细胞的概念和分子基础课件.ppt

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1、细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础Cell and Molecular Basis细胞（细胞（cell)cell)：是生命结构和功能的基本单位是生命结构和功能的基本单位细胞的概念细胞的概念第二章细胞概述第二章细胞概述1.细胞是生命的基本细胞是生命的基本结构结构单位；单位；2.细胞是生命的基本细胞是生命的基本功能功能单位；单位；3.细胞是有机体细胞是有机体生长和发育生长和发育的基础；的基础；4.细胞是细胞是遗传遗传的基本单位。的基本单位。5.细胞是细胞是最小的生命最小的生命单位。单位。？一、细胞的形态和大小一、细胞的形态和大小第一节第一节 细胞的基本知识细胞的基本知识（一）形状：（一）形状

2、：不同不同1.1.细胞骨架支撑细胞骨架支撑2.2.相邻细胞或细胞外相邻细胞或细胞外 基质制约基质制约3.3.与功能有关与功能有关（二）大小：（二）大小：不一不一动细胞直径在动细胞直径在1 10100m名称名称人卵人卵口腔口腔上皮上皮细胞细胞肝肝细细胞胞红红细细胞胞变变形形虫虫海海胆胆卵卵伤寒菌伤寒菌肺炎球菌肺炎球菌m1007520 7100 70 2.4x0.50.2x0.1一一般般真真核核细细胞胞的的体体积积大大于于原原核核细细胞胞，卵细胞大于体细胞卵细胞大于体细胞人卵与精子细胞体积的守恒定律细胞体积的守恒定律细胞体积的守恒定律 高等动、植物，高等动、植物，前提前提无论其种的差无论其种的差异

3、有多大，异有多大，1 1同一器官与组织的细胞大小同一器官与组织的细胞大小是在一个恒定的范围之内（即是在一个恒定的范围之内（即同类细胞同类细胞体积的大小相似体积的大小相似），），2 2器官的大小器官的大小主要取主要取决于细胞的数量，决于细胞的数量，与细胞的数量成正比与细胞的数量成正比，而与细胞体积无关。而与细胞体积无关。（一）原核细胞：（一）原核细胞：1.1.细菌细菌二、细胞的基本结构二、细胞的基本结构 间间 体体DNA核糖体核糖体质质 粒粒细胞膜细胞膜细胞壁细胞壁有细胞壁有细胞壁细胞膜由脂质分子细胞膜由脂质分子和蛋白质组成，有和蛋白质组成，有时内陷形成时内陷形成间体间体环状裸露的环状裸露的DN

4、ADNA有核糖体和有核糖体和质粒质粒2.2.支原体支原体（mycoplasma)最小的细胞最小的细胞，约约0.10.3mm有有核糖体核糖体和和环状环状双链双链DNADNA细胞膜由细胞膜由磷脂和磷脂和蛋白质蛋白质构成，无构成，无细胞壁，不能维细胞壁，不能维持固定的形态。持固定的形态。（二）真核细胞的（二）真核细胞的基本结构基本结构电电 镜镜光镜光镜非非膜膜相相结结构构膜膜相相结结构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核膜核膜线粒体线粒体溶酶体溶酶体过氧化氢体过氧化氢体小泡等小泡等核糖体核糖体 中心体中心体 微管微管 微丝微丝 中间纤维中间纤维 染色质染色质 核仁核仁 基质基质膜相结

5、构膜相结构非膜相结构非膜相结构具有膜成份的细胞结构不具有膜成份的细胞结构。（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光学显微镜下结构光学显微镜下结构：细胞膜细胞膜 细胞质细胞质细胞细胞 细胞核细胞核 细胞质基质细胞质基质线粒体线粒体高尔基复合体高尔基复合体中心体中心体核膜核膜染色质染色质核仁核仁细胞器细胞器 原生质原生质（protoplasm）：）：构成细胞的物质构成细胞的物质三、细胞的分子基础三、细胞的分子基础细胞的物质组成：细胞的物质组成：无机物：有机物：生物大分子生物大分子：蛋白质和核酸由于其分子量巨大、分子结构复杂并且具有复杂的生物活性，故称生物大分子。水、水、无机盐

6、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、核苷酸有机大分子物质有机大分子物质：多糖类、脂类、蛋白质、核酸蛋白质、核酸第三节第三节 细胞的分子基础细胞的分子基础图核酸的组成单位：核苷酸核苷酸 核苷酸=碱基+戊糖+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)、鸟嘌呤、鸟嘌呤(G)嘧啶：胞嘧啶嘧啶：胞嘧啶(C)、尿嘧啶、尿嘧啶(U)、胸腺嘧啶、胸腺嘧啶(T)ATP（三磷酸腺苷酸）cAMP（环化腺苷酸）（环化腺苷酸）cGMP（环化鸟苷酸）（环化鸟苷酸）二者是细胞内的第二信使分子二者是细胞内的第二信使分子DNA与RNA组成上的比较:DNA RNA碱基 A、G、C、T A、G

