细胞的化学与分子组成

关于细胞的化学与分子组成第1页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三第一节、细胞的化学与分子组成

细胞的主要物质基础是生物小分子和由生物小分子构成的生物大分子，如核酸、蛋白质和糖类。归纳如下：原生质组成细胞的物质C、H、O、NS、P、Cl、K、Na、Ca、Mg、Fe微量元素第2页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三细胞生物小分子无机小分子有机小分子单糖脂肪酸氨基酸核苷酸水无机盐生物大分子核酸蛋白质脂类多糖第3页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三无机化合物水

细胞中含量最大（70%），极性小分子，是良好的溶剂，是细胞内生化反应的场所。游离水结合水第4页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三无机盐以离子形式存在。阳离子：Na+,K+,Ca2+,Fe2+,Mg2+等阴离子：Cl-,SO42-,PO43-,HCO3-等功能a、维持细胞内外液的渗透压和PH值；b、与蛋白质或脂类结合，组成具有一定功能的结合

蛋白质（如血红蛋白）或类脂（如磷脂）。种类第5页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三单糖脂肪酸氨基酸核苷酸有机化合物有机小分子多糖蛋白质核酸生物大分子糖苷键肽键磷酸二酯键第6页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三1、单糖(monosaccharide)通式(ＣＨ2Ｏ)ｎ，ｎ＝３～７的正整数。功能细胞主要的营养物质。主要指葡萄糖(G)贮存动物——糖元

植物——淀粉第7页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三2、脂肪酸(fattyacid)通式CH3(CH2)nCOOH，n为10~20的偶数亲水性，易形成酯和酰胺①碳氢链长度②所含碳-碳双键的数目和位置不同疏水性化学特性第8页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三第9页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三

１．组成细胞膜的磷脂，兼性分子，即同时具有疏水端和亲水端。

主要功能２．营养价值较高的营养物质。第10页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三3、氨基酸(aminoacid)碱性的氨基侧链酸性的羧基组成蛋白质的基本单位。※细胞内氨基酸主要有20种。共同结构含有氨基的有机酸，差别主要是R侧链的不同。主要功能第11页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三4、核苷酸(nucleotide)化学组成单核苷酸戊糖核糖脱氧核糖磷酸含氮有机碱嘧啶：ＴＣＵ嘌呤：ＡＧ（碱基）核酸的基本单位第12页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三嘧啶嘌呤胞嘧啶C胸腺嘧啶T尿嘧啶U鸟嘌呤G腺嘌呤A核糖脱氧磷酸碱基第13页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三糖苷键核苷酯键单核苷酸3’5’磷酸二酯键5´3´第14页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三一、核酸〓核酸生物遗传的物质基础。(一)核酸的种类核酸脱氧核糖核酸（DNA）核糖核酸（RNA）第15页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三DNARNA第16页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三DNARNA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与遗传信息表达有关DNA和RNA的区别第17页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三(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：第18页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三3.4nm含10个碱基对DNA双螺旋结构模型DNA的双链形成360°第19页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三DNA的双链形成—氢键第20页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三第21页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三1.DNA分子是由两条相互平行方向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=T，G三C）以氢键相连。★★DNA双螺旋结构模型3.4nm含10个碱基对DNA双螺旋结构模型360°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3.4nm。第22页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三第23页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三携带遗传信息；复制并传递遗传信息。DNA的功能第24页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三

RNA为单链，可自身回折形成局部假双链。分类mRNA

(信使RNA)tRNA

(转运RNA)rRNA

(核糖体RNA)(三)RNA的结构与功能第25页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三第26页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三三种RNA分子的结构特征和功能比较mRNAtRNArRNA

★结构特征基本上呈线形，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。★功能作用转录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。第27页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三反密码环氨基酸结合位点第28页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三二、蛋白质（一）蛋白质分子的化学组成蛋白质的基本单位氨基酸氨基酸20种它们结构的共同特点：含有氨基的有机酸。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）第29页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三（二）蛋白质的分子结构由相同或不同的各个氨基酸，按照一定的排列顺序，以特定的化学键方式连接，从而组成蛋白质的基本结构。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。侧链侧链侧链侧链主链第30页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三★蛋白质的四级结构模型第31页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三1.蛋白质的一级结构多肽链中氨基酸的种类，数目和排列顺序。（主键：肽键；副键：二硫键）第32页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三2.蛋白质的二级结构在一级结构的基础上，借氢键在氨基酸残基之间连接，使多肽链成为螺旋或折叠的结构。（氢键）a-螺旋：肽链以右手螺旋盘绕而成的空心筒状构象。ß-折叠片层：一条肽链回折而成的平行排列构象。可分为三型：第33页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三第34页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三a-螺旋ß-折叠片层第35页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三a-螺旋第36页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三ß-折叠片层第37页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三第38页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三3.蛋白质的三级结构在二级结构的基础上再行折叠。（氢键，酯键，离子键，疏水键）第39页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三★蛋白质的一、二、三级结构都是单条多肽链的变化。只有一条多肽链的蛋白质，须在三级结构的水平才表现出生物活性，但由两条或多条肽链构成的蛋白质，必须构成四级结构，方能表现出生物活性。第40页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三4.蛋白质的四级结构四级结构中每个独立的三级结构的多肽链亚基亚基氢键蛋白质的四级结构第41页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三第42页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三a.蛋白质是细胞和组织的主要成分；b.作为酶催化生物体内各种化学反应；c.蛋白质具有运输，收缩，调节和防御作用。（三）蛋白质的主要功能第43页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三第二节、细胞的形成与进化大致分为三个阶段：1、从分子到细胞2、从原核细胞到真核细胞3、从单细胞生物到多细胞生物第44页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三第45页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三一、从分子到细胞※生命源自于海洋！简单元素（C、H、O）无机分子有机分子氨基酸核苷酸多肽指导合成蛋白质脂质膜包裹原始细胞自然条件肽键磷酸二酯键RNA第46页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三二、从原核细胞到真核细胞原始细胞包围细胞的细胞膜储存遗传信息的DNA指导蛋白质合成的RNA制造蛋白质的核糖体原核细胞第47页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三原核细胞氧与代谢关系的变化细胞膜内陷成细胞器细胞核的出现真核细胞第48页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三三、从单细胞生物到多细胞生物

单细胞生物——衣藻

群体——盘藻

多细胞生物——团藻以绿藻为例：多细胞生物的两个基本特点：①细胞产生了特化；②细胞之间协同合作。

单细胞向多细胞生物进化可能是：首先形成群体，然后再演变为具有不同特化细胞的多细胞生物。第49页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三第三节、原核细胞与真核细胞

根据细胞的进化程度，可将生物细胞分为原核细胞和真核细胞两大类。第50页，讲稿共54页，2023年5月2日，星期三一.原核细胞（一）支原体（二）细菌细胞膜RNA核糖体DNA核糖体中间体细菌壁