2018年001细胞的分子基础-文档资料.ppt
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1、,细胞是生物体的结构和功能的基本单位,构成细胞的物质:原生质(protoplasm) -又称生命物质; 组成原生质的化学元素:必需元素;,生命的物质基础,一. 水, 水是原生质最基本的物质,是构成原生质中最多的一项; 水是生命活动中最重要的介质; 水在细胞中的存在形式:自由水(95)和结合水(5);活细胞的含水量不低于75。 水的特有属性: 1. 水分子是偶极子; 2. 水分子间可形成氢键; 3. 水分子可解离为离子;,二. 无机盐, 以离子状态存在;占细胞总量的1%以下; 在细胞中的作用: 1).构成生物体某些结构的重要成分; 2).酶、激素或者维生素的重要成分; 3).参与细胞内的物质运输
2、和信号传导; 4).与细胞内外渗透压的调节有关;构成生物体的缓冲系统; 主要的阴离子有Cl、PO4和HCO3,其中磷酸根离子在细胞代谢活动中最为重要: :在细胞的能量代谢中起着关键作用; :是核苷酸、磷脂、磷蛋白和磷酸化糖的组成成分; :调节酸碱平衡;, 阳离子在细胞中的作用:,三. 有机小分子 (一).糖类, 由C、H、O三种元素组成; 通式:(CH2O)n或Cn(H2O)n; 1.糖的分类: 1).单糖:戊糖和己糖; 2).低聚糖(寡糖); 3).多糖;,多糖 淀粉; 糖原; 纤维素;几丁质等; 2.糖的作用: 结构成分; 生物体内的能量来源; 中间代谢产物; 信息分子; 解毒作用; 润滑
3、保护作用;,三.有机小分子 (二).脂类, 脂类的构成:脂肪酸+醇 酯及其衍生物(即脂肪和类脂以及其他一些物质的总称)。 脂类的性质:脂类不溶于水,只溶于非极性的有机溶剂。 1.脂肪:一分子甘油 + 三分子脂肪酸 = 甘油三脂肪酸酯(甘油三酯); 2.类脂:包括磷脂、糖脂与甾醇类(固醇类); 3.固醇类:包括胆固醇、胆汁酸和固醇类激素等;,低聚糖(寡糖) 二糖: 乳糖=葡萄糖+半乳糖 蔗糖=葡萄糖+果糖 麦芽糖=葡萄糖+葡萄糖 寡糖链:作为细胞膜的成分之一;,一个脂肪分子的结构【甘油三硬脂酸酯】 (示饱和脂肪酸),一个脂肪分子的结构甘油三亚油酸酯 (示不饱和脂肪酸),磷脂酸:甘油+脂肪酸+磷酸
4、,磷脂分子模型,胆固醇,胆固醇分子结构(A)及其在细胞膜中的位置(B),4.脂类的功能: 能量的储存; 生物膜的骨架; 电与热的绝缘体; 信号传递; 酶的激活剂; (三).氨基酸 (四).核苷酸(详见后述),第三章 细胞的分子基础 Molecular Basis of Cell 第二节 细胞的大分子物质,一. 蛋白质 (一).蛋白质的分子组成单位氨基酸,一. 蛋白质 (二).蛋白质的分子结构,1. 蛋白质的一级结构: 化学键:包括肽键,二硫键; 氨基酸的种类、数目和排列顺序; 2. 蛋白质的二级结构: 化学键:氢键; 类型:1).螺旋; 2).片层折叠; 3).胶原三股螺旋;,3. 蛋白质的三
5、级结构: 化学键:氢键,二硫键;疏水键,离子键; 在各种二级结构的基础上再进一步盘曲或折叠形成的三维空间结构。 4. 蛋白质的四级结构: 化学键:非共价键; 具有二条或二条以上独立三级结构的多肽链通过次级键的组合而形成的空间结构。,The Primary Structure of Protein,胰岛素分子的一级结构(示二硫键),Frederick Sanger Born:13 August 1918, Rendcombe, United Kingdom Affiliation at the time of the award: University of Cambridge, Cambrid
6、ge, United Kingdom,The Nobel Prize in Chemistry 1958 to him: “for his work on the structure of proteins, especially that of insulin”,Frederick Sanger Born:13 August 1918, Rendcombe, United Kingdom Affiliation at the time of the award: University of Cambridge, Cambridge, United Kingdom,Paul Berg Born
7、:30 June 1926, New York, NY, USA Affiliation at the time of the award: Stanford University, Stanford, CA, USA,Walter Gilbert Born:21 March 1932, Boston, MA, USA Affiliation at the time of the award: Harvard University, Biological Laboratories, Cambridge, MA, USA,The Nobel Prize in Chemistry 1980 to
