臨床細(xì)胞的概念與分子基礎(chǔ)

臨床細(xì)胞的概念與分子基礎(chǔ)第1頁/共60頁爪蟾的細(xì)胞核移植實(shí)驗(yàn)，證明細(xì)胞核的全能性遺傳全能性：生物體中的每一個(gè)細(xì)胞都包含有全套的遺傳信息，都有分化為各類細(xì)胞或發(fā)育為完整個(gè)體的潛能。

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二、原核細(xì)胞

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牛牛文庫文檔分享第5頁/共60頁大腸桿菌淋病球菌弧形霍亂菌肉毒梭菌

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牛牛文庫文檔分享第7頁/共60頁三、真核細(xì)胞

牛牛文庫文檔分享第8頁/共60頁1.細(xì)胞的形態(tài)：

（一）真核細(xì)胞的形態(tài)與大小與功能相適應(yīng)

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2.細(xì)胞的大小大小變異范圍：人與動物10—100μm,

大多數(shù)細(xì)胞直徑在10~20μm

人體最大的細(xì)胞：卵細(xì)胞，直徑100μm人體最小的細(xì)胞；小淋巴細(xì)胞，直徑4—5μm生物界最大的細(xì)胞：鴕鳥卵細(xì)胞，直徑達(dá)12cm生物界最小的細(xì)胞：支原體細(xì)胞，直徑0.lμm

牛牛文庫文檔分享第11頁/共60頁人卵與精子細(xì)胞體積的守恒定律

：各類細(xì)胞體積都相當(dāng)恒定，生物體器官的大小與細(xì)胞的數(shù)量成正比，而與細(xì)胞的大小無關(guān)。無論其種屬的差異有多大，同一器官的與組織的細(xì)胞大小通常在一個(gè)恒定的范圍內(nèi)。

牛牛文庫文檔分享第12頁/共60頁光鏡下結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核電鏡下結(jié)構(gòu)膜相結(jié)構(gòu)非膜相結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基復(fù)合體線粒體溶酶體過氧化氫體核膜核糖體中心粒微管微絲中等纖維細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)核仁染色質(zhì)核基質(zhì)（二）真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)

牛牛文庫文檔分享第13頁/共60頁★（三）原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較

牛牛文庫文檔分享第14頁/共60頁原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較特征原核細(xì)胞真核細(xì)胞細(xì)胞大小較小（1~10μm）較大（10~100μm）膜相結(jié)構(gòu)無（除細(xì)胞膜外）有細(xì)胞骨架無，僅有骨架相關(guān)蛋白有染數(shù)目色形狀體結(jié)構(gòu)單條（信息量?。┉h(huán)狀雙鏈DNA裸露不與組蛋白結(jié)合核糖體70S(50S+30S)80S(60S+40S)細(xì)胞核無核膜與核仁有核膜與核仁轉(zhuǎn)錄和翻譯同時(shí)進(jìn)行（胞質(zhì)中）核內(nèi)轉(zhuǎn)錄，胞質(zhì)中翻譯細(xì)胞分裂無絲分裂無絲分裂、有絲分裂、減數(shù)分裂數(shù)條（信息量大）線狀雙鏈DNA與組蛋白結(jié)合形成染色質(zhì)

牛牛文庫文檔分享第15頁/共60頁★原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的共同點(diǎn)：1.都有細(xì)胞膜2.都有DNA和RNA3.都有核糖體參與蛋白質(zhì)合成4.都能以分裂方式進(jìn)行繁殖

牛牛文庫文檔分享第16頁/共60頁四、病毒

生物界中，病毒（virus）是惟一的非細(xì)胞形態(tài)的生命體。特點(diǎn)：核酸分子與蛋白質(zhì)組成的核酸-蛋白質(zhì)復(fù)合體在活細(xì)胞內(nèi)才能表現(xiàn)出它們的基本生命活動。在電子顯微鏡下才能看到。

牛牛文庫文檔分享第17頁/共60頁第二節(jié)細(xì)胞的分子基礎(chǔ)原生質(zhì)組成細(xì)胞的物質(zhì)C、H、O、N（90%）S、P、Cl、K、Na、Ca、Mg、Fe（9.9%）微量元素

牛牛文庫文檔分享第18頁/共60頁細(xì)胞生物小分子無機(jī)小分子有機(jī)小分子單糖脂肪酸氨基酸核苷酸水無機(jī)鹽生物大分子核酸蛋白質(zhì)多糖

