細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞的概念和分子基礎(chǔ)詳解演示文稿

細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞的概念和分子基礎(chǔ)詳解演示文稿當(dāng)前第1頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)（優(yōu)選）細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞的概念和分子基礎(chǔ)當(dāng)前第2頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)第一節(jié)細(xì)胞的基本概念一、細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位二、原核細(xì)胞三、真核細(xì)胞四、病毒當(dāng)前第3頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)一、細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位所有的生物都是由細(xì)胞組成的，細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位。

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(zhǎng)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)前第4頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)(二)細(xì)胞的分類細(xì)胞分為三大類型原核細(xì)胞古核細(xì)胞真核細(xì)胞早期細(xì)胞分為兩大類原核細(xì)胞（prokaryoticcell）真核細(xì)胞（eukaryoticcell）1990年，生物界被劃分為三個(gè)域細(xì)菌域（bacteria）

古菌域（archaea）

真核域（eukarya）當(dāng)前第5頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)生物三域分類的系統(tǒng)樹當(dāng)前第6頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)特點(diǎn)：⑴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：DNA為裸露的環(huán)狀分子，無(wú)膜包裹，形成擬核（nucleoid）；

細(xì)胞質(zhì)中無(wú)膜性細(xì)胞器，含有核糖體。⑵體積?。褐睆郊s為1到數(shù)個(gè)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)前第7頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)1.支原體（mycoplasma）

最小最簡(jiǎn)單的細(xì)胞大?。和ǔ?.1～0.3μm細(xì)胞膜：由磷脂和蛋白質(zhì)構(gòu)成，沒有細(xì)胞壁

DNA：呈環(huán)形雙鏈，胞質(zhì)內(nèi)分散存在，指導(dǎo)約400種蛋白質(zhì)合成肺炎支原體當(dāng)前第8頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)2.細(xì)菌原核細(xì)胞的典型代表細(xì)胞壁：位于細(xì)菌外表面，主要成分為肽聚糖。細(xì)胞膜：由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成，有時(shí)可內(nèi)陷形成中間體細(xì)胞質(zhì)：DNA：環(huán)狀分子，很少有重復(fù)序列，無(wú)內(nèi)含子

質(zhì)粒（plasmid）：能夠獨(dú)立于基因組DNA以外，自我復(fù)制的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)前第9頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)細(xì)菌結(jié)構(gòu)示意圖70S細(xì)菌核糖體50S大亞基30S小亞基

有的細(xì)菌還有夾膜、鞭毛、菌毛等特殊結(jié)構(gòu)。核糖體：大部分游離于細(xì)胞質(zhì)中，小部分附著在細(xì)胞膜內(nèi)表面。當(dāng)前第10頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)3.古細(xì)菌（archaebacteria）一類很特殊的細(xì)菌，多生活在極端環(huán)境中，如高溫、高鹽環(huán)境。特點(diǎn)：具有原核生物的某些特征：無(wú)核膜及內(nèi)膜系統(tǒng)。具有真核生物的特征：RNA聚合酶和真核細(xì)胞的相似、DNA具有內(nèi)含子并結(jié)合組蛋白等。具有不同于原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的特征：細(xì)胞膜中的脂類不可皂化，細(xì)胞壁不含肽聚糖。當(dāng)前第11頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)(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?。翰町惡艽螅c細(xì)胞類型有關(guān)

(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）電子顯微鏡下，在細(xì)胞質(zhì)中可看到由單位膜組成的膜性細(xì)胞器及微絲、微管、中間纖維等骨架系統(tǒng)。

當(dāng)前第12頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式圖當(dāng)前第13頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：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(chǔ)存與表達(dá)系統(tǒng)真核細(xì)胞儲(chǔ)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)前第14頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)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(dòng)。當(dāng)前第15頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較

當(dāng)前第16頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)四、病毒生物界中，病毒（virus）是惟一的非細(xì)胞形態(tài)生命體。特點(diǎn)：在活細(xì)胞內(nèi)才能表現(xiàn)出它們的基本生命活動(dòng)在電子顯微鏡下才能看到

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)病毒的核酸類型可以將其分為兩大類：DNA病毒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)前第17頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)病毒的分子結(jié)構(gòu)當(dāng)前第18頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)第二節(jié)細(xì)胞的起源與進(jìn)化一、原始細(xì)胞的形成二、原核細(xì)胞向真核細(xì)胞的演化三、單細(xì)胞生物向多細(xì)胞生物的進(jìn)化當(dāng)前第19頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)(一)地球上原始生命的誕生1.從無(wú)機(jī)小分子形成有機(jī)小分子物質(zhì)

