上页 下页 结束返回第三章 细胞的物质组成第一节 无机物思考题第二节 有机物上页 结束返回下页细胞的元素组成常量元素（主要元素）：
C,H,O,N占 90%
S,P,CI,Ca,Na,K,Mg,Fe占 9.9%
微量元素：
Cu,Zn,Mn,Mo,Co,I…… 占 0.1%ok
上页 结束返回下页细胞的物质组成：
无机物：
有机物：
生物大分子,蛋白质和核酸由于其分子量巨大、
分子结构复杂并且具有复杂的生物活性，故称生物大分子。 ok
水,无机盐有机小分子物质,单糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸有机大分子物质,多糖类、脂类、蛋白质、核酸上页 结束返回下页水：
细胞生物化学反应的良好溶剂
调节并维持细胞内外的酸碱平衡
是细胞内物质运输的介质
吸收或散发热量、防止胞内温度剧变、保护细胞上页 结束返回下页无机盐
维持细胞内渗透压与酸碱平衡。如钠、氯、钾、维持细胞内渗透压，碳酸根离子、磷酸根离子等作为缓冲液，维持酸碱平衡。
作为酶的辅助因子,如镁离子等。
作为第二信使，调节代谢,如钙离子等。
作为细胞物质的结构成分，如血红蛋白中的铁、磷脂中的磷、
骨中的钙和磷、甲状腺素中的碘等。
维持细胞内外电位差，保持可兴奋性，如钠、钾、氯离子等在神经细胞和肌细胞中的变化。 ok
上页 结束返回下页
单糖：如葡萄糖是细胞的能源物质；
五碳糖中的核糖和脱氧核糖是核酸的组成成分；
多形成糖蛋白和糖酯。
脂肪酸：重要的营养物质、组成细胞膜的重要成分
核苷酸：核酸的组成单位
氨基酸：蛋白质的组成单位有机小分子上页 结束返回下页蛋白质的组成单位：氨基酸
H
|
H2N — C — COOH
|
R
细胞内有 20种氨基酸，主要是 R侧链不同。
上页 结束返回下页图
核酸的组成单位：核苷酸核苷酸 =碱基 +戊糖 +磷酸核糖脱氧核糖嘌呤：腺嘌呤 (A)、鸟嘌呤 (G)
嘧啶：胞嘧啶 (C)、尿嘧啶 (U)、胸腺嘧啶 (T)
上页 结束返回下页碱基有五种,
腺嘌呤（ A）
鸟嘌呤（ G）
尿嘧啶（ U）
胞嘧啶（ C）
胸腺嘧啶（ T）
上页 结束返回下页
OH H
戊糖有两种：
核糖脱氧核糖上页 结束返回下页
ATP（三磷酸腺苷酸）
上页 结束返回下页
cAMP（环化腺苷酸）
上页 结束返回下页
cGMP（环化鸟苷酸）
上页 结束返回下页有机大分子物质
多糖类：寡糖（蔗糖、麦芽糖和乳糖）
多糖（淀粉、糖元）
脂类：脂肪类脂（磷脂、糖脂和类固醇）
核酸
蛋白质上页 结束返回下页核酸－遗传信息的载体细胞内贮存、复制和传递遗传信息的大分子物质，又称遗传物质。
细胞中核酸分两大类：
核糖核酸（ RNA ）
脱氧核糖核酸（ DNA ）
上页 结束返回下页
DNA与 RNA组成上的比较,
DNA RNA
碱基 A,G,C,T A,G,C,U
核糖 脱氧核糖 核糖磷酸 磷酸 磷酸
DNA和 RNA的组成单位是核苷酸,分别为脱氧核糖核苷酸（ 4种）和核糖核苷酸（ 4种）。
上页 结束返回下页脱氧核糖核苷酸 (dNMP)
dAMP
dTMP
dGMP
dCMP
上页 结束返回下页核糖核苷酸 (NMP)
AMP
GMP
TMP
CMP
上页 结束返回下页核苷酸与核苷酸之间通过磷酸二酯键连接形成多核苷酸链
（核酸的基本结构）
|
|
－糖苷键磷酸二酯键－
磷酸二酯键,核苷酸与核苷酸之间连接的 两个磷酸酯键上页 结束返回下页图 2-11 DNA双链形成两条 多核苷酸链反向平行排列，脱氧核糖与磷酸残基排列在长链的外侧，碱基位于长链内侧，碱基之间以氢键相连接，连接规律是 A与 T互补，形成两个氢键即 A=T； G与 C互补，形成 三个氢键即 G三 C。
上页 结束返回下页
3.4nm
