第二章 細(xì)胞的分子基礎(chǔ)及基本概念

第二章細(xì)胞的分子基礎(chǔ)及基本概念第1頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)細(xì)胞的化學(xué)及分子組成無機(jī)化合物有機(jī)化合物水無機(jī)鹽蛋白質(zhì)核酸酶糖類脂類生物大分子第2頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月一、水與無機(jī)鹽（一）．水是原生質(zhì)最基本的物質(zhì)存在方式：游離水95％；結(jié)合水5％。隨著細(xì)胞的衰老，細(xì)胞的含水量逐漸下降，活細(xì)胞的含水量不低于75％。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)。水之所以具有這么多的重要功能是和水的特有屬性分不開的：水分子是偶極子水分子間可形成氫鍵水分子可解離為離子第3頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）無機(jī)鹽含量很少，約占1％。鹽在細(xì)胞中解離為離子，離子的濃度除具有調(diào)節(jié)滲透壓和維持酸堿平衡的作用外，還有許多重要的作用。主要的陰離子有Cl－、PO4－和HCO3－，其中磷酸根離子在細(xì)胞代謝活動中最為重要：①在細(xì)胞的能量代謝中起著關(guān)鍵作用；②是核苷酸、磷脂、磷蛋白和磷酸化糖的組成成分；③調(diào)節(jié)酸堿平衡。主要的陽離子有：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Mo2+。第4頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月陽離子在細(xì)胞中的作用離子種類在細(xì)胞中的作用Fe2+或Fe3+血紅蛋白、細(xì)胞色素、過氧化物酶和鐵蛋白的成分Na+維持膜電位K+維持膜電位、參與蛋白質(zhì)合成和某些酶促合成Mg2+葉綠素、磷酸酶、Na+-K+泵Mn2+肽酶Cu2+酪氨酸酶、抗壞血酸氧化酶Co2+肽酶Mo2+硝酸還原酶、黃嘌呤氧化酶Ca2+鈣調(diào)素、肌動球蛋白、ATP酶第5頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月細(xì)胞中有機(jī)物達(dá)幾千種之多，主要由四大類分子所組成：蛋白質(zhì)、核酸、脂類和糖，這些分子約占細(xì)胞干重的90%以上。（一）．蛋白質(zhì)是細(xì)胞的主要結(jié)構(gòu)成分，而且更重要的是，生物專有的催化劑——酶是蛋白質(zhì)，因此細(xì)胞的代謝活動離不開蛋白質(zhì)。1.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)二、細(xì)胞的有機(jī)分子第6頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月-氨基酸的通式

第7頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月肽和肽鍵的形成肽單位肽鍵肽平面第8頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的主要層次一級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)primarystructuresecondarystructureTertiarystructurequariernarystructure超二級結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)域

supersecondarystructureStructuredoman第9頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)

多肽鏈中氨基酸的排列順序，包括二硫鍵的位置稱為蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)(primarystructure)。這是蛋白質(zhì)最基本的結(jié)構(gòu)，它內(nèi)寓著決定蛋白質(zhì)高級結(jié)構(gòu)和生物功能的信息。例：牛胰島素的一級結(jié)構(gòu)第10頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)

(１)α－螺旋（α－h(huán)elix）(２)β－折疊（β-pleatedsheet）(３)β－轉(zhuǎn)角（β-turn）(４)無規(guī)則卷曲（nonregularcoil）蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)（secondarystructure）指肽鏈主鏈不同區(qū)段通過自身的相互作用，形成氫鍵，沿某一主軸盤旋折疊而形成的局部空間結(jié)構(gòu)，是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)象單元．主要有以下類型：第11頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月特征：1、每隔3.6個AA殘基螺旋上升一圈，螺距0.54nm;2、螺旋體中所有氨基酸殘基R側(cè)鏈都伸向外側(cè)，鏈中的全部>C=0和>N-H幾乎都平行于螺旋軸;3、每個氨基酸殘基的>N-H與前面第四個氨基酸殘基的>C=0形成氫鍵，肽鏈上所有的肽鍵都參與氫鍵的形成。

