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02 第二章 细胞的概念与分子基础14——【细胞生物学】


分类:根据病毒的核酸类型可以将其分为两大类: DNA病毒; RNA病毒。 类病毒(viroid):仅由感染性的RNA构成。 朊病毒(prion) :仅由感染性的蛋白质亚基构成。
第二节 细胞的分子基础
组 成 细 胞
C、H、O、N 原 生 S、P、Cl、K、Na、Ca、Mg、Fe


物 质
微量元素:Cu、Zn、Mn、Mo、Co、Cr
弧 形 霍 乱 菌
肉 毒 梭 菌
三、真核细胞
(一)真核细胞的形态与大小
1.细胞的形态:
草 履 虫
巨 噬 细 胞
神 经 元 细 胞
细胞形态多样性与功能相适应
胞的大小
变异范围很大:人与动物10—100μm ,人体卵细胞, 直径100μm ,小淋巴细胞直径4—5μm ,鸵鸟卵直径达 12cm .支原体直径0.lμm,人的坐骨神经细胞可长达1m。
本节内容结束
第二章 细胞的概念与分子基础
本章节重点
1.真核细胞的结构
2.原核细胞与真核细胞的区别
第一节 细胞的基本概念
遗传全能性:生物体中的 每一个细胞都包含有全套 的遗传信息,都有分化为 各类细胞或发育为完整个 体的潜能。
爪 蟾 明的 细细 胞胞 核核 的移 全植 能实 性验 , 证
(二)细胞的分类
DNA双螺旋结构模型
DNA的三种主要构象
DNA的功能
DNA是遗传物质, 其功能是----储存, 复制和传递遗传信 息。
3.RNA的结构与功能
RNA为单链,可自身回折形成局部假双链(发夹结构) 。
mRNA (信使RNA) tRNA (转运RNA)
分 rRNA (核糖体RNA) 类 snRNA (小核RNA)
、Si、F、Br、I等
水 无机小分子
(无机化合物) 无机盐
生物小分子
单糖
有机小分子 脂肪酸

氨基酸
核苷酸
核酸



蛋白质
化 合
生物大分子 脂类

多糖
一、生物小分子
(一)无机化合物
1.水 细胞中含量最大(75%),极性小分子,是良 好的溶剂,是细胞内生化反应的场所。 游离水 结合水
2.无机盐
以离子形式存在。
系统 细胞质溶胶
★(三)原核细胞与真核细胞的比较
原核细胞与真核细胞的共同点:
1.都有细胞膜 2.都有遗传物质
3.都有核糖体参与蛋白质合成 4.都能以分裂方式进行繁殖
四、病毒
生物界中,病毒是惟一的非细胞形态的生命体。 特点: 在活细胞内才能表现出它们的基本生命活动。 在电子显微镜下才能看到。 结构: 核酸分子与蛋白质组成的核酸-蛋白质复合体。
早期细胞分为两大类
原核细胞(prokaryotic cell) 真核细胞(eukaryotic cell)
1990年,生物界被划分为三个域
细菌域(bacteria) 古菌域(archaea) 真核域(eukarya)
细胞分为三大类型
原核细胞 古核细胞 真核细胞
二、原核细胞
大 肠 杆 菌
淋 病 球 菌
种类
阳离子:Na+,K+,Ca2+,Fe2+,Mg2+等 阴离子:Cl-,SO42-,PO43-,HCO3-等
功能 a、维持细胞内外液的渗透压和PH值;
b、与蛋白质或脂类结合,组成具有一定功能的结合 蛋白质(如血红蛋白)或类脂(如磷脂)。
(二)有机小分子
:有机小分子是组成生物大分子的亚单位
糖苷键
单糖

戊糖 磷酸
核糖 脱氧核糖
嘧 啶:T C U
含氮有机碱
(碱基)
嘌 呤:A G




苷 键


单核苷酸 3´
2.DNA的结构与功能
一级结构:DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序 二级结构:。 Watson和 Crick提出的DNA双螺旋结构模型
DNA的双链形成
DNA双螺旋结构模型
3.4nm 含 10 个 碱 基 对
大 多 数 动 植 物 细 胞 直 径 在 20~30μm 间。一般真核细胞的体积大于原核细 胞,卵细胞大于体细胞。
1m=102cm=103mm=106um=109nm
名称 人卵 口腔上 肝细胞 红细胞 变形虫 伤寒菌 肺炎球
皮细胞

大小 120 75
20
7
(μm)
100 2.4x0. 0.2x0.
为蛋白质合成 场所的核糖体 的组成成分。
⑹ piRNA(Piwi-interacting RNA) 组成:含29~30个核苷酸。 主要存在部位:哺乳动物睾丸的生殖细胞中 。 功能:参与基因的表达调节。 ⑺ 核酶(ribozyme) 具有酶活性的RNA分子。 功能:
miRNA (微小RNA) piRNA (Piwi蛋白相互作用RNA) 有酶活性的RNA (核酶)
三种RNA分子的结构特征和功能比较
结构 特征
mRNA
基本上呈线形, 局部呈双链,形 成发夹式结构。
tRNA
rRNA
呈三叶草形,柄部和基部呈双 螺旋结构,柄部3‘有CCA三个 碱基,其相对端为基部呈环形, 称反密码环,中央有三个碱基, 为反密码子。
多糖
有 氨基酸 肽键 蛋白质


磷酸二酯键

小 核苷酸
核酸

分 脂肪酸



二、生物大分子 主要有核酸、蛋白质和多糖。
(一)核 酸
〓核酸生物遗传的物质基础。
1.核酸的种类
脱氧核糖核酸(DNA) 核 酸
核 糖 核 酸(RNA)
核苷酸(nucleotide)
2.化 学 组 成
核 酸

的核
基 本

单酸
溶酶体 高尔基复合体
线粒体

过氧化氢体

内质网

核膜
结 构
核糖体 核仁
染色质
核基质
非膜相结构 微丝 中等纤维
两相结构
微管
中心粒 细胞质基质
真核细胞的基本结构特点: 以脂质及蛋白质成分为基础的膜相结构体系——生物
膜系统 以核酸-蛋白质为主要成分的遗传信息表达体系——遗
传信息表达系统 由特异蛋白质分子构成的细胞骨架体系——细胞骨架
线形,某些节段 可能成双螺旋结 构。
细胞中 含量
5%~10%
存在 场所
细胞质或核糖体
功能 作用
转录DNA中的遗 传信息,并带到核 糖体上,作为合成 蛋白质的模板。
5%~10%
80%~90%
细胞质或核糖体
运输活化的氨基酸到核 糖体上的mRNA的特定 位点,特定的tRNA运输 特定的氨基酸。
细胞中的核糖体
5
1
细胞体积的守恒定律 :各类细胞体积都相 当恒定,生物体的机体大小及器官的大小与人卵 细胞的大小无关,而与其数量成正比。 与
精 子
3. 细胞的数量 单细胞生物 多细胞生物 新生儿1.5*1012 ,成人2.2*1014
(二)真核细胞的基本结构
细胞膜

镜 下
细胞质


细胞核
三部结构
细胞膜
膜相结构
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