1(细胞的基本特征)xxxxxxxxxxxx.ppt

医学生物学与遗传学教研室医学生物学与遗传学教研室第三章第三章 生命的细胞基础生命的细胞基础一、一、细胞的基本概念细胞的基本概念 二、二、细胞的大小、形态和数量细胞的大小、形态和数量 三、三、真核细胞与原核细胞真核细胞与原核细胞第一节第一节 细胞的基本特征细胞的基本特征一、一、细胞的基本概念细胞的基本概念 细胞（细胞（cellcell）是一切生命活动的基本单位。是一切生命活动的基本单位。（1 1）细胞是生物体的形态、结构单位。）细胞是生物体的形态、结构单位。（2 2）细胞是有机体代谢与功能的基本单位。）细胞是有机体代谢与功能的基本单位。（3 3）细胞是有机体的生长与发育的基本单位。）细胞是有机体的生长与发育的基本单位。（4 4）细胞是遗传的基本单位。）细胞是遗传的基本单位。二、二、细胞的大小、形态和数量细胞的大小、形态和数量（一）细胞的大小（一）细胞的大小 u 真核细胞直径一般在真核细胞直径一般在 10-100um之间，原核细之间，原核细胞直径一般在胞直径一般在1-10um之之间，两类细胞体积相差间，两类细胞体积相差近千倍。近千倍。u最大的细胞：驼鸟卵，最大的细胞：驼鸟卵，直径达直径达12cm；u最小的细胞：支原体，最小的细胞：支原体，直径仅直径仅0.1um。u人体内最大的细胞是卵人体内最大的细胞是卵细胞，直径细胞，直径100um。（二）细胞的形态多种多样多种多样 与功能相适应与功能相适应神经元细胞神经元细胞红细胞红细胞植物气孔细胞植物气孔细胞卵细胞和精子卵细胞和精子平滑肌细胞平滑肌细胞（三）细胞的数量细胞体积守恒定律：细胞体积守恒定律：各类细胞的体积相当各类细胞的体积相当恒定，各种动物细胞恒定，各种动物细胞大小无明显差别，器大小无明显差别，器官大小与细胞数量成官大小与细胞数量成正比，与细胞大小无正比，与细胞大小无关。关。单细胞生物：单细胞生物：单细胞生物：单细胞生物：一个细胞构成一个细胞构成一个细胞构成一个细胞构成多细胞生物：多细胞生物：多细胞生物：多细胞生物：细胞数量巨大细胞数量巨大细胞数量巨大细胞数量巨大三、真核细胞与原核细胞三、真核细胞与原核细胞（一）原核细胞（一）原核细胞（一）原核细胞（一）原核细胞(prokaryotic cell)uu无典型核结构。无典型核结构。无典型核结构。无典型核结构。体积小，体积小，体积小，体积小，结构简单，有细胞膜、核结构简单，有细胞膜、核结构简单，有细胞膜、核结构简单，有细胞膜、核物质和少数简单细胞器，物质和少数简单细胞器，物质和少数简单细胞器，物质和少数简单细胞器，无内膜系统和核膜。无内膜系统和核膜。无内膜系统和核膜。无内膜系统和核膜。uu原核生物原核生物原核生物原核生物包括支原体、包括支原体、包括支原体、包括支原体、细菌和蓝绿藻等细菌和蓝绿藻等细菌和蓝绿藻等细菌和蓝绿藻等（二）真核细胞（二）真核细胞（二）真核细胞（二）真核细胞(eukaryotic cell)u有典型核结构有典型核结构有典型核结构有典型核结构u有内膜系统有内膜系统有内膜系统有内膜系统光镜：细胞膜、细胞质、细胞核光镜：细胞膜、细胞质、细胞核光镜：细胞膜、细胞质、细胞核光镜：细胞膜、细胞质、细胞核电镜：膜性结构、非膜性结构电镜：膜性结构、非膜性结构电镜：膜性结构、非膜性结构电镜：膜性结构、非膜性结构n膜相结构膜相结构：（一网两膜四体）（一网两膜四体）内质网、细胞膜、核膜、高尔基复合体、内质网、细胞膜、核膜、高尔基复合体、线粒体、溶酶体、过氧化氢体。线粒体、溶酶体、过氧化氢体。n非膜相结构：非膜相结构：核糖体、中心体、微管、微丝、中间纤维、核糖体、中心体、微管、微丝、中间纤维、核仁、染色质、核基质、细胞质基质。核仁、染色质、核基质、细胞质基质。（三）原核细胞和真核细胞在结构上的主要区别（三）原核细胞和真核细胞在结构上的主要区别（三）原核细胞和真核细胞在结构上的主要区别（三）原核细胞和真核细胞在结构上的主要区别根本区别在于有无真正的细胞核。根本区别在于有无真正的细胞核。