细胞的基本概念与分子基础课件.ppt

1、第二章第二章 细胞的基本概念与细胞的基本概念与分子基础分子基础1.理解细胞是生命活动的基本单位，掌握原核细胞、理解细胞是生命活动的基本单位，掌握原核细胞、真核细胞、单细胞、多细胞、生物大分子、细胞真核细胞、单细胞、多细胞、生物大分子、细胞起源、细胞进化等基本概念；起源、细胞进化等基本概念；2.熟悉原核细胞与真核细胞的主要结构特征与区别；熟悉原核细胞与真核细胞的主要结构特征与区别；3.熟悉原始细胞起源的历程及生命起源过程中核酸、熟悉原始细胞起源的历程及生命起源过程中核酸、蛋白质及脂类的重要性；蛋白质及脂类的重要性；4.理解真核细胞某些细胞器起源的学说；理解真核细胞某些细胞器起源的学说；5.熟悉生

2、物由单细胞向多细胞进化的几个阶段；熟悉生物由单细胞向多细胞进化的几个阶段；6.掌握多细胞生物区别于单细胞生物的特征。掌握多细胞生物区别于单细胞生物的特征。7.掌握细胞中的元素和无机化合物的种类与功能掌握细胞中的元素和无机化合物的种类与功能8.熟悉生物大分子的概念及其与有机小分子的关熟悉生物大分子的概念及其与有机小分子的关系系9.掌握核酸的结构、种类与功能；掌握核酸的结构、种类与功能；10.熟悉蛋白质的化学组成与分子结构熟悉蛋白质的化学组成与分子结构11.熟悉多糖的存在熟悉多糖的存在第一节第一节 细胞的基本概念细胞的基本概念一、细胞是生命活动的基本单位一、细胞是生命活动的基本单位（一）细胞的概念

3、（一）细胞的概念1.细胞是生物体的基本细胞是生物体的基本结构单位结构单位2.细胞是生物体的基本细胞是生物体的基本功能单位功能单位，具有完整的代，具有完整的代谢体系谢体系3.3.细胞是有机体细胞是有机体生长与发育的基础生长与发育的基础4.4.细胞是细胞是遗传的基本单位遗传的基本单位，具有完整的遗传系统，具有完整的遗传系统和遗传的全能性和遗传的全能性二、原核细胞二、原核细胞1.支原体：支原体：0.10.3 m，无细胞壁，形态多变，无细胞壁，形态多变，具有高度多形性。是肺炎、脑炎、泌尿生殖道具有高度多形性。是肺炎、脑炎、泌尿生殖道炎的病原体。炎的病原体。2.衣原体：衣原体：0.30.5 m，有细胞壁

4、，少数有致病，有细胞壁，少数有致病性，引起泌尿生殖道炎、附睾炎、直肠炎、沙性，引起泌尿生殖道炎、附睾炎、直肠炎、沙眼等。眼等。肺炎支原体肺炎支原体图片来自图片来自http:/s99.middlebury.edu/BI330A3.细菌细菌l大小：大小：0.55 ml细胞壁：主要成分是肽聚糖。有的表面有荚膜、细胞壁：主要成分是肽聚糖。有的表面有荚膜、鞭毛、菌毛等特殊结构。鞭毛、菌毛等特殊结构。l细胞膜：脂和蛋白质构成，某些革兰氏阴性菌细胞膜：脂和蛋白质构成，某些革兰氏阴性菌还具有细胞外膜还具有细胞外膜，某些革兰氏阳性细，某些革兰氏阳性细菌质膜内褶形成菌质膜内褶形成中膜体中膜体(mesosome)，

5、以扩大细，以扩大细胞膜的表面积，提高代谢效率，还可能与胞膜的表面积，提高代谢效率，还可能与DNA复制和细胞分裂有关。复制和细胞分裂有关。l细胞质细胞质nDNA：环状、裸露、无内含子、很少有重：环状、裸露、无内含子、很少有重复序列复序列n质粒：核外质粒：核外DNA，环状，可自由出入细胞，环状，可自由出入细胞，独立复制独立复制n核糖体：大部分游离于细胞质中，少数附着核糖体：大部分游离于细胞质中，少数附着于质膜内侧；于质膜内侧；70S（50S+30S）三、真核细胞三、真核细胞（一）真核细胞的形态与大小（一）真核细胞的形态与大小1.形态：多种多样，与细胞类型有关并与其功能相适形态：多种多样，与细胞类型

6、有关并与其功能相适应应2.大小：多在大小：多在1020 m之间，大者可达之间，大者可达100 m至数至数cm，与细胞类型有关，与细胞类型有关（二）真核细胞的基本结构（二）真核细胞的基本结构l光镜下的结构：细胞膜，细胞质，细胞核光镜下的结构：细胞膜，细胞质，细胞核l电镜下的结构：膜相结构，非膜相结构电镜下的结构：膜相结构，非膜相结构1.生物膜系统：质膜，内膜系统，线粒体生物膜系统：质膜，内膜系统，线粒体2.遗传系统：遗传系统：DNA,RNA,核糖体，聚合酶及各核糖体，聚合酶及各种因子种因子3.细胞骨架系统：微管，微丝，中等纤维细胞骨架系统：微管，微丝，中等纤维4.核糖体：核糖体：rRNA串联蛋白

7、质，大小两个亚单位串联蛋白质，大小两个亚单位5.细胞质溶胶：胞质中除细胞器外的不定型溶胶，细胞质溶胶：胞质中除细胞器外的不定型溶胶，含离子、水、中小有机分子和生物大分子含离子、水、中小有机分子和生物大分子l细胞上述结构体系具有严密的组织结构和功能细胞上述结构体系具有严密的组织结构和功能分工，正常的生命活动依赖于结构的完整性。分工，正常的生命活动依赖于结构的完整性。表表2-1 原核细胞与真核细胞的比较（教材原核细胞与真核细胞的比较（教材p14）l原核细胞与真核细胞的区别表现在细胞的形态原核细胞与真核细胞的区别表现在细胞的形态结构、基因组结构和基因表达特征几个方面。结构、基因组结构和基因表达特征几

8、个方面。l“70S”、“80S”中的中的S是沉降系数是沉降系数四、原核细胞与真核细胞的比较四、原核细胞与真核细胞的比较比较项目比较项目原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞四、非细胞生命形态四、非细胞生命形态病毒病毒（一）特征（一）特征1.在活细胞内才能表现出生命活动在活细胞内才能表现出生命活动2.在电镜下才可看到在电镜下才可看到（二）成分（二）成分核酸与蛋白质构成的核蛋白复合体核酸与蛋白质构成的核蛋白复合体（三）类别（三）类别1.DNA病毒：病毒：DNA+蛋白质蛋白质2.RNA病毒：病毒：RNA+蛋白质蛋白质类病毒（类病毒（viroid）：仅有感染性的：仅有感染性的RNA构成构成朊病毒（朊病毒（p

9、rio）：仅有感染性的：仅有感染性的蛋白质蛋白质亚基构成亚基构成第二节第二节 细胞的细胞的起源与进化起源与进化l原始细胞的形成原始细胞的形成l从原核细胞向真核细胞的演化从原核细胞向真核细胞的演化l单细胞生物向多细胞生物的进化单细胞生物向多细胞生物的进化一、一、原始细胞的形成原始细胞的形成1.无机小分子无机小分子有机小分子有机小分子2.有机小分子有机小分子生物大分子生物大分子紫外线紫外线,雷电雷电,放射放射能能,火山火山,引力能引力能甲烷甲烷,氢氢,氮氮,氨氨水水,水蒸气等水蒸气等核苷酸核苷酸,氨基酸氨基酸,脂肪酸脂肪酸,单糖等单糖等聚合聚合,演变演变,选择选择核酸核酸,蛋白质蛋白质,多糖多糖3

10、.生物大分子生物大分子多分子体系多分子体系4.多分子体系多分子体系原始生命原始生命5.原始生命原始生命原始细胞原始细胞6.原始细胞原始细胞原核细胞原核细胞聚合聚合,演变演变,选择选择主要由核酸和蛋白质主要由核酸和蛋白质构成构成进行代谢和自我复制进行代谢和自我复制的多分子体系的多分子体系脂质膜形成脂质膜形成,包裹蛋白包裹蛋白质、质、RNA等多分子体系等多分子体系演变演变,选择选择长期演变长期演变,自然选择自然选择有典型结构的质膜有典型结构的质膜,核核糖体糖体,遗传物质为遗传物质为DNA长期演变长期演变,自然选择自然选择有机小分有机小分子子甲烷甲烷、氢、氮、氢、氮、氨水、水蒸气氨水、水蒸气等等紫外

11、线紫外线雷电，雷电，放射能放射能火山，火山，引力能引力能多分多分子体子体系系自然选择自然选择原始细胞原始细胞进化与选择进化与选择原核细胞原核细胞原始生命原始生命进行代谢和自我复制的多分子体系脂质膜形成包裹RNA等多分子体系典型结构的质膜、核糖体和DNA二、从原核细胞向真核细胞的二、从原核细胞向真核细胞的演化演化从原核细胞到真核细胞要形成：核膜，内膜系从原核细胞到真核细胞要形成：核膜，内膜系统，线粒体，叶绿体和细胞骨架系统。统，线粒体，叶绿体和细胞骨架系统。1.核膜的起源与内质网核膜的起源与内质网2.内膜系统（包括内质网）的起源质膜内陷，内膜系统（包括内质网）的起源质膜内陷，即即自生说（自生说（

