1、 第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础 Basic Concepts and Molecular Basis of CellBasic Concepts and Molecular Basis of Celln n第一节第一节 真核细胞真核细胞n n第二节第二节 原核与古核细胞原核与古核细胞n n第三节第三节 病毒、类病毒、阮病毒病毒、类病毒、阮病毒n n第四节第四节 细胞的化学成分细胞的化学成分1 1可编辑版可编辑版精子穿卵受精卵6周胚胎11周胚胎12周胚胎4月胚胎2 2可编辑版可编辑版n n细胞是一切生命活动的基本结构和功能单位。细胞是一切生命活动的基本结构和功能单位。1
2、.1.细胞是由膜包围的原生质团,通过质膜与周围环境进细胞是由膜包围的原生质团,通过质膜与周围环境进行物质和信息交流;行物质和信息交流;2.2.是是构构成成有有机机体体的的基基本本单单位位,具具有有自自我我复复制制的的能能力力,是是有机体生长发育的基础;有机体生长发育的基础;3.3.是是代代谢谢与与功功能能的的基基本本单单位位,具具有有完完整整的的代代谢谢和和调调节节体体系,不同的细胞执行不同的功能;系,不同的细胞执行不同的功能;4.4.是遗传的基本单位,具有发育的全能性。是遗传的基本单位,具有发育的全能性。3 3可编辑版可编辑版第一节第一节 真核细胞真核细胞 Eukaryotic cell一、
3、基本结构一、基本结构二、细胞的形状和大小二、细胞的形状和大小4 4可编辑版可编辑版n n1 1、原生质、原生质(protoplasm)(protoplasm):1839 Purkinje 1839 Purkinje用原生质一词指细胞的全部活用原生质一词指细胞的全部活性物质,从现代概念来说它包括质膜、细胞质和细胞核性物质,从现代概念来说它包括质膜、细胞质和细胞核(或拟核或拟核)。n n2 2、质膜(、质膜(plasma membraneplasma membrane):是细胞表面的单位膜。):是细胞表面的单位膜。n n3 3、细胞核(、细胞核(nucleusnucleus):):是细胞内最重要的
4、细胞器,核表面是由双层是细胞内最重要的细胞器,核表面是由双层膜构成的核被膜(膜构成的核被膜(nuclear envelopenuclear envelope),核内包含有由),核内包含有由DNADNA和蛋白质构和蛋白质构成的染色体(成的染色体(chromosomechromosome)。核内一至数个小球形结构,称为核仁)。核内一至数个小球形结构,称为核仁(nucleolusnucleolus)。细胞核中的原生质称为核质。)。细胞核中的原生质称为核质。细胞结构5 5可编辑版可编辑版n n4 4、细胞质(、细胞质(cytoplasmcytoplasm):质膜与核被膜之间的原生质。):质膜与核被膜之
5、间的原生质。n n5 5、细细胞胞器器(organelle)(organelle):具具有有特特定定形形态态和和功功能能的的显显微微或或亚亚显显微微结结构构称称为为细细胞胞器器,如如:endoplasmic endoplasmic reticulumreticulum、Golgi Golgi bodybody、lysosomelysosome、mitochondrionmitochondrion、chloroplastchloroplast、cytoskeletoncytoskeleton、centriolecentriole、microbodymicrobody。n n6 6、细细胞胞质质基
