細(xì)胞的概念與分子基礎(chǔ)-課件

MolBasic&ConceptoftheCell細(xì)胞分子基礎(chǔ)與概念1、掌握真核細(xì)胞和原核細(xì)胞的概念和主要差別；2、掌握生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能3、熟悉細(xì)胞的分子基礎(chǔ)。

MolBasic&ConceptoftheCel1教學(xué)目的1、掌握真核細(xì)胞和原核細(xì)胞的特點(diǎn)與區(qū)別；2、掌握生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能3、熟悉細(xì)胞的分子基礎(chǔ)。細(xì)胞的概念與分子基礎(chǔ)--課件2一細(xì)胞分類

20世紀(jì)60年代，H.Ris提出：原核細(xì)胞（prokaryoticcell）真核細(xì)胞（eukaryoticcell）一細(xì)胞分類20世紀(jì)60年代，H.Ris提出：原核細(xì)胞（31原核細(xì)胞（prokaryoticcell）

特點(diǎn)無真正的細(xì)胞核（擬核），僅有一個(gè)環(huán)形DNA分子；細(xì)胞內(nèi)沒有內(nèi)膜系統(tǒng)，有核糖體；細(xì)胞內(nèi)沒有細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)；細(xì)胞壁主要由肽聚糖構(gòu)成。常見代表：細(xì)菌，支原體，放線菌、藍(lán)綠藻等，還有生活在極端環(huán)境中的古細(xì)菌等。1原核細(xì)胞（prokaryoticcell）4肺炎支原體

肺炎支原體5最典型的原核生物：大腸桿菌最典型的原核生物：大腸桿菌6弧形霍亂菌弧形霍亂菌72真核細(xì)胞（eukaryoticcell）形態(tài)：多種多樣，常與細(xì)胞所處的部位和功能相關(guān)。紅細(xì)胞肌細(xì)胞神經(jīng)細(xì)胞2真核細(xì)胞（eukaryoticcell）形態(tài)：多8精子和卵子大?。壕雍吐炎哟笮。?特點(diǎn)：

有真正的細(xì)胞核；有多條線狀DNA，且與蛋白質(zhì)結(jié)合；有遺傳信息表達(dá)系統(tǒng)；有復(fù)雜的生物膜系統(tǒng)；

有細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)；特點(diǎn)：10生物膜系統(tǒng)遺傳信息表達(dá)系統(tǒng)細(xì)胞骨架系統(tǒng)真核細(xì)胞三大結(jié)構(gòu)體系生物膜系統(tǒng)遺傳信息表達(dá)系統(tǒng)細(xì)胞骨架系統(tǒng)真核細(xì)胞三大結(jié)構(gòu)體系11原核細(xì)胞Vs真核細(xì)胞原核細(xì)胞邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯；真核細(xì)胞mRNA合成后，在細(xì)胞核內(nèi)剪接加工后，運(yùn)輸?shù)桨|(zhì)中翻譯成蛋白質(zhì)，轉(zhuǎn)錄與翻譯分開進(jìn)行。原核細(xì)胞Vs真核細(xì)胞原核細(xì)胞邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯；真核細(xì)胞m12原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較13原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較14細(xì)胞的起源與進(jìn)化（自學(xué)）1.從分子到細(xì)胞(原始細(xì)胞的形成）2.從原核細(xì)胞到真核細(xì)胞3.從單細(xì)胞到多細(xì)胞細(xì)胞的起源與進(jìn)化（自學(xué)）1.從分子到細(xì)胞(原始細(xì)胞的形成）15

第二節(jié)細(xì)胞的分子基礎(chǔ)第二節(jié)細(xì)胞的分子基礎(chǔ)16原生質(zhì)（protoplasm）構(gòu)成生命機(jī)體的原始生命物質(zhì)。細(xì)胞的分子基礎(chǔ)Componentofthecell原生質(zhì)無機(jī)化合物有機(jī)化合物原生質(zhì)構(gòu)成生命機(jī)體的原始生命物質(zhì)。細(xì)胞的分子基礎(chǔ)Co17原生質(zhì)大量元素微量元素有機(jī)物無機(jī)物有機(jī)小分子生物大分子水無機(jī)鹽C、H、O、N、S、P、Cl、K、Na、Ca、Mg、Fe等Cu、Zn、Mn、Mo、Co、Cr、Si、F、Br、I、Li、Ba等原生質(zhì)大量元素微量元素有機(jī)物無機(jī)物有機(jī)小分子生物大分子水無機(jī)18WhatisthemostimportantforLife?Whatisthemostimportantfor19waterwater20Componentofthecell無機(jī)化合物有機(jī)化合物水（游離水、結(jié)合水）無機(jī)鹽有機(jī)小分子有機(jī)大分子氨基酸核苷酸核酸蛋白質(zhì)多糖單糖脂肪酸酶脂類細(xì)胞的分子基礎(chǔ)Componentofthecell無機(jī)化合物有機(jī)化合21種類：單糖脂肪酸氨基酸核苷酸功能：構(gòu)建生物有機(jī)大分子物質(zhì)代謝中間產(chǎn)物執(zhí)行特定功能細(xì)胞的有機(jī)小分子Componentofthecell種類：細(xì)胞的有機(jī)小分子Componentofthece22種類：核糖和脫氧核糖葡萄糖、半乳糖、 巖藻糖、甘露糖功能：構(gòu)成生物大分子能源物質(zhì)細(xì)胞的有機(jī)小分子monosaccharide單糖（CH2O）nHOOHOHHOHHHOCH2H核糖1