原始大氣物質(zhì)

有機(jī)小分子2.從有機(jī)小分子物質(zhì)形成生物大分子物質(zhì)

有機(jī)小分子

生物大分子3.從生物大分子物質(zhì)組成多分子體系4.從多分子體系演變?yōu)樵忌?/p>

原始核酸蛋白質(zhì)

核酸蛋白質(zhì)微滴

原始生命一、原始細(xì)胞的形成

雷電、紫外火山爆發(fā)進(jìn)化、選擇長(zhǎng)期進(jìn)化生長(zhǎng)分裂原始新陳代謝聚合當(dāng)前第20頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)有機(jī)分子的自發(fā)形成以蛋白質(zhì)為主體形成微球體當(dāng)前第21頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)(二)原始細(xì)胞的形成1.具有自我復(fù)制能力的多聚體的形成多聚體的形成是原始細(xì)胞形成的關(guān)鍵步驟RNA的自我復(fù)制RNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)催化RNA復(fù)制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)制避免優(yōu)質(zhì)蛋白丟失磷脂分子自發(fā)裝配成膜結(jié)構(gòu)當(dāng)前第22頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)二、原核細(xì)胞向真核細(xì)胞的演化(一)分化起源說一般認(rèn)為，真核細(xì)胞是由原核細(xì)胞進(jìn)化而來(lái)的原始真核細(xì)胞大約在15億年前在地球上出現(xiàn)

真核生物

原核生物內(nèi)部結(jié)構(gòu)分化自然選擇當(dāng)前第23頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)(二)內(nèi)共生起源說真核細(xì)胞是由原始厭氧菌的后代吞入了需氧菌逐步演化而來(lái)

當(dāng)前第24頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)三、單細(xì)胞生物向多細(xì)胞生物的進(jìn)化

多細(xì)胞生物進(jìn)化的早期由單細(xì)胞聚集成群體在多細(xì)胞機(jī)體內(nèi)出現(xiàn)細(xì)胞的分工和協(xié)作

從聚集到分工——單細(xì)胞生物向多細(xì)胞生物的進(jìn)化

當(dāng)前第25頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)團(tuán)藻：較為原始的多細(xì)胞生物

當(dāng)前第26頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)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)前第27頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)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(wú)機(jī)化合物水無(wú)機(jī)鹽有機(jī)化合物當(dāng)前第28頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)(一)水和無(wú)機(jī)鹽是細(xì)胞內(nèi)的無(wú)機(jī)化合物1.水水是細(xì)胞中含量最多的成分水在細(xì)胞中以兩種形式存在：游離水結(jié)合水，通過氫鍵或其他鍵同蛋白質(zhì)結(jié)合作用：良好溶劑，為各種代謝反應(yīng)提供環(huán)境。

一、生物小分子當(dāng)前第29頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)2.無(wú)機(jī)鹽：以離子狀態(tài)存在陰離子：如Cl－、PO4－、HCO3－等陽(yáng)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)前第30頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)(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)胞的能源和多糖的亞基2.脂肪酸結(jié)構(gòu)：由兩個(gè)不同的部分組成疏水性的長(zhǎng)烴鏈親水性的羧基(一COOH)功能：構(gòu)成細(xì)胞膜的組分當(dāng)前第31頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)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(gè)α碳原子連接

當(dāng)前第32頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)(一)核酸攜帶遺傳信息二、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。

1.核酸的化學(xué)組成

⑴核苷酸是核酸的基本組成單位

核糖

戊糖磷酸脫氧核糖嘧啶：TCU嘌呤：AG堿基核苷酸當(dāng)前第33頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)多核苷酸鏈的形成⑵核酸核酸脫氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid，DNA）核糖核酸（ribonucleicacid，RNA）一個(gè)核苷酸戊糖的5’磷酸基與另一個(gè)核苷酸戊糖的3’羥基脫水縮合，形成3’、5’磷酸二酯鍵，多個(gè)核苷酸之間借助磷酸二酯鍵重復(fù)相連而形成的多聚核苷酸鏈即為核酸。

當(dāng)前第34頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)DNA和RNA在化學(xué)組成上的異同

