细胞的分子基础ppt课件

第三章第三章 细胞的分子根底细胞的分子根底 Molecular Basis of Cell第一节第一节 细胞的小分子物质细胞的小分子物质细胞是生物体的构造和功能的根本单位细胞是生物体的构造和功能的根本单位 构成细胞的物质：原生质构成细胞的物质：原生质(protoplasm)(protoplasm)-又称生命物质又称生命物质;组成原生质的化学元素：必需元组成原生质的化学元素：必需元素素;微量元素微量元素(0.01%)(0.01%)大量元素大量元素(99.99%)(99.99%)有机化合物有机化合物无机化合物无机化合物化合物化合物核酸核酸(nucleic acid)糖类糖类(carbohydrates)脂类脂类(lipid)维生素维生素(vitamin)蛋白质蛋白质(protein)无机盐无机盐(inorganic salt)水水(water)有机化合物有机化合物(organic compound)无机化合物无机化合物(inorganic compound)生生命命的的物物质质根根底底一一.水水 水是原生质最根本的物质，是构成原生质中水是原生质最根本的物质，是构成原生质中最多的一项最多的一项;水是生命活动中最重要的介质水是生命活动中最重要的介质;水在细胞中的存在方式水在细胞中的存在方式:自在水自在水(95(95)和结合和结合水水(5(5)；活细胞的含水量不低于；活细胞的含水量不低于7575。水的特有属性：水的特有属性：1.1.水分子是偶极子；水分子是偶极子；2.2.水分子间可构成氢键；水分子间可构成氢键；3.3.水分子可解离为离子；水分子可解离为离子；二二.无机盐无机盐 以离子形状存在；占细胞总量的以离子形状存在；占细胞总量的1%1%以下以下;在细胞中的作用在细胞中的作用:1).1).构成生物体某些构造的重要成分构成生物体某些构造的重要成分;2).2).酶、激素或者维生素的重要成分；酶、激素或者维生素的重要成分；3).3).参与细胞内的物质运输和信号传导参与细胞内的物质运输和信号传导;4).4).与细胞内外浸透压的调理有关；构成生物体与细胞内外浸透压的调理有关；构成生物体的缓冲系统；的缓冲系统；主要的阴离子有主要的阴离子有ClCl、PO4PO4和和HCO3HCO3，其，其中磷酸根离子在细胞代谢活动中最为重要：中磷酸根离子在细胞代谢活动中最为重要：在细胞的能量代谢中起着关键作用；：在细胞的能量代谢中起着关键作用；：是核苷酸、磷脂、磷蛋白和磷酸化糖的组成：是核苷酸、磷脂、磷蛋白和磷酸化糖的组成成分；成分；：调理酸碱平衡：调理酸碱平衡;阳离子在细胞中的作用：阳离子在细胞中的作用：钙调素、肌动球蛋白、钙调素、肌动球蛋白、ATPATP酶酶Ca2+Ca2+硝酸复原酶、黄嘌呤氧化酶硝酸复原酶、黄嘌呤氧化酶Mo2+Mo2+肽酶肽酶Co2+Co2+酪氨酸酶、抗坏血酸氧化酶酪氨酸酶、抗坏血酸氧化酶Cu2+Cu2+肽酶肽酶Mn2+Mn2+叶绿素、磷酸酶、叶绿素、磷酸酶、Na+-K+Na+-K+泵泵Mg2+Mg2+维持膜电位、参与蛋白质合成和某些酶促合成维持膜电位、参与蛋白质合成和某些酶促合成K+K+维持膜电位维持膜电位Na+Na+血红蛋白、细胞色素、过氧化物酶和铁蛋白的血红蛋白、细胞色素、过氧化物酶和铁蛋白的成分成分Fe2+Fe2+或或Fe3+Fe3+在细胞中的作用在细胞中的作用离子种类离子种类三三.有机小分子有机小分子(一一).糖类糖类 由由C C、H H、O O三种元素组成三种元素组成;通式：通式：(CH2O)n(CH2O)n或或Cn(H2O)n;Cn(H2O)n;1.1.糖的分类糖的分类:1).1).单糖：戊糖和己糖；单糖：戊糖和己糖；2).2).低聚糖低聚糖(寡糖寡糖)；3).3).多糖多糖;多糖多糖 淀粉淀粉;糖原；糖原；纤维素；几丁质等；纤维素；几丁质等；2.2.糖的作用糖的作用:构呵斥分构呵斥分;生物体内的能量来源生物体内的能量来源;中间代谢产物中间代谢产物;信息分子信息分子;解毒作用解毒作用;光滑维护作用光滑维护作用;三三.有机小分子有机小分子(二二).).脂类脂类 脂类的构成：脂肪酸脂类的构成：脂肪酸+醇醇 酯及其衍生物酯及其衍生物(即即脂肪和类脂以及其他一些物质的总称脂肪和类脂以及其他一些物质的总称)。脂类的性质：脂类不溶于水，只溶于非极性脂类的性质：脂类不溶于水，只溶于非极性的有机溶剂。的有机溶剂。1.1.脂肪：一分子甘油脂肪：一分子甘油+三分子脂肪酸三分子脂肪酸 =甘油三脂肪酸酯甘油三脂肪酸酯(甘油三酯甘油三酯););2.2.类脂：包括磷脂、糖脂与甾醇类类脂：包括磷脂、糖脂与甾醇类(固醇类固醇类););3.3.