第二章細胞的化學組成2.1化學鍵(Chemicalbonds)2.2有機分子(Organicmolecules)2.1化學鍵2.1.1細胞是由原子(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細胞由原子組成的質子(protons),中子(neutrons)和電子(electrons)原子中質子數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,但有相同的質子數.Figure2-1Thenumberofprotonsinanatomdeterminesitsatomicnumber.

2.1.2原子間相互作用電子殼層電子化學活性是由它們的外殼電子分布情況而定.化學鍵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)負離子(Negativeions)被稱為陰離子(anions)離子鍵:離子鍵的形成是由一個原子給另一個提供了電子.Figure2-4Sodiumchlorideisheldtogetherbyionicbondformation.2.1.4共價鍵與極性共價鍵共價鍵是指2個原子共用一電子對的鍵。極性共價鍵:在共價鍵形成中，如果電子對的共有是不等的，其中一個原子對電子的吸引大于另一個原子，結果便產生極性共價鍵。Figure2-5:Hydrogenbonds

Figure2-6:covalentbonds

2.1.5水分子是如何結合在一起的親水性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溶于水時，釋放出質子，形成H3+O,即產生了酸。任何接受質子的分子，在水中提高OH-離子的濃度，稱為堿。Figure2-9pH

2.2有機分子(Organicmolecules)2.2.1碳水化合物(Carbohydrates)是細胞的能源。2.2.2脂類(Lipids)是細胞膜的重要成分。2.2.3蛋白質(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）是細胞的能源一般的化學式(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)分別是動物和植物細胞中碳水化合物的儲存形式.纖維素(Celluose)是植物細胞壁的主要成分.2.2.2脂類(Lipids)是細胞膜的成分脂類在細胞中有3個主要的作用:

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

細胞膜的成分磷脂(phospholipids)

糖脂(glycolipids)

膽固醇(cholesterol)

信息分子(messengermolecules)

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

和肽鏈(polypeptidechains)肽鍵是一個共價鍵，連接氨基酸，產生蛋白質，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含氮的有機堿(nitrogen-containingorganizebase),一個五碳糖(pentosesugar)和一個來自磷酸的磷基團。當沒有磷基團時，糖－堿基結合成為核苷。單核苷酸功能:

1.它們是單體,多聚的DNA和RNA由它們構成。

2.是能量轉換的因子。Figure2-15Nomenclature

RNA

核糖核苷酸(Ribonucleicacids,RNA)

細胞中主要由3種主要的核糖核酸的形式:

信使RNA(messengerRNA，mRNA)

核糖體RNA(ribosomalRNA，rRNA)

轉移RNA(transferRNA，tRNA)從DNA到RNA的轉錄:fromDNAtoRNAFigure2-18Thestruc