第二章細胞概述

醫(yī)學細胞生物學MEDICALCELLBIOLOGY第二章細胞概述細胞的形態(tài)和大小原核細胞和真核細胞生物大分子第二節(jié)細胞的形態(tài)和大?、乓?細胞的形態(tài)細胞形態(tài)具有多樣性，這與細胞的類型、功能、生活環(huán)境以及相鄰細胞的相互作用等因素密切相關(guān)。但任何一種組織細胞都有其固定的形態(tài)（特異性）。細胞的存在方式游離細胞組織細胞人類血細胞巨噬細胞神經(jīng)元細胞第二節(jié)細胞的形態(tài)和大?、贫?細胞的大小和數(shù)目自然界中最小的細胞是支原體，直徑約0.1μm。

最大的細胞是鴕鳥卵，直徑在10cm以上。人體細胞的直徑在10~100μm之間。

幾種細胞的大小細胞體積的守恒定律個體的大小主要決定于細胞的數(shù)量，與細胞的大小無關(guān)。一般來說，一定類型的細胞，其體積（大小）是恒定的?！毎w積的守恒定律。

一般細胞體積在200~1500μm3。

WhyareCellsSmall第二章細胞概述生物大分子細胞的基本特性原核細胞和真核細胞第三節(jié)原核細胞與真核細胞⑴一.原核細胞（prokaryoticcell）

——細胞內(nèi)原生質(zhì)很少分化，沒有核膜、核仁，不具備完整的細胞核結(jié)構(gòu)，遺傳物質(zhì)分散在細胞質(zhì)中。

原核生物（prokaryotes）——由原核細胞構(gòu)成的生物。原核生物種類較少，大約5000余種，常見的有支原體，細菌，藍藻等。第四節(jié)原核細胞與真核細胞⑵支原體（mycoplasma）1.與病毒相似的特點:①能通過細菌濾器②沒有細胞壁③形態(tài)可變2.與細菌相似的特點:①有磷脂和蛋白質(zhì)構(gòu)成的細胞膜②有環(huán)形雙鏈DNA分子，無核膜包圍，分散在細胞質(zhì)③有核糖體④能獨立進行生命活動目前所知的最小細胞，能獨立生活的最小單位，直徑0.1~0.3μmSimplestProkaryoticcell——支原體mycoplast原核細胞的典型代表－－細菌和藍藻(cyanobacteria)原核細胞肺炎支原體第四節(jié)原核細胞與真核細胞⑶細菌（bacteria）①擬核在細菌細胞內(nèi)無核膜和核仁，只有核區(qū)，在核區(qū)內(nèi)折疊著長1200~1400μm的環(huán)形DNA分子，不與組蛋白結(jié)合。②核糖體

70s③細胞膜④中間體⑤細胞壁——主要成分是肽聚糖根據(jù)其形態(tài)分為：球菌(球形或橢圓形）;桿菌（桿狀或圓柱形）;螺旋菌（螺旋形)

在進化上又分為：原細菌（古細菌）﹑真細菌中膜體（mesosome）或間體

白喉桿菌的間體

細菌質(zhì)膜內(nèi)褶形成小管狀結(jié)構(gòu)。原核細胞prokaryoticcell無核膜，DNA游離在細胞質(zhì)中缺少內(nèi)膜系統(tǒng)，至少不發(fā)達無細胞骨架染色體為環(huán)狀，一條細胞小，多在1-10微米第四節(jié)原核細胞與真核細胞⑷二.真核細胞（eukaryoticcell）——具有完整的細胞結(jié)構(gòu)，細胞中出現(xiàn)了核膜，把核物質(zhì)包圍起來，從而有了真正意義的典型的細胞核。

細胞核的出現(xiàn)是原核細胞進化到真核細胞的顯著標志。

真核生物（eukaryotes）——由真核細胞構(gòu)成的生物。B真核細胞eukaryoticcell有膜結(jié)構(gòu)圍成的細胞核，DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合，形成染色質(zhì)（體），基因組至少有兩條染色體有內(nèi)膜系統(tǒng)，包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、線粒體、葉綠體等具有細胞骨架系統(tǒng)第四節(jié)原核細胞與真核細胞⑸光鏡下真核細胞的結(jié)構(gòu)

細胞膜（質(zhì)膜）

（cellmembrane）線粒體細胞質(zhì)高爾基體

（cytoplasm）中心體細胞基質(zhì)核膜細胞核核仁

（nucleus）

染色質(zhì)核基質(zhì)第四節(jié)原核細胞與真核細胞⑹電鏡下真核細胞的結(jié)構(gòu)

膜相結(jié)構(gòu)（membranousstructure）——細胞內(nèi)具有膜的結(jié)構(gòu)的總稱。

非膜相結(jié)構(gòu)（non-membranousstructure）——細胞內(nèi)無膜包裹，呈粒狀或絲狀的結(jié)構(gòu)。第三節(jié)原核細胞與真核細胞⑻內(nèi)膜系統(tǒng)（endomembranesystem）——相對于細胞膜而言，是指位于細胞質(zhì)內(nèi)，在結(jié)構(gòu)、功能乃至發(fā)生上有一定聯(lián)系的膜性結(jié)構(gòu)的總稱。細胞內(nèi)膜（internalmembrane）——除細胞膜以外，細胞內(nèi)所有膜結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱。生物膜（biologicalmembrane）——細胞膜和細胞內(nèi)膜的總稱。第三節(jié)原核細胞與真核細胞⑺