固醇类：包括胆固醇、胆汁酸和固醇类激素固醇类：包括胆固醇、胆汁酸和固醇类激素等等;低聚糖低聚糖(寡糖寡糖)二糖二糖:乳糖乳糖=葡萄糖葡萄糖+半乳糖半乳糖 蔗糖蔗糖=葡萄糖葡萄糖+果糖果糖 麦芽糖麦芽糖=葡萄糖葡萄糖+葡萄糖葡萄糖 寡糖链：作为细胞膜的成分之一；寡糖链：作为细胞膜的成分之一；直链淀粉直链淀粉支链淀粉支链淀粉淀粉淀粉糖原糖原一个脂肪分子的构造【甘油三硬脂酸酯】一个脂肪分子的构造【甘油三硬脂酸酯】(示饱和脂肪酸示饱和脂肪酸)一个脂肪分子的构造甘油三亚油酸酯一个脂肪分子的构造甘油三亚油酸酯(示不饱和脂肪酸示不饱和脂肪酸)磷脂酸：甘油磷脂酸：甘油+脂肪酸脂肪酸+磷酸磷酸卵磷脂卵磷脂磷脂：甘油磷脂：甘油+脂肪酸脂肪酸+磷酸磷酸+含氮碱含氮碱磷脂分子模型磷脂分子模型胆固醇胆固醇胆固醇分子构造胆固醇分子构造(A)(A)及其在细胞膜中的位置及其在细胞膜中的位置(B)(B)4.4.脂类的功能：脂类的功能：能量的储存；能量的储存；生物膜的骨架；生物膜的骨架；电与热的绝缘体；电与热的绝缘体；信号传送；信号传送；酶的激活剂；酶的激活剂；(三三).).氨基酸氨基酸 (四四).).核苷酸详见后述核苷酸详见后述第三章第三章 细胞的分子根底细胞的分子根底 Molecular Basis of Cell第二节第二节 细胞的大分子物质细胞的大分子物质一一.蛋白质蛋白质(一一).蛋白质的分子组成单蛋白质的分子组成单位位氨基酸氨基酸亮氨酸亮氨酸亲水性的亲水性的丝氨酸丝氨酸疏水性的疏水性的一一.蛋白质蛋白质(二二).蛋白质的分子构造蛋白质的分子构造 1.1.蛋白质的一级构造：蛋白质的一级构造：化学键：包括肽键，二硫键；化学键：包括肽键，二硫键；氨基酸的种类、数目和陈列顺序；氨基酸的种类、数目和陈列顺序；2.2.蛋白质的二级构造：蛋白质的二级构造：化学键：氢键；化学键：氢键；类型：类型：1).1).螺旋螺旋;2).2).片层折叠片层折叠;3).3).胶原三股螺旋胶原三股螺旋;3.3.蛋白质的三级构造：蛋白质的三级构造：化学键：氢键，二硫键；疏水键，离化学键：氢键，二硫键；疏水键，离子键；子键；在各种二级构造的根底上再进一步盘在各种二级构造的根底上再进一步盘曲或折叠构成的三维空间构造。曲或折叠构成的三维空间构造。4.4.蛋白质的四级构造：蛋白质的四级构造：化学键：非共价键；化学键：非共价键；具有二条或二条以上独立三级构造的具有二条或二条以上独立三级构造的多肽链经过次级键的组合而构成的空间构造。多肽链经过次级键的组合而构成的空间构造。The Primary Structure The Primary Structure of Proteinof Protein胰岛素分子的一级构造胰岛素分子的一级构造(示二硫键示二硫键)Frederick SangerFrederick SangerBorn:13 August 1918,Rendcombe,United Born:13 August 1918,Rendcombe,United KingdomKingdomAffiliation at the time of the award:University Affiliation at the time of the award:University of Cambridge,Cambridge,United Kingdomof Cambridge,Cambridge,United KingdomFrederick SangerFrederick SangerBorn:13 August 1918,Rendcombe,United Born:13 August 1918,Rendcombe,United KingdomKingdomAffiliation at the time of the award:University Affiliation at the time of the award:University of Cambridge,Cambridge,United Kingdomof Cambridge,Cambridge,United KingdomPaul BergPaul BergBorn:30 June 1926,New York,NY,USABorn:30 June 1926,New York,NY,USAAffiliation at the time of the award:Stanford Affiliation at the time of the award:Stanford University,Stanford,CA,USAUniversity,Stanford,CA,USAWalter GilbertWalter GilbertBorn:21 March 1932,Boston,MA,USABorn:21 March 1932,Boston,MA,USAAffiliation at the time of the award:Harvard Affiliation at the time of the award:Harvard University,Biological