醫(yī)學細胞生物學：第3章 細胞的基本特征

1、第三章 細胞的基本特征第一節(jié) 細胞的分子基礎細胞的分子基礎一、細胞的小分子物質(zhì)一、細胞的小分子物質(zhì) 構(gòu)成細胞的構(gòu)成細胞的基本元素基本元素：C、 O、 H、N、S、P，此種元素構(gòu)成其干重物質(zhì)的占此種元素構(gòu)成其干重物質(zhì)的占99%以上。以上。 細胞的無機物主要有細胞的無機物主要有水水和和無機鹽無機鹽。 4類有機小分子：類有機小分子： 單糖，脂肪酸，氨基酸，核苷酸單糖，脂肪酸，氨基酸，核苷酸。 1. 水水: 85.0% 2. 無機鹽無機鹽: 1.5% 3. 糖類：糖類： 0.4% 4. 脂類：脂類： 2.0% 5. 蛋白質(zhì)：蛋白質(zhì)： 10.0% 6. 核酸：核酸： DNA 0.4%; RNA 0.7%

2、1%微量元素微量元素(如如B, Si, V, Mn, Co, Cu, Zn, Mo等等)9%: S, P, Na, Ca, K, Cl, Mg, Fe等等含量：含量： 占細胞總重量的占細胞總重量的 作用：作用： 天然溶劑天然溶劑 參與細胞的各種代謝活動參與細胞的各種代謝活動 防止溫度劇變，保護細胞防止溫度劇變，保護細胞 維持細胞內(nèi)外離子及酸堿平衡維持細胞內(nèi)外離子及酸堿平衡 水是原生質(zhì)最基本的物質(zhì)水是原生質(zhì)最基本的物質(zhì) 調(diào)節(jié)滲透壓和維持酸堿平衡；調(diào)節(jié)滲透壓和維持酸堿平衡； 維持膜電位；維持膜電位； 參與核酸、糖、酶和蛋白質(zhì)的構(gòu)成及其活性；參與核酸、糖、酶和蛋白質(zhì)的構(gòu)成及其活性； 調(diào)節(jié)酸堿平衡及調(diào)

3、節(jié)酸堿平衡及pHpH緩沖作用。緩沖作用。作用：作用： 陽離子：陽離子：K+、Na+、Mg2+、Ca2+ 陰離子：陰離子：Cl-、HCO32-、H2PO4-、HPO42-含量：含量：1% 無機鹽無機鹽 單糖單糖 含碳、氫、氧三種元素，通式為（含碳、氫、氧三種元素，通式為（CHCH2 2O O）n n，n=3-7n=3-7。 以戊糖和己糖最重要。戊糖含核糖和脫氧核糖；己以戊糖和己糖最重要。戊糖含核糖和脫氧核糖；己糖如糖如葡萄糖是許多細胞的主要營養(yǎng)化合物。葡萄糖是許多細胞的主要營養(yǎng)化合物。 單糖是構(gòu)成寡糖和多糖的單位。單糖是構(gòu)成寡糖和多糖的單位。 如葡萄糖構(gòu)成簡單多糖，在動物細胞為糖原，在植如葡萄糖

4、構(gòu)成簡單多糖，在動物細胞為糖原，在植物細胞為淀粉物細胞為淀粉. . 脂肪酸脂肪酸 直鏈脂肪烴有機酸，含疏水碳氫鏈與親水羧酸基直鏈脂肪烴有機酸，含疏水碳氫鏈與親水羧酸基團，通式為團，通式為 CH3（CH2）nCOOH。 能分解產(chǎn)生能分解產(chǎn)生ATP。 主要作用為構(gòu)成細胞膜：脂肪酸和甘油組成磷脂，主要作用為構(gòu)成細胞膜：脂肪酸和甘油組成磷脂，作為細胞膜主要成分。作為細胞膜主要成分。 氨基酸氨基酸 (amino acid) 構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位；構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位； 含一個氨基（含一個氨基（-NH-NH2 2）、一個梭基（）、一個梭基（-COOH-COOH）、一個）、一個側(cè)鏈（側(cè)鏈（-R-R）；）；

