細(xì)胞的分子組成留

細(xì)胞的分子組成留第一頁，共七十二頁，2022年，8月28日第一節(jié)細(xì)胞的化學(xué)組成一、水和無機(jī)鹽二、有機(jī)小分子三、生物大分子

動物細(xì)胞的化學(xué)

組成百分比

水70%

無機(jī)鹽1%

蛋白質(zhì)18%

磷脂3%

其它脂2%

多糖2% RNA1.1% DNA0.25%

代謝物3% 第二頁，共七十二頁，2022年，8月28日組成細(xì)胞的分子小分子物質(zhì):

無機(jī)小分子:水(water)、無機(jī)鹽(inorganicsalt)

有機(jī)小分子:單糖(monosaccharide)、脂肪酸(fattyacid)、氨基酸(aminoacid)、核苷酸(nucleotide)生物大分子

多糖(polysaccharides)、脂質(zhì)(lipoid)、蛋白質(zhì)(protein)、核酸(nucleicacid)第三頁，共七十二頁，2022年，8月28日?

特性：1.水是細(xì)胞中最基本的物質(zhì)，占70-80%。

2.水分子是極性分子，水分子間可形成氫鍵。?

存在方式：游離水95％；結(jié)合水5％。?

功能:溶劑、調(diào)節(jié)溫度、參加酶反應(yīng)、參與物質(zhì)代謝。水-生命之源一、水和無機(jī)鹽第四頁，共七十二頁，2022年，8月28日陰電性區(qū)陽電性區(qū)水：H2O1.帶電荷的物質(zhì)易溶于水2.能與水形成氫鍵的物質(zhì)易溶于水水是極性分子第五頁，共七十二頁，2022年，8月28日親水分子(Hydrophilicmolecules)能吸引水分子或與水分子形成氫鍵的分子易溶于水，被稱為“親水分子”，如離子、尿素。第六頁，共七十二頁，2022年，8月28日不吸引水分子或不與水分子形成氫鍵的分子不易溶于水，被稱為“疏水分子”，如甲烷。疏水分子(Hydrophobicmolecules)第七頁，共七十二頁，2022年，8月28日存在方式:無機(jī)鹽在細(xì)胞中均以離子狀態(tài)存在：陽離子：Na+、

K+

、Ca2+

、Fe2+、Mg2+等陰離子：Cl-、SO42-、PO43-等無機(jī)鹽特性：含量很少，約占1％。第八頁，共七十二頁，2022年，8月28日無機(jī)鹽的主要功能:◆維持細(xì)胞內(nèi)外液的pH值和滲透壓,

以保持細(xì)胞的正常生理活動?！敉鞍踪|(zhì)結(jié)合,組成具有特定

功能的結(jié)合蛋白。◆參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)?！羰敲阜磻?yīng)的輔助因子。第九頁，共七十二頁，2022年，8月28日1.單糖(monosaccharide)2.脂肪酸(fattyacid)3.氨基酸(aminoacid)4.核苷酸(nucleotide)二、有機(jī)小分子第十頁，共七十二頁，2022年，8月28日有機(jī)小分子：單糖己糖是多糖的基本單元；戊糖是核酸的組成單位。己糖（六碳糖）：葡萄糖、半乳糖、甘露糖戊糖（五碳糖）：核糖、脫氧核糖第十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日戊糖(pentose)核糖是RNA的組成單位脫氧核糖是DNA的組成單位1234512345第十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日有機(jī)小分子：脂肪酸飽和脂肪酸(saturated)不飽和脂肪酸(unsaturated)烴鏈（疏水）羧基（親水）疏水烴鏈;親水羧基–COOH與其它分子共價結(jié)合形成各種脂類。第十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日有機(jī)小分子：氨基酸兼性分子（同時含有一個正電荷和一個負(fù)電荷）參與蛋白質(zhì)構(gòu)成的氨基酸有20種氨基（帶正電荷）羧基（帶負(fù)電荷）RR第十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日有機(jī)小分子：核苷酸1.堿基、戊糖、磷酸三部分構(gòu)成核苷酸。2.根據(jù)堿基和戊糖的不同而有不同類型。磷酸戊糖堿基A、G、C、T、U核糖，脫氧核糖第十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日核苷酸(nucleotide)磷酸(phosphoricacid)

核苷(nucleoside)

