第三章細(xì)胞膜的分子基礎(chǔ)演示文稿

第三章細(xì)胞膜的分子基礎(chǔ)演示文稿當(dāng)前1頁(yè)，總共49頁(yè)。優(yōu)選第三章細(xì)胞膜的分子基礎(chǔ)ppt當(dāng)前2頁(yè)，總共49頁(yè)。

內(nèi)容提要第一節(jié)細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位第二節(jié)細(xì)胞的性態(tài)、大小和數(shù)量第三節(jié)原核細(xì)胞和真核細(xì)胞第四節(jié)細(xì)胞的分子基礎(chǔ)當(dāng)前3頁(yè)，總共49頁(yè)。第一節(jié)細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位結(jié)構(gòu)核酸核糖體一分為二的分裂方式當(dāng)前4頁(yè)，總共49頁(yè)。第二節(jié)細(xì)胞的形態(tài)、大小和數(shù)量形態(tài)大小數(shù)量當(dāng)前5頁(yè)，總共49頁(yè)。第三節(jié)原核細(xì)胞和真核細(xì)胞根據(jù)進(jìn)化地位、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、遺傳裝置的類型與主要生命活動(dòng)的方式，將細(xì)胞分為原核細(xì)胞（prokaryoticcell）和真核細(xì)胞（eukaryoticcell）兩大類。當(dāng)前6頁(yè)，總共49頁(yè)。Nucleoid當(dāng)前7頁(yè)，總共49頁(yè)。當(dāng)前8頁(yè)，總共49頁(yè)。原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較

①真核細(xì)胞具有由核膜、染色質(zhì)、核仁、核基質(zhì)構(gòu)成的細(xì)胞核；原核細(xì)胞無(wú)核膜、核仁，僅有核物質(zhì)構(gòu)成的擬核。②除某些低等類群（如甲藻等）的細(xì)胞外，真核生物染色體DNA均與組蛋白結(jié)合，形成核小體；而在原核細(xì)胞核DNA無(wú)組蛋白與之結(jié)合，也不構(gòu)成染色體。③真核細(xì)胞的DNA復(fù)制在細(xì)胞周期的S期，原核細(xì)胞DNA復(fù)制常是連續(xù)進(jìn)行的。④真核細(xì)胞的基因表達(dá)具有時(shí)空性，轉(zhuǎn)錄先在細(xì)胞核中進(jìn)行，蛋白質(zhì)合成后在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行；原核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄與蛋白質(zhì)合成在細(xì)胞質(zhì)中同時(shí)進(jìn)行。當(dāng)前9頁(yè)，總共49頁(yè)。⑤真核細(xì)胞有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體等細(xì)胞器構(gòu)成的內(nèi)膜系統(tǒng)，原核細(xì)胞沒(méi)有。⑥真核細(xì)胞內(nèi)含微管、微絲和中間纖維等構(gòu)成的細(xì)胞骨架，與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞分裂、胞質(zhì)環(huán)流及吞噬作用密切相關(guān)；原核細(xì)胞內(nèi)無(wú)細(xì)胞骨架。⑦真核細(xì)胞的核糖體為80S型，原核細(xì)胞核糖體為70S型。⑧真核細(xì)胞含有雙層單位膜包裹而成的線粒體或葉綠體，內(nèi)含DNA及基因表達(dá)體系，其內(nèi)膜上有與氧化磷酸化或光合磷酸化相關(guān)的電子傳遞鏈；原核細(xì)胞功能上與線粒體、葉綠體相應(yīng)的結(jié)構(gòu)是質(zhì)膜和質(zhì)膜內(nèi)褶，但質(zhì)膜內(nèi)褶內(nèi)無(wú)DNA及基因表達(dá)體系。⑨真核細(xì)胞的細(xì)胞分裂方式包括有絲分裂和減數(shù)分裂，原核細(xì)胞則進(jìn)行無(wú)絲分裂。當(dāng)前10頁(yè)，總共49頁(yè)。第四節(jié)細(xì)胞的分子基礎(chǔ)一、水和無(wú)機(jī)鹽二、有機(jī)化合物三、生物大分子當(dāng)前11頁(yè)，總共49頁(yè)。生物小分子組成細(xì)胞的基本元素是：C、H、O、N、S、K、Ca、P、Mg，其中C、H、O、N四種元素占90%以上。細(xì)胞化學(xué)物質(zhì)可分為兩大類：無(wú)機(jī)物和有機(jī)物。在無(wú)機(jī)物中水是最主要的成分，約占細(xì)胞物質(zhì)總含量的70％—80％。當(dāng)前12頁(yè)，總共49頁(yè)。一、無(wú)機(jī)化合物