α－螺旋（α－h(huán)elix）形成因素：與Aminoacid組成和排列順序直接相關(guān)。多態(tài)性：多數(shù)為右手（較穩(wěn)定），亦有少數(shù)左手螺旋存在（不穩(wěn)定）；存在尺寸不同的螺旋。第12頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月β－折疊（β-pleatedsheet）

特征：兩條或多條伸展的多肽鏈（或一條多肽鏈的若干肽段）側(cè)向集聚，通過相鄰肽鏈主鏈上的N-H與C=O之間有規(guī)則的氫鍵，形成鋸齒狀片層結(jié)構(gòu)，即β－折疊片。類別：平行反平行第13頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月

β－轉(zhuǎn)角（β-turn）

特征：多肽鏈中氨基酸殘基n的羰基上的氧與殘基（n+3）的氮原子上的氫之間形成氫鍵，肽鍵回折1800。第14頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月無規(guī)則卷曲示意圖無規(guī)則卷曲第15頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)

多肽鍵在二級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過側(cè)鏈基團(tuán)的相互作用進(jìn)一步卷曲折疊，借助次級鍵維系使α－螺旋、β－折疊片、β－轉(zhuǎn)角等二級結(jié)構(gòu)相互配置而形成特定的構(gòu)象。三級結(jié)構(gòu)的形成使肽鏈中所有的原子都達(dá)到空間上的重新排布。

第16頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月肌紅蛋白三級結(jié)構(gòu)第17頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月核糖核酸酶三級結(jié)構(gòu)示意圖

N

His12CHis119Lys41第18頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)

四級結(jié)構(gòu)是指由相同或不同的稱作亞基（subunit）的亞單位按照一定排布方式聚合而成的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，維持四級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用力是疏水鍵、離子鍵、氫鍵、范得華力。亞基本身都具有球狀三級結(jié)構(gòu)，一般只包含一條多肽鏈，也有的由二條或二條以上由二硫鍵連接的肽鏈組成。實(shí)例：血紅蛋白

煙草花葉病毒的外殼蛋白四級結(jié)構(gòu)第19頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月血紅蛋白四級結(jié)構(gòu)

第20頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月煙草花葉病毒外殼蛋白四級結(jié)構(gòu)的自我組裝

