细胞的分子组成(留)

第二章细胞的基本特征第一节细胞的化学组成第二节细胞的结构特征第三节细胞的功能特征目前一页\总数七十五页\编于十七点第一节细胞的化学组成一、水和无机盐二、有机小分子三、生物大分子

动物细胞的化学

组成百分比

水70%

无机盐1%

蛋白质18%

磷脂3%

其它脂2%

多糖2% RNA1.1% DNA0.25%

代谢物3% 目前二页\总数七十五页\编于十七点组成细胞的分子小分子物质:

无机小分子:水(water)、无机盐(inorganicsalt)

有机小分子:单糖(monosaccharide)、脂肪酸(fattyacid)、氨基酸(aminoacid)、核苷酸(nucleotide)生物大分子

多糖(polysaccharides)、脂质(lipoid)、蛋白质(protein)、核酸(nucleicacid)目前三页\总数七十五页\编于十七点•

特性：1.水是细胞中最基本的物质，占70-80%。

2.水分子是极性分子，水分子间可形成氢键。•

存在方式：游离水95％；结合水5％。•

功能:溶剂、调节温度、参加酶反应、参与物质代谢。水-生命之源一、水和无机盐目前四页\总数七十五页\编于十七点阴电性区阳电性区水：H2O1.带电荷的物质易溶于水2.能与水形成氢键的物质易溶于水水是极性分子目前五页\总数七十五页\编于十七点亲水分子(Hydrophilicmolecules)能吸引水分子或与水分子形成氢键的分子易溶于水，被称为“亲水分子”，如离子、尿素。目前六页\总数七十五页\编于十七点不吸引水分子或不与水分子形成氢键的分子不易溶于水，被称为“疏水分子”，如甲烷。疏水分子(Hydrophobicmolecules)目前七页\总数七十五页\编于十七点存在方式:无机盐在细胞中均以离子状态存在：阳离子：Na+、

K+

、Ca2+

、Fe2+、Mg2+等阴离子：Cl-、SO42-、PO43-等无机盐特性：含量很少，约占1％。目前八页\总数七十五页\编于十七点无机盐的主要功能:◆维持细胞内外液的pH值和渗透压,

以保持细胞的正常生理活动。◆同蛋白质结合,组成具有特定

功能的结合蛋白。◆参与信号转导。◆是酶反应的辅助因子。目前九页\总数七十五页\编于十七点1.单糖(monosaccharide)2.脂肪酸(fattyacid)3.氨基酸(aminoacid)4.核苷酸(nucleotide)二、有机小分子目前十页\总数七十五页\编于十七点有机小分子：单糖己糖是多糖的基本单元；戊糖是核酸的组成单位。己糖（六碳糖）：葡萄糖、半乳糖、甘露糖戊糖（五碳糖）：核糖、脱氧核糖目前十一页\总数七十五页\编于十七点戊糖(pentose)核糖是RNA的组成单位脱氧核糖是DNA的组成单位1234512345目前十二页\总数七十五页\编于十七点有机小分子：脂肪酸饱和脂肪酸(saturated)不饱和脂肪酸(unsaturated)烃链（疏水）羧基（亲水）疏水烃链;亲水羧基–COOH与其它分子共价结合形成各种脂类。目前十三页\总数七十五页\编于十七点有机小分子：氨基酸兼性分子（同时含有一个正电荷和一个负电荷）参与蛋白质构成的氨基酸有20种氨基（带正电荷）羧基（带负电荷）RR目前十四页\总数七十五页\编于十七点有机小分子：核苷酸1.碱基、戊糖、磷酸三部分构成核苷酸。2.根据碱基和戊糖的不同而有不同类型。磷酸戊糖碱基A、G、C、T、U核糖，脱氧核糖目前十五页\总数七十五页\编于十七点核苷酸(nucleotide)磷酸(phosphoricacid)

核苷(nucleoside)

