第二章細胞的概念和分子基礎(chǔ)()

1、第二章第二章 細胞的概念和分子基礎(chǔ)細胞的概念和分子基礎(chǔ) cell and molecular basis 內(nèi)容內(nèi)容 第一節(jié)第一節(jié) 細胞的基本概念細胞的基本概念 第二節(jié)第二節(jié) 細胞的起源與進化細胞的起源與進化 第三節(jié)第三節(jié) 細胞的分子基礎(chǔ)細胞的分子基礎(chǔ) 第一節(jié)第一節(jié) 細胞的基本概念細胞的基本概念 一、細胞是生命活動的基本單位一、細胞是生命活動的基本單位 二、原核細胞二、原核細胞 三、真核細胞三、真核細胞 四、病毒四、病毒 一、細胞是生命活動的基本單位一、細胞是生命活動的基本單位 細胞是一切生命活動的基本結(jié)構(gòu)和 功能單位。 1. 細胞是構(gòu)成有機體的基本單位； 2. 細胞具有獨立完整的代謝體系，是代

2、謝與功能的基 本單位； 3. 細胞是有機體生長與發(fā)育的基礎(chǔ)； 4. 細胞是遺傳的基本單位，細胞具有遺傳的全能性； 5. 沒有細胞就沒有完整的生命。 ( (一一) )細胞的概念細胞的概念 近來年，在細胞生物學領(lǐng)域提出了 1、細胞是多層次非線性的復雜結(jié)構(gòu)體系。 2、細胞是物質(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。 這些都大大推進了細胞科學向前發(fā)展 特點：特點： 結(jié)構(gòu)簡單：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）； 細胞質(zhì)中無膜性細胞器， 含有核糖體。 體積?。后w積小：直徑約為1到數(shù)個微米 二、原核細胞二

3、、原核細胞 主要代表：主要代表：支原體、衣原體、細菌、藍綠藻又稱 藍細菌。 (一一)真核細胞的形態(tài)大小真核細胞的形態(tài)大小 三、真核細胞三、真核細胞 形態(tài)：形態(tài)：多種多樣，常與細胞所處的部位及功能 相關(guān) 大?。捍笮。翰町惡艽?，與細胞類型有關(guān) 球形、橢圓形、立方形、扁平形、梭形、 星形、多角形等。 細胞的形態(tài)細胞的形態(tài) 1. 細胞的形態(tài)與所處的 環(huán)境和其行使的功能 密切相關(guān)。 2.同種細胞的形態(tài)與功 能一般是固定的。 3.部分細胞由于所處環(huán) 境的改變形態(tài)會發(fā)生 一定的改變。 巨噬細胞巨噬細胞 人類紅細胞人類紅細胞神經(jīng)元細胞神經(jīng)元細胞 精子和卵子精子和卵子 名稱名稱人卵人卵口腔上皮細胞口腔上皮細胞肝

4、細胞肝細胞紅細胞紅細胞 m10075182078 大部分動植細胞在1020m間； 真核細胞體積大于原核細胞； 卵細胞大于體細胞。 細胞的大小與細胞的功能相適應(yīng)。 幾種細胞的大小幾種細胞的大小 細胞的大小細胞的大小 2.44公斤巨型鴕鳥公斤巨型鴕鳥 蛋。蛋。 比一般的鴕鳥蛋（1.2 公斤至1.5公斤）大出 很多，相當于40個普通 雞蛋的重量。 細胞膜細胞膜 細胞質(zhì)細胞質(zhì) 細胞核細胞核 (二二)真核細胞的基本結(jié)構(gòu)真核細胞的基本結(jié)構(gòu) 光鏡下結(jié)構(gòu)： 細胞膜（cell membrane） 細胞質(zhì)（cytoplasm） 細胞核（nucleus） 電鏡下結(jié)構(gòu)電鏡下結(jié)構(gòu) 膜相結(jié)構(gòu)膜相結(jié)構(gòu) 非膜相結(jié)構(gòu)非膜相結(jié)構(gòu)

5、 細胞膜細胞膜 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 高爾基復合體高爾基復合體 線粒體線粒體 溶酶體溶酶體 過氧化氫體過氧化氫體 核膜核膜 核糖體核糖體 中心粒中心粒 微管微管 微絲微絲 中等纖維中等纖維 細胞質(zhì)基質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì) 核仁核仁 染色質(zhì)染色質(zhì) 核基質(zhì)核基質(zhì) 電子顯微鏡下的兩相結(jié)構(gòu)電子顯微鏡下的兩相結(jié)構(gòu) 動物細胞結(jié)構(gòu)模式圖動物細胞結(jié)構(gòu)模式圖 真核細胞的基本結(jié)構(gòu)特點：真核細胞的基本結(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)生物膜系統(tǒng) 包括細胞膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復合體、線粒體、 溶酶體、過氧化物酶體及核膜等。 以核酸以核酸-蛋白質(zhì)為主要成分的遺傳信息表達體系

6、蛋白質(zhì)為主要成分的遺傳信息表達體系 遺傳信息儲存與表達系統(tǒng)遺傳信息儲存與表達系統(tǒng) 真核細胞儲存遺傳信息的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復制和遺傳信息的表達。 由特異蛋白質(zhì)分子構(gòu)成的細胞骨架體系由特異蛋白質(zhì)分子構(gòu)成的細胞骨架體系細胞細胞 骨架系統(tǒng)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)核糖體與蛋白質(zhì)合成系統(tǒng) 核糖體（ribosome）：合成蛋白質(zhì)的機器 。 細胞質(zhì)溶膠細胞質(zhì)溶膠 細胞質(zhì)溶膠（cytosol）：細胞質(zhì)中除了細胞器和 細胞骨架結(jié)構(gòu)之外的區(qū)域，協(xié)助完成物質(zhì)運輸、 能量傳遞、信息傳

7、遞等細胞活動。 原核細胞與真核細胞的比較原核細胞與真核細胞的比較 特征特征 原核細胞原核細胞真核細胞真核細胞 細胞大小細胞大小較小（較?。?10m）較大（較大（10100 m） 細胞核細胞核無核仁和核膜無核仁和核膜有核仁和核膜有核仁和核膜 細胞器細胞器無（除核糖體外）無（除核糖體外）有各種細胞器有各種細胞器 核糖體核糖體70s（50s+30s）80s（60s+40s） 染色體染色體 只有一條只有一條dnadna，dnadna裸裸 露不與組蛋白和酸性露不與組蛋白和酸性 蛋白結(jié)合，染色體為蛋白結(jié)合，染色體為 單數(shù)。單數(shù)。 有幾條有幾條dnadna，dnadna與組蛋與組蛋 白和酸性蛋白結(jié)合，有白和

8、酸性蛋白結(jié)合，有 若干對染色體。若干對染色體。 內(nèi)膜系統(tǒng)內(nèi)膜系統(tǒng)簡單簡單復雜復雜 細胞骨架細胞骨架無無有微管，微絲，中間纖維有微管，微絲，中間纖維 細胞壁細胞壁主要組分為肽聚糖主要組分為肽聚糖 主要組分為纖維素主要組分為纖維素 轉(zhuǎn)錄和翻譯轉(zhuǎn)錄和翻譯 出現(xiàn)在同一時間和出現(xiàn)在同一時間和 地點（細胞質(zhì)中）地點（細胞質(zhì)中） 出現(xiàn)在不同時間和地點（轉(zhuǎn)錄出現(xiàn)在不同時間和地點（轉(zhuǎn)錄 在核內(nèi)，翻譯在細胞質(zhì)中）在核內(nèi)，翻譯在細胞質(zhì)中） 細胞分裂細胞分裂二分裂二分裂無絲分裂、有絲分裂、減數(shù)分裂無絲分裂、有絲分裂、減數(shù)分裂 四、非細胞生命形態(tài)四、非細胞生命形態(tài)病毒病毒 在生物界中，病毒（在生物界中，病毒（virus