第21頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)的分類蛋白質(zhì)的種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，迄今為止沒有一個理想的分類方法。著眼的側(cè)面不同，分類也就不同，例如從蛋白質(zhì)形狀上，可將它們分為球狀蛋白質(zhì)及纖維狀蛋白質(zhì)；從組成上可分為單純蛋白質(zhì)(分子中只含氨基酸殘基)及結(jié)合蛋白質(zhì)(分子中除氨基酸外還有非氨基酸物質(zhì)，后者稱輔基)；單純蛋白質(zhì)又可根據(jù)理化性質(zhì)及來源分為清蛋白(又名白蛋白，albumin)、球蛋白(globulin)、谷蛋白(glutelin)、醇溶谷蛋白(prolamine)、精蛋白(protamine)、組蛋白(histone)、硬蛋白(scleroprotein)等。結(jié)合蛋白又可按其輔基的不同分為核蛋白(nucleoprotein)、磷蛋白(phosphoprotein)、金屬蛋白(metalloprotein)、色蛋白(chromoprotein)等。第22頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)的分類此外，還可以按蛋白質(zhì)的功能將其分為活性蛋白質(zhì)(如酶、激素蛋白質(zhì)、運(yùn)輸和貯存蛋白質(zhì)、運(yùn)動蛋白質(zhì)、受體蛋白質(zhì)、膜蛋白質(zhì)等)和非活性蛋白質(zhì)(如膠原、角蛋白等)兩大類。第23頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月簡單蛋白質(zhì)分類第24頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)合蛋白質(zhì)分類第25頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)在生命活動中的作用：1.酶的催化作用，已知酶有2000多種；2.運(yùn)輸和儲藏作用；3.激素的調(diào)節(jié)作用，肽類和氨基酸類、蛋白類；4.運(yùn)動功能，肌肉收縮；5.結(jié)構(gòu)成分和機(jī)械支持物，膠原蛋白和彈性蛋白；6.免疫功能，抗體（免疫球蛋白）；7.構(gòu)成生物膜，體現(xiàn)膜功能，膜蛋白、載體、受體；8.毒素的強(qiáng)調(diào)節(jié)作用，毒蛋白；9.與動物生長生殖相關(guān)，蛋白質(zhì)有功能大分子之稱。第26頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)組學(xué)隨著人類基因組計劃的實(shí)施和推進(jìn)，生命科學(xué)研究已進(jìn)入了后基因組時代。在這個時代，生命科學(xué)的主要研究對象是功能基因組學(xué)，包括結(jié)構(gòu)基因組研究和蛋白質(zhì)組研究等。由于基因是遺傳信息的攜帶者，而生命活動的執(zhí)行者卻是蛋白質(zhì)。因此，即使得到人類全部基因序列，也只是解決了遺傳信息庫的問題。人類揭示整個生命活動的規(guī)律，就必須研究基因的產(chǎn)物——蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)組學(xué)（Proteomics），它是以細(xì)胞內(nèi)全部蛋白質(zhì)的存在及其活動方式為研究對象?？梢哉f蛋白質(zhì)組研究的開展不僅是生命科學(xué)研究進(jìn)入后基因組時代的里程碑，也是后基因組時代生命科學(xué)研究的核心內(nèi)容之一。第27頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)組學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)(proteomics)就是指研究蛋白質(zhì)組的技術(shù)及這些研究得到的結(jié)果。蛋白質(zhì)組學(xué)的研究試圖比較細(xì)胞在不同生理或病理?xiàng)l件下蛋白質(zhì)表達(dá)的異同，對相關(guān)蛋白質(zhì)進(jìn)行分類和鑒定。更重要的是蛋白質(zhì)組學(xué)的研究要分析蛋白質(zhì)間相互作用和蛋白質(zhì)的功能。第28頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）核酸是生物遺傳信息的載體分子。由核苷酸單體聚合而成。分為RNA和DNA兩大類。DNA的主要構(gòu)象有三種：B-DNA：右手螺旋模型，每圈螺旋10個堿基，螺旋扭角為36度，螺距34A，堿基傾角為-2度。A-DNA：右手螺旋，每圈螺旋10.9個堿基，螺旋扭角為33度，螺距32A，堿基傾角為13度。通過75%適度的B-DNA經(jīng)X光衍射得到，尚不能肯定自然條件是否存在。Z-DNA：左手螺旋，每圈螺旋12個堿基，堿基傾角為9度。確切功能未知，可能起調(diào)控作用。

第29頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月二、核酸的組成成分核酸nucleicacid核苷酸nucleotide核苷nucleoside磷酸phosphate嘌呤堿purinebase

或嘧啶堿pyrimidinebase（堿基base）核糖ribose

或脫氧核糖deoxyribose

（戊糖amylsugar）第30頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月5′-磷酸核苷酸的基本結(jié)構(gòu)OO（N=A、G、C、U、T）HH(O)H1′2′NOHCH2HH5′4′3′PO-OOO-第31頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月基本堿基結(jié)構(gòu)和命名嘌呤嘧啶Adenine

(A)Guanine

(G)Cytosine(C)Uracil(U)Thymine(T)第32頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月DNA的結(jié)構(gòu)（一）DNA的一級結(jié)構(gòu)因?yàn)镈NA的脫氧核苷酸只在它們所攜帶的堿基上有區(qū)別，所以脫氧核苷酸的序列常被認(rèn)為是堿基序列（basesequence)。通常堿基序列由DNA鏈的5′→3′方向?qū)憽NA中有4種類型的核苷酸，有n個核苷酸組成的DNA鏈中可能有的不同序列總數(shù)為4n。（二）DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)1953年，Watson

和Crick

提出。第33頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月DNA的雙螺旋模型特點(diǎn)

兩條反向平行的多聚核苷酸鏈沿一個假設(shè)的中心軸右旋相互盤繞而形成。

磷酸和脫氧核糖單位作為不變的骨架組成位于外側(cè)，作為可變成分的堿基位于內(nèi)側(cè)。鏈間堿基按A—T，G—C配對（堿基配對原則，Chargaff定律）

螺旋直徑2nm，相鄰堿基平面垂直距離0.34nm,螺旋結(jié)構(gòu)每隔10個堿基對（basepair,bp）重復(fù)一次，間隔為3.4nm第34頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月第35頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月

