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1、第二章第二章生命的基本单位生命的基本单位细胞细胞l 细胞的化学组成细胞的化学组成l 细胞的形态和大小细胞的形态和大小l 原核细胞与真核细胞原核细胞与真核细胞第一节第一节细胞的化学组成细胞的化学组成C、H、O、N:90%P、S、K、Ca、Na、Mg、Cl、Fe:9Cu、Zn、Mn:1无机化合物无机化合物有有机化合物机化合物生物大分子生物大分子一、核酸一、核酸(一)核酸的化学组成一)核酸的化学组成 核酸核酸 核苷酸核苷酸磷磷酸酸核核苷苷碱碱基基戊戊糖糖核酸:核酸:核糖核酸(核糖核酸(RNA):):磷酸、核糖、碱基(磷酸、核糖、碱基(A、G、C、U)脱氧核糖核酸(脱氧核糖核酸(DNA):):磷酸、脱
2、氧核糖、碱基磷酸、脱氧核糖、碱基(A、G、C、T)(二二)DNA的的结结构构与与功功能能1、DNA的一级结构的一级结构 DNA的一级结构是指核苷酸在的一级结构是指核苷酸在DNA分子中的排列顺序分子中的排列顺序 2、DNA的的二级结构二级结构1953年,年,Watson和和Crick提出提出了著名的了著名的DNA分子分子双双螺旋螺旋结构模结构模型。型。3、DNA的功能的功能 DNAmRNA蛋白质蛋白质转转录录翻翻译译(三)(三)RNA的结构、功能与分类的结构、功能与分类 1、RNA的结构及其分类的结构及其分类(1)mRNA(信使信使RNA)(2)tRNA(转移转移RNA)(3)rRNA(核糖体核
3、糖体RNA)mRNA mRNA约占细胞约占细胞RNA总量的总量的1%5%,它的分子大小变异非常大,小到,它的分子大小变异非常大,小到只含有几百个核苷酸,大到由近只含有几百个核苷酸,大到由近2万万个核苷酸组成个核苷酸组成 5端有帽子结构端有帽子结构:5端的第一个核苷酸都是端的第一个核苷酸都是7氮去甲基化氮去甲基化的鸟苷酸,而且它是以的鸟苷酸,而且它是以5端三磷酸酯端三磷酸酯键与第二个核苷酸的键与第二个核苷酸的5端相连,而不端相连,而不是通常的是通常的3,5磷酸二酯键。磷酸二酯键。5端帽子结构端帽子结构:帽子结构可保护帽子结构可保护mRNA不被核酸外切不被核酸外切酶水解,进入细胞质后可被核糖体小酶
4、水解,进入细胞质后可被核糖体小亚基识别并与之结合,与翻译的起始亚基识别并与之结合,与翻译的起始有关。有关。3端有多聚腺苷酸尾巴端有多聚腺苷酸尾巴:其长度在其长度在20200个腺苷酸。它的存在个腺苷酸。它的存在主要与主要与mRNA的寿命有关,可以使的寿命有关,可以使mRNA保持稳定而不易解聚,并可促保持稳定而不易解聚,并可促使它由细胞核经核孔移入细胞质中。使它由细胞核经核孔移入细胞质中。作为蛋白质合成的直接模板,作为蛋白质合成的直接模板,mRNA分分子中有子中有编码区编码区和和非编码区非编码区。tRNA tRNA约占细胞中约占细胞中RNA总量的总量的5%10%,是单链小分子,含,是单链小分子,含
5、7393个核苷酸,大多数是个核苷酸,大多数是76个核苷酸,个核苷酸,分子量约为分子量约为25,000。tRNA分子的形态呈三叶草形分子的形态呈三叶草形(1)3端是端是CCA三个碱基,在翻三个碱基,在翻译过程中被激活译过程中被激活的氨基酸即连接的氨基酸即连接于此,形成氨酰于此,形成氨酰-tRNA复合体复合体氨氨基酸臂基酸臂(2)与)与3、5端对应的基部环型结构称反密码端对应的基部环型结构称反密码环,其中间的三个碱基构成了反密码子;环,其中间的三个碱基构成了反密码子;反密码子的组成决定了该反密码子的组成决定了该tRNA运输氨基酸的种运输氨基酸的种类类 rRNA rRNA约占细胞约占细胞RNA总量的
