優選細胞的分子組成留組成細胞的分子小分子物質:

無機小分子:水(water)、無機鹽(inorganicsalt)

有機小分子:單糖(monosaccharide)、脂肪酸(fattyacid)、氨基酸(aminoacid)、核苷酸(nucleotide)生物大分子

多糖(polysaccharides)、脂質(lipoid)、蛋白質(protein)、核酸(nucleicacid)?

特性：1.水是細胞中最基本的物質，占70-80%。

2.水分子是極性分子，水分子間可形成氫鍵。?

存在方式：游離水95％；結合水5％。?

功能:溶劑、調節溫度、參加酶反應、參與物質代謝。水-生命之源一、水和無機鹽陰電性區陽電性區水：H2O1.帶電荷的物質易溶于水2.能與水形成氫鍵的物質易溶于水水是極性分子親水分子(Hydrophilicmolecules)能吸引水分子或與水分子形成氫鍵的分子易溶于水，被稱為“親水分子”，如離子、尿素。不吸引水分子或不與水分子形成氫鍵的分子不易溶于水，被稱為“疏水分子”，如甲烷。疏水分子(Hydrophobicmolecules)存在方式: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-等無機鹽特性：含量很少，約占1％。無機鹽的主要功能:◆維持細胞內外液的pH值和滲透壓,

以保持細胞的正常生理活動。◆同蛋白質結合,組成具有特定

功能的結合蛋白。◆參與信號轉導。◆是酶反應的輔助因子。1.單糖(monosaccharide)2.脂肪酸(fattyacid)3.氨基酸(aminoacid)4.核苷酸(nucleotide)二、有機小分子有機小分子：單糖己糖是多糖的基本單元；戊糖是核酸的組成單位。己糖（六碳糖）：葡萄糖、半乳糖、甘露糖戊糖（五碳糖）：核糖、脫氧核糖戊糖(pentose)核糖是RNA的組成單位脫氧核糖是DNA的組成單位1234512345有機小分子：脂肪酸飽和脂肪酸(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。有機小分子：氨基酸兼性分子（同時含有一個正電荷和一個負電荷）參與蛋白質構成的氨基酸有20種氨基（帶正電荷）羧基（帶負電荷）RR有機小分子：核苷酸1.堿基、戊糖、磷酸三部分構成核苷酸。2.根據堿基和戊糖的不同而有不同類型。磷酸戊糖堿基A、G、C、T、U核糖，脫氧核糖核苷酸(nucleotide)磷酸(phosphoricacid)

核苷(nucleoside)

戊糖：(pentose)堿基(bases)核糖(ribose)或脫氧核糖(desoxyribose)嘌呤(purine):A、G嘧啶(pyrimidine):C、T、U三磷酸腺苷酸含高能磷酸鍵，是重要的能量載體。ATP2環一磷酸腺苷酸作為信號分子，在細胞信號轉導中起重要作用。cyclicAMP(cAMP)有機小分子構建生物大分子三、生物大分子（biomacromolecule）1.多糖（polysaccharides）2.脂質（lipid）3.蛋白質（protein）4.核酸（nucleicacid）生物大分子構建細胞核糖體線粒體微管淀粉染色質糖類細胞膜細胞壁糖原

(glycogen)：細胞中的能量儲備寡聚糖(oligosaccharides):

構成糖蛋白和糖脂，在細胞識別中起重要作用。糖胺聚糖(glycosaminoglycan):

細胞外基質成分多糖與細胞的關系糖脂糖蛋白糖蛋白蛋白聚糖重復的二糖單位，構成細胞外基質。糖胺聚糖多糖大量存在于細胞外基質中細胞外基質霍

亂

毒

素

作

用

機

制許多生理和病理過程都起始于細胞表面的糖宿主細胞表面糖鏈生物體內有功能的脂質：三酰甘油、磷脂、類固醇脂質與細胞的關系三酰甘油

(triglyceride)：又稱甘油三酯,不溶于水，在細胞中聚集成為脂肪滴，是細胞中的能量儲備。類固醇(steroid)：包括膽固醇、腎上腺皮質激素等，構成生物膜，參與信號傳遞。膽固醇包括：甘油磷脂和鞘磷脂磷脂

(phospholipids)甘油磷脂是構成生物膜脂雙層的基本骨架；鞘磷脂也是生物膜的重要組分，參與細胞識別和信號傳遞。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脂質分子蛋白質分子脂雙層脂質分子的特性使其能夠構成生物膜的基本骨架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、凝血功能等簡單的化學修飾可引起蛋白質結構、功能（活性）改變蛋白質與細胞的關系細胞的任何部位都存在蛋白質，種類很多（人類大概有10萬種），功能豐富：

基本組成單位：氨基酸(aminoacid)肽鍵(peptidebond)

肽鏈(peptidechain)蛋白質的組成和結構肽鍵肽鍵氨基端（N端）羧基端（C端）多肽主鏈一級結構(primarystructure)二級結構(secondarystructure)超二級結構、結構域(super-secondarystructure、domain)

三級結構(tertiarystructure)四級結構(quaternarystructure)（1）蛋白質的分子結構一級結構由染色體DNA編碼蛋白質的一級結構多肽鏈中氨基酸的排列順序和生成二硫鍵的半胱氨酸的位置。一級結構決定蛋白質的三維結構和功能。primarystructureamino-acidsequenceanddisulfidebond牛胰島素一級結構圖每個肽鍵的N-H與同一鏈上相距4個肽鍵的C=O通過氫鍵形成螺旋(類似螺旋樓梯或拉長的彈簧)

