《细胞生物》课件第2章细胞的概念和分子基础2

1、第二讲 细胞的分子基础构成细胞的化学元素有哪些？1. 细胞中的化学元素基本元素：C、H 、 O 、 N 、 P 、 S 、C l、 K 、 Na 、 Ca、 Mg 、 Fe 微量元素：Cu 、 Zn 、 Mn 、 Mo 、 Co、 Cr 、 Si 、 F 、 Br 、 I 、 Li 、 Ba 生物小分子 生物大分子化学元素构成 一、生物小分子分子量小于1000包括无机小分子和有机小分子 无机小分子 水 无机盐 有机小分子 单糖 脂肪酸 氨基酸 核苷酸1. 无机小分子水： 含量最多（70%） 化学式：H2O 存在形式： 1）游离水：细胞代谢反应的良好溶剂 2）结合水：以氢键与蛋白质分子结合，是细

2、胞结构的重要成分。 功能：溶解无机物、调节温度、参加酶反应、参与 物质代谢和形成细胞有序结构水分子的结构特点：水分子由1个氧原子和2个氢原子组成，呈V字形，尾端带负电，两翼带正电，从而表现出极性。水分子极性的生物学功能A 水分子间可形成“氢键”，以保持其性状。B 水分子具有极性，因而是极性分子的良好溶剂。我们把能与水分子形成氢键的物质称为亲水物质(hydrophilic substance) ，反之，称为 疏水物质(hydrophobic substance) 。水分子间的氢键亲水分子疏水分子水是良好的溶剂-细胞中多数物质都可溶解在水中。（2）无机盐：含量：细胞干重的2%5%存在形式：离子状态

3、功能： 维持细胞内外的渗透压和pH 维持神经、肌肉应激性 维持酶的活性 与蛋白质或脂类结合单糖 monosacharide脂肪酸 fatty acid 氨基酸 amino acid 核苷酸 nucleotide2、有机小分子 单糖 化学式：(CH2O)n 五碳糖(戊糖)：核糖 六碳糖(己糖)：葡萄糖 功能：分解供能；构成其他生物分子 (2) 脂肪酸无分支的具有偶数碳原子的脂肪族羧酸。结构特点：由两部分组成，一端是疏水性的长烃链，另一端是亲水性的羧基（-COOH）。分类：饱和脂肪酸（所有的碳原子均与氢原子结合）不饱和脂肪酸（碳原子间含有一个或多个双键）亲水的头部疏水的尾部双亲性分子 氨基酸蛋白质

4、的基本组成单位 1）结构 氨基 羧基 侧链 2）根据侧链分类 碱性氨基酸 酸性氨基酸 极性中性氨基酸 非极性氨基酸谷氨酸(4)核苷酸1)结构特点： 磷酸 P- P-P- P-P-P-戊糖 核糖 脱氧核糖碱基 嘌呤 A G 嘧啶 C T U胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)胸腺嘧啶(T)腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G) 2）功能 A. 构成核酸的亚单位 B. 作为能量载体(ATP,GTP) C. 组成辅酶(腺苷酸可作为NAD、NADP 等辅酶的组成成分) D. 作为信号分子(cAMP、cGMP)二、生物大分子分子量10 0001000 000由生物小分子缩合连接构成的与生物小分子相比，生物大分子的结构和功能都发生

5、了明显的变化分类：多糖 Polysacharides 脂类 Lipids 核酸 Nucleic acid 蛋白质 protein1、多糖单糖分子通过脱水作用以糖苷键结合形成多糖。 大分子糖双糖寡糖多糖 （动物细胞）（植物细胞）糖原(动物细胞)淀粉(植物细胞)多糖作为能量的贮存形式 糖+蛋白质 糖蛋白 蛋白聚糖 糖+ 脂质 糖脂 脂多糖复合糖细胞的结构组分糖蛋白O-连接糖蛋白：糖分子上的羟基与蛋白质氨基酸上的羟基脱水缩合而成 (a)N-连接糖蛋白：糖分子上的羟基与蛋白质氨基酸上的酰胺基脱水而成 (b)鞘糖脂1. 半乳糖脑苷脂，2. GM1神经节苷脂，3. 唾液酸复合糖在细胞中的分布及功能存在于细

6、胞表面和细胞间质中，构成细胞表面抗原，细胞识别、细胞黏附及信息传递等功能 甘油三酯（脂肪） 磷脂 甘油磷脂（四种） 鞘磷脂2、 脂类三分子脂肪酸与一分子甘油以酯键相连，构成甘油三酯。 CH2OCOR1CHOCOR2CH2OCOR3R1、R2、R3分别代表三分子脂肪酸的羟基。3、核酸DNA 和 RNA由核苷酸借助3-5磷酸 二酯键连接而成的直链分子核酸的化学组成DNA分子由dAMP，dTMP，dGMP，dCMP四种核苷酸连接而成RNA分子有AMP，UMP，GMP，CMP四种核苷酸连接而成空间结构DNA分子RNA分子分类与功能DNA分子按螺旋程度不同分为：DNA分子的功能是储存、复制和传递遗传信息

7、RNA分子按存在部位和功能不同分为： mRNA rRNA tRNA Sn RNA miRNA 核酶miRNAMicroRNA-微小RNAMicroRNA（miRNA）广泛存在于真核生物中，是一组长度约20-24个核苷酸的非编码短序列RNA,是由具有发夹结构的约70-90个碱基大小的单链RNA前体经过Dicer酶加工后生成 。目前对于miRNA的研究主要集中在其参与生长发育相关基因的表达调控方面。miRNA的产生及作用机制siRNA-小干扰RNA双链RNA经Dicer酶切割加工成的22nt 左右的短片断双链RNA.通过与序列同源互补的mRNA结合，促进特定基因的mRNA降解，高效特异的阻断体内特

8、定基因的表达，诱发细胞呈现特定基因缺失的表型。这种现象称为RNAi.为基因功能分析提供了有利的工具。4、蛋白质占细胞干重的50%细胞的结构组成成分是细胞功能的执行者由20种氨基酸借助肽键串联而成的线性分子不同蛋白质的氨基酸种类，数目及排列顺序的不同，决定了蛋白质空间构象的不同，进一步决定他们功能的不同 蛋白质的不同结构水平 总结掌握：细胞中存在的四种有机小分子及四种生物大分子细胞的起源与进化一、细胞的起源二、原始细胞的形成三、细胞的进化细胞的起源伴随着漫长原始地球的演进，最初的生命形式-原始细胞慢慢的出现了。原始细胞起源于早期地球的“温暖小水池”中经历了从无机小分子到有机小分子 从有机小分子到生物大分子 从生物大分子到多分子体系 从多分子体系演变为原始生命的过程早期地球景象Miller模拟实验：由无机小分子自发形成简单有机分子的实验装置；开辟了生命起源研究的新途径有机小分子的产生原始大气：CO2， N2，H2，CH4，NH3，呈还原状态，在雷电与紫外线作用下会聚集形成有机小分子二、原始细胞的形成原始细胞：磷脂分子+RNA+蛋白质遗传物质的最初存在形式为单链的RNAR