遗传 细胞 增殖 生物 第二章 分子生物学基础 第一节 生命与细胞 一. 生物必备的条件 增殖 (proliferation) 遗传 (heredity) 细胞 (cell) 变异（ mutation ）

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1 遗传 细胞 增殖 生物 第二章 分子生物学基础 第一节 生命与细胞 一. 生物必备的条件 增殖 (proliferation) 遗传 (heredity) 细胞 (cell) 变异（ mutation ）

2 原核生物 ( 真细菌 ) 古细菌 生物 真核生物 二. 生物分类 酵母、果 蝇小鼠 etc. 超高温菌 甲烷细菌 支原体 大肠杆菌 蓝藻 etc. 原核生物： prokaryote 真核生物： eukaryote 古细菌： archabacteria

3 三. 原核生物与真核生物的比较 原核生物真核生物 核（核膜）无有 细胞器无有 DNA 存在样式 裸露 DNA 蛋白质结合的染色质 核相 一倍体： n 二倍体： 2n （以上） DNA 量 约 0.01pg 0.05 ～ 10pg 基因数 少（约 3000 ） 多（ 1 万～ 10 万） 细胞分裂无丝分裂有丝分裂 分裂样式二分裂 二分裂 · 出芽 细胞构成单细胞单细胞与多细胞 细胞壁有 有/无有/无有/无有/无 表层肽聚糖 有（古细菌 / 支原体 没有） 无 细胞内骨架（微小管 等） 无有 原形质流动无有

4 四. 真细菌结构. ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 细胞壁 质膜 鞭毛 类核体 核糖体 纤毛

5 五. 真核生物的细胞构造 动物细胞 植物细胞 细胞膜 中心体 细胞壁 核 核小体 ( 仁 ) 线粒体 滑面内质网 叶绿体 白色体 液泡 粗面内质网 溶酶体 微小体 纤维状细 胞骨胳 高尔基体 过氧化物酶体 核糖体

6 第二节 亚细胞器 细胞核：携带细胞的遗传信息, 由一脂双分子层即 核膜包围, 是 RNA 转录的场所. 核仁是细胞核内的 小体, 是 rRNA 合成与核糖体进行部分组装的场所. 细胞核：携带细胞的遗传信息, 由一脂双分子层即 核膜包围, 是 RNA 转录的场所. 核仁是细胞核内的 小体, 是 rRNA 合成与核糖体进行部分组装的场所. 线粒体：细胞呼吸即营养物质氧化以 ATP 形式产 生能量的场所. 由一个光滑的外膜和一个折叠的内 膜组成. 线粒体：细胞呼吸即营养物质氧化以 ATP 形式产 生能量的场所. 由一个光滑的外膜和一个折叠的内 膜组成. 内质网：细胞质内延伸的膜体系, 与核膜相连. 分 光面与粗面两种. 光面携带有许多膜结合酶, 包括 脂类生物合成与外来物质的氧化和解毒的酶. 粗面 上有核糖体存在, 特异合成由细胞分泌的蛋白质. 内质网：细胞质内延伸的膜体系, 与核膜相连. 分 光面与粗面两种. 光面携带有许多膜结合酶, 包括 脂类生物合成与外来物质的氧化和解毒的酶. 粗面 上有核糖体存在, 特异合成由细胞分泌的蛋白质. 一. 概述

7 微体 微体 ：从高尔基体出芽而成, 溶酶体（ lysosome ）：从高尔基体出芽而成, 并含有各类能降解蛋白质、核酸、脂类和 糖类的消化酶, 起着从细胞外带进大分子 或来自损伤细胞器的大分子的回收中心 之作用. ：处理细胞内 过氧化物酶体（ peroxisome ）：处理细胞内 的高活性自由基与过氧化物. ：是特定的植物 乙醛酸循环体：是特定的植物过氧化物 酶体, 进行乙醛酸循环.

8 二. 细胞器的分离 差速离心法：利用沉降系数的不同进行. 差速离心法：利用沉降系数的不同进行. 速度区带离心：通过适当的介质浓度梯度, 根 据不同组分的沉降系数进行离心形成分离的 带或区带. 速度区带离心：通过适当的介质浓度梯度, 根 据不同组分的沉降系数进行离心形成分离的 带或区带. 等密度离心：将密度梯度延伸至比混合物中 的一个或多个组分大一些的密度而进行离心 分离的方法. 等密度离心：将密度梯度延伸至比混合物中 的一个或多个组分大一些的密度而进行离心 分离的方法. 质膜的分离：渗透压冲击、可控性机械剪切 和非离子去污剂作用. 质膜的分离：渗透压冲击、可控性机械剪切 和非离子去污剂作用. 密度梯度的建立：蔗糖、 Ficoll 、 metrizamide 与 CsCl. 密度梯度的建立：蔗糖、 Ficoll 、 metrizamide 与 CsCl.

