细胞的分子组成-细胞生物学-讲义-03

上海交大医学院细胞生物学讲义,考试复习必备。

第三章 细胞的分子组成

一切生物体都是由细胞组成的,粗略地估计在一个典型细胞中约有1000多种不同的分子,其中除了水和无机盐外,主要是单糖、脂肪酸、氨基酸和核苷酸等有机小分子和多糖、脂质、蛋白质和核酸等生物大分子。表3-1列出了细菌的基本化学组成。细胞的性质取决于组成细胞的各种分子,各种分子的组成与代谢是生物体生长,繁殖,完成复杂的生理功能的重要基础。因此在讨论细胞的结构与功能之前,先介绍一下细胞中的分子组成。

表3-1细菌细胞大致的化学组成

总细胞质量的百分比

无机离子

糖及其前体

氨基酸及其前体

核苷酸及其前体

脂肪酸及其前体

其他小分子

大分子

(蛋白质、核酸、多糖)70110.40.410.226每类分子的总数12025010010050约300约3000(引自Alberts等,1998)

第一节 细胞中的小分子物质

细胞中的各种分子大约有50多种元素组成,其中主要是C、H、N、和O,其次是Na、Mg、P、S、Cl、K、Ca、Fe、等。这12种元素约占细胞总重量的99.9%,细胞中的小分子物质包括水、无机盐和有机小分子。

一.水和无机盐

在细胞中水是含量最丰富的,约占细胞总量70%,细胞内大部分反应是在水环境中进行的。每个水分子中两个氢原子经共价键与氧原子连接,这两个键的极性很强。两个氢原子有正电荷的优势,而氧原子有负电荷的优势(图3-1)。含有极性键的物质能与水形成氢键,则容易溶于水(图3-2a)。细胞中的糖、DNA、RNA与大部分蛋白质带有正电荷或负电荷,能与水结合而溶于水。而疏水性分子不带电荷,与水不易形成氢键,则不溶于水(图3-2b)。所有的细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,在脂质分子中有一个亲水的头部

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