8、them: “for their contributions concerning the determination of base sequences in nucleic acids”,Alpha Helix of Secondary Structure,Pleated Sheet of Secondary Structure,胶原三股螺旋(from Schmid,1982) A:原胶原分子的螺旋; B:三个原胶原分子相互扭旋而形成的三股螺旋,Tertiary Structure,Quaternary Structure,一. 蛋白质 (三).蛋白质的功能,蛋白质的功能: 结构功能; 运
9、输和传导功能; 收缩和运动功能; 免疫保护和防御功能; 运输和储存功能; 调节功能; 遗传调控功能; 其他功能;,二. 核酸 (一).核酸的化学组成和分子 结构,核酸的水解及其产物,1.戊糖 ribosome & deoxyribosome,2.含氮碱基 1).嘌呤碱基(purine base),2.含氮碱基 2).嘧啶碱基(pyrimidine base),3.核苷(nucleoside) 戊糖 + 含氮碱基,戊糖及其核苷的形成,4.核苷酸和多核苷酸 1).核苷酸(nucleotide) 戊糖 + 含氮碱基 + 磷酸 或 (核苷 + 磷酸),参与构成DNA和RNA的碱基、核苷及相应的核苷酸,
10、4.核苷酸和多核苷酸 2).各种核苷酸,dAMP的结构,dADP的结构,dATP的结构,4.核苷酸和多核苷酸 3).多核苷酸(polynucleotide),4.核苷酸和多核苷酸 4).环核苷酸(cyclic nucleotide),cAMP(cyclic adenosine monophosphate),cGMP(cyclic guanosine monophosphate),示环核苷酸的形成,4.核苷酸和多核苷酸 5).DNA和RNA的比较,(See:P27),二. 核酸 (二).Structure of deoxyribo-nucleic acid,DNA,1.B型DNA(B-DNA)结
11、构: 在相对湿度为92%时所得到的DNA纤维; 双螺旋模型的依据: 1).Chargaff(1949-1951)等的化学分析,发现: . T + C = A + G; . A = T; . G = C; . A + T G + C; 2).X射线衍射的研究:,Rosalind Franklin (25 July 192016 April 1958)和改变历史的51号照片。,Maurice Hugh Frederick Wilkins Born: 15 December 1916, Pongaroa, New Zealand Died: 5 October 2004, London, Unite
12、d Kingdom Affiliation at the time of the award: London University, London, United Kingdom,Maurice Hugh Frederick Wilkins in 1999,Maurice Hugh Frederick Wilkinswith a plaque celebrating his achievements, at Strand Campus, Kings College, London, c.1999. Permission Maurice Hugh Frederick Wilkins, 1953年
13、4月25日,英国著名的科学期 刊自然杂志发表了沃森、克里克的一篇 优美精炼的短文,宣告了DNA分子双螺旋结 构模型的诞生。这一期杂志还发表了富兰克 琳和威尔金斯的两篇论文,以实验报告和数 据分析支持了沃森、克里克的论文。 这一年,沃森年仅25岁,克里克也只有37岁,尚未获得博士学位。,由克里克夫 人和美术家 奥迪勒设计 的DNA示意图,In Stockholm for their Nobel Prizes, December 1962: Maurice Wilkins, John Steinbeck, John Kendrew, Max Perutz, Francis Crick, and J
14、ames D Watson.,Nobel Prize winners, December 1962: Maurice Wilkins, Max Perutz, Francis Crick, John Steinbeck, James D Watson, John Kendrew (UPI/Bettman) Permission: Corbis.,Max Ferdinand Perutz Born: 19 May 1914, Vienna, Austria Died: 6 February 2002, Cambridge, United Kingdom Affiliation at the ti
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