Laboratories,Cambridge,University,Biological Laboratories,Cambridge,MA,USAMA,USAAlpha Helix of Secondary StructureAlpha Helix of Secondary StructurePleated Sheet of Secondary StructurePleated Sheet of Secondary Structure胶原三股螺旋胶原三股螺旋(from Schmid,1982)(from Schmid,1982)A A：原胶原分子的螺旋：原胶原分子的螺旋;B;B：三个原胶原分子：三个原胶原分子相互扭旋而构成的三股螺旋相互扭旋而构成的三股螺旋Tertiary StructureTertiary StructureQuaternary StructureQuaternary Structure一一.蛋白质蛋白质(三三).蛋白质的功能蛋白质的功能 蛋白质的功能：蛋白质的功能：构造功能；构造功能；运输和传导功能；运输和传导功能；收缩和运动功能；收缩和运动功能；免疫维护和防御功能；免疫维护和防御功能；运输和储存功能；运输和储存功能；调理功能；调理功能；遗传调控功能；遗传调控功能；其他功能；其他功能；二二.核酸核酸(一一).核酸的化学组成和分核酸的化学组成和分子子构造构造核酸的水解及其产物核酸的水解及其产物1.1.戊糖戊糖ribosome&ribosome&deoxyribosomedeoxyribosome2.2.含含氮碱氮碱基基 1).1).嘌呤嘌呤碱碱基基(purine base)(purine base)2.2.含含氮碱氮碱基基 2).2).嘧啶碱嘧啶碱基基(pyrimidine(pyrimidine base)base)3.3.核核苷苷(nucleoside)(nucleoside)戊糖戊糖 +含含氮碱氮碱基基戊糖及其核苷的构成戊糖及其核苷的构成4.4.核核苷苷酸和多核酸和多核苷苷酸酸 1).1).核核苷苷酸酸(nucleotide)(nucleotide)戊糖戊糖 +含含氮碱氮碱基基 +磷磷酸酸 或或 (核核苷苷 +磷酸磷酸)参与构成参与构成DNADNA和和RNARNA的碱基、核苷及相应的核苷酸的碱基、核苷及相应的核苷酸4.4.核核苷苷酸和多核酸和多核苷苷酸酸 2).2).各各种种核核苷苷酸酸dAMPdAMP的的构构造造dADPdADP的的构构造造dATPdATP的的构构造造4.4.核核苷苷酸和多核酸和多核苷苷酸酸 3).3).多核多核苷苷酸酸(polynucleotide)(polynucleotide)4.4.核核苷苷酸和多核酸和多核苷苷酸酸 4).4).环环核核苷苷酸酸(cyclic(cyclic nucleotide)nucleotide)cAMP(cyclic adenosine cAMP(cyclic adenosine monophosphate)monophosphate)cGMP(cyclic guanosine monophosphate)cGMP(cyclic guanosine monophosphate)示环核苷酸的构成示环核苷酸的构成4.4.核核苷苷酸和多核酸和多核苷苷酸酸 5).DNA5).DNA和和RNARNA的比的比较较(See(See：P27)P27)二二.核酸核酸(二二).Structure of deoxyribo-nucleic acid，DNA 1.B 1.B型型DNA(B-DNA)DNA(B-DNA)构造构造:在相对湿度为在相对湿度为92%92%时所得到的时所得到的DNADNA纤维纤维;双螺旋模型的根据双螺旋模型的根据:1).Chargaff(1949-1951)1).Chargaff(1949-1951)等的化学分析等的化学分析,发现发现:.T+C=A+G.T+C=A+G；.A=T.A=T；.G=C.G=C；.A+T G+C.A+T G+C；2).X 2).X射线衍射的研讨射线衍射的研讨:Rosalind Franklin(25 July Rosalind Franklin(25 July 192016 April 1958)192016 April 1958)和改和改动历动历史的史的5151号号照片。照片。