第三章 细胞的基本特征 第一节 细胞的分子基础细胞的分子基础一、细胞的小分子物质一、细胞的小分子物质•构成细胞的构成细胞的基本元素基本元素：：C、、 O、、 H、、N、、S、、P，，此６种元素构成其干重物质的占此６种元素构成其干重物质的占99%以上•细胞的无机物主要有细胞的无机物主要有水水和和无机盐无机盐•4类有机小分子：类有机小分子： 单糖，脂肪酸，氨基酸，核苷酸单糖，脂肪酸，氨基酸，核苷酸 细胞的化学组成细胞的化学组成• • 1. 1. 水水水水: 85.0%: 85.0%• • 2. 2. 无机盐无机盐无机盐无机盐: 1.5% : 1.5% • • 3. 3. 糖类：糖类：糖类：糖类： 0.4%0.4%• • 4. 4. 脂类：脂类：脂类：脂类： 2.0%2.0%• • 5. 5. 蛋白质：蛋白质：蛋白质：蛋白质： 10.0%10.0%• • 6. 6. 核酸：核酸：核酸：核酸： DNA 0.4%; RNA 0.7%DNA 0.4%; RNA 0.7%90% 90% C,H,O,NC,H,O,N1%微量元素微量元素(如如B, Si, V, Mn, Co, Cu, Zn, Mo等等)9%: S, P, Na, Ca, K, Cl, Mg, Fe等等 含量：含量： 占细胞总重量的占细胞总重量的70%70% 作用：作用： 天然溶剂天然溶剂 参与细胞的各种代谢活动参与细胞的各种代谢活动 防止温度剧变，保护细胞防止温度剧变，保护细胞 维持细胞内外离子及酸碱平衡维持细胞内外离子及酸碱平衡Ø 水是原生质最基本的物质水是原生质最基本的物质 • 调节渗透压和维持酸碱平衡；调节渗透压和维持酸碱平衡；• 维持膜电位；维持膜电位；• 参与核酸、糖、酶和蛋白质的构成及其活性；参与核酸、糖、酶和蛋白质的构成及其活性；• 调节酸碱平衡及调节酸碱平衡及pHpH缓冲作用。
缓冲作用作用：作用： 阳离子：阳离子：K+、、Na+、、Mg2+、、Ca2+ 阴离子：阴离子：Cl-、、HCO32-、、H2PO4-、、HPO42-含量：含量：1%Ø 无机盐无机盐 Ø 单糖单糖•含碳、氢、氧三种元素，通式为（含碳、氢、氧三种元素，通式为（CHCH2 2O O））n n，，n=3-7n=3-7•以以戊戊糖糖和和己己糖糖最最重重要要戊戊糖糖含含核核糖糖和和脱脱氧氧核核糖糖；；己己糖如糖如葡萄糖是许多细胞的主要营养化合物葡萄糖是许多细胞的主要营养化合物•单糖是构成寡糖和多糖的单位单糖是构成寡糖和多糖的单位 如如葡葡萄萄糖糖构构成成简简单单多多糖糖，，在在动动物物细细胞胞为为糖糖原原，，在在植植物细胞为淀粉物细胞为淀粉. . Ø 脂肪酸脂肪酸•直直链链脂脂肪肪烃烃有有机机酸酸，，含含疏疏水水碳碳氢氢链链与与亲亲水水羧羧酸酸基基团，通式为团，通式为 CH3（（CH2））nCOOH•能能分解产生分解产生ATP•主要作用为构成细胞膜：脂肪酸和甘油组成磷脂，主要作用为构成细胞膜：脂肪酸和甘油组成磷脂，作为细胞膜主要成分作为细胞膜主要成分 Ø 氨基酸氨基酸 (amino acid)•构成蛋白质的基本单位；构成蛋白质的基本单位；•含含一一个个氨氨基基（（-NH-NH2 2））、、一一个个梭梭基基（（-COOH-COOH））、、一一个个侧链（侧链（-R-R）；）；•一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基形成肽一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基形成肽键；键；•组组成成蛋蛋白白质质的的氨氨基基酸酸有有2020种种，，不不同同氨氨基基酸酸主主要要区区别在于侧链不同。
别在于侧链不同 Ø 核苷酸核苷酸 ( (nuleotide) )•组成核酸（组成核酸（DNA, RNA）的基本单位的基本单位核苷酸核苷酸磷酸磷酸戊糖戊糖杂环化合物杂环化合物核糖核糖脱氧核糖脱氧核糖嘌呤嘌呤嘧呤嘧呤腺嘌呤腺嘌呤 A鸟嘌呤鸟嘌呤 G胸腺嘧啶胸腺嘧啶 T胞嘧啶胞嘧啶 C尿嘧啶尿嘧啶 U 二、细胞的大分子物质二、细胞的大分子物质[由由单体单体聚合而成聚合而成]大小介于大分子与小分子之间大小介于大分子与小分子之间有机物有机物蛋白质蛋白质脂类脂类 核酸核酸糖类糖类大分子大分子 Ø 蛋白质蛋白质1. 蛋白质的结构蛋白质的结构以氨基酸残基通过肽键连接而成的线性顺序，分为四级以氨基酸残基通过肽键连接而成的线性顺序，分为四级 蛋白质的一级结构：蛋白质的一级结构：以肽键为主键或有少量二硫键为副键的多肽链决定以肽键为主键或有少量二硫键为副键的多肽链决定于氨基酸种类、数目、排列顺序等于氨基酸种类、数目、排列顺序等 蛋白质的二级结构：蛋白质的二级结构：在一级结构的基础上在一级结构的基础上,借氢键在借氢键在氨基酸残基之间的对应点连接，氨基酸残基之间的对应点连接，发生折曲而形成的一发生折曲而形成的一种结构种结构。