當(dāng)前第35頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)2.DNA⑴DNA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(duì)：A═TC≡G當(dāng)前第36頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型當(dāng)前第37頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)DNA化學(xué)結(jié)構(gòu)當(dāng)前第38頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)⑵DNA功能：儲(chǔ)存、復(fù)制和傳遞遺傳信息。遺傳信息的儲(chǔ)存：生物體的遺傳信息儲(chǔ)存于DNA分子的線性核苷酸序列中，核苷酸的數(shù)量和排列方式，決定了DNA分子的復(fù)雜性和多樣性。遺傳信息的復(fù)制：DNA分子中所攜帶的遺傳信息通過復(fù)制傳遞給子代細(xì)胞，復(fù)制是以親代DNA為模板合成子代DNA的過程，新形成的子代DNA分子在堿基序列上與親代DNA分子完全相同。遺傳信息的傳遞：DNA分子所攜帶的遺傳信息通過轉(zhuǎn)錄傳遞給RNA，再通過翻譯合成蛋白質(zhì)，決定細(xì)胞的生物學(xué)行為。

當(dāng)前第39頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)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(duì)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)前第40頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)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(diǎn)：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(gè)相鄰的堿基組成一個(gè)密碼子（codon），決定蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序。

當(dāng)前第41頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)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)前第42頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)⑶轉(zhuǎn)移核糖核酸（transferRNA,tRNA）含量：總RNA的5%~10%結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：?jiǎn)捂溄Y(jié)構(gòu)，部分折疊，整個(gè)分子結(jié)構(gòu)呈三葉草形。3‘端有CCA三個(gè)堿基，與特定氨基酸結(jié)合。反密碼環(huán)上的三個(gè)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)前第43頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)當(dāng)前第44頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)⑷核小RNA（smallnuclearRNA,snRNA）組成：含70~300個(gè)核苷酸含量：不及總RNA的1%功能：參與基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工，富含尿苷酸的U-snRNA與特異蛋白結(jié)合成剪接體UsnRNP。⑸微小RNA（microRNA,miRNA）

組成：長(zhǎng)約21～25nt的非編碼RNA，具有發(fā)夾結(jié)構(gòu)。功能：抑制靶基因的蛋白質(zhì)合成或促使靶基因的

mRNA降解，從而參與細(xì)胞分化與發(fā)育的基因表達(dá)調(diào)控。當(dāng)前第45頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)

miRNA的形成與作用機(jī)制

當(dāng)前第46頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)⑹核酶（ribozyme）

具有酶活性的RNA分子功能：核酶的底物是RNA分子，它們通過與序列特異性的靶RNA分子配對(duì)而發(fā)揮作用。

當(dāng)前第47頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)主要含有的RNA種類及功能

RNA種類存在部位功能mRNA細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)，線粒體(mtmRNA)蛋白質(zhì)合成模板rRNA細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)，線粒體(mtrRNA)核糖體的組成成分tRNA細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)，線粒體(mttRNA)轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸，參與蛋白質(zhì)合成snRNA細(xì)胞核參與mRNA前體的剪接、加工snoRNA細(xì)胞核參與rRNA的加工與修飾miRNA細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)基因表達(dá)調(diào)節(jié)lncRNA細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)基因表達(dá)調(diào)節(jié)核酶細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)催化RNA剪接當(dāng)前第48頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)

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)前第49頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)一個(gè)氨基酸分子上的羧基與另一個(gè)氨基酸分子上的氨基經(jīng)脫水縮合形成肽鍵，氨基酸通過肽鍵而連接成的化合物稱為肽（peptide）。蛋白質(zhì)分子是由許多氨基酸分子通過肽鍵，依次縮合而形成的多肽鏈。

當(dāng)前第50頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)2.蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)

以獨(dú)特的三維構(gòu)象形式存在，蛋白質(zhì)三維構(gòu)象的形成主要由其氨基酸的順序決定，是氨基酸組分間相互作用的結(jié)果。

⑴一級(jí)結(jié)構(gòu)：氨基酸的排列順序一級(jí)結(jié)構(gòu)中氨基酸排列順序的差異使蛋白質(zhì)折疊成不同的高級(jí)結(jié)構(gòu)。當(dāng)前第51頁(yè)\共有59頁(yè)\編于星期四\21點(diǎn)⑵二級(jí)結(jié)構(gòu)肽鏈主鏈內(nèi)的氨基酸殘基之間