Maurice Hugh Maurice Hugh Frederick WilkinsFrederick Wilkins Born:15 Born:15 December 1916,December 1916,Pongaroa,New Pongaroa,New ZealandZealand Died:5 October Died:5 October 2019,London,2019,London,United KingdomUnited Kingdom Affiliation at the Affiliation at the time of the award:time of the award:London London University,University,London,United London,United KingdomKingdom Maurice Hugh Frederick Wilkins in 2019 Maurice Hugh Frederick Wilkinswith a plaque Maurice Hugh Frederick Wilkinswith a plaque celebrating his achievements,at Strand Campus,celebrating his achievements,at Strand Campus,Kings College,London,c.2019.Permission Kings College,London,c.2019.Permission Maurice Hugh Frederick WilkinsMaurice Hugh Frederick Wilkins 1953 1953年年4 4月月2525日，英国著名的科学期日，英国著名的科学期刊刊 杂志发表了沃森、克里克的一篇杂志发表了沃森、克里克的一篇优美精炼的短文，宣告了优美精炼的短文，宣告了DNADNA分子双螺旋结分子双螺旋结构模型的诞生。这一期杂志还发表了富兰克构模型的诞生。这一期杂志还发表了富兰克琳和威尔金斯的两篇论文，以实验报告和数琳和威尔金斯的两篇论文，以实验报告和数据分析支持了沃森、克里克的论文。据分析支持了沃森、克里克的论文。这一年，沃森年仅这一年，沃森年仅2525岁，克里克也只岁，克里克也只需需3737岁，尚未获得博士学位。岁，尚未获得博士学位。由克里克夫由克里克夫人和美术家人和美术家奥迪勒设计奥迪勒设计的的DNADNA表示图表示图In Stockholm for their Nobel Prizes,December 1962:In Stockholm for their Nobel Prizes,December 1962:Maurice Wilkins,John Steinbeck,John Kendrew,Maurice Wilkins,John Steinbeck,John Kendrew,MaxMaxPerutz,Francis Crick,and James D Watson.Perutz,Francis Crick,and James D Watson.Nobel Prize winners,December 1962Nobel Prize winners,December 1962：MauriceMauriceWilkins,Max Perutz,Francis Crick,John Steinbeck,Wilkins,Max Perutz,Francis Crick,John Steinbeck,James D Watson,John Kendrew(UPI/Bettman)James D Watson,John Kendrew(UPI/Bettman)Permission:Corbis.Permission:Corbis.Max Ferdinand Max Ferdinand PerutzPerutz Born:19 May Born:19 May 1914,Vienna,1914,Vienna,AustriaAustria Died:6 February Died:6 February 2019,2019,Cambridge,Cambridge,United KingdomUnited Kingdom Affiliation at the Affiliation at the time of the time of the award:MRC award:MRC Laboratory of Laboratory of Molecular Molecular Biology,Biology,Cambridge,Cambridge,United KingdomUnited Kingdom John Cowdery John Cowdery KendrewKendrew Born:24 March Born:24 March 1917,Oxford,1917,Oxford,United KingdomUnited Kingdom Died:23 August Died:23 August 2019,Cambridge,2019,Cambridge,United KingdomUnited Kingdom Affiliation at the Affiliation at the time of the award:time