普通生物学笔记(绪论1-4)

绪 论 岩 石 圈 的 上 层全 部 水 圈大 气 圈 的 下 层生 物 圈 (biospher)：生 物 圈 ：指 地 球 上 的 全 部 生 物 和 一 切 适 合 于 生 物 栖 息 的 场 所 ； 包 括 ： 目 录一 、 什 么 是 生 命 ？二 、 关 于 生 命 本 质 的 一 些 理 论 三 、 科 学 方 法四 、 生 物 学 的 分 科五 、 生 命 的 结 构 层 次 同 一 性严 整 有 序 的 结 构 有 序 性新 陈 代 谢生 长 、 发 育 和 繁 殖遗 传 、 变 异 与 进 化 适 应 (adptation)应 激 性 和 运 动 (iritabilty Fe2+可 用 于 合 成 血 红 蛋 白 等 。生 物 生 存 环 境 的 PH范 围 为 38.5。 细 胞 中 的 各 种离 子 有 一 定 的 缓 冲 能 力 ， 使 细 胞 内 的 PH保 持 相对 恒 定 ， 以 利 细 胞 维 持 正 常 的 生 命 活 动 。 2. 无 机 盐 糖 类 是 细 胞 中 重 要 的 有 机 物 。 糖 分 子 含 C、 H、 O三 种 元素 。糖 提 供 生 命 活 动 所 需 的 能 源 ， 而 且 是 重 要 的 中 间 代 谢 物 ， 用 来 合 成 重 要 的 生 物 大 分 子 。糖 类 包 括 小 分 子 的 单 糖 、 双 糖 、 三 糖 等 ， 以 及 由 单 糖 构成 的 大 分 子 的 多 糖 。 （ 二 ） 糖 类 淀 粉 植 物 细 胞 中 的 储 藏 营 养 物 。糖 原 动 物 细 胞 中 储 藏 的 多 糖 。纤 维 素 植 物 细 胞 壁 的 主 要 成 分 。几 丁 质 、 果 胶 等 。 3. 多 糖自 然 界 中 最 多 的 糖 类 。 有 单 糖 分 子 缩 合 脱 水 而成 。有 两 种 形 式 存 在 ： 即 醛 糖 和 酮 糖 。 重 要 的 单 糖 有 ：1. 单 糖丙 糖 如 甘 油 醛 和 二 羟 丙 酮 。戊 糖 核 糖 、 脱 氧 核 糖 、 核 酮 糖 、 木 糖 和 阿 拉 伯 糖 。 己 糖 葡 萄 糖 、 果 糖 、 半 乳 糖 、 甘 乳 糖 等 。2. 寡 糖有 少 数 几 个 单 糖 缩 合 而 成 的 糖 。 （ 1） 双 糖 如 麦 芽 糖 、 蔗 糖 、 纤 维 二 糖 、 乳 糖 等 。（ 2） 其 他 寡 糖 三 糖 、 四 糖 等 。 如 棉 子 糖 。 是 生 物 膜 的 重 要 成 分是 储 能 的 分 子构 成 生 物 表 面 的 保 护 层是 很 好 的 绝 缘 体 有 些 脂 类 是 重 要 的 生 物 学 活 性 物 质脂 类 包 括 中 性 脂 肪 、 磷 脂 、 类 固 醇 等 。 （ 三 ） 脂 类脂 类 在 细 胞 中 具 有 独 特 的 生 物 学 功 能 ： 类 葫 萝 卜 素萜 类 胆 固 醇类 固 醇 又 称 磷 酸 甘 油 酯 。 甘 油 的 一 个 -基 和 磷 酸 结合 而 成 的 酯 。磷 脂 类 脂 肪 酸 和 醇 化 合 而 成 的 酯 。腊 甘 油 和 脂 肪 酸 结 合 而 成 的 酯 。中 性 脂 肪 和 油 一 个 氨 基 酸 分 子 中 的 -氨 基 ， 与 另 一 氨 基 酸 分 子中 的 -羧 基 脱 水 缩 合 ， 形 成 肽 键 。肽 -分 子 量 在 150以 下 ； 多 肽 -分 子 量 在 150以上 。 多 肽 链 的 一 端 有 一 个 -NH2， 称 N-端 ； 另 一 端 有 一 个 -COH， 称 C-端 。 3、 肽 键 、 肽 和 多 肽蛋 白 质 属 于 生 物 大 分 子 ， 在 细 胞 和 生 物体 的 生 命 过 程 中 起 着 十 分 重 要 的 作 用 。生 物 的 结 构 和 性 状基 因 表 达 的 调 节（ 四 ） 蛋 白 质 1、 一 般 特 性细 胞 中 氧 化 还 原 反 应 、 电 子 传 递 、 学 习 、 记 忆 等酶激 素储 藏 蛋 白蛇 毒 、 蜂 毒 2、 氨 基 酸是 蛋 白 质 的 结 构 单 体 。 共 20种 。R COH NH2C 蛋 白 质 的 一 级 结 构二 级 结 构 -螺 旋-折 叠三 级 结 构四 级 结 构 4、 蛋 白 质 的 空 间 结 构蛋 白 质 分 子 有 特 定 的 空 间 结 构 ， 即 构 象 。 