氫鍵

堿基堆集力

磷酸基上負(fù)電荷被胞內(nèi)組蛋白或正離子中和

堿基處于疏水環(huán)境中DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定因素

第36頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的意義

該模型揭示了DNA作為遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性特征，最有價值的是確認(rèn)了堿基配對原則，這是是DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和反轉(zhuǎn)錄的分子基礎(chǔ)，亦是遺傳信息傳遞和表達(dá)的分子基礎(chǔ)。該模型的提出是本世紀(jì)生命科學(xué)的重大突破之一，它奠定了生物化學(xué)和分子生物學(xué)乃至整個生命科學(xué)飛速發(fā)展的基石。第37頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月第38頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月RNA的一級結(jié)構(gòu)

RNA分子中各核苷之間的連接方式（3′-5′磷酸二酯鍵）和排列順序叫做RNA的一級結(jié)構(gòu)OHOHOH5′3′

RNA與DNA的差異

DNA

RNA糖脫氧核糖核糖堿基AGCTAGCU不含稀有堿基含稀有堿基第39頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月RNA的類別

信使RNA（messengerRNA，mRNA）：在蛋白質(zhì)合成中起模板作用；核糖體RNA（ribosoalRNA，rRNA）：與蛋白質(zhì)結(jié)合構(gòu)成核糖體（ribosome）,核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所；轉(zhuǎn)移RNA（transforRNA，tRNA）：在蛋白質(zhì)合成時起著攜帶活化氨基酸的作用。第40頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月RNA催化劑也叫核酶Ribozyme。T.Cech1982發(fā)現(xiàn)四膜蟲rRNA的前體物能在沒有任何蛋白質(zhì)參與下進(jìn)行自我加工，產(chǎn)生成熟的rRNA產(chǎn)物。這種加工方式稱為自我剪接(selfsplicing)。后來陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，具有催化活性的RNA不只存在于四膜蟲，而是普遍存在于原核和真核生物中。一個典型的例子核糖體的肽基轉(zhuǎn)移酶。第41頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月核酶大部分核酶參加RNA的加工和成熟，也有催化C-N鍵的合成。23SrRNA具肽酰轉(zhuǎn)移酶活性。RNA在DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯中均有一定的調(diào)控作用，與某寫物質(zhì)的運(yùn)輸與定位有關(guān)。第42頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）酶與生物催化劑酶是蛋白質(zhì)性的催化劑，主要作用是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，增加了反應(yīng)物分子越過活化能屏障和完成反應(yīng)的概率。某些酶需要有一種非蛋白質(zhì)性的輔因子(cofactor)結(jié)合才能具有活性。輔因子可以是一種復(fù)雜的有機(jī)分子，也可以是一種金屬離子，或者二者兼有。第43頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月作用機(jī)制：在反應(yīng)中與底物暫時結(jié)合，形成了酶——底物復(fù)合物。降低活化能。反應(yīng)完成后，酶分子迅即從酶——底物復(fù)合物中解脫出來。作用特點(diǎn)：只催化熱力學(xué)允許的反應(yīng)；只加快反應(yīng)速度，不改變反應(yīng)平衡點(diǎn)；對正逆反應(yīng)催化作用相同；降低反應(yīng)活化能；第44頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月催化特點(diǎn)：高效；特異；不穩(wěn)定性可調(diào)，要求適宜的pH和溫度。調(diào)節(jié)方式：競爭性抑制；變構(gòu)調(diào)節(jié)；共價調(diào)節(jié)。第45頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）糖類單糖是細(xì)胞主要的能源以及構(gòu)成某些大分子物質(zhì)的原料。重要的五碳糖為核糖，重要的六碳糖為葡萄糖。葡萄糖不僅是能量代謝的關(guān)鍵單糖，而且是構(gòu)成多糖的主要單體。多糖分為兩類：一類是營養(yǎng)儲備多糖，如：淀粉和糖原；另一類是結(jié)構(gòu)多糖。如纖維素(cellulose)和幾丁質(zhì)(chitin)。第46頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月營養(yǎng)貯備多糖——淀粉、糖元第47頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)構(gòu)多糖——纖維素、幾丁質(zhì)第48頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月（五）脂類脂類包括：脂肪酸、中性脂肪、類固醇、蠟、磷酸甘油酯、鞘脂、糖脂、類胡蘿卜素等。難溶于水，而易溶于非極性有機(jī)溶劑。1、中性脂肪(neutralfat)①甘油酯：脂肪酸同甘油酯化而形成。是動植物體內(nèi)脂肪的主要貯存形式。體與多余的碳水化合物可轉(zhuǎn)化為甘油酯貯存起來。營養(yǎng)缺乏時，可提供能量。