of the award:MRC Laboratory MRC Laboratory of Molecular of Molecular Biology,Biology,Cambridge,Cambridge,United KingdomUnited Kingdom收藏于纽约科学博物馆的收藏于纽约科学博物馆的DNADNA模型模型 James Dewey James Dewey WatsonWatson Born:6 April Born:6 April 1928,Chicago,1928,Chicago,IL,USAIL,USA Affiliation at the Affiliation at the time of the award:time of the award:Harvard Harvard University,University,Cambridge,MA,Cambridge,MA,USAUSA Francis Harry Francis Harry Compton CrickCompton Crick Born:8 June Born:8 June 1916,1916,Northampton,Northampton,United KingdomUnited Kingdom Died:28 July Died:28 July 2019,San Diego,2019,San Diego,CA,USACA,USA Affiliation at the Affiliation at the time of the award:time of the award:MRC Laboratory MRC Laboratory of Molecular of Molecular Biology,Biology,Cambridge,Cambridge,United KingdomUnited Kingdom烟草花叶病毒烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)(Tobacco mosaic virus,TMV)的构造模型。的构造模型。富兰克林逝世之后富兰克林逝世之后,英国生物化学家克鲁格继续并且完成她英国生物化学家克鲁格继续并且完成她的这一研讨课题。的这一研讨课题。克鲁格后来荣获了克鲁格后来荣获了19821982年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。Aaron Klug Aaron Klug Born:11 August 1926,Zelvas,LithuaniaBorn:11 August 1926,Zelvas,LithuaniaAffiliation at the time of the award:MRC Laboratory of Affiliation at the time of the award:MRC Laboratory of Molecular Biology,Cambridge,United KingdomMolecular Biology,Cambridge,United Kingdom 2.A-DNA 2.A-DNA和和Z-DNA:Z-DNA:A-DNA A-DNA：是在相对湿度为：是在相对湿度为75%75%时所得到的时所得到的DNADNA纤维；纤维；1.81.8-9-90.380.38-30-301212左左2 2-1.2-1.20.340.34363610.010.0右右2.32.3+19+190.230.2333.633.610.710.7右右螺旋的大致直径螺旋的大致直径bpbp与与螺旋螺旋轴轴之之间间的角度的角度bpbp之之间间的的间间隔隔每对每对bpbp的旋度的旋度每圈的每圈的bpbp螺旋方向螺旋方向Z ZB BA ADNADNA的的构构造方式及特征比造方式及特征比较较二二.核酸核酸(三三).Structure of ribonucleic acid，RNA 1.mRNA(messenger RNA)1.mRNA(messenger RNA)2.rRNA(ribosomal RNA)2.rRNA(ribosomal RNA)3.tRNA(transfer RNA)3.tRNA(transfer RNA)4.microRNA(miRNA)4.microRNA(miRNA)5.ribozyme 5.ribozyme与各种蛋白质结与各种蛋白质结合构成核糖体；合构成核糖体；80%80%90%90%原核原核:5S,:5S,16S,23S;16S,23S;真核真核:5S,:5S,5.8S,5.8S,18S,28S18S,28S100010001200kD1200kDa