第二、三章 细胞的起源、进化和基本特征(1)(细胞生物学)

1、（一）（一）多聚体的形成多聚体的形成 肽键肽键磷酸二酯键磷酸二酯键（二）（二）细胞膜的出现细胞膜的出现磷脂分子可以自装配，随机包含了核酸和蛋白磷脂分子可以自装配，随机包含了核酸和蛋白（三）（三）原始细胞的诞生原始细胞的诞生原始生命原始生命- -原始细胞原始细胞- -原核细胞（蓝藻）原核细胞（蓝藻）是由一个核酸分子是由一个核酸分子(DNA(DNA或或RNA)RNA)与蛋白质构成的核酸与蛋白质构成的核酸- -蛋白质复合体蛋白质复合体细胞膜细胞膜RNARNA核糖体核糖体DNADNA（一）支原体（一）支原体（mycoplasmamycoplasma）：最小、最简单的细胞）：最小、最简单的细胞（二）细菌

2、（二）细菌（bacteriumbacterium）中间体中间体细菌壁细菌壁DNADNA核糖体核糖体光镜光镜下结构下结构细胞膜细胞膜细胞质细胞质细胞核细胞核电镜电镜下结构下结构膜相结构膜相结构非膜相结构非膜相结构细胞膜细胞膜内质网内质网高尔基复合体高尔基复合体线粒体线粒体溶酶体溶酶体过氧化氢体过氧化氢体核膜核膜核糖体核糖体中心粒中心粒微管微管微丝微丝中等纤维中等纤维细胞质基质细胞质基质核仁核仁染色质染色质核基质核基质基本结构基本结构细胞大小细胞大小较小较小(1-10 m)(1-10 m)较大较大(10-100 m)(10-100 m)细胞核细胞核无核膜和核仁，为拟核无核膜和核仁，为拟核有核膜和核

3、仁，为真核有核膜和核仁，为真核DNADNA呈环状，位于细胞质中，不与呈环状，位于细胞质中，不与蛋白质结合蛋白质结合位于细胞核内，很长，与蛋白位于细胞核内，很长，与蛋白质结合构成染色体质结合构成染色体细胞壁细胞壁由肽聚糖构成由肽聚糖构成由纤维素构成（植物细胞）由纤维素构成（植物细胞）细胞器细胞器有核糖体，为有核糖体，为70S70S有内质网、高尔基复合体、溶有内质网、高尔基复合体、溶酶体、线粒体等，核糖体为酶体、线粒体等，核糖体为80S80S细胞质细胞质无细胞骨架，无胞质流动、胞无细胞骨架，无胞质流动、胞吞作用和胞吐作用，无中心粒吞作用和胞吐作用，无中心粒有细胞骨架，有胞质流动、胞有细胞骨架，有胞

4、质流动、胞吞作用和胞吐作用，有中心粒吞作用和胞吐作用，有中心粒运动运动简单原纤维及鞭毛简单原纤维及鞭毛纤毛和鞭毛纤毛和鞭毛转录、翻译转录、翻译“同时同地同时同地”，连续进行，连续进行“异时异地异时异地”，转录在核内，转录在核内，翻译在细胞质内翻译在细胞质内细胞分裂细胞分裂无丝分裂无丝分裂有丝分裂和减数分裂（具有丝分裂和减数分裂（具有丝有丝分裂器分裂器）1 1、细胞的分子基础、细胞的分子基础2 2、细胞的结构特征、细胞的结构特征3 3、细胞的生命特征、细胞的生命特征CC、H H、OO、N N、S S、P PClCl、K K、NaNa、CaCa、MgMg、FeFe其它微量元素其它微量元素小分子物质