細(xì)胞的無(wú)機(jī)物主要有水和無(wú)機(jī)鹽。水約占細(xì)胞重量的70％-80％，其中游離水約95％，其余為結(jié)合水。無(wú)機(jī)鹽的含量約為1％，主要以離子形式存在。當(dāng)前13頁(yè)，總共49頁(yè)。水水分子是偶極子。蛋白質(zhì)中每一個(gè)氨基酸平均可結(jié)合2.6個(gè)水分子。水是細(xì)胞中最主要的成份。水分子間可形成氫鍵。水在細(xì)胞中既是反應(yīng)物也是溶劑。細(xì)胞中的水以兩種形式存在:游離水和結(jié)合水。當(dāng)前14頁(yè)，總共49頁(yè)。無(wú)機(jī)離子的主要功能是維持細(xì)胞內(nèi)的pH和滲透壓，以保持細(xì)胞的正常生理活動(dòng)；有的同蛋白質(zhì)或脂類結(jié)合組成具有特定功能的結(jié)合蛋白，參與細(xì)胞的生命活動(dòng)；有的作為酶反應(yīng)的輔助因子。所以無(wú)機(jī)鹽也是維持細(xì)胞生命活動(dòng)所不可缺少的。無(wú)機(jī)鹽當(dāng)前15頁(yè)，總共49頁(yè)。主要的陰離子有Cl—、PO4—和HCO3—，其中磷酸根離子在細(xì)胞代謝活動(dòng)中最為重要：①在各類細(xì)胞的能量代謝中起著關(guān)鍵作用；②是核苷酸、磷脂、磷蛋白和磷酸化糖的組成成分；③調(diào)節(jié)酸堿平衡，對(duì)血液和組織液pH起緩沖作用。主要的陽(yáng)離子有：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Mo2+。其作用如下：當(dāng)前16頁(yè)，總共49頁(yè)。離子種類

在細(xì)胞中的作用Fe2+或Fe3+

血紅蛋白、細(xì)胞色素、過(guò)氧化物酶和鐵蛋白的組成成分Na+維持膜電位K+參與蛋白質(zhì)合成和某些酶促合成Mg2+葉綠素、磷酸酶、Na’—K‘泵Mn2+肽酶Cu2+酪氨酸酶、抗壞血酸氧化酶Co2+肽酶Mo2+硝酸還原酶、黃嘌呤氧化酶Ca2+鈣調(diào)素、肌動(dòng)球蛋白、ATP酶當(dāng)前17頁(yè)，總共49頁(yè)。二、有機(jī)化合物細(xì)胞內(nèi)有4類有機(jī)小分子:單糖、脂肪酸、氨基酸和核苷酸，由它們可以構(gòu)成生物大分子。當(dāng)前18頁(yè)，總共49頁(yè)。（一）糖類糖類由碳、氫、氧3種化學(xué)元素組成，它是構(gòu)成生物體的重要成分，也是細(xì)胞的主要能源物質(zhì)。主要包括單糖、二糖、低聚糖(2～6個(gè)糖)和多糖(由幾百到幾千個(gè)單糖分子組成)，其中多糖屬于生物大分子。單純的多糖由許多葡萄糖殘基組成，在動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)主要是糖原，在植物細(xì)胞內(nèi)主要是淀粉。它們是細(xì)胞內(nèi)貯存的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，提供細(xì)胞代謝所需的能源。當(dāng)前19頁(yè)，總共49頁(yè)。（二）脂類脂肪酸是脂類的主要成分。一般包括脂肪、類脂和固醇等。脂肪酸是營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高的營(yíng)養(yǎng)物，按重量比計(jì)算，脂肪酸分解產(chǎn)生的能量，相當(dāng)于葡萄糖所產(chǎn)生能量的兩倍。脂肪酸在細(xì)胞內(nèi)最重要的功能是構(gòu)成細(xì)胞結(jié)構(gòu)。除了脂肪酸外，細(xì)胞內(nèi)還有其他一些脂類。磷脂是構(gòu)成細(xì)胞膜和多種細(xì)胞器的膜結(jié)構(gòu)的重要組成成分。當(dāng)前20頁(yè)，總共49頁(yè)。（三）核苷酸

核苷酸是組成核酸的基本單位，每個(gè)核苷酸分子由一個(gè)戊糖(核糖或脫氧核糖)、一個(gè)含氮堿基(嘧啶或嘌呤)和一個(gè)磷酸脫水縮合而成。當(dāng)前21頁(yè)，總共49頁(yè)。（四）氨基酸