0.34nm
DNA双链围绕个,中心轴,向右盘旋形成双螺旋状结构的分子。
螺旋上每隔 0.34nm
有一个碱基对，每螺旋一圈有 10个碱基对，故螺距为
3.4nm
上页 结束返回下页
DNA由两条走向相反的互补核苷酸链围绕一个
,中心轴,向右盘旋形成双螺旋状结构的分子。
脱氧核糖与磷酸残基排列在长链的外侧，构成
DNA分子的骨架，不携带遗传信息。
碱基位于长链内侧，相对应的碱基之间以氢键相连接，连接规律是 A与 T互补，形成两个氢键即 A=T； G与 C互补，形成 三个氢键即 G三 C,这种有规律的对应排列，称为,碱基互补原则,。
四种碱基（ A,T,C,G）的排列顺序称碱基序列，携带遗传信息。
螺旋上每隔 0.34nm有一个碱基对，每螺旋一圈有 10个碱基对，故螺距为 3.4nm。
DNA的分子结构－ Watson和 Crick模型上页 结束返回下页常用碱基序列代表 DNA链，
它代表遗传信息，书写、识读方便。
碱基序列的多样性即是 DNA的多样性。
如,5`-AGCTAATGGCC-3`
3`-TCGATTACCGG-5`
上页 结束返回下页
DNA分子的主要功能：
储存遗传信息；
复制遗传信息 ;
传递遗传信息 ；
转录 翻译
DNA mRNA 蛋白质逆转录
（中心法则）
上页 结束返回下页
DNA分子的结构特点
稳定性 --DNA的双螺旋结构很稳定，是遗传物质稳定性的基础。
高温达 90度时碱基间氢键断裂（变性），
低温时又互补配对（复性）－ PCR反应的分子基础。
多样性－ -信息多样的分子基础 。
上页 结束返回下页
DNA分子的变性与复性上页 结束返回下页
RNA分子的结构
单链结构或假双链结构（部分区域链内碱基配对形成）。
如 rRNA和 tRNA和结构上页 结束返回下页上页 结束返回下页
tRNA
三叶草形反密码子环氨基酸臂
D环
T?CG环
tRNA
上页 结束返回下页上页 结束返回下页细胞中 RNA的种类主要有三大类
作为信息载体即翻译的模板 ―― mRNA
作为翻译的工具，携带氨基酸 ――tRNA
作为翻译的机器，组成核糖体 ――rRNA
注,m,messenger
t,transfer
r,ribosomal
上页 结束返回下页
mRNA tRNA rRNA
含量 5-10% 5-10% 80-90%
分子量 1?105 -2＊ 106 3? 104 0.36? 108
沉降系数 6-25S 4 S 5.8S,18S,28S
结构 线形 三叶草形 线形、假双链功能 信息模板 携带氨基酸工具 形成核糖体细胞中 rRNA,tRNA,mRNA三种 RNA含量最多、
在遗传信息的传递和表达中作用突出，比较如下：
上页 结束返回下页两类核酸的比较,
DNA RNA
组成 脱氧核糖 核糖
A,G,C,T A,G,C,U
分布 细胞核 细胞质胞质线粒体中少量 胞核核仁中少量结构 双链 单链双螺旋结构 三叶草形、线形、发夹形功能 贮存遗传信息 表达遗传信息传递遗传信息上页 结束返回下页蛋白质－生命现象的载体头发是蛋白质皮肤是蛋白质肌肉是蛋白质指甲是蛋白质 …,..
上页 结束返回下页蛋白质的组成单位 ---氨基酸之间脱水形成肽键多个氨基酸通过肽键连接为多肽链 (蛋白质的基本结构 )
上页 结束返回下页蛋白质的结构,
基本结构：一级结构三维结构：二级结构三级结构四级结构上页 结束返回下页一级结构,氨基酸之间通过肽键连接形的成多肽链。
具体内容包括,
氨基酸的 种类氨基酸的 数目氨基酸的 排列顺序多肽链的数目链内及链间 二硫键的数目和位置
F Q H L C G SV N
F Q R L C G ST N
F Q R L C G SV N H EL
F Q T L C G SR N
…...…...