由 于 小 分 子 物 质 与 蛋 白 质 分 子 的 一 个 亚 单 位 结 合 ， 导致 该 蛋 白 质 分 子 及 其 亚 单 位 的 构 象 发 生 变 化 ， 进 而 其活 性 也 发 生 变 化 ， 称 为 变 构 作 用 。蛋 白 质 在 重 金 属 盐 、 酸 、 碱 等 的 作 用 下 ， 或 是 加 热 至70C10C， 或 在 X射 线 、 紫 外 线 的 照 射 下 ， 其 空 间结 构 发 生 改 变 和 破 坏 ， 从 而 失 去 生 物 学 活 性 ， 这 种 现象 称 为 变 性 。 5、 蛋 白 质 的 变 构 作 用 和 变 性 核 酸 最 先 从 细 胞 核 中 分 离 得 到 ， 且 它 们 是 酸 性 的 ， 故 而 得名 。核 酸 分 为 两 类 ： 脱 氧 核 糖 核 酸 （ DNA） 和 核 糖 核 酸（ RNA） 。 DNA存 在 于 细 胞 核 、 线 粒 体 和 叶 绿 体 中 ， 是 遗 传 信 息 的 携带 者 ； RNA在 细 胞 核 中 合 成 ， 然 后 进 入 细 胞 质 ， 在 蛋 白 质合 成 中 起 重 要 作 用 。 （ 五 ） 核 苷 酸 和 核 酸 核 苷 酸 是 DNA和 RNA结 构 单 体 。一 个 核 苷 酸 分 子 含 有 一 分 子 戊 糖 （ 核 糖 或 脱 氧 核 糖 ） 、 一分 子 磷 酸 和 一 个 含 氮 的 有 机 碱 （ 碱 基 ） 。 1、 核 苷 酸 戊 糖 分 子 上 第 一 位 碳 原 子 与 嘌 呤 或 嘧 啶 结 合 ， 就 形 成 核 苷（ 脱 氧 核 苷 ） ； 核 苷 （ 脱 氧 核 苷 ） 与 一 个 磷 酸 分 子 结 合 ，就 形 成 一 个 核 苷 酸 （ 脱 氧 核 苷 酸 ） 。碱 基 分 为 两 类 ：双 环 分 子 的 嘌 呤 ， 包 括 腺 嘌 呤 （ A） 和 鸟 嘌 呤 （ G） ；单 环 分 子 的 嘧 啶 ， 包 括 胸 腺 嘧 啶 （ T） 、 胞 嘧 啶 （ C） 和 尿 嘧 啶（ U） 。 核 苷 酸 单 体 分 子 以 磷 酸 二 酯 键 顺 序 相 连 ， 组 成 核酸 。核 酸 分 为 DNA和 RNA两 类 ： 2、 DNA和 RNA DNA分 子 是 双 链 分 子 ， 两 条 单 链 分 子 间 以 A-T、 G-C相 配对 的 方 式 而 成 螺 旋 状 。RNA分 子 则 是 单 链 的 。DNA含 脱 氧 核 糖 ， 以 及 、 G、 T、 C四 种 碱 基 ；RNA含 核 糖 ， 以 及 A、 G、 U、 C四 种 碱 基 。 三 磷 酸 腺 苷 （ ATP） ： 能 量 “货币 ”。三 磷 酸 鸟 苷 （ GTP） ： 蛋 白 质 合 成 。三 磷 酸 尿 苷 （ UTP） ： 糖 原 合 成 。三 磷 酸 胞 苷 （ CTP） ： 脂 肪 和 磷 脂 。cAMP： 信 号 传 递 。NAD+、 NADP、 FAD： 参 与 电 子 传 递 。 3、 有 特 殊 生 物 学 功 能 的 核 苷 酸 一 、 细 胞 大 小 和 数 目一 、 细 胞 大 小 和 数 目最 小 的 细 胞 是 支 原 体 细 胞 ， 直 径 只 有 10nm； 最 大 的 细 胞是 鸟 卵 ， 肉 眼 可 见 。细 胞 的 大 小 和 细 胞 的 机 能 是 相 适 应 的 。 例 如 ， 神 经 细 胞 、 鸟卵 。一 般 说 来 ， 生 物 体 积 的 加 大 ， 是 由 于 细 胞 数 目 增 加 ， 而 不是 由 于 细 胞 体 积 加 大 。 单 细 胞 生 物 仅 有 一 个 细 胞 ； 而 多 细 胞 生 物 的 细 胞 数 目 和 生物 体 的 大 小 成 正 比 。 细 胞 可 分 成 原 核 细 胞 和 真 核 细 胞 两 类 。原 核 细 胞 结 构 简 单 ， 只 有 细 胞 膜 ， 没 有 内 膜 系统 ， 也 没 有 细 胞 器 。 染 色 体 是 环 状 的 DNA分 子 ， 没有 核 膜 包 围 。 有 质 粒 。 真 核 细 胞 较 原 核 细 胞 大 ， 有 内 膜 系 统 和 细 胞 器 。细 胞 核 被 核 膜 包 围 。 二 、 细 胞 结 构二 、 细 胞 结 构 、 植 物 细 胞 有 ， 在 质 膜 之 外 。 