生物化學(xué)細(xì)胞基礎(chǔ)與功能演講人：日期:目錄CONTENTS01細(xì)胞結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)02生物分子化學(xué)特性03細(xì)胞能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)04物質(zhì)跨膜運輸05細(xì)胞信號傳導(dǎo)06疾病與生化研究01細(xì)胞結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)細(xì)胞膜化學(xué)組成細(xì)胞膜主要由磷脂和膽固醇等脂質(zhì)構(gòu)成，這些脂質(zhì)分子以雙層結(jié)構(gòu)排列，構(gòu)成了細(xì)胞膜的基本骨架。脂質(zhì)蛋白質(zhì)糖類細(xì)胞膜蛋白質(zhì)種類繁多，包括通道蛋白、載體蛋白、酶等，它們鑲嵌或貫穿于脂質(zhì)雙層中，執(zhí)行物質(zhì)運輸、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等重要功能。細(xì)胞膜表面的糖類主要以糖蛋白和糖脂的形式存在，具有細(xì)胞識別、信號傳導(dǎo)等功能。細(xì)胞器功能分類6px6px6px負(fù)責(zé)細(xì)胞內(nèi)的有氧呼吸過程，為細(xì)胞提供能量。線粒體合成細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的場所，包括附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體和游離在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體。核糖體主要存在于植物細(xì)胞中，負(fù)責(zé)光合作用，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。葉綠體010302參與蛋白質(zhì)的修飾、分類和包裝，形成分泌泡和溶酶體等細(xì)胞器。高爾基體04細(xì)胞核分子構(gòu)成DNA細(xì)胞核內(nèi)的遺傳物質(zhì)，攜帶著細(xì)胞生長、分裂和代謝等所有生命活動的遺傳信息。RNA主要在細(xì)胞核內(nèi)合成，包括mRNA、tRNA和rRNA等，參與蛋白質(zhì)的合成過程。核蛋白指細(xì)胞核內(nèi)與DNA和RNA結(jié)合的蛋白質(zhì)，如組蛋白、非組蛋白等，它們對DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯等過程起著重要的調(diào)控作用。核糖核酸酶是一類能夠降解RNA的酶，在細(xì)胞核內(nèi)參與RNA的加工和代謝過程。02生物分子化學(xué)特性蛋白質(zhì)合成機制氨基酸活化氨基酸在合成蛋白質(zhì)前需先被活化，形成氨基酰-tRNA。01核糖體合成在核糖體上，根據(jù)mRNA的遺傳信息，將氨基酸逐個連接形成多肽鏈。02蛋白質(zhì)折疊合成后的多肽鏈進行折疊，形成特定的三維結(jié)構(gòu)，進而發(fā)揮其生物功能。03蛋白質(zhì)修飾通過磷酸化、糖基化等修飾方式，調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的活性和穩(wěn)定性。04核酸結(jié)構(gòu)與功能存儲遺傳信息催化生化反應(yīng)基因表達調(diào)控維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)DNA和RNA通過特定的堿基排列順序，存儲和傳遞遺傳信息。部分RNA具有催化生化反應(yīng)的功能，如核酶。DNA和RNA參與基因表達的調(diào)控過程，如轉(zhuǎn)錄和翻譯等。核酸與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核蛋白，是細(xì)胞核和其他細(xì)胞器的重要組成成分。脂質(zhì)代謝路徑脂肪酸合成與分解膽固醇代謝磷脂合成與降解脂溶性維生素吸收與轉(zhuǎn)運通過脂肪酸合成酶和脂肪酸β-氧化等過程，維持脂肪酸平衡。磷脂是細(xì)胞膜的主要成分，其合成和降解過程對于維持膜的穩(wěn)定性和流動性至關(guān)重要。膽固醇是動物細(xì)胞膜和某些激素的重要成分，其代謝過程受到嚴(yán)格調(diào)控。脂溶性維生素需要與脂質(zhì)結(jié)合才能在腸道內(nèi)被吸收，并隨脂質(zhì)轉(zhuǎn)運至靶組織。03細(xì)胞能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)ATP生成途徑通過分解葡萄糖來生成ATP，是細(xì)胞獲得能量的主要途徑之一。糖解作用在線粒體內(nèi)進行，通過氧化脫羧反應(yīng)將糖解作用產(chǎn)生的丙酮酸轉(zhuǎn)化為二氧化碳和ATP。檸檬酸循環(huán)通過電子傳遞鏈將還原當(dāng)量轉(zhuǎn)化為ATP，是細(xì)胞生成ATP最多的途徑。氧化磷酸化酶促反應(yīng)調(diào)控酶活性調(diào)節(jié)通過酶的共價修飾、酶蛋白合成與降解、酶的可變剪切等方式來調(diào)節(jié)酶的活性。01底物濃度調(diào)節(jié)底物濃度變化可以影響酶促反應(yīng)速率，進而調(diào)節(jié)代謝途徑。02產(chǎn)物反饋抑制產(chǎn)物積累過多時，會通過反饋機制抑制酶的活性，避免浪費和過度消耗。