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第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础Cell and Molecular Basis学习目的和要求学习目的和要求1. 掌握原核细胞与真核细胞的异同掌握原核细胞与真核细胞的异同 细胞的化学与分子组成；核酸、蛋白质的分子细胞的化学与分子组成；核酸、蛋白质的分子 结构特点。结构特点。2. 熟悉原核细胞和真核细胞的结构和功能特点熟悉原核细胞和真核细胞的结构和功能特点 核酸、蛋白质分子的种类和生物学功能。核酸、蛋白质分子的种类和生物学功能。3. 了解生命的分子起源、细胞的形成和进化；核酶了解生命的分子起源、细胞的形成和进化；核酶 和非编码调节性和非编码调节性RNA 。第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础Cell and Molecular Basis第一节第一节第二节第二节第三节第三节中英文中英文退退 出出第一节第一节 细胞的基本概念细胞的基本概念一、细胞是生命活动的基本单位一、细胞是生命活动的基本单位二、原核细胞二、原核细胞三、真核细胞三、真核细胞四、非细胞生命形态四、非细胞生命形态病毒病毒 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础一、细胞是生命活动的基本单位一、细胞是生命活动的基本单位所有的生物都是由细胞组成的，所有的生物都是由细胞组成的，细胞是生命活动的基本单位。细胞是生命活动的基本单位。 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础一、细胞是生命活动的基本单位一、细胞是生命活动的基本单位1. 细胞是构成细胞是构成有机体的基本单位有机体的基本单位。2. 细胞具有独立完整的代谢体系，是细胞具有独立完整的代谢体系，是代谢与功能的基代谢与功能的基本单位。本单位。3. 细胞是有机体细胞是有机体生长与发育的基础。生长与发育的基础。4. 细胞是细胞是遗传的基本单位遗传的基本单位，细胞具有遗传的，细胞具有遗传的全能性。全能性。5. 没有细胞就没有完整的生命。没有细胞就没有完整的生命。( (一一) )细胞的概念细胞的概念退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础(二二)细胞的分类细胞的分类细胞分为三大类型细胞分为三大类型原核细胞原核细胞古核细胞古核细胞真核细胞真核细胞早期早期细胞分为两大类细胞分为两大类原核细胞（原核细胞（prokaryotic cell）真核细胞（真核细胞（eukaryotic cell）1990年，年，生物界被划分为三个域生物界被划分为三个域细菌域（细菌域（bacteria） 古菌域（古菌域（archaea） 真核域（真核域（eukarya）退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础生物三域分类的系统树生物三域分类的系统树 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础特点：特点：1. 结构简单结构简单 DNA为裸露的环状分子，无膜包裹，形成为裸露的环状分子，无膜包裹，形成拟核（拟核（nucleoid）。）。 细胞质中细胞质中无膜性细胞器无膜性细胞器，含有核糖体。，含有核糖体。2. 体积小体积小 直径约为直径约为1到数个微米。到数个微米。二、原核细胞二、原核细胞退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、原核细胞二、原核细胞主要代表：主要代表： 支原体支原体 衣原体衣原体 细菌细菌 蓝藻又称蓝细菌蓝藻又称蓝细菌退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础（一）支原体（一）支原体（mycoplasma） 最小最简单的细胞。最小最简单的细胞。大大 小小：通常为通常为0.10.3m。细胞膜细胞膜：由磷脂和蛋白质构成，没有细胞壁由磷脂和蛋白质构成，没有细胞壁 。D N A：呈环形双链，胞质内分散存在，指导约呈环形双链，胞质内分散存在，指导约400种蛋白合成。种蛋白合成。 图片来自图片来自http:/s99.middlebury.edu/BI330A/退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、原核细胞二、原核细胞肺炎支原体肺炎支原体退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、原核细胞二、原核细胞（二）细菌（二）细菌 原核细胞的原核细胞的典型代表典型代表 。细胞壁：细胞壁：位于细菌外表面，主要成分为位于细菌外表面，主要成分为肽聚糖肽聚糖。