是 一 无 生 命 结 构 ， 由 细 胞 的 分 泌物 组 成 。 功 能 是 支 持 和 保 护 ， 防 止 细 胞 吸 涨 而 破 裂 。细 胞 膜 ： 又 名 质 膜 ， 是 细 胞 表 面 的 膜 。 厚 7-8nm。 半 透 性 （ 选 择 性 透 性 ） 。质 膜 上 存 在 激 素 的 受 体 、 抗 原 结 合 点 以 及 其 他 细 胞 识 别 位 点 。细 胞 壁 ：、真 核 细 胞 有 细 胞 核 。 有 些 细 胞 是 多 核 的 ， 大 多 数 细 胞 则 是 单 核 的 。 细 胞 核 在 细 胞 的 代 谢 、 生 长 和 分 化 中 ， 都 起 着 重 要 的 作 用 。 遗 传 物 质主 要 位 于 核 中 。细 胞 核 包 括 核 被 膜 、 核 质 、 染 色 质 和 核 仁 等 部 分 。 核 膜 :有 两 层 膜 组 成 。 两 膜 之 间 为 宽 约 10-5nm的 核 周 腔 。外 膜 常 与 粗 糙 内 质 网 相 连 。核 纤 层 ： 在 核 膜 内 面 ， 有 核 纤 层 蛋 白 组 成 。核 孔 ： 大 分 子 出 入 细 胞 核 的 通 道 。 1、 核 被 膜在 核 的 外 面 ， 包 括 核 膜 和 核 膜 下 面 的 核 纤 层 。 、 核 仁 细 胞 核 中 圆 形 或 椭 圆 形 的 颗 粒 状 结 构 。各 种 生 物 的 核 仁 数 目 是 固 定 的 。 核 仁 富含 蛋 白 质 和 RNA分 子 。 核 仁 是 由 某 一 个或 几 个 特 定 染 色 体 的 核 仁 组 织 区 构 成 。而 核 仁 组 织 区 是 rDNA的 所 在 地 。4、 核 基 质有 由 蛋 白 质 成 分 组 成 的 纤 维 状 网 ， 网 孔 中 充 以 液 体 。 染 色 质 ： 分 成 常 染 色 质 ， 即 细 丝 状 的 部 分 ； 和 异 染 色 质 ， 即 染色 较 深 的 团 块 。组 成 ： DNA和 蛋 白 质 ， 及 少 量 RNA。 组 成 蛋 白 分 成 组 蛋 白 和非 组 蛋 白 两 类 。 组 蛋 白 是 碱 性 蛋 白 ， 分 为 H12A、 H2B、 H3、 H4共 5种 。 它 们 与 DNA相 结 合 ； 非 组 蛋 白 种类 多 ， 如 DNA聚 合 酶 、 RNA聚 合 酶 等 。核 小 体 ： 直 径 10nm。 4对 组 蛋 白 分 子 。连 接 DNA： 与 核 小 体 上 的 DNA相 加 ， 约 为 20碱 基 对 。 、 染 色 质 除 细 胞 核 和 质 膜 外 ， 剩 下 的 是 细 胞 质 ， 而 细胞 质 又 分 为 细 胞 器 和 细 胞 溶 质 两 部 分 。 、内 质 网 ： 彼 此 相 通 的 一 列 囊 腔 和 细 管 。光 滑 内 质 网 ： 与 脂 类 代 谢 有 关 。粗 糙 内 质 网 ： 蛋 白 质 合 成 和 运 输 。 核 糖 体 ： 蛋 白 质 合 成 的 场 所 。 1、 内 质 网 和 核 糖 体2、 高 尔 基 体由 一 系 列 扁 平 小 囊 和 小 泡 组 成 。 是 细 胞 分 泌 物 的 最 后 加 工 和 包 装 场 所 。内 质 网 -小 泡 -高 尔 基 体 -分 泌 泡 -质 膜高 尔 基 体 能 合 成 多 糖 。 形 状 ： 颗 粒 状 或 短 杆 状 ， 大 小 与 细 菌 相 当 。数 目 ： 随 细 胞 而 定 。 1个 到 几 百 个 。 、 线 粒 体 自 主 性 ： 有 自 己 的 DNA及 核 糖 体 ， 编 码 约 10%的 自 身 蛋 白 。细 胞 呼 吸 及 能 量 代 谢 的 中 心 。 基 质 中 有 各 种 酶 ，而 电 子 传 递 在 内 膜 上 进 行 ， 合 成 ATP的 ATP合 成 酶复 合 体 也 在 内 膜 上 。功 能 ： 双 层 膜 包 裹 的 囊 状 细 胞 器 ， 囊 内 充 满 液 态 的 基质 。 外 膜 平 整 ， 内 膜 向 内 折 叠 形 成 嵴 。结 构 ： 质 体 是 植 物 细 胞 细 胞 器 ， 分 五 类 ： 5、 质 体 叶 绿 体 的 自 主 性 ：叶 绿 体 ： 大 小 、 形 状 、 数 目 多 变 。 双 层 膜 包 裹 。 内 部 的 基 质 中 有 一 由类 囊 体 组 成 的 内 膜 系 统 。 