第二章细胞概述

医学细胞生物学MEDICALCELLBIOLOGY第二章细胞概述细胞的形态和大小原核细胞和真核细胞生物大分子第二节细胞的形态和大小⑴一.细胞的形态细胞形态具有多样性，这与细胞的类型、功能、生活环境以及相邻细胞的相互作用等因素密切相关。但任何一种组织细胞都有其固定的形态（特异性）。细胞的存在方式游离细胞组织细胞人类血细胞巨噬细胞神经元细胞第二节细胞的形态和大小⑵二.细胞的大小和数目自然界中最小的细胞是支原体，直径约0.1μm。

最大的细胞是鸵鸟卵，直径在10cm以上。人体细胞的直径在10~100μm之间。

几种细胞的大小细胞体积的守恒定律个体的大小主要决定于细胞的数量，与细胞的大小无关。一般来说，一定类型的细胞，其体积（大小）是恒定的。——细胞体积的守恒定律。

一般细胞体积在200~1500μm3。

WhyareCellsSmall第二章细胞概述生物大分子细胞的基本特性原核细胞和真核细胞第三节原核细胞与真核细胞⑴一.原核细胞（prokaryoticcell）

——细胞内原生质很少分化，没有核膜、核仁，不具备完整的细胞核结构，遗传物质分散在细胞质中。

原核生物（prokaryotes）——由原核细胞构成的生物。原核生物种类较少，大约5000余种，常见的有支原体，细菌，蓝藻等。第四节原核细胞与真核细胞⑵支原体（mycoplasma）1.与病毒相似的特点:①能通过细菌滤器②没有细胞壁③形态可变2.与细菌相似的特点:①有磷脂和蛋白质构成的细胞膜②有环形双链DNA分子，无核膜包围，分散在细胞质③有核糖体④能独立进行生命活动目前所知的最小细胞，能独立生活的最小单位，直径0.1~0.3μmSimplestProkaryoticcell——支原体mycoplast原核细胞的典型代表－－细菌和蓝藻(cyanobacteria)原核细胞肺炎支原体第四节原核细胞与真核细胞⑶细菌（bacteria）①拟核在细菌细胞内无核膜和核仁，只有核区，在核区内折叠着长1200~1400μm的环形DNA分子，不与组蛋白结合。②核糖体

70s③细胞膜④中间体⑤细胞壁——主要成分是肽聚糖根据其形态分为：球菌(球形或椭圆形）;杆菌（杆状或圆柱形）;螺旋菌（螺旋形)

在进化上又分为：原细菌（古细菌）﹑真细菌中膜体（mesosome）或间体

白喉杆菌的间体

细菌质膜内褶形成小管状结构。原核细胞prokaryoticcell无核膜，DNA游离在细胞质中缺少内膜系统，至少不发达无细胞骨架染色体为环状，一条细胞小，多在1-10微米第四节原核细胞与真核细胞⑷二.真核细胞（eukaryoticcell）——具有完整的细胞结构，细胞中出现了核膜，把核物质包围起来，从而有了真正意义的典型的细胞核。

细胞核的出现是原核细胞进化到真核细胞的显著标志。

真核生物（eukaryotes）——由真核细胞构成的生物。B真核细胞eukaryoticcell有膜结构围成的细胞核，DNA与蛋白质结合，形成染色质（体），基因组至少有两条染色体有内膜系统，包括内质网、高尔基体、溶酶体、线粒体、叶绿体等具有细胞骨架系统第四节原核细胞与真核细胞⑸光镜下真核细胞的结构

细胞膜（质膜）

（cellmembrane）线粒体细胞质高尔基体

（cytoplasm）中心体细胞基质核膜细胞核核仁

（nucleus）

染色质核基质第四节原核细胞与真核细胞⑹电镜下真核细胞的结构

膜相结构（membranousstructure）——细胞内具有膜的结构的总称。

非膜相结构（non-membranousstructure）——细胞内无膜包裹，呈粒状或丝状的结构。第三节原核细胞与真核细胞⑻内膜系统（endomembranesystem）——相对于细胞膜而言，是指位于细胞质内，在结构、功能乃至发生上有一定联系的膜性结构的总称。细胞内膜（internalmembrane）——除细胞膜以外，细胞内所有膜结构的统称。生物膜（biologicalmembrane）——细胞膜和细胞内膜的总称。第三节原核细胞与真核细胞⑺