细胞膜：细胞膜：由由脂质和蛋白质脂质和蛋白质组成，有时可内陷形成中间体组成，有时可内陷形成中间体细胞质：细胞质： DNA：环状分子，很少有重复序列，无内含子环状分子，很少有重复序列，无内含子 。 质粒（质粒（plasmid）：）：能够独立于基因组能够独立于基因组DNA以外，自我复制的以外，自我复制的环状结构。环状结构。 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、原核细胞二、原核细胞70S细菌核糖体细菌核糖体50S大亚基大亚基30S小亚基小亚基 有的细菌还有夹膜、鞭毛、菌毛等特殊结构。有的细菌还有夹膜、鞭毛、菌毛等特殊结构。核糖体：核糖体：大部分游离于细胞质中，小部分附着在细胞膜内表面。大部分游离于细胞质中，小部分附着在细胞膜内表面。退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、原核细胞二、原核细胞细菌结构示意图细菌结构示意图退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、原核细胞二、原核细胞（三）古细菌（三）古细菌（archaebacteria） 一类很特殊的细菌，多生活在一类很特殊的细菌，多生活在极端环境极端环境中，如高中，如高温、高盐环境。温、高盐环境。 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、原核细胞二、原核细胞（三）古细菌（三）古细菌（archaebacteria）特点：特点： 具有原核生物的某些特征具有原核生物的某些特征：无核膜及内膜系统。无核膜及内膜系统。 具有具有真核生物的特征真核生物的特征：RNA聚合酶和真核细胞的相似、聚合酶和真核细胞的相似、DNA具有内含子并结合组蛋白等。具有内含子并结合组蛋白等。 具有不同于原核细胞和真核细胞的特征：具有不同于原核细胞和真核细胞的特征：细胞膜中细胞膜中的脂类不可皂化，细胞壁不含肽聚糖。的脂类不可皂化，细胞壁不含肽聚糖。退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、原核细胞二、原核细胞( (一一) )真核细胞的形态大小真核细胞的形态大小三、真核细胞三、真核细胞形态：形态：多种多样，常与细胞所处的部位及功能相关。多种多样，常与细胞所处的部位及功能相关。 大小：大小：差异很大，与细胞类型有关差异很大，与细胞类型有关 。退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础三、真核细胞三、真核细胞(二二)真核细胞的基本结构真核细胞的基本结构 光镜光镜下结构：细胞膜（下结构：细胞膜（cell membrane） 细胞质（细胞质（cytoplasm） 细胞核（细胞核（nucleus） 电子显微镜电子显微镜下，在细胞质中可以看到由单位膜组成下，在细胞质中可以看到由单位膜组成的的膜性细胞器膜性细胞器以及微丝、微管、中间纤维等以及微丝、微管、中间纤维等骨架系骨架系统统。 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础动物细胞结构模式图动物细胞结构模式图 糙面内质网糙面内质网光面内质网光面内质网退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础真核细胞的基本结构特点：真核细胞的基本结构特点： 以脂质及蛋白质成分为基础的膜相结构体系以脂质及蛋白质成分为基础的膜相结构体系生生物膜系统物膜系统 包括细胞膜、内质网、高尔基复合体、线粒体、溶包括细胞膜、内质网、高尔基复合体、线粒体、溶 酶体、过氧化物酶体及核膜等。酶体、过氧化物酶体及核膜等。 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础三、真核细胞三、真核细胞真核细胞的基本结构特点：真核细胞的基本结构特点： 以核酸以核酸-蛋白质为主要成分的遗传信息表达体系蛋白质为主要成分的遗传信息表达体系遗传信息表达系统遗传信息表达系统 真核细胞储存遗传信息的真核细胞储存遗传信息的DNA是以与蛋白质结合形式是以与蛋白质结合形式而存在，而存在，DNA与蛋白质的结合与包装程度决定了与蛋白质的结合与包装程度决定了DNA复制和遗传信息的表达。复制和遗传信息的表达。 遗传信息的流向是由遗传信息的流向是由DNA RNA (mRNA) 蛋白质。蛋白质。 核糖体（核糖体（ribosome）是合成蛋白质的机器）是合成蛋白质的机器 。 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础三、真核细胞三、真核细胞真核细胞的基本结构特点：真核细胞的基本结构特点： 由特异蛋白质分子构成的细胞骨架体系由特异蛋白质分子构成的细胞骨架体系细胞细胞骨架系统骨架系统 由一系列纤维状蛋白组成的网状结构系统，包括由一系列纤维状蛋白组成的网状结构系统，包括细胞质骨架与核骨架。细胞质骨架与核骨架。 