細(xì)胞的概念和分子基礎(chǔ)詳解演示文稿

細(xì)胞的概念和分子基礎(chǔ)詳解演示文稿當(dāng)前1頁，總共83頁。（優(yōu)選）細(xì)胞的概念和分子基礎(chǔ)當(dāng)前2頁，總共83頁。第一節(jié)細(xì)胞的基本概念一、細(xì)胞是生命活動的基本單位二、原核細(xì)胞三、真核細(xì)胞四、病毒當(dāng)前3頁，總共83頁。一、細(xì)胞是生命活動的基本單位

細(xì)胞是一切生命活動的基本結(jié)構(gòu)和功能單位。

當(dāng)前4頁，總共83頁。細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位；細(xì)胞具有獨(dú)立完整的代謝體系，是代謝與功能的基本單位；細(xì)胞是有機(jī)體生長與發(fā)育的基礎(chǔ)；細(xì)胞是遺傳的基本單位，細(xì)胞具有遺傳的全能性；沒有細(xì)胞就沒有完整的生命。(一)細(xì)胞的概念當(dāng)前5頁，總共83頁。近來年，在細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域提出了1、細(xì)胞是多層次非線性的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系。2、細(xì)胞是物質(zhì)（結(jié)構(gòu)）、能量和信息過程精巧結(jié)合的綜合體。3、細(xì)胞是高度有序的，具有自裝配和自組織能力的體系。這些都大大推進(jìn)了細(xì)胞科學(xué)向前發(fā)展當(dāng)前6頁，總共83頁。特點：⑴結(jié)構(gòu)簡單：DNA為裸露的環(huán)狀分子，無膜包裹，形成擬核（nucleoid）；

細(xì)胞質(zhì)中無膜性細(xì)胞器，含有核糖體。⑵體積?。褐睆郊s為1到數(shù)個微米二、原核細(xì)胞

主要代表：支原體、衣原體、細(xì)菌、藍(lán)綠藻又稱藍(lán)細(xì)菌。當(dāng)前7頁，總共83頁。(一)真核細(xì)胞的形態(tài)大小三、真核細(xì)胞形態(tài)：多種多樣，常與細(xì)胞所處的部位及功能相關(guān)大小：差異很大，與細(xì)胞類型有關(guān)

球形、橢圓形、立方形、扁平形、梭形、星形、多角形等。當(dāng)前8頁，總共83頁。細(xì)胞的形態(tài)1.細(xì)胞的形態(tài)與所處的環(huán)境和其行使的功能密切相關(guān)。2.同種細(xì)胞的形態(tài)與功能一般是固定的。3.部分細(xì)胞由于所處環(huán)境的改變形態(tài)會發(fā)生一定的改變。當(dāng)前9頁，總共83頁。巨噬細(xì)胞人類紅細(xì)胞神經(jīng)元細(xì)胞精子和卵子當(dāng)前10頁，總共83頁。名稱人卵口腔上皮細(xì)胞肝細(xì)胞紅細(xì)胞μm1007518~207~8大部分動植細(xì)胞在10~20μm間；真核細(xì)胞體積大于原核細(xì)胞；卵細(xì)胞大于體細(xì)胞。細(xì)胞的大小與細(xì)胞的功能相適應(yīng)。幾種細(xì)胞的大小細(xì)胞的大小當(dāng)前11頁，總共83頁。2.44公斤巨型鴕鳥蛋。比一般的鴕鳥蛋（1.2公斤至1.5公斤）大出很多，相當(dāng)于40個普通雞蛋的重量。

當(dāng)前12頁，總共83頁。細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核(二)真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)

光鏡下結(jié)構(gòu)：細(xì)胞膜（cellmembrane）細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm）細(xì)胞核（nucleus）當(dāng)前13頁，總共83頁。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)

電子顯微鏡下的兩相結(jié)構(gòu)當(dāng)前14頁，總共83頁。動物細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式圖當(dāng)前15頁，總共83頁。真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)特點：以脂質(zhì)及蛋白質(zhì)成分為基礎(chǔ)的膜相結(jié)構(gòu)體系——生物膜系統(tǒng)包括細(xì)胞膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、線粒體、溶酶體、過氧化物酶體及核膜等。以核酸-蛋白質(zhì)為主要成分的遺傳信息表達(dá)體系——遺傳信息儲存與表達(dá)系統(tǒng)真核細(xì)胞儲存遺傳信息的DNA是以與蛋白質(zhì)結(jié)合形式而存在，DNA與蛋白質(zhì)的結(jié)合與包裝程度決定了DNA復(fù)制和遺傳信息的表達(dá)。