细胞膜高尔基体内单膜内质网膜

细生

膜相结构溶酶体系胞物

过氧化物酶体统内膜

有孔双膜—核膜

膜

双膜——线粒体第三节原核细胞与真核细胞⑼

微管细胞微丝骨架核糖体位于细胞质中非膜相结构中心粒细胞质基质核仁染色质位于细胞核中核基质第三节原核细胞与真核细胞⑽三.原核细胞和真核细胞的异同点⒈相同点⑴具有细胞膜⑵具有两类核酸（DNA和RNA）⑶具有核糖体⑷进行细胞分裂，可增殖⒉不同点

原核细胞真核细胞细胞大小较小（1~10μm）较大（10~100μm）细胞核无核膜、核仁（拟核）有核膜、核仁（真核）细胞器除核糖体外，无其它细胞器各种细胞器核糖体70s（50s+30s）80s（60s+40s）DNA环状，不与组蛋白结合线形，与组蛋白结合细胞壁肽聚糖纤维素细胞分裂无丝分裂有丝分裂，减数分裂转录和翻译出现在同一时间和地点，可连续进行出现在不同时间和地点，有严格的阶段性和区域性第二章细胞概述细胞的形态和大小原核细胞和真核细胞生物大分子细胞化学基础原生质（protoplasm）

——构成细胞的生命物质。原生质与细胞的区别：原生质——化学成分细胞——化学成分、大小、形态、结构、功能。各种细胞的原生质在化学成分上虽有差别，但组成原生质的化学元素基本相同。一.组成原生质的化学元素宏量元素——(99.9%)

C、H、O、N90%Na、K、Mg、Ca、Cl、Fe、S、P9.9%微量元素——(0.1%)Cu、Zn、Mn、Si、F、Br、I、Ba等组成原生质的各种化学元素并非独立存在，而是相互结合，以化合物的形式存在。二.组成原生质的化合物

水无机化合物无机盐糖类有机化合物脂类蛋白质生物大分子核酸

生物大分子（biologicalmacromolecules)——分子量巨大，结构复杂，具有生物活性的有机分子。原生质（protoplasm):构成细胞的物质。宏量元素：CHONSPNaKCaClMgFe微量元素：CuZnMnMoCoCrSiFBrILiCd细胞的化学与分子组成原生质无机化合物有机化合物水无机盐有机小分子生物大分子一、核酸（nucleicacid)核酸是生物的遗传物质核糖核酸RNA脱氧核糖核酸DNA第一节生物大分子核酸⑴⑴核酸的化学组成（1934年，Levene）

核酸（nucleicacid）

核苷酸（nucleotide）

磷酸核苷

戊糖

碱基

核酸的基本单位单核苷酸戊糖磷酸含氮有机碱核糖脱氧核糖嘧啶：ＴＣＵ嘌呤：ＡＧ（碱基）核酸（２）核酸⑶组成DNA的碱基——腺嘌呤（A），鸟嘌呤（G），

胞嘧啶（C），胸腺嘧啶（T）组成RNA的碱基——腺嘌呤（A），鸟嘌呤（G），

胞嘧啶（C），尿嘧啶（U）嘧啶嘌呤胞嘧啶C胸腺嘧啶T尿嘧啶U鸟嘌呤G腺嘌呤A碱基核酸⑷核苷化学键：糖苷键-C-N-脱氧核糖磷酸核酸⑸核苷酸化学键：酯键-P-O-C-糖苷键核苷酯键单核苷酸核苷酸的形成核酸⑺组成DNA的核苷酸——

dAMP—腺嘌呤脱氧核苷酸（一磷酸脱氧腺苷）

dGMP—鸟嘌呤脱氧核苷酸（一磷酸脱氧鸟苷）

dCMP—胞嘧啶脱氧核苷酸（一磷酸脱氧胞苷）

dTMP—胸腺嘧啶脱氧核苷酸（一磷酸脱氧胸苷）核酸⑻⑵核酸中核苷酸的连接方式化学键：3’-5’磷酸二酯键

多核苷酸链——

一个5’端，一个3’端

5’3’磷酸端羟基端（二）DNA的结构与功能DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序。Watson和