12、autogenesis）、分化起源说。）、分化起源说。3.线粒体、叶绿体起源于细菌共生。内共生说线粒体、叶绿体起源于细菌共生。内共生说(endosymbiosis)4.细胞骨架的起源？分化起源？细胞骨架的起源？分化起源？三、单细胞生物向多细胞生物的进化三、单细胞生物向多细胞生物的进化由单细胞生物向多细胞生物进化大致经历了单由单细胞生物向多细胞生物进化大致经历了单细胞细胞单细胞群体单细胞群体多细胞生物三个阶段。多细胞生物三个阶段。2.2.多细胞生物区别于单细胞生物多细胞生物区别于单细胞生物的的特点特点（1 1）结构）结构与功能与功能特化特化（2 2）功能分工）功能分工并并高度协同合作高度协同合作

13、生物进化在各方面留下了中间环节，它们是进化历程的直接证生物进化在各方面留下了中间环节，它们是进化历程的直接证据。据。任何生物的个体发育过程都是该物种进化历程的快速展现。任何生物的个体发育过程都是该物种进化历程的快速展现。第三节第三节 细胞的分子基础细胞的分子基础l细胞成分中的元素细胞成分中的元素n主要元素：主要元素：C,H,O,N 占占90%n大量元素：大量元素：S,P,Cl,K,Na,Ca,Mg,Fe 占占9.9%;n微量元素：微量元素：Cu,Zn,Mn,Mo,Co,Cr,Si,F,Br,I,Li,Ba 占占0.1%l细胞中的无机成分细胞中的无机成分n水：水：n无机盐：无机盐：一、有机小分子

14、一、有机小分子单糖、双糖单糖、双糖脂肪酸脂肪酸氨基酸氨基酸核苷酸核苷酸多糖多糖脂类脂类蛋白质蛋白质核酸核酸2.性质：脂肪不溶于水或细胞质，在其中聚集成脂性质：脂肪不溶于水或细胞质，在其中聚集成脂滴。滴。3.功能：供能，隔热，缓冲机械力功能：供能，隔热，缓冲机械力CH2OC(CH)14CH3CHOC(CH)14CH3CH2OC(CH)14CH3OOO磷脂磷脂1.结构结构甘油磷脂：甘油磷脂：2分子脂肪酸分子脂肪酸1分子甘油分子甘油 1分子分子磷酸磷酸1个极性小分子（含氨碱或醇类）。个极性小分子（含氨碱或醇类）。鞘磷脂：鞘磷脂：1分子脂肪酸分子脂肪酸1分子鞘氨醇分子鞘氨醇 1分子分子磷酸磷酸1个极性

15、小分子个极性小分子2.性质：双亲性分子性质：双亲性分子3.功能：细胞模性结构的成分功能：细胞模性结构的成分（三）氨基酸（三）氨基酸1.结构：氨基和羧基连接于同一个结构：氨基和羧基连接于同一个 碳原子碳原子2.性质：两性电解质性质：两性电解质3.功能：蛋白质的构成单位功能：蛋白质的构成单位H2NCCOOHHCH3H3N+CCOO-HCH3非离子型非离子型离子型离子型（四）核苷酸（四）核苷酸1.结构：由碱基、五碳糖和磷酸集团构成结构：由碱基、五碳糖和磷酸集团构成2.性质：可与另一核苷酸形成氢键和酯键性质：可与另一核苷酸形成氢键和酯键碱基上的某个原子或原子团可被另一原子或原碱基上的某个原子或原子团可

16、被另一原子或原子团取代子团取代1个磷酸基团与同个磷酸基团与同1个核苷的个核苷的2个羟基形成酯键个羟基形成酯键时，便形成环化核苷酸时，便形成环化核苷酸3.功能：核酸的构成单位功能：核酸的构成单位二、生物大分子二、生物大分子（一）核酸（一）核酸1.DNA的结构的结构（2）多核苷酸链的结构）多核苷酸链的结构l 单体的聚合方式单体的聚合方式l 链的方向性链的方向性（4）DNA的空间结构的空间结构lB型型DNA螺旋螺旋方向方向l直径、螺距、相邻碱基对之间的距离直径、螺距、相邻碱基对之间的距离l大沟与小沟大沟与小沟+36种蛋白质种蛋白质+49种蛋白质种蛋白质非离子型非离子型离子型离子型H2NCCOOHHCH3H3N+CCOO-HCH3肽键蛋白质高级结构示意图复习题复习题阐述题阐述题1.说明原核细胞与真核细胞的异同。说明原核细胞与真核细胞的异同。2.说明生物大分子区别于生物中、小分子的特征。说明生物大分子区别于生物中、小分子的特征。3.说明多细胞生物区别于单细胞生物的特征。说明多细胞生物区别于单细胞生物的特征。2.说明核说明核酸的类型、结构与功能。酸的类型、结构与功能。4.说明蛋白质的说明蛋白质的14级结构。级结构。5.解释解释domain,motif,ribozyme