關于細胞的分子組成細胞生物學件第1頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五為什么要吃？需要吃什么？不同生物獲取營養的方式？第2頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五細胞的物質組成核糖體線粒體微管淀粉染色質糖類細胞膜細胞壁第3頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五各種形態的細胞紅細胞精卵細胞中性粒細胞神經細胞成纖維細胞第4頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五細菌細胞的基本化學組成圖第5頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五組成細胞的分子小分子物質:

無機小分子:水、無機鹽有機小分子:單糖

、脂肪酸

氨基酸

、核苷酸生物大分子:

多糖

、脂質、蛋白質

、核酸第6頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五水(water)

：H2O(Hydrophilicmolecules)親水分子(Hydrophobicmolecules)疏水分子第7頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五無機鹽在細胞中均以離子狀態存在：陽離子：Na+、

K+

、Ca2+

、Fe2+、Mg2+等陰離子：Cl-、SO42-、PO43-等無機鹽參與細胞代謝反應、維持細胞內外滲透壓和pH、組成有一定功能的結合蛋白、參與信號轉導等。第8頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五維持細胞內外滲透壓第9頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五參與膜電位的形成，傳導電興奮第10頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五Ca2+對鈣黏素的影響細胞間的嗜同性黏附鈣黏素——Ca2+依賴的黏附分子第11頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五參與信號轉導第12頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第13頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第14頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五Nitricoxide,anovelbiologicmessenger.C.J.LowensteinandS.H.Snyder,Cell70(1992),705–707.第15頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五分子質量：100-1000Da1.單糖(monosaccharide)2.脂肪酸(fattyacid)氨基酸(aminoacid)4.核苷酸(nucleotide)有機小分子第16頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第17頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五有機小分子：單糖monosaccharide己糖（六碳糖）：葡萄糖、半乳糖、甘露糖戊糖（五碳糖）：核糖、脫氧核糖己糖是多糖的基本單元；戊糖是核酸的組成單位。第18頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五葡萄糖

核糖最主要的單糖第19頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五葡萄糖半乳糖甘露糖己糖C6H12O6的同分異構體第20頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五glucose第21頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五戊糖(pentose)核糖是RNA的組成單位脫氧核糖是DNA的組成單位第22頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五寡聚糖和糖蛋白、糖脂

由不同種類單糖聚合而成的短鏈如：N-乙酰氨基葡萄糖、巖藻糖等。

寡聚糖與蛋白結合構成糖蛋白，與脂類結合構成糖脂，在細胞識別中起重要作用。第23頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五衣霉素BiosynthesisoftheN-linkedoligosaccharideprecusor第24頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五InitialprocessingofN-linkedoligosaccharidesintheroughER第25頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五Proteinglycosylationback第26頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五糖脂糖蛋白糖蛋白第27頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五寡聚糖:

構成糖蛋白和糖脂糖原、淀粉(glycogen、starch)

：能量儲備纖維素(cellulose)

:

細胞壁成分糖胺聚糖(glycosaminoglycan):

細胞外基質成分寡聚糖（oligosaccharides）和多糖（polysaccharides）第28頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五糖原淀粉纖維素糖原、淀粉、纖維素由同一種類單糖聚合而成back第29頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五重復的二糖單位構成的無分支多糖鏈，與核心蛋白結合形成蛋白聚糖，為細胞外基質的主要成分。糖胺聚糖第30頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五有機小分子：脂肪酸(Fattyacid)飽和脂肪酸(saturated)不飽和脂肪酸(unsaturated)烴鏈（疏水）羧基（親水）疏水烴鏈;親水羧基–COOH與其它分子共價結合形成各種脂類。第31頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五生物體內有功能的脂質主要有：三酰甘油（中性脂）、磷脂、類固醇三酰甘油和其它脂作為能量貯存物質，比糖類占用更少的空間，具有更輕的重量。生物大分子：脂質第32頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五三酰甘油(triglycerol)呈固態的三酰甘油被稱為脂肪，呈液態的稱為油脂。第33頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五磷脂(phospholipide)磷脂酰膽堿極性的頭部（親水）非極性尾部（疏水）親水親脂分子膽堿脂肪酸鏈磷酸基團甘油骨架第34頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第35頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五細胞、個體乃至物種的遺傳特性要在代代相傳中得到維持，有賴于遺傳信息完整、準確地傳遞。第36頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五作為遺傳物質，需要具備哪些條件？儲存遺傳信息復制指導其他分子的合成能產生突變第37頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五生物大分子：核酸(Nucleicacid)脫氧核糖核酸