5、小分子物质大分子物质大分子物质无机小分子无机小分子有机小分子有机小分子水（细胞质量的水（细胞质量的70%70%）无机盐无机盐单糖单糖脂肪酸脂肪酸氨基酸氨基酸核苷酸核苷酸核核 酸酸蛋白质蛋白质脂类脂类多糖多糖细胞中含量最大（细胞中含量最大（70%70%），极性小分子，），极性小分子， 良好溶剂，是细胞内生化反应的场所。良好溶剂，是细胞内生化反应的场所。离子离子ClCl- -,SO,SO4 42-2-,PO,PO4 43-3-,HCO,HCO3-3-NaNa+ +,K,K+ +,Ca,Ca2+2+,Fe,Fe2+2+,Mg,Mg2+2+渗透压渗透压PHPH值值结合蛋白质结合蛋白质类脂类脂( (2

6、2) ) 的正整数的正整数细胞细胞主要主要的营养的营养物质，组成简单多糖物质，组成简单多糖 动物细胞内动物细胞内- -糖原糖原 植物细胞内植物细胞内- -淀粉淀粉能量贮存形式能量贮存形式参与细胞膜的主要成分参与细胞膜的主要成分磷脂磷脂的组成的组成（兼性分子，同时具有疏水端和亲水端）（兼性分子，同时具有疏水端和亲水端）1 1、营养价值较高的营养物质、营养价值较高的营养物质2020种常见氨基酸参与合成蛋白质种常见氨基酸参与合成蛋白质含有氨基的有机酸，差别含有氨基的有机酸，差别主要是主要是R R侧链侧链的不同的不同核糖核糖脱氧核糖脱氧核糖1 1、参与细胞内反应的能量传递、参与细胞内反应的能量传递2

7、2、构成核酸的基本单位，贮存、传递生物信息、构成核酸的基本单位，贮存、传递生物信息胸腺嘧啶胸腺嘧啶 T T胞嘧啶胞嘧啶 C C 尿嘧啶尿嘧啶 U U鸟嘌呤鸟嘌呤 GG腺嘌呤腺嘌呤 A A糖苷键糖苷键肽键肽键磷酸二酯键磷酸二酯键蛋白质分子是由许多氨基酸分子通过蛋白质分子是由许多氨基酸分子通过肽键肽键，依次缩合而形成的多肽链，依次缩合而形成的多肽链肽肽 键键肽肽 键键侧链侧链侧链侧链侧链侧链侧链侧链主链主链1.1.蛋白质的一级结构蛋白质的一级结构(primary structure)(primary structure)具有一定数目和顺序的氨基酸残基之间以肽键为主键或二硫键为副键连接起来的线性多肽

8、链氢键a-螺旋、-折叠片层、三股螺旋三种类型氢键、酯键、离子键、疏水键4.4.蛋白质的四级结构蛋白质的四级结构(quaternary structure)(quaternary structure)2条以上呈独立三级结构的多肽链借氢键相互形成更复杂的空间结构血红蛋白血红蛋白蛋白质的一、二、三级蛋白质的一、二、三级结构都是单条多肽链的变化。结构都是单条多肽链的变化。只有只有一条一条多肽链的蛋白质，多肽链的蛋白质，须在须在三级结构三级结构的水平才表现的水平才表现出生物活性。出生物活性。 由由两条或多条两条或多条肽链构成肽链构成的蛋白质，必须构成的蛋白质，必须构成四级结四级结构构，方能表现出生物活性

9、。，方能表现出生物活性。 活性中心活性中心1. 1. 蛋白质是细胞和组织的主要结构成分蛋白质是细胞和组织的主要结构成分2. 2. 作为载体，运输物质，传递化学信号作为载体，运输物质，传递化学信号3. 3. 参与收缩运动参与收缩运动4. 4. 调节免疫防御作用调节免疫防御作用5. 5. 作为酶催化生物体内各种化学反应作为酶催化生物体内各种化学反应蛋白质的主要功能蛋白质的主要功能是生物遗传的物质基础是生物遗传的物质基础1 1、核酸的种类、核酸的种类脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（DNADNA）核核 糖糖 核核 酸（酸（RNARNA）DNADNA RNARNA戊戊 糖糖 脱氧核糖脱氧核糖 核核 糖糖结结

