細胞的分子組成留

細胞的分子組成留第1頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二第一節(jié)細胞的化學組成一、水和無機鹽二、有機小分子三、生物大分子

動物細胞的化學

組成百分比

水70%

無機鹽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2頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二組成細胞的分子小分子物質(zhì):

無機小分子:水(water)、無機鹽(inorganicsalt)

有機小分子: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3頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二?

特性：1.水是細胞中最基本的物質(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、參與物質(zhì)代謝。水-生命之源一、水和無機鹽第4頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二陰電性區(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5頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二親水分子(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6頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二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7頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二存在方式:無機鹽在細胞中均以離子狀態(tài)存在：陽離子：Na+、

K+

、Ca2+

、Fe2+、Mg2+等陰離子：Cl-、SO42-、PO43-等無機鹽特性：含量很少，約占1％。第8頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二無機鹽的主要功能:◆維持細胞內(nèi)外液的pH值和滲透壓,

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

功能的結(jié)合蛋白?！魠⑴c信號轉(zhuǎn)導?！羰敲阜磻妮o助因子。第9頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二1.單糖(monosaccharide)2.脂肪酸(fattyacid)3.氨基酸(aminoacid)4.核苷酸(nucleotide)二、有機小分子第10頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二有機小分子：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11頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二戊糖(pentose)核糖是RNA的組成單位脫氧核糖是DNA的組成單位1234512345第12頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二有機小分子：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13頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二有機小分子：氨基酸兼性分子（同時含有一個正電荷和一個負電荷）參與蛋白質(zhì)構(gòu)成的氨基酸有20種氨基（帶正電荷）羧基（帶負電荷）RR第14頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二有機小分子：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15頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二核苷酸(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16頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二三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，在細胞信號轉(zhuǎn)導中起重要作用。cyclicAMP(cAMP)第17頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二有機小分子構(gòu)建生物大分子第18頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二三、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19頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二生物大分子構(gòu)建細胞核糖體線粒體微管淀粉染色質(zhì)糖類細胞膜細胞壁第20頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二糖原

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

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

細胞外基質(zhì)成分多糖與細胞的關系第21頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二糖脂糖蛋白糖蛋白蛋白聚糖第22頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二重復的二糖單位，構(gòu)成細胞外基質(zhì)。糖胺聚糖多糖大量存在于細胞外基質(zhì)中細胞外基質(zhì)第23頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二霍

亂

毒

素

作

用

機

制許多生理和病理過程都起始于細胞表面的糖宿主細胞表面糖鏈第24頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二生物體內(nèi)有功能的脂質(zhì)：三酰甘油、磷脂、類固醇脂質(zhì)與細胞的關系三酰甘油

(triglyceride)：又稱甘油三酯,不溶于水，在細胞中聚集成為脂肪滴，是細胞中的能量儲備。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25頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二包括：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，參與細胞識別和信號傳遞。第26頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二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甘油骨架第27頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二脂質(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28頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二①催化功能：酶②調(diào)控功能：調(diào)控基因表達的蛋白③轉(zhuǎn)運功能：血紅蛋白、載鐵蛋白等④運動功能：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)與細胞的關系細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29頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二基本組成單位：氨基酸(aminoacid)肽鍵(peptidebond)

肽鏈(peptidechain)蛋白質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)第30頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二肽鍵肽鍵氨基端（N端）羧基端（C端）多肽主鏈第31頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二一級結(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32頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二一級結(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33頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二每個肽鍵的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34頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二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35頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二蛋白質(zhì)構(gòu)象?。╬roteinconformationaldisease）

鐮形紅細胞性貧血老年癡呆（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36頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二螺旋異常轉(zhuǎn)變?yōu)槠瑢樱簩е碌鞍踪|(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37頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二蛋白質(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38頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二二級結(jié)構(gòu)進而形成超螺旋或復雜纏繞，使多肽鏈為高度復雜的球形三級結(jié)構(gòu)（催化劑和轉(zhuǎn)運分子中常見，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)要有生物學活性，至少要具備三級結(jié)構(gòu)。第39頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二人血紅蛋白(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)基團第40頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二核酸與細胞的關系核酸包括DNA和RNA，DNA主要存在于細胞核中，少量在線粒體中;RNA除了少量在細胞核與線粒體中存在外,主要為臨時性存在于細胞質(zhì)中。核酸是細胞遺傳信息的載體，負責指導蛋白質(zhì)合成。第41頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二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42頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二戊糖(pentose)1’2