类型：类型： •α螺旋螺旋(α-helix) ：：肽链以右手螺旋盘绕而成的空心肽链以右手螺旋盘绕而成的空心筒状构象筒状构象•β折叠片层折叠片层(β-pleated sheet) ：：一条肽链回折而一条肽链回折而成的平行排列构象成的平行排列构象•三股螺旋三股螺旋(triple helix））：：胶原独有的构象胶原独有的构象,由原由原胶原的胶原的3条多肽链共同绞接而成条多肽链共同绞接而成. 蛋白质的三级结构：蛋白质的三级结构：二级结构的基础上，由于氨基酸二级结构的基础上，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残基侧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的不规则的特定构象•化学键：氢键、酯键、离子键、疏水键化学键：氢键、酯键、离子键、疏水键α螺旋螺旋β折叠折叠随机卷曲随机卷曲 蛋白质的四级结构：蛋白质的四级结构：由两个或两个以上的具三级由两个或两个以上的具三级结构的多肽链聚合而成，结构的多肽链聚合而成，靠氢键等化学键维持靠氢键等化学键维持,单个亚基没有活性单个亚基没有活性. 蛋白质的功能蛋白质的功能细胞的结构成分细胞的结构成分运输和传导运输和传导收缩运动收缩运动免疫保护免疫保护生物催化剂生物催化剂 Ø 核酸核酸•种类种类：：DNA RNADNA RNA。
•构成构成：核苷酸通过磷酸二酯键相互连接而成核苷酸通过磷酸二酯键相互连接而成•功能功能：携带和传递遗传信息携带和传递遗传信息•方向方向：： 3´端：羟基端端：羟基端 5´端：磷酸基团端端：磷酸基团端 RNADNA磷酸二酯键磷酸二酯键5‘5‘磷磷磷磷酸酸酸酸根根根根同同同同相相相相邻邻邻邻核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸的的的的3’ 3’ ( (脱脱脱脱氧氧氧氧) )核糖之间核糖之间核糖之间核糖之间 1. 核酸的结构核酸的结构DNA的结构的结构由两条反向平行的互补核苷酸链以右手螺旋盘旋而成由两条反向平行的互补核苷酸链以右手螺旋盘旋而成主要特点主要特点:DNA分子全部碱基处于双螺旋内侧分子全部碱基处于双螺旋内侧,由氢键连接由氢键连接.按碱按碱基基互补的原则配对互补的原则配对 RNA的结构的结构由线性的核苷酸序列组成由线性的核苷酸序列组成与与DNA相比有两点不同：糖相比有两点不同：糖-磷酸主链是核糖磷酸主链是核糖; T U包括包括 mRNA（（messenger RNA）） tRNA (transfer RNA) rRNA (ribosomal RNA) •mRNA：在细胞核内合成：在细胞核内合成,经过剪接经过剪接,加工成为成加工成为成熟的熟的mRNA并移出核外，成为蛋白质合成的模版。
并移出核外，成为蛋白质合成的模版•tRNA: 细胞内相对分子质量最小的一类核酸，在细胞内相对分子质量最小的一类核酸，在蛋白质合成时辨认蛋白质合成时辨认mRNA而转运氨基酸而转运氨基酸•rRNA:细胞内相对分子质量最大细胞内相对分子质量最大,含量最多含量最多; 真核真核细胞中含细胞中含5S,5.8S,18S,28S四种；构成核糖体亚基四种；构成核糖体亚基，形成蛋白质合成的场所，形成蛋白质合成的场所. 第二节 细胞的结构特征细胞的结构特征Ø 细细胞胞是是有有膜膜包包围围的的能能独独立立进进行行繁繁殖殖的的原原生生质质(protoplasm) 团Ø 一个动物细胞就是原生质一个动物细胞就是原生质Ø原原生生质质体体:植植物物细细胞胞去去掉掉细细胞胞壁壁剩剩余余的的细细胞胞称称为为原原生质体 一、细胞的大小一、细胞的大小• 最大细胞：最大细胞：鸵鸟卵鸵鸟卵 12~15cm 人卵人卵 0.1mm• 最小细胞最小细胞：支原体：支原体 0.1μm• 大多数真核细胞大多数真核细胞：： 20~30 mp 生物体各种细胞的大小差别很大：生物体各种细胞的大小差别很大：与细胞的与细胞的种类和功能有关，与生物体的体积无关。
种类和功能有关，与生物体的体积无关 二、细胞的数目二、细胞的数目• 单细胞生物：单细胞生物：由一个细胞组成，如细菌由一个细胞组成，如细菌• 多细胞生物多细胞生物：大多数生物，：大多数生物，成人约成人约2×1014个细胞• 多细胞生物的细胞数目呈动态平衡多细胞生物的细胞数目呈动态平衡 三、细胞的形态三、细胞的形态各类细胞各类细胞结构、结构、功能功能和所处环境不同和所处环境不同形状和大小形状和大小千差万别千差万别 骨细胞骨细胞结缔组织细胞结缔组织细胞卵细胞卵细胞精子精子毛细胞毛细胞视杆细胞视杆细胞神经神经细胞细胞立方上皮立方上皮柱状上皮柱状上皮细胞形状的多样性细胞形状的多样性细胞形状的多样性细胞形状的多样性 四、细胞的结构四、细胞的结构 第三节 细胞的生命特征细胞的生命特征一、新成代谢是细胞的基本生命特征一、新成代谢是细胞的基本生命特征二、细胞是生命生长二、细胞是生命生长,发育和繁殖的基础发育和繁殖的基础三、遗传性是细胞的重要生命特征三、遗传性是细胞的重要生命特征四、细胞生命的进化四、细胞生命的进化 。