相同点相同点相同点相同点不同点不同点不同点不同点真核细胞与原核细胞真核细胞与原核细胞相同点相同点：都有细胞膜都有细胞膜都有遗传物质都有遗传物质DNA 或或RNA都有核糖体合成蛋白质都有核糖体合成蛋白质细胞增殖均为细胞分裂细胞增殖均为细胞分裂均可独立进行生命活动均可独立进行生命活动遗传密码基本一致遗传密码基本一致 真核细胞与原核细胞真核细胞与原核细胞区别：区别：特征特征 原核细胞原核细胞 真核细胞真核细胞细胞大小细胞大小 110um 10100um胞质环流胞质环流 无无 有有核糖体核糖体 70S（5030）80S（4060）细胞骨架细胞骨架 无无 有有内膜系统内膜系统 无无 有有细胞核细胞核 拟核拟核（无核膜核仁）（无核膜核仁）有有染色体染色体 单条单条 多条多条细胞分裂细胞分裂 无丝分裂无丝分裂 有丝、减数分裂有丝、减数分裂 医学生物学与遗传学教研室医学生物学与遗传学教研室第二节第二节 细胞的物质基础细胞的物质基础概 述 C、H、O、N是生命的最基本元素是生命的最基本元素 糖、脂、蛋白质、核酸等构成生物分子糖、脂、蛋白质、核酸等构成生物分子 蛋白质和核酸蛋白质和核酸分子量巨大，结构功能复分子量巨大，结构功能复杂，称为杂，称为生物大分子生物大分子医学生物学与遗传学教研室医学生物学与遗传学教研室一、小分子物质 水：水：水：水：7575757580808080 无机盐和离子：无机盐和离子：无机盐和离子：无机盐和离子：1 1 1 1 有机小分子：有机小分子：有机小分子：有机小分子：糖：糖：糖：糖：细胞的能源物质细胞的能源物质细胞的能源物质细胞的能源物质脂肪酸：脂肪酸：脂肪酸：脂肪酸：构成细胞膜构成细胞膜构成细胞膜构成细胞膜氨基酸：氨基酸：氨基酸：氨基酸：蛋白质的基本结构单位蛋白质的基本结构单位蛋白质的基本结构单位蛋白质的基本结构单位核苷酸：核苷酸：核苷酸：核苷酸：核酸的基本结构单位核酸的基本结构单位核酸的基本结构单位核酸的基本结构单位医学生物学与遗传学教研室医学生物学与遗传学教研室核苷酸核苷酸磷酸磷酸戊糖戊糖核糖核糖脱氧核糖脱氧核糖A、GC、T、U碱基碱基嘌呤：嘌呤：嘧啶：嘧啶：形成过程：戊糖 碱基 核苷核苷核苷 磷酸 核苷酸核苷酸核苷酸 核苷酸 多核苷酸链多核苷酸链糖苷键脂 键磷酸二酯键医学生物学与遗传学教研室医学生物学与遗传学教研室二、生物大分子物质 蛋白质（protein）构成细胞的主要成分，是各种生命构成细胞的主要成分，是各种生命物质的主要结构基础。物质的主要结构基础。核酸（nucleic acid ）细胞内贮存和传递遗传信息的生物细胞内贮存和传递遗传信息的生物大分子物质。大分子物质。医学生物学与遗传学教研室医学生物学与遗传学教研室核酸核酸核酸的构成核酸的构成 基本结构单位：基本结构单位：核苷酸核苷酸 基本化学键：基本化学键：3，5磷酸二酯键磷酸二酯键核酸的分类核酸的分类 脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（脱氧核糖核酸（DNA)DNA)DNA)DNA)核糖核酸（核糖核酸（核糖核酸（核糖核酸（RNA)RNA)RNA)RNA)信使信使信使信使RNA(mRNARNA(mRNA）转运转运转运转运RNA(tRNARNA(tRNA）核糖体核糖体核糖体核糖体RNA(rRNARNA(rRNA）医学生物学与遗传学教研室医学生物学与遗传学教研室核酸的结构核酸的结构 1 1、DNADNA的结构：的结构：的结构：的结构：1953 1953年年WatsonWatson和和CrickCrick提出了提出了DNADNA分子的双螺分子的双螺旋结构模型旋结构模型。由两条方向相反，互相平行的多核苷酸链组成。由两条方向相反，互相平行的多核苷酸链组成。以右手螺旋方向，沿假想轴缠绕而成。磷酸和以右手螺旋方向，沿假想轴缠绕而成。磷酸和 脱氧核糖位于双螺旋的外侧，形成脱氧核糖位于双螺旋的外侧，形成DNA的骨架，的骨架，碱基位于双螺旋的内侧。碱基位于双螺旋的内侧。靠碱基对间形成氢键将两条多核苷酸链并联靠碱基对间形成氢键将两条多核苷酸链并联 起来。（起来。（A=T,G=C）按互补原则进行。按互补原则进行。在互补链中嘌呤与嘧啶的总数相等。（在互补链中嘌呤与嘧啶的总数相等。（G+A=C+T）DNA分子的多样性。（分子的多样性。（4n种）种）医学生物学与遗传学教研室医学生物学与遗传学教研室2 2、RNARNA的结构的结构 大多数大多数 RNA是单链，其分子可通过自身回折形成是单链，其分子可通过自身回折形成许多短的双螺旋区（假双链）。