6、总量的80%90%真核生物中的真核生物中的rRNA为为28S、18S和和5.8S三种。三种。rRNA一般呈线形,局部也有双螺旋一般呈线形,局部也有双螺旋结构;结构;rRNA与蛋白质结合共同组成了核糖与蛋白质结合共同组成了核糖体体 5.8srRNA二级二级结构结构通式通式2、RNA的功能的功能 mRNA:直接转录了直接转录了DNA分子上贮存分子上贮存的遗传信息,作为蛋白质合成的直的遗传信息,作为蛋白质合成的直接模板接模板 tRNA:是氨基酸的运输工具是氨基酸的运输工具 rRNA:与蛋白质结合后共同构成细与蛋白质结合后共同构成细胞中蛋白质合成的场所胞中蛋白质合成的场所核糖体核糖体 二二.蛋白质蛋白
7、质 氨基酸通式H2O蛋白质的一级结构指的是多肽链中氨蛋白质的一级结构指的是多肽链中氨基酸的种类、数目和排列顺序基酸的种类、数目和排列顺序 1953年英国科学家年英国科学家Sanger等人在世界等人在世界上首次完成了第一个蛋白质分子上首次完成了第一个蛋白质分子胰岛素一级结构的测定胰岛素一级结构的测定 三、脂类三、脂类 脂类是脂类是脂肪脂肪和和类脂类脂的总称,的总称,是一类不溶于水而易溶于有机溶是一类不溶于水而易溶于有机溶剂的化合物。剂的化合物。三脂酰甘油三脂酰甘油 类脂类脂 类脂包括磷酯、胆固醇和糖脂类脂包括磷酯、胆固醇和糖脂等。等。细胞中四种磷脂的分子结构模型细胞中四种磷脂的分子结构模型糖脂是
8、含糖而不含磷酸的脂类,糖脂是含糖而不含磷酸的脂类,存在于细胞的质膜上,其含量存在于细胞的质膜上,其含量约占膜脂总量的约占膜脂总量的5以下,在以下,在神经细胞神经细胞膜上糖脂含量较高,膜上糖脂含量较高,约占约占5-10。糖脂是由一个或多个糖残基代糖脂是由一个或多个糖残基代替了磷脂酰胆碱而与鞘氨醇的替了磷脂酰胆碱而与鞘氨醇的羟基结合。羟基结合。半乳糖脑苷脂半乳糖脑苷脂 四、糖类四、糖类 细胞中的糖类既有单糖,也有多糖。细胞中的糖类既有单糖,也有多糖。单糖作为能源、原料存在。重要的单糖为五碳单糖作为能源、原料存在。重要的单糖为五碳糖(戊糖)糖(戊糖)-核糖和六碳糖(己糖)核糖和六碳糖(己糖)-葡萄糖
9、。葡萄糖。多糖在细胞结构成分中占有主要的地位。多糖在细胞结构成分中占有主要的地位。一类是营养储备多糖(植物细胞淀粉,动物细一类是营养储备多糖(植物细胞淀粉,动物细胞糖原);胞糖原);一类是结构多糖。真核细胞纤维素和几丁质。一类是结构多糖。真核细胞纤维素和几丁质。细胞中的糖类和蛋白质或脂类共价结合而成糖细胞中的糖类和蛋白质或脂类共价结合而成糖蛋白或糖脂蛋白或糖脂 糖基化糖基化第二节第二节 细胞的形态和大小细胞的形态和大小 细胞的体积很小,直径大多数在细胞的体积很小,直径大多数在10 100微米之间。微米之间。支原体是最小的细胞,直径只有支原体是最小的细胞,直径只有0.1微米,细菌的直径一般也只有
10、微米,细菌的直径一般也只有1-2微米。微米。长颈鹿的神经细胞则可长达长颈鹿的神经细胞则可长达3米以上。米以上。人体细胞中,最大的是卵细胞人体细胞中,最大的是卵细胞(200m),),最小的是精子,头部只有最小的是精子,头部只有5m,成熟的红细胞有成熟的红细胞有78m,口腔上口腔上皮细胞有皮细胞有80m,个别的神经细胞突起长个别的神经细胞突起长达达1米,但它的直径却只有米,但它的直径却只有20m。各各种种形形状状的的动动物物细细胞胞第三节第三节原核细胞与真核细胞原核细胞与真核细胞 区别区别原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞细胞核细胞核无核膜无核膜有双层的核膜有双层的核膜染染色色体体形形状状环状环状DNA分子分子线性线性DNA分子分子组组成成DNA裸露或结合少裸露或结合少量蛋白质量蛋白质DNA同组蛋白和非组蛋同组蛋白和非组蛋白结合白结合基因表基因表达达RNA和蛋白质在同和蛋白质在同一区间合成一区间合成RNA在核中合成和加工;在核中合成和加工;蛋白质在细胞质中合成蛋白质在细胞质中合成内膜内膜无独立的内膜无独立的内膜有,分化成各种细胞器有,分化成各种细胞器