7、、C、U核糖 脱氧核糖 核糖磷酸 磷酸 磷酸DNA和RNA的组成单位是核苷酸，分别为脱氧核糖核苷酸（4种）和核糖核苷酸（4种）。核苷酸与核苷酸之间通过磷酸核苷酸与核苷酸之间通过磷酸 二酯键连接形成多核苷酸链二酯键连接形成多核苷酸链 （核酸的基本结构）（核酸的基本结构）|糖苷键磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键：核苷酸与核苷核苷酸与核苷酸之间连接的酸之间连接的两个磷酸酯键两个磷酸酯键图2-11 DNA双链形成两条两条多核苷酸链反向平行多核苷酸链反向平行排列，脱氧核糖与磷酸残排列，脱氧核糖与磷酸残基排列在长链的外侧，碱基排列在长链的外侧，碱基位于长链内侧，碱基之基位于长链内侧，碱基之间以氢键相连接，连

8、接规间以氢键相连接，连接规律是律是A A与与T T互补，形成两个互补，形成两个氢键即氢键即A=TA=T；G G与与C C互补，形互补，形成成三个氢键即三个氢键即G G三三C C。3.4nm0.34nmDNA双链围绕个“中心轴”向右盘旋形成双螺旋状结构的分子。螺旋上每隔螺旋上每隔0.34nm0.34nm有一个碱基对，每有一个碱基对，每螺旋一圈有螺旋一圈有1010个碱个碱基对，故螺距为基对，故螺距为3.4nm3.4nmDNA由两条走向相反的互补核苷酸链围绕一个“中心轴”向右盘旋形成双螺旋状结构的分子。脱氧核糖与磷酸残基排列在长链的外侧，构成DNA分子的骨架，不携带遗传信息。碱基位于长链内侧，相对应

9、的碱基之间以氢键相连接，连接规律是A与T互补，形成两个氢键即A=T；G与C互补，形成三个氢键即G三C，这种有规律的对应排列，称为“碱基互补原则”。四种碱基（A、T、C、G）的排列顺序称碱基序列，携带遗传信息。螺旋上每隔0.34nm有一个碱基对，每螺旋一圈有10个碱基对，故螺距为3.4nm。DNA的分子结构Watson和Crick模型DNADNA的功能的功能:储存、复制、传递遗传信息储存、复制、传递遗传信息DNA分子的变性与复性RNARNA分子的结构分子的结构 单链结构或假双链结构（部分区域链内 碱基配对形成）。如rRNA和tRNA结构tRNA三叶草形反密码子环反密码子环氨基酸臂氨基酸臂D环环T

10、 CG环环tRNA细胞中参与蛋白合成的RNA有三大类作为信息载体即翻译的模板作为信息载体即翻译的模板 mRNA mRNA作为翻译的工具，携带氨基酸作为翻译的工具，携带氨基酸tRNAtRNA作为翻译的机器，组成核糖体作为翻译的机器，组成核糖体rRNArRNA注：m:messenger t:transfer r:ribosomal mRNA tRNA rRNA 含量 5-10%5-10%80-90%分子量 1105-2106 3 104 0.36 108沉降系数 6-25S 4 S 5.8S、18S、28S结构 线形 三叶草形 线形、假双链功能 信息模板 携带氨基酸工具 形成核糖体细胞中rRNA、

11、tRNA、mRNA三种RNA含量最多、在遗传信息的传递和表达中作用突出，比较如下：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.蛋白质的组成单位蛋白质的组成单位-氨基酸之间脱水形成肽键氨基酸之间脱水形成肽键 多个氨基酸通过多个氨基酸通过肽键肽键连接为多肽链连接为多肽链(蛋白质蛋白质的基本结构的基本结构)人胰岛素分子特定的一级结构 氨基酸的种类 氨基酸的数目 氨基酸的排列顺序 多肽链的数目 二硫键的数目和位置蛋白质的结构(Protein structure)一级结构（氨基酸排列顺序）二级结构（-螺旋，-折叠）三级结构：结构域

12、四级结构：蛋白亚单位或单体）（三）糖类单单糖糖：是是细细胞胞主主要要的的能能源源以以及及构构成成某某些些大大分分子子物物质质的的原原料料。重重要要的的五五碳碳糖糖为为核核糖糖，重重要要的的六六碳碳糖糖为为葡葡萄萄糖糖。葡葡萄萄糖糖不不仅是能量代谢的关键单糖，而且是构成多糖的主要单体。仅是能量代谢的关键单糖，而且是构成多糖的主要单体。多多糖糖分分为为两两类类：一一类类是是营营养养储储备备多多糖糖，如如：淀淀粉粉和和糖糖原原；另另一一类类是是结结构构多多糖糖。如如纤纤维维素素(cellulose)和和几几丁丁质质(chitin)。营养贮备多糖淀粉、糖元结构多糖纤维素、几丁质1、什么是细胞生物学？简

13、述细胞生物学的基本内容。2、简述细胞生物学与医学的关系。3、简述细胞生物学的形成过程。思考题（一）思考题（一）1、如何理解“细胞是生命活动的基本单位”这一概念？2、最小、最简单的有机体和细胞各是什么？3、何为原核细胞？何为真核细胞？二者有何主要差别？4、何为膜相结构？何为非膜相结构？简述真核细胞的超微结构。思考题（二）思考题（二）思考题（三）思考题（三）、名词解释：生物大分子、磷酸二酯键、碱基互补原则、核酶2、概述细胞的物质组成及其在生命活动中的作用。3、比较DNA与RNA的区别。4、概述DNA分子双螺旋结构模型的要点。5、简述DNA分子的主要功能。6、简述RNA的种类与功能。7、概述蛋白质分子的结构及其功能。