第三章-細胞概述

第三章細胞概述第一節(jié)細胞的基本知識一、形態(tài)和大小細胞的計量單位二、細胞的基本結構原核細胞和真核細胞的異同三、細胞的分子基礎細胞的化學組成生物大分子的結構第二節(jié)細胞的起源和進化一、細胞的形態(tài)和大小一、細胞形態(tài)

形態(tài)多樣形態(tài)與功能統(tǒng)一

二、細胞的大?。捍笮〔灰?0.1－100um支原體＜0.1um駝鳥卵＞5cm人5－100um二、細胞的基本結構一、原核細胞

1－10um結構：細胞壁細胞膜擬核（裸DNA）

細胞質內含物：核糖體，無膜相細胞器支原體（mycoplasma):自然界最小的細胞：0.1-0.3μm有膜，無細胞壁有DNA和核糖體是肺炎、腦炎、和尿道炎等的病原體細菌的結構細胞壁:肽聚糖,有莢膜、鞭毛、菌毛結構細胞膜:內陷可形成中間體(mesosome)胞質有擬核，為環(huán)狀裸露DNA還可有自我復制的質粒（plasmid)細胞質中有核糖體光鏡下和電鏡下大腸桿菌的形態(tài)真核細胞的結構模式二、真核生物的基本結構（1）光鏡下結構：細胞膜、細胞質、細胞核（2）電鏡下結構：

膜相結構非膜相結構細胞膜（質膜）核糖體內質網中心粒高爾基復合體微管線粒體微絲溶酶體中等纖維過氧化氫體細胞質基質核膜核仁染色質核基質生物膜相結構體系三、原核細胞與真核細胞的比較

特征原核細胞真核細胞細胞大小較小較大細胞核無核膜和核仁有核膜和核仁細胞器只有核糖體有各種細胞器核糖體

70S80S

遺傳物質一條裸DNA鏈以染色質或成對染色體存在內膜系統(tǒng)簡單復雜細胞骨架無有細胞壁組分主要為肽聚糖主要為纖維素轉錄和翻譯都在細胞質中轉錄在核內，翻譯在胞質中細胞分裂無絲分裂主要為有絲分裂

四、病毒（virus）生物界唯一的非細胞形態(tài)的生物體特點：必須在活的細胞體內，借助宿主細胞內物質及生化體系才能表現(xiàn)生命活動結構：核酸和外殼蛋白質組成的復合體分類：根據(jù)核酸的類型分為幾大類DNA病毒RNA病毒朊病毒（proin）：僅由感染性蛋白質構成類病毒（viroid）：僅由感染性RNA構成三、細胞的分子基礎

細胞的元素構成特點：原生質（protoplasm）：構成細胞的物質1.化學成分：主要成分:C、H、O、N＞90％

宏量元素:S、P、Na、Cl、Ca、Fe99.9％微量元素：

Cu、Zn、Mn、Cr、Si、F、I2.存在方式:

主要以化合物的形式存在（一)生物小分子無機化合物水：細胞中最主要的成份（占細胞總量

70%～80%）；在細胞中既是反應物也是溶劑無機鹽：以離子形式存在陰離子：陽離子：游離形式：維持滲透壓和PH值結合形式：直接與脂或蛋白質結合細胞的化合物構成比

2.有機小分子單、寡糖：主要由C、H、O三種元素組成脂肪酸：膜性結構的組成成分氨基酸：蛋白質的組成單位核苷酸：核酸的組成單位維生素：生化反應的主要輔基（二）生物大分子由有機小分子聚合而成，主要有:核酸蛋白質多糖（一）核酸

1.化學組成與種類（1）化學組成

核苷酸：核苷磷酸核苷：

堿基（A、T、C、G、U）戊糖

（2）

種類：根據(jù)戊糖是否脫氧

脫氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid,DNA）

核糖核酸（oxyribonucleicacid,RNA）

3.DNA與RNA的比較

DNARNA核苷酸種類脫氧核苷酸核苷酸戊糖脫氧戊糖戊糖堿基dATP、dGTP、ATP、GTP

dCTP、dTTPCTP、UTP存在方式雙鏈單鏈存在部位主要在細胞核主要在細胞質功能貯存、復制和傳指導、參與遺傳信息的表達每個核苷酸分子由:戊糖(核糖或脫氧核糖)、堿基(嘧啶或嘌呤)磷酸脫水縮合而成核苷酸的形成：核苷=堿基+戊糖

核苷酸=核苷+磷酸

腺嘌呤鳥嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶

AGCTU核酸中的修飾堿基(甲基化)環(huán)化核苷酸cAMP.cGMP參與細胞內代謝的調節(jié)和跨膜信號轉導（2）DNA結構與功能1953年，Watson和Crick根據(jù)DNA晶體X衍射照片和化學鍵原理，提出DNA雙螺旋結構模型

