【正文】 第一章 細胞生物學 第一節(jié) 細胞的化學成分 ? 第一節(jié) 細胞的化學成分 ? 盡管自然界細胞形態(tài)多樣，功能各異，但其化學成分基本相似，主要包括：糖類、脂類、蛋白質(zhì)、核酸、酶類等。 ? 一、糖類 ? 糖類是多羥基醛、多羥基酮的總稱，一般可用Cm(H20)n化學通式表示。由于一些糖分子中氫和氧原子數(shù)之比往往是 2： 1，與水結(jié)構(gòu)相似，故又把糖類稱為碳水化合物。糖是生命活動的主要能源，又是重要的中間代謝物，還有些糖是構(gòu)成生物大分子，如核酸和糖蛋白的成分，因而具有重要意義。糖類化合物按其組成可分為單糖、寡糖、多糖。如果糖類化合物中尚含有非糖物質(zhì)部分，則稱為糖復(fù)合物，例如糖蛋白、蛋白多糖、糖脂和脂多糖等。 一、 糖類 單糖 ： 不能水解 通常含有 3— 7個碳原子， 。按碳原子數(shù)分為：丙糖、丁糖、戊糖、 己糖、庚糖。 天然存在的單糖一般都是 D構(gòu)型。 單糖分子既可以開鏈形式存在，也可以環(huán)式結(jié)構(gòu)形式存在。在環(huán)式結(jié)構(gòu)中如果第一位碳原子上的羥基與第二位碳原子的羥基在環(huán)的伺一面，稱為 α型；如果羥基是在環(huán)的兩面，稱 β型。 D或 L：是分子的絕對構(gòu)型，按慣例來命名的，常用于 氨基酸或糖 。 D表示右旋，等同于 “ ＋ ” ， L表示左旋，等同于 “ － ” 。 構(gòu)型是 一個有機分子中各個原子特有的固定的空間排列。不經(jīng)過共價鍵的斷裂和重新形成是不會改變的。構(gòu)型的改變往往使分子的 光學活性 發(fā)生變化。一般情況下，構(gòu)型都比較穩(wěn)定。 構(gòu)象（ P14）是碳原子上的原子（基團）在空間呈現(xiàn)無數(shù)的立體形象，一種構(gòu)象改變?yōu)榱硪环N構(gòu)象時，不要求共價鍵的斷裂和重新形成。構(gòu)象改變不會改變分子的光學活性。 重要的單糖： （ 1）丙糖： D甘油醛、二羥基丙酮 （ 2）丁糖：赤蘚糖、蘇糖 （ 4）戊糖：脫氧核糖、核糖、木糖、阿拉伯糖、木酮糖、核酮糖 （ 5）己糖：葡萄糖、半乳糖、果糖（為酮糖，糖果類中最甜的） （ 6）庚糖：景天庚酮糖 三碳糖 三碳糖 甘油醛 二羥丙酮 赤蘚糖 蘇糖 葡萄糖 果糖 β D葡萄 糖 ? D葡萄糖 天然存在的葡萄糖都是 D型的 環(huán)式中 1號碳上的稱為半縮醛羥基 氨基糖 （ 葡萄糖胺） ： 與乳酸結(jié)合形成胞壁酸。 胞壁酸 是細菌細胞壁的 的組成成分 寡糖 可以水解為少數(shù)幾個（ 2—6個）單糖的糖，一般包括：二糖蔗糖、麥芽糖、乳糖；三糖棉籽糖 。 ?多糖： 可水解為多個單糖。水解為同一單糖的（ 同多糖 ），如淀粉、糖元、纖維素、幾丁質(zhì)；水解產(chǎn)物不止一種單糖（ 異多糖 ），如透明質(zhì)酸、肝素等。 麥芽糖的生成與水解 糖苷與二糖： 單糖半縮醛羥基與另一個分子（例如醇、糖、嘌呤或嘧啶）的羥基、胺基或巰基縮合形成的含糖衍生物。 糖苷鍵： 指糖苷中連接單糖分子與配糖體的化學鍵。 常見的糖苷鍵有 O糖苷鍵和N糖苷鍵。 核苷： 核糖或脫氧核糖分子中的半縮醛羥基與嘌呤或嘧啶中氮原子上的氫去水形成。 麥芽糖 ： α （ 14）糖苷鍵 蔗糖 ： α ， β （ 12）糖苷鍵 乳糖 ： β （ 14）糖苷鍵 纖維二糖 ： β （ 14）糖苷鍵 蔗糖的分子式 : 無還原性 吡喃葡萄糖 呋喃果糖 乳糖的分子式：如果乳糖酶缺乏，小腸乳糖升高引起滲透性腹瀉。 其他簡單的寡糖：棉子糖是較常見的三糖， 棉籽與桉樹分泌物中多。 