基 粒 类 囊 体 重 叠 成 基 粒 ， 在 基 粒 之间 是 基 质 类 囊 体 。 光 合 色 素 和 电 子 传 递 系 统 位 于 类 囊 体 膜上 ， 而 暗 反 应 在 基 质 中 进 行 。有 自 己 的 DNA和 核 糖 体 ， 编 码 部 分 自 身 蛋 白 。真 核 细 胞 起 源 。 前 质 体 、 淀 粉 体 、 黄 化 质 体 、 叶 绿 体 和 有 色 体 。 6、 微 体 、过 氧 化 物 酶 体动 、 植 物 细 胞 都 有 ， 内 含 氧 化 酶 。 细 胞 中 20%的 脂 肪 酸 在 其 中 氧 化 分解 。 氧 化 反 应 产 生 的 H 2O2由 所 含 的 过 氧 化 氢 酶 分 解 。乙 醛 酸 循 环 体 只 存 在 于 植 物 细 胞 。 脂 类 转 化 为 糖 及 参 与 光 呼 吸 。 植 物 细 胞 中 普 遍 存 在 。 有 单 层 细 胞 膜 包 裹 。 分 生 组 织 细 胞 的液 泡 多 而 小 ， 而 成 熟 细 胞 的 液 泡 大 ， 且 占 据 细 胞 的 中 央 。7、 液 泡植 物 液 泡 的 作 用 ：调 节 细 胞 渗 透 压 以 及 收 集 代 谢 废 物 。 液 泡 中 的 花 青 素 还 决 定 花 、 果 实 和 叶 的 颜 色 。 除 细 胞 器 以 外 的 细 胞 质 液 体 部 分 。 胞 质 溶 胶 含 有 多 种 酶 ， 是 细胞 多 种 代 谢 活 动 的 场 所 。 此 外 ， 胞 质 溶 胶 中 还 有 各 种 储 藏 物 。10、 胞 质 溶 胶 秋 水 仙 素 、 长 春 藤 碱 、 紫 杉 醇 ： 多 倍 体 、 抗 癌 。 微 管 ： 中 空 长 管 状 纤 维 ， 宽 约 24nm。 纺 锤 体 、 鞭 毛 和 纤 毛 都 由微 管 构 成 。细 胞 溶 质 中 由 蛋 白 质 纤 维 构 成 的 支 架 。蛋 白 质 纤 维 有 三 种 ： 微 管 、 微 丝 和 中 间 纤 维 。 8、 细 胞 骨 架 微 管 蛋 白 ： 构 成 微 管 的 蛋 白 ， 含 a和 b两 个 亚 基 ， 分 子 量 均 在 5 0左 右 。 双 体 分 子 螺 旋 排 列 ， 盘 绕 成 一 层 分 子 的 微 管管 壁 。 维 管 或 成 束 存 在 ， 或 分 散 于 细 胞 质 中 ， 起 支 持作 用 。 微 管 在 细 胞 中 可 解 体 成 亚 基 ， 也 可 由 亚 基 重 新组 装 成 完 整 的 微 管 。 微 管 蛋 白 没 有 特 异 性 。 鞭 毛 和 纤 毛 ： 9、 鞭 毛 、 纤 毛 和 中 心 粒 中 心 粒 ：基 粒 ：细 胞 表 面 的 附 属 物 ， 有 运 动 的 功 能 。 两 者 基 本 结 构 相 同 ， 区 别主 要 在 于 长 度 和 数 量 。 它 们 的 结 构 成 分 是 微 管 ， 在 横 切 面 上 呈9（ 2） +2排 列 。由 微 管 构 成 ， 呈 9（ 3） +0排 列 。 基 粒 与 鞭 毛 和 纤 毛 的 基 部 相 连 。由 微 管 构 成 的 细 胞 器 ， 结 构 和 基 粒 相 似 ， 它 们 是 同 源器 官 。 中 心 粒 位 于 中 心 体 （ 微 管 组 织 中 心 ） 中 。微 丝 ： 又 称 肌 动 蛋 白 丝 ， 是 实 心 纤 维 ， 宽 约 47nm。 组 成 单 体 是 肌 动 蛋白 。 单 体 相 连 成 串 ， 两 串 扭 缠 成 束 ， 即 微 丝 。 微 丝 在 动 植 物 细 胞 中都 有 。 肌 动 蛋 白 也 没 有 特 异 性 。 微 丝 有 运 动 的 功 能 。 它 们 易 于 解 聚 成 单 体 ， 单 体 也 容 易 重 新 聚 合 成 微 丝 。细 胞 松 弛 素 B、 鬼 笔 环 肽 。中 间 纤 维 ： 大 小 介 于 微 管 和 微 丝 之 间 （ 810nm） ， 有 支 持 和 运 动的 功 能 。 核 纤 层 。 各 种 细 胞 器 的 膜 和 核 膜 、 质 膜 在 分 子 结 构 上 是 一 样 的 ，它 们 统 称 为 生 物 膜 。 生 物 膜 厚 越 78nm， 真 核 细 胞 的 生物 膜 占 细 胞 干 重 的 7080%， 最 多 的 是 内 质 网 膜 。