戊糖：(pentose)堿基(bases)核糖(ribose)或脫氧核糖(desoxyribose)嘌呤(purine):A、G嘧啶(pyrimidine):C、T、U第十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日三磷酸腺苷酸含高能磷酸鍵，是重要的能量載體。ATP2環(huán)一磷酸腺苷酸作為信號分子，在細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中起重要作用。cyclicAMP(cAMP)第十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日有機(jī)小分子構(gòu)建生物大分子第十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日三、生物大分子（biomacromolecule）1.多糖（polysaccharides）2.脂質(zhì)（lipid）3.蛋白質(zhì)（protein）4.核酸（nucleicacid）第十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日生物大分子構(gòu)建細(xì)胞核糖體線粒體微管淀粉染色質(zhì)糖類細(xì)胞膜細(xì)胞壁第二十頁，共七十二頁，2022年，8月28日糖原

(glycogen)：細(xì)胞中的能量儲備寡聚糖(oligosaccharides):

構(gòu)成糖蛋白和糖脂，在細(xì)胞識別中起重要作用。糖胺聚糖(glycosaminoglycan):

細(xì)胞外基質(zhì)成分多糖與細(xì)胞的關(guān)系第二十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日糖脂糖蛋白糖蛋白蛋白聚糖第二十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日重復(fù)的二糖單位，構(gòu)成細(xì)胞外基質(zhì)。糖胺聚糖多糖大量存在于細(xì)胞外基質(zhì)中細(xì)胞外基質(zhì)第二十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日霍

亂

毒

素

作

用

機(jī)

制許多生理和病理過程都起始于細(xì)胞表面的糖宿主細(xì)胞表面糖鏈第二十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日生物體內(nèi)有功能的脂質(zhì)：三酰甘油、磷脂、類固醇脂質(zhì)與細(xì)胞的關(guān)系三酰甘油

(triglyceride)：又稱甘油三酯,不溶于水，在細(xì)胞中聚集成為脂肪滴，是細(xì)胞中的能量儲備。類固醇(steroid)：包括膽固醇、腎上腺皮質(zhì)激素等，構(gòu)成生物膜，參與信號傳遞。膽固醇第二十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日包括：甘油磷脂和鞘磷脂磷脂

(phospholipids)甘油磷脂是構(gòu)成生物膜脂雙層的基本骨架；鞘磷脂也是生物膜的重要組分，參與細(xì)胞識別和信號傳遞。第二十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日磷脂酰膽堿極性的頭部（親水）非極性尾部（疏水）親水親脂分子膽堿脂肪酸鏈磷酸基團(tuán)甘油骨架第二十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日脂質(zhì)分子蛋白質(zhì)分子脂雙層脂質(zhì)分子的特性使其能夠構(gòu)成生物膜的基本骨架第二十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日①催化功能：酶②調(diào)控功能：調(diào)控基因表達(dá)的蛋白③轉(zhuǎn)運(yùn)功能：血紅蛋白、載鐵蛋白等④運(yùn)動功能：肌動蛋白、肌球蛋白、動力蛋白等⑤結(jié)構(gòu)與支持作用：膠原蛋白、彈性蛋白、角蛋白等⑥防御功能：免疫球蛋白⑦其他功能：營養(yǎng)功能、識別功能、凝血功能等簡單的化學(xué)修飾可引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能（活性）改變蛋白質(zhì)與細(xì)胞的關(guān)系細(xì)胞的任何部位都存在蛋白質(zhì)，種類很多（人類大概有10萬種），功能豐富：

第二十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日基本組成單位：氨基酸(aminoacid)肽鍵(peptidebond)

肽鏈(peptidechain)蛋白質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)第三十頁，共七十二頁，2022年，8月28日肽鍵肽鍵氨基端（N端）羧基端（C端）多肽主鏈第三十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日一級結(jié)構(gòu)(primarystructure)二級結(jié)構(gòu)(secondarystructure)超二級結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)域(super-secondarystructure、domain)

三級結(jié)構(gòu)(tertiarystructure)四級結(jié)構(gòu)(quaternarystructure)（1）蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)第三十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日一級結(jié)構(gòu)由染色體DNA編碼蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)多肽鏈中氨基酸的排列順序和生成二硫鍵的半胱氨酸的位置。一級結(jié)構(gòu)決定蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)和功能。primarystructureamino-acidsequenceanddisulfidebond牛胰島素一級結(jié)構(gòu)圖第三十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日每個肽鍵的N-H與同一鏈上相距4個肽鍵的C=O通過氫鍵形成螺旋(類似螺旋樓梯或拉長的彈簧)

蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu):螺旋secondarystructure:helix螺旋和片層是最普遍的折疊形式第三十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日相鄰多肽鏈間通過氫鍵形成片層相互交聯(lián)以抗拉伸蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu):片層secondarystructure:sheet第三十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日蛋白質(zhì)構(gòu)象病（proteinconformationaldisease）

鐮形紅細(xì)胞性貧血老年癡呆（Alzheimerdisease,AD）亨廷頓舞蹈病朊病毒(prionprotein，簡稱PrP)，發(fā)現(xiàn)者1997年獲得諾貝爾獎第三十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日螺旋異常轉(zhuǎn)變?yōu)槠瑢樱簩?dǎo)致蛋白質(zhì)聚集引起疾病引起瘋牛病的異常PrP*蛋白正常PrP蛋白異常PrP*有傳染性，使其它正常PrP蛋白變成異常PrP*蛋白人類朊蛋白疾病主要有：克-雅氏病，庫魯病等。第三十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日蛋白質(zhì)的超二級結(jié)構(gòu)super-secondarystructure幾個相鄰的二級結(jié)構(gòu)肽段有規(guī)律地組合在一起，具有特殊功能的區(qū)域。第三十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日二級結(jié)構(gòu)進(jìn)而形成超螺旋或復(fù)雜纏繞，使多肽鏈為高度復(fù)雜的球形三級結(jié)構(gòu)（催化劑和轉(zhuǎn)運(yùn)分子中常見，如肌紅蛋白、酶、激素等）蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)tertiarystructure活性中心肌紅蛋白/血紅蛋白三級結(jié)構(gòu)圖蛋白質(zhì)要有生物學(xué)活性，至少要具備三級結(jié)構(gòu)。第三十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日人血紅蛋白(hemoglobin)結(jié)構(gòu)兩個α、兩個β亞基蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)quaternarystructure血紅蛋白四級結(jié)構(gòu)圖紅色為血紅素(heme)基團(tuán)第四十頁，共七十二頁，2022年，8月28日核酸與細(xì)胞的關(guān)系核酸包括DNA和RNA，DNA主要存在于細(xì)胞核中，少量在線粒體中;RNA除了少量在細(xì)胞核與線粒體中存在外,主要為臨時性存在于細(xì)胞質(zhì)中。核酸是細(xì)胞遺傳信息的載體，負(fù)責(zé)指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成。第四十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日DNA(脫氧核糖核酸

deoxyribonucleicacid)的基本單位：脫氧核糖核苷酸

dAMP、dGMP、dCMP、dTMP

簡稱：A、G、C、T第四十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日戊糖(pentose)1’2

’3’4’5’1’2

’3’4’5’堿基(base)13

42

56143

2

658795’磷酸3’羥第四十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日磷酸二酯鍵核酸鏈的形成核酸鏈有方向性：5’3’脫氧核苷酸的序列是DNA的一級結(jié)構(gòu)氫鍵第四十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是DNA的二級結(jié)構(gòu)第四十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型特點DNA分子是由兩條反向平行、右手螺旋的一磷酸脫氧多核苷酸鏈組成。脫氧核糖和磷酸排在每條鏈的外側(cè)，而堿基排在內(nèi)側(cè)，且嚴(yán)格配對A＝TC≡G(堿基互補(bǔ)配對原則)。遺傳信息儲存于堿基對序列中。TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1962第四十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日超螺旋是DNA的三級結(jié)構(gòu)第四十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日儲存遺傳信息自我復(fù)制轉(zhuǎn)錄出RNA;指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)DNA的功能第四十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日RNA（核糖核酸ribonucleicacid）的基本單位：核糖核苷酸

AMP、GMP、CMP、UMP

簡稱：A、G、C、U（1）信使RNA(messengerRNA,mRNA)（2）轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(transferRNA,tRNA)（3）核糖體RNA(ribosomeRNA,rRNA)RNA的主要種類第四十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日