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础三、真核细胞三、真核细胞真核细胞的基本结构特点：真核细胞的基本结构特点： 细胞质溶胶（细胞质溶胶（cytosol） 细胞质中除了细胞器和细胞骨架结构之外的区域，细胞质中除了细胞器和细胞骨架结构之外的区域，协助完成物质运输、能量传递、信息传递等细胞协助完成物质运输、能量传递、信息传递等细胞活动。活动。退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础三、真核细胞三、真核细胞原核细胞与真核细胞的比较原核细胞与真核细胞的比较 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础，无丝分裂四、病毒四、病毒 生物界中，病毒（生物界中，病毒（virus）是惟一的非细胞形态的）是惟一的非细胞形态的生命体。生命体。特点：特点： 在活细胞内才能表现出它们的基本生命活动。在活细胞内才能表现出它们的基本生命活动。 在电子显微镜下才能看到。在电子显微镜下才能看到。结构：结构： 核酸分子与蛋白质组成的核酸核酸分子与蛋白质组成的核酸-蛋白质复合体。蛋白质复合体。退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础四、病毒四、病毒分类：分类：根据病毒的核酸类型可以将其分为两大类：根据病毒的核酸类型可以将其分为两大类： DNA病毒；病毒； RNA病毒。病毒。类病毒（类病毒（viroid）：）：仅由感染性的仅由感染性的RNA构成。构成。朊病毒（朊病毒（prion） ：仅由感染性的仅由感染性的蛋白质蛋白质亚基构成。亚基构成。退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础病毒的分子结构病毒的分子结构退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础第二节第二节 细胞的分子基础细胞的分子基础一、生物小分子一、生物小分子二、生物大分子二、生物大分子退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础细胞是由生命物质细胞是由生命物质原生质（原生质（protoplasm）组成组成基本元素基本元素99.9%： C、H、O、N90%； S、P、Na、K、Ca、Cl、Mg、Fe 9% 。微量元素微量元素： Cu、Zn、Mn、Mo、Co、Cr、Si、F、Br、I等。等。退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础细胞的成份细胞的成份生物大分子生物大分子 有机小分子有机小分子无机化合物无机化合物水水无机盐无机盐有机化合物有机化合物退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础(一一)水和无机盐是细胞内的无机化合物水和无机盐是细胞内的无机化合物 1.水水 水是细胞中含量最多的成分水是细胞中含量最多的成分 。 水在细胞中以两种形式存在：水在细胞中以两种形式存在： 游离水。游离水。 结合水，通过氢键或其他键同蛋白质结合。结合水，通过氢键或其他键同蛋白质结合。 作用：作用：良好溶剂，为各种代谢反应提供环境。良好溶剂，为各种代谢反应提供环境。 一、生物小分子一、生物小分子退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础(一一)水和无机盐是细胞内的无机化合物水和无机盐是细胞内的无机化合物 2.无机盐：以无机盐：以离子状态离子状态存在。存在。阴离子：如阴离子：如Cl、PO4、HCO3等等阳离子：如阳离子：如Na+、K+、Ca2+等等 游离形式：游离形式：维持细胞内外液的渗透压和维持细胞内外液的渗透压和pH。 结合形式：结合形式：直接与蛋白质或脂类结合，组成具有直接与蛋白质或脂类结合，组成具有 一定功能的结合蛋白或类脂。一定功能的结合蛋白或类脂。 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础一、生物小分子一、生物小分子(二二)有机小分子是组成生物大分子的亚单位有机小分子是组成生物大分子的亚单位 1.单糖单糖 结构：结构：主要由碳、氢、氧三种元素组成，主要由碳、氢、氧三种元素组成，化学组成化学组成 为为(CH2O)n 。 功能：功能：细胞的能源和多糖的亚基细胞的能源和多糖的亚基 。退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础一、生物小分子一、生物小分子(二二)有机小分子是组成生物大分子的亚单位有机小分子是组成生物大分子的亚单位 2.脂肪酸脂肪酸 结构：结构：由两个不同的部分组成。由两个不同的部分组成。 疏水性的长烃链疏水性的长烃链 亲水性的羧基亲水性的羧基(-COOH) 功能：功能：构成细胞膜的组分。构成细胞膜的组分。退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础一、生物小分子一、生物小分子(二二)有机小分子是组成生物大分子的亚单位有机小分子是组成生物大分子的亚单位3.