医学精品课件：第2章 细胞的分子基础和基本概念.ppt

1、组成细胞的物质组成细胞的物质C、H、O、NS、P、Cl、K、Na、Ca、Mg、Fe微量元素微量元素 细细 胞胞 生物小分子生物小分子无机小分子无机小分子有机小分子有机小分子单单 糖糖脂肪酸脂肪酸氨基酸氨基酸核苷酸核苷酸水水无机盐无机盐生物大分子生物大分子多多 糖糖脂脂 类类蛋白质蛋白质核核 酸酸（一）无机小分子（一）无机小分子良好溶剂良好溶剂 提供反应环境提供反应环境极性分子极性分子结合水；游离水结合水；游离水一、生物小分子一、生物小分子离子状态离子状态阳离子：阳离子：NaNa+,K,K+,Ca,Ca2+2+,Fe,Fe2+2+,Mg,Mg2+2+等等阴离子：阴离子：ClCl-,SO,SO4

2、42-2-,PO,PO4 43-3-,HCO,HCO3 3-等等维持细胞内外的渗透压和维持细胞内外的渗透压和pHpH值；值；与蛋白质或脂类结合，构成功能性结合与蛋白质或脂类结合，构成功能性结合 蛋白或类脂。蛋白或类脂。有机小分子有机小分子生物大分子生物大分子糖苷键糖苷键肽键肽键磷酸二酯键磷酸二酯键（二）有机小分子（二）有机小分子1 1、单糖、单糖(monosaccharide)通式通式=的正整数的正整数功能功能贮存贮存动物动物 植物植物代表代表2 2、脂肪酸脂肪酸 (fatty acid)参与参与细胞膜的细胞膜的构成（构成（构成构成磷脂磷脂分子）；分子）；分解产生能量。分解产生能量。通式通式C

3、HCH3 3(CH(CH2 2)n nCOOH COOH n=10n=102020的偶数的偶数亲水性亲水性碳氢链长度碳氢链长度 碳碳-碳双键的数目碳双键的数目 碳碳-碳双键的位置碳双键的位置疏水性疏水性不同脂肪酸分不同脂肪酸分子的化学特性子的化学特性功能功能3 3、氨基酸、氨基酸(amino acid)碱性的氨基碱性的氨基侧链侧链酸性的羧基酸性的羧基蛋白质的基本结构单位。蛋白质的基本结构单位。结构通式结构通式主要功能主要功能 4 4、核苷酸、核苷酸(nucleotide)核苷酸核苷酸戊戊 糖糖核核 糖糖脱氧核糖脱氧核糖磷磷 酸酸碱碱 基基嘧啶：嘧啶：嘌呤：嘌呤：化学组成化学组成主要功能主要功能

4、核酸的基本结构单位。核酸的基本结构单位。核酸核酸生物的生物的遗传物质遗传物质生物的生长、生物的生长、发育、遗传、变异发育、遗传、变异二、生物大分子二、生物大分子（一）核酸（一）核酸功能功能分类分类1.1.DNADNA分子由两条平行且方向相反、呈右手分子由两条平行且方向相反、呈右手 螺旋的多核苷酸链组成，两条链有一共螺旋的多核苷酸链组成，两条链有一共 同的螺旋轴。同的螺旋轴。2 2.两条链中脱氧核糖和磷酸排列在外侧，两条链中脱氧核糖和磷酸排列在外侧，碱基在内侧按互补配对原则（碱基在内侧按互补配对原则（A=TA=T，G G三三C C）以氢键相连。）以氢键相连。DNADNA双螺旋结构模型（双螺旋结构

5、模型（19531953，Watson and Crick)Watson and Crick)3.4nm含含10个碱基对个碱基对DNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型3603.3.相邻碱基对旋转相邻碱基对旋转3636，间距，间距0.340.34nm，螺旋一周为螺旋一周为1010个碱基对，螺距为个碱基对，螺距为3.43.4nm。螺旋直径螺旋直径2.02.0nm。1 1、DNADNA的结构与功能的结构与功能 DNADNA的功能的功能单链，可自身回折形成局部假双链。单链，可自身回折形成局部假双链。mRNA(信使信使RNA)tRNA (转运转运RNA)rRNA (核糖体核糖体RNA)2 2、RNARNA的结

6、构、功能与分类的结构、功能与分类 RNARNA的结构的结构 RNARNA的分类的分类三种三种RNARNA分子的结构特征和功能作用分子的结构特征和功能作用mRNA tRNA rRNA细胞中含量细胞中含量5%10%5%10%最大，最大，80%90%分子量分子量（15）X 1052X 106 (2.43)X 104 (0.361.1)X 106 大小悬殊大小悬殊 约有约有7080个单核苷酸个单核苷酸沉降系数沉降系数 6S25S 4S 5.8S 18S 28S结构特征结构特征基本上呈线形，基本上呈线形，局部呈双链，形局部呈双链，形成发夹式结构。成发夹式结构。呈三叶草形，柄部和基部呈三叶草形，柄部和基部

