《细胞生物》课件第2章细胞的概念和分子基础2.ppt

单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,*,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：,H,2,O,,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,,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,nucleotide,2,、有机小分子,,,,,⑴ 单糖,,,化学式：,(CH,2,O),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,,,,⑶,氨基酸,—,蛋白质的基本组成单位,,,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,10 000~1000 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了明显的变化,,分类：多糖,Polysacharides,,,脂类,Lipids,,,核酸,Nucleic acid,,,蛋白质,protein,,1,、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CH,2,─O─CO─R,1,,│,,,CH─O─CO─R,2,,│,,,CH,2,─O─CO─R,3,,R,1,、,R,2,、,R,3,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,,,,RNA,分子按存在部位和功能不同分为：,,,mRNA,,,rRNA,,,tRNA,,,Sn,RNA,,,miRNA,,,核酶,,miRNA,,,MicroRNA,--,微小,RNA,,MicroRNA,（,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,RNA,,,RNA,可依靠碱基互补原则形成互补链,,,DNA,取代,RNA,,DNA,的特点,:,,*,稳定,,* 便于复制和修复,,细胞的进化,,细胞的进化过程：,,异养细胞,——,自养细胞,,原核细胞,——,真核细胞,,单细胞,——,多细胞,,原核细胞向真核细胞进化,,分化起源说：,,,,,内共生起源说：,,,团藻：分裂,——,分化,粘细菌：聚集,——,分化,单细胞生物到多细胞生物,,,。