牛牛文庫文檔分享第19頁/共60頁無機(jī)化合物1.水

細(xì)胞中含量最大（75%），極性小分子，是良好的溶劑，是細(xì)胞內(nèi)生化反應(yīng)的場所。游離水結(jié)合水一、生物小分子

牛牛文庫文檔分享第20頁/共60頁2.無機(jī)鹽以離子形式存在。陽離子：Na+,K+,Ca2+,Fe2+,Mg2+等陰離子：Cl-,SO42-,PO43-,HCO3-等功能a、維持細(xì)胞內(nèi)外液的滲透壓和PH值；b、與蛋白質(zhì)或脂類結(jié)合，組成具有一定功能的結(jié)合

蛋白質(zhì)（如血紅蛋白）或類脂（如磷脂）。種類

牛牛文庫文檔分享第21頁/共60頁單糖脂肪酸氨基酸核苷酸有機(jī)小分子多糖蛋白質(zhì)核酸糖苷鍵肽鍵磷酸二酯鍵：有機(jī)小分子是組成生物大分子的亞單位有機(jī)小分子生物大分子

牛牛文庫文檔分享第22頁/共60頁（一）核酸生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)。核酸脫氧核糖核酸（DNA）核糖核酸（RNA）二生物大分子核酸的種類

牛牛文庫文檔分享第23頁/共60頁糖苷鍵核苷酯鍵核苷酸核苷酸(nucleotide)核苷酸戊糖核糖脫氧核糖磷酸堿基嘧啶：ＴＣＵ嘌呤：ＡＧ1.化學(xué)組成

牛牛文庫文檔分享第24頁/共60頁3’5’磷酸二酯鍵5′3′

牛牛文庫文檔分享第25頁/共60頁DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序。Watson和

Crick提出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型二級結(jié)構(gòu)：一級結(jié)構(gòu)：2.DNA的結(jié)構(gòu)與功能

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DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型3.4nm含10個(gè)堿基對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型

牛牛文庫文檔分享第27頁/共60頁DNA是遺傳物質(zhì)，其功能是----儲存，復(fù)制和傳遞遺傳信息。DNA的功能

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RNA為單鏈，可自身回折形成局部假雙鏈（發(fā)夾結(jié)構(gòu)）。mRNA

(信使RNA)tRNA

(轉(zhuǎn)運(yùn)RNA)rRNA

(核糖體RNA)3.RNA的結(jié)構(gòu)與功能snRNA

(小核RNA)miRNA

(微小RNA)有酶活性的RNA

(核酶)piRNA

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mRNA（信使RNA）tRNA（轉(zhuǎn)運(yùn)RNA）rRNA（核糖體RNA）細(xì)胞中含量5%~10%5%~10%80%~90%存在場所

細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)核糖體功能作用三種RNA分子的結(jié)構(gòu)特征和功能作用轉(zhuǎn)錄DNA中的遺傳信息，并帶到核糖體上，作為合成蛋白質(zhì)的模板。運(yùn)輸活化的氨基酸到核糖體上的mRNA的特定位點(diǎn)，特定的tRNA運(yùn)輸特定的氨基酸。為蛋白質(zhì)合成場所的核糖體的組成成分。

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牛牛文庫文檔分享第31頁/共60頁（二）蛋白質(zhì)1.蛋白質(zhì)分子的化學(xué)組成蛋白質(zhì)的基本單位氨基酸氨基酸20種它們結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn)：含有氨基的有機(jī)酸?；驂A性的氨基酸性的羧基側(cè)鏈兩性化合物兩性電解質(zhì)

牛牛文庫文檔分享第32頁/共60頁2.蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)由相同或不同的各個(gè)氨基酸，按照一定的排列順序，以特定的化學(xué)鍵方式連接，從而組成蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)。肽鍵肽鍵

蛋白質(zhì)分子是由許多氨基酸分子通過肽鍵，依次縮合而形成多肽鏈。主鏈

牛牛文庫文檔分享第33頁/共60頁蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)

牛牛文庫文檔分享第34頁/共60頁1）蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)多肽鏈中氨基酸的種類，數(shù)目和排列順序

牛牛文庫文檔分享第35頁/共60頁2）蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)在一級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，借氫鍵在氨基酸殘基之間連接，形成局部規(guī)則結(jié)構(gòu)，使多肽鏈成為螺旋或折疊的結(jié)構(gòu)。（氫鍵）a-螺旋：肽鏈以右手螺旋盤繞而成的空心筒狀構(gòu)象。?-折疊片層：一條肽鏈回折而成的平行排列構(gòu)象。可分為：

牛牛文庫文檔分享第36頁/共60頁3）蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上再行折疊,形成復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)具有三級結(jié)構(gòu)的蛋白即表現(xiàn)出生物學(xué)活性。