生 物 膜 把 细 胞 空 间 分 隔 开 ， 使 细 胞 具 有 了 界 限 分 明 、 工作 性 质 各 异 的 单 位 。 生 物 膜 的 这 种 分 隔 也 使 膜 面 积 加 ， 提 高 了 物 质 合 成 、 运 输 等 多 种 生 命 活 动 的 效 率 。生 物 膜 主 要 由 脂 类 和 蛋 白 质 分 子 以 非 共 价 键 组 合 装 配 而成 。 骨 架 是 脂 双 层 ， 其 中 有 以 不 同 方 式 镶 嵌 其 间 的 蛋 白质 分 子 。 此 外 ， 质 膜 的 表 面 还 有 糖 类 分 子 。生 物 膜 不 是 固 定 不 变 的 ， 而 是 经 常 处 于 动 态 变 化 之 中 。 三 、 生 物 膜 流 动 镶 嵌 模 型三 、 生 物 膜 流 动 镶 嵌 模 型 在 生 物 膜 的 总 重 量 中 ， 脂 类 约 占 4050%。构 成 脂 双 层 的 脂 类 包 括 ： 磷 脂 （ 主 要 ） ； 胆 固 醇 ； 糖 脂 。 脂 双 层 的 表 面 是 磷 脂 分 子 的 亲 水 端 ， 内 部 是 磷 脂 分 子 疏 水的 脂 肪 酸 链 。 脂 双 层 有 屏 障 作 用 ， 使 膜 两 侧 的 水 溶 性 物 质不 能 自 由 通 过 。 有 利 于 细 胞 保 持 正 常 的 结 构 和 功 能 。组 成 脂 双 层 的 脂 类 成 分 随 不 同 生 物 而 不 同 。 大 肠 杆 菌 质 膜仅 有 一 种 ， 而 人 红 细 胞 膜 有 四 种 。 、 不 同 生 物 膜 中 蛋 白 质 的 含 量 不 同 。 线 粒 体 内 膜 75%、 神 经 纤 维髓 鞘 膜 25%、 质 膜 50%。膜 蛋 白 可 分 为 两 大 类 ： 内 在 蛋 白 和 外 在 蛋 白 。 内 在 蛋 白 以 其 疏水 的 部 分 直 接 与 磷 脂 的 疏 水 部 分 共 价 结 合 。 这 些 蛋 白 大 多 两 端亲 水 ， 也 有 仅 一 端 亲 水 。 外 在 蛋 白 以 非 共 价 键 结 合 在 内 在 蛋 白 的 外 端 上 ， 或 结 合 在 磷 脂 分 子 的 亲 水 头 上 。膜 蛋 白 的 功 能 是 多 方 面 的 。 物 质 运 输 、 酶 、 电 子 传 递 体 、 受体 、 细 胞 识 别 。很 多 膜 蛋 白 在 脂 双 层 中 能 自 由 移 动 。 人 、 鼠 细 胞 融 合 实 验 可 证明 。 也 有 的 不 能 完 全 自 由 移 动 。 、 膜 糖 是 质 膜 表 面 的 糖 类 总 称 。 膜 糖 大 部 分 以 共 价 键 与 膜蛋 白 结 合 而 成 糖 蛋 白 ， 少 部 分 与 脂 类 结 合 而 成 糖 脂 。膜 糖 只 存 在 于 质 膜 表 面 ， 细 胞 器 膜 和 质 膜 的 内 表 面 没 有 膜 糖 存 在 。膜 糖 的 成 分 主 要 有 半 乳 糖 、 甘 露 糖 、 半 乳 糖 胺 、 葡 萄 糖胺 、 葡 萄 糖 以 及 唾 液 酸 等 。糖 蛋 白 与 细 胞 识 别 有 关 。 、 扩 散 ： 一 种 物 质 的 分 子 从 相 对 高 浓 度 地 区 移 动 到 低 浓 度 地区 。 O2和 CO2的 跨 膜 运 动 。 分 子 的 跨 膜 扩 散 速 度 取 决 于 分 子 的浓 度 梯 度 外 ， 还 与 分 子 的 大 小 、 溶 解 性 和 电 性 有 关 。单 纯 扩 散 ： 扩 散 速 度 随 浓 度 梯 度 的 增 加 而 增 高 。易 化 扩 散 ： 物 质 由 载 体 携 带 穿 越 质 膜 。 顺 浓 度 梯 度 扩 散 ， 不 需 要 细 胞 提 供 能 量 ， 而 扩 散 速 度 大 于 单 纯 扩 散 。 物 质 出 入 细 胞 都 要 经 过 细 胞 膜 ， 方 式 有 扩 散 、 渗 透 、 主 动 运输 、 内 吞 作 用 和 外 排 作 用 。四 、 物 质 的 穿 膜 运 动四 、 物 质 的 穿 膜 运 动 、 渗 透 ： 水 分 子 穿 过 膜 的 扩 散 。水 势 ： 水 分 子 的 动 能 。渗 透 势 ： 等 于 溶 液 水 势 减 去 纯 水 水 势 ， 为 负 值 。渗 透 压 ： 与 渗 透 势 相 反 的 力 。 