9、virus）是唯一非）是唯一非 細胞形態(tài)的生命體。細胞形態(tài)的生命體。 特點：特點： 在活細胞內(nèi)才能表現(xiàn)出它們的基本生在活細胞內(nèi)才能表現(xiàn)出它們的基本生 命活動。命活動。 在電子顯微鏡下才能看到。在電子顯微鏡下才能看到。 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu): :核酸分子與蛋白質(zhì)組成的核酸核酸分子與蛋白質(zhì)組成的核酸- -蛋白質(zhì)復合體；蛋白質(zhì)復合體； 分類：分類：根根據(jù)病毒的核酸類型據(jù)病毒的核酸類型可分兩大類：可分兩大類： dnadna病毒病毒與與rnarna病毒病毒 類病毒（類病毒（viroidviroid）: :僅由感染性的僅由感染性的rnarna構(gòu)成；構(gòu)成； 朊病毒（朊病毒（prionprion）: :僅由感染性的蛋白質(zhì)

10、亞基構(gòu)成；僅由感染性的蛋白質(zhì)亞基構(gòu)成； 副流感病毒副流感病毒 乙肝病毒乙肝病毒dna模型圖模型圖 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 根據(jù)宿主不同：根據(jù)宿主不同： 動物病毒動物病毒 植物病毒植物病毒 細菌病毒細菌病毒 噬菌體噬菌體 脊髓灰質(zhì)炎病毒脊髓灰質(zhì)炎病毒 球形病毒球形病毒 煙草花葉病毒煙草花葉病毒 線形病毒線形病毒 t4t4噬菌體 噬菌體 蝌蚪形病毒蝌蚪形病毒 第三節(jié)第三節(jié) 細胞的分子基礎(chǔ)細胞的分子基礎(chǔ) 一、生物小分子一、生物小分子 二、生物大分子二、生物大分子 細胞是由生命物質(zhì)原生質(zhì)（protopla

11、sm）組成 基本元素99.9%： c、h、o、n90%; s、p、na、 k、ca、cl、mg、fe 9% 微量元素：cu、zn、mn、mo、co、cr、si、f、br、 i等等 細胞的成份 生物大分子 有機小分子 無機化合物 水 無機鹽 有機化合物 水 v水在細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。 v作用：溶解無機物、調(diào)節(jié)溫度、參加酶反應(yīng)、參與 物質(zhì)代謝和形成細胞有序結(jié)構(gòu)。 一、有機小分子一、有機小分子 （一）水和無機鹽是細胞內(nèi)的（一）水和無機鹽是細胞內(nèi)的 無機化合物無機化合物 2.無機鹽：無機鹽：以離子狀態(tài)存在 陰離子：如cl、po4

12、、hco3等 陽離子：如na+、k+、ca2+等 游離形式：游離形式：維持細胞內(nèi)外液的滲透壓和ph值。 結(jié)合形式：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。 ( (二二) )有機小分子有機小分子: :組成生物大分子的亞單位組成生物大分子的亞單位 1.糖糖 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：主要由碳、氫、氧三種元素組成，化學組成為 (ch2o)n 功能：功能：細胞的能源物質(zhì) 某些物質(zhì)的組成：細胞膜、核酸、糖鏈 2.脂肪酸脂肪酸 結(jié)構(gòu)：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：功能：構(gòu)成細胞膜的組分 3.氨基酸氨基酸 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：羧基 氨基 功能：功能：蛋

13、白質(zhì)的亞基 4.核苷酸核苷酸 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：含氮環(huán)化物 五碳糖 磷酸基團 功能：功能：核酸的亞基 與同一個碳原子連接 二、生物大分子二、生物大分子 生物大分子由有機小分子聚合而成，細胞內(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 生物學功能 dnarna 轉(zhuǎn)錄 蛋白質(zhì) 翻譯 ( (一一) )核酸攜帶遺傳信息核酸攜帶遺傳信息 1.1.核酸的化學組成核酸的化學組成 核糖 戊糖 磷酸 脫氧核糖 嘧啶：t c u 嘌呤：a g 堿基 核苷酸 n n 1 2 3 4 5 6 嘧嘧 啶啶 n n n n 9 1 2 3 4 5 6 7 8 嘌嘌 呤呤 胞嘧啶胞嘧啶 c cytosine 胸腺嘧啶