’3’4’5’1’2

’3’4’5’堿基(base)13

42

56143

2

658795’磷酸3’羥第43頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二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44頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是DNA的二級結(jié)構(gòu)第45頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二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)，且嚴格配對A＝TC≡G(堿基互補配對原則)。遺傳信息儲存于堿基對序列中。TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1962第46頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二超螺旋是DNA的三級結(jié)構(gòu)第47頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二儲存遺傳信息自我復制轉(zhuǎn)錄出RNA;指導合成蛋白質(zhì)DNA的功能第48頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二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RNA(transferRNA,tRNA)（3）核糖體RNA(ribosomeRNA,rRNA)RNA的主要種類第49頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二

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)基礎上折疊形成四級結(jié)構(gòu)：與蛋白質(zhì)形成的核蛋白復合物RNA的結(jié)構(gòu)（單鏈）核酸鏈有方向性：5’3’第50頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二mRNA蛋白質(zhì)合成的直接模板第51頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二氨基酸接受臂反密碼環(huán)tRNA：蛋白質(zhì)生物合成“搬運工”

mRNA與氨基酸之間的銜接分子(linker)反密碼子第52頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二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53頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二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進行調(diào)控。RNA的功能第54頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二DNA與RNA的關系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第55頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二

類別特征戊糖堿基分子結(jié)構(gòu)分布在細胞中的作用DNA脫氧核糖A、G、C、T大多數(shù)雙鏈主要在細胞核內(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56頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二一、質(zhì)膜（plasmamembrane）二、細胞質(zhì)（cytoplasm）三、細胞核（nucleus）第二節(jié)細胞的結(jié)構(gòu)特征第57頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二細胞內(nèi)外、細胞器內(nèi)外的分子組成截然不同一、質(zhì)膜（plasmamembrane）第58頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二鈣離子濃度：膜外是膜內(nèi)的10000倍！質(zhì)膜的功能?第59頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二1.細胞器（organelles）2.細胞骨架（cytoskeleton）3.細胞質(zhì)內(nèi)含物（cytoplasmicinclusions）4.細胞質(zhì)基質(zhì)（cytoplasmicmatrix）二、細胞質(zhì)（cytoplasm）第60頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二1.細胞器（organelles）具有獨特的結(jié)構(gòu)特點和化學組成，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61頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二2.細胞骨架（cytoskeleton）微管、微絲、中間絲三種蛋白纖維構(gòu)成的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)影響細胞器的空間分布動態(tài)有序參與細胞很多重要的生命活動內(nèi)質(zhì)網(wǎng)微管高爾基體細胞核第62頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二3.細胞質(zhì)內(nèi)含物（cytoplasmicinclusions）細胞質(zhì)內(nèi)有一些有形的代謝物質(zhì)，主要是儲存在細胞內(nèi)的大分子物質(zhì)如糖原、脂滴和蛋白結(jié)晶等，稱為細胞質(zhì)內(nèi)含物。脂滴糖原第63頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二4.細胞質(zhì)基質(zhì)（cytoplasmicmatrix）細胞中除去顯微鏡下可辨認的有形成分的結(jié)構(gòu)，又稱胞質(zhì)溶膠（cytosol）。細胞質(zhì)基質(zhì)是細胞的內(nèi)環(huán)境：代謝、物質(zhì)合成、信號轉(zhuǎn)導。細胞質(zhì)基質(zhì)與細胞有形成分的關系：互相聯(lián)系，成一整體。第64頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二三、細胞核（nucleus）1.核被膜（nuclearenvelope

）2.染色質(zhì)和染色體（chromatin&chromosome）3.核仁（nucleolus）4.細胞核骨架（nuclearskeleton）第65頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二一、細胞的基本功能1.細胞能攝取和利用能量2.細胞能進行獨立有序的代謝活動第三節(jié)細胞的功能特征第66頁，共72頁，2023年，2月20日，星期二一、細胞的基本功能3.細胞能感知外界信號并作出反應4.細胞能進行遺傳信息的復制和表達5.細胞能進行不同水平的機械運動第67頁，共72頁，2023年，2月20日，