復(fù)旦-學(xué)姐細(xì)胞2.化學(xué)組成

第二章細(xì)胞的化學(xué)組成2.1化學(xué)鍵(Chemicalbonds)2.2有機(jī)分子(Organicmolecules)2.1化學(xué)鍵2.1.1細(xì)胞是由原子(atoms)組成的2.1.2原子間如何相互作用2.1.3離子鍵(IonicBonds)是如何形成的2.1.4共價(jià)鍵(CovalentBonds)是如何形成的2.1.5水分子是如何連接在一起2.1.6某些極性分子(PolarMolecules)如何在水中形成酸或堿2.1.1細(xì)胞由原子組成的質(zhì)子(protons),中子(neutrons)和電子(electrons)原子中質(zhì)子數(shù)量決定它的原子的次序(atomicnumber)同位素Isotopes是指一些原子具有不同的中子數(shù),但有相同的質(zhì)子數(shù).Figure2-1Thenumberofprotonsinanatomdeterminesitsatomicnumber.

2.1.2原子間相互作用電子殼層電子化學(xué)活性是由它們的外殼電子分布情況而定.化學(xué)鍵Figure2-2Anelement'schemicalreactivityisbasedonhowitsoutermostshellisfilled.

Figure2-3Atomscanattainamorestablearrangementofelectronsintheiroutermostshellbyinteractingwithoneanother.

Chemicalbonds2.1.3離子鍵是如何形成的正離子(Positiveions)被稱為陽離子(cations)負(fù)離子(Negativeions)被稱為陰離子(anions)離子鍵:離子鍵的形成是由一個(gè)原子給另一個(gè)提供了電子.Figure2-4Sodiumchlorideisheldtogetherbyionicbondformation.2.1.4共價(jià)鍵與極性共價(jià)鍵共價(jià)鍵是指2個(gè)原子共用一電子對(duì)的鍵。極性共價(jià)鍵:在共價(jià)鍵形成中，如果電子對(duì)的共有是不等的，其中一個(gè)原子對(duì)電子的吸引大于另一個(gè)原子，結(jié)果便產(chǎn)生極性共價(jià)鍵。Figure2-5:Hydrogenbonds

Figure2-6:covalentbonds

2.1.5水分子是如何結(jié)合在一起的親水性Hydrophilic和疏水性Hydrophobic氫鍵(Hydrogenbond)在相鄰的水分子間形成氫鍵親水性分子:如乙醇分子含有極性鍵，能夠形成氫鍵，很好地在水中溶解。疏水性分子：分子不帶電，很少或不形成氫鍵，不溶于水。Figure2-7Hydrogenbondsformbetweenabondedelectronegativeatom,suchasnitrogenoroxygen,whichbearsapartialnegativecharge,andabondedhydrogenatom,whichbearsapartialpositivecharge.Hydrogenbonds(about0.18nm)areabouttwiceaslongasthemuchstrongercovalentbonds.HydrophilicandhydrophobicMolecules2.1.6某些極性分子在水中形成酸與堿物質(zhì)溶于水時(shí)，釋放出質(zhì)子，形成H3+O,即產(chǎn)生了酸。任何接受質(zhì)子的分子，在水中提高OH-離子的濃度，稱為堿。Figure2-9pH

2.2有機(jī)分子(Organicmolecules)2.2.1碳水化合物(Carbohydrates)是細(xì)胞的能源。2.2.2脂類(Lipids)是細(xì)胞膜的重要成分。2.2.3蛋白質(zhì)(Proteins)是多聚的氨基酸(aminoacids)大分子。2.2.4核酸(NucleicAcids)是重要的信息分子。Figure2-10Anoverviewofthetypesofbiologicalmoleculesthatmakeupvariouscellularstructures.2.2.1碳水化合物（糖類）是細(xì)胞的能源一般的化學(xué)式(CH2O)n單糖，二糖，寡糖和多糖多聚化Figure2-11Twomonosaccharidescanreactionbelongstoageneralcategoryofinwhichtwomoleculesjointogetherduetothelossofawatermolecule.Thereversereaction(inwhichwaterisadded)istermedhydrolysis.多糖(polysaccharides)兩種普通的多糖:肝糖(glycogen)和淀粉(starch)分別是動(dòng)物和植物細(xì)胞中碳水化合物的儲(chǔ)存形式.纖維素(Celluose)是植物細(xì)胞壁的主要成分.2.2.2脂類(Lipids)是細(xì)胞膜的成分脂類在細(xì)胞中有3個(gè)主要的作用:

能量?jī)?chǔ)存脂肪是以三酰苷甘油脂(triacylglycerols)形式儲(chǔ)存,或稱脂肪,是由三個(gè)脂肪酸分子連接在甘油分子上而形成。

細(xì)胞膜的成分磷脂(phospholipids)

糖脂(glycolipids)

膽固醇(cholesterol)

信息分子(messengermolecules)

大多數(shù)信息分子是膽固醇的衍生物。例如，可的松(cortisol)，雌二醇(estradiol)，睪丸酮素(testoterone)。Figure2-12Phospholipids

Figure2-13steroids

2.2.3蛋白質(zhì)(Proteins)是多聚氨基酸(AminoAcids)大分子氨基酸(Aminoacids)肽鍵(Peptidebond)和多肽(polypeptides)蛋白質(zhì)的功能氨基酸蛋白質(zhì)是由20種不同的氨基酸組成.每個(gè)氨基酸由碳原子連接羧基(COO-),一個(gè)氨基(NH3+),一個(gè)氫原子和一個(gè)特異的側(cè)鏈組成.Aminoacides肽鍵(Peptidebond)

和肽鏈(polypeptidechains)肽鍵是一個(gè)共價(jià)鍵，連接氨基酸，產(chǎn)生蛋白質(zhì)，也成多肽鏈。Figure2-14Peptidebonds

2.2.4核酸(NucleicAcids)是主要的信息分子核苷(Nucleoside)和核酸(nucleotides)RNADNA核苷和核酸單核苷酸是由一個(gè)含氮的有機(jī)堿(nitrogen-containingorganizebase),一個(gè)五碳糖(pentosesugar)和一個(gè)來自磷酸的磷基團(tuán)。當(dāng)沒有磷基團(tuán)時(shí)，糖－堿基結(jié)合成為核苷。單核苷酸功能:

1.它們是單體,多聚的DNA和RNA由它們構(gòu)成。

2.是能量轉(zhuǎn)換的因子。Figure2-15Nomenclature

RNA

核糖核苷酸(Ribonucleicacids,RNA)

細(xì)胞中主要由3種主要的核糖核酸的形式:

信使RNA(messengerRNA，mRNA)

核糖體RNA(ribosomalRNA，rRNA)

轉(zhuǎn)移RNA(transferRNA，tRNA)從DNA到RNA的轉(zhuǎn)錄:fromDNAtoRNAFigure2-18Thestruc