6、基质质(cytoplasmic cytoplasmic matrixmatrix)细细胞胞质质中中除除细细胞胞器器以以外外的的部部分分。又称为或胞质溶胶(又称为或胞质溶胶(cytosolcytosol),其体积约占细胞质的一半。),其体积约占细胞质的一半。6 6可编辑版可编辑版n n细胞质基质的功能:细胞质基质的功能:a.a.为细胞内各类生化反应的正常进行提供了相对稳定的离子环境。为细胞内各类生化反应的正常进行提供了相对稳定的离子环境。b.b.许许多多代代谢谢过过程程是是在在细细胞胞基基质质中中完完成成的的,如如蛋蛋白白质质的的合合成成;核核苷苷酸酸的的合合成成;脂脂肪肪酸酸合合成成;糖糖酵酵
7、解解;磷磷酸酸戊戊糖糖途途径径;糖糖原代谢;原代谢;信号转导。信号转导。c.c.供给细胞器行使其功能所需要的一切底物。供给细胞器行使其功能所需要的一切底物。d.d.控制基因的表达,与细胞核一起参与细胞的分化。控制基因的表达,与细胞核一起参与细胞的分化。e.e.参与蛋白质的合成、加工、运输、选择性降解。参与蛋白质的合成、加工、运输、选择性降解。7 7可编辑版可编辑版Animal cellAnimal cell8 8可编辑版可编辑版Plant cellPlant cell9 9可编辑版可编辑版细胞的形状和大小细胞的形状和大小细胞的形状和大小细胞的形状和大小n n单单细细胞胞生生物物细细胞胞的的形形
8、态态通通常常与与细细胞胞外外沉沉积积物物或或细细胞胞骨骨架架有有关关,如如硅硅藻藻呈呈各各种种奇异的形态、草履虫像鞋底。奇异的形态、草履虫像鞋底。n n高高等等生生物物细细胞胞的的形形状状与与细细胞胞功功能能及及细细胞胞间间的的相相互互作作用用有有关关。如如肌肌肉肉细细胞胞呈呈梭梭形形;红红细细胞胞为为圆圆盘盘状状;植植物物叶叶表表皮皮的的保保卫卫细细胞胞成成半半月月形形,2 2个个细细胞胞围围成成一一个个气气孔,以利于呼吸和蒸腾。孔,以利于呼吸和蒸腾。n n高高等等动动物物的的细细胞胞离离开开有有机机体体分分散散存存在在时时,形形状状往往往往发发生生变变化化。如如平平滑滑肌肌细细胞胞在体内成
9、梭形,而在离体培养时则可成多角形。在体内成梭形,而在离体培养时则可成多角形。1010可编辑版可编辑版神经细胞卵细胞血细胞上皮细胞肌细胞视杆细胞1111可编辑版可编辑版草草履履虫虫1212可编辑版可编辑版眼眼 虫虫钟形虫钟形虫1313可编辑版可编辑版植植物物气气孔孔细细胞胞1414可编辑版可编辑版植植物物薄薄壁壁细细胞胞1515可编辑版可编辑版人人类类红红细细胞胞1616可编辑版可编辑版巨巨噬噬细细胞胞1717可编辑版可编辑版神神经经元元细细胞胞1818可编辑版可编辑版细细细细胞胞胞胞和和和和细细细细胞胞胞胞组组组组分分分分的的的的相相相相对对对对大大大大小小小小1919可编辑版可编辑版名称名称
10、名称名称人卵人卵人卵人卵口腔上口腔上口腔上口腔上皮细胞皮细胞皮细胞皮细胞肝细胞肝细胞肝细胞肝细胞红细胞红细胞红细胞红细胞变形虫变形虫变形虫变形虫海胆卵海胆卵海胆卵海胆卵伤寒菌伤寒菌伤寒菌伤寒菌肺炎球菌肺炎球菌肺炎球菌肺炎球菌大小大小大小大小120120757520207 710010070702.4x0.2.4x0.5 50.2x0.10.2x0.1大多数动植物细胞直径在2030m间。一般真核细胞的体积大于原核细胞,卵细胞大于体细胞。鸵鸟的卵黄直径可达5cm;支原体只有0.1m;人的坐骨神经细胞可长达1m。几种细胞的大小几种细胞的大小(m)m)人卵与精子2020可编辑版可编辑版第二节第二节 原
11、核细胞原核细胞 Prokaryotic cell一、细菌一、细菌二、支原体二、支原体三、衣原体与立克次氏体三、衣原体与立克次氏体四、蓝藻四、蓝藻五、古细菌五、古细菌2121可编辑版可编辑版n n没没有有核核膜膜,遗遗传传物物质质集集中中在在一一个个没没有有明明确确界界限限的的低低电电子子密密度度区区,称称为拟核为拟核(nucleoid)(nucleoid)。n nDNADNA为为裸裸露露的的环环状状双双螺螺旋旋分分子子,通通常常没没有有结结合合蛋蛋白白,没没有有恒恒定定的的内内膜系统,核糖体为膜系统,核糖体为70S70S型。型。n n原原核核细细胞胞构构成成的的生生物物称称为为原原核核生生物物