氨基酸氨基酸 结构：结构：羧基羧基 氨基氨基 功能：功能：蛋白质的亚单位蛋白质的亚单位与同一个与同一个碳原子连接碳原子连接 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础一、生物小分子一、生物小分子(二二)有机小分子是组成生物大分子的亚单位有机小分子是组成生物大分子的亚单位4.核苷酸核苷酸结构：结构：含氮环化物含氮环化物 五碳糖五碳糖 磷酸基团磷酸基团功能：功能：核酸的亚单位。核酸的亚单位。退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础一、生物小分子一、生物小分子二、生物大分子二、生物大分子生物大分子由有机小分子聚合而成，细胞生物大分子由有机小分子聚合而成，细胞内主要的大分子有核酸、蛋白质和多糖。内主要的大分子有核酸、蛋白质和多糖。 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础( (一一) )核酸携带遗传信息核酸携带遗传信息二、生物大分子二、生物大分子1.核酸的化学组成核酸的化学组成 核苷酸是核酸的基本组成单位核苷酸是核酸的基本组成单位 核糖核糖戊糖戊糖磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖嘧啶：嘧啶：T C U嘌呤：嘌呤：A G碱基碱基核苷酸核苷酸退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础 核酸核酸核酸核酸脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）核糖核酸核糖核酸（ribonucleic acid，RNA）退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、生物大分子二、生物大分子( (一一) )核酸携带遗传信息核酸携带遗传信息1.核酸的化学组成核酸的化学组成 一个核苷酸戊糖的一个核苷酸戊糖的5磷酸磷酸基基与另一个核苷酸戊糖的与另一个核苷酸戊糖的3羟基脱水缩合羟基脱水缩合，形成，形成3，5磷酸二酯键磷酸二酯键，多个核苷酸，多个核苷酸之间借助磷酸二酯键重复之间借助磷酸二酯键重复相连而形成的多聚核苷酸相连而形成的多聚核苷酸链即为链即为核酸核酸。 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础 核酸核酸二、生物大分子二、生物大分子( (一一) )核酸携带遗传信息核酸携带遗传信息1.核酸的化学组成核酸的化学组成 DNA和和RNA在化学组成上的异同在化学组成上的异同 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础2.DNA DNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型 DNA分子是由两条脱氧核糖核苷酸链组成。分子是由两条脱氧核糖核苷酸链组成。 两条链反向平行。两条链反向平行。 脱氧核糖和磷酸位于螺旋的外侧，碱基位于双螺脱氧核糖和磷酸位于螺旋的外侧，碱基位于双螺旋内侧。旋内侧。 碱基之间互补配对：碱基之间互补配对：AT CG 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、生物大分子二、生物大分子( (一一) )核酸携带遗传信息核酸携带遗传信息2.DNA DNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型DNA的双螺旋结构易受环境因素特别是湿度所影响。的双螺旋结构易受环境因素特别是湿度所影响。 低湿度时呈低湿度时呈A型型A-DNA 高湿度时呈高湿度时呈B型型B-DNA 左手螺旋的左手螺旋的DNAZ-DNA 右手螺旋右手螺旋DNA退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、生物大分子二、生物大分子( (一一) )核酸携带遗传信息核酸携带遗传信息DNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础DNA化学结构化学结构退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础2.DNA DNA功能：功能：储存、复制和传递遗传信息。储存、复制和传递遗传信息。 遗传信息的储存：遗传信息的储存：生物体的遗传信息储存于生物体的遗传信息储存于DNA分分子的线性核苷酸序列中，核苷酸的数量和排列方式子的线性核苷酸序列中，核苷酸的数量和排列方式 ，决定了决定了DNA分子的复杂性和多样性。分子的复杂性和多样性。退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、生物大分子二、生物大分子( (一一) )核酸携带遗传信息核酸携带遗传信息2.DNA DNA功能：功能：储存、复制和传递遗传信息。