第三章细胞的物质组成多媒体精选PPT.ppt

第三章 细胞的物质组成多媒体第1页，本讲稿共41页细胞的元素组成细胞的元素组成常量元素（主要元素）：常量元素（主要元素）：lC C、H H、O O、N N占占90%90%lS S、P P、CICI、CaCa、NaNa、K K、MgMg、FeFe占占9.9%9.9%微量元素：微量元素：lCuCu、ZnZn、MnMn、MoMo、CoCo、I I占占0.1%0.1%第2页，本讲稿共41页水、水、无机盐无机盐有机小分子物质有机小分子物质：单糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸单糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸有机大分子物质有机大分子物质：多糖类、脂类、蛋白质、核酸多糖类、脂类、蛋白质、核酸细胞的物质组成细胞的物质组成 无机物：无机物：有机物：有机物：第3页，本讲稿共41页 细胞生物化学反应的良好溶剂；细胞生物化学反应的良好溶剂；调节并维持细胞内外的酸碱平衡；调节并维持细胞内外的酸碱平衡；是细胞内物质运输的介质；是细胞内物质运输的介质；吸收或散发热量、防止胞内温度剧变、保护细胞。吸收或散发热量、防止胞内温度剧变、保护细胞。水：水：一、无机物一、无机物第4页，本讲稿共41页无机盐无机盐:l维持细胞内渗透压与酸碱平衡；维持细胞内渗透压与酸碱平衡；l作为细胞物质的结构成分，如血红蛋白中的铁、磷脂中的作为细胞物质的结构成分，如血红蛋白中的铁、磷脂中的磷、骨中的钙和磷、甲状腺素中的碘等；磷、骨中的钙和磷、甲状腺素中的碘等；l作为酶的辅助因子作为酶的辅助因子 ，如镁离子等；如镁离子等；l作为第二信使，调节代谢作为第二信使，调节代谢 ，如钙离子等；，如钙离子等；l维持细胞内外电位差，保持可兴奋性。维持细胞内外电位差，保持可兴奋性。第5页，本讲稿共41页l单糖：如单糖：如葡萄糖葡萄糖是细胞的能源物质；是细胞的能源物质；五碳糖中的五碳糖中的核糖核糖和和脱氧核糖脱氧核糖是核酸的是核酸的 组成成分；组成成分；多形成糖蛋白和糖酯。多形成糖蛋白和糖酯。l脂肪酸：重要的营养物质、组成细胞膜的重要成分。脂肪酸：重要的营养物质、组成细胞膜的重要成分。二、有机小分子：二、有机小分子：l氨基酸：蛋白质的组成单位氨基酸：蛋白质的组成单位o核苷酸：核酸的组成单位核苷酸：核酸的组成单位第6页，本讲稿共41页 H H|H H2 2N N C COOHCOOH|R R蛋白质的组成单位：蛋白质的组成单位：氨基酸氨基酸细胞内有细胞内有2020种氨基酸，主要是种氨基酸，主要是R R侧链不同侧链不同。第7页，本讲稿共41页图l核酸的组成单位：核酸的组成单位：核苷酸核苷酸 核苷酸核苷酸=碱基碱基+戊糖戊糖+磷酸磷酸核糖核糖脱氧核糖脱氧核糖嘌呤：腺嘌呤嘌呤：腺嘌呤(A)(A)、鸟嘌呤、鸟嘌呤(G)(G)嘧啶：胞嘧啶嘧啶：胞嘧啶(C)(C)、尿嘧啶、尿嘧啶(U)(U)、胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)(T)第8页，本讲稿共41页OHH戊糖有两种：戊糖有两种：核糖核糖 脱氧核糖脱氧核糖第9页，本讲稿共41页ATPATP（三磷酸腺苷酸三磷酸腺苷酸）第10页，本讲稿共41页cAMPcAMP（环化腺苷酸环化腺苷酸）第11页，本讲稿共41页三、有机大分子物质三、有机大分子物质l多糖类：寡糖（蔗糖、麦芽糖和乳糖）多糖类：寡糖（蔗糖、麦芽糖和乳糖）多糖（淀粉、糖元）多糖（淀粉、糖元）l脂类：脂肪脂类：脂肪 类脂（磷脂、糖脂和类固醇）类脂（磷脂、糖脂和类固醇）l核酸核酸l蛋白质蛋白质生物大分子生物大分子：多糖、蛋白质和核酸由于分子量巨大、：多糖、蛋白质和核酸由于分子量巨大、分子结构复杂并具有复杂的生物活性，故称生分子结构复杂并具有复杂的生物活性，故称生物大分子。物大分子。第12页，本讲稿共41页一）核酸遗传信息的载体一）核酸遗传信息的载体 核酸是细胞内贮存、复制和传递遗传信息核酸是细胞内贮存、复制和传递遗传信息的大分子物质，又称遗传物质。的大分子物质，又称遗传物质。