7、呈双螺旋结构，柄部呈双螺旋结构，柄部3，有，有CCA三个碱基，其相对端三个碱基，其相对端为基部呈环形，称反密码为基部呈环形，称反密码环，中央有三个碱基，为环，中央有三个碱基，为反密码子。反密码子。线形，某些节段线形，某些节段可能成双螺旋结可能成双螺旋结构。构。存在场所存在场所细胞质或核糖体细胞质或核糖体 细胞质或核糖体细胞质或核糖体 细胞中的核糖体细胞中的核糖体功能作用功能作用转录转录DNA中的中的遗传信息，并遗传信息，并带到核糖体上，带到核糖体上，作为合成蛋白作为合成蛋白质的模板。质的模板。运输活化的氨基酸运输活化的氨基酸到核糖体上的到核糖体上的mRNA的特定位点，的特定位点，特定的特定的t

8、RNA运输特运输特定的氨基酸。定的氨基酸。为蛋白质合成为蛋白质合成场所的核糖体场所的核糖体的组成成分。的组成成分。1、蛋白质分子的化学组成、蛋白质分子的化学组成（二）蛋白质（二）蛋白质 相同或不同的各个氨基酸，按照一定的排列顺序，以特定相同或不同的各个氨基酸，按照一定的排列顺序，以特定的化学键相连，从而构成蛋白质的结构基础的化学键相连，从而构成蛋白质的结构基础多肽链多肽链。肽肽 键键肽肽 键键侧侧链链侧侧链链侧侧链链侧侧链链主主链链 2、蛋白质的分子结构、蛋白质的分子结构氨基端氨基端羧基端羧基端蛋白质的四级结构模型蛋白质的四级结构模型（1 1）蛋白质一级结构）蛋白质一级结构多肽链中氨基酸的种多

9、肽链中氨基酸的种类、数量和排列顺序。类、数量和排列顺序。概概 念念化学键化学键主键：主键：肽键肽键 副键：二硫键副键：二硫键（2 2）蛋白质的二级结构）蛋白质的二级结构在一级结构的基础上，借助氢键使多肽在一级结构的基础上，借助氢键使多肽链发生盘绕或折叠的结构。链发生盘绕或折叠的结构。a-螺旋螺旋：多肽链内部借助氢键联系以右：多肽链内部借助氢键联系以右手螺旋盘绕而成的空心筒状构象。手螺旋盘绕而成的空心筒状构象。概概 念念化学键化学键氢键氢键分分 类类 -折叠折叠：一条多肽链回折而形成的折叠：一条多肽链回折而形成的折叠片层结构。也发生在相邻两条多肽链之间。片层结构。也发生在相邻两条多肽链之间。a-

10、a-螺旋螺旋-折叠片层折叠片层在二级结构的基础上按在二级结构的基础上按一定方式再行盘绕折叠而一定方式再行盘绕折叠而形成的空间结构。形成的空间结构。（3 3）蛋白质的三级结构）蛋白质的三级结构概概 念念化学键化学键 氢键，离子键，疏水键氢键，离子键，疏水键（4 4）蛋白质的四级结构）蛋白质的四级结构概概 念念化学键化学键两条或两条以上具有三级结构的肽链之间两条或两条以上具有三级结构的肽链之间借助氢键等化学键形成的更复杂的空间结构。借助氢键等化学键形成的更复杂的空间结构。氢键氢键等等四级结构中每四级结构中每条具有三级结条具有三级结构的多肽链构的多肽链 氢键氢键蛋白质的蛋白质的四级结构四级结构不是所

11、有的蛋白质都有四级结构；不是所有的蛋白质都有四级结构；注注 意意只有一条多肽链的蛋白质，在三只有一条多肽链的蛋白质，在三级结构上就表现出生物活性；而两级结构上就表现出生物活性；而两条或两条以上条肽链构成的蛋白质，条或两条以上条肽链构成的蛋白质，必须在四级结构上才能表现出生物必须在四级结构上才能表现出生物活性。活性。a.蛋白质是细胞和组织的主要成分；蛋白质是细胞和组织的主要成分；b.作为酶催化生物体内各种化学反应；作为酶催化生物体内各种化学反应；c.蛋白质具有运输，收缩，调节和防御功能。蛋白质具有运输，收缩，调节和防御功能。3、蛋白质的功能、蛋白质的功能 概念：概念：由活细胞产生的、具有催化作用