戊糖：(pentose)碱基(bases)核糖(ribose)或脱氧核糖(desoxyribose)嘌呤(purine):A、G嘧啶(pyrimidine):C、T、U目前十六页\总数七十五页\编于十七点三磷酸腺苷酸含高能磷酸键，是重要的能量载体。ATP2环一磷酸腺苷酸作为信号分子，在细胞信号转导中起重要作用。cyclicAMP(cAMP)目前十七页\总数七十五页\编于十七点有机小分子构建生物大分子目前十八页\总数七十五页\编于十七点三、生物大分子（biomacromolecule）1.多糖（polysaccharides）2.脂质（lipid）3.蛋白质（protein）4.核酸（nucleicacid）目前十九页\总数七十五页\编于十七点生物大分子构建细胞核糖体线粒体微管淀粉染色质糖类细胞膜细胞壁目前二十页\总数七十五页\编于十七点糖原

(glycogen)：细胞中的能量储备寡聚糖(oligosaccharides):

构成糖蛋白和糖脂，在细胞识别中起重要作用。糖胺聚糖(glycosaminoglycan):

细胞外基质成分多糖与细胞的关系目前二十一页\总数七十五页\编于十七点糖脂糖蛋白糖蛋白蛋白聚糖目前二十二页\总数七十五页\编于十七点重复的二糖单位，构成细胞外基质。糖胺聚糖多糖大量存在于细胞外基质中细胞外基质目前二十三页\总数七十五页\编于十七点霍

乱

毒

素

作

用

机

制许多生理和病理过程都起始于细胞表面的糖宿主细胞表面糖链目前二十四页\总数七十五页\编于十七点生物体内有功能的脂质：三酰甘油、磷脂、类固醇脂质与细胞的关系三酰甘油

(triglyceride)：又称甘油三酯,不溶于水，在细胞中聚集成为脂肪滴，是细胞中的能量储备。类固醇(steroid)：包括胆固醇、肾上腺皮质激素等，构成生物膜，参与信号传递。胆固醇目前二十五页\总数七十五页\编于十七点包括：甘油磷脂和鞘磷脂磷脂

(phospholipids)甘油磷脂是构成生物膜脂双层的基本骨架；鞘磷脂也是生物膜的重要组分，参与细胞识别和信号传递。目前二十六页\总数七十五页\编于十七点磷脂酰胆碱极性的头部（亲水）非极性尾部（疏水）亲水亲脂分子胆碱脂肪酸链磷酸基团甘油骨架目前二十七页\总数七十五页\编于十七点脂质分子蛋白质分子脂双层脂质分子的特性使其能够构成生物膜的基本骨架目前二十八页\总数七十五页\编于十七点①催化功能：酶②调控功能：调控基因表达的蛋白③转运功能：血红蛋白、载铁蛋白等④运动功能：肌动蛋白、肌球蛋白、动力蛋白等⑤结构与支持作用：胶原蛋白、弹性蛋白、角蛋白等⑥防御功能：免疫球蛋白⑦其他功能：营养功能、识别功能、凝血功能等简单的化学修饰可引起蛋白质结构、功能（活性）改变蛋白质与细胞的关系细胞的任何部位都存在蛋白质，种类很多（人类大概有10万种），功能丰富：

目前二十九页\总数七十五页\编于十七点基本组成单位：氨基酸(aminoacid)肽键(peptidebond)

肽链(peptidechain)蛋白质的组成和结构目前三十页\总数七十五页\编于十七点肽键肽键氨基端（N端）羧基端（C端）多肽主链目前三十一页\总数七十五页\编于十七点一级结构(primarystructure)二级结构(secondarystructure)超二级结构、结构域(super-secondarystructure、domain)

三级结构(tertiarystructure)四级结构(quaternarystructure)（1）蛋白质的分子结构目前三十二页\总数七十五页\编于十七点一级结构由染色体DNA编码蛋白质的一级结构多肽链中氨基酸的排列顺序和生成二硫键的半胱氨酸的位置。一级结构决定蛋白质的三维结构和功能。primarystructureamino-acidsequenceanddisulfidebond牛胰岛素一级结构图目前三十三页\总数七十五页\编于十七点每个肽键的N-H与同一链上相距4个肽键的C=O通过氢键形成螺旋(类似螺旋楼梯或拉长的弹簧)