细胞中核酸分两大类：细胞中核酸分两大类：核糖核酸（核糖核酸（RNA RNA ）脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（DNA DNA）第13页，本讲稿共41页DNADNA与与RNARNA组成上的比较组成上的比较:DNA DNA RNARNA戊戊 糖糖 脱氧核糖脱氧核糖 核糖核糖碱碱 基基A G C T A G C UA G C T A G C U磷磷 酸酸磷磷 酸酸磷磷 酸酸核苷酸种类核苷酸种类脱氧腺苷酸（脱氧腺苷酸（dAMP)dAMP)腺苷酸（腺苷酸（AMPAMP）脱氧鸟苷酸（脱氧鸟苷酸（dGMP)dGMP)鸟苷酸（鸟苷酸（GMPGMP）脱氧胞苷酸（脱氧胞苷酸（dCMP)dCMP)胞苷酸（胞苷酸（CMPCMP）脱氧胸苷酸（脱氧胸苷酸（dTMP)dTMP)尿苷酸（尿苷酸（UMPUMP）结结 构构双双 链链 单单 链链 存在部位存在部位主要存在细胞核中主要存在细胞核中 主要存在细胞质中主要存在细胞质中 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14页，本讲稿共41页 1 1、DNADNA的结构的结构DNADNA分子中脱氧核苷分子中脱氧核苷 酸的排列顺序酸的排列顺序一级结构：一级结构：单核苷酸之间通过单核苷酸之间通过 磷酸二酯键相连磷酸二酯键相连第15页，本讲稿共41页3 35 5磷酸二酯磷酸二酯键键53第16页，本讲稿共41页二级结构二级结构：Watson和和 Crick提出的提出的DNA双螺旋双螺旋结构模型结构模型磷磷酸酸二二酯酯键键DNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型DNA的双链形成的双链形成第17页，本讲稿共41页2 2、WatsonWatson和和 CrickCrick的的DNADNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型于于19531953年由年由WatsonWatson和和CrickCrick提出提出第18页，本讲稿共41页1.DNA1.DNA分子是由两条相互平行方向相反的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多核苷酸链围绕着同一中心轴形成的双螺旋结构。旋结构。2.2.两条长链的碱基在双螺旋内侧按碱基两条长链的碱基在双螺旋内侧按碱基配对原则（配对原则（A=TA=T，G G三三C C）以氢键相连。）以氢键相连。3.3.相邻碱基对旋转相邻碱基对旋转3636，间距，间距0.34nm0.34nm；一；一个螺旋包含个螺旋包含1010个碱基旋转个碱基旋转360360，螺距，螺距为为3.4nm3.4nm。主要论点：主要论点：第19页，本讲稿共41页3 3、DNADNA分子的主要功能：分子的主要功能：DNADNAmRNAmRNA蛋白质蛋白质转录转录逆转录逆转录翻译翻译中心法则中心法则复复制制 储存遗传信息；储存遗传信息；复制遗传信息复制遗传信息;传递遗传信息传递遗传信息 ；第20页，本讲稿共41页4 4、DNADNA分子的结构特点分子的结构特点多样性多样性-遗传信息多样的分子基础。遗传信息多样的分子基础。稳定性稳定性-DNA-DNA的双螺旋结构很稳定，是遗传物质稳定性的的双螺旋结构很稳定，是遗传物质稳定性的基础。高温达基础。高温达9090摄氏度时碱基间氢键断裂（变性），低温摄氏度时碱基间氢键断裂（变性），低温时又互补配对（复性）时又互补配对（复性）PCRPCR反应的分子基础。反应的分子基础。第21页，本讲稿共41页DNA分子的变性与复性分子的变性与复性第22页，本讲稿共41页 单链结构或假双单链结构或假双链结构（部分区域链结构（部分区域链内碱基配对形成）链内碱基配对形成）。如如rRNArRNA和和tRNAtRNA5 5、RNARNA分子的结构分子的结构第23页，本讲稿共41页 mRNA tRNA rRNA mRNA tRNA rRNA细胞中含量细胞中含量5%10%5%10%80%90%5%10%5%10%80%90%结构特征结构特征存在场所存在场所功能作用功能作用三种三种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 核糖体核糖体呈线形，局呈线形，局部呈双链部呈双链呈三叶草形呈三叶草形线形，局部线形，局部呈双链。