第49頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月②蠟：脂肪酸同乙醇酯化形成(如蜂蠟)。蠟的碳?xì)滏満荛L，熔點(diǎn)高于甘油酯。細(xì)胞中不含蠟質(zhì)，但有的細(xì)胞可分泌蠟質(zhì)。如：植物表皮細(xì)胞分泌的蠟?zāi)?；同翅目昆蟲的蠟腺、如高等動物外耳道的耵聹腺。2、磷脂：是構(gòu)成生物膜的基本成分，也是許多代謝途徑的參與者。分為甘油磷脂和鞘磷脂兩大類。

3、糖脂：糖脂也是構(gòu)成細(xì)胞膜的成分，與細(xì)胞的識別和表面抗原性有關(guān)。第50頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月（六）萜類和類固醇類這兩類化合物都是異戊二烯的衍生物。主要的萜類化合物有胡蘿卜素和維生素A、E、K等。還有一種多萜醇磷酸酯，它是細(xì)胞質(zhì)中糖基轉(zhuǎn)移酶的載體。類固醇類(steroids)化合物又稱甾類化合物，其中膽固醇是構(gòu)成膜的成分。另一些甾類化合物是激素類，如雌性激素、雄性激素、腎上腺激素等。第51頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)細(xì)胞的形成從無機(jī)小分子產(chǎn)生有機(jī)小分子從有機(jī)小分子生成生物大分子由生物大分子演變到原始細(xì)胞第52頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月細(xì)胞生命的起源與進(jìn)化第53頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)

原核細(xì)胞與真核細(xì)胞第54頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月沒有核膜，遺傳物質(zhì)集中在一個沒有明確界限的低電子密度區(qū)，稱為擬核(nucleoid)。DNA為裸露的環(huán)狀雙螺旋分子，通常沒有結(jié)合蛋白，沒有恒定的內(nèi)膜系統(tǒng)，核糖體為70S型。原核細(xì)胞構(gòu)成的生物稱為原核生物，均為單細(xì)胞生物。一般以二分裂的方式繁殖，也有的產(chǎn)生孢子。TEMimage,Escherichiacoli一、原核細(xì)胞（Prokaryoticcell）第55頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）細(xì)菌bacterium是在自然界分布最廣、個體數(shù)量最多的有機(jī)體?？煞譃椋呵蚓U菌和螺旋菌（弧形菌）。絕大多數(shù)細(xì)菌的直徑在0.5~5μm之間。第56頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月大腸桿菌第57頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月淋病球菌第58頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月肉毒梭菌第59頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月弧形霍亂菌第60頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）支原體mycoplasma大小通常為0.2~0.3μm，可通過濾菌器。無細(xì)胞壁，不能維持固定的形態(tài)而呈現(xiàn)多形性。細(xì)胞膜中膽固醇含量較多，約占36%，凡能作用于膽固醇的物質(zhì)（如二性霉素B、皂素等）均可引起支原體膜的破壞而使支原體死亡?；蚪M為環(huán)狀雙鏈DNA，分子量?。▋H有大腸桿菌的五分之一），合成與代謝很有限。肺炎支原體的一端有一種特殊的末端結(jié)構(gòu)（terminalstructure），能使支原體粘附于呼吸道粘膜上皮細(xì)胞表面，與致病性有關(guān)。第61頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月肺炎支原體