储存、复制和传递遗传信息。 遗传信息的复制遗传信息的复制：DNA分子中所携带的遗传信息通分子中所携带的遗传信息通过复制传递给子代细胞，复制是以亲代过复制传递给子代细胞，复制是以亲代DNA为模板为模板合成子代合成子代DNA的过程，新形成的子代的过程，新形成的子代DNA分子在碱分子在碱基序列上与亲代基序列上与亲代DNA分子完全相同。分子完全相同。退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、生物大分子二、生物大分子( (一一) )核酸携带遗传信息核酸携带遗传信息2.DNA DNA功能：功能：储存、复制和传递遗传信息。储存、复制和传递遗传信息。 遗传信息的传递：遗传信息的传递：DNA分子所携带的遗传信息通过分子所携带的遗传信息通过转录传递给转录传递给RNA，再通过翻译合成蛋白质，决定细，再通过翻译合成蛋白质，决定细胞的生物学行为。胞的生物学行为。 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、生物大分子二、生物大分子( (一一) )核酸携带遗传信息核酸携带遗传信息3.RNARNA分子以单链形式存在，在部分区域折叠并按碱分子以单链形式存在，在部分区域折叠并按碱基互补配对原则形成双链发夹结构。基互补配对原则形成双链发夹结构。退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、生物大分子二、生物大分子( (一一) )核酸携带遗传信息核酸携带遗传信息 RNA发夹结构模式图发夹结构模式图 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、生物大分子二、生物大分子3.RNA 信使核糖核酸（信使核糖核酸（message RNA，mRNA) 含量：含量：占细胞内总占细胞内总RNA的的1%5% 。 种类：种类：种类多而且极不均一。种类多而且极不均一。 结构特点：结构特点： 3，5的非编码区。的非编码区。 中间的编码区。中间的编码区。退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、生物大分子二、生物大分子( (一一) )核酸携带遗传信息核酸携带遗传信息3.RNA 信使核糖核酸（信使核糖核酸（message RNA，mRNA) 原核细胞原核细胞多顺反子；真核细胞多顺反子；真核细胞单顺反子。单顺反子。 功能：功能：作为合成蛋白质的模板作为合成蛋白质的模板 。 mRNA分子中每三个相邻的碱基组成一个分子中每三个相邻的碱基组成一个密码子密码子（codon），），决定蛋白质中氨基酸的排列顺序。决定蛋白质中氨基酸的排列顺序。 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、生物大分子二、生物大分子( (一一) )核酸携带遗传信息核酸携带遗传信息3.RNA 核糖体核糖体RNA（ribosome RNA，rRNA） 含量：含量：占占RNA总量的总量的80%90%。 功能：功能：参与核糖体形成。参与核糖体形成。原核生物核糖体（原核生物核糖体（70S） 大亚基大亚基50S：23S rRNA 5S rRNA 小亚基小亚基30S：16S rRNA+21种蛋白质种蛋白质 +36种蛋白质种蛋白质退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、生物大分子二、生物大分子( (一一) )核酸携带遗传信息核酸携带遗传信息3.RNA 核糖体核糖体RNA（ribosome RNA，rRNA） 含量：含量：占占RNA总量的总量的80%90%。 功能：功能：参与核糖体形成。参与核糖体形成。真核生物核糖体（真核生物核糖体（80S） 大亚基大亚基60S：28S rRNA 5.8S rRNA 5S rRNA 小亚基小亚基40S：18S rRNA +30种蛋白质种蛋白质 +49种蛋白质种蛋白质退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、生物大分子二、生物大分子( (一一) )核酸携带遗传信息核酸携带遗传信息3.RNA 转移核糖核酸（转移核糖核酸（transfer RNA, tRNA） 含量：含量：总总RNA的的5%10%。 结构特点：结构特点： 单链单链结构，部分折叠，整个分子结构结构，部分折叠，整个分子结构呈三叶草形。呈三叶草形。 3端有端有CCA三个碱基，与特定氨基酸结合。三个碱基，与特定氨基酸结合。 反密码环上的三个碱基组成反密码环上的三个碱基组成反密码子（反密码子（anticodon），），与与mRNA上密码子互补结合，参与蛋白质合成。上密码子互补结合，参与蛋白质合成。功能：功能：转运特定的氨基酸，参与蛋白质合成。转运特定的氨基酸，参与蛋白质合成。 