14、胸腺嘧啶 t thymine n n n n h2n o nh2 n n n n 鳥嘌呤鳥嘌呤 g guanine 腺嘌呤腺嘌呤 a adenine 堿堿 基基 n o ch2 o n o nh2 n n o oh h oh h oh h hoch2 h 5 1 2 3 4 核糖核糖 2 o oh h h h oh h hoch2 h 5 1 2 3 4 脫氧核糖脫氧核糖 三個部分連接方式：三個部分連接方式： 1、堿基與戊糖第、堿基與戊糖第1碳原子結(jié)合碳原子結(jié)合糖苷鍵糖苷鍵 （c1、n9 和和c1、n1）化合物化合物核苷核苷 2、磷酸與核苷中的戊糖第磷酸與核苷中的戊糖第5碳原子結(jié)合碳原子結(jié)合脂

15、鍵脂鍵 化合物化合物核苷酸（脫氧核苷酸）核苷酸（脫氧核苷酸） op oh oh ho o oh h h h oh h hoch2 h 5 1 2 3 4 h2o 3 1 2 4 5 6 n o nh2 n h op oh oh ho o h h h oh h hoch2 h 5 1 2 3 4 n n o nh2 1 2 3 4 5 6 糖苷鍵糖苷鍵 核苷核苷 op oh oh ho o h h h oh h hoch2 h 5 1 2 3 4 n n o nh2 1 2 3 4 5 6 糖苷鍵糖苷鍵 核苷核苷 h2o op oh ho o h h h oh h och2 h 5 1 2 3

16、4 n n o nh2 1 2 3 4 5 6 糖苷鍵糖苷鍵 核苷核苷 酯酯 鍵鍵 單單 核核 苷苷 酸酸 核苷酸的種類（按所含堿基分類）：核苷酸的種類（按所含堿基分類）： 腺苷酸腺苷酸 amp 鳥苷酸鳥苷酸 gmp 胞苷酸胞苷酸 cmp 尿苷酸尿苷酸 ump 核糖核糖脫氧核糖脫氧核糖 脫氧腺苷酸脫氧腺苷酸 damp 脫氧鳥苷酸脫氧鳥苷酸 dgmp 脫氧胞苷酸脫氧胞苷酸 dcmp 脫氧胸苷酸脫氧胸苷酸 dtmp 多核苷酸鏈的連接：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。多

17、核苷酸鏈。 op oh ho o h h h oh h h 5 och2 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 n n o nh2 nh2 n n n n 9 1 2 3 4 5 6 7 8 op oh ho o h h h oh h h 5 och2 1 2 3 4 h2o op oh ho o h h h o h h 5 och2 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 n n o nh2 nh2 n n n n 9 1 2 3 4 5 6 7 8 opho o h h h oh h h 5 och2 1 2 3 4 3 5 磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵 5 3 2.dna（脫氧核糖核酸） dn

18、a雙螺旋結(jié)構(gòu)模型雙螺旋結(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) 堿基之間互補配對：at cg 5-末末端端 3-末末端端 磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵 磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵 n n n n h n h o o ch2 p o oh o o o ch2 p o oh o op o oh o n n n n h n h o 3 3 5 5 h 3 3 o o ch2 p o oh o o o ch2 p o oh o o p o oh o n h n o o ch3 h n n o n 5 5 dna 的功能的功能 dna的主要功

19、能是儲存、復制和傳遞遺傳信 息。 dna分子中只有四種核苷酸，但核苷酸的 數(shù)量巨大，隨機排列組合，決定了dna分子的 復雜性和多樣性，也決定了遺傳信息的多樣性 生物種類的多樣性。 dna rna 戊戊 糖糖 脫氧核糖脫氧核糖 核核 糖糖 堿堿 基基a g c t a g c u 磷磷 酸酸磷磷 酸酸磷磷 酸酸 核苷酸種類核苷酸種類 脫氧腺苷酸（脫氧腺苷酸（damp) 腺苷酸（腺苷酸（amp） 脫氧鳥苷酸（脫氧鳥苷酸（dgmp) 鳥苷酸（鳥苷酸（gmp） 脫氧胞苷酸（脫氧胞苷酸（dcmp) 胞苷酸（胞苷酸（cmp） 脫氧胸苷酸（脫氧胸苷酸（dtmp) 尿苷酸（尿苷酸（ump） 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)雙雙 鏈