當(dāng)前16頁，總共83頁。由特異蛋白質(zhì)分子構(gòu)成的細(xì)胞骨架體系——細(xì)胞骨架系統(tǒng)由一系列纖維狀蛋白組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，包括細(xì)胞質(zhì)骨架與核骨架。

核糖體與蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)核糖體（ribosome）：合成蛋白質(zhì)的機(jī)器。細(xì)胞質(zhì)溶膠細(xì)胞質(zhì)溶膠（cytosol）：細(xì)胞質(zhì)中除了細(xì)胞器和細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)之外的區(qū)域，協(xié)助完成物質(zhì)運(yùn)輸、能量傳遞、信息傳遞等細(xì)胞活動。當(dāng)前17頁，總共83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?。?～10μm）較大（10～100μm）細(xì)胞核無核仁和核膜有核仁和核膜細(xì)胞器無（除核糖體外）有各種細(xì)胞器核糖體70S（50S+30S）80S（60S+40S）染色體只有一條DNA，DNA裸露不與組蛋白和酸性蛋白結(jié)合，染色體為單數(shù)。有幾條DNA，DNA與組蛋白和酸性蛋白結(jié)合，有若干對染色體。內(nèi)膜系統(tǒng)簡單復(fù)雜細(xì)胞骨架無有微管，微絲，中間纖維細(xì)胞壁主要組分為肽聚糖主要組分為纖維素轉(zhuǎn)錄和翻譯出現(xiàn)在同一時間和地點（細(xì)胞質(zhì)中）出現(xiàn)在不同時間和地點（轉(zhuǎn)錄在核內(nèi)，翻譯在細(xì)胞質(zhì)中）細(xì)胞分裂二分裂無絲分裂、有絲分裂、減數(shù)分裂當(dāng)前18頁，總共83頁。四、非細(xì)胞生命形態(tài)——病毒在生物界中，病毒（virus）是唯一非細(xì)胞形態(tài)的生命體。

特點：★在活細(xì)胞內(nèi)才能表現(xiàn)出它們的基本生命活動?！镌陔娮语@微鏡下才能看到。當(dāng)前19頁，總共83頁。結(jié)構(gòu):核酸分子與蛋白質(zhì)組成的核酸-蛋白質(zhì)復(fù)合體；分類：根據(jù)病毒的核酸類型可分兩大類：★DNA病毒與★RNA病毒★類病毒（viroid）:僅由感染性的RNA構(gòu)成；★朊病毒（prion）:僅由感染性的蛋白質(zhì)亞基構(gòu)成；當(dāng)前20頁，總共83頁。副流感病毒乙肝病毒DNA模型圖

當(dāng)前21頁，總共83頁。美國疾控中心通過顯微鏡拍攝的照片展示了呈陰性反應(yīng)的豬流感病毒當(dāng)前22頁，總共83頁。根據(jù)宿主不同：動物病毒植物病毒細(xì)菌病毒—噬菌體當(dāng)前23頁，總共83頁。脊髓灰質(zhì)炎病毒球形病毒當(dāng)前24頁，總共83頁。煙草花葉病毒線形病毒當(dāng)前25頁，總共83頁。T4噬菌體蝌蚪形病毒當(dāng)前26頁，總共83頁。第三節(jié)細(xì)胞的分子基礎(chǔ)一、生物小分子二、生物大分子當(dāng)前27頁，總共83頁。細(xì)胞是由生命物質(zhì)——原生質(zhì)（protoplasm）組成基本元素99.9%：C、H、O、N——90%;S、P、Na、K、Ca、Cl、Mg、Fe——9%

微量元素：Cu、Zn、Mn、Mo、Co、Cr、Si、F、Br、I等細(xì)胞的成份生物大分子

有機(jī)小分子無機(jī)化合物水無機(jī)鹽有機(jī)化合物當(dāng)前28頁，總共83頁。

水水在細(xì)胞中以兩種形式存在：游離水，約占95％；結(jié)合水，通過氫鍵或其他鍵同蛋白質(zhì)結(jié)合，約占4％～5％。作用：溶解無機(jī)物、調(diào)節(jié)溫度、參加酶反應(yīng)、參與物質(zhì)代謝和形成細(xì)胞有序結(jié)構(gòu)。