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、生物大分子二、生物大分子( (一一) )核酸携带遗传信息核酸携带遗传信息退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、生物大分子二、生物大分子( (一一) )核酸携带遗传信息核酸携带遗传信息3.RNA 转移核糖核酸（转移核糖核酸（transfer RNA, tRNA） 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础3.RNA 小核小核RNA（small nuclear RNA, snRNA）组成：组成：含含70300个核苷酸。个核苷酸。含量：含量：不及总不及总RNA的的1%。 功能：功能：参与基因转录产物的加工，富含尿苷酸的参与基因转录产物的加工，富含尿苷酸的U-snRNA与与特异蛋白结合成剪接体特异蛋白结合成剪接体UsnRNP。退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、生物大分子二、生物大分子( (一一) )核酸携带遗传信息核酸携带遗传信息3.RNA 微小微小RNA（microRNA, miRNA） 组成：组成：长约长约2125nt的非编码的非编码RNA ，具有发夹结构。，具有发夹结构。 功能：功能：抑制靶基因的蛋白质合成或促使靶基因的抑制靶基因的蛋白质合成或促使靶基因的 mRNA降解，降解， 从而参与细胞分化与发育的基因表达调控从而参与细胞分化与发育的基因表达调控 。退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、生物大分子二、生物大分子( (一一) )核酸携带遗传信息核酸携带遗传信息 miRNA的形成与作用机制的形成与作用机制 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础组成：组成：含含2930个核苷酸。个核苷酸。主要存在部位：主要存在部位：哺乳动物睾丸的生殖细胞中哺乳动物睾丸的生殖细胞中 。功能：功能：参与基因的表达调节，发挥参与基因的表达调节，发挥RNA沉默（沉默（RNA silencing）效应）效应 。3.RNA piRNA（Piwi-interacting RNA） 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、生物大分子二、生物大分子( (一一) )核酸携带遗传信息核酸携带遗传信息3.RNA 核酶（核酶（ribozyme） 具有酶活性的具有酶活性的RNA分子。分子。 功能：功能：核酶的底物是核酶的底物是RNA分子，它们通过与序列特异性分子，它们通过与序列特异性的靶的靶RNA分子配对而发挥作用。分子配对而发挥作用。 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、生物大分子二、生物大分子( (一一) )核酸携带遗传信息核酸携带遗传信息动物细胞内含有的主要动物细胞内含有的主要RNA种类及功能种类及功能 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础 1.蛋白质的化学组成蛋白质的化学组成 蛋白质的基本单位蛋白质的基本单位氨基酸氨基酸( (二二) )蛋白质表达遗传信息蛋白质表达遗传信息氨基酸的结构式氨基酸的结构式 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础二、生物大分子二、生物大分子一个氨基酸分子上的一个氨基酸分子上的羧基羧基与另一个氨基酸分子上的与另一个氨基酸分子上的氨氨基基经经脱水缩合形成肽键脱水缩合形成肽键，氨基酸通过肽键而连接成的，氨基酸通过肽键而连接成的化合物称为化合物称为肽（肽（peptide）。）。蛋白质分子是由许多氨基蛋白质分子是由许多氨基酸分子通过肽键，依次缩合而形成的酸分子通过肽键，依次缩合而形成的多肽链多肽链。 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础 1.蛋白质的化学组成蛋白质的化学组成 ( (二二) )蛋白质表达遗传信息蛋白质表达遗传信息二、生物大分子二、生物大分子 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础 1.蛋白质的化学组成蛋白质的化学组成 ( (二二) )蛋白质表达遗传信息蛋白质表达遗传信息二、生物大分子二、生物大分子2.蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构 以独特的以独特的三维构象三维构象形式存在，蛋白质三维构象的形成形式存在，蛋白质三维构象的形成主要由其氨基酸的顺序决定，是氨基酸组分间相互作主要由其氨基酸的顺序决定，是氨基酸组分间相互作用的结果。用的结果。 一级结构一级结构 氨基酸的排列顺序。氨基酸的排列顺序。一级结构中氨基酸排列顺序的差异使蛋白质折叠成不一级结构中氨基酸排列顺序的差异使蛋白质折叠成不同的高级结构。