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1、第三章细胞基本特征第1页，本讲稿共20页第一节第一节 细胞的分子基础细胞的分子基础元元素素组组成成C C、H H、O O、N N、S、PClCl、K K、NaNa、CaCa、MgMg、FeFe微量元素微量元素分分子子组组成成小分子物质大分子物质无机小分子无机小分子有机小分子有机小分子水水无机盐无机盐单糖单糖脂肪酸脂肪酸氨基酸氨基酸核苷酸核苷酸核核 酸酸蛋白质蛋白质脂类脂类多糖多糖第2页，本讲稿共20页无机小分子无机小分子无机小分子无机小分子水水水水 细胞中含量最大（细胞中含量最大（70%70%），极性小分子，），极性小分子，良好溶剂，是细胞内生化反应的场所。良好溶剂，是细胞内生化反应的场所。游
2、离水游离水游离水游离水结合水结合水结合水结合水一、细胞的小分子物质一、细胞的小分子物质一、细胞的小分子物质一、细胞的小分子物质无机盐无机盐无机盐无机盐以以以以离子离子形式存在形式存在形式存在形式存在种类种类种类种类阴离子：阴离子：阴离子：阴离子：ClCl-,SO,SO4 42-2-,PO,PO4 43-3-,HCO,HCO3-3-等等等等阳离子：阳离子：阳离子：阳离子：NaNa+,K,K+,Ca,Ca2+2+,Fe,Fe2+2+,Mg,Mg2+2+等等等等功能功能功能功能a a a a、维持细胞内外液的维持细胞内外液的维持细胞内外液的维持细胞内外液的渗透压渗透压和和和和PHPH值值b b b
3、b、与蛋白质或脂类结合，组成具有一定功能的与蛋白质或脂类结合，组成具有一定功能的与蛋白质或脂类结合，组成具有一定功能的与蛋白质或脂类结合，组成具有一定功能的结合蛋白质结合蛋白质（如血红蛋白）（如血红蛋白）（如血红蛋白）（如血红蛋白）或或或或类脂类脂（如磷脂）（如磷脂）（如磷脂）（如磷脂）第3页，本讲稿共20页1 1 1 1、单糖、单糖、单糖、单糖(monosaccharide)(monosaccharide)(monosaccharide)(monosaccharide)通式通式通式通式(2 2)的正整数的正整数功能功能功能功能细胞细胞主要的营养物质主要的营养物质，组成简单多糖，组成简单多糖
4、动物细胞内动物细胞内-糖原糖原 植物细胞内植物细胞内-淀粉淀粉一、细胞的小分子物质一、细胞的小分子物质一、细胞的小分子物质一、细胞的小分子物质有机小分子有机小分子有机小分子有机小分子能量贮存形式能量贮存形式第4页，本讲稿共20页一、细胞的小分子物质一、细胞的小分子物质一、细胞的小分子物质一、细胞的小分子物质有机小分子有机小分子有机小分子有机小分子2 2 2 2、脂肪酸、脂肪酸、脂肪酸、脂肪酸(fatty acid)(fatty acid)(fatty acid)(fatty acid)通式通式通式通式CHCHCHCH3 3 3 3(CH(CH(CH(CH2 2 2 2)n n n nCOOH
5、COOH COOH COOH n n n n为为为为1020102010201020的偶数的偶数的偶数的偶数疏水性疏水性疏水性疏水性亲水性，易形成酯和胺亲水性，易形成酯和胺亲水性，易形成酯和胺亲水性，易形成酯和胺主要功能主要功能主要功能主要功能2 2 2 2、参与细胞膜的主要成分参与细胞膜的主要成分磷脂磷脂的的组成组成（兼性分子，同时具有疏水端和亲水端）（兼性分子，同时具有疏水端和亲水端）1 1、营养价值较高的营养物质、营养价值较高的营养物质第5页，本讲稿共20页3 3 3 3、氨基酸、氨基酸、氨基酸、氨基酸(amino acid)(amino acid)(amino acid)(amino
6、acid)碱性的氨基碱性的氨基碱性的氨基碱性的氨基侧链侧链侧链侧链酸性的羧基酸性的羧基酸性的羧基酸性的羧基2020种常见氨基酸参与合成蛋白质种常见氨基酸参与合成蛋白质共同结构共同结构共同结构共同结构含有氨基的有机酸，差别主要是含有氨基的有机酸，差别主要是R R侧链侧链的不同的不同主要功能主要功能主要功能主要功能一、细胞的小分子物质一、细胞的小分子物质一、细胞的小分子物质一、细胞的小分子物质有机小分子有机小分子有机小分子有机小分子第6页，本讲稿共20页4 4、核苷酸、核苷酸(nucleotide)(nucleotide)核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸戊戊戊戊 糖糖糖糖核糖核糖脱氧核糖脱氧核糖磷磷 酸酸