蛋白质的二级结构:螺旋secondarystructure:helix螺旋和片层是最普遍的折叠形式目前三十四页\总数七十五页\编于十七点相邻多肽链间通过氢键形成片层相互交联以抗拉伸蛋白质的二级结构:片层secondarystructure:sheet目前三十五页\总数七十五页\编于十七点蛋白质构象病（proteinconformationaldisease）

镰形红细胞性贫血老年痴呆（Alzheimerdisease,AD）亨廷顿舞蹈病朊病毒(prionprotein，简称PrP)，发现者1997年获得诺贝尔奖目前三十六页\总数七十五页\编于十七点螺旋异常转变为片层：导致蛋白质聚集引起疾病引起疯牛病的异常PrP*蛋白正常PrP蛋白异常PrP*有传染性，使其它正常PrP蛋白变成异常PrP*蛋白人类朊蛋白疾病主要有：克-雅氏病，库鲁病等。目前三十七页\总数七十五页\编于十七点蛋白质的超二级结构super-secondarystructure几个相邻的二级结构肽段有规律地组合在一起，具有特殊功能的区域。目前三十八页\总数七十五页\编于十七点二级结构进而形成超螺旋或复杂缠绕，使多肽链为高度复杂的球形三级结构（催化剂和转运分子中常见，如肌红蛋白、酶、激素等）蛋白质的三级结构tertiarystructure活性中心肌红蛋白/血红蛋白三级结构图蛋白质要有生物学活性，至少要具备三级结构。目前三十九页\总数七十五页\编于十七点人血红蛋白(hemoglobin)结构两个α、两个β亚基蛋白质的四级结构quaternarystructure血红蛋白四级结构图红色为血红素(heme)基团目前四十页\总数七十五页\编于十七点核酸与细胞的关系核酸包括DNA和RNA，DNA主要存在于细胞核中，少量在线粒体中;RNA除了少量在细胞核与线粒体中存在外,主要为临时性存在于细胞质中。核酸是细胞遗传信息的载体，负责指导蛋白质合成。目前四十一页\总数七十五页\编于十七点DNA(脱氧核糖核酸

deoxyribonucleicacid)的基本单位：脱氧核糖核苷酸

dAMP、dGMP、dCMP、dTMP

简称：A、G、C、T目前四十二页\总数七十五页\编于十七点戊糖(pentose)1’2

’3’4’5’1’2

’3’4’5’碱基(base)13

42

56143

2

658795’磷酸3’羟目前四十三页\总数七十五页\编于十七点磷酸二酯键核酸链的形成核酸链有方向性：5’3’脱氧核苷酸的序列是DNA的一级结构氢键目前四十四页\总数七十五页\编于十七点DNA双螺旋结构模型是DNA的二级结构目前四十五页\总数七十五页\编于十七点DNA双螺旋结构模型特点DNA分子是由两条反向平行、右手螺旋的一磷酸脱氧多核苷酸链组成。脱氧核糖和磷酸排在每条链的外侧，而碱基排在内侧，且严格配对A＝TC≡G(碱基互补配对原则)。遗传信息储存于碱基对序列中。TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1962目前四十六页\总数七十五页\编于十七点超螺旋是DNA的三级结构目前四十七页\总数七十五页\编于十七点储存遗传信息自我复制转录出RNA;指导合成蛋白质DNA的功能目前四十八页\总数七十五页\编于十七点RNA（核糖核酸ribonucleicacid）的基本单位：核糖核苷酸

AMP、GMP、CMP、UMP

简称：A、G、C、U（1）信使RNA(messengerRNA,mRNA)（2）转运RNA(transferRNA,tRNA)（3）核糖体RNA(ribosomeRNA,rRNA)RNA的主要种类目前四十九页\总数七十五页\编于十七点