一、有機(jī)小分子（一）水和無機(jī)鹽是細(xì)胞內(nèi)的無機(jī)化合物當(dāng)前29頁，總共83頁。2.無機(jī)鹽：以離子狀態(tài)存在陰離子：如Cl－、PO4－、HCO3－等陽離子：如Na+、K+、Ca2+等游離形式：維持細(xì)胞內(nèi)外液的滲透壓和pH值。結(jié)合形式：直接與蛋白質(zhì)或脂類結(jié)合，組成具有一定功能的結(jié)合蛋白或類脂。

當(dāng)前30頁，總共83頁。(二)有機(jī)小分子:組成生物大分子的亞單位1.糖結(jié)構(gòu)：主要由碳、氫、氧三種元素組成，化學(xué)組成為(CH2O)n

功能：細(xì)胞的能源物質(zhì)

某些物質(zhì)的組成：細(xì)胞膜、核酸、糖鏈當(dāng)前31頁，總共83頁。2.脂肪酸結(jié)構(gòu)：由兩個不同的部分組成疏水性的長烴鏈親水性的羧基(一COOH)功能：構(gòu)成細(xì)胞膜的組分當(dāng)前32頁，總共83頁。3.氨基酸結(jié)構(gòu)：羧基氨基功能：蛋白質(zhì)的亞基4.核苷酸結(jié)構(gòu)：含氮環(huán)化物五碳糖磷酸基團(tuán)功能：核酸的亞基與同一個α碳原子連接

當(dāng)前33頁，總共83頁。二、生物大分子生物大分子由有機(jī)小分子聚合而成，細(xì)胞內(nèi)主要的大分子有核酸、蛋白質(zhì)和多糖。

核酸執(zhí)行具體的生物學(xué)功能DNARNA轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)翻譯當(dāng)前34頁，總共83頁。(一)核酸攜帶遺傳信息1.核酸的化學(xué)組成

核糖

戊糖磷酸脫氧核糖嘧啶：TCU嘌呤：AG堿基核苷酸當(dāng)前35頁，總共83頁。NN123456嘧啶NNNN912345678嘌呤胞嘧啶Ccytosine胸腺嘧啶TthymineNNNNH2NONH2NNNN鳥嘌呤Gguanine腺嘌呤Aadenine堿基NOCH2ONONH2NN當(dāng)前36頁，總共83頁。OOHHOHHOHHHOCH2H51234核糖2OOHH

HHOHHHOCH2H51234脫氧核糖當(dāng)前37頁，總共83頁。三個部分連接方式：1、堿基與戊糖第1’碳原子結(jié)合－糖苷鍵

（C1、N9和C1、N1）化合物－核苷2、磷酸與核苷中的戊糖第5’碳原子結(jié)合－脂鍵化合物－核苷酸（脫氧核苷酸）當(dāng)前38頁，總共83頁。OPOHOHHOOOHH

HHOHHHOCH2H51234H2O312456NONH2NH當(dāng)前39頁，總共83頁。OPOHOHHOOH

HHOHHHOCH2H51234NNONH2123456糖苷鍵核苷當(dāng)前40頁，總共83頁。OPOHOHHOOH

HHOHHHOCH2H51234NNONH2123456糖苷鍵核苷H2O當(dāng)前41頁，總共83頁。OPOHHOOH

HHOHH

OCH2H51234NNONH2123456糖苷鍵核苷酯鍵單核苷酸當(dāng)前42頁，總共83頁。核苷酸的種類（按所含堿基分類）：腺苷酸AMP鳥苷酸GMP胞苷酸CMP尿苷酸UMP核糖脫氧核糖脫氧腺苷酸dAMP脫氧鳥苷酸dGMP脫氧胞苷酸dCMP脫氧胸苷酸

dTMP當(dāng)前43頁，總共83頁。多核苷酸鏈的連接：各個核苷酸中戊糖第5’碳原子（C-5’）的磷酸與另一個核苷酸戊糖第3’碳原子（C-3’）以磷酸二脂鍵相連，通過3’－5’磷酸二脂鍵首尾相接多核苷酸鏈。當(dāng)前44頁，總共83頁。OPOHHOOH