、 膨 压 和 质 壁 分 离 ： 植 物 细 胞 在 吸 水 而 膨 胀 时 ， 原 生 质 体 产 生对 细 胞 壁 的 压 力 ， 称 为 膨 压 。 原 生 质 体 因缩 水 而 与 细 胞 壁 分 离 ， 称 质 壁 分 离 。等 渗 、 高 渗 和 低 渗 溶 液 ： 0.9%生 理 盐 水 的 渗 透 压 。 主 动 运 输 ： 细 胞 逆 浓 度 梯 度 运 输 物 质 。这 需 要 载 体 和 消 耗 能 量 。 、Na+-K+泵、吞 噬 作 用 ： 细 胞 吞 噬 固 体 颗 粒 的 作 用 。 胞 饮 作 用 ： 细 胞 吞 入 液 体 的 过 程 。、外 排 作 用 ： 细 胞 从 细 胞 表 面 排 出 渣 滓 和 细 胞 分 泌 物 的 过 程 。 内 吞 作 用 和 外 排 作 用 中 使 用 的 细 胞 膜 可 循 环 使 用 。 桥 粒 ： 上 皮 细 胞 间 纽 扣 状 的 斑 块 结 构 。 中 间 纤 维 。紧 密 连 接 ： 细 胞 膜 紧 密 靠 拢 ， 无 间 隙 。 肠 上 皮 细 胞 。五 、 细 胞 连 接五 、 细 胞 连 接间 隙 连 接 ： 两 细 胞 间 有 很 窄 的 间 隙 （ 24nm） 。 贯 穿 于 间 隙 间有 一 系 列 通 道 ， 使 两 细 胞 的 细 胞 质 相 通 。 cAMP。 、胞 间 连 丝 ： 植 物 细 胞 之 间 的 通 道 。共 质 体 ： 植 物 的 原 生 质 通 过 胞 间 连 丝 连 成 一 体 。质 外 体 ： 植 物 的 细 胞 壁 彼 此 连 成 一 体 。 、 开 放 系 统不 断 地 同 环 境 进 行 物 质 和 能 的 交 换 。耗 散 结 构依 靠 环 境 不 断 供 应 自 由 能 维 持 其 有 序 性细 胞 中 能 的 转 换 类 型 多 种 多 样 。 一 、 生 命 和 能一 、 生 命 和 能 、 二 、 化 学 平 衡二 、 化 学 平 衡可 逆 反 应化 学 平 衡放 能 反 应 吸 能 反 应耦 联 反 应可 逆 反 应化 学 平 衡放 能 反 应吸 能 反 应耦 联 反 应 三 、 酶三 、 酶 酶细 胞 中 促 进 化 学 反 应 速 度 的 催 化 剂 ; 20多 种 ;在 非 细 胞 条 件 下 也 能 发 挥 作 用 。 酶 分 子 中 的 非 蛋 白 质 部 分 ， 称 作 辅 助 因 子 。有 机 化 合 物 性 质 的 辅 助 因 子 ， 称 作 辅 酶 。辅 酶 I（ NAD+） 辅 酶 I（ P）黄 素 单 核 苷 酸 （ FMN）黄 素 腺 嘌 呤 二 核 苷 酸 （ FAD）辅 酶 Q（ CoQ）辅 酶 A（ A）生 物 素 （ biotin） H原 子 （ 电 子 ）原 子 （ 电 子 ）H原 子 （ 电 子 ）原 子 （ 电 子 ）H原 子 （ 电 子 ）酰 基羧 基 、 辅 酶 传 递 细 胞 色 素 是 细 胞 氧 化 还 原 反 应 中 重 要 的 电 子 传 递 体 ， 该 类蛋 白 含 有 有 一 个 铁 原 子 的 血 红 素 辅 基 ， 和 血 红 蛋 白 含 铁 辅基 相 似 。 细 胞 色 素 有 a、 a3、 b、 c、 f等 。细 胞 中 的 氧 化 还 原 反 应 还 常 包 含 氢 的 传 递 和 转 移 。 细 胞 中能 直 接 从 底 物 取 得 电 子 和 氢 的 传 递 体 称 为 初 级 电 子 受 体 ， 包 括 辅 酶 I、 辅 酶 I、 FMN、 FAD等 。 还 原 态 的 初 级 电 子 受体 ， 即 NADH、 NADPH、 FMNH2和 FADH2， 可 再 将 所 接受 的 电 子 和 氢 传 递 给 其 它 传 递 体 ， 如 细 胞 色 素 和 辅 酶 Q等 。生 物 氧 化 和 非 生 物 氧 化 进 行 的 方 式 很 不 一 样 。 四 、 细 胞 内 氧 化 还 原 反 应四 、 细 胞 内 氧 化 还 原 反 应 三 羧 酸 循 环 也 称 Krebs循 环 或 柠 檬 酸 循 环 。三 羧 酸 循 环 中 的 酶 ， 除 琥 珀 酸 脱 氢 酶 位 于 线 粒 体 内 膜 上外 ， 其 余 均 在 线 粒 体 基 质 中 。1分 子 葡 萄 糖 在 三 羧 酸 循 环 中 共 产 生 4个 CO 2分 子 ， 6个NADH分 子 ， 2个 FADH2分 子 和 2个 ATP分 子 。