(deoxyribonucleicacid,DNA)核糖核酸

(ribonucleicacid,RNA)第38頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五磷酸戊糖堿基1.構成核苷酸的堿基、戊糖、磷酸三部分；2.根據堿基和戊糖的不同分不同類型。有機小分子：核苷酸(Nucleotides)第39頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五堿基嘌呤purine嘧啶pyrimidine胸腺嘧啶胞嘧啶尿嘧啶腺嘌呤鳥嘌呤第40頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五DNA的基本單位：脫氧核糖核苷酸

dAMP、dGMP、dCMP、dTMP

簡稱：A、G、C、TRNA的基本單位：核糖核苷酸

AMP、GMP、CMP、UMP

簡稱：A、G、C、U第41頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五lATP第42頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五cyclicGMP(cGMP)環一磷酸腺苷酸和環一磷酸鳥苷酸作為信號分子，在細胞信號轉導中起重要作用。2cyclicAMP(cAMP)環一磷酸鳥苷酸環一磷酸腺苷酸A第43頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五3’,5’磷酸二酯鍵第44頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五5’磷酸3’羥第45頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五DNA的分子結構：

DNA雙螺旋結構模型1953年Watson和Crick揭示了DNA雙螺旋結構第46頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五戊糖-磷酸主鏈大溝小溝5’5’3’3’大溝小溝第47頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五氫鍵：A＝TC≡G5’端5’端3’端3’端第48頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五DNA雙螺旋結構模型特點DNA分子是由兩條反向平行、右手螺旋的一磷酸脫氧多核苷酸組成。脫氧核糖和磷酸排在每條鏈的外側，而堿基排在內側，且嚴格配對A＝TC≡G。遺傳信息儲存于堿基對序列中。第49頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五DNA雙螺旋結構模型第50頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五

儲存遺傳信息自我復制轉錄三種RNA;指導合成蛋白質DNA的功能:第51頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五（1）信使RNA

(messengerRNA,mRNA)

（2）轉運RNA

(transferRNA,tRNA)（3）核糖體RNA

(ribosomeRNA,rRNA)RNA的種類第52頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五mRNA蛋白質合成的直接模板原核細胞mRNA真核細胞mRNA第53頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五tRNA蛋白質生物合成的“搬運工”—mRNA與氨基酸之間的銜接分子(linker)氨基酸接受臂反密碼環問：圖中tRNA各為幾級結構？第54頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五rRNArRNA和蛋白質組成核糖體小亞基中的rRNA結構圖第55頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五mRNA、tRNA、rRNA(主要三種):參與蛋白質合成其它RNA：如核內小RNA(snRNA)、核酶(ribozyme)等。RNA的生物功能第56頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五

類別特征戊糖堿基分子結構分布在細胞中的作用DNA脫氧核糖A、G、C、T大多數雙鏈主要在細胞核內絕大多數生物的遺傳物質RNA核糖大多數單鏈主要在細胞質、核仁參與蛋白質合成部分病毒和噬菌體的遺傳物質A、G、C、UDNA和RNA的區別第57頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五基本組成單位：氨基酸(Aminoacid)生物大分子：蛋白質(Protein)第58頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五兼性分子參與蛋白質構成的氨基酸有20種氨基羧基RR有機小分子：氨基酸第59頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五根據側鏈R基團的帶電性和極性分類：

1.帶負電荷的酸性氨基酸：Asp、Glu2.帶正電荷的堿性氨基酸:Lys、Arg、His3.不帶電荷的極性氨基酸

4.不帶電荷的非極性氨基酸第60頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五20種氨基酸名稱及縮寫符號

名稱

三字符號

一字符號

名稱三字符號一字符號丙氨酸(alanine)AlaA

苯丙氨酸(phenylalanine)PheF甘氨酸(glycine)GlyG

酪氨酸(tyrosine)TyrY絲氨酸(serine)SerS

色氨酸(trypotophane)TrpW亮氨酸(leucine)LeuL

天冬氨酸(asparticacid)AspD異亮氨酸(isoleucine)IleI天冬氨酰(asparagine)AsnN蘇氨酸(threonine)ThrT

谷氨酰胺(glutamine)GlnQ半胱氨酸(cysteine)CysC賴氨酸(lysine)LysK蛋氨酸(甲硫氨酸)MetM精氨酸(arginine)ArgR(methionine)纈氨酸(valine)ValV組氨酸(histidine)HisH脯氨酸(proline)ProP谷氨酸(glutamic)GluE蘭色：極性荷負電氨基酸