牛牛文庫文檔分享第37頁/共60頁4）蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)獨(dú)立的三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈亞基亞基氫鍵蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)

牛牛文庫文檔分享第38頁/共60頁蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)

牛牛文庫文檔分享第39頁/共60頁生化遺傳病鐮形細(xì)胞貧血(sicklecellanemia)血紅蛋白β6GAG→GTG，谷氨酸→纈氨酸發(fā)病機(jī)制：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系（1）一級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)功能的基礎(chǔ)。

牛牛文庫文檔分享第40頁/共60頁（2）結(jié)構(gòu)域是大分子蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)組成單元組成一個(gè)結(jié)構(gòu)域的氨基酸殘基通常在40～350之間。具有相同結(jié)構(gòu)域的蛋白具有類似功能。通常通過結(jié)構(gòu)域去推斷某些蛋白質(zhì)的功能。Src蛋白的結(jié)構(gòu)域

牛牛文庫文檔分享第41頁/共60頁（3）蛋白質(zhì)功能的發(fā)揮與其構(gòu)象的改變密切相關(guān)如磷酸化與去磷酸化使蛋白質(zhì)構(gòu)象改變,影響功能發(fā)揮。CellandMolecularBasis

牛牛文庫文檔分享第42頁/共60頁3蛋白質(zhì)的分類外形纖維蛋白：球形蛋白：角蛋白酶蛋白，免疫球蛋白功能調(diào)節(jié)蛋白：轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白：收縮蛋白：抗體蛋白：催化蛋白：胰島素血紅蛋白肌動蛋白，肌球蛋白免疫球蛋白蛋白酶

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組成成分單純蛋白：結(jié)合蛋白：指單純由氨基酸組成的蛋白質(zhì)。（白蛋白，球蛋白，組蛋白）指單純蛋白和非蛋白質(zhì)類物質(zhì)結(jié)合，非蛋白質(zhì)物質(zhì)稱輔基。（核蛋白，糖蛋白，脂蛋白）

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大致分為三個(gè)階段：1、原始細(xì)胞的形成2、原核細(xì)胞到真核細(xì)胞的演化3、單細(xì)胞生物到多細(xì)胞生物第三節(jié)細(xì)胞的起源和進(jìn)化

牛牛文庫文檔分享第45頁/共60頁推斷的細(xì)胞起源與進(jìn)化時(shí)間表年代（距今）發(fā)生事件45億年地球誕生44億年海洋出現(xiàn)38億年原始生命出現(xiàn)35億年藍(lán)細(xì)菌形成15億年真核細(xì)胞形成12億年多細(xì)胞生物出現(xiàn)

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牛牛文庫文檔分享第47頁/共60頁1、從無機(jī)小分子形成有機(jī)小分子米勒實(shí)驗(yàn)

牛牛文庫文檔分享第48頁/共60頁2從有機(jī)小分子形成生物大分子

蛋白質(zhì)（protien）有機(jī)小分子核酸（nucleicacid）自我復(fù)制

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把氨基酸混合物倒在160o-200o

的熱沙土或粘土上，隨著水分蒸發(fā)，氨基酸濃縮并化合，經(jīng)0.5—3.0小時(shí)，生成類似蛋白質(zhì)的大分子。在50o-60o

條件下，類似的實(shí)驗(yàn)，可使單核苷酸聚合成多核苷酸。美國?？怂梗‵.Fox)合成生命大分子實(shí)驗(yàn)：

牛牛文庫文檔分享第50頁/共60頁3從生物大分子物質(zhì)組成多分子體系奧巴林團(tuán)聚體實(shí)驗(yàn)福克斯微球體假說以蛋白質(zhì)為主體形成微球體

牛牛文庫文檔分享第51頁/共60頁4多分子體系演變?yōu)樵忌壳盁o法在實(shí)驗(yàn)室里驗(yàn)證

牛牛文庫文檔分享第52頁/共60頁（二）原始細(xì)胞形成的關(guān)鍵1、具有自我復(fù)制能力的多聚體的形成2、膜的出現(xiàn)與原始細(xì)胞的誕生保持多核苷酸自我復(fù)制磷脂分子自發(fā)裝配成膜結(jié)構(gòu)避免優(yōu)質(zhì)蛋白丟失

牛牛文庫文檔分享第53頁/共60頁二原核細(xì)胞向真核細(xì)胞的演化

內(nèi)部結(jié)構(gòu)分化，自然選擇的結(jié)果

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牛牛文庫文檔分享第55頁/共60頁三單細(xì)胞生物向多細(xì)胞生物的進(jìn)化