HHOHHH5

OCH21234123456NNONH2NH2NNNN91234

5678OPOHHOOH

HHOHHH5

OCH21234H2O當(dāng)前45頁，總共83頁。OPOHHOOH

HHOHH5

OCH21234123456NNONH2NH2NNNN91234

5678OPHOOH

HHOHHH5

OCH212343

5

磷酸二酯鍵5′3′當(dāng)前46頁，總共83頁。2.DNA（脫氧核糖核酸）⑴DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型DNA分子是由兩條脫氧核糖核苷酸鏈組成兩條鏈反向平行脫氧核糖和磷酸位于螺旋的外側(cè)，堿基位于雙螺旋內(nèi)側(cè)堿基之間互補(bǔ)配對：A═TC≡G當(dāng)前47頁，總共83頁。5′-末端3′-末端磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵當(dāng)前48頁，總共83頁。NNNNHNHOOCH2POOHOOOCH2POOHOOPOOHO…NNNNHNHO3′5′H3′OOCH2POOHOOOCH2POOHOOPOOHO…NHNOOCH3HNNON5′當(dāng)前49頁，總共83頁。

DNA

的功能

DNA的主要功能是儲存、復(fù)制和傳遞遺傳信息。

DNA分子中只有四種核苷酸，但核苷酸的數(shù)量巨大，隨機(jī)排列組合，決定了DNA分子的復(fù)雜性和多樣性，也決定了遺傳信息的多樣性－生物種類的多樣性。當(dāng)前50頁，總共83頁。DNA

RNA戊糖

脫氧核糖核糖堿基AGCTAGCU磷酸磷酸磷酸核苷酸種類脫氧腺苷酸（dAMP)腺苷酸（AMP）脫氧鳥苷酸（dGMP)鳥苷酸（GMP）脫氧胞苷酸（dCMP)胞苷酸（CMP）脫氧胸苷酸（dTMP)尿苷酸（UMP）

結(jié)構(gòu)雙鏈單鏈存在部位主要存在細(xì)胞核中主要存在細(xì)胞質(zhì)中功能儲存，復(fù)制和傳遞遺傳信息與遺傳信息表達(dá)有關(guān)DNA與RNA的區(qū)別當(dāng)前51頁，總共83頁。3.RNARNA分子以單鏈形式存在，在部分區(qū)域折疊并按堿基互補(bǔ)配對原則形成雙鏈發(fā)夾結(jié)構(gòu)。RNA發(fā)夾結(jié)構(gòu)模式圖

當(dāng)前52頁，總共83頁。⑴信使核糖核酸（messageRNA，mRNA)含量：占細(xì)胞內(nèi)總RNA的1%-5%種類：種類多而且極不均一結(jié)構(gòu)特點：3’，5’的非編碼區(qū)中間的編碼區(qū)原核細(xì)胞——多順反子；真核細(xì)胞——單順反子功能：作為合成蛋白質(zhì)的模板mRNA分子中每三個相鄰的堿基組成一個密碼子（codon），決定蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序。

當(dāng)前53頁，總共83頁。⑵核糖體RNA（ribosomeRNA，rRNA）

含量：占RNA總量的80%~90%功能：參與核糖體形成原核生物核糖體（70S）大亞基50S：23SrRNA5SrRNA

小亞基30S：16SrRNA+21種蛋白質(zhì)真核生物核糖體（80S）大亞基60S：28SrRNA5.8SrRNA5SrRNA

小亞基40S：18SrRNA+30種蛋白質(zhì)

+36種蛋白質(zhì)+49種蛋白質(zhì)當(dāng)前54頁，總共83頁。⑶轉(zhuǎn)移核糖核酸（transferRNA,tRNA）含量：總RNA的5%~10%結(jié)構(gòu)特點：單鏈結(jié)構(gòu)，部分折疊，整個分子結(jié)構(gòu)呈三葉草形。3‘端有CCA三個堿基，與特定氨基酸結(jié)合。反密碼環(huán)上的三個堿基組成反密碼子（anticodon），與mRNA上密碼子互補(bǔ)結(jié)合，參與蛋白質(zhì)合成。功能：轉(zhuǎn)運(yùn)特定的氨基酸，參與蛋白質(zhì)合成

當(dāng)前55頁，總共83頁。核糖體(rRNA)RNA聚合酶TCATGATTAAG

T

AC

TA

A

T

細(xì)胞核中DNAAGCUGACGGUUU游離的核糖核苷酸(原料)UUGUUAAUAUCmRNARNA的轉(zhuǎn)錄與翻譯過程細(xì)胞質(zhì)中肽鏈合成tRNAACUR當(dāng)前56頁，總共83頁。（4）snRNA小核RNA，存在于細(xì)胞核內(nèi)，含量少