DNA分子雙螺旋結構主要觀點：（1）兩條多核苷酸鏈相互平行，方向相反（2）兩條核苷酸鏈圍繞一個共同的軸心呈右手螺旋結構，磷酸和脫氧核糖是螺旋的主鏈位于外側，堿基位于雙螺旋的內側。（3）兩條鏈之間的堿基嚴格遵循互補配對原則，即A＝T、G三C（4）每一堿基對位于一個平面上，并與螺旋的中心軸垂直。（5）每一個螺旋由10個堿基對組成，雙鏈之間形成大溝，單鏈之間形成小溝。DNA二級結構—雙螺旋結構模型

(doublehelixmodel)DNA雙螺旋結構幾種DNA空間結構的比較左手螺旋DNA—Z-DNA左手螺旋；大溝消失、小溝狹而深；與基因的調節(jié)有關；DNA二級結構的可變性（多態(tài)性）豐富了其多樣的功能（3）DNA的功能:儲存、復制、傳遞遺傳信息3.RNA由核苷酸組成，以單鏈形式存在，部分區(qū)域反折互補形成假雙鏈（1）信使RNA（message，RNA）：從DNA轉錄具體遺傳信息，指導蛋白質合成

含量：總RNA1％－5％結構特點：

兩頭含非編碼區(qū)中間是編碼區(qū)原核細胞：多順反子；真核細胞：單順反子（2）轉運RNA（transfer，RNA）：含量：占總RNA5％－10％結構：呈三葉單狀結構，中環(huán)為反密碼子環(huán)

3’末端含CCA堿基，與活化的氨基酸連接作用：將特異的氨基酸帶到糖體上合成蛋白質。tRNA的二級與三級結構

（3）核糖體RNA（ribosomal，rRNA）：rRNA

是核糖體的組成部分之一，是蛋白質合成的場所。含量：占總RNA80%－90％分類：

（4）小核RNA（smallnuclearRNA，snRNA）組成：70－300個核苷酸組成含量：少功能：參與轉錄粗轉錄mRNA的剪接，富含尿苷酸，與特異蛋白組成剪接體UsnRNP（5）微小RNA（microRNA，miRNA）組成：21－23核苷酸組成，有發(fā)夾結構功能：與特異序列mRNA結合，并促使其降解，抑制相應蛋白合成（6）核酶（ribozyme)核酶（ribozyme):具有催化活性的RNA（1）核酶的發(fā)現(xiàn)對酶的本質是蛋白質這一傳統(tǒng)概念提出了新的挑戰(zhàn)。（2）人工合成的錘頭狀、啞鈴狀核酶能特異性切割靶RNA，可用于抑制致病基因的轉錄和表達，為基因治療提供了新的途徑。

（二）蛋白質

（1）化學組成：氨基酸(兩性化合物）

多肽（peptide）的形成多肽鏈的形成2.蛋白質的結構(Proteinstructure)一級結構（氨基酸排列順序）二級結構（α-螺旋，β-折疊）三級結構（蛋白亞單位或單體）四級結構（1）一級結構：氨基酸的排列順序蛋白質折疊的分子機制分子伴侶（molecularchaperon)：參與新合成的蛋白質的折疊的輔助蛋白質

3.蛋白質的結構和功能的關系蛋白質的結構決定了其功能；具有相同結構域的蛋白質有類似的功能結構域（domain):多肽鏈的結構組成單元，通常由40－350aa組成

4.蛋白質的分類與功能1.分類：多種分類法，并相互包含。按外形分類：纖維蛋白、球形蛋白按功能分類：結構蛋白、調節(jié)蛋白、轉運蛋白、收縮蛋白、抗體蛋白、催化蛋白按組成分類：單純蛋白（只有氨基酸）、結合蛋白（含糖、脂、無機離子等輔基）

2.蛋白質的主要功能：（1）

細胞，生命的物質基礎。（2）

生命活動、生化反應的具體體現(xiàn)者（三）酶傳統(tǒng)觀念：酶－特殊功能的蛋白質1.蛋白類酶：（1）高度專一性（2）高效性（3）

高度不穩(wěn)定性

2.分類：單純蛋白酶、結合蛋白酶2。核酶（ribozyme)：

有催化活性的核酸(RNA)，核糖體肽基轉移酶（23S）特殊結構RNA（錘頭狀、啞鈴狀）小雙鏈DNA（RNAinterfering)第二節(jié)細胞的起源與進化一、原始生命的化學演化地球形成：約45億年前液態(tài)水：約45億年前原始生命：約36-35億年間，分四個時期：無機小分子——有機小分子有機小分子——生物大分子生物大分子——多分子體系多分子體系——原始生命有機小分子形成實驗

Miller1953年二、原始細胞的產生34-35億年生物大分子生物膜細胞三、自養(yǎng)生物的出現(xiàn)異養(yǎng)生物—