…...
…...
上页 结束返回下页人胰岛素分子特定的一级结构氨基酸的 种类氨基酸的 数目氨基酸的 排列顺序多 肽链的数目二硫键的数目和位置上页 结束返回下页任何一个有活性的蛋白质分子，它的多肽链都不是呈直线形伸展，而是经过折叠和盘曲构成特定的三维结构。折叠和盘曲是在几个级别上进行的。
二级结构：在一级结构的基础上形成三级结构：在二级结构的基础上形成四级结构：在二级结构的基础上形成三维结构上页 结束返回下页二级结构：多肽链借助氨基酸残基间氢键的相互吸引，按一定方式折叠、盘曲形成螺旋状或片层状结构。如 a-螺旋和 B-折叠。
主要连接键是氢键上页 结束返回下页蛋白质的二级结构,
螺旋
折叠上页 结束返回下页三级结构,二级结构进一步折叠和盘旋，形成具有一定功能结构域的结构；
主要维系键有氢键、离子键和疏水键。
（只有一条多肽链构成的蛋白质，在三级结构上即有生物活性，无四级结构。）
上页 结束返回下页上页 结束返回下页四级结构,亚基聚结的结构，包括亚基的数目，类型、结构和布局。
亚基：一条多肽链形成经过一、二、三级结构形成的一个结构域称为亚基。
亚基间由 非共价键 连接 。
如血红蛋白由四条肽链组成，即由四个亚基聚结形成。
注：人胰岛素虽有现两条多肽链组成，但由于肽链间由二硫键盘连接，所以无四级结构。
上页 结束返回下页上页 结束返回下页上页 结束返回下页蛋白质的结构总结：
一级结构：多肽链数目、氨基酸的种类和排列顺序、
二硫键数目和位置；（肽键）
二级结构：多肽链折叠、盘曲形成螺旋状或片层状结构，如 a-螺旋和 B-折叠；（氢键）
三级结构：二级结构进一步折叠和盘旋，形成具有一定功能结构域的结构；（氢键、离子键和疏水键）
四级结构：亚基聚结的结构，包括亚基的数目，类型、结构和布局。（一条多肽链形成一个亚基）。（非共价键）
上页 结束返回下页蛋白质的作用细胞的结构基础；调节细胞的生理活动。如
结构作用：生命是蛋白质的存在方式。
催化作用：如酶。
调节作用：如激素、神经递质、细胞因子等。
运动作用：如肌肉。
防御作用：如免疫球蛋白。
运输作用：如细胞膜中的载体蛋白、血液中的载体蛋白。
止血作用：如凝血因子。
识别作用：如膜受体蛋白。
支持作用：如弹性蛋白。
其他作用：如粘液蛋白的保护作用。
上页 结束返回下页蛋白质和核酸的比较：
蛋白质 核酸组成单位 氨基酸 核苷酸一级结构 氨基酸序列 核苷酸序列连接方式 肽键 磷酸二酯键二级结构 螺旋 折叠 转角 双螺旋 假双链等三级结构 结构域 染色质四级结构 亚基集结 染色体功 能 催化 调节 运输 贮存 传递运动 支持 识别 表达遗传信息上页 结束返回下页关于核酶
核酶常由 RNA和蛋白质组成，如端粒酶等。
近期发现 DNA也具有酶的作用。
核糖体本身就有核酶的作用。
酶包括蛋白质和核酸。
,酶的本质是蛋白质,的看法已被推翻。
核酶,具有酶活性的 RNA称为核酶。即核酸具有酶的作用。
上页 结束返回下页核酶的作用
参入基因转录产物的加工过程。
形成剪切体，剪切内含子。
上页 结束返回下页核酶的种类
异体催化的剪切型
自体催化的剪切型
第一组内含子的自我剪接
第二组内含子的自我剪接
锤头状核酶。 ok
上页 结束返回下页思考题
１、名词解释：生物大分子、磷酸二酯键、碱基互补原则、
碱基序列 核酶
2、概述细胞的物质组成及其在生命活动中的作用。
3、比较 DNA与 RNA的区别。
4,概述 DNA分子双螺旋结构 模型 的要点。
5、简述 DNA分子的主要功能。
6、简述 RNA的种类与功能。
7,概述蛋白质分子的结构及其功能。
C,H,O,N占 90%
S,P,CI,Ca,Na,K,Mg,Fe占 9.9%
微量元素：
Cu,Zn,Mn,Mo,Co,I…… 占 0.1%ok
上页 结束返回下页细胞的物质组成：
无机物：
有机物：
生物大分子,蛋白质和核酸由于其分子量巨大、
分子结构复杂并且具有复杂的生物活性，故称生物大分子。 ok