a单链单链,线形线形;部分可构成部分可构成双螺旋形或双螺旋形或发夹形；发夹形；rRNArRNA识别活化的氨基识别活化的氨基酸，并与之合成酸，并与之合成为氨酰为氨酰-tRNA-tRNA；识别密码子；识别密码子；转运氨基酸至核转运氨基酸至核糖体上；糖体上；5%5%10%10%4S4S25kDa25kDa单链；二级单链；二级构造三叶草构造三叶草形形;三级构造三级构造呈倒呈倒“L L形形;tRNAtRNA转录遗传信息转录遗传信息DNADNA；合成蛋白；合成蛋白质的模板；质的模板；1%1%5%5%6S6S25S25S1501502000kD2000kDa a单链单链,线形线形;部分可呈环部分可呈环状、发夹状状、发夹状;mRNAmRNA功能功能含量比例含量比例沉降系数沉降系数分子质量分子质量形状特征形状特征三种主要三种主要RNARNA的比较的比较 核酶核酶(Ribozyme)-RNA(Ribozyme)-RNA催化剂催化剂 1981 1981年年,T.R.Cech,T.R.Cech和和S.AltmanS.Altman发现：发现：四膜虫四膜虫rRNArRNA的前体物能在没有任何蛋白质参的前体物能在没有任何蛋白质参与下进展自我加工，产生成熟的与下进展自我加工，产生成熟的rRNArRNA产物。产物。这种加工方式称为自我剪接这种加工方式称为自我剪接(self(self splicing)splicing)。具有催化活性的具有催化活性的RNARNA普遍存在于原核普遍存在于原核和真核生物中。一个典型的例子核糖体的肽和真核生物中。一个典型的例子核糖体的肽基转移酶。基转移酶。对酶的本质是蛋白质的传统观念提出对酶的本质是蛋白质的传统观念提出了新的挑战。了新的挑战。Sidney Altman Born:7 May 1939,Montreal,Canada Affiliation at the time of the award:Yale University,New Haven,CT,USA Thomas R.Cech Born:8 December 1947,Chicago,IL,USA Affiliation at the time of the award:University of Colorado,Boulder,CO,USA第三章第三章 细胞的分子根底细胞的分子根底 Molecular Basis of Cell第三节第三节 细胞构造的组装细胞构造的组装 一、细胞的组装层次：一、细胞的组装层次：细胞的小分子有机物的构成：包括碱细胞的小分子有机物的构成：包括碱基、氨基酸、葡萄糖、软脂酸构成；基、氨基酸、葡萄糖、软脂酸构成；大分子组装：包括大分子组装：包括DNADNA、RNARNA、蛋白质、蛋白质、多糖组装；多糖组装；细胞的高级构造组装：细胞膜、核糖细胞的高级构造组装：细胞膜、核糖体、染色体、微管、微丝等组装；体、染色体、微管、微丝等组装；具有空间构造和生物功能细胞器的组具有空间构造和生物功能细胞器的组装：如细胞核、线粒体、叶绿体、内质网等；装：如细胞核、线粒体、叶绿体、内质网等；细胞组装：有各种不同的细胞器组装细胞组装：有各种不同的细胞器组装成完好的细胞。成完好的细胞。二、细胞的能够组装方式：二、细胞的能够组装方式：模板组装：指由模板指点，在一系列模板组装：指由模板指点，在一系列酶的催化下，合成新的、与模板完全一样的酶的催化下，合成新的、与模板完全一样的分子。分子。DNADNA和和RNARNA的分子组装就属于此类；的分子组装就属于此类；酶效应组装：指一样的单体分子在不酶效应组装：指一样的单体分子在不同的酶系作用下，生成不同的产物。如以葡同的酶系作用下，生成不同的产物。如以葡萄糖为原料既可合成纤维素，也可合成淀粉，萄糖为原料既可合成纤维素，也可合成淀粉，就看进入哪条酶促反响途径；就看进入哪条酶促反响途径；自组装：指生物大分子借助本身的力自组装：指生物大分子借助本身的力量自行装配成高级构造，这种组装也需求一量自行装配成高级构造，这种组装也需求一种称为分子伴侣的蛋白介导，如核小体的组种称为分子伴侣的蛋白介导，如核小体的组装就需求核质素的介导。装就需求核质素的介导。第四章第四章 细胞的进化及其细胞的进化及其根本构造根本构造 Cellular Evolution and Basic Construction第一节第一节 细胞的来源与进化细胞的来源与进化 无机小分子无机小分子(如如CO2CO2、H2O)H2O)有机小分子有机小分子(如如G G、AA)AA)生物大分子生物大分子(Pr(Pr、DNADNA、RNA)RNA)(34 (34亿年前，具细胞膜、蛋白质、亿年前，具细胞膜、蛋白质、RNA)RNA)原始细胞原始细胞 原核细胞原核细胞 (约约1515亿年前亿年前)真核细胞真核细胞第四章第四章 细胞的进化及其细胞的进化及其根本构造根本构造 Cellular Evolution and Basic Construction第二节第二节 细胞构造的普通特细胞构造的普通特征征一一.