12、的物质，由活细胞产生的、具有催化作用的物质，又称生物催化剂。又称生物催化剂。特性：特性：高度专一性高度专一性 高效催化性高效催化性 高度不稳定性高度不稳定性1 1、从分子到细胞、从分子到细胞2 2、从原核细胞到真核细胞、从原核细胞到真核细胞3 3、从单细胞生物到多细胞生物、从单细胞生物到多细胞生物有机分子有机分子多多 聚聚 体体大大 分分 子子原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞多细胞生物多细胞生物非细胞形态非细胞形态一、从分子到细胞一、从分子到细胞无机分子无机分子自发装配自发装配原始细原始细胞胞自然自然条件条件肽键肽键磷酸二酯键磷酸二酯键有机分子有机分子多聚体多聚体大分子大分子蛋白质蛋白质RNA

13、磷脂分子磷脂分子膜结构膜结构包裹包裹RNARNA和蛋白质和蛋白质二、从原核细胞到真核细胞二、从原核细胞到真核细胞原原 始始 细细 胞胞储存遗传信息的储存遗传信息的DNADNA指导蛋白质合成的指导蛋白质合成的RNARNA制造蛋白质的制造蛋白质的核糖体核糖体 原原 核核 细细 胞胞三、从单细胞生物到多细胞生物三、从单细胞生物到多细胞生物多细胞生物多细胞生物大致方式：大致方式：单细胞单细胞群体群体以绿藻为例：以绿藻为例：衣藻衣藻盘藻盘藻团藻团藻多细胞生物的两个多细胞生物的两个基本特点基本特点：细胞产生了特化；细胞产生了特化；细胞之间协同合作。细胞之间协同合作。一一.原核细胞原核细胞（一）支原体（一）

14、支原体（二）细菌（二）细菌细胞膜细胞膜RNA核糖体核糖体DNA核糖体核糖体中间体中间体细菌壁细菌壁DNA二二.真核细胞真核细胞光镜下结构光镜下结构细胞膜细胞膜细胞质细胞质细胞核细胞核电镜下结构电镜下结构膜相结构膜相结构非膜相结构非膜相结构细胞膜细胞膜内质网内质网高尔基复合体高尔基复合体线粒体线粒体溶酶体溶酶体过氧化物酶体过氧化物酶体核膜核膜核糖体核糖体中心粒中心粒微管微管微丝微丝中间纤维中间纤维细胞质基质细胞质基质核仁核仁染色质染色质核基质核基质真核细胞的基本结构真核细胞的基本结构三、原核细胞与真核细胞的比较三、原核细胞与真核细胞的比较 真核细胞与原核细胞的区别真核细胞与原核细胞的区别 原核细

15、胞原核细胞 真核细胞真核细胞 细胞大小细胞大小 较小较小(1-10um)(1-10um)较大较大(10-100um)(10-100um)代代 谢谢 厌氧或需氧厌氧或需氧 需氧需氧 细细 胞胞 质质 无细胞骨架、胞质流动、无细胞骨架、胞质流动、有细胞骨架、胞质流动、有细胞骨架、胞质流动、内吞和外吐作用内吞和外吐作用 内吞和外吐作用内吞和外吐作用 细细 胞胞 器器 无无(除除70S70S核糖体外核糖体外)有内质网、高尔基复合体、线粒体等有内质网、高尔基复合体、线粒体等 细细 胞胞 核核 无核膜和核仁（类核）无核膜和核仁（类核）有核膜和核仁（真核）有核膜和核仁（真核）呈环状，位于细胞质内，呈环状，位

16、于细胞质内，位于细胞核内，含有许多非编码区，位于细胞核内，含有许多非编码区，DNA DNA 不与组蛋白结合不与组蛋白结合 与组蛋白结合构成染色体与组蛋白结合构成染色体 在同一区室内合成在同一区室内合成RNARNA和和 核内合成和加工核内合成和加工RNARNA，细胞质内合成，细胞质内合成RNARNA和蛋白质和蛋白质 蛋白质蛋白质 （同时同地）（同时同地）蛋白质蛋白质 （异时异地）（异时异地）细胞分裂细胞分裂 无丝分裂，无纺缍丝无丝分裂，无纺缍丝 有丝分裂或减数分裂有丝分裂或减数分裂,形成纺缍丝形成纺缍丝 分分 布布 细菌，支原体，立克次氏体细菌，支原体，立克次氏体 原虫，真菌，植物，动物，人类原虫，真菌，植物，动物，人类 运运 动动 简单原纤维及鞭毛简单原纤维及鞭毛 纤毛或鞭毛纤毛或鞭毛 细细 胞胞 壁壁 由胞壁质组成（细菌等）由胞壁质组成（细菌等）由纤维素组成（植物细胞）由纤维素组成（植物细胞）