第62頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月(三)衣原體和立克次氏體衣原體（Chlamydia）直徑200nm-500nm，能通過濾菌膜。立克次氏體（Rickettsia）略大。細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)類似于革蘭氏陰性菌，酶系統(tǒng)不完全，必須在寄主細(xì)胞內(nèi)生活，有攝能寄生物(energeparasite)之稱。砂眼是衣原體引起的，由于能形成包含體，起初被認(rèn)為是大型病毒，1956年，我國著名微生物學(xué)家湯飛凡及其助手張曉樓等人首次分離到沙眼的病原體。立克次氏體也是專性細(xì)胞內(nèi)寄生的，與衣原體的不同處在于其細(xì)胞較大，無濾過性，合成能力較強(qiáng)，且不形成包涵體。第63頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月Chlamydiapneumoniaeassociatedwithmacrophages(RAWcells).A.TypicalpearshapedEBs(arrows)areshownatthemacrophagesurface.B.IntracellularEBs.第64頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）藍(lán)藻又稱藍(lán)細(xì)菌，是最簡單的自養(yǎng)生物。它的光合作用類似于高等植物，而不同于光合細(xì)菌。沒有葉綠體，但有質(zhì)膜內(nèi)陷形成的捕光裝置。DNA分子環(huán)狀，但遺傳信息量很大，可與高等植物相比。體積比其它原核細(xì)胞大得多，直徑約10μm左右，甚至可達(dá)70bμm(顫藻)。屬單細(xì)胞生物，但有些藍(lán)藻經(jīng)常以絲狀的細(xì)胞群體存在，如：屬藍(lán)藻門念珠藻類的發(fā)菜(nostoccommunevar,flagtlliforme)就是藍(lán)藻的絲狀體。

第65頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月Cyanobacteria第66頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月（五）古細(xì)菌（archaebacteria）

