《分子组成与细胞结构》课件

《分子组成与细胞结构》课程概述课程目标课程内容本课程旨在帮助学生理解细胞的分子组成和结构，以及细胞的基本功能，为后续学习相关课程打下坚实的基础分子的基本结构原子分子原子是构成物质的基本单位，由两个或多个原子通过化学键由原子核和核外电子构成结合而成的微粒化学键水分子的特点极性分子氢键水分子带有一个偏正电荷和一个水分子之间形成的弱相互作用，偏负电荷赋予水独特性质溶剂水可以溶解多种物质，使其在生物体内发挥重要作用无机离子的作用钙离子钾离子钠离子参与骨骼和牙齿的形维持细胞膜的电位，调参与神经冲动的传导，成，调节神经肌肉的兴节细胞的体积和渗透调节细胞的体积和渗透奋性压压碳水化合物简介基本组成1碳水化合物由碳、氢、氧三种元素组成，其分子式一般为CnH2Om功能2碳水化合物是生物体内主要的能量来源，也是细胞结构的重要组成部分糖类的分类单糖最简单的糖类，例如葡萄糖、果糖二糖由两个单糖分子脱水缩合而成，例如蔗糖、乳糖多糖由多个单糖分子连接而成，例如淀粉、纤维素淀粉和纤维素淀粉植物体内储存的能量物质，可以被动物消化吸收纤维素植物细胞壁的主要成分，难以被动物消化吸收，具有促进肠道蠕动的作用脂质的种类磷脂2构成细胞膜的重要成分，具有疏水性和亲水性脂肪1动物体内储存的能量物质，可以被动物消化吸收固醇具有调节生理功能的作用，例如胆固3醇、性激素磷脂的结构与功能双亲性1磷脂分子具有亲水头部和疏水尾部膜结构2磷脂分子在水中自组装成双层膜结构，形成细胞膜生物功能3磷脂在细胞物质运输、信号传递、能量代谢等方面发挥重要作用蛋白质的基本结构基本组成1蛋白质由氨基酸通过肽键连接而成结构层次2蛋白质具有四级结构，从一级结构到四级结构，蛋白质的空间构象逐渐复杂生物功能3蛋白质在生物体内具有多种功能，例如酶、激素、抗体氨基酸的种类和特点必需氨基酸人体无法合成，必须从食物中获取非必需氨基酸人体可以合成，不需要从食物中获取蛋白质的一级结构蛋白质的二级结构螺旋折叠αβ氨基酸链盘旋成螺旋状结构，由氢键维持氨基酸链折叠成片状结构，由氢键维持蛋白质的三级结构蛋白质的四级结构2亚基多个具有三级结构的蛋白质亚基通过非共价键连接4空间构象亚基之间的空间排列决定蛋白质的四级结构核酸的组成成分核苷酸和DNA RNA核酸的基本结构单位，由磷酸、五碳糖和含氮碱基组成核酸的两种主要类型，分别储存和传递遗传信息双螺旋结构DNA碱基配对1腺嘌呤（）与胸腺嘧啶（）配对，鸟嘌呤（）与胞嘧啶（）配A TG C对双螺旋结构2两条反向平行的链通过氢键连接，形成双螺旋结构DNA的种类和特点RNA信使（）转运（）核糖体（）RNA mRNARNA tRNARNA rRNA将遗传信息传递给蛋白质合成的将氨基酸运送到蛋白质合成场所，参构成核糖体的成分，参与蛋白质的合DNA场所与蛋白质的合成成细胞的基本结构细胞膜1包围细胞，控制物质进出细胞细胞质2细胞膜与细胞核之间的区域，包含细胞器和细胞液细胞核3细胞的控制中心，储存遗传信息细胞膜的特性流动性细胞膜的磷脂分子和蛋白质可以自由移动，使膜具有流动性选择透过性细胞膜可以选择性地允许某些物质进出细胞，而阻止其他物质进入细胞膜的通透性被动运输物质沿着浓度梯度或电位梯度跨膜移动，不需要能量主动运输物质逆着浓度梯度或电位梯度跨膜移动，需要能量细胞质的作用细胞器2细胞质包含多种细胞器，例如线粒体、内质网、高尔基体物质代谢1细胞质是细胞代谢的主要场所，参与物质的合成、分解和转化细胞运动细胞质的流动可以促进物质的运输和细3胞的运动细胞器概述线粒体1细胞的能量工厂，为细胞提供能量“”内质网2细胞内的运输系统，参与蛋白质和脂质的合成“”高尔基体3细胞内的加工厂，对蛋白质进行进一步加工和包装“”溶酶体4细胞的消化系统，分解废物和入侵的病原体“”核糖体5细胞的蛋白质合成工厂，参与蛋白质的合成“”细胞核的结构核膜1包围细胞核，控制物质进出细胞核核仁2细胞核内的一个球形结构，参与核糖体的合成染色质3细胞核内染色体的主要组成部分，由和蛋白质组成DNA染色体和基因染色体遗传物质的载体，包含多个基因基因控制生物性状的基本单位，位于染色体上线粒体的功能呼吸作用能量供应线粒体是细胞内进行呼吸作用的主要场所，为细胞提供能量线粒体通过氧化磷酸化将葡萄糖等营养物质氧化分解，产生ATP为细胞提供