1、細胞化學組成內(nèi)容細胞的化學組成細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)細胞的代謝（光合作用）細胞分裂和細胞周期細胞和生物大分子 一、細胞學說的建立 二、細胞的基本概念 三、細胞的類別細胞和生物大分子Leeuwenhoek發(fā)明制作顯微鏡，并觀察了活的細菌及原生動物。Robert Hooke將觀察到的軟木片中的蜂窩狀小格子命名為cell。Schleiden和Schwann提出：植物和動物都是由細胞組成的，細胞是組成生物體的基本單位。細胞和生物大分子細胞化學組成 英國科學家霍克（R.Hook,1635-1703)，27歲成為英國皇家 學 會領(lǐng)導成員, 發(fā)表對木栓的觀察,命名Cell。荷蘭人列文虎克（Antoni von Le

2、euwenhoek,1623-1723）用自磨鏡片做成顯微鏡第一次觀察了活的細菌和原生動物。細胞和生物大分子返回 最初提出細胞學說觀點的兩篇論文是: 德國植物學家施萊登 1838 年發(fā)表的論文 : 論植物發(fā)現(xiàn); 德國動物學家施旺 1839 年發(fā)表的論文: 動、植物結(jié)構(gòu)與生長相似性的顯微研究。細胞和生物大分子返回 二、細胞的基本概念： （1）細胞是所有動、植物的基本結(jié)構(gòu)單位 （3）新細胞由老細胞繁殖產(chǎn)生。 （2）每個細胞相對獨立，一個生物體內(nèi)各細胞之間協(xié)同配合。細胞和生物大分子細胞是生命活動的基本單位生物體內(nèi)各細胞間又相互聯(lián)系協(xié)作細胞是生物體生長發(fā)育的基本單位細胞是遺傳的基本單位細胞和生物大分子

3、細胞化學組成三、細胞類別：原核細胞真核細胞植物細胞動物細胞細胞按復雜程度和進化順序分按營養(yǎng)類型分細胞和生物大分子細胞化學組成原 核 細 胞主要特點1.遺傳物質(zhì)僅一個環(huán)狀DNA2.無核膜3.無細胞器, 無細胞骨架4.以無絲分裂或出芽繁殖代表生物支原體、細菌、藍藻返回細菌細胞結(jié)構(gòu)三大結(jié)構(gòu)體系真 核 細 胞遺傳信息表達系統(tǒng) 染色質(zhì)(體)、核糖體、 mRNA、tRNA等等細胞骨架系統(tǒng) 胞質(zhì)骨架、核骨架生物膜系統(tǒng) 質(zhì)膜、內(nèi)膜系統(tǒng)（細胞器） 依據(jù)細胞類型，整個生物世界可以區(qū)分為兩大類： 原核生物 真核生物 細 菌 植 物 放線菌 動 物 藍 藻 真 菌（霉菌,酵母) 等 等 原生動物 藻 類細胞和生物大分

4、子第一章 細胞的化學組成元素組成細胞和生物大分子分子組成細胞化學組成CHON0.5% micro elements & trace elements3.5% :S,P,CI,Na,K,Ca,Mg,Fe,etc.96% 其中26種常見元素:C,H,O,N,P,S,CI,Na,K,Ca,Mg,Fe,I,Zn,Mn,Cu,Mo,Co,Cr,F,V,Si,B,Se,As,Br細胞和生物大分子一、元素組成 一些偶然存在元素及少量有毒元素，還有一些元素的功能目前不清楚 細胞中的元素與無機界中的元素一致，并無特殊性。地殼和人體的主要元素地殼中最豐富的元素（紅色）氧 ，硅和鋁。氧，硅，鋁，鐵，鈣，鈉，鉀和鎂占

5、98%。人體元素（蘭色）最豐富的是H、C、O、N 。人體80%是水，即人體中的氧原子有2/3存在于水中。人體的氫原子的60%存在于非水物質(zhì)中。人體非水原子的25%以上是碳原子。碳元素的特殊性在周期表中的位置、原子結(jié)構(gòu)：成鍵能力和成鍵方式： 碳元素在生物分子結(jié)構(gòu)中有著特別重要的作用細胞和生物大分子C原子較強的成鍵能力和多種成鍵方式生物分子結(jié)構(gòu)多樣性和復雜性生物大分子的功能多樣性細胞和生物大分子二、分子組成不同生物細胞，在分子組成上基本是相同的。蛋白質(zhì)：由氨基酸組成核酸：由8種核苷酸組成脂類：由甘油，脂肪酸組成糖：由各種單糖組成無機鹽：維生素：水：細胞和生物大分子細胞和生物大分子說明：水的分子形式

6、僅一種，但其在生物體內(nèi)的存在形式有自由水和結(jié)合水兩種。蛋白質(zhì)的種類最多，其次為RNA種類越多的分子，在生物體內(nèi)承擔的功能也越多、越復雜細胞和生物大分子 水 地球上生命起源于水中，陸生生物 體內(nèi)細胞也生活在水環(huán)境中 水的性質(zhì)影響生命活動， 如：溶解性質(zhì)，酸堿度，pH 水占生物體的 60 以上的重量 水對生物體非常重要水具有極性可形成氫鍵；水具較強的內(nèi)聚力和表張力，對生物體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的運輸有重要意義；肺泡在水環(huán)境中保證 O2 和 CO2 的交換，水分子間氫鍵造成水的表面張力，可使肺泡癟塌 ；肺泡中存在一種表面活性蛋白破壞水的表面張力，使肺泡脹開水影響生命活動的例子： 水具有較大的比熱和汽化熱，對維

7、持生物體正常的體溫及代謝速率具有重要意義；固態(tài)水的密度低于液態(tài)水，這對水生生物的生存具有重要意義；水是良好的溶劑，與許多生物大分子和極性表面具有較強的親和力，這對生物大分子的代謝具有重要意義。細胞和生物大分子細胞和生物大分子無機鹽約占生物體干重的5%左右一般以離子形式存在，有陰、陽離子之分功能：維持體液pH值恒定維持細胞內(nèi)外的滲透平衡與生物大分子結(jié)合發(fā)揮其功能常見陰離子：Cl-、HCO3-、HPO42-常見陽離子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe2+脂類：細胞和生物大分子多種存在形式：油脂：甘油與脂肪酸形成的酯， 有油與脂肪之分。 能量的儲存形式。磷脂：甘油、脂肪酸、磷酸組成的酯，種類：

8、有腦磷脂、卵磷脂、硝磷脂等。結(jié)構(gòu)特點：極性，雙親分子。細胞和生物大分子類固醇：動物細胞及神經(jīng)髓鞘的重要組 成成分，主要存在于膜結(jié)構(gòu)中。蠟：長鏈脂肪酸與長鏈脂肪醇形成的長 鏈酯類化合物。萜類：異戊二烯彼此連接形成的一類脂 溶性橋環(huán)化合物。甘油三酯分子結(jié)構(gòu)儲脂豚鼠脂肪細胞中的巨大的油滴水韭屬植物的地下莖的兩個形成層細胞（含有油滴）磷脂分子結(jié)構(gòu)（1） 磷脂分子可以看成是一個極性頭，兩條非極性尾巴。（2） 鞘脂分子和磷脂不同。但總體看來，也可看成一個極性頭，兩條非極性尾巴。細胞內(nèi)細胞外糖鏈糖脂磷脂膽固醇返回（1） 固醇類的內(nèi)核由 4 個環(huán)組成（2） 一些人體重要維生素和激素是固醇（3） 膽固醇是細胞的

9、必要成份（4） 血清中的膽固醇太多會促使形 成動脈硬化 和心腦血管疾病脂代謝異常和遺傳病一個患有Tay-Sachs病的一歲嬰兒，右圖是其受影響的腦細胞的局部電鏡照片。溶酶體有異常的ganglioside沉積糖類：細胞和生物大分子多羥基醛或多羥基酮及其衍生物糖類在生物體內(nèi)的存在形式及生物功能單糖寡糖多糖糖儲糖結(jié)構(gòu)糖提供能量,如葡萄糖，果糖，甘油醛等.單糖 多羥基醛或多羥基酮稱為糖。以葡萄糖為例，葡萄糖是六碳糖單糖的生物功能：A、作為多糖的組成元件B、作為燃料C、組成寡糖參與細胞信號傳遞（葡萄糖結(jié)構(gòu)式）（葡萄糖結(jié)構(gòu)式）天然單糖大多數(shù)是 D-型糖吡喃型C1上羥基位置不同出現(xiàn)-，-兩種構(gòu)型 單糖通過糖

10、苷鍵聯(lián)成多糖鏈麥芽糖的結(jié)構(gòu)淀粉：植物細胞的儲糖形式；糖元：動物細胞的儲糖形式， 有肝糖原，肌糖元。纖維素:高等植物細胞壁及木 材 、棉花的主要成分；糖蛋白:細胞表面的信號分子。糖脂：細胞膜的構(gòu)成成分。儲存能量結(jié)構(gòu)糖多糖淀 粉糖 元纖維素 注意：多糖鏈也有方向性，有還原 端和非還原端淀粉和纖維素都由葡萄糖組成，它們 之間主要區(qū)別在于糖苷鍵和 糖苷鍵的區(qū)別 一條多糖鏈的兩端有不同結(jié)構(gòu)和性質(zhì)： 一端的糖基有游離的半縮醛羥基，稱還原端； 另一端的糖基沒有游離的半縮醛羥基，稱非還原端。返回儲糖淀粉和糖原 能量的儲存者淀粉是植物光合作用的產(chǎn)物，葡萄糖是其構(gòu)成單位。淀粉水解釋放的葡萄糖是所有細胞的“分子燃料