細胞膜高爾基體內(nèi)單膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜

細生

膜相結(jié)構(gòu)溶酶體系胞物

過氧化物酶體統(tǒng)內(nèi)膜

有孔雙膜—核膜

膜

雙膜——線粒體第三節(jié)原核細胞與真核細胞⑼

微管細胞微絲骨架核糖體位于細胞質(zhì)中非膜相結(jié)構(gòu)中心粒細胞質(zhì)基質(zhì)核仁染色質(zhì)位于細胞核中核基質(zhì)第三節(jié)原核細胞與真核細胞⑽三.原核細胞和真核細胞的異同點⒈相同點⑴具有細胞膜⑵具有兩類核酸（DNA和RNA）⑶具有核糖體⑷進行細胞分裂，可增殖⒉不同點

原核細胞真核細胞細胞大小較?。?~10μm）較大（10~100μm）細胞核無核膜、核仁（擬核）有核膜、核仁（真核）細胞器除核糖體外，無其它細胞器各種細胞器核糖體70s（50s+30s）80s（60s+40s）DNA環(huán)狀，不與組蛋白結(jié)合線形，與組蛋白結(jié)合細胞壁肽聚糖纖維素細胞分裂無絲分裂有絲分裂，減數(shù)分裂轉(zhuǎn)錄和翻譯出現(xiàn)在同一時間和地點，可連續(xù)進行出現(xiàn)在不同時間和地點，有嚴格的階段性和區(qū)域性第二章細胞概述細胞的形態(tài)和大小原核細胞和真核細胞生物大分子細胞化學基礎(chǔ)原生質(zhì)（protoplasm）

——構(gòu)成細胞的生命物質(zhì)。原生質(zhì)與細胞的區(qū)別：原生質(zhì)——化學成分細胞——化學成分、大小、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能。各種細胞的原生質(zhì)在化學成分上雖有差別，但組成原生質(zhì)的化學元素基本相同。一.組成原生質(zhì)的化學元素宏量元素——(99.9%)

C、H、O、N90%Na、K、Mg、Ca、Cl、Fe、S、P9.9%微量元素——(0.1%)Cu、Zn、Mn、Si、F、Br、I、Ba等組成原生質(zhì)的各種化學元素并非獨立存在，而是相互結(jié)合，以化合物的形式存在。二.組成原生質(zhì)的化合物

水無機化合物無機鹽糖類有機化合物脂類蛋白質(zhì)生物大分子核酸

生物大分子（biologicalmacromolecules)——分子量巨大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有生物活性的有機分子。原生質(zhì)（protoplasm):構(gòu)成細胞的物質(zhì)。宏量元素：CHONSPNaKCaClMgFe微量元素：CuZnMnMoCoCrSiFBrILiCd細胞的化學與分子組成原生質(zhì)無機化合物有機化合物水無機鹽有機小分子生物大分子一、核酸（nucleicacid)核酸是生物的遺傳物質(zhì)核糖核酸RNA脫氧核糖核酸DNA第一節(jié)生物大分子核酸⑴⑴核酸的化學組成（1934年，Levene）

核酸（nucleicacid）

核苷酸（nucleotide）

磷酸核苷

戊糖

堿基

核酸的基本單位單核苷酸戊糖磷酸含氮有機堿核糖脫氧核糖嘧啶：ＴＣＵ嘌呤：ＡＧ（堿基）核酸（２）核酸⑶組成DNA的堿基——腺嘌呤（A），鳥嘌呤（G），

胞嘧啶（C），胸腺嘧啶（T）組成RNA的堿基——腺嘌呤（A），鳥嘌呤（G），

胞嘧啶（C），尿嘧啶（U）嘧啶嘌呤胞嘧啶C胸腺嘧啶T尿嘧啶U鳥嘌呤G腺嘌呤A堿基核酸⑷核苷化學鍵：糖苷鍵-C-N-脫氧核糖磷酸核酸⑸核苷酸化學鍵：酯鍵-P-O-C-糖苷鍵核苷酯鍵單核苷酸核苷酸的形成核酸⑺組成DNA的核苷酸——

dAMP—腺嘌呤脫氧核苷酸（一磷酸脫氧腺苷）

dGMP—鳥嘌呤脫氧核苷酸（一磷酸脫氧鳥苷）

dCMP—胞嘧啶脫氧核苷酸（一磷酸脫氧胞苷）

dTMP—胸腺嘧啶脫氧核苷酸（一磷酸脫氧胸苷）核酸⑻⑵核酸中核苷酸的連接方式化學鍵：3’-5’磷酸二酯鍵

多核苷酸鏈——

一個5’端，一個3’端

5’3’磷酸端羥基端（二）DNA的結(jié)構(gòu)與功能DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序。Watson和