20、鏈 單單 鏈鏈 存在部位存在部位 主要存在細胞核中主要存在細胞核中 主要存在細胞質(zhì)中主要存在細胞質(zhì)中 功功 能能 儲存，復制和傳遞遺傳信息儲存，復制和傳遞遺傳信息 與遺傳信息表達有關(guān)與遺傳信息表達有關(guān) 3.rna rna分子以單鏈形式存在，在部分區(qū)域折疊并按 堿基互補配對原則形成雙鏈發(fā)夾結(jié)構(gòu)。 rna發(fā)夾結(jié)構(gòu)模式圖發(fā)夾結(jié)構(gòu)模式圖 信使核糖核酸（信使核糖核酸（message rna，mrna) 含量：含量：占細胞內(nèi)總rna的1%-5% 種類：種類：種類多而且極不均一 結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點： 3，5的非編碼區(qū) 中間的編碼區(qū) 原核細胞多順反子；真核細胞單順反子 功能：功能：作為合成蛋白質(zhì)的模板 mrn

21、a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。 核糖體核糖體rna（ribosome rna，rrna） 含量：含量：占rna總量的80%90% 功能：功能：參與核糖體形成 原核生物核糖體（70s） 大亞基50s：23s rrna 5s rrna 小亞基30s：16s rrna+21種蛋白質(zhì) 真核生物核糖體（80s） 大亞基60s：28s rrna 5.8s rrna 5s rrna 小亞基40s：18s rrna +30種蛋白質(zhì) +36種蛋白質(zhì) +49種蛋白質(zhì) 轉(zhuǎn)移核糖核酸（轉(zhuǎn)移核糖核酸（transfer rna, trna） 含量：含量：總rna的5

22、%10% 結(jié)構(gòu)特點：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上密碼子互補結(jié)合，參與蛋白質(zhì)合成。 功能：功能：轉(zhuǎn)運特定的氨基酸，參與蛋白質(zhì)合成 rna 聚合酶聚合酶 tcatgatt a ag t ac ta a t 細胞核中 dna a g c u g a c g g u u u 游離的核糖核苷酸(原料) uuguuaa uauc trna ac u r （4）snrna 小核rna，存在于細胞核內(nèi)，含量少 參與真核生物細胞核中rna的加工，即基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn) 物的加工。

23、例如 信使rna前體的剪接，形成成熟的mrna。 （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 參與細胞分化與發(fā)育的基因表達調(diào)控。 （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。 1. 1.蛋白質(zhì)的化學組成蛋白質(zhì)的化學組成 蛋白質(zhì)的基本單位氨基酸 ( (二二) )蛋白質(zhì)表達遺傳信息蛋白質(zhì)表達遺傳信息 氨基酸的結(jié)構(gòu)式氨基酸的結(jié)構(gòu)式 h o h2n c c oh h h o h2n c c oh h o

24、h2n c c oh 甘氨酸甘氨酸 ch3 ch2sh 丙氨酸丙氨酸 半胱氨酸半胱氨酸 請分析這些氨基酸的共同點和不同點請分析這些氨基酸的共同點和不同點 共同點：共同點：至少含有一個氨基（至少含有一個氨基（-nh2） 和一個羧基（和一個羧基（-cooh），并且連接），并且連接 在同一個碳原子上。在同一個碳原子上。 不同點：不同點：不同氨基酸有不同的側(cè)鏈基不同氨基酸有不同的側(cè)鏈基 團團 氨基酸結(jié)構(gòu)通式氨基酸結(jié)構(gòu)通式 肽鍵數(shù)（形成肽鏈時脫下的水分肽鍵數(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)）子數(shù)、肽鏈水解時所需的水分子數(shù)） =氨基酸數(shù)氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)肽鏈數(shù) c o ch2n h r1

25、 cn c h r2 oh h2o 肽鍵肽鍵 cn c h r3 o oh h h2o 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。縮合而形成多肽鏈。 cn cooh h rn h . 側(cè)側(cè) 鏈鏈 側(cè)側(cè) 鏈鏈 側(cè)側(cè) 鏈鏈 側(cè)側(cè) 鏈鏈 主主 鏈鏈 h2ncooh 由相同或不同的各個氨基酸，按照一定 的排列順序，以特定的化學鍵方式連接，從 而組成蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)。 2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)多樣性結(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