许多短的双螺旋区（假双链）。医学生物学与遗传学教研室医学生物学与遗传学教研室DNARNA戊糖戊糖脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖碱基碱基A、G、C、TA、G、C、U磷酸磷酸 相相 同同结构结构双螺旋双螺旋一般单链，可出现假双一般单链，可出现假双链（局部回折）链（局部回折）分布分布细胞核为主细胞核为主细胞质为主细胞质为主3 3、DNADNA和和和和RNARNA的不同点：的不同点：的不同点：的不同点：医学生物学与遗传学教研室医学生物学与遗传学教研室 4、核酸的功能、核酸的功能 贮存和传递细胞内遗传信息。贮存和传递细胞内遗传信息。（1）DNA：贮存遗传信息。：贮存遗传信息。（2）RNA：传递遗传信息。：传递遗传信息。mRNA蛋白质合成的模板蛋白质合成的模板 tRNA氨基酸的转运工具氨基酸的转运工具 rRNA蛋白质合成蛋白质合成“工厂工厂”核糖体核糖体的的 组成部分。组成部分。另外，某些小分子另外，某些小分子RNA还具有酶活性。还具有酶活性。返回杆菌杆菌链球菌链球菌返回返回返回返回返回医学生物学与遗传学教研室医学生物学与遗传学教研室结构结构（1）氨氨基基酸酸（amino acid）：蛋蛋白白质质的的基基本本结结构构单单位位，由由aa和和aa脱脱水水缩缩合合经经肽肽键键相相连连形形成成蛋蛋白质。白质。（2）蛋白质的分子结构：）蛋白质的分子结构：一级结构一级结构多肽链多肽链：组成蛋白质多肽链的氨基酸的种类、数量和排组成蛋白质多肽链的氨基酸的种类、数量和排列顺序。列顺序。是蛋白质的结构和功能基础。是蛋白质的结构和功能基础。主要维持键：肽键主要维持键：肽键蛋蛋 白白 质质医学生物学与遗传学教研室医学生物学与遗传学教研室二级结构二级结构蛋白质多肽链主链原子局部的空间结构。蛋白质多肽链主链原子局部的空间结构。维系键：非共价键（氢键）维系键：非共价键（氢键）主要形式：主要形式：螺旋螺旋和和折叠折叠。医学生物学与遗传学教研室医学生物学与遗传学教研室三级结构：三级结构：多肽链在二级结构的基础上，由于氨基酸残基侧多肽链在二级结构的基础上，由于氨基酸残基侧链相互作用而使多肽链进一步盘曲折叠而形成的链相互作用而使多肽链进一步盘曲折叠而形成的不规则的特定构象。不规则的特定构象。维系键：非共价键维系键：非共价键四级结构：四级结构：蛋白质分子中亚基的立体排布，亚基间的相互蛋白质分子中亚基的立体排布，亚基间的相互作用与接触部位的布局。作用与接触部位的布局。亚基（亚基（subunitsubunit）：参与构成蛋白质四级结构的：参与构成蛋白质四级结构的每一条具有三级结构的多肽链。每一条具有三级结构的多肽链。维系键：非共价键（主要为疏水作用）维系键：非共价键（主要为疏水作用）医学生物学与遗传学教研室医学生物学与遗传学教研室医学生物学与遗传学教研室医学生物学与遗传学教研室蛋白质在生命活动中的作用蛋白质在生命活动中的作用（1 1）结构和支持作用。）结构和支持作用。（2 2）催化作用。）催化作用。（3 3）传递和运输作用。）传递和运输作用。（4 4）运动功能。）运动功能。（5 5）防御作用。）防御作用。（6 6）调节作用。）调节作用。总之，蛋白质的功能涉及一切生命活动，总之，蛋白质的功能涉及一切生命活动，蛋白质是一切生命现象的物质载体。蛋白质是一切生命现象的物质载体。医学生物学与遗传学教研室医学生物学与遗传学教研室细胞蛋白质组学细胞蛋白质组学蛋白质组研究是将细胞内基因活动和表达后所蛋白质组研究是将细胞内基因活动和表达后所产生的全部蛋白作为一个整体，研究在个体发产生的全部蛋白作为一个整体，研究在个体发育的不同阶段，正常或异常情况下，各种细胞育的不同阶段，正常或异常情况下，各种细胞内蛋白质的种类、数量、结构和功能状态，从内蛋白质的种类、数量、结构和功能状态，从而阐明基因的功能。而阐明基因的功能。蛋白质组学：从整体水平上研究细胞内蛋白质蛋白质组学：从整体水平上研究细胞内蛋白质组成及其活动规律的学科称为蛋白质组学，是组成及其活动规律的学科称为蛋白质组学，是后基因组学的一门新兴学科。后基因组学的一门新兴学科。