5、一個氨基酸的羧基與另一個氨基酸的氨基形成肽一個氨基酸的羧基與另一個氨基酸的氨基形成肽鍵；鍵； 組成蛋白質(zhì)的氨基酸有組成蛋白質(zhì)的氨基酸有2020種，不同氨基酸主要區(qū)種，不同氨基酸主要區(qū)別在于側(cè)鏈不同。別在于側(cè)鏈不同。 核苷酸核苷酸 ( (nuleotide) ) 組成核酸（組成核酸（DNA, RNA）的基本單位。）的基本單位。核苷酸核苷酸磷酸磷酸戊糖戊糖雜環(huán)化合物雜環(huán)化合物核糖核糖脫氧核糖脫氧核糖嘌呤嘌呤嘧呤嘧呤腺嘌呤腺嘌呤 A鳥嘌呤鳥嘌呤 G胸腺嘧啶胸腺嘧啶 T胞嘧啶胞嘧啶 C尿嘧啶尿嘧啶 U二、細胞的大分子物質(zhì)二、細胞的大分子物質(zhì)由由單體單體聚合而成聚合而成大小介于大分子與小分子之間大小介于

6、大分子與小分子之間有機物有機物蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂類脂類 核酸核酸糖類糖類大分子大分子 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)1. 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)以氨基酸殘基通過肽鍵連接而成的線性順序，分為四級。以氨基酸殘基通過肽鍵連接而成的線性順序，分為四級。蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)：以肽鍵為主鍵或有少量二硫鍵為副鍵的多肽鏈。決定以肽鍵為主鍵或有少量二硫鍵為副鍵的多肽鏈。決定于氨基酸種類、數(shù)目、排列順序等。于氨基酸種類、數(shù)目、排列順序等。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)的基礎上在一級結(jié)構(gòu)的基礎上,借氫鍵在借氫鍵在氨基酸殘基之間的對應點連接，氨基酸殘基之間的對應點連接，發(fā)生折曲而形成的一發(fā)生折曲而形成的一種

7、結(jié)構(gòu)種結(jié)構(gòu)。類型：類型： 螺旋螺旋(-helix) ：肽鏈以右手螺旋盤繞而成的空心肽鏈以右手螺旋盤繞而成的空心筒狀構(gòu)象筒狀構(gòu)象 折疊片層折疊片層(-pleated sheet) ：一條肽鏈回折而成一條肽鏈回折而成的平行排列構(gòu)象的平行排列構(gòu)象 三股螺旋三股螺旋(triple helix）：膠原獨有的構(gòu)象膠原獨有的構(gòu)象,由原膠由原膠原的原的3條多肽鏈共同絞接而成條多肽鏈共同絞接而成.蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)：二級結(jié)構(gòu)的基礎上，由于氨基酸二級結(jié)構(gòu)的基礎上，由于氨基酸殘基側(cè)鏈相互作用而使多肽鏈進一步盤曲折疊而形成殘基側(cè)鏈相互作用而使多肽鏈進一步盤曲折疊而形成的不規(guī)則的特定構(gòu)象。的不規(guī)則的特定

8、構(gòu)象。 化學鍵：氫鍵、酯鍵、離子鍵、疏水鍵化學鍵：氫鍵、酯鍵、離子鍵、疏水鍵螺旋螺旋折疊折疊隨機卷曲隨機卷曲蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)：由兩個或兩個以上的具三級由兩個或兩個以上的具三級結(jié)構(gòu)的多肽鏈聚合而成，結(jié)構(gòu)的多肽鏈聚合而成，靠氫鍵等化學鍵維持靠氫鍵等化學鍵維持,單個亞基沒有活性單個亞基沒有活性. 核酸核酸種類種類：DNA RNADNA RNA。構(gòu)成構(gòu)成：核苷酸通過磷酸二酯鍵相互連接而成。：核苷酸通過磷酸二酯鍵相互連接而成。功能功能：攜帶和傳遞遺傳信息。：攜帶和傳遞遺傳信息。方向方向： 3 端：羥基端端：羥基端 5 端：磷酸基團端端：磷酸基團端1. 核酸的結(jié)構(gòu)核酸的結(jié)構(gòu)DNA的結(jié)構(gòu)的