26、，決定了蛋白同，形成肽鏈的數(shù)目和空間結(jié)構(gòu)不同，決定了蛋白 質(zhì)的種類極其多樣質(zhì)的種類極其多樣 。 功能多樣性功能多樣性 氨基酸氨基酸 脫水縮合脫水縮合 肽鏈（一條或多條）肽鏈（一條或多條） 盤曲折疊盤曲折疊 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 由一條或幾由一條或幾 條肽鏈組成條肽鏈組成 肽鏈的形成肽鏈的形成 v蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)：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。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）（主鍵：肽鍵；副鍵：二硫鍵） v蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)：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

27、為螺旋或折疊的結(jié)構(gòu)。之間連接，使多肽鏈成為螺旋或折疊的結(jié)構(gòu)。 （氫鍵）（氫鍵） v蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)：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。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）（氫鍵，酯鍵，離子鍵，疏水鍵） v蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)：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)合若干亞基之間以非共價鍵形式而相互結(jié)合 的復合體。（非共價鍵的復合體。（非共價鍵氫鍵）氫鍵） 蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)： 多肽鏈中氨

28、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)：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)：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)：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 復合體。（非共價鍵） 3. 3.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系蛋白質(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)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

29、，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。異常的蛋白質(zhì)分子。 活細胞內(nèi)蛋白質(zhì)功能的發(fā)揮與其活細胞內(nèi)蛋白質(zhì)功能的發(fā)揮與其構(gòu)象的不斷改變構(gòu)象的不斷改變密切密切 相關(guān)。相關(guān)。 在活細胞內(nèi)，在活細胞內(nèi)，蛋白質(zhì)亞單位也只有組裝成大的適當?shù)鞍踪|(zhì)亞單位也只有組裝成大的適當 的超分子結(jié)構(gòu)的超分子結(jié)構(gòu)，如蛋白質(zhì)復合物、酶復合物、核糖體、，如蛋白質(zhì)復合物、酶復合物、核糖體、 病毒顆粒等，才能更好地完成生命活動過程。病毒顆粒等，才能更好地完成生命活動過程。 4. 4.一類特殊類型的蛋白質(zhì)一類特殊類型的蛋白質(zhì)酶酶（enzy

30、meenzyme） 酶的特性 高度的專一性 高效的催化能力 高度不穩(wěn)定性 酶：是具有高度催化活性的蛋白質(zhì)。 由于大部分酶具有蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)特點，很 容易受機體內(nèi)各種因素影響。 小結(jié) 生物小分子 無機化合物（水、無機鹽等） 有機化合物（單糖、脂肪酸、氨基酸和核苷酸） 生物大分子 dna分子是由兩條方向相反的多聚脫氧核苷酸鏈 組成的多螺旋結(jié)構(gòu)。 rna分子由一條多聚核苷酸鏈組成。 蛋白質(zhì)是由氨基酸通過肽鍵依次縮合而成的多聚體。 第三章第三章 細胞生物學的研究方法細胞生物學的研究方法 一、光學顯微鏡技術(shù)一、光學顯微鏡技術(shù) 普通復式光學顯微鏡普通復式光學顯微鏡 （light microscope） 相

31、差顯微鏡相差顯微鏡 （phase-contrast microscope） （利用光的干涉和衍射效應(yīng)將光程差或轉(zhuǎn)變?yōu)檎穹罾霉獾母缮婧脱苌湫?yīng)將光程差或轉(zhuǎn)變?yōu)檎穹睿?熒光顯微鏡熒光顯微鏡 （fluorescence microscope） （熒光染料染色熒光染料染色） 激光共聚焦顯微鏡（激光共聚焦顯微鏡（laser scanning confocal microscope） （物鏡和聚光鏡互相共聚焦，從標本焦面發(fā)出的光線聚物鏡和聚光鏡互相共聚焦，從標本焦面發(fā)出的光線聚 焦成像，多用于檢測熒光標記物質(zhì)焦成像，多用于檢測熒光標記物質(zhì)） 正置顯微鏡正置顯微鏡倒置顯微鏡倒置顯微鏡 熒光顯微鏡及其照片熒光顯微鏡及其照片 紅色 酵母 細胞 綠色 septin 蛋白 共聚焦顯微鏡及其顯微圖像共聚焦顯微鏡及其顯微圖像 蛋白在部分葉肉細胞中的分布lcsm image of a xenopus melanoph