多糖： 由許多單糖聚合而成，縮合時單糖分子以糖苷鍵相連，一般無甜味、無還原性，重要的有 淀粉、糖元、纖維素、幾丁質(zhì) 、 果膠、半纖維素 等?？煞譃?同多糖 和 雜多糖 。 直鏈淀粉平均 250300個 Glc通過 ?1，4糖苷鍵相連，遇 KII2呈（深）蘭色 。水解的唯一雙糖為麥芽糖、唯一單糖為葡萄糖。 。 支鏈淀粉 支鏈淀粉分子中除有 α—1，4糖苷鍵的糖鏈外，還有 α1， 6糖苷鍵連接的分支 由 202222022個 Glc殘基組成，大約每 2430個 Glc就有一個 ?1， 6糖苷鍵的分支， 與 KII2呈紫（紅）色 。 淀粉的結(jié)構(gòu) 淀粉顯色 黃色 淀粉水解：淀粉 → 糊精 → 麥芽糖 → αD—葡萄糖。 糊精是淀粉水解的最初產(chǎn)物， 隨著水解，糖分子逐漸變小 ，它與碘作用分別呈紅色、黃色、無色。 這個反應(yīng)可用于淀粉水解過程的檢驗 糖原： 動物組織、細菌細胞內(nèi)主要的貯藏多糖。結(jié)構(gòu)與支鏈淀粉相似，但 分支多 ，與KII2呈 紅褐色 。 纖維素 自然界中分布最廣的糖，以 纖維二糖 為 基本單位 縮合而成，纖維狀、僵硬、 不溶于水 的分子，分子 不分支 ，約由 1000015000個 ?DGlc殘基組成。水解需高溫、高壓和酸，人體消化酶不能水解纖維素，食草動物利用腸道寄生菌分泌的纖維素酶將部分纖維素水解為葡萄糖。 幾丁質(zhì)（殼多糖 ） 甲殼類動物 (蝦、蟹）外骨骼及真菌細胞壁，地球上僅次于纖維素的第二大類糖。由 N乙酰 D葡萄糖胺以 ?（ 1?4）糖苷鍵縮合 而成，分子線狀 不分支 。 雜多糖： 果膠、半纖維素（ 大量存在于植物木質(zhì)化部位，為多聚戊糖和多聚己糖的混合物 ） 木質(zhì)素是由四種醇單體形成的一種復(fù)雜酚類聚合物，不屬于糖類。 脂肪 脂酰甘油（脂酰甘油酯）：是脂肪酸和甘油通過酯鍵所形成的化合物。根據(jù)脂肪酸的數(shù)目，可分為單脂酰甘油、二脂酰甘油、 三脂酰甘油（即甘油三酯、脂肪）。 油是常溫下呈液態(tài)的脂肪；脂是常溫下呈固態(tài)的脂肪 二、脂類 脂肪酸 所有的脂肪酸都有一長的碳氫鏈，其一端為一個羧基。 飽合脂肪酸：碳氫鏈中全為單鍵的脂肪酸，如軟脂酸（ 16個碳）、硬脂酸（ 18個碳）等。 不飽合脂肪酸：碳氫鏈中含有一個或多個雙鍵，如油酸、亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸等 。 必需脂肪酸：維持動物正常生長所需的，而機體又不能合成，主要為亞油酸和亞麻酸，這兩種脂肪酸在植物中含量非常豐富。 磷脂 磷脂酸： 是各類甘油磷脂的母體化合物，它是甘油 C3的羥基（ OH）磷酸化；另外兩個羥基（ OH）為脂肪酸酯化而成的。 甘油磷脂： 磷脂酸的磷酸再與氨基醇，如膽堿、乙醇胺、絲氨酸、肌醇縮合而成的化合物。 主要類型有： 磷脂酰膽堿 (卵磷脂 )；磷脂酰乙醇胺 (腦 磷脂；磷脂酰絲氨酸；磷脂酰肌醇 膽堿 磷酸 甘油基團 脂肪酸鏈 OPOO OC H2C H2+N H3C H2H CH2CO OC O C OOPOO OC H2C+N H3C H2H CH2CO OC O C OOPOO OC H2C H2+NC H2H CH2CO OC O C OC O OHC H3C H3H3CR1R2R1R2R1R2POO OC H2H CH2CO OC O C OR1R2HO HO HHO HO HHHO HOHO HP E P S P C P I腦磷脂 乙醇胺 卵磷脂 磷脂酰肌醇 磷脂酰絲氨酸 絲氨酸 膽堿 肌醇 脂肪酸鏈 頭部 鞘磷脂 鞘磷脂在 腦和神經(jīng)細胞膜 中特別豐富。以鞘胺醇 為骨架，與 一