一級結(jié)構(gòu)：核糖核苷酸的序列二級結(jié)構(gòu)：局部雙螺旋三級結(jié)構(gòu)：二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上折疊形成四級結(jié)構(gòu)：與蛋白質(zhì)形成的核蛋白復(fù)合物RNA的結(jié)構(gòu)（單鏈）核酸鏈有方向性：5’3’第五十頁，共七十二頁，2022年，8月28日mRNA蛋白質(zhì)合成的直接模板第五十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日氨基酸接受臂反密碼環(huán)tRNA：蛋白質(zhì)生物合成“搬運(yùn)工”

mRNA與氨基酸之間的銜接分子(linker)反密碼子第五十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日rRNArRNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成核糖體核糖體小亞基中的rRNA結(jié)構(gòu)圖第五十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日mRNA、tRNA、rRNA:參與蛋白質(zhì)合成其它RNA：核內(nèi)小RNA(snRNA)、核酶(ribozyme)等能對DNA進(jìn)行調(diào)控。RNA的功能第五十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日DNA與RNA的關(guān)系DNA與RNA的共同點：1.由單核苷酸分子連接形成2.具有空間結(jié)構(gòu)3.功能與生物體遺傳信息的儲存和傳遞有關(guān)第五十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日

類別特征戊糖堿基分子結(jié)構(gòu)分布在細(xì)胞中的作用DNA脫氧核糖A、G、C、T大多數(shù)雙鏈主要在細(xì)胞核內(nèi)絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)RNA核糖大多數(shù)單鏈主要在細(xì)胞質(zhì)、核仁參與蛋白質(zhì)合成部分病毒和噬菌體的遺傳物質(zhì)A、G、C、UDNA和RNA的區(qū)別第五十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日一、質(zhì)膜（plasmamembrane）二、細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm）三、細(xì)胞核（nucleus）第二節(jié)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特征第五十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日細(xì)胞內(nèi)外、細(xì)胞器內(nèi)外的分子組成截然不同一、質(zhì)膜（plasmamembrane）第五十八頁，共七十二頁，2022年，8月28日鈣離子濃度：膜外是膜內(nèi)的10000倍！質(zhì)膜的功能?第五十九頁，共七十二頁，2022年，8月28日1.細(xì)胞器（organelles）2.細(xì)胞骨架（cytoskeleton）3.細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含物（cytoplasmicinclusions）4.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（cytoplasmicmatrix）二、細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm）第六十頁，共七十二頁，2022年，8月28日1.細(xì)胞器（organelles）具有獨特的結(jié)構(gòu)特點和化學(xué)組成，行使各自的功能。彼此之間存在聯(lián)系。處于動態(tài)變化之中。第六十一頁，共七十二頁，2022年，8月28日2.細(xì)胞骨架（cytoskeleton）微管、微絲、中間絲三種蛋白纖維構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)影響細(xì)胞器的空間分布動態(tài)有序參與細(xì)胞很多重要的生命活動內(nèi)質(zhì)網(wǎng)微管高爾基體細(xì)胞核第六十二頁，共七十二頁，2022年，8月28日3.細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含物（cytoplasmicinclusions）細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有一些有形的代謝物質(zhì)，主要是儲存在細(xì)胞內(nèi)的大分子物質(zhì)如糖原、脂滴和蛋白結(jié)晶等，稱為細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含物。脂滴糖原第六十三頁，共七十二頁，2022年，8月28日4.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（cytoplasmicmatrix）細(xì)胞中除去顯微鏡下可辨認(rèn)的有形成分的結(jié)構(gòu)，又稱胞質(zhì)溶膠（cytosol）。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是細(xì)胞的內(nèi)環(huán)境：代謝、物質(zhì)合成、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與細(xì)胞有形成分的關(guān)系：互相聯(lián)系，成一整體。第六十四頁，共七十二頁，2022年，8月28日三、細(xì)胞核（nucleus）1.核被膜（nuclearenvelope

）2.染色質(zhì)和染色體（chromatin&chromosome）3.核仁（nucleolus）4.細(xì)胞核骨架（nuclearskeleton）第六十五頁，共七十二頁，2022年，8月28日一、細(xì)胞的基本功能1.細(xì)胞能攝取和利用能量2.細(xì)胞能進(jìn)行獨立有序的代謝活動第三節(jié)細(xì)胞的功能特征第六十六頁，共七十二頁，2022年，8月28日一、細(xì)胞的基本功能3.細(xì)胞能感知外界信號并作出反應(yīng)4.細(xì)胞能進(jìn)行遺傳信息的復(fù)制和表達(dá)5.細(xì)胞能進(jìn)行不同水平的機(jī)械運(yùn)動第六十七頁，共七十二頁，2022年，8月28日二、