具有原核生物的某些特征，無核膜及內(nèi)膜系統(tǒng)；也有真核生物的特征，甲硫氨酸起始蛋白質(zhì)的合成、核糖體對氯霉素不敏感、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。此外，細(xì)胞膜中的脂類是不可皂化的，細(xì)胞壁不含肽聚糖。生活在極端環(huán)境中，如：產(chǎn)甲烷菌、極端嗜鹽菌、嗜熱嗜酸菌。第67頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月具有核膜，由膜圍成的各種細(xì)胞器，如核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體、葉綠體、溶酶體等在結(jié)構(gòu)上形成了一個連續(xù)的體系，稱為內(nèi)膜系統(tǒng)。內(nèi)膜系統(tǒng)將細(xì)胞質(zhì)分隔成不同的區(qū)域，即所謂的區(qū)隔化(compartmentalization)。區(qū)隔化使細(xì)胞內(nèi)表面積增加了數(shù)十倍，代謝能力增強(qiáng)。二、真核細(xì)胞Eukaryoticcell第68頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月1、原生質(zhì)(protoplasm)：1839Purkinje用原生質(zhì)一詞指細(xì)胞的全部活性物質(zhì)，從現(xiàn)代概念來說它包括質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核(或擬核)。2、質(zhì)膜（plasmamembrane）：是細(xì)胞表面的單位膜。3、細(xì)胞核：細(xì)胞核（nucleus）是細(xì)胞內(nèi)最重要的細(xì)胞器，核表面是由雙層膜構(gòu)成的核被膜（nuclearenvelope），核內(nèi)包含有由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成的染色體（chromosome）。核內(nèi)1至數(shù)個小球形結(jié)構(gòu)，稱為核仁（nucleolus）。細(xì)胞核中的原生質(zhì)稱為核質(zhì)。第69頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月4、細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm）：質(zhì)膜與核被膜之間的原生質(zhì)。5、細(xì)胞器(organelle)：具有特定形態(tài)和功能的顯微或亞顯微結(jié)構(gòu)稱為細(xì)胞器，如：endoplasmicreticulum、Golgibody、lysosome、mitochondrion、chloroplast、cytoskeleton、centriole、microbody。6、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（cytoplasmicmatrix）細(xì)胞質(zhì)中除細(xì)胞期以外的部分。又稱為或胞質(zhì)溶膠（cytosol），其體積約占細(xì)胞質(zhì)的一半。第70頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能：為細(xì)胞內(nèi)各類生化反應(yīng)的正常進(jìn)行提供了相對穩(wěn)定的離子環(huán)境。許多代謝過程是在細(xì)胞基質(zhì)中完成的，如①蛋白質(zhì)的合成；②核苷酸的合成；③脂肪酸合成；④糖酵解；⑤磷酸戊糖途徑；⑥糖原代謝；⑦信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。供給細(xì)胞器行使其功能所需要的一切底物?？刂苹虻谋磉_(dá)，與細(xì)胞核一起參與細(xì)胞的分化。參與蛋白質(zhì)的合成、加工、運(yùn)輸、選擇性降解。第71頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月Animalcell第72頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月Plantcell第73頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月二、細(xì)胞的形狀和大小單細(xì)胞生物細(xì)胞的形態(tài)通常與細(xì)胞外沉積物或細(xì)胞骨架有關(guān)，如硅藻呈各種奇異的形態(tài)、草履蟲像鞋底。高等生物細(xì)胞的形狀與細(xì)胞功能及細(xì)胞間的相互作用有關(guān)。如肌肉細(xì)胞呈梭形；紅細(xì)胞為圓盤狀；植物葉表皮的保衛(wèi)細(xì)胞成半月形，2個細(xì)胞圍成一個氣孔，以利于呼吸和蒸騰。高等動物的細(xì)胞離開有機(jī)體分散存在時，形狀往往發(fā)生變化。如平滑肌細(xì)胞在體內(nèi)成梭形，而在離體培養(yǎng)時則可成多角形。第74頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月草履蟲第75頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月眼蟲鐘形蟲第76頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月植物氣孔細(xì)胞第77頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月植物薄壁細(xì)胞第78頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月木材中的導(dǎo)管第79頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月人類紅細(xì)胞第80頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月巨噬細(xì)胞第81頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月神經(jīng)元細(xì)胞第82頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月三、原核與真核細(xì)胞的區(qū)別第83頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月序號內(nèi)容1.都具有類似的細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)2.都以DNA作為遺傳物質(zhì)，并使用相同的遺傳密碼3.都是以一分為二的方式進(jìn)行細(xì)胞分裂4.具有相同的遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯機(jī)制，有類似的核糖體結(jié)構(gòu)5.代謝機(jī)制相同(如糖酵解和TCA循環(huán))6.具有相同的化學(xué)能貯能機(jī)制，如ATP合成酶(原核位于細(xì)胞質(zhì)膜，真核位于線粒體膜上)7.光合作用機(jī)制相同(藍(lán)細(xì)菌與植物相比較)8.膜蛋白的合成和插入機(jī)制相同9.都是通過蛋白酶體(蛋白質(zhì)降解結(jié)構(gòu))降解蛋白質(zhì)(古細(xì)菌與真核細(xì)胞相比較)原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的相同點(diǎn)

第84頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）概述是一類非細(xì)胞形態(tài)的微生物，特征：①個體微小，可通過濾菌器，大多數(shù)病毒必須用電鏡才能看見，一般在20~30nm之間；②核酸為DNA或RNA，沒有含兩種核酸的病毒；③專營細(xì)胞內(nèi)寄生生活；④具有受體連結(jié)蛋白(receptorbindingprotein)，與敏感細(xì)胞表面的病毒受體連結(jié)，進(jìn)而感染細(xì)胞。