12、,均均为为单单细细胞胞生生物物。一一般般以以二二分分裂的方式繁殖,也有的产生孢子。裂的方式繁殖,也有的产生孢子。TEM image,Escherichia coli2222可编辑版可编辑版一、细菌一、细菌(bacteria)n n是是在在自自然然界界分分布布最最广广、个个体体数数量最多的有机体。量最多的有机体。n n可可分分为为:球球菌菌、杆杆菌菌和和螺螺旋旋菌菌(弧形菌)等。(弧形菌)等。n n绝绝 大大 多多 数数 细细 菌菌 的的 直直 径径 在在0.55m0.55m之间。之间。2323可编辑版可编辑版大大肠肠杆杆菌菌2424可编辑版可编辑版淋淋病病球球菌菌2525可编辑版可编辑版肉肉毒
13、毒梭梭菌菌2626可编辑版可编辑版弧弧形形霍霍乱乱菌菌2727可编辑版可编辑版幽幽门门螺螺旋旋菌菌2828可编辑版可编辑版1、细细胞胞壁壁(Cell Wall):厚度一般15-30nm。主要成分是肽聚糖,由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸(teichoic acid)构成双糖单元,以(1-4)糖苷键连接成大分子。2 2、细细胞胞膜膜(Cell Cell MembraneMembrane):厚厚约约810nm810nm,外外侧侧紧紧贴贴细细胞胞壁壁,通通常常不不形形成成内内膜膜系系统统。一一些些行行光光合合作作用用的的原原核核生生物物,质质膜膜具具有有与与捕光反应有关的内褶。捕光反应有关的内褶。3
14、 3、拟拟核核(Nucleoid)(Nucleoid):没没有有核核膜膜,DNADNA分分子子裸裸露露,所所含含的的遗遗传传信信息量可编码息量可编码2000300020003000种蛋白质,空间构建十分精简。种蛋白质,空间构建十分精简。2929可编辑版可编辑版5 5、质质粒粒(Plasmid)(Plasmid):除除核核区区DNADNA外外,可可进进行行自自主主复复制制的的遗遗传传因因子子,是是裸裸露露的的环环状状DNADNA分分子子,所所含含遗遗传传信信息息量量为为22002200个个基基因因,能能进进行行自自我我复复制制,有有时时能能整整合合到到核核DNADNA中中去去。质质粒粒常常用用作
15、作基基因因重重组组与与基基因因转转移移的的载载体。体。4 4、核核核核糖糖糖糖体体体体(RibosomeRibosome):约约含含500050000500050000个个。部部分分附附着着在在细细胞胞膜膜内内侧侧,大大部部分分游游离离于于细细胞胞质质中中。沉沉降降系系数数为为70S70S。由由大大亚亚单单位位(50S)(50S)与与小小亚亚单单位位(30S)(30S)组组成成。30S30S小小亚亚单单位位对对四四环环素素与与链链霉霉素素敏敏感感,50S50S大大亚亚单单位对红霉素与氯霉素敏感。位对红霉素与氯霉素敏感。3030可编辑版可编辑版 6 6、荚荚膜膜:细细菌菌最最外外表表的的一一层层
16、多多糖糖类类物物 质质,边边 界界 明明 显显 的的 称称 荚荚 膜膜(capsulecapsule),如如肺肺炎炎球球菌菌,边边界界不不明明显显的的称称粘粘液液层层(slime slime layerlayer),如葡萄球菌。如葡萄球菌。功功能能:抵抵御御不不良良环环境境;保保护护自自身身不不受受吞吞噬噬;选选择择性性的的粘粘附附到到特特定定细细胞胞的表面上。的表面上。Negative stained bacteria3131可编辑版可编辑版 7 7、鞭鞭毛毛:是是某某些些细细菌菌的的运运动动器器官官,由由一一种种称称为为鞭鞭毛毛蛋蛋白白的的弹弹性性蛋蛋白白构构成,结构上不同于真核生物的鞭毛