9、結(jié)構(gòu)由兩條反向平行的互補核苷酸鏈以右手螺旋盤旋而成。由兩條反向平行的互補核苷酸鏈以右手螺旋盤旋而成。主要特點主要特點:DNA分子全部堿基處于雙螺旋內(nèi)側(cè)分子全部堿基處于雙螺旋內(nèi)側(cè),由氫鍵連接由氫鍵連接.按堿基按堿基互補的原則配對。互補的原則配對。RNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)由線性的核苷酸序列組成。由線性的核苷酸序列組成。與與DNA相比有兩點不同：糖相比有兩點不同：糖-磷酸主鏈是核糖磷酸主鏈是核糖; T U。包括包括 mRNA（messenger RNA） tRNA (transfer RNA) rRNA (ribosomal RNA) mRNA：在細胞核內(nèi)合成：在細胞核內(nèi)合成,經(jīng)過剪接經(jīng)過剪接,加工成為成

10、加工成為成熟的熟的mRNA并移出核外，成為蛋白質(zhì)合成的模版。并移出核外，成為蛋白質(zhì)合成的模版。 tRNA: 細胞內(nèi)相對分子質(zhì)量最小的一類核酸，在細胞內(nèi)相對分子質(zhì)量最小的一類核酸，在蛋白質(zhì)合成時辨認蛋白質(zhì)合成時辨認mRNA而轉(zhuǎn)運氨基酸。而轉(zhuǎn)運氨基酸。 rRNA:細胞內(nèi)相對分子質(zhì)量最大細胞內(nèi)相對分子質(zhì)量最大,含量最多含量最多; 真核真核細胞中含細胞中含5S,5.8S,18S,28S四種；構(gòu)成核糖體亞四種；構(gòu)成核糖體亞基，形成蛋白質(zhì)合成的場所基，形成蛋白質(zhì)合成的場所.第二節(jié) 細胞的結(jié)構(gòu)特征細胞的結(jié)構(gòu)特征 細胞是有膜包圍的能獨立進行繁殖的細胞是有膜包圍的能獨立進行繁殖的原生質(zhì)原生質(zhì)(protoplas

11、m) 團。團。 一個動物細胞就是原生質(zhì)。一個動物細胞就是原生質(zhì)。原生質(zhì)體原生質(zhì)體:植物細胞去掉細胞壁剩余的細胞稱為原植物細胞去掉細胞壁剩余的細胞稱為原生質(zhì)體。生質(zhì)體。一、細胞的大小一、細胞的大小 最大細胞：最大細胞：鴕鳥卵鴕鳥卵 1215cm 人卵人卵 0.1mm 最小細胞最小細胞：支原體：支原體 0.1m 大多數(shù)真核細胞大多數(shù)真核細胞： 2030 mp 生物體各種細胞的大小差別很大：生物體各種細胞的大小差別很大：與細胞的與細胞的種類和功能有關(guān)，與生物體的體積無關(guān)。種類和功能有關(guān)，與生物體的體積無關(guān)。二、細胞的數(shù)目二、細胞的數(shù)目 單細胞生物：單細胞生物：由一個細胞組成，如細菌由一個細胞組成，如細菌 多細胞生物多細胞生物：大多數(shù)生物，成人約：大多數(shù)生物，成人約21014個細胞。個細胞。 多細胞生物的細胞數(shù)目呈動態(tài)平衡。多細胞生物的細胞數(shù)目呈動態(tài)平衡。三、細胞的形態(tài)三、細胞的形態(tài)各類細胞各類細胞結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)、功能功能和所處環(huán)境不同和所處環(huán)境不同形狀和大小形狀和大小千差萬別千差萬別骨細胞骨細胞結(jié)締組織細胞結(jié)締組織細胞卵細胞卵細胞精子精子毛細胞