各 种 细 胞 的 呼 吸 作 用 都 有 三 羧 酸 循 环 ； 三 羧 酸 循 环 是 最经 济 和 最 有 效 率 的 氧 化 系 统 。 3、 呼 吸 链 ： 存 在 于 线 粒 体 内 膜 上 的 一 系 列 电 子 传 递 体 组 成 的 电 子 传递 链 。 糖 酵 解 和 三 羧 酸 循 环 产 生 的 NADH和 FANH2中 的高 能 电 子 ， 沿 着 呼 吸 链 上 各 电 子 传 递 体 的 氧 化 还 原 反 应 而 从 高 能 水 平 向 低 能 水 平 顺 序 传 递 ， 最 后 到 达 分 子 氧 。 4、 氧 化 磷 酸 化 ： 呼 吸 链 上 电 子 传 递 过 程 中 所 释 放 的 能 ， 通 过 磷 酸化 而 被 储 存 到 ATP中 ， 这 一 过 程 称 作 氧 化 磷 酸 化 。化 学 渗 透 学 说 ： 用 来 解 释 氧 化 磷 酸 化 的 机 制 。 1分 子 葡 萄 糖 经 过 呼 吸 作 用 产 生 的 ATP统 计 ：糖 酵 解 底 物 水 平 的 磷 酸化己 糖 分 子 活 化产 生 2NADH4ATP（ 细 胞 质 ）-2（ 细 胞 质 ）4或 6ATP（ 线 粒体 ） 丙 酮 酸 脱 羧 2NADH6 ATP（ 线 粒 体 ）三 羧 酸 循 环 底 物 水 平 磷 酸 化产 生 6NADH产 生 2F22ATP（ 线 粒 体 ）18（ 线 粒 体 ）4ATP（ 线 粒 体 ） 总 计 36或 38ATP磷 酸 甘 油 环 路 和 苹 果 酸 -天 冬 氨 酸 环 路 5、ATP、 氨 基 酸 氧 化 ： 先 脱 氨 ， 再 进 入 呼 吸 代 谢 途 径 。脂 肪 酸 氧 化 ： 转 化 为 乙 酰 CoA， 再 进 入 三 羧 酸 循 环 。7、氨 基 酸 和 脂 肪 酸 的 氧 化 ， 都 首 先 转 化 为 某 种 中 间 代 谢 物 ， 再 进 入 糖 酵 解 或 三 羧 酸 循 环 。8、 各 种 生 命 活 动 都 需 要 能 ： 细 胞 生 长 、 分 裂 ；恒 温 动 物 维 持 体 温 ；细 胞 主 动 运 输 ；动 物 机 械 活 动 ；发 光 、 放 电 等 。细 胞 生 长 、 分 裂 ；恒 温 动 物 维 持 体 温 ；细 胞 主 动 运 输 ；动 物 机 械 活 动 ；发 光 、 放 电 等 。 光 合 作 用 ： 是 指 自 养 绿 色 植 物 将 光 能 转 换 为 有 机 分 子 的 化 学 能 的 过 程 。六 、 光 合 作 用六 、 光 合 作 用光 合 作 用 是 地 球 上 绝 大 多 数 生 物 赖 以 生 存 的 基 础 。1、 柳 树 实 验 ： 17世 纪 van Helmont做 的 实 验 。 2.3kg植 株 种 在 90.8kg干 土 中 ，雨 水 浇 5a后 ， 小 柳 树 重 76.kg， 而 土 仅 减 少 57g。 因 此 ， 他 认为 植 物 是 从 水 中 取 得 所 需 的 物 质 。 光 反 应 ： 光 反 应 中 发 生 水 的 光 解 、 O2的 释 放 和 ATP及 NADPH的生 成 。暗 反 应 ： 利 用 光 反 应 形 成 的 ATP和 NADPH， 将 CO2还 原 为 糖 。2、光 反 应 发 生 在 叶 绿 体 的 类 囊 体 膜 中 ， 需 要 光 ； 暗 反 应 发 生 在 叶 绿 体 基 质 中 ， 不 需 光 。光 反 应 发 生 在 叶 绿 体 的 类 囊 体 膜 中 ， 需 要 光 ；暗 反 应 发 生 在 叶 绿 体 基 质 中 ， 不 需 光 。 Joseph Priestley（ 172） ； Jan Igenhousz（ 179） ；J. Senbier（ 1782） ； N.T. De Sausure（ 1804） ；J .achs（ 1864）6CO 2+6H2O光C6H12O6+O2 绿 色 细 胞20世 纪 30年 代 ， von Niel提 出 光 合 作 用 的 通 式 ： CO2+H2A（ CH2O） +2A+H2O希 尔 反 应 ： 1937年 ， R. Hil用 离 体 叶 绿 体 培 养 证明 ， 光 合 作 用 放 出 的 O2， 来 自 H2O。H 2O+A AH2+1/2O21940年 代 ， 用 18O同 位 素 示 踪 ， 更 进 一 步 证 明 光 合 作用 放 出 的 O2， 来 自 H2。