17、。成,结构上不同于真核生物的鞭毛。3232可编辑版可编辑版8 8、菌毛:是菌体表面极其的蛋白纤细,须用电镜观察。与细菌运、菌毛:是菌体表面极其的蛋白纤细,须用电镜观察。与细菌运动无关,根据形态、结构和功能,分为普通菌毛和性菌毛两类。前动无关,根据形态、结构和功能,分为普通菌毛和性菌毛两类。前者与细菌吸附和侵染宿主有关,后者为中空管子,与传递遗传物质者与细菌吸附和侵染宿主有关,后者为中空管子,与传递遗传物质有关。有关。3333可编辑版可编辑版9、繁殖、繁殖:以二分裂二分裂的方式繁殖,某些细菌处于不利的环境,或耗尽营养时,形成内生孢子,又称芽孢,是对不良环境有强抵抗力的休眠体。分裂中的链球菌分裂中
18、的链球菌分裂中的大肠杆菌分裂中的大肠杆菌3434可编辑版可编辑版二、支原体二、支原体 mycoplasman n大大小小通通常常为为0.20.3m0.20.3m,可可通通过过滤滤菌菌器器。无无细细胞胞壁壁,不不能能维维持持固固定定的的形形态态而而呈呈现现多多形形性性。细细胞胞膜膜中中胆胆固固醇醇含含量量较较多多,约约占占36%36%,凡凡能能作作用用于于胆胆固固醇醇的的物物质质(如如二二性性霉霉素素B B、皂皂素素等等)均均可可引引起起支支原原体体膜膜的的破破坏坏而使支原体死亡。而使支原体死亡。n n基基因因组组为为环环状状双双链链DNADNA,分分子子量量小小(仅仅有有大大肠肠杆杆菌菌的的五
19、五分分之之一一),合合成成 与与 代代 谢谢 很很 有有 限限。肺肺 炎炎 支支 原原 体体 的的 一一 端端 有有 一一 种种 特特 殊殊 的的 末末 端端 结结 构构(terminal terminal structurestructure),能能使使支支原原体体粘粘附附于于呼呼吸吸道道粘粘膜膜上上皮皮细细胞胞表表面面,与致病性有关。与致病性有关。3535可编辑版可编辑版肺炎支原体肺炎支原体肺炎支原体肺炎支原体 3636可编辑版可编辑版三、衣原体(三、衣原体(Chlamydia)立克次氏体(立克次氏体(Rickettsia)衣原体直径200nm-500nm,能通过滤菌膜。立克次氏体略大。细
20、胞壁结构类似于革兰氏阴性菌,酶系统不完全,必须在寄主细胞内生活,有摄能寄生物(energe parasite)之称。砂眼是衣原体引起的。由于能形成包含体,起初被认为是大型病毒,1956年,我国著名微生物学家汤飞凡及其助手张晓楼等人首次分离到沙眼的病原体。立克次氏体也是专性细胞内寄生的,与衣原体的不同处在于其细胞较大,无滤过性,合成能力较强,且不形成包涵体。3737可编辑版可编辑版 肺炎衣原体肺炎衣原体3838可编辑版可编辑版 落基山斑疹伤寒立克次氏体3939可编辑版可编辑版四、蓝藻(四、蓝藻(Cyanobacteria)又称蓝细菌,是最简单的自养单细胞生物又称蓝细菌,是最简单的自养单细胞生物。
21、4040可编辑版可编辑版五、古细菌(五、古细菌(archaebacteria)具有原核生物的某些特征,无核膜及内膜系统。也有真核生物的特征。具有原核生物的某些特征,无核膜及内膜系统。也有真核生物的特征。生活在极端环境中。生活在极端环境中。4141可编辑版可编辑版原核与真核细胞的区别原核与真核细胞的区别4242可编辑版可编辑版第三节第三节 病病 毒毒 Virus一、病毒的基本特征一、病毒的基本特征二、病毒的形态和结构二、病毒的形态和结构三、病毒在细胞内的活动三、病毒在细胞内的活动四、类病毒四、类病毒五、蛋白质感染因子五、蛋白质感染因子4343可编辑版可编辑版Viruses44可编辑版脊脊髓髓灰灰
22、质质炎炎病病毒毒 球球形形病病毒毒4545可编辑版可编辑版烟烟草草花花叶叶病病毒毒 线线形形病病毒毒4646可编辑版可编辑版痘痘病病毒毒 砖砖形形病病毒毒4747可编辑版可编辑版狂狂犬犬病病毒毒 子子弹弹形形病病毒毒有被膜4848可编辑版可编辑版T T4 4噬噬菌菌体体 蝌蝌蚪蚪形形病病毒毒4949可编辑版可编辑版流流感感冒冒病病毒毒 丝丝状状有有被被膜膜的的病病毒毒5050可编辑版可编辑版四、类病毒四、类病毒n n没有蛋白质外壳,仅为一裸露的没有蛋白质外壳,仅为一裸露的RNARNA分子。分子。n n不不能能像像病病毒毒那那样样感感染染细细胞胞,只只有有当当植植物物细细胞胞受受到到损损伤伤,失
