人體的基本構(gòu)成生物大分子與細(xì)胞

第一節(jié)生物大分子生物大分子（Biologicalmacromolecules）核酸（Nucleicacid）蛋白質(zhì)（Protein）脂類（Lipids）多糖（Polysaccharide）第1頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)是由許多氨基酸（aminoacid）分子通過肽鍵（peptidebond），依次縮合而形成多肽鏈(peptidechain)。肽鍵肽鍵側(cè)鏈側(cè)鏈側(cè)鏈側(cè)鏈主鏈一、蛋白質(zhì)（Protein）第2頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三1.蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)(primarystructure)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

（disulfidebond）第3頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三2.蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)(secondarystructure)在一級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，借氫鍵（hydrogenbond）在氨基酸殘基之間連接，使多肽鏈折曲的結(jié)構(gòu)。a-螺旋（

α-helix）：肽鏈以右手螺旋盤繞而成的空心筒狀構(gòu)象。?-折疊片層（

?

-sheet

layer）：一條肽鏈回折而成的平行排列構(gòu)象。主要為兩種：第4頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三0.54nm3.6aaa-螺旋第5頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三?-折疊片層第6頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三3.蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)（tertiarystructure）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）第7頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三4.蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)(quaternarystructure)四級結(jié)構(gòu)中每個獨立的三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈亞基亞基（

subunit

）氫鍵蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，保證蛋白質(zhì)分子中的活性基團（活性中心）能充分發(fā)揮生物效應(yīng)，因此，空間結(jié)構(gòu)的維持對生命活動的正常進(jìn)行有重要的作用。第8頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三肌紅蛋白★蛋白質(zhì)的一、二、三級結(jié)構(gòu)都是單條多肽鏈的變化。只有一條多肽鏈的蛋白質(zhì)，須在三級結(jié)構(gòu)的水平才表現(xiàn)出生物活性，但由兩條或多條肽鏈構(gòu)成的蛋白質(zhì)，必須構(gòu)成四級結(jié)構(gòu)，方能表現(xiàn)出生物活性。第9頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三第10頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三a.蛋白質(zhì)是細(xì)胞和組織的主要成分；b.作為酶催化生物體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)（酶的高效催化性、高度專一性、高度不穩(wěn)定性）；c.蛋白質(zhì)具有運輸，收縮，調(diào)節(jié)和防御作用。蛋白質(zhì)的主要功能第11頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三二、核酸〓核酸生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)。(一)核酸的種類核酸脫氧核糖核酸（DNA）核糖核酸（RNA）第12頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三DNARNA戊糖脫氧核糖核糖堿基AGCTAGCU結(jié)構(gòu)雙鏈單鏈存在部位細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)功能儲存，復(fù)制和傳遞遺傳信息與遺傳信息表達(dá)有關(guān)DNA和RNA的區(qū)別第13頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三(二)DNA的結(jié)構(gòu)與功能二級結(jié)構(gòu)：Watson和

Crick提出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型.一級結(jié)構(gòu)：DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序。第14頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三1.DNA分子是由兩條相互平行方向相反的多核苷酸鏈圍繞著同一中心軸形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。2.兩條長鏈的堿基在雙螺旋內(nèi)側(cè)按堿基配對原則（A=T，G三C）以氫鍵相連。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型（ThedoublehelixmodelofDNA）3.4nm含10個堿基對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型360°3.相鄰堿基對旋轉(zhuǎn)36°，間距0.34nm，一個螺旋包含10個堿基旋轉(zhuǎn)360°，螺距為3.4nm。第15頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三