Crick提出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。二級結(jié)構(gòu)：一級結(jié)構(gòu)：1.DNA的分子結(jié)構(gòu):雙螺旋結(jié)構(gòu)1.兩條鏈逆向平行2.堿基位于內(nèi)側(cè)，磷酸和戊糖位于外側(cè)3.堿基之間進行互補配對，A=TC=G且A+G=T+C4.一個螺距由10個堿基組成，旋轉(zhuǎn)360o，3.4nm2.DNA特征：3.4nm含10個堿基對雙螺旋結(jié)構(gòu)模型360°DNADNA的結(jié)構(gòu)

DNA的三種主要構(gòu)象

核酸⑾⑷RNA分子的結(jié)構(gòu)和功能絕大部分RNA分子都是直線狀單鏈，但在局部可形成假雙鏈（發(fā)卡式結(jié)構(gòu)）。

U5’-G-A-C-C-G-U-A3’-C-U-G-G-C-A-U

U

U核酸⑹組成RNA的核苷酸——

AMP—腺嘌呤核苷酸（腺苷酸，一磷酸腺苷）

GMP—鳥嘌呤核苷酸（鳥苷酸，一磷酸鳥苷）

CMP—胞嘧啶核苷酸（胞苷酸，一磷酸胞苷）

UMP—尿嘧啶核苷酸（尿苷酸，一磷酸尿苷）AMP→ADP→ATP（三磷酸腺苷）

cAMP（環(huán)一磷酸腺苷）HO-P-O-CH2OOA核酸⑿根據(jù)結(jié)構(gòu)和功能的不同將RNA分成三類——mRNA(messengerRNA)——信使RNAtRNA(transferRNA)——轉(zhuǎn)運RNArRNA(ribosomalRNA)——核糖體RNAmRNAtRNArRNA細胞中含量1%~5%5%~10%80%~90%分子量（1~5）X105~2X106(2.4~3)X104(0.36~1.1)X106

大小懸殊約有70~80個單核苷酸沉降系數(shù)6S~25S4S5.8S18S28S結(jié)構(gòu)特征存在場所細胞質(zhì)或核糖體細胞質(zhì)或核糖體細胞中的核糖體功能作用三種RNA分子的結(jié)構(gòu)特征和功能作用基本上呈線形，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，其相對端為基部呈環(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)。轉(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。為蛋白質(zhì)合成場所的核糖體的組成成分。（四）核酶：具有酶活性的RNA，亦稱RNA催化劑。

DNA

RNA戊糖脫氧核糖核糖堿基AGCTAGCU磷酸磷酸磷酸核苷酸種類脫氧腺苷酸（dAMP)腺苷酸（AMP）脫氧鳥苷酸（dGMP)鳥苷酸（GMP）脫氧胞苷酸（dCMP)胞苷酸（CMP）脫氧胸苷酸（dTMP)尿苷酸（UMP）結(jié)構(gòu)雙鏈單鏈存在部位主要存在細胞核中主要存在細胞質(zhì)中功能儲存，復(fù)制和傳遞遺傳信息遺傳信息表達有關(guān)DNA與RNA的區(qū)別蛋白質(zhì)⑴⑴蛋白質(zhì)（protein）的基本單位

氨基酸（aminoacid，aa，AA）—主要由C、H、O、N四種元素組成。

化學結(jié)構(gòu)式：

HH

H2N—C—COOH或H3N+—C—COO-

RR

兩性化合物—溶解在水中能呈酸堿兩種性質(zhì)的化合物。

蛋白質(zhì)⑴---分子的化學組成

蛋白質(zhì)的基本單位氨基酸（aminoacid)氨基酸20種它們結(jié)構(gòu)的共同特點：含有堿性氨基（-NH2）和酸性羧基（-COOH），為兩性化合物?；驂A性的氨基酸性的羧基側(cè)鏈兩性化合物兩性電解質(zhì)（主要元素：CHON；少量的S）二、蛋白質(zhì)（protein)肽鍵肽鍵蛋白質(zhì)分子是由許多氨基酸分子通過肽鍵，依次縮合而形成多肽鏈。側(cè)鏈側(cè)鏈側(cè)鏈側(cè)鏈（二）蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)肽鍵：一個氨基酸分子上的羧基與另一個氨基酸分子上的氨基經(jīng)脫水縮合而形成的化學鍵。肽：氨基酸通過肽鍵而連接成的化合物。多肽：多個氨基酸連接成的化合物，是蛋白質(zhì)分子的骨架。氨基酸的R基：不同的氨基酸含有不同的R基團，R基團是氨基酸的側(cè)鏈，R基團有20種不同的結(jié)構(gòu)，所以就形成20種氨基酸。蛋白質(zhì)⑵

氨基酸分類酸性氨基酸——R基連有一個羧基堿性氨基酸——R基連有一個氨基中性氨基酸——R基上既無羧基，也無氨基

必需氨基酸——人體自身無法合成，必需從食物中攝取的氨基酸。包括賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸。