生物化学知识要点2010

《生物化学知识要点2010》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、生物化学复习知识要点2010.12细胞结构和生物膜生物膜(biomembrane)是指构成细胞的所有膜的总称。按其所处位置可分为两种：一种处于细胞质外面的一层膜叫质膜；另一种是处于细胞质中构成各种细胞器的膜，叫内膜(endomembrane)。生物膜是细胞结构的基本形式，它对酶催化反应的有序进行和整个细胞的区域化都提供了一个必要的结构基础。生物膜的功能是多种多样的，如细胞的物质代谢、能量转换和信息传递等都与生物膜有关。一、生物膜的化学组成在真核细胞中，膜结构占整个细胞干重的70%～80%。生物膜由蛋白质、脂类、糖、水和无机离子等组成。蛋白质约占60%～65%，脂类占25

2、%～40%，糖占5%。这些组分，尤其是脂类与蛋白质的比例，因不同细胞、细胞器或膜层而相差很大。功能复杂的膜，其蛋白质含量可达80%，而有的只占20%左右。需说明的是，由于脂类分子的体积比蛋白质分子的小得多，因此生物膜中的脂类分子的数目总是远多于蛋白质分子的数目。如在一个含50%蛋白质的膜中，大概脂类分子与蛋白质分子的比为50∶1。这一比例关系反映到生物膜结构上，就是脂类以双分子层构成生物膜的基本结构，而蛋白质分子则“镶嵌”于其中。二、生物膜的结构流动镶嵌模型流动镶嵌模型(fluidmosaicmodel)由辛格尔(S.J.Singer)和尼柯尔森(G.Nicols

3、on)在1972年提出，认为液态的脂质双分子层中镶嵌着可移动的蛋白质。内在蛋白嵌合在磷脂分子层中，内在蛋白或其聚合体可横穿膜层，两端极性部分伸向水相，中间疏水部分与脂肪酸部分呈疏水结合，外在蛋白与膜两侧的极性部分结合。这个模型的特点是强调膜的不对称性和流动性。不对称性主要是由脂类和蛋白质分布的不对称造成的。虽然同一种磷脂可见于脂双层的任一层，但它们的数量是不等的。蛋白质在膜中有的半埋于内分子层，有的半埋于外分子层，即使贯穿全膜的蛋白质也是不对称的。另外，寡糖链的分布也是不对称的，它们大多分布于外分子层。膜的流动性包含两个方面，其一是脂类分子是液晶态可动的，脂类分子随温度

4、改变经常处于液晶态和液态的动态平衡之中，两相中脂类分子排列不同，流动性大小也不同。其二是分布于膜脂双分子层的蛋白质也是流动的，它们可以在脂分子层中侧向扩散，但不能翻转扩散。这说明了少量膜脂与膜蛋白有相对专一的作用，这种作用是膜蛋白行使功能所必须的。脂双层的流动性保证了膜能经受一定程度的形变而不致破裂，这可使膜中各种成分按需要调整或组合，使之合理分布，有利于表现膜的多种功能。更重要的是它允许膜互相融合而不失去膜对通透性的控制，确保膜分子在细胞分裂时均等地分配给子代细胞。如果膜不具有流动性，则很难想象细胞如何存活、生长和繁殖。流动镶嵌模型虽得到比较广泛的支持，但仍有很多局限

5、性，如忽视了蛋白质对脂类分子流动性的控制作用和膜各部分流动的不均匀性等问题。一、生物膜的功能在生命起源的最初阶段，正是有了脂性的膜，才使生命物质——蛋白质与核酸获得与周围介质隔离的屏障而保持聚集和相对稳定的状态，继之才有细胞的发展。因此，质膜是任何活细胞必不可少的。植物细胞可以脱离细胞壁而生活，却不能脱离质膜而生存。膜的主要功能如下：71.分室作用细胞的膜系统不仅把细胞与外界环境隔开，而且把细胞内的空间分隔，使细胞内部的区域化(compartmentation)，即形成各种细胞器，从而使细胞的代谢活动“按室进行”。各区域内均具特定的pH、电位、离子强度和酶系等。同时，由于

6、内膜系统的存在，又将各个细胞器联系起来共同完成各种连续的生理生化反应，比如光呼吸过程就是由叶绿体、过氧化物体和线粒体三者协同完成的。2.代谢反应的场所细胞内的许多生理生化过程在膜上有序进行。如光合作用的光能吸收、电子传递和光合磷酸化、呼吸作用的电子传递及氧化磷酸化过程分别是在叶绿体的光合膜和线粒体内膜上进行的。3.物质交换质膜的另一个重要特性是对物质的透过具有选择性，控制膜内外进行物质交换。如质膜可通过扩散、离子通道、主动运输及内吞外排等方式来控制物质进出细胞。各种细胞器上的膜也通过类似方式控制其小区域与胞质进行物质交换。4.识别功能质膜上的多糖链分布于其外表面，似

7、“触角”一样能够识别外界物质，并可接受外界的某种刺激或信号，使细胞作出相应的反应。膜上还存在着各种各样的受体(receptor)，能感应刺激，传导信息，调控代谢。蛋白质 （一）氨基酸的结构蛋白质是重要的生物大分子，其组成单位是氨基酸。组成蛋白质的氨基酸有20种，均为α-氨基酸。每个氨基酸的α-碳上连接一个羧基，一个氨基，一个氢原子和一个侧链R基团。20种氨基酸结构的差别就在于它们的R基团结构的不同。根据20种氨基酸侧链R基团的极性，可将其分为四大类：非极性R基氨基酸；不带电荷的极性R基氨基酸；带负电荷的R基氨基酸；带正电荷的R