水,无机盐有机小分子物质,单糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸有机大分子物质,多糖类、脂类、蛋白质、核酸上页 结束返回下页水：
细胞生物化学反应的良好溶剂
调节并维持细胞内外的酸碱平衡
是细胞内物质运输的介质
吸收或散发热量、防止胞内温度剧变、保护细胞上页 结束返回下页无机盐
维持细胞内渗透压与酸碱平衡。如钠、氯、钾、维持细胞内渗透压，碳酸根离子、磷酸根离子等作为缓冲液，维持酸碱平衡。
作为酶的辅助因子,如镁离子等。
作为第二信使，调节代谢,如钙离子等。
作为细胞物质的结构成分，如血红蛋白中的铁、磷脂中的磷、
骨中的钙和磷、甲状腺素中的碘等。
维持细胞内外电位差，保持可兴奋性，如钠、钾、氯离子等在神经细胞和肌细胞中的变化。 ok
上页 结束返回下页
单糖：如葡萄糖是细胞的能源物质；
五碳糖中的核糖和脱氧核糖是核酸的组成成分；
多形成糖蛋白和糖酯。
脂肪酸：重要的营养物质、组成细胞膜的重要成分
核苷酸：核酸的组成单位
氨基酸：蛋白质的组成单位有机小分子上页 结束返回下页蛋白质的组成单位：氨基酸
H
|
H2N — C — COOH
|
R
细胞内有 20种氨基酸，主要是 R侧链不同。
上页 结束返回下页图
核酸的组成单位：核苷酸核苷酸 =碱基 +戊糖 +磷酸核糖脱氧核糖嘌呤：腺嘌呤 (A)、鸟嘌呤 (G)
嘧啶：胞嘧啶 (C)、尿嘧啶 (U)、胸腺嘧啶 (T)
上页 结束返回下页碱基有五种,
腺嘌呤（ A）
鸟嘌呤（ G）
尿嘧啶（ U）
胞嘧啶（ C）
胸腺嘧啶（ T）
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OH H
戊糖有两种：
核糖脱氧核糖上页 结束返回下页
ATP（三磷酸腺苷酸）
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cAMP（环化腺苷酸）
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cGMP（环化鸟苷酸）
上页 结束返回下页有机大分子物质
多糖类：寡糖（蔗糖、麦芽糖和乳糖）
多糖（淀粉、糖元）
脂类：脂肪类脂（磷脂、糖脂和类固醇）
核酸
蛋白质上页 结束返回下页核酸－遗传信息的载体细胞内贮存、复制和传递遗传信息的大分子物质，又称遗传物质。
细胞中核酸分两大类：
核糖核酸（ RNA ）
脱氧核糖核酸（ DNA ）
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DNA与 RNA组成上的比较,
DNA RNA
碱基 A,G,C,T A,G,C,U
核糖 脱氧核糖 核糖磷酸 磷酸 磷酸
DNA和 RNA的组成单位是核苷酸,分别为脱氧核糖核苷酸（ 4种）和核糖核苷酸（ 4种）。
上页 结束返回下页脱氧核糖核苷酸 (dNMP)
dAMP
dTMP
dGMP
dCMP
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AMP
GMP
TMP
CMP
上页 结束返回下页核苷酸与核苷酸之间通过磷酸二酯键连接形成多核苷酸链
（核酸的基本结构）
|
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－糖苷键磷酸二酯键－
磷酸二酯键,核苷酸与核苷酸之间连接的 两个磷酸酯键上页 结束返回下页图 2-11 DNA双链形成两条 多核苷酸链反向平行排列，脱氧核糖与磷酸残基排列在长链的外侧，碱基位于长链内侧，碱基之间以氢键相连接，连接规律是 A与 T互补，形成两个氢键即 A=T； G与 C互补，形成 三个氢键即 G三 C。
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3.4nm