10、 构构碱碱 基基A G C A G C T T A G C A G C U U双双 链链 单单 链链行使功能部位行使功能部位细胞核内细胞核内 细胞核外细胞核外功功 能能储存，复制和传递遗传信息储存，复制和传递遗传信息 与遗传信息表达有关与遗传信息表达有关2 2、 DNADNA的结构与功能的结构与功能二级结构：二级结构：WatsonWatson和和 CrickCrick提出的提出的DNADNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型一级结构：一级结构：DNADNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序分子中脱氧核苷酸的排列顺序3.4nm3.4nm含含1010个碱基对个碱基对3603601. DNA分子是由两条相互平行平

11、行、方向相反相反的多核苷酸链围绕着同一中心轴形成的双螺旋结构2. 两条长链的碱基在双螺旋内侧按碱基配对原则（A=TA=T，GG三三CC）以氢键相连3. 相邻碱基对旋转36，间距0.34nm，一个螺旋包含10个碱基旋转360，螺距为3.4nmDNADNA的功能的功能携带并传递遗传信息携带并传递遗传信息 RNARNA为单链，也可自身回折形成局部假双链。为单链，也可自身回折形成局部假双链。信使信使 RNA, mRNARNA, mRNA转运转运 RNA, tRNARNA, tRNA核糖体核糖体 RNA , rRNARNA , rRNA3 3、RNARNA的结构与功能的结构与功能mRNA mRNA tR

12、NA tRNA rRNArRNA细胞中含量细胞中含量5%10% 5%10% 5%10% 5%10% 最大，最大，80%80%以上以上分子量分子量大小悬殊大小悬殊 约有约有70807080个单核苷酸个单核苷酸 最最 大大结构特征结构特征 基本上呈线形，基本上呈线形，局部呈双链，形局部呈双链，形成发夹式结构成发夹式结构呈三叶草形，柄部和基部呈双呈三叶草形，柄部和基部呈双螺旋结构，柄部螺旋结构，柄部33有有CCACCA三三个碱基，其相对端呈环形，称个碱基，其相对端呈环形，称反密码环，中央有三个碱基，反密码环，中央有三个碱基，为反密码子为反密码子线形，某些节段线形，某些节段可能成双螺旋结可能成双螺旋结

13、构构功能作用功能作用 转录转录DNADNA中的遗中的遗传信息，并带到核传信息，并带到核糖体上，作为合成糖体上，作为合成蛋白质的模板蛋白质的模板运输活化的氨基酸到核运输活化的氨基酸到核糖体上的糖体上的mRNAmRNA的特定的特定位点，特定的位点，特定的tRNAtRNA运输运输特定的氨基酸特定的氨基酸蛋白质合成场蛋白质合成场所的核糖体的所的核糖体的组成成分组成成分细胞由细胞由原生质原生质构成，其中不同构成，其中不同组分、结构按形态分为三类：组分、结构按形态分为三类：颗粒状颗粒状线状线状膜状膜状不同种类细胞大小、数目、形态存在差异，与功能相适应不同种类细胞大小、数目、形态存在差异，与功能相适应.光镜、电镜下细胞结构分类光镜、电镜下细胞结构分类光镜下结构光镜下结构细胞膜细胞膜细胞质细胞质细胞核细胞核电镜下结构电镜下结构膜相结构膜相结构非膜相结构非膜相结构细胞膜细胞膜内质网内质网高尔基复合体高尔基复合体线粒体线粒体溶酶体溶酶体过氧化氢体过氧化氢体核膜核膜核糖体核糖体中心粒中心粒微管微管微丝微丝中等纤维中等纤维细胞质基质细胞质基质核仁核仁染色质染色质核基质核基质 膜相结构的重要意义膜相结构的重要意义分隔细胞内各种不同功能的酶，将某一功能有