是以肽链内或肽链间的氢键来维持的。或构象。这种结构是以肽链内或肽链间的氢键来维持的。-螺旋螺旋 -折叠折叠-转角转角自由回转自由回转(4)三三级
14、级结结构构:维维持持三三级级结结构构的的作作用用力力主主要要是是一一些些次次级级键键,包括氢键、盐键、疏水键和范德华力等。包括氢键、盐键、疏水键和范德华力等。(5)四四级级结结构构:具具有有三三级级结结构构的的亚亚单单位位通通过过氢氢键键、盐盐键键、疏水键和范德华力等弱作用力聚合而成的特定构象。疏水键和范德华力等弱作用力聚合而成的特定构象。维系蛋白质分子的一级结构:肽键、二硫键维系蛋白质分子的一级结构:肽键、二硫键维系蛋白质分子的二级结构:氢键维系蛋白质分子的二级结构:氢键维系蛋白质分子的三级结构:疏水相互作用力、维系蛋白质分子的三级结构:疏水相互作用力、氢键、范德华力、盐键氢键、范德华力、盐
15、键维系蛋白质分子的四级结构:范德华力、盐键维系蛋白质分子的四级结构:范德华力、盐键3、蛋白质的理化性质、蛋白质的理化性质(1)胶体性质胶体性质:布朗运动、丁达尔现象、不能通过半透膜;布朗运动、丁达尔现象、不能通过半透膜;蛋白质颗粒比较稳定,不易沉淀蛋白质颗粒比较稳定,不易沉淀 (2)两性电解质)两性电解质(3)沉沉淀淀反反应应:破破坏坏蛋蛋白白质质的的水水膜膜及及中中和和蛋蛋白白质质的的电电荷荷出出现现沉沉淀淀现现象象。高高浓浓度度盐盐类类(如如硫硫酸酸铵铵、硫硫酸酸钠钠、氯氯化化钠钠等等,称称为为盐盐析析),有有机机溶溶剂剂(如如酒酒精精、丙丙酮酮),重重金金属属盐盐(如如硝硝酸酸银银、醋醋
16、酸酸铅铅、三三氯氯化化铁等),铁等),某些酸类某些酸类(如苦味酸、单宁酸等)。(如苦味酸、单宁酸等)。(4)变变性性:使使其其分分子子的的空空间间结结构构改改变变,导导致致其其理理化化性性质质、生生物物活活性性都都发发生生改改变变。不不发发生生一一级级结结构构的的破破坏坏;而而主主要要发发生生氢氢键键、疏疏水水键键的的破破坏坏。生生物物活活性性丧丧失失,溶溶解解度度降降低低。化化学学因因素素有有强强酸酸、强强碱碱、重重金金属属离离子子、尿尿素素、酒酒精精、丙丙酮酮等等;物物理理因因素素有有加加热热震震荡荡或或搅拌、超声波、紫外线及搅拌、超声波、紫外线及X射线照射等。射线照射等。(5)紫外吸收)
17、紫外吸收:280nm的紫外光下,有最大吸收峰的紫外光下,有最大吸收峰。是由于肽。是由于肽链中酪氨酸和色氨酸的链中酪氨酸和色氨酸的R-基团引起的。基团引起的。(6)变构作用:四级结构的变化)变构作用:四级结构的变化(7)呈色反应)呈色反应 4、蛋白质的分类、蛋白质的分类(1)蛋白质的化学分类)蛋白质的化学分类:简单蛋白质和结合蛋白质简单蛋白质和结合蛋白质(1)色蛋白:由简单蛋白与色素物质结合而成。如血红蛋白、叶绿蛋白和细胞色素等。(2)糖蛋白:由简单蛋白与糖类物质组成。如细胞膜中的糖蛋白等。(3)脂蛋白:由简单蛋白与脂类结合而成。如血清-,-脂蛋白等。(4)核蛋白:由简单蛋白与核酸结合而成。如细
18、胞核中的核糖核蛋白等。(5)色蛋白:由简单蛋白与色素结合而成。如血红素、过氧化氢酶、细胞色素c等。(6)磷蛋白:由简单蛋白质和磷酸组成。如胃蛋白酶、酪蛋白、角蛋白、弹性蛋白、丝心蛋白等(2)蛋白质的功能分类)蛋白质的功能分类:结构蛋白和酶结构蛋白和酶 (六)酶(六)酶2、酶的化学组成:单纯酶和结合酶、酶的化学组成:单纯酶和结合酶 3、酶酶的的结结构构特特点点:必必需需基基团团、活活性性中中心心(结结合合部部位位、催化部位催化部位)1、化学本质:、化学本质:(1)酶的催化作用降低活化能)酶的催化作用降低活化能(2)中间产物学说)中间产物学说 S +E ES E +P底物底物 酶酶 中间产物中间产
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