2

3

4

5

脫氧核糖HOOHHHOHHHOCH2H1

2

3

4

5

種類：細(xì)胞的有機(jī)小分子monosaccharide單糖（C23特性：疏水長烴鏈+親水羧基雙親性分子與其他分子共價(jià)結(jié)合功能：構(gòu)成生物膜能源物質(zhì)Fattyacid脂肪酸細(xì)胞的有機(jī)小分子三酰甘油硬脂酸磷脂酰膽堿特性：Fattyacid脂肪酸細(xì)胞的有機(jī)小分子三酰甘油硬脂24組成：戊糖（核糖/脫氧核糖）、堿基(嘌呤/嘧啶)、磷酸戊糖＋堿基→核苷＋磷酸→核苷酸種類：嘌呤核苷酸嘧啶核苷酸功能：構(gòu)建核酸的基本結(jié)構(gòu)單元作為第二信號(hào)物質(zhì)作為生物催化劑細(xì)胞的有機(jī)小分子nucleotide核苷酸組成：細(xì)胞的有機(jī)小分子nucleotide核苷酸25D-核糖D-2-脫氧核糖HOCH2OOHHOHHHHOHHOCH2OOHHOHHHHH戊糖（核糖/脫氧核糖）2’2’D-核糖D-2-脫氧核26NN165432嘧啶CHNNNNH123456789嘌呤CH鳥嘌呤ONNNNH123456789NH2NNNNHCH123456789NH2腺嘌呤尿嘧啶NN165432OONN165432OOH3C胸腺嘧啶NN165432NH2O胞嘧啶含氮生物堿：堿基(base)NN165432嘧啶CHNNNNH123456789嘌呤CH271

HHOHOH2

3

4

5

OOHHH2COHHNHN165432堿基H2O糖苷鍵O＝P—OHOHOH磷酸酯鍵H2O核糖堿基核苷核苷酸無機(jī)磷酸1HHOHOH2345OOHHH2COH28OHOHHOHHOCH2H腺嘌呤三核苷酸(ATP)1

2

3

4

5

O—P—OOHOO—P—OHOHO—P—OHONNNNHCH123456789NH2OHOHHOHHOCH2H腺嘌呤三核苷酸(ATP)1229環(huán)化核苷酸：cAMP&cGMP3

,5

-環(huán)化鳥苷酸(cGMP)OHOHHOHO－CH2H1

2

3

4

5

HO—P＝OHO—P＝ONNNNH123456789NH2OOHOHHOHO－CH2H1

2

3

4

5

CHNNNNHCH123456789NH23

,5

-環(huán)化腺嘌呤(cAMP)環(huán)化核苷酸：cAMP&cGMP3,5-環(huán)化鳥苷酸(c30組成：兩性化合物：兩性電解質(zhì)種類：非極性氨基酸不帶電荷的極性氨基酸帶正電荷的極性氨基酸帶負(fù)電荷的極性氨基酸功能：構(gòu)建蛋白質(zhì)分子：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)單元細(xì)胞的有機(jī)小分子Aminoacid氨基酸H2N－C－C－OHROHα組成：細(xì)胞的有機(jī)小分子Aminoacid氨基酸H2N－C－31氨基酸的基本種類氨基酸的基本種類32三、生物大分子物質(zhì)多糖類：寡糖（蔗糖、麥芽糖和乳糖）多糖（淀粉、糖元）脂類：脂肪類脂（磷脂、糖脂和類固醇）核酸蛋白質(zhì)生物大分子：多糖、蛋白質(zhì)和核酸，由于分子量巨大、分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜并具有復(fù)雜的生物活性，故稱生物大分子。三、生物大分子物質(zhì)多糖類：寡糖（蔗糖、麥芽糖和乳糖）生物大分33一）核酸(nucleicacid)——遺傳信息的載體核酸是細(xì)胞內(nèi)貯存、復(fù)制和傳遞遺傳信息的大分子物質(zhì)，又稱遺傳物質(zhì)。細(xì)胞中核酸分兩大類：

核糖核酸（RNA）脫氧核糖核酸（DNA）一）核酸(nucleicacid)核酸是細(xì)胞內(nèi)貯存34DNA與RNA組成上的比較:DNARNA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(xì)胞核中主要存在細(xì)胞質(zhì)中功能儲(chǔ)存，復(fù)制和傳遞遺傳信息與遺傳信息表達(dá)有關(guān)DNA與RNA組成上的比較:DNA35

