第2章 细胞的概念与分子基础

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第二章 细胞的概念与分子基础

2011-4-17

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第一节 细胞的基本概念细胞是一切生命活动的基本结构和功能单位。 细胞是一切生命活动的基本结构和功能单位。细胞是由膜包围的原生质(protoplasm)团，通过 细胞是由膜包围的原生质 团 质膜与周围环境进行物质和信息交流； 质膜与周围环境进行物质和信息交流； 是构成有机体的基本单位，具有自我复制的能力， 是构成有机体的基本单位，具有自我复制的能力， 是有机体生长发育的基础； 是有机体生长发育的基础； 代谢与功能的基本单位， 代谢与功能的基本单位，具有一套完整的代谢和 调节体系； 调节体系； 是遗传的基本单位，具有发育的全能性。 是遗传的基本单位，具有发育的全能性。 原生质:指组成细胞的全部活性物质 指组成细胞的全部活性物质， 原生质 指组成细胞的全部活性物质，从现代概念来 说它包括质膜、细胞质和细胞核(或拟核)。 说它包括质膜、细胞质和细胞核(或拟核)。2011-4-17 2

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Animal cell

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细胞的大小和形态： 细胞的大小和形态： 大小不同、形态各异，鸵鸟卵细胞最大， 大小不同、形态各异，鸵鸟卵细胞最大，可 达12~15cm,大多数真核细胞的直径为 ，大多数真核细胞的直径为1~10nm。 。 细胞的大小与生物体的大小无关。 细胞的大小与生物体的大小无关。 细胞的数目 单细胞生物如细菌、草履虫， 单细胞生物如细菌、草履虫，成人大约有 1.8×1016个细胞。 × 个细胞。 细胞的一般结构( 细胞的一般结构(膜、质、核、器)2011-4-17 4

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第二节 细胞的起源与进化一切生物都是由细胞构成的， 一切生物都是由细胞构成的，而细胞 是生命活动的基本结构单位和功能单位， 是生命活动的基本结构单位和功能单位， 是在生命长期进化发展过程中出现的。 是在生命长期进化发展过程中出现的。

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一、由小分子演变到生物大分子 无机小分子 单糖、脂肪酸) 单糖、脂肪酸 有机分子(核苷酸、氨基酸、 有机分子 核苷酸、氨基酸、 核苷酸 生物大分子(核酸、蛋白) 生物大分子 核酸、蛋白 核酸

二、由生物大分子演变到原始细胞 生物大分子 和蛋白质分子 脂质膜 脂质膜包围RNA 脂质膜包围

原始细胞

三、由原始细胞进化为高等生物 原始细胞 等生物 原核细胞 真核细胞 高

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表2-1 原核细胞和真核细胞的比较特征 细胞直径 核仁 细胞骨架 胞质细胞器 染色体数目2011-4-17

原核细胞 ≈ 1µm 无 无 无 单条

真核细胞 10~100µm 有 有 有 多条7

DAN大小 碱基对 1×106~5×106 1.5×107~5×109 大小(碱基对 大小 碱基对) × × × ×

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第三节 细胞的分子基础构成细胞的基本元素有

: 、 、 、 、 、 、 构成细胞的基本元素有：O、C、H、N、S、K、 Ca、P、Mg等，其中前四种元素占 、 、 等 其中前四种元素占90%以上。 以上。 以上 细胞的无机物主要有水和无机盐。 细胞的无机物主要有水和无机盐。

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一、生物小分子的结构与功能1、无机化合物 、 一般指不含碳的化合物,包括水和无机盐 包括水和无机盐。 一般指不含碳的化合物 包括水和无机盐。 占细胞内的总量的70%,可以说，没有水， %,可以说 水占细胞内的总量的 %,可以说，没有水，就 不会有生命。水在细胞中以两种形式存在： 不会有生命。水在细胞中以两种形式存在：一种是 游离水，约占95%;另一种是结合水， %;另一种是结合水 游离水，约占 %;另一种是结合水，通过氢键或 其他键同蛋白质结合，约占4% %。 其他键同蛋白质结合，约占 %~5%。 细胞中无机盐的含量很少，约占细胞干重的 细胞中无机盐的含量很少， 无机盐的含量很少 2~5%。主要有 +、K+ 、Ca2+ 、Mg2+ 、 Cl-、 %。主要有 %。主要有Na PO4-和HCO3-,离子的浓度除了具有调节渗透压和 维持酸碱平衡的作用外，还有许多重要的作用。 维持酸碱平衡的作用外，还有许多重要的作用。2011-4-17 9

