細胞生物學(第一章和第二章)

1、細 胞 生 物 學 Cell Biology 問題問題1. 什么是細胞生物學？2. 細胞的概念及構建單元？3. 原核與真核細胞的區(qū)別？第一章 緒 論 第一節(jié) 細胞生物學的概念與研究內容 細胞生物學（cell biology)是研究細胞基本生命活動規(guī)律的科學，它在不同層次（顯微，亞顯微與分子水平）上以研究細胞結構與功能，細胞增殖、分化、衰老與凋亡，細胞信號傳遞，真核細胞基因表達與調控，細胞起源與進化等為主要內容。 第二章 細胞的概念與分子基礎第一節(jié) 細胞的基本概念 一、細胞是生命活動的基本單位 (一)細胞是構成有機體的基本單位 (二)細胞是代謝與功能的基本單位 (三)細胞是有機體生長與發(fā)育的基礎

2、 (四)細胞是遺傳的基本單位細胞的基本共性 1. 細胞膜 2. 細胞都有兩種核酸：即DNA與RNA 3. 核糖體存在于一切細胞內 4. 細胞的增殖都以一分為二的方式進行 分裂 二、原核細胞與古細菌 原核細胞 （prokaryotic cell） 原核生物 （prokaryote） 古細菌稱為古核生物(archaeon )，古核生物細胞的形態(tài)結構與遺傳結構裝置和原核細胞相似，但有些分子進化特征更接近真核細胞。 原核細胞結構、功能，較真核細胞小。A general prokaryotic cell. 一、最小、最簡單的細胞支原體 二、原核細胞的兩個代表細菌和藍藻 （一） 細菌細胞 （二） 藍藻細胞

3、E. coli - Gram-negative, facultatively anaerobic, rod prokaryote; dividing. Note the fibrillar DNA nucleoid.Anabaena spp. - Gram-negative, oxygenic, photosynthetic, filamentous cyanobacterium (prokaryote). Note the larger cells in the filament called heterocysts which are involved in nitrogen fixing

4、.古核細胞（古細菌） Halobacterium spp. - rod, extreme halophilic aerobic or anaerobic archaea. Grows in high salinity (4 molar salt concentration). Formally the group called Archaebacteria or Archaeobacteria now called Archaea. 三、真核細胞神經(jīng)細胞卵細胞血細胞上皮細胞肌細胞視桿細胞形態(tài)、大小形態(tài)、大小真核細胞基本結構 （一）生物膜系統(tǒng) （二）遺傳信息表達結構系統(tǒng) （三）細胞骨架系統(tǒng) Th

5、e cytoskeleton. (四)真核細胞結構層次劃分光鏡光鏡1. 細胞膜2. 細胞質（漿）3. 細胞核電鏡電鏡1. 膜相結構2. 非膜相結構四、原核細胞與真核細胞的比較 植物細胞與動物細胞的比較 Structure of an animal cell. Structure of a typical plant cell. Lily Parenchyma Cell (cross-section) (TEM x7,210). Liver Cell (TEM x9,400). 第二節(jié) 細胞的分子基礎細胞的元素組成常量元素（主要元素）： C、H、O、N占90% S、P、CI、Ca、Na、K、Mg

6、占9.9%微量元素： Cu、Zn、Mn、Mo、Co、I、Fe占0.1%ok一、生物小分子 水：水： 細胞生物化學反應的良好溶劑 調節(jié)并維持細胞內外的酸堿平衡 是細胞內物質運輸?shù)慕橘| 吸收或散發(fā)熱、防止胞內溫度劇變、保護細胞 無機鹽無機鹽 維持細胞內滲透壓與酸堿平衡。如鈉、氯、鉀、維持細胞內滲透壓，碳酸根離子、磷酸根離子等作為緩沖液，維持酸堿平衡。 作為酶的輔助因子 ， 如鎂離子等。 作為第二信使，調節(jié)代謝 ，如鈣離子等。 作為細胞物質的結構成分，如血紅蛋白中的鐵、磷脂中的磷、骨中的鈣和磷、甲狀腺素中的碘等。 維持細胞內外電位差，保持可興奮性，如鈉、鉀、氯離子等在神經(jīng)細胞和肌細胞中的變化。 單糖

7、：如葡萄糖是細胞的能源物質； 五碳糖中的核糖和脫氧核糖是核酸的組成成分； 多形成糖蛋白和糖酯。 脂肪酸：重要的營養(yǎng)物質、組成細胞膜的重要成分 核苷酸：核酸的組成單位 氨基酸：蛋白質的組成單位有機小分子（分子量100-1000）蛋白質的組成單位：氨基酸 H | H2N C COOH | R細胞內有20種氨基酸，主要是R側鏈不同。 核酸的組成單位：核苷酸 核苷酸=堿基+戊糖+磷酸核糖核糖脫氧核糖脫氧核糖嘌呤：腺嘌呤嘌呤：腺嘌呤(A)、鳥嘌呤、鳥嘌呤(G)嘧啶：胞嘧啶嘧啶：胞嘧啶(C)、尿嘧啶、尿嘧啶(U)、胸腺嘧啶、胸腺嘧啶(T)堿基有五種堿基有五種： 腺嘌呤（A） 鳥嘌呤（G） 尿嘧啶（U） 胞

8、嘧啶（C） 胸腺嘧啶（T）OHH戊糖有兩種：戊糖有兩種： 核糖 脫氧核糖二、生物大分子（分子量1萬-百萬）1.多糖類：寡糖（蔗糖、麥芽糖和乳 糖），多糖（淀粉、糖元）2.脂類：脂肪，類脂（磷脂、糖脂和 類固醇）3.核酸核酸4.蛋白質蛋白質核酸遺傳信息的載體核酸遺傳信息的載體細胞內貯存、復制和傳遞遺傳信息的大分子物質，又稱遺傳物質。細胞中核酸分兩大類： 核糖核酸（核糖核酸（ RNA RNA ） 脫氧核糖核酸（脫氧核糖核酸（ DNA DNA ）DNA與RNA組成上的比較: DNA RNA堿基 A、G、C、T A、G、C、U核糖 脫氧核糖 核糖磷酸 磷酸 磷酸DNA和RNA的組成單位是核苷酸，分別為

9、脫氧核糖核苷酸（4種）和核糖核苷酸（4種）。 核苷酸與核苷酸之間通過磷酸核苷酸與核苷酸之間通過磷酸 二酯鍵連接形成多核苷酸鏈二酯鍵連接形成多核苷酸鏈 （核酸的基本結構）（核酸的基本結構）|糖苷鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵：核苷酸與核苷核苷酸與核苷酸之間連接的酸之間連接的兩個磷酸酯鍵兩個磷酸酯鍵圖2-11 DNA雙鏈形成兩條兩條多核苷酸鏈反向平行多核苷酸鏈反向平行排列，脫氧核糖與磷酸殘排列，脫氧核糖與磷酸殘基排列在長鏈的外側，堿基排列在長鏈的外側，堿基位于長鏈內側，堿基之基位于長鏈內側，堿基之間以氫鍵相連接，連接規(guī)間以氫鍵相連接，連接規(guī)律是律是A A與與T T互補，形成兩個互補，形成兩個氫鍵即氫鍵即A

10、=TA=T；G G與與C C互補，形互補，形成成三個氫鍵即三個氫鍵即G G三三C C。1 1、DNADNA的結構：的結構：由兩條平行但方向相反的由兩條平行但方向相反的多核苷酸鏈構成；多核苷酸鏈構成；磷酸和戊糖在外側，堿基磷酸和戊糖在外側，堿基在內側遵循堿基互補配對原在內側遵循堿基互補配對原則進行配對；則進行配對；多核苷酸鏈上堿基序列蘊多核苷酸鏈上堿基序列蘊含著遺傳信息。含著遺傳信息。 （1 1）DNADNA雙螺旋結構模型要點：雙螺旋結構模型要點： RNARNA分子的結構分子的結構 單鏈結構或假雙鏈結構（部分區(qū)域鏈內 堿基配對形成）。 如rRNA和tRNA和結構tRNA三葉草形反密碼子環(huán)反密碼子

11、環(huán)氨基酸臂氨基酸臂D環(huán)環(huán)T CG環(huán)環(huán)tRNA細胞中RNA的種類主要有三大類 作為信息載體即翻譯的模板作為信息載體即翻譯的模板 mRNA mRNA 作為翻譯的工具，攜帶氨基酸作為翻譯的工具，攜帶氨基酸t(yī)RNAtRNA 作為翻譯的機器，組成核糖體作為翻譯的機器，組成核糖體rRNArRNA注：m: messenger t: transfer r: ribosomal mRNA tRNA rRNA 含量 5-10% 5-10% 80-90%分子量 1x105 -2x106 3 x104 0.36 x108沉降系數(shù) 6-25S 4 S 5.8S、18S、28S結構 線形 三葉草形 線形、假雙鏈功能 信息

12、模板 攜帶氨基酸工具 形成核糖體細胞中rRNA、 tRNA、 mRNA三種RNA含量最多、在遺傳信息的傳遞和表達中作用突出，比較如下： 兩類核酸的比較兩類核酸的比較： DNA RNA 組成 脫氧核糖 核糖 A、G、C、T A、G、C、U 分布 細胞核 細胞質 胞質線粒體中少量 胞核核仁中少量 結構 雙鏈 單鏈 雙螺旋結構 三葉草形、線形、發(fā)夾形 功能 貯存遺傳信息 表達遺傳信息 傳遞遺傳信息 兩類核酸的比較兩類核酸的比較： DNA RNA 組成 脫氧核糖 核糖 A、G、C、T A、G、C、U 分布 細胞核 細胞質 胞質線粒體中少量 胞核核仁中少量 結構 雙鏈 單鏈 雙螺旋結構 三葉草形、線形、發(fā)夾形 功能 貯存遺傳信息 表達遺傳信息 傳遞遺傳信息小結小結 細胞是生物體結構和功能的基本單位，沒有細胞就沒有完整的生命。 細胞生物學從分子、細胞