细胞是生命活动的根本细胞是生命活动的根本单位单位 一、细胞是生命活动的根本单位：一、细胞是生命活动的根本单位：一切有机体都由细胞构成，细胞是构一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的根本单位成有机体的根本单位;细胞具有独立的、有序的自控代谢体细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的根本单位系，细胞是代谢与功能的根本单位;细胞是有机体生长与发育的根底细胞是有机体生长与发育的根底;细胞是遗传的根本单位；具有遗传的细胞是遗传的根本单位；具有遗传的全能性全能性;没有细胞就没有完好的生命没有细胞就没有完好的生命;二、关于细胞概念的一些新思索：二、关于细胞概念的一些新思索：第一，细胞是物质第一，细胞是物质(构造构造)、能量与信息、能量与信息过程精巧结合的综合体；过程精巧结合的综合体；细胞能完成各种化学反响；细胞能完成各种化学反响；细胞需求并利用能量；细胞需求并利用能量；第二，细胞是多层次、非线性与多层面第二，细胞是多层次、非线性与多层面的复杂构造体系；的复杂构造体系；第三，细胞是高度有序的，具有自组装第三，细胞是高度有序的，具有自组装才干与自组织体系；才干与自组织体系；细胞能进展自我调控；细胞能进展自我调控；细胞能繁衍和传留后代；细胞能繁衍和传留后代；细胞是物质细胞是物质(构造构造)、能量与信、能量与信息过程精巧结合的综合体息过程精巧结合的综合体细胞需求和利用能量细胞需求和利用能量细胞是多层次、非线性与多层细胞是多层次、非线性与多层面的复杂构造体系面的复杂构造体系细胞繁衍和传留后代细胞繁衍和传留后代 三、细胞的根本共性：三、细胞的根本共性：一切的细胞外表均有由磷脂双分子层一切的细胞外表均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜，即细胞膜与镶嵌蛋白质构成的生物膜，即细胞膜;一切的细胞都含有两种核酸：即一切的细胞都含有两种核酸：即DNADNA与与RNARNA作为遗传信息储存、复制与转录的载作为遗传信息储存、复制与转录的载体体;核糖体核糖体蛋白质合成的细胞器，毫无蛋白质合成的细胞器，毫无例外地存在于一切细胞内例外地存在于一切细胞内;一切细胞都是以一分为二的方式进展一切细胞都是以一分为二的方式进展分裂增殖，细胞分裂是生命繁衍的根底和保分裂增殖，细胞分裂是生命繁衍的根底和保证。证。支原体支原体(mycoplast)(mycoplast)：目前发现的最小、最简：目前发现的最小、最简单的细胞；单的细胞；：0.010.01，是细菌的，是细菌的1/101/10，是真核细，是真核细胞的胞的100100万分之一；万分之一；无核膜，含环状双螺旋无核膜，含环状双螺旋DNADNA，多聚核糖体，多聚核糖体，700700多种蛋白质；多种蛋白质；病毒病毒(virus)(virus)：由一种核酸分子：由一种核酸分子(DNA(DNA或或RNA)RNA)与与蛋白质构成的核酸蛋白质构成的核酸-蛋白质复合体蛋白质复合体;类病毒类病毒(viroid)(viroid)：仅由一条有感染的：仅由一条有感染的RNARNA构成构成;朊病毒朊病毒(prion)(prion)：由有感染性的蛋白质构成：由有感染性的蛋白质构成;病毒是目前发现的最小、最简单的生命有机病毒是目前发现的最小、最简单的生命有机体。体。肺炎支原体肺炎支原体衣原体衣原体Chiamydia pneumoniae梨子形的原体梨子形的原体(EBs)；左：吸附在巨噬细胞外表；左：吸附在巨噬细胞外表；右：进入细胞内部的衣原体图片右：进入细胞内部的衣原体图片吸附在内皮细胞外表的立克次氏体和细胞吸附在内皮细胞外表的立克次氏体和细胞内包含立克次氏体的内吞体内包含立克次氏体的内吞体RNARNA病毒病毒与与DNADNA病毒病毒构成构成:核酸核酸+蛋白质蛋白质 非细胞形状非细胞形状;不获取能不获取能量量;不对环境刺激反响不对环境刺激反响朊病毒朊病毒(prion)病毒在细胞内的增殖病毒在细胞内的增殖(复制复制)病毒只需感染了细胞后，才会清醒，繁衍病毒只需感染了细胞后，才会清醒，繁衍二二.细胞的大小和形状细胞的大小和形状=10-=10-2m2m=10-=10-3m3m=10-=10-6m6m=10-=10-9m9m=10-=10-10m10m各种细胞的不同形状各种细胞的不同形状三三.细胞的数目细胞的数目四四.