1、DNA的結(jié)構(gòu)DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序一級(jí)結(jié)構(gòu)：單核苷酸之間通過磷酸二酯鍵相連1、DNA的結(jié)構(gòu)DNA分子中脫氧核苷一級(jí)結(jié)構(gòu)：單核苷36二級(jí)結(jié)構(gòu)：于1953年由Watson和Crick提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型磷酸二酯鍵DNA的雙鏈形成二級(jí)結(jié)構(gòu)：于1953年由Watson和Crick提出DNA雙371.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(duì)原則（A=T，G三C）以氫鍵相連。3.相鄰堿基對(duì)間距0.34nm；一個(gè)螺旋螺距為3.4nm。主要論點(diǎn)：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一383、DNA分子的主要功能：

DNAmRNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄翻譯中心法則復(fù)制

儲(chǔ)存遺傳信息；復(fù)制遺傳信息;

傳遞遺傳信息；3、DNA分子的主要功能：DNAmRNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄翻譯39

單鏈結(jié)構(gòu)或假雙鏈結(jié)構(gòu)（部分區(qū)域鏈內(nèi)堿基配對(duì)形成）。如rRNA和tRNA4、RNA分子的結(jié)構(gòu)RNA發(fā)夾結(jié)構(gòu)模式圖

4、RNA分子的結(jié)構(gòu)RNA發(fā)夾結(jié)構(gòu)模式圖40

mRNAtRNArRNA細(xì)胞中含量1%~5%5%~10%80%~90%結(jié)構(gòu)特征存在場(chǎng)所功能作用三種RNA分子的結(jié)構(gòu)特征和功能作用細(xì)胞質(zhì)或核糖體細(xì)胞質(zhì)或核糖體核糖體呈線形，局部呈雙鏈呈三葉草形線形，局部呈雙鏈。作為合成蛋白質(zhì)的模板運(yùn)輸氨基酸的工具為蛋白質(zhì)合成場(chǎng)所mRNAtRNA41細(xì)胞的概念與分子基礎(chǔ)--課件42安德魯·菲爾

克雷格·米洛

2006年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的得主:研究領(lǐng)域：RNA干擾與基因沉默安德魯·菲爾克雷格·米洛2006年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)43第三節(jié)細(xì)胞的分子基礎(chǔ)一細(xì)胞的物質(zhì)組成概述二、有機(jī)化合物三、生物大分子物質(zhì)一）核酸二）蛋白質(zhì)第三節(jié)細(xì)胞的分子基礎(chǔ)一細(xì)胞的物質(zhì)組成概述44二）蛋白質(zhì)－生命現(xiàn)象的載體頭發(fā)是蛋白質(zhì)皮膚是蛋白質(zhì)肌肉是蛋白質(zhì)指甲是蛋白質(zhì)…...二）蛋白質(zhì)－生命現(xiàn)象的載體頭發(fā)是蛋白質(zhì)45

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1、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)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46

蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)：基本結(jié)構(gòu)：一級(jí)結(jié)構(gòu)三維結(jié)構(gòu)：二級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)四級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)：基本結(jié)構(gòu)：一級(jí)結(jié)構(gòu)47細(xì)胞的概念與分子基礎(chǔ)--課件48一級(jí)結(jié)構(gòu)：氨基酸之間通過肽鍵連接形成的多肽鏈，氨基酸的排列順序

一級(jí)結(jié)構(gòu)：氨基酸之間通過肽鍵連接形成的多肽鏈，49人胰島素分子特定的一級(jí)結(jié)構(gòu)

人胰島素分子特定的一級(jí)結(jié)構(gòu)50多肽鏈借助氨基酸殘基間氫鍵的相互吸引，按一定方式折疊、盤曲形成螺旋狀或片層狀結(jié)構(gòu)。如a-螺旋和

-折疊。

二級(jí)結(jié)構(gòu)：多肽鏈借助氨基酸殘基間氫鍵的相互吸引，按一定方式折疊、盤曲形51蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu):

螺旋折疊蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu):52二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步折疊和盤旋，形成具有一

定功能結(jié)構(gòu)域的結(jié)構(gòu)；主要維系鍵有氫鍵、離子

鍵和疏水鍵。三級(jí)結(jié)構(gòu)肌紅蛋白的三維結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步折疊和盤旋，形成具有一

定功能結(jié)構(gòu)域的53結(jié)構(gòu)域（structuraldomains）是大分子蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)組成單元。組成一個(gè)結(jié)構(gòu)域的氨基酸殘基通常在40～350之間。通常通過結(jié)構(gòu)域去推斷某些蛋白質(zhì)的功能。具有相同結(jié)構(gòu)域的蛋白具有類似功能。Src蛋白的結(jié)構(gòu)域

結(jié)構(gòu)域（structuraldomains）是大分子蛋白質(zhì)54四級(jí)結(jié)構(gòu)：亞單位：一條多肽鏈經(jīng)過一、二、三級(jí)結(jié)構(gòu)形成（亞單位間由非共價(jià)