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2、有机化合物 、有机小分子: 有机小分子 单糖 (monosacchride) 脂肪酸 (fatty acid) 氨基酸 (amino acid) 核苷酸 (nucleotide) 有机大分子: 有机大分子 多糖 (polysaccharide) 脂类 (lipid) 蛋白质 (protein) 核酸 (nucleic acid)2011-4-17 10

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1、作为细胞主要营养成分的碳水化合物 、单糖: 基本分子式为(CH2O)n为细胞内的主要 单糖 基本分子式为 能量来源. 能量来源 寡糖:由少数几个单糖相连的聚合物 由少数几个单糖相连的聚合物.与蛋白结 寡糖 由少数几个单糖相连的聚合物 与蛋白结 合可作为标志物. 合可作为标志物 多糖:由大量 成百上千)糖分子形成的大分子聚 由大量(成百上千 多糖 由大量 成百上千 糖分子形成的大分子聚 合物, 主要为能量的储存形式. 合物 主要为能量的储存形式 寡糖和多糖不仅在在信号传导过程中起重要 也是细胞表面的标志物. 作 用,也是细胞表面的标志物 也是细胞表面的标志物2011-4-17 11

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2、作为细胞主要组成成分的脂类 、脂类包括：脂肪酸 甘油三脂和脂肪 甘油三脂和脂肪)、 脂类包括：脂肪酸(甘油三脂和脂肪 、磷酸甘 油酯、鞘脂、糖脂、类胡萝卜素等。 油酯、鞘脂、糖脂、类胡萝卜素等。脂类化合 物难溶于水，而易溶于非极性有机溶剂。 物难溶于水，而易溶于非极性有机溶剂。 在细胞中的三大功能 重要的能量储存形式; 在细胞中的三大功能: 重要的能量储存形式 三大功能 细胞膜的主

要组分;在信号传导中发挥总要作 细胞膜的主要组分 在信号传导中发挥总要作 类固醇激素). 用(类固醇激素 类固醇激素2011-4-17 12

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二、生物大分子的结构与功能1、核酸 、核酸是生物遗传信息的载体分子， 核酸是生物遗传信息的载体分子，所有生物 均含有核酸。核酸是由核苷酸单体聚合而成的 均含有核酸。 大分子。 大分子。 脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid, DNA) 脱氧核糖核酸 核糖核酸 (ribonucleic acid, RNA).

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(一) DNA的结构与功能 的结构与功能Watson&Crick:DNA的 的 双螺旋模型二级结构: 双螺旋模型二级结构 DNA有两条脱氧核糖链组 有两条脱氧核糖链组 成,两条链反向平行，亲水 两条链反向平行， 两条链反向平行 的脱氧核糖-磷酸位于外侧 的脱氧核糖 磷酸位于外侧, 磷酸位于外侧 互补的碱基位于内侧,螺旋 互补的碱基位于内侧 螺旋 直径为2nm,每圈螺旋 对 每圈螺旋10对 直径为 每圈螺旋 碱基，螺旋扭角为 度 碱基，螺旋扭角为36度， 螺距3.4nm,每个碱基平 ， 螺距 面之间的距离为0.34nm。 。 面之间的距离为 DNA的结构 的结构2011-4-17 14

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DNA的三种主要构象B-DNA:为Watson&Click提出的 ： 提出的 螺旋模型. 螺旋模型 A-DNA:为右手螺旋，每圈螺旋 ：为右手螺旋， 10.9个碱基，螺旋扭角为33度，螺距 个碱基，螺旋扭角为 度 个碱基 3.2nm,每个碱基对的螺旋上升值为 ， 2.9A,碱基倾角为 …… 此处隐藏：2302字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……