23、失去去了了膜膜屏屏障障,它它们们才才能能在在供供体体植植株株与与受受体体植植株间传染。株间传染。n n马马铃铃薯薯锤锤管管类类病病毒毒仅仅由由一一个个含含359359个个核核苷苷酸酸单单链链环环状状RNARNA分分子子组组成成,链链内内有有一一些些互互补补序序列列。分分子子长长约约4050nm4050nm,不能制造衣壳蛋白。,不能制造衣壳蛋白。5151可编辑版可编辑版五、蛋白质感染因子(五、蛋白质感染因子(Prion)PROteinnaceous Infection ONly S.S.B.B.Prusiner Prusiner 19821982年年发发现现于于患患羊羊瘙瘙痒痒病病(scrapi
24、escrapie)的的仓仓鼠鼠,因因此此于于19971997年获得诺贝尔生理与医学奖。年获得诺贝尔生理与医学奖。蛋蛋白白质质感感染染子子蛋蛋白白(prion(prion proteinprotein,简简称称PrP)PrP)存存在在于于神神经经元元和和神神经经胶胶质细胞表面上,可能其信号转导作用。质细胞表面上,可能其信号转导作用。PrPcPrPc(正正常常)与与 PrPScPrPSc(致致病病)均均由由253-4253-4个个氨氨基基酸酸组组成成,PrPcPrPc具具有有43%43%的的 螺旋,螺旋,3%3%的的 折叠,而折叠,而PrPscPrPsc具有具有34%34%螺旋,螺旋,43%43%
25、的的 折叠。折叠。PrPcPrPc蛋蛋白白对对蛋蛋白白酶酶很很敏敏感感,而而动动物物被被感感染染后后,发发生生错错误误折折叠叠的的PrPScPrPSc蛋蛋白白堆堆积积在在脑脑组组织织中中,形形成成不不溶溶的的淀淀粉粉样样蛋蛋白白沉沉淀淀,无无法法被被蛋蛋白白酶酶分解,引起神经分解,引起神经细胞凋亡细胞凋亡(ApoptosisApoptosis)。)。5252可编辑版可编辑版n nPRIONPRIONPrPCPrPSC5353可编辑版可编辑版新型克-雅氏病(Variant Creutzfeldt-Jacob disease,vCJD)vCJD病人大脑组织切片,左、海绵状病变及周围的沉淀斑,右、淀
26、粉样蛋白沉淀,短线表示50um。5454可编辑版可编辑版一、水与无机盐一、水与无机盐二、细胞的有机分子二、细胞的有机分子5555可编辑版可编辑版一、水与无机盐一、水与无机盐n n(一)水是原生质最基本的物质(一)水是原生质最基本的物质n n存在方式:游离水存在方式:游离水9595;结合水;结合水5 5。随着细胞的衰老,。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细胞的含水量逐渐下降,活细胞的含水量不低于7575。n n作作用用:溶溶解解无无机机物物、调调节节温温度度、参参加加酶酶反反应应、参参与与物物质质代代谢谢和和形形成成细细胞胞有有序序结结构构。水水之之所所以以具具有有这这
27、么么多多的的重重要要功功能能是是和水的特有属性分不开的:和水的特有属性分不开的:1.1.水分子是偶极子水分子是偶极子2.2.水分子间可形成氢键水分子间可形成氢键3.3.水分子可解离为离子水分子可解离为离子5656可编辑版可编辑版(二)无机盐(二)无机盐n n含量很少,约占含量很少,约占1 1。盐在细胞中解离为离子,离子的浓。盐在细胞中解离为离子,离子的浓度除具有调节渗透压和维持酸碱平衡的作用外,还有许多度除具有调节渗透压和维持酸碱平衡的作用外,还有许多重要的作用。重要的作用。n n主要的阴离子有主要的阴离子有ClCl、POPO4 4和和HCO3HCO3,其中磷酸根离子在,其中磷酸根离子在细胞代