03電子傳遞鏈原理電子傳遞鏈的組成由一系列電子載體組成，包括NADH、FADH2、Q等，這些電子載體在電子傳遞鏈中依次傳遞電子。電子傳遞鏈的作用電子傳遞鏈的抑制劑電子傳遞鏈?zhǔn)茄趸姿峄暮诵模ㄟ^電子的傳遞和泵出H+形成質(zhì)子梯度，進而驅(qū)動ATP合成。某些抑制劑可以阻斷電子傳遞鏈的某個環(huán)節(jié)，從而抑制ATP的合成，如抗霉素A、魚藤酮等。12304物質(zhì)跨膜運輸主動運輸載體載體蛋白選擇性能量依賴性競爭性抑制載體蛋白能夠與特定物質(zhì)結(jié)合，通過構(gòu)象變化將物質(zhì)從膜的一側(cè)轉(zhuǎn)運到另一側(cè)。主動運輸需要消耗能量，通常由ATP水解提供動力，逆濃度梯度進行。載體蛋白具有高度的選擇性，只能轉(zhuǎn)運與其結(jié)構(gòu)相匹配的特定分子或離子。某種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)類似物可以競爭性地與載體蛋白結(jié)合，從而抑制該物質(zhì)的轉(zhuǎn)運。單純擴散通道蛋白介導(dǎo)的擴散脂溶性物質(zhì)或不帶電荷的極性小分子物質(zhì)，可以順濃度梯度通過細(xì)胞膜的脂質(zhì)雙分子層進行擴散。通道蛋白能夠形成親水性通道，允許特定類型的離子或分子快速、選擇性地通過細(xì)胞膜。被動擴散機制易化擴散某些物質(zhì)在特定條件下，如與膜上的特定載體蛋白結(jié)合后，可以通過細(xì)胞膜進行快速擴散。滲透作用水分子通過半透膜從低濃度溶液向高濃度溶液擴散的過程，是細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換的重要方式。胞吞胞吐過程胞吞作用胞吐作用膜融合與斷裂受體介導(dǎo)的胞吞細(xì)胞通過質(zhì)膜內(nèi)陷形成囊泡，將外界物質(zhì)或團塊包裹進入細(xì)胞內(nèi)，如吞噬細(xì)胞對細(xì)菌、病毒等的攝取。細(xì)胞通過質(zhì)膜外凸形成囊泡，將細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)或團塊排出細(xì)胞外，如分泌細(xì)胞釋放激素、酶等生物活性物質(zhì)。在胞吞和胞吐過程中，囊泡與質(zhì)膜發(fā)生融合和斷裂，實現(xiàn)物質(zhì)的跨膜運輸。細(xì)胞通過表面受體與特定物質(zhì)結(jié)合后，引發(fā)質(zhì)膜內(nèi)陷形成囊泡，將物質(zhì)包裹進入細(xì)胞內(nèi)，是細(xì)胞選擇性攝取物質(zhì)的重要途徑。05細(xì)胞信號傳導(dǎo)由七個跨膜域組成的受體，通過激活G蛋白來傳遞信號，包括多種激素、神經(jīng)遞質(zhì)和趨化因子受體。受體蛋白分類G蛋白偶聯(lián)受體受體本身具有酶活性或與酶偶聯(lián)，被激活后通過酶促反應(yīng)來傳遞信號，如酪氨酸激酶受體。酶聯(lián)型受體本身是離子通道或與離子通道緊密偶聯(lián)，通過開放或關(guān)閉離子通道來調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外離子濃度變化，如神經(jīng)遞質(zhì)受體。離子通道型受體第二信使系統(tǒng)鈣離子信號系統(tǒng)腺苷酸環(huán)化酶信號系統(tǒng)磷脂酰肌醇信號系統(tǒng)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)游離鈣離子濃度的變化可作為一種信號，通過鈣離子結(jié)合蛋白來調(diào)節(jié)細(xì)胞生理活動，如肌肉收縮、神經(jīng)傳導(dǎo)等。通過酶促反應(yīng)將磷脂酰肌醇轉(zhuǎn)化為具有生物活性的第二信使，如三磷酸肌醇（IP3）和二酰甘油（DAG），進而調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝和生理功能。通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)cAMP濃度來調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝和生理功能，如激素引起的細(xì)胞增殖、分化等?；虮磉_調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子通過與DNA上的啟動子或增強子結(jié)合，調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄的速率和強度，從而影響基因表達。表觀遺傳調(diào)控轉(zhuǎn)錄后調(diào)控包括DNA甲基化、組蛋白修飾等，不改變DNA序列但影響基因表達，具有可遺傳性和可逆性。在mRNA轉(zhuǎn)錄后通過剪切、拼接、轉(zhuǎn)運、翻譯等過程進行調(diào)控，如microRNA對mRNA的降解或抑制翻譯等。12306疾病與生化研究代謝異常疾病胰島素分泌或作用缺陷導(dǎo)致的慢性高血糖癥。糖尿病脂肪代謝異常導(dǎo)致的體重過度增長。肥胖癥甘油三酯在肝內(nèi)蓄積引起的代謝性疾病。脂肪肝血漿中脂類成分含量過高引起的疾病。高血脂癥癌癥細(xì)胞特征自主增殖能力侵襲和轉(zhuǎn)移能力逃避凋亡代謝重編程癌細(xì)胞可以無限增殖，失去正常生長控制。癌細(xì)胞能夠浸潤周圍組織并轉(zhuǎn)移到其他器官。癌細(xì)胞能夠抵抗凋亡，使細(xì)胞壽命延長。癌細(xì)胞代謝途徑改變，滿足快速