11、”動畫結(jié)構(gòu)糖保護、 識別和抵御多糖與蛋白質(zhì)或多肽結(jié)合形成蛋白聚糖，成為細胞表面重要的結(jié)構(gòu)成分寡糖與蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白蛋白質(zhì)細胞和生物大分子蛋白質(zhì)是細胞最重要的結(jié)構(gòu)與功能成分，參與所有的生命活動過程蛋白質(zhì)是由氨基酸通過肽鍵連接而成的 鏈狀生物大分子氨基酸 氨基酸是同時具有氨基和羧基的小分子 參與蛋白合成的共有20種天然氨基酸（氨基酸通式）氨基酸彼此通過肽鍵聯(lián)成肽鏈返回（2）具有氨基和羧基是各種氨基酸的共性（3）各種氨基酸的區(qū)別在側(cè)鏈基團R（1）除甘氨酸外， 碳原子為手性碳原子 一個氨基酸的羧基和另一個氨基酸的氨基脫水縮合形成肽鍵+一條肽鏈的兩端有不同結(jié)構(gòu)和性質(zhì)： 一端的氨基酸殘基帶有游離氨基，

12、稱氨基端； 另一端的氨基酸殘基帶有游離羧基，稱羧基端。細胞和生物大分子每種蛋白質(zhì)都有自己特定的三維空間結(jié)構(gòu)和生物學功能血紅蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)折疊 蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)是指各條肽鏈之間的位置和結(jié)構(gòu)。所以，四級結(jié)構(gòu)只存在于由兩條肽鏈以上組成的蛋白質(zhì)。如血紅蛋白 蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)是指整條肽鏈盤繞折疊形成一定的空間結(jié)構(gòu)形狀。如纖維蛋白和球狀蛋白。 角蛋白的聚合返回溶菌酶帶狀空間模型溶菌酶球狀空間模型蛋白質(zhì)的種類與功能細胞和生物大分子結(jié)構(gòu)蛋白：毛發(fā)、脛腱、韌帶纖維、肌纖維；儲存蛋白：卵清蛋白(為卵發(fā)育提供氨基酸源)保護蛋白：抗體蛋白，溶菌酶等運輸?shù)鞍祝狠d鐵蛋白、血紅蛋

13、白等信號蛋白：膜表面的糖蛋白、激素等細胞和生物大分子某些物理和化學方法可使蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而失去其生物功能核苷酸和核酸細胞和生物大分子核苷酸：由磷酸、戊糖、堿基三部分組成核糖核苷酸: 核糖 + 磷酸 + 堿基(A、G、C、U)脫氧核糖核苷酸: 脫氧核糖 + 磷酸 + 堿基(A、G、C、T) (1) 堿基糖之間是糖苷鍵 (2) 糖磷酸之間是磷酸酯鍵 OH堿基磷酸核糖 (1) 堿基糖之間是糖苷鍵 (2) 糖磷酸之間是磷酸酯鍵 磷酸脫氧核糖堿基堿基細胞和生物大分子返回細胞和生物大分子核酸：是分子生物學，分子遺傳學及基因工程 的主要研究對象組成：由核苷酸以3,5-磷酸二酯鍵連接而成的鏈狀生

14、物大分子。有DNA和 RNA兩種兩類核酸 DNA 由脫氧核糖核苷酸通過磷酸二酯鍵構(gòu)成雙鏈，右手雙螺旋儲存和傳遞遺傳信息RNA由核糖核苷酸通過磷酸二酯鍵構(gòu)成單鏈, 部分雙螺旋指導和參與合成蛋白質(zhì)。 信使RNA（mRNA） 核糖體RNA（rRNA） 轉(zhuǎn)運RNA（tRNA） 細胞和生物大分子5C未形成磷酸二酯鍵，稱 5 末端3C未形成磷酸二酯鍵，稱 3 末端ATAADNA分子組成DAN的雙螺旋結(jié)構(gòu)C、兩條鏈對應堿基呈配對關(guān)系 AT GCD、螺旋直徑 20A，螺距34A， 每一螺距中含 10 bp DNA 雙螺旋可以看作是 DNA 的二級結(jié)構(gòu)，DNA 的三級結(jié)構(gòu)的形成需要蛋白質(zhì)幫助。細胞和生物大分子DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)及其意義DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)： 美國的和英國的Francis Crick花18個月時間研究發(fā)現(xiàn)，于1953年2月28日正式提出細胞和生物大分子DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的意義 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)理論的建立，奠定了分子生物學的基礎 DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)本身也具有重要意