RNA為單鏈，可自身回折形成局部假雙鏈。分類信使RNA(messengerRNA,mRNA)轉(zhuǎn)運RNA(transferRNA,tRNA)核糖體RNA（ribosomalRNA,rRNA）(三)RNA的結(jié)構(gòu)與功能第16頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三第17頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三mRNAtRNArRNA細(xì)胞中含量5%~10%5%~10%最大，80%以上分子量大小懸殊約有70~80個單核苷酸最大★結(jié)構(gòu)特征基本上呈線形，局部呈雙鏈，形成發(fā)夾式結(jié)構(gòu)。呈三葉草形，柄部和基部呈雙螺旋結(jié)構(gòu)，柄部3’有CCA三個堿基，其相對端呈環(huán)形，稱反密碼環(huán)，中央有三個堿基，為反密碼子。線形，某些節(jié)段可能成雙螺旋結(jié)構(gòu)?！锕δ茏饔棉D(zhuǎn)錄DNA中的遺傳信息，并帶到核糖體上，作為合成蛋白質(zhì)的模板。運輸活化的氨基酸到核糖體上的mRNA的特定位點，特定的tRNA運輸特定的氨基酸。蛋白質(zhì)合成場所的核糖體的組成成分。三種RNA分子的結(jié)構(gòu)特征和功能比較第18頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三反密碼環(huán)氨基酸結(jié)合位點第19頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三細(xì)胞(cell)生物體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生命活動的基本單位1925年,E.BWilson:每一個生物科學(xué)問題的關(guān)鍵必須在細(xì)胞中尋找。第二節(jié)細(xì)胞第20頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三各類細(xì)胞直徑的比較細(xì)胞類型直徑大小/μm最小的病毒0.02支原體細(xì)胞0.1－0.3細(xì)菌細(xì)胞1－2動植物細(xì)胞20－30原生動物細(xì)胞數(shù)百至數(shù)千第21頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)光鏡下結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核電鏡下結(jié)構(gòu)膜相結(jié)構(gòu)非膜相結(jié)構(gòu)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氫體核膜核糖體中心粒微管微絲中等纖維細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)核仁染色質(zhì)核基質(zhì)第22頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三①使細(xì)胞具有相對獨立和穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境②是細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)、信息、能量交換的“門戶”細(xì)胞膜cellmembrane概念：是包圍在細(xì)胞質(zhì)外周的一層界膜，又稱質(zhì)膜（plasmamembrane)功能：第23頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三★概念：相對于質(zhì)膜而言，細(xì)胞內(nèi)在結(jié)構(gòu)、功能乃至發(fā)生上相關(guān)的膜性結(jié)構(gòu)的總稱。包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、溶酶體、過氧化物酶體、各種轉(zhuǎn)運小泡及核膜等。功能意義：提高細(xì)胞代謝效率，使特定的功能在特定的區(qū)域內(nèi)完成。內(nèi)膜系統(tǒng)Endomembranesystem第24頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(Endoplasmicreticulum,ER)形態(tài)結(jié)構(gòu)：

由一層單位膜圍成的相互連續(xù)的小管、小泡和扁囊結(jié)構(gòu)組成的網(wǎng)狀膜系統(tǒng)。類型：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(roughendoplasmicreticulum,rER)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(smoothendoplasmicreticulum,sER)功能：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：蛋白質(zhì)的合成、修飾、加工、轉(zhuǎn)運?；鎯?nèi)質(zhì)網(wǎng)：脂類與固醇的合成、代謝以及細(xì)胞解毒作用。第25頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三高爾基復(fù)合體(Golgicomplex)形態(tài)結(jié)構(gòu)：由反面高爾基網(wǎng)、中央扁平囊、順面高爾基網(wǎng)三部分構(gòu)成的封閉膜性囊泡狀結(jié)構(gòu)。功能：---胞內(nèi)物質(zhì)合成、加工的重要場所---和內(nèi)膜系統(tǒng)其他結(jié)構(gòu)組分一起構(gòu)成胞內(nèi)物質(zhì)運輸?shù)奶厥馔ǖ赖?6頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三溶酶體(Lysosome)形態(tài)結(jié)構(gòu)：由一層單位膜包圍的囊球狀結(jié)構(gòu)小體，內(nèi)含多種酸性水解酶，最適pH5.0，能分解蛋白質(zhì)、核酸、多糖、脂類等大分子。類型：內(nèi)體性溶酶體（Endosome

lysosome）吞噬性溶酶體（Phagolysosome）殘余小體（Residualbody）功能：對外源性物質(zhì)（如細(xì)菌、塵粒）和內(nèi)源性物質(zhì)（如細(xì)胞器碎片）的消化分解與利用，以保證內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定，并利于細(xì)胞器的更新替代；細(xì)胞饑餓狀態(tài)下，分解某些大分子生物，為細(xì)胞生存提供營養(yǎng)物質(zhì)；協(xié)助精子與卵細(xì)胞受精，動物精子的頂體是一種特化的溶酶體；蝌蚪尾部退化、哺乳動物斷乳后乳腺退行性變化等都與溶酶體有關(guān)。第27頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三線粒體(Mitochondria)形態(tài)結(jié)構(gòu)：是由兩層單位膜圍成的封閉膜囊結(jié)構(gòu)，包括外膜（outermembrane）、內(nèi)膜（innermembrane）、膜間腔（intermembranespace）、基質(zhì)（matrix）四個功能區(qū)。功能：主要功能是氧化磷酸化，合成ATP，為細(xì)胞的生命活動提供能量；參與細(xì)胞死亡的控制作用。第28頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三細(xì)胞骨架（

Cytoskeleton）是由蛋白纖維交織而成的立體網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，它充滿整個細(xì)胞質(zhì)的空間，與外側(cè)的細(xì)胞膜和內(nèi)側(cè)的核膜存在一定的結(jié)構(gòu)聯(lián)系，以保持細(xì)胞特有的形狀并與細(xì)胞運動有關(guān)。第29頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三細(xì)胞骨架功能1、構(gòu)成細(xì)胞的支撐網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。2、維持細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有序性，為各種

細(xì)胞器提供附著位點。3、為細(xì)胞器的運動和細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運輸提供軌道。4、細(xì)胞運動。纖毛和鞭毛等運動器官主要是由細(xì)胞骨架構(gòu)成的。5、為信使RNA提供錨定位點，促進(jìn)mRNA翻譯成多肽。6、參與細(xì)胞的信號傳導(dǎo)。有些細(xì)胞骨架成分常同細(xì)胞質(zhì)膜的內(nèi)表面接觸，這對于細(xì)胞外環(huán)境中的信號在細(xì)胞內(nèi)的傳導(dǎo)起重要作用。7、是細(xì)胞分裂的機器。有絲分裂的兩個主要事件,核分裂和胞質(zhì)分裂都與細(xì)胞骨架有關(guān)。第30頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三間期細(xì)胞核核膜核仁染色質(zhì)核基質(zhì)細(xì)胞核(nucleus)是真核細(xì)胞內(nèi)最大的細(xì)胞器，是遺傳物質(zhì)儲存、復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的場所，是細(xì)胞生命活動的控制中心。第31頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三1、新陳代謝是細(xì)胞的基本生命特征2、細(xì)胞是生命生長、發(fā)育和繁殖的基礎(chǔ)3、遺傳性是細(xì)胞的重要生命特征4、細(xì)胞生命的進(jìn)化細(xì)胞的生命特征第32頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三細(xì)胞的增殖與分化細(xì)胞增殖細(xì)胞分化細(xì)胞生命活動的基本特征第33頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三★細(xì)胞分裂的方式無絲分裂(amitosis)有絲分裂(mitosis)減數(shù)分裂(meiosis)細(xì)胞分裂第34頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三

非常簡單，胞核拉長，從中間斷裂，隨后胞質(zhì)一分為二，形成兩個子細(xì)胞。分裂過程中無染色體的組裝、紡錘體的形成。在低等生物中較為常見。一.無絲分裂（直接分裂）

第35頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三是高等真核生物細(xì)胞分裂的主要方式。有絲分裂核分裂胞質(zhì)分裂有絲分裂的主要特征是：形成臨時性的裝置——有絲分裂器（

Mitoticapparatus）二.有絲分裂第36頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三間期（interphase）核膜核仁染色質(zhì)中心粒前期（prophase）中期(metaphase)后期(anaphase)末期(telophase)赤道板收縮環(huán)造成的分裂溝★動物細(xì)胞有絲分裂的過程有絲分裂過程人為地分為前中后末四個時期：第37頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三三.減數(shù)分裂

有性生殖個體形成生殖細(xì)胞的一種特殊分裂方式。在分裂過程中，染色體復(fù)制一次，而細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，子細(xì)胞只含有母細(xì)胞染色體數(shù)目的一半。減數(shù)分裂的意義1.維持有性生殖的生物染色體數(shù)目的恒定。2.構(gòu)成了生物變異及多樣性的基礎(chǔ)。第38頁，共44頁，2023年，2月20日，星期三減數(shù)分裂過程：減數(shù)分裂第一次減數(shù)分裂第二次減數(shù)分裂前期Ⅰ中期Ⅰ后期Ⅰ末期Ⅰ細(xì)線期偶線期粗線期雙線期終變期減數(shù)分裂前間期（G1，S，G2）減數(shù)分裂間期（不進(jìn)行DNA復(fù)制）前期Ⅱ中期Ⅱ后期Ⅱ