紅色：極性荷正電氨基酸

綠色：極性不帶電氨基酸黑色：非極性氨基酸第61頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五肽鍵和肽鏈（Peptidebondandpeptidechain）第62頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五肽鍵肽鍵氨基端（N端）羧基端（C端）多肽主鏈第63頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五

蛋白質的分子結構

一級結構(primarystructure)

二級結構(secondarystructure)

三級結構(tertierystructure)

四級結構(quaternarystructure)第64頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五蛋白質的一級結構是由染色體上DNA編碼的，這種遺傳藍圖在體內可保存并由親代傳遞給子代。蛋白質的一級結構氨基酸序列和二硫鍵第65頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五分子細胞大體一個氨基酸差別形態顯著異常盤狀---鐮刀狀貧血遺傳性疾病的分子和細胞改變第66頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五信息分析顯示人、鼠某同源蛋白的序列比較第67頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五返回第68頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五螺旋和片層是最普遍的折疊形式主鏈上每個肽鍵的N-H與同一條鏈上相距4個肽鍵上的C=O通過氫鍵形成螺旋；類似于螺旋樓梯或拉長的彈簧。蛋白質的二級結構

示螺旋第69頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五血紅蛋白螺旋第70頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五蛋白質的二級結構示片層第71頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第72頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五片層第73頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五α螺旋真核細胞和細菌的跨膜蛋白主要是α螺旋結構

疏水脂雙層β筒限于線粒體和葉綠體外膜的跨膜蛋白第74頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五螺旋異常轉變為片層：導致蛋白質聚集引起人類疾病引起瘋牛病的異常PrP*蛋白正常PrP蛋白異常PrP*有傳染性，使其它正常PrP蛋白變成異常PrP*蛋白正常情況下偶然發生返回第75頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五二級結構進而形成超螺旋或復雜纏繞，使多肽鏈為高度復雜的球形三級結構（催化劑和轉運分子中常見，如肌紅蛋白、酶、激素等）蛋白質的三級結構活性中心肌紅蛋白、血紅蛋白三級結構圖第76頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第77頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第78頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第79頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五蛋白質分子的空間結構和其生物學活性變性免疫原性和抗原性朊蛋白鐮刀型紅細胞白血病返回第80頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五人血紅蛋白(hemoglobin)結構兩個α、兩個β亞基(subunits)蛋白質的四級結構血紅蛋白四級結構圖紅色為血紅素(heme)基團第81頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五蛋白質功能的多樣性①催化功能：酶②調控功能：調控基因表達的蛋白③轉運功能：血紅蛋白、載鐵蛋白等④運動功能：肌動蛋白、肌球蛋白、動力蛋白等⑤結構與支持作用：膠原蛋白、彈性蛋白、角蛋白等⑥防御功能：免疫球蛋白⑦其他功能：營養功能、識別功能、凝血功能等第82頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五如何證明核酸是細胞中的遺傳物質？DNA、RNA以及蛋白質在細胞中是怎樣的一種關系？第83頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五本章小結

組成細胞的主要元素:C、H、O、N

組成細胞的分子無機小分子:水、無機鹽有機小分子:單糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸生物大分子：糖類(多糖、寡聚糖、糖胺聚糖)、脂質、蛋白質、核酸(DNA、RNA)第84頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第三章細胞的分子組成第一節細胞中的小分子物質第二節細胞中的生物大分子第85頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第一節細胞中的小分子物質

無機小分子:水、無機鹽

有機小分子:

單糖脂肪酸氨基酸核苷酸第86頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五第二節細胞中的生物大分子

(biomacromoleculeinthecell)

多糖(polysaccharides)2.脂質(lipid)3.蛋白質(protein)4.核酸(nucleicacid)第87頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五細胞與大分子的關系核糖體線粒體微管淀粉染色質糖類細胞膜細胞壁第88頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五多糖葡萄糖丙酮酸脂肪酸脂肪氨基酸蛋白質乙酰輔酶A（2C）草酰乙酸（4C）檸檬酸（6C）2H2HNAD+2H琥珀酸延胡索酸FAD+2H2CO2第89頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五

分子組成與細胞的關系

1.組成細胞的結構成分：染色質：DNA、蛋白質核仁、核糖體：RNA、蛋白質生物膜：蛋白質、脂質、糖細胞骨架：蛋白質細胞外基質：蛋白質、糖胺聚糖第90頁，共96頁，2022年，5月20日，23點30分，星期五2.非細胞結構成分（與功能有關）物質運輸：小分子、大分子信號：信號分子物質代謝：合成、分解、能量細胞成分的新陳代謝、