參與真核生物細(xì)胞核中RNA的加工，即基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工。例如信使RNA前體的剪接，形成成熟的mRNA。當(dāng)前57頁，總共83頁。（5）miRNA一類非編碼的小RNA分子抑制靶mRNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯促使靶基因的mRNA的降解參與細(xì)胞分化與發(fā)育的基因表達(dá)調(diào)控。當(dāng)前58頁，總共83頁。（6）核酶（酶RNA，核酸類酶）具有催化功能的RNA分子核酶的功能多：切割RNA,切割DNA,RNA連接酶等與蛋白質(zhì)酶相比，核酶的催化效率較低，是一種較為原始的催化酶。當(dāng)前59頁，總共83頁。1.蛋白質(zhì)的化學(xué)組成蛋白質(zhì)的基本單位——氨基酸(二)蛋白質(zhì)表達(dá)遺傳信息氨基酸的結(jié)構(gòu)式當(dāng)前60頁，總共83頁。HOH2NCCOH

HHOH2NCCOH

HOH2NCCOH

甘氨酸CH3CH2——SH丙氨酸半胱氨酸請分析這些氨基酸的共同點和不同點共同點：至少含有一個氨基（-NH2）和一個羧基（-COOH），并且連接在同一個碳原子上。不同點：不同氨基酸有不同的側(cè)鏈基團(tuán)氨基酸的結(jié)構(gòu)特點當(dāng)前61頁，總共83頁。氨基酸結(jié)構(gòu)通式

肽鍵數(shù)（形成肽鏈時脫下的水分子數(shù)、肽鏈水解時所需的水分子數(shù)）=氨基酸數(shù)—肽鏈數(shù)H2NCC

OHHROH

NCCOHHR’OHH2NCC

NCCOHHROHR’OH+H2O+肽鍵當(dāng)前62頁，總共83頁。COCH2NHR1CNCHR2OHH2O肽鍵CNCHR3OOHHH2O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。CNCOOHHRnH……..側(cè)鏈側(cè)鏈側(cè)鏈側(cè)鏈主鏈H2NCOOH

由相同或不同的各個氨基酸，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)。當(dāng)前63頁，總共83頁。2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)多樣性

組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類、數(shù)量和排列順序不同，形成肽鏈的數(shù)目和空間結(jié)構(gòu)不同，決定了蛋白質(zhì)的種類極其多樣。功能多樣性生物體中的有機(jī)化合物氨基酸脫水縮合

肽鏈（一條或多條）盤曲折疊蛋白質(zhì)由一條或幾條肽鏈組成肽鏈的形成當(dāng)前64頁，總共83頁。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。（主鍵：肽鍵；副鍵：二硫鍵）當(dāng)前65頁，總共83頁。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，使多肽鏈成為螺旋或折疊的結(jié)構(gòu)。（氫鍵）當(dāng)前66頁，總共83頁。當(dāng)前67頁，總共83頁。當(dāng)前68頁，總共83頁。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。（氫鍵，酯鍵，離子鍵，疏水鍵）當(dāng)前69頁，總共83頁。蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)：

由兩條或幾條多肽鏈在各自三級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成為蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)亞基，由若干亞基之間以非共價鍵形式而相互結(jié)合的復(fù)合體。（非共價鍵—?dú)滏I）當(dāng)前70頁，總共83頁。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。（主鍵：肽鍵；副鍵：二硫鍵）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，使多肽鏈成為螺旋或折疊的結(jié)構(gòu)。（氫鍵）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。（氫鍵、酯鍵、離子鍵、疏水鍵）蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)：由兩條或幾條多肽鏈在各自三級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成為蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)亞基，由若干亞基之間以非共價鍵形式而相互結(jié)合的復(fù)合體。（非共價鍵）當(dāng)前71頁，總共83頁。3.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系

蛋白質(zhì)的功能取決于其結(jié)構(gòu)，一級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)功能的基礎(chǔ)，如果氨基酸的排列順序發(fā)生變化，將會形成異常的蛋白質(zhì)分子?；罴?xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)功能的發(fā)揮與其構(gòu)象的不斷改變密切相關(guān)。在活細(xì)胞內(nèi)，蛋白質(zhì)亞單位也只有組裝成大的適當(dāng)?shù)某肿咏Y(jié)構(gòu)，如蛋白質(zhì)復(fù)合物、酶復(fù)合物、核糖體、病毒顆粒等，才能更好地完成生命活動過程。當(dāng)前72頁，總共83頁。4.一類特殊類型的蛋白質(zhì)—酶（enzyme）酶的特性高