細(xì)胞內(nèi)主要有20種氨基酸，它們的差別主要是R側(cè)鏈不同(圖3-1)，決定了氨基酸不同的化學(xué)性質(zhì)。氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位，蛋白質(zhì)是長(zhǎng)的線性的氨基酸多聚體，這些氨基酸通過(guò)一個(gè)氨基酸的羧基與另一個(gè)氨基酸的氨基之間形成的肽鍵而首尾相連，構(gòu)成多肽鏈。當(dāng)前22頁(yè)，總共49頁(yè)。當(dāng)前23頁(yè)，總共49頁(yè)。生物大分子

細(xì)胞內(nèi)小分子組裝成大分子，不僅是分子大小發(fā)生變化，而且賦予它們與小分子截然不同的生物學(xué)特性。生物大分子（biologicalmacromolecules）：蛋白質(zhì)、核酸、多糖和脂類分子量巨大，具有一定的生物學(xué)功能。它們的分子量一般在10000到1000000之間，細(xì)胞內(nèi)大約有3000種大分子。當(dāng)前24頁(yè)，總共49頁(yè)。蛋白質(zhì)、核酸、脂類和糖，約占細(xì)胞干重的90%以上。一個(gè)細(xì)胞中約有104種蛋白質(zhì)，分子的數(shù)達(dá)1011。蛋白質(zhì)是細(xì)胞的結(jié)構(gòu)成分，也是細(xì)胞功能的實(shí)現(xiàn)者。生化反應(yīng)的催化劑——酶是蛋白質(zhì)。當(dāng)前25頁(yè)，總共49頁(yè)。一、核酸（一）核酸的種類及其組成細(xì)胞中的核酸有兩大類：一是主要分布于細(xì)胞核中的脫氧核糖核酸(簡(jiǎn)寫DNA)；另一是主要分布于細(xì)胞質(zhì)中的核糖核酸(簡(jiǎn)寫RNA)。兩類核酸的差異是組成核酸的單位——單核苷酸的化學(xué)組成不同，確切地說(shuō)就是核苷(nucleoside)的化學(xué)組成有別。