28、谢活动中最为重要:细胞代谢活动中最为重要:在细胞的能量代谢中起着关在细胞的能量代谢中起着关键作用;键作用;是核苷酸、磷脂、磷蛋白和磷酸化糖的组成成是核苷酸、磷脂、磷蛋白和磷酸化糖的组成成分;分;调节酸碱平衡。调节酸碱平衡。n n主要的阳离子有:主要的阳离子有:NaNa+、K K+、CaCa2+2+、MgMg2+2+、FeFe2+2+、FeFe3+3+、MnMn2+2+、CuCu2+2+、CoCo2+2+、MoMo2+2+。5757可编辑版可编辑版阳离子在细胞中的作用阳离子在细胞中的作用 离子种类离子种类 在细胞中的作用在细胞中的作用FeFe2+2+或或FeFe3+3+血红蛋白、细胞色素、过氧化
29、物酶和铁蛋白的成血红蛋白、细胞色素、过氧化物酶和铁蛋白的成分分NaNa+维持膜电位维持膜电位K K+维持膜电位、参与蛋白质合成和某些酶促合成维持膜电位、参与蛋白质合成和某些酶促合成MgMg2+2+叶绿素、磷酸酶、叶绿素、磷酸酶、NaNa+-K-K+泵泵MnMn2+2+肽酶肽酶CuCu2+2+酪氨酸酶、抗坏血酸氧化酶酪氨酸酶、抗坏血酸氧化酶CoCo2+2+肽酶肽酶MoMo2+2+硝酸还原酶、黄嘌呤氧化酶硝酸还原酶、黄嘌呤氧化酶CaCa2+2+钙调素、肌动球蛋白、钙调素、肌动球蛋白、ATPATP酶酶5858可编辑版可编辑版二、细胞的有机分子二、细胞的有机分子n n细细胞胞中中有有机机物物达达几几千
30、千种种之之多多,主主要要由由四四大大类类分分子子所所组组成成:蛋蛋白白质质、核核酸酸、脂脂类类和和糖糖,这这些些分分子子约约占占细细胞胞干干重重的的90%90%以上。以上。n n(一)蛋白质(一)蛋白质(proteinprotein)n n是是细细胞胞的的主主要要结结构构成成分分,而而且且更更重重要要的的是是,生生物物专专有有的的催催化化剂剂酶酶是是蛋蛋白白质质,因因此此细细胞胞的的代代谢谢活活动动离离不不开开蛋蛋白白质质。一个细胞中约含有一个细胞中约含有10104 4种蛋白质,分子的数量达种蛋白质,分子的数量达10101111个。个。5959可编辑版可编辑版60可编辑版(二)核酸(nucle
31、ic acid)n n是是生生物物遗遗传传信信息息的的载载体体分分子子。由由核核苷苷酸酸单单体体聚聚合合而而成成。分分为为RNARNA和和DNADNA两大类。两大类。DNADNA的主要构象有三种:的主要构象有三种:n nB-DNAB-DNA:右右手手螺螺旋旋模模型型,每每圈圈螺螺旋旋1010个个碱碱基基,螺螺旋旋扭扭角角为为3636度度,螺螺距距34A34A,碱基倾角为,碱基倾角为-2-2度。度。n nA-DNAA-DNA:右右手手螺螺旋旋,每每圈圈螺螺旋旋10.910.9个个碱碱基基,螺螺旋旋扭扭角角为为3333度度,螺螺距距32A32A,碱碱基基倾倾角角为为1313度度。通通过过75%75
32、%适适度度的的B-DNAB-DNA经经X X光光衍衍射射得得到到,尚尚不不能肯定自然条件是否存在。能肯定自然条件是否存在。n nZ-DNAZ-DNA:左左手手螺螺旋旋,每每圈圈螺螺旋旋1212个个碱碱基基,碱碱基基倾倾角角为为9 9度度。确确切切功功能能未知,可能起调控作用。未知,可能起调控作用。6161可编辑版可编辑版62可编辑版(三)糖类(glucide)n n单单糖糖是是细细胞胞主主要要的的能能源源以以及及构构成成某某些些大大分分子子物物质质的的原原料料。重重要要的的五五碳碳糖糖为为核核糖糖,重重要要的的六六碳碳糖糖为为葡葡萄萄糖糖。葡葡萄萄糖糖不不仅仅是是能能量量代代谢谢的关键单糖,而