Crick提出的DNA双螺旋结构模型。二级结构：一级结构：1.DNA的分子结构:双螺旋结构1.两条链逆向平行2.碱基位于内侧，磷酸和戊糖位于外侧3.碱基之间进行互补配对，A=TC=G且A+G=T+C4.一个螺距由10个碱基组成，旋转360º，3.4nm2.DNA特征：3.4nm含10个碱基对双螺旋结构模型360°DNADNA的结构

DNA的三种主要构象

核酸⑾⑷RNA分子的结构和功能绝大部分RNA分子都是直线状单链，但在局部可形成假双链（发卡式结构）。

U5’-G-A-C-C-G-U-A3’-C-U-G-G-C-A-U

U

U核酸⑹组成RNA的核苷酸——

AMP—腺嘌呤核苷酸（腺苷酸，一磷酸腺苷）

GMP—鸟嘌呤核苷酸（鸟苷酸，一磷酸鸟苷）

CMP—胞嘧啶核苷酸（胞苷酸，一磷酸胞苷）

UMP—尿嘧啶核苷酸（尿苷酸，一磷酸尿苷）AMP→ADP→ATP（三磷酸腺苷）

cAMP（环一磷酸腺苷）HO-P-O-CH2OOA核酸⑿根据结构和功能的不同将RNA分成三类——mRNA(messengerRNA)——信使RNAtRNA(transferRNA)——转运RNArRNA(ribosomalRNA)——核糖体RNAmRNAtRNArRNA细胞中含量1%~5%5%~10%80%~90%分子量（1~5）X105~2X106(2.4~3)X104(0.36~1.1)X106

大小悬殊约有70~80个单核苷酸沉降系数6S~25S4S5.8S18S28S结构特征存在场所细胞质或核糖体细胞质或核糖体细胞中的核糖体功能作用三种RNA分子的结构特征和功能作用基本上呈线形，局部呈双链，形成发夹式结构。呈三叶草形，柄部和基部呈双螺旋结构，柄部3，有CCA三个碱基，其相对端为基部呈环形，称反密码环，中央有三个碱基，为反密码子。线形，某些节段可能成双螺旋结构。转录DNA中的遗传信息，并带到核糖体上，作为合成蛋白质的模板。运输活化的氨基酸到核糖体上的mRNA的特定位点，特定的tRNA运输特定的氨基酸。为蛋白质合成场所的核糖体的组成成分。（四）核酶：具有酶活性的RNA，亦称RNA催化剂。

DNA

RNA戊糖脱氧核糖核糖碱基AGCTAGCU磷酸磷酸磷酸核苷酸种类脱氧腺苷酸（dAMP)腺苷酸（AMP）脱氧鸟苷酸（dGMP)鸟苷酸（GMP）脱氧胞苷酸（dCMP)胞苷酸（CMP）脱氧胸苷酸（dTMP)尿苷酸（UMP）结构双链单链存在部位主要存在细胞核中主要存在细胞质中功能储存，复制和传递遗传信息遗传信息表达有关DNA与RNA的区别蛋白质⑴⑴蛋白质（protein）的基本单位

氨基酸（aminoacid，aa，AA）—主要由C、H、O、N四种元素组成。

化学结构式：

HH

H2N—C—COOH或H3N+—C—COO-

RR

两性化合物—溶解在水中能呈酸碱两种性质的化合物。

蛋白质⑴---分子的化学组成

蛋白质的基本单位氨基酸（aminoacid)氨基酸20种它们结构的共同特点：含有碱性氨基（-NH2）和酸性羧基（-COOH），为两性化合物。或碱性的氨基酸性的羧基侧链两性化合物两性电解质（主要元素：CHON；少量的S）二、蛋白质（protein)肽键肽键蛋白质分子是由许多氨基酸分子通过肽键，依次缩合而形成多肽链。侧链侧链侧链侧链（二）蛋白质的分子结构肽键：一个氨基酸分子上的羧基与另一个氨基酸分子上的氨基经脱水缩合而形成的化学键。肽：氨基酸通过肽键而连接成的化合物。多肽：多个氨基酸连接成的化合物，是蛋白质分子的骨架。氨基酸的R基：不同的氨基酸含有不同的R基团，R基团是氨基酸的侧链，R基团有20种不同的结构，所以就形成20种氨基酸。蛋白质⑵

氨基酸分类酸性氨基酸——R基连有一个羧基碱性氨基酸——R基连有一个氨基中性氨基酸——R基上既无羧基，也无氨基

必需氨基酸——人体自身无法合成，必需从食物中摄取的氨基酸。包括赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸。