医学细胞生物学 第二章 细胞的概念与分子基础

这是一篇关于细胞的概念与分子基础思维导图，主要从细胞的基本概念、细胞的分子基础、细胞的起源与进化三个方面展开。

细胞的概念与分子基础

• 细胞的基本概念
  • 细胞的种类
    • 依据细胞的结构
      • 原核细胞
      • 真核细胞
    • 生物界
      • 古菌域
        • 产甲烷菌、盐杆菌、热原质体
      • 细菌域
      • 真核域
  • 原核细胞
    • 特点
      • 结构简单
        • DNA为裸露的环状分子，无膜包裹，形成拟核
        • 细胞质中无膜性细胞器，含核糖体
      • 体积小
      • 代表：衣原体、支原体、细菌、蓝藻
    • 衣原体是最小最简单的原核生物
    • 细菌是原核生物的典型代表
      • 细胞壁
        • 主要成分：肽聚糖
      • 细胞膜
        • 由脂质和蛋白质组成，有时可凹陷为中间体
      • 细胞质
        • 基因组DNA
          • 环状分子，少有重复序列，无内含子
        • 质粒
          • 独立于基因组DNA之外，能够自我复制的环状结构
        • 核糖体
          • 70S细菌核糖体，大部分游离在细胞质中，小部分附着在细胞膜内表面
            • 50S大亚基+30S小亚基，边转录边翻译
      • 有些细菌还有荚膜、鞭毛、菌毛等特殊结构
    • 古细菌多生活在极端环境中
      • 具有真核生物的某些特征
        • RNA聚合酶和真核细胞相似
        • DNA具有内含子并结合组蛋白
      • 具有原核生物的某些特征
        • 无核膜及内膜系统
  • 真核细胞
    • 真核生物的形态大小
      • 形态多种多样、大小差异很大，与细胞所处的部位有关
    • 基本结构
      • 光镜下
        • 细胞膜、细胞质、细胞核（核仁）
      • 电镜下
        • 单位膜组成的膜性结构：内质网、高尔基体、溶酶体线粒体、过氧化物酶体
        • 微管、微丝、中间纤维等骨架结构
    • 基本结构特点
      • 以脂质及蛋白质成分为基础的膜相结构体系——生物膜系统
        • 细胞膜、内质网、高尔基复合体、线粒体、溶酶体、过氧化氢酶体、细胞核等
      • 以特异蛋白质分子构成的细胞骨架体系——细胞骨架体系
        • 细胞质骨架
        • 核骨架
      • 细胞质溶胶
        • 胞质中除了细胞器和细胞骨架结构之外的区域，协助完成物质运输、能量传递、信息传递等细胞活动。
      • 以核酸-蛋白质为主要成分的遗传信息表达体系——遗传信息表达系统
        • 遗传信息流向：DNA-RNA-蛋白质
        • 核糖体
          • 80S，合成蛋白质的机器
  • 细胞的寄生体-病毒
    • 唯一的非细胞形态的生物体
    • 特点
      • 活细胞寄生体
    • 结构
      • 核酸分子与蛋白质组成的核酸-蛋白质复合体
    • 分类
      • DNA病毒
      • RNA病毒
      • 特殊形态的病毒
        • 类病毒
          • 仅由感染性的RNA构成
        • 朊病毒
          • 仅由感染性的蛋白质亚基构成
• 细胞的分子基础
  • 元素构成
    • 基本元素
      • C、H、O、N占90%
      • S、P、Na、K、Cl、Mg、Fe占9%
    • 微量元素
      • Cu、Zn、Mn、Mo、Co、Cr、Si、F、Br、I等
  • 细胞组成成分
    • 无机化合物
      • 水
      • 无机盐
    • 有机化合物
      • 有机小分子
      • 生物大分子
  • 生物小分子
    • 无机小分子
      • 水
        • 细胞中含量最多的组分
        • 存在形式
          • 结合水：5%
          • 游离水：95%
        • 作用
          • 溶剂，为各种代谢反应提供环境
      • 无机盐
        • 以离子状态存在
          • 阳离子
            • Cl-、PO43、碳酸根离子
          • 阴离子
            • 钠离子、钾离子、钙离子
        • 存在形式
          • 游离
            • 维持细胞内外液的渗透压和PH
          • 结合
            • 直接与蛋白质或脂质结合，组成具有一定功能的结合蛋白或类脂
    • 有机小分子
      • 组成生物大分子的亚单位
      • 单糖
        • 葡萄糖、果糖、半乳糖、脱氧核糖、核糖
      • 脂肪酸
      • 氨基酸
      • 核苷酸
  • 生物大分子
    • 核酸
      • 分类
        • DNA
          • 一级结构
            • 脱氧核苷酸的排列顺序（碱基排列顺序）
              • 子主题
          • 二级结构
            • 双螺旋结构
              • 沃森和克里克
              • 特点
            • 维系力—氢键
          • 三级结构
            • 原核生物
              • 超螺旋
                • 共价闭合环状，再拧成麻花状
            • 真核生物
              • 核小体-染色质-染色体
          • 功能
            • 遗传信息的储存、复制、传递
        • RNA
          • 种类
          • 结构
            • 单链形式存在，在部分区域折叠并按碱基互补配对原则形成双链发夹结构
            • mRNA的分子结构
              • 5‘帽子结构——m7G5'ppp5'Nm
              • 3'末端多聚A的尾巴——polyA
            • tRNA二级结构模型要点
              • 四臂四环
                • 氨基酸接受臂
                  • 3’末端都具有CCA的结构
                • 反密码臂（反密码环）
                • 二氢尿嘧啶臂（D环）
                • Tφc臂（环）
                • 额外环
      • 连接方式
        • 3,5-磷酸二酯键
    • 蛋白质
      • 组成单位
        • 氨基酸
          • 特性
            • 两性化合物
            • 两性电解质
      • 肽键
        • 一个AA的氨基与另一个氨基酸的羧基缩合而成
      • 一级结构——氨基酸的排列顺序
        • 肽键、二硫键
      • 二级结构——肽链主链内的氨基酸残基之间有规则地形成氢键相互作用的结果
        • α-螺旋，β片层
      • 三级结构——不同侧链间相互作用形成
        • 包括氢键、离子键、疏水键
      • 四级结构——亚基之间通过氢键等非共价键的相互作用
    • 多糖
    • 脂肪
• 细胞的起源与进化
  • 原核细胞的形成
  • 原核细胞向真核细胞的演变
  • 单细胞生物向多细胞生物的演变