33、且是构成多糖的主要单体。的关键单糖,而且是构成多糖的主要单体。n n多多糖糖分分为为两两类类:一一类类是是营营养养储储备备多多糖糖,如如:淀淀粉粉和和糖糖原原;另另一一类类是结构多糖。如纤维素是结构多糖。如纤维素(cellulose)(cellulose)和几丁质和几丁质(chitin)(chitin)。6363可编辑版可编辑版营养贮备多糖淀粉、糖元结构多糖纤维素、几丁质64可编辑版(四)脂类(fat)n n包括:脂肪酸、中性脂肪、类固醇、蜡、磷酸甘油酯、鞘脂、糖脂、包括:脂肪酸、中性脂肪、类固醇、蜡、磷酸甘油酯、鞘脂、糖脂、类胡萝卜素等。难溶于水,而易溶于非极性有机溶剂。类胡萝卜素等。难溶于
34、水,而易溶于非极性有机溶剂。n n1 1、中中性性脂脂肪肪甘甘油油酯酯:脂脂肪肪酸酸同同甘甘油油酯酯化化而而形形成成。是是动动植植物物体体内内脂脂肪肪的的主主要要贮贮存存形形式式。蜡蜡:脂脂肪肪酸酸同同乙乙醇醇酯酯化化形形成成 ,如如蜂蜂蜡蜡、高等动物外耳道的耵聍腺。高等动物外耳道的耵聍腺。n n2 2、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。、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。分为甘油磷脂和鞘磷脂两大类。n n3 3、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、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
35、性有关。性有关。6565可编辑版可编辑版三、酶与生物催化剂(enzyme and catalyzer)1.1.酶是蛋白质性的催化剂,主要作用是降低化学反应的活化能,增加了酶是蛋白质性的催化剂,主要作用是降低化学反应的活化能,增加了反应物分子越过活化能屏障和完成反应的概率。反应物分子越过活化能屏障和完成反应的概率。2.2.某些酶需要有一种非蛋白质性的辅因子某些酶需要有一种非蛋白质性的辅因子(cofactor)(cofactor)结合才能具有活性。结合才能具有活性。辅因子可以是一种复杂的有机分子,也可以是一种金属离子,或者二辅因子可以是一种复杂的有机分子,也可以是一种金属离子,或者二者兼有。者兼有
36、。3.3.作用机制:在反应中与底物暂时结合,形成了酶作用机制:在反应中与底物暂时结合,形成了酶底物复合物。降低活化能。底物复合物。降低活化能。反应完成后,酶分子迅即从酶反应完成后,酶分子迅即从酶底物复合物中解脱出来。底物复合物中解脱出来。6666可编辑版可编辑版四、萜类和类固醇类四、萜类和类固醇类n n这两类化合物都是异戊二烯的衍生物。这两类化合物都是异戊二烯的衍生物。n n主主要要的的萜萜类类化化合合物物(terpenesterpenes)有有胡胡萝萝卜卜素素和和维维生生素素A A、E E、K K等等。还有一种多萜醇磷酸酯,它是细胞质中糖基转移酶的载体。还有一种多萜醇磷酸酯,它是细胞质中糖基
37、转移酶的载体。n n类类固固醇醇类类(steroids)(steroids)化化合合物物又又称称甾甾类类化化合合物物,其其中中胆胆固固醇醇是是构构成成膜膜的的成成分分。另另一一些些甾甾类类化化合合物物是是激激素素类类,如如雌雌性性激激素素、雄雄性性激激素素、肾肾上上腺激素等。腺激素等。6767可编辑版可编辑版五、五、RNA催化剂催化剂n n也叫核酶也叫核酶RibozymeRibozyme。n nT.Cech 1982T.Cech 1982发现四膜虫发现四膜虫rRNArRNA的前体物能在没有任何蛋白质参与下的前体物能在没有任何蛋白质参与下进行自我加工,产生成熟的进行自我加工,产生成熟的rRNArRNA产物。这种加工方式称为自我剪接产物。这种加工方式称为自我剪接(self splicing)(self splicing)。n n后来陆续发现,具有催化活性的后来陆续发现,具有催化活性的RNARNA不只存在于四膜虫,而是普遍不只存在于四膜虫,而是普遍存在于原核和真核生物中。一个典型的例子核糖体的肽基转移酶。存在于原核和真核生物中。一个典型的例子核糖体的肽基转移酶。6868可编辑版可编辑版