同的高级结构。退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础( (二二) )蛋白质表达遗传信息蛋白质表达遗传信息二、生物大分子二、生物大分子2.蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构 一级结构一级结构 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础( (二二) )蛋白质表达遗传信息蛋白质表达遗传信息二、生物大分子二、生物大分子 二级结构二级结构肽链主链内的氨基酸残基之间有规则地形成肽链主链内的氨基酸残基之间有规则地形成氢键氢键相相互作用的结果。互作用的结果。 有两种主要的折叠形式：有两种主要的折叠形式：-螺旋和螺旋和-片层片层。退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础2.蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构 ( (二二) )蛋白质表达遗传信息蛋白质表达遗传信息二、生物大分子二、生物大分子 二级结构二级结构退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础2.蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构 ( (二二) )蛋白质表达遗传信息蛋白质表达遗传信息二、生物大分子二、生物大分子 蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构不同侧链间相互作用形成的，相互作用的方式有不同侧链间相互作用形成的，相互作用的方式有氢氢键、离子键和疏水键键、离子键和疏水键等。具有三级结构的蛋白即表等。具有三级结构的蛋白即表现出现出生物学活性生物学活性 。退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础2.蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构 ( (二二) )蛋白质表达遗传信息蛋白质表达遗传信息二、生物大分子二、生物大分子肌红蛋白的三维结构肌红蛋白的三维结构退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础2.蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构 蛋白质的三级结构蛋白质的三级结构( (二二) )蛋白质表达遗传信息蛋白质表达遗传信息二、生物大分子二、生物大分子 蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构独立的三级结构的多肽链亚单位之间通过独立的三级结构的多肽链亚单位之间通过氢键等氢键等非共价键非共价键的相互作用，形成更为复杂的空间结构。的相互作用，形成更为复杂的空间结构。 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础2.蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构 ( (二二) )蛋白质表达遗传信息蛋白质表达遗传信息二、生物大分子二、生物大分子 蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构血红蛋白的四级结构血红蛋白的四级结构 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础2.蛋白质的分子结构蛋白质的分子结构 ( (二二) )蛋白质表达遗传信息蛋白质表达遗传信息二、生物大分子二、生物大分子3.蛋白质的结构与功能的关系。蛋白质的结构与功能的关系。 一级结构一级结构是蛋白质功能的基础。是蛋白质功能的基础。 结构域（结构域（structural domains）是大分子蛋白质的结构是大分子蛋白质的结构组成单元。组成单元。 组成一个结构域的氨基酸残基通常在组成一个结构域的氨基酸残基通常在40350之间。之间。 通常通过结构域去推断某些蛋白质的功能。通常通过结构域去推断某些蛋白质的功能。 具有相同结构域的蛋白具有类似功能。具有相同结构域的蛋白具有类似功能。退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础( (二二) )蛋白质表达遗传信息蛋白质表达遗传信息二、生物大分子二、生物大分子Src蛋白的结构域蛋白的结构域 退退 出出首首 页页Cell and Molecular Basis第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础活细胞内蛋白质功能的发挥与其构象的改变密切相活细胞内蛋白质功能的发挥与其构象的改变密切相关。如关。如磷酸化与去磷酸化磷酸化与去磷酸