细胞的普通构造细胞的普通构造光镜构造光镜构造(三部构造三部构造)细胞膜细胞膜(cell membrane)(cell membrane)细胞质细胞质(cytoplasm)(cytoplasm)细胞核细胞核(nicleus)(nicleus)电镜构造电镜构造膜相构造膜相构造(membranous(membranous structure)structure)非膜相构造非膜相构造(nonmembranous(nonmembranous structure)structure)核膜核膜核仁核仁染色质染色质(染色体染色体)核基质核基质核糖体核糖体中心体中心体微管、微丝、中间纤维微管、微丝、中间纤维细胞基质细胞基质核仁核仁染色质染色质(染色体染色体)核基质核基质细胞膜细胞膜线粒体线粒体高尔基复合体高尔基复合体内质网内质网溶酶体溶酶体微体微体(过氧化物酶体过氧化物酶体)核膜核膜非非膜膜相相结结构构膜膜相相结结构构线粒体线粒体高尔基复合体高尔基复合体内质网内质网中心体中心体细胞基质细胞基质质膜质膜细胞核细胞核细胞质细胞质细胞膜细胞膜电镜下电镜下光镜下光镜下光镜及电镜下动物细胞的构造分类光镜及电镜下动物细胞的构造分类电镜下的人红细胞膜电镜下的人红细胞膜单位膜单位膜(7.5)深色带深色带:2淡色带淡色带:3.5:3.5真核细胞构造方式图真核细胞构造方式图第四章第四章 细胞的进化及其细胞的进化及其根本构造根本构造 Cellular Evolution and Basic Construction第三节第三节 原核细胞和真核细原核细胞和真核细胞胞一一.原核细胞原核细胞prokaryotic cell (一一).).原核细胞原核细胞(prokaryotic cell)(prokaryotic cell)的的根本特点：根本特点：27 27亿年前出现亿年前出现;遗传的信息量小遗传的信息量小(60(60万万500500万万bp)bp)，遗，遗传信息载体仅由一个环状传信息载体仅由一个环状DNADNA构成构成;细胞内没有分化为以膜为根底的具有细胞内没有分化为以膜为根底的具有专门构造与功能的细胞器和细胞核膜专门构造与功能的细胞器和细胞核膜;(二二).).原核细胞的主要代表：原核细胞的主要代表：支原体；支原体；细菌细胞细菌细胞(bacterium)(bacterium)；蓝藻或蓝细菌蓝藻或蓝细菌(Cyanobacteria)(Cyanobacteria)；大肠杆菌大肠杆菌弧形霍乱菌弧形霍乱菌淋病球菌淋病球菌细菌细胞细菌细胞CyanobacteriaCyanobacteria二二.真核细胞真核细胞eukaryotic cell (一一).).真核细胞真核细胞(eukaryotic cell)(eukaryotic cell)类群类群:1515亿年前出现；现有：亿年前出现；现有：原生动物原生动物(protozoa)(protozoa)；动物细胞动物细胞(animal cell)(animal cell)；植物细胞植物细胞(plant cell)(plant cell)；真菌真菌(fungi)(fungi)；草履虫草履虫巨噬细胞巨噬细胞神经元细胞神经元细胞植物薄壁细胞植物薄壁细胞 (二二).).真核细胞的构造：真核细胞的构造：(三三).).真核细胞的根本构造体系：真核细胞的根本构造体系：生物膜构造系统：以脂质及蛋白质成生物膜构造系统：以脂质及蛋白质成分为根底分为根底;遗传信息表达构造系统：以核酸遗传信息表达构造系统：以核酸(DNA(DNA或或RNA)RNA)与蛋白质为主要成分；与蛋白质为主要成分；细胞骨架系统：由特异性构造蛋白分细胞骨架系统：由特异性构造蛋白分子装配构成；子装配构成；(四四).).原核细胞与真核细胞的比较：原核细胞与真核细胞的比较：根本一致根本一致具有具有有有根本一致根本一致有有有有根本一致根本一致具有具有有有根本一致根本一致有有有有遗传密码遗传密码独立生活才干独立生活才干核糖体核糖体代谢体系代谢体系遗传物质遗传物质DNA(RNA)DNA(RNA)细胞膜细胞膜 原核细胞与真核细胞的共同点原核细胞与真核细胞的共同点真核细胞真核细胞 原核细胞原核细胞 构造特征构造特征 复杂复杂简单简单内膜系统内膜系统有有无无(核糖体除外核糖体除外)细胞器细胞器不含肽聚糖，主要由纤维素不含肽聚糖，主要由纤维素组成组成不含纤维素，主要由不含纤维素，主要由肽聚糖组成肽聚糖组成细胞壁细胞壁线状双链，与组蛋白结合成线状双链，与组蛋白结合成染色质染色质环状双链，不与组蛋环状双链，不与组蛋白结合白结合DNADNA有丝分裂，减数分裂有丝分裂，减数分裂无丝分裂无丝分裂细胞分裂细胞分裂有有无无细胞骨架细胞骨架纤毛和鞭毛纤毛和鞭毛简单原纤维及鞭毛简单原纤维及鞭毛 运动运动有有(80S)(80S)有有(70S)(70S)核糖体核糖体 有核膜、核仁有核膜、核仁(真核真核)无核膜、核仁无核膜、核仁(拟核拟核)细胞核细胞核 较大较大1010010100 较小较小110110 细胞大小细胞大小 原核细胞与真核细胞的比较原核细胞与真核细胞的比较真真 核核 细细 胞胞 原原 核核 细细 胞胞 构造特征构造特征 转录在核内转录在核内,翻译在细胞质中翻译在细胞质中转录与翻译同时进展转录与翻译同时进展转录和翻译转录和翻译原核细胞与真核细胞的比较原核细胞与真核细胞的比较第一篇第一篇 小小 结结see：P35