1、第二章 生命的物质基础 沈阳农业大学植物学教研室原生质的基本概念原生质的化学组成内容提要原生质2.1 原生质的基本概念 细胞是所有生命有机体的结构和功能单位。构成细胞的生命物质称为原生质。它是细胞结构和生命活动的物质基础。在不同的生物体中或同一生物体的不同细胞中，甚至同一细胞的不同发育时期，原生质的化学成分都存在着差异。沈阳农业大学植物学教研室原生质第二章 生命的物质基础 2.2 原生质的化学组成 沈阳农业大学植物学教研室细 胞无机化合物有机化合物化合物原生质主要由水、无机盐、糖类、蛋白质、脂类、核酸等化合物构成原生质化合物是细胞结构和功能的物质基础生物体细胞是生物体结构和功能的基本单位细胞由
2、生命物质构成原生质分化为细胞膜、细胞质、细胞核等第二章 生命的物质基础 2.1 原生质的化学组成 自然界中存在130种元素，其中只有25种是构成生命不可缺少的元素。包括：常量元素：C，H，O，N，S，P，Cl，Ca，K，Na，Mg等11种。微量元素：Fe，Cu,Zn，Mn，Co，Mo，Se，Ni，I，F等14种。沈阳农业大学植物学教研室元素第二章 生命的物质基础 2.2.1 原生质的元素组成 沈阳农业大学植物学教研室Fe(铁)：氧的运送和酶的活性有关，缺少时，引起缺铁性贫血。Cu(铜)：发生冠心病的主要原因，与酶的活性有关。Zn(锌)：在青少年的发育生长，癌症等的发病和防治起有作用。Mo(钼)
3、：与酶的活性、食道癌的发病率和防治有关。功能 元素第二章 生命的物质基础 2.1 原生质的化学组成沈阳农业大学植物学教研室元素2.1 原生质的化学组成第二章 生命的物质基础 不同生物的细胞，其分子组成大体是相同的。沈阳农业大学植物学教研室分子无机物：水，无机盐等。有机物：蛋白质，核酸，脂类，糖类等。组成 2.2.1 原生质的分子组成 第二章 生命的物质基础 2.1 原生质的化学组成沈阳农业大学植物学教研室分子地球上最早的生命是在原始海洋中孕育的，所以生命从一开始就离不开水。水是生命的介质，没有水就没有生命。水 水是极性分子，可作为溶剂参与物质代谢；水能在温度升高时吸收较多的热量，这就使细胞的温
4、度和代谢速率得以保持稳定；水的蒸发热较高，有利于生物体保持体温；水作为光合作用的原料。作用 2.1 原生质的化学组成第二章 生命的物质基础 沈阳农业大学植物学教研室分子水的表面能力水的内聚力第二章 生命的物质基础 2.1 原生质的化学组成沈阳农业大学植物学教研室分子细胞中的无机盐一般都是以离子状态存在的，如Na+、K+、Ca+等。无机盐 是酶的活化因子和调节因子，如Mg+、Ca+等；是合成有机物的原料，如Fe2+是合成血红蛋白的原料；可在一定程度上使细胞的pH保持恒定，维持细胞正常的生命活动。作用 第二章 生命的物质基础 2.1 原生质的化学组成沈阳农业大学植物学教研室分子蛋白质是细胞和生物体
5、中最重要的物质，它对生命的重要性体现在两个字上：质与量上。蛋白质 质：蛋白质是一切生命活动的体现者，有什么样的蛋白质就能表达出什么样的生物性状。重要性 量：、无机盐 11.5%、糖类和核酸 11.5%、脂类 12%、蛋白质 710%、水 8090%无机盐糖类和核酸脂类蛋白质水原生质的各种成分比例第二章 生命的物质基础 2.1 原生质的化学组成沈阳农业大学植物学教研室分子蛋白质的组成单体是氨基酸，组成蛋白质的常见氨基酸有20多种。组成 按照侧链化学性质的不同，可以分为以下三组：疏水性的氨基酸 Ala,Val,Leu,Ile,Phe,Pro 和Met 带电氨基酸 Arg,Lys(+)和Asp,Gl
6、u(-)极性氨基酸Ser,Thr,Cys,Asn,Gln,His,Tyr,Trp 氨基酸 第二章 生命的物质基础 2.1 原生质的化学组成沈阳农业大学植物学教研室分子一级结构：指多肽链中氨基酸数目、种类和线性排列顺序。二级结构：指多肽链通过氢键在链内形成的局部规则结构。三级结构：在二级结构基础上的肽链再折叠形成的构象。四级结构：组成蛋白质的多条肽链在天然构象空间上的排列方式，多以弱键相互连接。结构 2.1 原生质的化学组成第二章 生命的物质基础 沈阳农业大学植物学教研室分子生物的结构和性状都与蛋白质有关，如肌肉、皮肤、毛发等的主要成分都是蛋白质；许多重要的激素，如胰岛素和胸腺激素等也都是蛋白质
7、；蛋白质参与基因表达调节，以及氧化还原反应、电子传递、神经传递乃至学习和记忆等多种生命活动；细胞和生物体内各种生物化学反应中起催化作用的也是蛋白质；蛋白质如蛇毒、蜂毒等是动物的攻防武器。功能 第二章 生命的物质基础 2.1 原生质的化学组成沈阳农业大学植物学教研室分子核酸是遗传信息的存储和传递者。结构单体是核苷酸，一个核苷酸包括一个含氮碱基、一个核糖和一个磷酸根。核酸 核苷酸 2.1 原生质的化学组成第二章 生命的物质基础 沈阳农业大学植物学教研室脱氧核糖核酸DNA。核糖核酸RNA。分类 比较 分子第二章 生命的物质基础 2.1 原生质的化学组成沈阳农业大学植物学教研室分子DNA是遗传信息的携
8、带者；RNA在蛋白质合成中起重要作用；核苷酸还可以作为化学能量携带者，其中ATP（三磷酸腺苷）称为能量的货币单位；cAMP（环腺苷一磷酸）作为重要的信号分子，在细胞信号转导中起着重要的第二信使作用。功能 2.1 原生质的化学组成第二章 生命的物质基础 沈阳农业大学植物学教研室分子糖类是细胞中很重要的一大类有机化合物。是生命活动所需的能源，又是重要的中间产物。糖类 分类 单糖双糖多糖第二章 生命的物质基础 2.1 原生质的化学组成沈阳农业大学植物学教研室分子作为能源和碳源物质；参与细胞的结构的组成；分子识别作用。功能 第二章 生命的物质基础 2.1 原生质的化学组成沈阳农业大学植物学教研室分子脂类不溶于水，但都能够溶于非极性溶剂，如乙醚、氯仿和苯中。H：O远大于2。脂类 分类 蜡磷脂中性脂肪2.1 原生质的化学组成第二章 生命的物质基础 沈阳农业大学植物学教研室分子是生物膜的重要成分；是贮存能的分子，氧化时产生的能约是糖的二倍，所以细胞贮存脂肪比贮存糖经济得多；构成生物表面的保护层，如皮肤、羽毛及果实表面的蜡质；是很好的绝缘体，动物皮下脂肪油保持正常体温的作用；是重要的生物学活性物质，如维生素A、维生素D、睾酮、肾上腺皮质激素、前列腺素等。功能 第二章 生命的物质基础 2.1 原生质的化学组成