能量溶酶体的作用1细胞消化溶酶体可以分解细胞内废物、病原体和衰老的细胞器2细胞自噬溶酶体可以吞噬和降解细胞自身的部分结构，以回收利用和维持细胞的正常功能内质网和高尔基体内质网高尔基体参与蛋白质和脂质的合成、加工和运输进一步加工和包装蛋白质，并将其运送到细胞内或细胞外细胞骨架结构支架细胞运动细胞骨架为细胞提供结构支细胞骨架参与细胞的运动，例撑，维持细胞的形状和内部结如肌肉收缩、细胞分裂构物质运输细胞骨架作为轨道，参与物质的运输和定位“”细胞分裂有丝分裂1产生两个遗传物质完全相同的子细胞，用于生长发育和修复损伤减数分裂2产生四个遗传物质减半的子细胞，用于性细胞的形成细胞分裂的步骤前期染色质凝集形成染色体，核膜消失中期染色体排列在细胞中央，形成赤道板后期姐妹染色单体分离，移向细胞的两极末期染色体解螺旋，形成染色质，核膜重新形成，细胞质分裂细胞分裂的调控细胞周期蛋白参与细胞周期的不同阶段，调节细胞分裂进程细胞周期蛋白依赖性激酶与细胞周期蛋白结合，磷酸化其他蛋白质，调控细胞分裂进程细胞周期的阶段间期分裂期1细胞生长和复制，为分裂做准细胞进行分裂，形成两个或多个子细DNA2备胞细胞凋亡的过程细胞收缩1细胞体积缩小，细胞核染色质浓缩凋亡小体形成2细胞膜内陷，将细胞内容物包裹形成凋亡小体吞噬细胞清除3凋亡小体被吞噬细胞吞噬和消化，避免细胞残骸引发炎症细胞凋亡的调控死亡受体1细胞膜上的受体可以接收死亡信号，诱导细胞凋亡线粒体途径2线粒体可以释放促凋亡因子，诱导细胞凋亡蛋白质酶3多种蛋白质酶参与细胞凋亡过程，执行死亡指令细胞的吞噬作用吞噬过程免疫防御细胞膜包裹并将外来物质或细胞碎片摄入细胞内部吞噬作用是机体重要的免疫防御机制，可以清除病原体和异物细胞的外排作用1囊泡运输细胞内的囊泡将物质包裹，并将其运送到细胞膜2膜融合囊泡与细胞膜融合，将囊泡内物质释放到细胞外细胞的分泌作用蛋白质合成分泌途径细胞内合成蛋白质，并将其包装成囊泡囊泡通过外排作用将蛋白质释放到细胞外，完成分泌过程细胞的渗透作用半透膜1细胞膜是一种选择透过性膜，允许水分子自由通过，但限制其他物质的通过水分子的移动2水分子会从溶液浓度高的一侧移动到溶液浓度低的一侧，以平衡浓度梯度细胞与细胞之间的关系细胞识别1细胞膜上的受体可以识别其他细胞或信号分子，建立细胞之间的联系细胞连接2细胞之间通过连接蛋白或胞间连丝连接，形成组织和器官细胞通讯3细胞之间通过信号分子传递信息，协调细胞活动细胞间信号传递内分泌信号激素通过血液循环传递到远处的目标细胞旁分泌信号信号分子通过局部扩散传递到邻近的细胞自分泌信号细胞释放信号分子，作用于自身突触信号神经元通过突触传递神经信号细胞的生命活动遗传与变异能量代谢细胞通过遗传信息传递和变异，实现物种物质代谢细胞利用物质代谢释放的能量，进行各种的延续和进化细胞进行物质的合成、分解和转化，维持生命活动生命活动生命现象的探索理论模型2建立理论模型，解释生命现象的本质科学实验1通过设计实验，观察和研究生命现象技术创新不断发展新的技术手段，更深入地研究3生命现象实验室常用设备显微镜离心机用于观察微小的生物结构，例如用于分离不同密度的物质，例如细胞和细胞器细胞器和蛋白质移液器用于准确地转移少量液体，用于生物实验显微镜的使用调节光线对焦选择倍数根据观察目标调节光源使用粗准焦螺旋和细准根据需要选择不同的物强度和聚光镜位置焦螺旋对焦，使观察目镜，获得不同的放大倍标清晰可见数细胞制片的方法取材1从生物体中获取所需的细胞或组织固定2使用固定剂将细胞或组织固定，保持其形态和结构染色3使用染色剂将细胞或组织染色，使结构更容易观察封片4用封片剂封盖载玻片，防止标本干燥细胞结构的特点膜结构细胞器遗传物质细胞膜、核膜等膜结构包围和隔离不同细胞器是细胞内具有特定功能的结构，细胞核内的染色体包含遗传物质，决定的细胞区域例如线粒体、内质网细胞的性状细胞功能的应用生物制药利用细胞培养技术生产疫苗、抗体等药物基因工程通过基因修饰技术，提高生物的产量和品质细胞治疗利用细胞移植技术治疗疾病，例如癌症和器官衰竭总结与展望通过学习本课程，我们对细胞的分子组成和结构有了更深入的了解细胞是生命的基本单位，其结构和功能精妙复杂，充满了奥秘未来，随着科学技术的发展，我们将对细胞的研究更加深入，为人类健康和社会发展做出更大的贡献。