0.34nm
DNA双链围绕个,中心轴,向右盘旋形成双螺旋状结构的分子。
螺旋上每隔 0.34nm
有一个碱基对，每螺旋一圈有 10个碱基对，故螺距为
3.4nm
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DNA由两条走向相反的互补核苷酸链围绕一个
,中心轴,向右盘旋形成双螺旋状结构的分子。
脱氧核糖与磷酸残基排列在长链的外侧，构成
DNA分子的骨架，不携带遗传信息。
碱基位于长链内侧，相对应的碱基之间以氢键相连接，连接规律是 A与 T互补，形成两个氢键即 A=T； G与 C互补，形成 三个氢键即 G三 C,这种有规律的对应排列，称为,碱基互补原则,。
四种碱基（ A,T,C,G）的排列顺序称碱基序列，携带遗传信息。
螺旋上每隔 0.34nm有一个碱基对，每螺旋一圈有 10个碱基对，故螺距为 3.4nm。
DNA的分子结构－ Watson和 Crick模型上页 结束返回下页常用碱基序列代表 DNA链，
它代表遗传信息，书写、识读方便。
碱基序列的多样性即是 DNA的多样性。
如,5`-AGCTAATGGCC-3`
3`-TCGATTACCGG-5`
上页 结束返回下页
DNA分子的主要功能：
储存遗传信息；
复制遗传信息 ;
传递遗传信息 ；
转录 翻译
DNA mRNA 蛋白质逆转录
（中心法则）
上页 结束返回下页
DNA分子的结构特点
稳定性 --DNA的双螺旋结构很稳定，是遗传物质稳定性的基础。
高温达 90度时碱基间氢键断裂（变性），
低温时又互补配对（复性）－ PCR反应的分子基础。
多样性－ -信息多样的分子基础 。
上页 结束返回下页
DNA分子的变性与复性上页 结束返回下页
RNA分子的结构
单链结构或假双链结构（部分区域链内碱基配对形成）。
如 rRNA和 tRNA和结构上页 结束返回下页上页 结束返回下页
tRNA
三叶草形反密码子环氨基酸臂
D环
T?CG环
tRNA
上页 结束返回下页上页 结束返回下页细胞中 RNA的种类主要有三大类
作为信息载体即翻译的模板 ―― mRNA
作为翻译的工具，携带氨基酸 ――tRNA
作为翻译的机器，组成核糖体 ――rRNA
注,m,messenger
t,transfer
r,ribosomal
上页 结束返回下页
mRNA tRNA rRNA
含量 5-10% 5-10% 80-90%
分子量 1?105 -2＊ 106 3? 104 0.36? 108
沉降系数 6-25S 4 S 5.8S,18S,28S
结构 线形 三叶草形 线形、假双链功能 信息模板 携带氨基酸工具 形成核糖体细胞中 rRNA,tRNA,mRNA三种 RNA含量最多、
在遗传信息的传递和表达中作用突出，比较如下：
上页 结束返回下页两类核酸的比较,
DNA RNA
组成 脱氧核糖 核糖
A,G,C,T A,G,C,U
分布 细胞核 细胞质胞质线粒体中少量 胞核核仁中少量结构 双链 单链双螺旋结构 三叶草形、线形、发夹形功能 贮存遗传信息 表达遗传信息传递遗传信息上页 结束返回下页蛋白质－生命现象的载体头发是蛋白质皮肤是蛋白质肌肉是蛋白质指甲是蛋白质 …,..
上页 结束返回下页蛋白质的组成单位 ---氨基酸之间脱水形成肽键多个氨基酸通过肽键连接为多肽链 (蛋白质的基本结构 )
上页 结束返回下页蛋白质的结构,
基本结构：一级结构三维结构：二级结构三级结构四级结构上页 结束返回下页一级结构,氨基酸之间通过肽键连接形的成多肽链。
具体内容包括,
氨基酸的 种类氨基酸的 数目氨基酸的 排列顺序多肽链的数目链内及链间 二硫键的数目和位置
F Q H L C G SV N
F Q R L C G ST N
F Q R L C G SV N H EL
F Q T L C G SR N
…...…...