呈双链。作为合成蛋作为合成蛋白质的模板白质的模板运输氨基运输氨基酸的工具酸的工具为蛋白质为蛋白质合成场所合成场所第24页，本讲稿共41页第25页，本讲稿共41页二）蛋白质生命现象的载体二）蛋白质生命现象的载体头发是蛋白质头发是蛋白质皮肤是蛋白质皮肤是蛋白质肌肉是蛋白质肌肉是蛋白质指甲是蛋白质指甲是蛋白质.第26页，本讲稿共41页 肽肽 键键肽肽 键键蛋白质分子是由许多氨基酸分子通过肽键，依次缩蛋白质分子是由许多氨基酸分子通过肽键，依次缩合而形成多肽链。合而形成多肽链。侧链侧链侧链侧链侧链侧链侧链侧链1 1、蛋白质的结构、蛋白质的结构第27页，本讲稿共41页 蛋白质的结构：蛋白质的结构：基本结构：一级结构基本结构：一级结构三维结构：二级结构三维结构：二级结构 三级结构三级结构 四级结构四级结构第28页，本讲稿共41页一级结构：一级结构：氨基酸之间通过肽键连接形成的多肽链。氨基酸之间通过肽键连接形成的多肽链。氨基酸的氨基酸的排列顺序排列顺序 多肽链的多肽链的数目数目 链内及链间链内及链间二硫键二硫键的数目和位置的数目和位置第29页，本讲稿共41页人人胰胰岛岛素素分分子子特特定定的的一一级级结结构构 第30页，本讲稿共41页多肽链借助氨基酸残基间多肽链借助氨基酸残基间氢键氢键的相互吸引，按一的相互吸引，按一定方式折叠、盘曲形成螺旋状或片层状结构。如定方式折叠、盘曲形成螺旋状或片层状结构。如a-a-螺旋螺旋和和和和 -折叠折叠。二级结构：二级结构：第31页，本讲稿共41页蛋白质的二级结构:螺旋 折叠第32页，本讲稿共41页 二级结构进一步折叠和盘旋，形成具有一二级结构进一步折叠和盘旋，形成具有一 定功能定功能结构域结构域的结构；的结构；l主要维系键有主要维系键有氢键氢键、离子离子 键键和和疏水键疏水键。三级结构三级结构肌红蛋白肌红蛋白第33页，本讲稿共41页四级结构：四级结构：亚基：一条多肽链形成经过一、二、三级结形亚基：一条多肽链形成经过一、二、三级结形成的一个结构域称为亚基（亚基间由成的一个结构域称为亚基（亚基间由非共价非共价键键连接）。连接）。两个以上的两个以上的亚基亚基聚结的结构，包括亚基的数目，聚结的结构，包括亚基的数目，类型、结构和布局。类型、结构和布局。人胰岛素有两条多肽链组成，其具备四级结构吗？人胰岛素有两条多肽链组成，其具备四级结构吗？第34页，本讲稿共41页血红蛋白血红蛋白第35页，本讲稿共41页一级结构一级结构二级结构二级结构三级结构三级结构四级结构四级结构第36页，本讲稿共41页2、蛋白质的作用、蛋白质的作用l结构作用：生命是蛋白质的存在方式结构作用：生命是蛋白质的存在方式l催化作用：如酶催化作用：如酶l调节作用：如激素、神经递质、细胞因子等调节作用：如激素、神经递质、细胞因子等l运动作用：如肌肉运动作用：如肌肉l防御作用：如免疫球蛋白防御作用：如免疫球蛋白l运输作用：如细胞膜中的载体蛋白、血液中的载运输作用：如细胞膜中的载体蛋白、血液中的载 脂蛋白脂蛋白l止血作用：如凝血因子止血作用：如凝血因子l识别作用：如膜受体蛋白识别作用：如膜受体蛋白l其他作用：如粘液蛋白的保护作用其他作用：如粘液蛋白的保护作用。第37页，本讲稿共41页 某些某些RNARNA分子本身具有自我催化分子本身具有自我催化能力，可以完成能力，可以完成RNA RNA 的剪接。这种具有的剪接。这种具有催化作用的催化作用的RNA RNA 称为核酶。称为核酶。核酶核酶（ribozymeribozyme ）第38页，本讲稿共41页核酶的作用核酶的作用参入基因转录参入基因转录 产物的加工过程。产物的加工过程。形成剪切体，形成剪切体，剪切内含子。剪切内含子。第39页，本讲稿共41页安德鲁安德鲁菲尔菲尔 克雷格克雷格米洛米洛 20062006年度诺贝尔生理学或医学奖的得主年度诺贝尔生理学或医学奖的得主:研究领域：研究领域：RNARNA干扰与基因沉默干扰与基因沉默第40页，本讲稿共41页思考题思考题1 1、比较、比较DNADNA与与RNARNA的区别。的区别。2 2、概述概述DNADNA分子双螺旋结构分子双螺旋结构模型模型的要点。的要点。3 3、概述蛋白质分子的结构及其功能。概述蛋白质分子的结构及其功能。第41页，本讲稿共41页