一级结构：核糖核苷酸的序列二级结构：局部双螺旋三级结构：二级结构基础上折叠形成四级结构：与蛋白质形成的核蛋白复合物RNA的结构（单链）核酸链有方向性：5’3’目前五十页\总数七十五页\编于十七点mRNA蛋白质合成的直接模板目前五十一页\总数七十五页\编于十七点氨基酸接受臂反密码环tRNA：蛋白质生物合成“搬运工”

mRNA与氨基酸之间的衔接分子(linker)反密码子目前五十二页\总数七十五页\编于十七点rRNArRNA和蛋白质构成核糖体核糖体小亚基中的rRNA结构图目前五十三页\总数七十五页\编于十七点mRNA、tRNA、rRNA:参与蛋白质合成其它RNA：核内小RNA(snRNA)、核酶(ribozyme)等能对DNA进行调控。RNA的功能目前五十四页\总数七十五页\编于十七点DNA与RNA的关系DNA与RNA的共同点：1.由单核苷酸分子连接形成2.具有空间结构3.功能与生物体遗传信息的储存和传递有关目前五十五页\总数七十五页\编于十七点

类别特征戊糖碱基分子结构分布在细胞中的作用DNA脱氧核糖A、G、C、T大多数双链主要在细胞核内绝大多数生物的遗传物质RNA核糖大多数单链主要在细胞质、核仁参与蛋白质合成部分病毒和噬菌体的遗传物质A、G、C、UDNA和RNA的区别目前五十六页\总数七十五页\编于十七点一、质膜（plasmamembrane）二、细胞质（cytoplasm）三、细胞核（nucleus）第二节细胞的结构特征目前五十七页\总数七十五页\编于十七点细胞内外、细胞器内外的分子组成截然不同一、质膜（plasmamembrane）目前五十八页\总数七十五页\编于十七点钙离子浓度：膜外是膜内的10000倍！质膜的功能?目前五十九页\总数七十五页\编于十七点1.细胞器（organelles）2.细胞骨架（cytoskeleton）3.细胞质内含物（cytoplasmicinclusions）4.细胞质基质（cytoplasmicmatrix）二、细胞质（cytoplasm）目前六十页\总数七十五页\编于十七点1.细胞器（organelles）具有独特的结构特点和化学组成，行使各自的功能。彼此之间存在联系。处于动态变化之中。目前六十一页\总数七十五页\编于十七点2.细胞骨架（cytoskeleton）微管、微丝、中间丝三种蛋白纤维构成的网络结构影响细胞器的空间分布动态有序参与细胞很多重要的生命活动内质网微管高尔基体细胞核目前六十二页\总数七十五页\编于十七点3.细胞质内含物（cytoplasmicinclusions）细胞质内有一些有形的代谢物质，主要是储存在细胞内的大分子物质如糖原、脂滴和蛋白结晶等，称为细胞质内含物。脂滴糖原目前六十三页\总数七十五页\编于十七点4.细胞质基质（cytoplasmicmatrix）细胞中除去显微镜下可辨认的有形成分的结构，又称胞质溶胶（cytosol）。细胞质基质是细胞的内环境：代谢、物质合成、信号转导。细胞质基质与细胞有形成分的关系：互相联系，成一整体。目前六十四页\总数七十五页\编于十七点三、细胞核（nucleus）1.核被膜（nuclearenvelope

）2.染色质和染色体（chromatin&chromosome）3.核仁（nucleolus）4.细胞核骨架（nuclearskeleton）目前六十五页\总数七十五页\编于十七点一、细胞的基本功能1.细胞能摄取和利用能量2.细胞能进行独立有序的代谢活动第三节细胞的功能特征目前六十六页\总数七十五页\编于十七点一、细胞的基本功能3.细胞能感知外界信号并作出反应4.细胞能进行遗传信息的复制和表达5.细胞能进行不同水平的机械运动目前六十七页\总数七十五页\编于十七点二、细胞的基本生命活动1.细胞的增殖（Cellproliferation）2.细胞的分化（Celldifferentiation）3.细胞的死亡（Celldeath）第三节细胞的功能特征目前六十八页\总数七十五页\编于十七点

生物大分子与细胞的关系

组成细胞的结构成分：染色质：DNA、蛋白质核仁、核糖体：RNA、蛋白质生物膜：蛋白质、脂质、糖类细胞骨架：蛋白质细胞外基质：蛋白质、糖胺聚糖第二章重要知识点目前六十九页\总数七十五页\编于十七点组成细胞的分