…...
…...
上页 结束返回下页人胰岛素分子特定的一级结构氨基酸的 种类氨基酸的 数目氨基酸的 排列顺序多 肽链的数目二硫键的数目和位置上页 结束返回下页任何一个有活性的蛋白质分子，它的多肽链都不是呈直线形伸展，而是经过折叠和盘曲构成特定的三维结构。折叠和盘曲是在几个级别上进行的。
二级结构：在一级结构的基础上形成三级结构：在二级结构的基础上形成四级结构：在二级结构的基础上形成三维结构上页 结束返回下页二级结构：多肽链借助氨基酸残基间氢键的相互吸引，按一定方式折叠、盘曲形成螺旋状或片层状结构。如 a-螺旋和 B-折叠。
主要连接键是氢键上页 结束返回下页蛋白质的二级结构,
螺旋
折叠上页 结束返回下页三级结构,二级结构进一步折叠和盘旋，形成具有一定功能结构域的结构；
主要维系键有氢键、离子键和疏水键。
（只有一条多肽链构成的蛋白质，在三级结构上即有生物活性，无四级结构。）
上页 结束返回下页上页 结束返回下页四级结构,亚基聚结的结构，包括亚基的数目，类型、结构和布局。
亚基：一条多肽链形成经过一、二、三级结构形成的一个结构域称为亚基。
亚基间由 非共价键 连接 。
如血红蛋白由四条肽链组成，即由四个亚基聚结形成。
注：人胰岛素虽有现两条多肽链组成，但由于肽链间由二硫键盘连接，所以无四级结构。
上页 结束返回下页上页 结束返回下页上页 结束返回下页蛋白质的结构总结：
一级结构：多肽链数目、氨基酸的种类和排列顺序、
二硫键数目和位置；（肽键）
二级结构：多肽链折叠、盘曲形成螺旋状或片层状结构，如 a-螺旋和 B-折叠；（氢键）
三级结构：二级结构进一步折叠和盘旋，形成具有一定功能结构域的结构；（氢键、离子键和疏水键）
四级结构：亚基聚结的结构，包括亚基的数目，类型、结构和布局。（一条多肽链形成一个亚基）。（非共价键）
上页 结束返回下页蛋白质的作用细胞的结构基础；调节细胞的生理活动。如
结构作用：生命是蛋白质的存在方式。
催化作用：如酶。
调节作用：如激素、神经递质、细胞因子等。
运动作用：如肌肉。
防御作用：如免疫球蛋白。
运输作用：如细胞膜中的载体蛋白、血液中的载体蛋白。
止血作用：如凝血因子。
识别作用：如膜受体蛋白。
支持作用：如弹性蛋白。
其他作用：如粘液蛋白的保护作用。
上页 结束返回下页蛋白质和核酸的比较：
蛋白质 核酸组成单位 氨基酸 核苷酸一级结构 氨基酸序列 核苷酸序列连接方式 肽键 磷酸二酯键二级结构 螺旋 折叠 转角 双螺旋 假双链等三级结构 结构域 染色质四级结构 亚基集结 染色体功 能 催化 调节 运输 贮存 传递运动 支持 识别 表达遗传信息上页 结束返回下页关于核酶
核酶常由 RNA和蛋白质组成，如端粒酶等。
近期发现 DNA也具有酶的作用。
核糖体本身就有核酶的作用。
酶包括蛋白质和核酸。
,酶的本质是蛋白质,的看法已被推翻。
核酶,具有酶活性的 RNA称为核酶。即核酸具有酶的作用。
上页 结束返回下页核酶的作用
参入基因转录产物的加工过程。
形成剪切体，剪切内含子。
上页 结束返回下页核酶的种类
异体催化的剪切型
自体催化的剪切型
第一组内含子的自我剪接
第二组内含子的自我剪接
锤头状核酶。 ok
上页 结束返回下页思考题
１、名词解释：生物大分子、磷酸二酯键、碱基互补原则、
碱基序列 核酶
2、概述细胞的物质组成及其在生命活动中的作用。
3、比较 DNA与 RNA的区别。
4,概述 DNA分子双螺旋结构 模型 的要点。
5、简述 DNA分子的主要功能。
6、简述 RNA的种类与功能。
7,概述蛋白质分子的结构及其功能。