3',5'-磷酸二酯鍵相連，即在一個(gè)核苷酸的3’羥基和另一個(gè)核苷酸的5’磷酸基之間形成磷酸二酯鍵，分別聚合成脫氧核糖核酸或核糖核酸。當(dāng)前26頁(yè)，總共49頁(yè)。DNA是遺傳信息復(fù)制、傳遞和基因轉(zhuǎn)錄的模板，RNA參與蛋白質(zhì)的合成。生物體全部基因序列及其間隔稱為基因組genome.原核生物的基因組大小約600Kb-9.5Mb，真核生物的約為3Mb-140000Mb。一個(gè)能夠獨(dú)立生存的細(xì)胞需要約500個(gè)基因。當(dāng)前27頁(yè)，總共49頁(yè)。當(dāng)前28頁(yè)，總共49頁(yè)。當(dāng)前29頁(yè)，總共49頁(yè)。核酸的特性當(dāng)溫度上升到一定高度時(shí)，DNA雙鏈即解離為單鏈，稱為變性（denaturation）或熔解（melting），這一溫度稱為熔解溫度（meltingtemperature，Tm）。堿基組成不同的DNA，熔解溫度不一樣，含G—C對(duì)（3條氫鍵）多的DNA，Tm高；含A—T對(duì)（2條氫鍵）多的，Tm低。當(dāng)溫度下降到一定溫度以下，變性DNA的互補(bǔ)單鏈又可通過(guò)在配對(duì)堿基間形成氫鍵，恢復(fù)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，這一過(guò)程稱為復(fù)性（renaturation）或退火（annealing）。當(dāng)前30頁(yè)，總共49頁(yè)。（二）DNA的結(jié)構(gòu)DNA是所有生物(病毒除外)的遺傳信息貯存者。遺傳信息的基本單位是基因(gene)，基因是片段DNA分子中的核苷酸排列順序。DNA是雙螺旋結(jié)構(gòu):DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)。DNA的超螺旋(superhelix)結(jié)構(gòu):DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)。當(dāng)前31頁(yè)，總共49頁(yè)。每條主鏈上的2-脫氧核糖與磷酸處于螺旋的外側(cè)；相鄰的兩個(gè)核苷酸上的堿基平面，相互平行且基本上垂直于螺旋軸。螺旋的直徑為2.0nm。在同一條鏈上相鄰的兩個(gè)堿基之間沿軸的螺距為0.34nm，其間的旋轉(zhuǎn)角為36°。大約每隔10個(gè)堿基旋繞一圈，其間距為3.4nm當(dāng)前32頁(yè)，總共49頁(yè)。當(dāng)前33頁(yè)，總共49頁(yè)。DNA有三種主要構(gòu)象。B-DNA：為Watson&Click提出的右手螺旋模型，每圈螺旋10個(gè)堿基，螺旋扭角為36度，螺距34A，每個(gè)堿基對(duì)的螺旋上升值為3.4A，堿基傾角為-2度。A-DNA：為右手螺旋，每圈螺旋10.9個(gè)堿基，螺旋扭角為33度，螺距32A，每個(gè)堿基對(duì)的螺旋上升值為2.9A，堿基傾角為13度。Z-DNA：為左手螺旋，每圈螺旋12個(gè)堿基，螺旋扭角為-51度（G—C）和-9度（C—G），螺距46A，每個(gè)堿基對(duì)的螺旋上升值為3.5A（G—C）和4.1A（C—G），堿基傾角為9度。當(dāng)前34頁(yè)，總共49頁(yè)。當(dāng)前35頁(yè)，總共49頁(yè)。(二)RNA的結(jié)構(gòu)1、結(jié)構(gòu)特征RNA是核糖核苷酸的多聚體，其中的核苷酸是以3’,5’-磷酸二酯鍵相連接，分子中不同的核糖核苷酸排列順序是RNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)。當(dāng)前36頁(yè)，總共49頁(yè)。RNA與DNA的區(qū)別戊糖嘧啶堿天然RNA是以單股鏈的形式存在，而DNA分子常以雙股螺旋的形式存在。鳥嘌呤的含量不一定和胞嘧啶的含量相等，腺嘌呤的含量也不一定和尿嘧啶的含量相等。RNA分子除含四種核糖苷酸以外，還陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了許多修飾成分，其中包括堿基的修飾成分和核糖的修飾成分以及由它們所構(gòu)成的核苷或核苷酸。當(dāng)前37頁(yè)，總共49頁(yè)。2、RNA分子的類型按RNA分子能否進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)而分為：細(xì)胞核特異性RNA與細(xì)胞可移動(dòng)RNA兩類。細(xì)胞核特異性RNA：包括不均一細(xì)胞核核糖核酸(以hnRNA表示)及染色質(zhì)核糖核酸(chRNA)等。細(xì)胞可移動(dòng)RNA、這類RNA的分子量相對(duì)地小些，它們可以從細(xì)胞核遷入細(xì)胞質(zhì)，如rRNA、tRNA等。信使核糖核酸(messageRNA，簡(jiǎn)寫mRNA)帽子結(jié)構(gòu)的功能：尾巴結(jié)構(gòu)：當(dāng)前38頁(yè)，總共49頁(yè)。當(dāng)前39頁(yè)，總共49頁(yè)。（三）核酸的功能DNA主要執(zhí)行生物的遺傳和繁殖功能。mRNA的功能是把核內(nèi)DNA的堿基序列（遺傳信息），按照堿基互補(bǔ)原則，拷貝并細(xì)胞質(zhì)中的核糖體，用以決定蛋白質(zhì)合成的氨基酸排列順序。tRNA的主要功能是辨認(rèn)mRNA，并將氨基酸結(jié)合于核糖體上，供給蛋白質(zhì)的合成。rRNA并不是單獨(dú)執(zhí)行功能，而是與核糖體蛋白共同構(gòu)成核糖體而執(zhí)行功能。當(dāng)前40頁(yè)，總共49頁(yè)。二、蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞的主要成分，占細(xì)胞干重的一半以上。蛋白質(zhì)不僅決定細(xì)胞的形狀和結(jié)構(gòu)，而且還擔(dān)負(fù)許多重要的生理功能，在細(xì)胞識(shí)別和催化中起重要作用。

當(dāng)前41頁(yè)，總共49頁(yè)。（一）肽與肽鍵肽鍵（peptidebond）是由一個(gè)氨基酸分子中的羧基與另一個(gè)氨基酸分子中的氨基(或是脯氨酸的亞氨基)之間，脫去一分子水形成的酰氨鍵。當(dāng)前42頁(yè)，總共49頁(yè)。當(dāng)前43頁(yè)，總共49頁(yè)。（二）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)分為四級(jí)：一級(jí)結(jié)構(gòu)(primarystructure)二級(jí)結(jié)構(gòu)(secondarystructure)α-螺旋(α-helix)

β-折疊三級(jí)結(jié)構(gòu)(tertiarystructure)：結(jié)構(gòu)域(structuredomain)四級(jí)結(jié)構(gòu)(quaternarystructure)：其中的每條多肽鏈被稱為亞基或亞單位(subunit)當(dāng)前44頁(yè)，總共49頁(yè)。每個(gè)殘基相對(duì)于另一鄰接的殘基正好按螺旋