7、含氮碱基含氮碱基嘧啶嘧啶嘧啶嘧啶嘌呤嘌呤嘌呤嘌呤一、细胞的小分子物质一、细胞的小分子物质一、细胞的小分子物质一、细胞的小分子物质有机小分子有机小分子有机小分子有机小分子化学组分化学组分化学组分化学组分主要功能主要功能主要功能主要功能1 1、参与细胞内反应的能量传递、参与细胞内反应的能量传递2 2、构成核酸的基本单位，贮存、传递生物信息、构成核酸的基本单位，贮存、传递生物信息胸腺嘧啶胸腺嘧啶 T T胞嘧啶胞嘧啶 C C 尿嘧啶尿嘧啶 U U鸟嘌呤鸟嘌呤 G G腺嘌呤腺嘌呤 A A第7页，本讲稿共20页单糖单糖单糖单糖氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸核苷酸核苷酸有有有有机机机机小小小小分分分分子子子子多糖
8、多糖蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质核酸核酸核酸核酸生生生生物物物物大大大大分分分分子子子子糖苷键糖苷键肽键肽键磷酸二酯键磷酸二酯键二、细胞的大分子物质二、细胞的大分子物质二、细胞的大分子物质二、细胞的大分子物质第8页，本讲稿共20页蛋白质分子是由许多氨基酸分子通过蛋白质分子是由许多氨基酸分子通过肽键肽键，依次缩合而形成的多肽链，依次缩合而形成的多肽链肽肽 键键肽肽 键键侧链侧链侧链侧链侧链侧链侧链侧链主链主链蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质二、细胞的大分子物质二、细胞的大分子物质二、细胞的大分子物质二、细胞的大分子物质第9页，本讲稿共20页蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构1.
9、1.蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构(primary structure)(primary structure)具有一定数目和顺序的氨基酸残基之间以肽键为主键或二硫键为副键连接起来的线性多肽链2.2.2.2.蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构蛋白质的二级结构(secondary structure)(secondary structure)(secondary structure)(secondary structure)在一级结构的基础上，借在一级结构的基础上，借氢键在氨基酸残基之间连接，使在氨基酸残基之间连接，使多肽链折曲的结构。分多肽链折曲的结构。分a-螺旋、-折叠片层、三
10、股螺旋三种类型3.3.3.3.蛋白质的三级结构（蛋白质的三级结构（蛋白质的三级结构（蛋白质的三级结构（tertiary structuretertiary structuretertiary structuretertiary structure）在二级结构的基础上借在二级结构的基础上借氢键、酯键、离子键、疏水键再再行折叠行折叠4.4.蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构(quaternary structure)(quaternary structure)2条以上呈独立三级结构的多肽链借氢键相互形成更复杂的空间结构第10页，本讲稿共20页肌红蛋白肌红蛋白蛋白质的一、二、三级结构都是蛋白质的一、二
11、、三级结构都是单条单条多肽链的变化。只有多肽链的变化。只有一条一条多肽链的蛋白质，多肽链的蛋白质，须在须在三级结构三级结构的水平才表现出生物活性，但由的水平才表现出生物活性，但由两条或多条两条或多条肽链构成的蛋白质，肽链构成的蛋白质，必须构成必须构成四级结构四级结构，方能表现出生物活性。，方能表现出生物活性。蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构第11页，本讲稿共20页1.1.蛋白质是细胞和组织的主要结构成分蛋白质是细胞和组织的主要结构成分2.2.作为载体，运输物质，传递化学信号作为载体，运输物质，传递化学信号3.3.参与收缩运动参与收缩运动4.4.调节免疫防御作用调
12、节免疫防御作用5.5.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蛋白质的主要功能蛋白质的主要功能二、细胞的大分子物质二、细胞的大分子物质二、细胞的大分子物质二、细胞的大分子物质蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质第12页，本讲稿共20页是生物遗传的物质基础是生物遗传的物质基础(一)核酸的种类脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（DNADNA）核核 糖糖 核核 酸（酸（RNARNA）核核核核 酸酸酸酸二、细胞的大分子物质二、细胞的大分子物质二、细胞的大分子物质二、细胞的大分子物质DNA RNA戊戊 糖糖 脱氧核糖脱氧核糖 核核 糖糖结结 构构碱碱 基基A G C T A G C U双双 链链 单单
13、链链行使功能部位行使功能部位细胞核内细胞核内 细胞核外细胞核外功功 能能储存，复制和传递遗传信息储存，复制和传递遗传信息 与遗传信息表达有关与遗传信息表达有关第13页，本讲稿共20页 (二二)DNADNA的结构与功能的结构与功能二级结构：二级结构：WatsonWatson和和 Crick Crick提出的提出的DNADNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型一级结构：一级结构：DNADNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序分子中脱氧核苷酸的排列顺序核核核核 酸酸酸酸3.4nm含含10个个碱碱基基对对3601.DNA分子是由两条相互平行、方向相反的多核苷酸链围绕着 同一中心轴形成的双螺旋结构2.两条长链的碱基在
14、双螺旋内侧按碱基配对原则（A=T，G三C）以氢键相连3.相邻碱基对旋转36，间距0.34nm，一个螺旋包含10个碱基 旋转360，螺距为3.4nmDNADNA的功能携带并传递遗传信息携带并传递遗传信息第14页，本讲稿共20页 RNARNA为单链，可自身回折形成局部假双链为单链，可自身回折形成局部假双链分分分分 类类类类信使信使 RNA,mRNA转运转运 RNA,tRNA核糖体核糖体 RNA,rRNA(三三)RNA)RNA的结构与功能核核核核 酸酸酸酸第15页，本讲稿共20页mRNA mRNA tRNA tRNA rRNArRNA细胞中含量细胞中含量5%10%5%10%5%10%5%10%最大，
15、最大，80%80%以上以上分子量分子量大小悬殊大小悬殊 约有约有70807080个单核苷酸个单核苷酸 最最 大大结构特征结构特征基本上呈线形，局部基本上呈线形，局部呈双链，形成发夹式呈双链，形成发夹式结构结构呈呈三叶草形三叶草形，柄部和基部呈双螺旋结，柄部和基部呈双螺旋结构，柄部构，柄部33有有CCACCA三个碱基，其相三个碱基，其相对端呈环形，称反密码环，中央有三对端呈环形，称反密码环，中央有三个碱基，为反密码子个碱基，为反密码子线形，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功能作用功能作用转录转录DNADNA中的遗传信息，中的遗传信息，并带到核糖体上，作为并带到核糖体上，作为
16、合成蛋白质的模板合成蛋白质的模板运输活化的氨基酸到核糖体上运输活化的氨基酸到核糖体上的的mRNAmRNA的特定位点，特定的的特定位点，特定的tRNAtRNA运输特定的氨基酸运输特定的氨基酸蛋白质合成场所的蛋白质合成场所的核糖体的组成成分核糖体的组成成分三种三种RNARNA分子的结构特征和功能比较分子的结构特征和功能比较核核核核 酸酸酸酸第16页，本讲稿共20页第二节第二节 细胞的结构特征细胞的结构特征细胞由原生质构成，其中不同细胞由原生质构成，其中不同组分、结构按形态分为三类：组分、结构按形态分为三类：颗粒状颗粒状线状线状膜状膜状不同种类细胞大小、数目、形态存在差异，与功能相适应不同种类细胞大
17、小、数目、形态存在差异，与功能相适应第17页，本讲稿共20页光镜、电镜下细胞结构分类光镜、电镜下细胞结构分类光光镜镜下下结结构构细胞膜细胞膜细胞质细胞质细胞核细胞核电电镜镜下下结结构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氢体过氧化氢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等纤维中等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第18页，本讲稿共20页 膜相结构的重要意义膜相结构的重要意义第二节第二节 细胞的结构特征细胞的结构特征分隔细胞内各种不同功能的酶，将某一功能有分隔细胞内各种不同功能的酶，将某一功能有关的酶系统集中在一定区域内，使它们更为有关的酶系统集中在一定区域内，使它们更为有效的发挥功能活性，即膜相结构的区域化作用效的发挥功能活性，即膜相结构的区域化作用第19页，本讲稿共20页第三节第三节 细胞的生命特征细胞的生命特征一、新陈代谢是细胞的基本生命特征一、新陈代谢是细胞的基本生命特征二、细胞是生命生长、发育和繁殖的基础二、细胞是生命生长、发育和繁殖的基础三、遗传性是细胞的重要生命特征三、遗传性是细胞的重要生命特征四、细胞生命的进化四、细胞生命的进化第20页，本讲稿共20页