蛋白質的二級結構:螺旋secondarystructure:helix螺旋和片層是最普遍的折疊形式相鄰多肽鏈間通過氫鍵形成片層相互交聯以抗拉伸蛋白質的二級結構:片層secondarystructure:sheet蛋白質構象病（proteinconformationaldisease）

鐮形紅細胞性貧血老年癡呆（Alzheimerdisease,AD）亨廷頓舞蹈病朊病毒(prionprotein，簡稱PrP)，發現者1997年獲得諾貝爾獎螺旋異常轉變為片層：導致蛋白質聚集引起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*蛋白人類朊蛋白疾病主要有：克-雅氏病，庫魯病等。蛋白質的超二級結構super-secondarystructure幾個相鄰的二級結構肽段有規律地組合在一起，具有特殊功能的區域。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tertiarystructure活性中心肌紅蛋白/血紅蛋白三級結構圖蛋白質要有生物學活性，至少要具備三級結構。人血紅蛋白(hemoglobin)結構兩個α、兩個β亞基蛋白質的四級結構quaternarystructure血紅蛋白四級結構圖紅色為血紅素(heme)基團核酸與細胞的關系核酸包括DNA和RNA，DNA主要存在于細胞核中，少量在線粒體中;RNA除了少量在細胞核與線粒體中存在外,主要為臨時性存在于細胞質中。核酸是細胞遺傳信息的載體，負責指導蛋白質合成。DNA(脫氧核糖核酸

deoxyribonucleicacid)的基本單位：脫氧核糖核苷酸

dAMP、dGMP、dCMP、dTMP

簡稱：A、G、C、T戊糖(pentose)1’2

’3’4’5’1’2

’3’4’5’堿基(base)13

42

56143

2

658795’磷酸3’羥磷酸二酯鍵核酸鏈的形成核酸鏈有方向性：5’3’脫氧核苷酸的序列是DNA的一級結構氫鍵DNA雙螺旋結構模型是DNA的二級結構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鏈組成。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(堿基互補配對原則)。遺傳信息儲存于堿基對序列中。TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1962超螺旋是DNA的三級結構儲存遺傳信息自我復制轉錄出RNA;指導合成蛋白質DNA的功能RNA（核糖核酸ribonucleicacid）的基本單位：核糖核苷酸

AMP、GMP、CMP、UMP

簡稱：A、G、C、U（1）信使RNA(messengerRNA,mRNA)（2）轉運RNA(transferRNA,tRNA)（3）核糖體RNA(ribosomeRNA,rRNA)RNA的主要種類

一級結構：核糖核苷酸的序列二級結構：局部雙螺旋三級結構：二級結構基礎上折疊形成四級結構：與蛋白質形成的核蛋白復合物RNA的結構（單鏈）核酸鏈有方向性：5’3’mRNA蛋白質合成的直接模板氨基酸接受臂反密碼環tRNA：蛋白質生物合成“搬運工”

mRNA與氨基酸之間的銜接分子(linker)反密碼子rRNArRNA和蛋白質構成核糖體核糖體小亞基中的rRNA結構圖mRNA、tRNA

、rRNA:參與蛋白質合成其它RNA：核內小RNA(snRNA)、核酶(ribozyme)等能對DNA進行調控。RNA的功能DNA與RNA的關系DNA與RNA的共同點：1.由單核苷酸分子連接形成2.具有空間結構3.功能與生物體遺傳信息的儲存和傳遞有關

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的區別一、質膜（plasmamembrane）二、細胞質（cytoplasm）三、細胞核（nucleus）第二節細胞的結構特征細胞內外、細胞器內外的分子組成截然不同一、質膜（plasmamembrane）鈣離子濃度：膜外是膜內的10000倍！質膜的功能?1.細胞器（organelles）2.細胞骨架（cytoskeleton）3.細胞質內含物（cytoplasmicinclusions）4.細胞質基質（cytoplasmicmatrix）二、細胞質（cytoplasm）1.細胞器（organelles）具有獨特的結構特點和化學組成，行使各自的功能。彼此之間存在聯系。處于動態變化之中。2.細胞骨架（cytoskeleton）微管、微絲、中間絲三種蛋白纖維構成的網絡結構影響細胞器的空間分布動態有序參與細胞很多重要的生命活動內質網微管高爾基體細胞核3.細胞質內含物（cytoplasmicinclusions）細胞質內有一些有形的代謝物質，主要是儲存在細胞內的大分子物質如糖原、脂滴和蛋白結晶等，稱為細胞質內含物。脂滴糖原4.細胞質基質（cytoplasmicmatrix）細胞中除去顯微鏡下可辨認的有形成分的結構，又稱胞質溶膠（cytosol）。細胞質基質是細胞的內環境：代謝、物質合成、信號轉導。細胞質基質與細胞有形成分的關系：互相聯系，成一整體。三、細胞核（nucleus）1.核被膜（nuclearenvelope

）2.染色質和染色體（chromatin&chromosome）3.核仁（nucleolus）4.細胞核骨架（nuclearskeleton）一、細胞的基本功能1.細胞能攝取和利用能量2.細胞能進行獨立有序的代謝活動第三節細胞的功能特征一、細胞的基本功能3.細胞能感知外界信號并作出反應4.細胞能進行遺傳信息的復制