一、病毒的基本特征四、病毒Virus第85頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月LambdaBacteriophageDNA(TEMx153,000)（二）病毒的結(jié)構(gòu)由核酸(DNA或RNA)芯和蛋白質(zhì)衣殼(capsid)所構(gòu)成，稱核衣殼(nucleocapsid)。各種病毒所含的遺傳信息量不同，少的只含有3個基因，多的可達(dá)300個基因。第86頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月有的病毒衣殼外面尚有一層被膜(envelope)，這層被膜是病毒粒子脫離細(xì)胞時，包被上的宿主細(xì)胞的質(zhì)膜，被膜中含有病毒融合蛋白，如流感病毒。病毒融合蛋白在病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞時起著關(guān)鍵作用。組成病毒衣殼的亞單位稱殼微粒(capsomer)。病毒的形成不需要酶的參加，只要條件具備，便可完成自我裝配。一個成熟有感染性的病毒顆粒稱“病毒體”（virion）。其裝配形式有二十面體對稱、螺旋對稱和復(fù)合對稱三種類型。第87頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月Viruses第88頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月病毒有五種形態(tài)：①球形(Sphericity)：大多數(shù)人類和動物病毒為球形，如脊髓灰質(zhì)炎病毒、皰疹病毒及腺病毒等；②絲形(Filament)：多見于植物病毒，如煙草花葉病病毒，人類流感病毒有時也可形成絲形；③彈形(Bullet-shape)：形似子彈頭，如狂犬病病毒等，其他多為植物病毒。④磚形(Brick-shape)：如痘病毒、天花病毒等；⑤蝌蚪形(Tadpole-shape)：由一卵圓形的頭及一條細(xì)長的尾組成，如噬菌體。其中①為二十面體對稱;②、③為螺旋對稱;④、⑤復(fù)合對稱。第89頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月脊髓灰質(zhì)炎病毒球形病毒第90頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月煙草花葉病毒線形病毒第91頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月痘病毒磚形病毒第92頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月狂犬病毒子彈形病毒有被膜第93頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月T4噬菌體蝌蚪形病毒第94頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月流感冒病毒絲狀有被膜的病毒第95頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月病毒只有在侵入細(xì)胞以后才表現(xiàn)出生命現(xiàn)象。病毒的生活周期可分為兩個階段：細(xì)胞外階段，以成熟的病毒粒子形式存在；細(xì)胞內(nèi)階段，即感染階段，在此階段中進(jìn)行復(fù)制和繁殖。感染階段開始時，病毒的遺傳物質(zhì)由衣殼中釋放出來，注入宿主細(xì)胞中，然后在病毒核酸信息的指導(dǎo)控制下，形成新的病毒粒子。根據(jù)寄生的宿主不同，病毒可分為：動物病毒、植物病毒、細(xì)菌病毒(即噬菌體)第96頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)病毒所含的核酸的性質(zhì)和狀態(tài)不同，可將病毒分為6類：雙鏈±DNA→+mRNA→蛋白質(zhì)，如天花病毒、T-偶數(shù)噬菌體。單鏈+DNA→±DNA→+RNA→蛋白質(zhì)，如細(xì)小DNA病毒。雙鏈±RNA→+mRNA→蛋白質(zhì)，如呼腸孤病毒。單鏈+RNA→－RNA→+RNA→蛋白質(zhì)脊髓灰質(zhì)炎病毒。單鏈－RNA→+RNA→+蛋白質(zhì)，如流感病毒、狂犬病毒。單鏈+RNA→DNA→±DNA→+mRNA→蛋白質(zhì)，即逆轉(zhuǎn)錄病毒（retrovirus）又稱RNA腫瘤病毒(oncornavirus)。第97頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月反轉(zhuǎn)錄病毒的生活史第98頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）類病毒沒有蛋白質(zhì)外殼，僅為一裸露的RNA分子。不能像病毒那樣感染細(xì)胞，只有當(dāng)植物細(xì)胞受到損傷，失去了膜屏障，它們才能在供體植株與受體植株間傳染。馬鈴薯錘管類病毒僅由一個含359個核苷酸單鏈環(huán)狀RNA分子組成，鏈內(nèi)有一些互補(bǔ)序列。分子長約40~50nm，不能制造衣殼蛋白。第99頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月四、病毒的進(jìn)化地位無論是病毒還是類病毒都不具有獨(dú)立進(jìn)行生物合成的能力，它們都是細(xì)胞的寄生物，因此在進(jìn)化上病毒的出現(xiàn)不可能早于細(xì)胞。病毒的前身很可能是在宿主染色體外獨(dú)立進(jìn)行復(fù)制的質(zhì)粒(plasmid)。質(zhì)粒既有DNA型的，也有RNA型的。它與病毒一樣具有專一的核苷酸序列作為復(fù)制的起始部位。當(dāng)質(zhì)粒獲得了為衣殼蛋白質(zhì)編碼的基因時，即意味著病毒出現(xiàn)了。

第100頁，課件共113頁，創(chuàng)作于2023年2月五、蛋白質(zhì)感染因子S.B.Prusiner1982年發(fā)現(xiàn)于患羊瘙癢?。╯crapie）的倉鼠