9 第三节 细胞内生物分子的相互作用 一. 生物体属性 1. 由生物大分子等有机物构成 2. 能与环境不断地交换物质与能量 3. 所有生物大分子共同存在与细胞环境内 4. 能进行自我更新

10 二. 生物大分子 1. 蛋白质：氨基酸以肽键共价连接而成的聚合 体. 2. 核酸：由碱基、五碳糖和磷酸组成的核苷酸 聚合而成的聚合体. 3. 多糖：由单糖以糖苷键共价连接成的聚合体, 其功能主要作为营养糖源或结构组分. 4. 脂类 5. 复杂大分子：核蛋白、糖蛋白、蛋白多糖、 脂蛋白与糖脂.

11 三. 生物大分子间的作用力 1. 扩散作用 (diffusion) ：从高浓度区移动到低浓 度区的现象. 2. 专一性相互作用：在热运动过程中, 各种分子 通过相互碰撞靠近, 表面形态相匹配的分子能 通过分子表面的识别而准确地靠拢结合. 该结 合依赖于大分子表面共同的结构基序 (motif) 及 离子键、氢键和范德华力等促使大分子发生特 异相互反应的一些非共价键.

12 四. 生物大分子内部的化学键 氢键 氢键 离子键 离子键 二硫键 二硫键 短程力 短程力 疏水作用 疏水作用 配位键 配位键

13 五. 大分子的组装 ： 组成大分子的结构单位自发形成超分子结构 概念 ： 组成大分子的结构单位自发形成超分子结构 的装配过程. 该过程是依赖于分子之间相互作用 自发聚集的过程, 无需任何能源或在酶及一些模板 引导和供能状态下进行. ：除脂类外, 其余 3 类大分子都是由其单体 1. 组装模式：除脂类外, 其余 3 类大分子都是由其单体 重复排列成线性或链状结构的物质. 链上单体之间的 化学键由相邻的两个单体缩合形成共价键联结而成.

14 ：线性多肽链和核苷酸链伸长的线性结 2. 组装形式：线性多肽链和核苷酸链伸长的线性结 构, 依照一定的方式折叠或盘绕成有序的形态结构, 并通过次级键维持该结构的稳定, 或进一步折叠并 盘绕形成更高级结构, 即超二级和三级空间结构, 从 而表现出色自身的功能. 功能类似分子的组装同类生物分子的组装异类生物分子的组装

15 3. 结构层次 ➀ 生物学功能显现的条件 a. 构型 (configuration) ：一个分子中各原子都 具有的各自固定的空间排列, 使分子能以立体 化学的形式区分开. b. 构像 (conformation) ：分子的共价键结构不 变, 在单键时周围原子旋转所产生的原子空间 排列, 是空间结构、高级结构、立体结构与三 维构像的总称. 与构型的主要区别在于构像间 的转化不涉及共价键的断裂和重新组成.

16 ➁ 生物大分子的结构  一级结构 (primary structure) ：共价键主链 (covalent backbone) 上氨基酸或者核苷酸的排 列顺序.  二级结构 (secondary structure)  三级结构 (tertiary structure) ：生物大分子中所 有原子的空间排列, 包括侧链和主链在内的所有 原子在三维空间的结构, 但分子间或亚基间的空 间排列不包括在内.  四级结构 (quaternary structure) ： 有些球状蛋 白分子含有两条或更多条肽链, 通过非共价键相 连. 各亚单位在寡聚蛋白质中的空间排布及亚单 位间的相互作用.

17 a. 蛋白质复合体：构成真核生物细胞骨架, 或 是肌纤维的主要组分, 可引起细胞质的运动. a. 蛋白质复合体：构成真核生物细胞骨架, 或 是肌纤维的主要组分, 可引起细胞质的运动. b. 核蛋白：由核酸与蛋白组成 b. 核蛋白：由核酸与蛋白组成 ➂ 生物大分子 核糖体 细菌 真核 50S: 23S, 5S and 31 种蛋白 30S: 16S and 21 种蛋白 60S: 28S, 5.8S and 多种 5S RNA 40S: 18S RNA 两个亚基

18 染色质：构成真核生物染色体的元件, 是一个由 大 约等量的 DNA 与小分子的碱性蛋白所组成的脱 氧 核蛋白复合体. 而这些复合体形成被称为核小体 的重复单位. 组蛋白中和了 DNA 糖 - 磷酸骨架负电 荷间的排斥力, 并使 DNA 在染色体中紧密堆积在 一起. C. 膜：脂双分子层结构

19 ④ 生物大分子间的相互作用 a. 核酸与蛋白间：组蛋白只识别普通的 DNA 结构而不是专一的碱基序列.  蛋白质与蛋白质间：以多亚基形式组合, 其 原因在于该形式可有效地配置蛋白质的疏 水基团.  糖与蛋白质间：是蛋白质和寡聚糖链通过 糖苷键连接而成的产物.  脂与蛋白质间

20 ☞思考题 阐述分子生物学的定义及其发展历程 阐述分子生物学的定义及其发展历程 阐述生物的分类及其结构组成和特点 阐述生物的分类及其结构组成和特点