6CO 2+1H2O C6H12O6+H2O+62 反 应 主 要 事 件 需 要 的 物 质 最 终 产 物1、 光 反 应（ 类 囊 体 膜 )光 化 学 反 应 电 子 传 递化 学 渗 透 利 用 光 能 使 水 光 解 ， 合 成 ATP和 还 原NADP+(即 NADPH)叶 绿 素 激 发 ； 反 应 中 心 将 高 能 电 子 传递 给 电 子 受 体 电 子 沿 着 类 囊 体 膜 上 的 电 子 传 递 链传 递 ， 并 最 终 还 原 NADP+； 水 的 光 解提 供 的 H+积 累 于 类 囊 体 内质 子 穿 越 类 囊 体 膜 进 入 类 囊 体 ； 在 类囊 体 和 基 质 间 形 成 质 子 梯 度 ； 质 子 通 过 由 ATP合 成 酶 复 合 物 构 成 的 特 殊通 道 回 到 基 质 中 ； ATP生 成 光 能 ； 光 合 色素电 子 ； NADP +；H20质 子 梯 度 ADP+i 电 子NADPH+；O 2； +ATP 2、 暗 反 应(基 质 )CO2： 固 定 ， 即 CO2与 一 有 机 化 合 物 结合 二 磷 酸 核 酮糖 ； CO2； ATP；NADPH+ 糖 ；ADP+i，N+ 在 高 等 植 物 中 ， 光 合 色 素 位 于 类 囊 体 膜 中 。 种 类 有 叶 绿 素a、 叶 绿 素 b、 胡 罗 卜 素 、 叶 黄 素作 用 光 谱 ： 不 同 波 长 的 光 所 引 起 的 光 合 作 用 的 效 率 。C. Engelman实 验 ： 水 绵 ， 好 氧 细 菌 ， 棱 镜 。3、（ 1） 光 合 色 素 （ 2） 光 系 统光 系 统 ： 由 光 合 色 素 组 成 的 特 殊 功 能 单 位 。 每 一 系 统 包 含 250-40个 叶 绿 素 和 其 他 色 素 分 子 。 分 光 系 统 I和 光 系 统 I。光 系 统 I（ PSI） ： P70是 反 应 中 心 ； 天 线 叶 绿 素 。 光 系 统 I（ PSI） ： P680。2个 光 系 统 之 间 有 电 子 传 递 链 相 连 接 。 光 合 链光 合 磷 酸 化环 式 光 合 磷 酸 化非 环 式 光 合 磷 酸 化4、 5、暗 反 应 叶 绿 体 基 质 中 进 行 ； 光 反 应 中 生 成 的 ATP和 NADPH在CO 2的 还 原 中 被 用 作 能 源 和 还 原 物 质 。RuBP羧 化 酶 （ Rubisco）Calvin循 环 ： 生 产 一 个 可 用 于 细 胞 代 谢 和 合 成 的 PGAL， 需 要 9个 ATP分 子 和 6个 NADPH分 子 参 与 。 7、光 呼 吸 ： 植 物 只 在 光 照 下 发 生 的吸 收 O2、 释 放 CO2的 呼 吸 。过 程 ： 乙 醇 酸 在 过 氧 化 物 酶体 中 氧 化 。 乙 醇 酸 来自 于 叶 绿 体 。 C4途 径 和 C4植 物 ： CO2固 定 的 第 一 个 产 物 是 四 碳 的 草 酰 乙 酸 ， 因 而 称4途 径 。 具 有 这 一 CO2固 定 途 径 的 植 物 称 为 C4植 物 。 6、C4、 C3和 C4叶 结 构 的 不 同 。C3途 径 和 C3植 物 ： CO 2固 定 的 第 一 个 产 物 是 三 碳 的 3-磷 酸 甘 油 酸 ， 因 而 称3途 径 。 具 有 这 一 CO2固 定 途 径 的 植 物 称 为 C3植 物 。七 、 细 胞 中 各 种 物 质 代 谢 的 相 互 关 系七 、 细 胞 中 各 种 物 质 代 谢 的 相 互 关 系 代 谢 反 应 都 是 酶 促 反 应 ； 一 系 列 酶 促 反 应 连 接 成 一 完 整 的 代 谢 途 径 ；放 能 反 应 与 ATP的 合 成 相 耦 联 ， 而 需 能 反 应 与 ATP的 分 解 相 耦 联 。分 解 代 谢 和 合 成 代 谢 的 过 程 可 分 成 三 个 阶 段 。各 种 分 子 代 谢 的 途 径 是 相 同 的 。 细 胞 周 期 ： 细 胞 从 一 次 分 裂 开 始 到 第 二 次 分 裂 开 始 所 经 历的 全 过 程 。细 胞 周 期 分 成 四 个 阶 段 ： 间 期 1 合 成 期间 期 2有 丝 分 裂 期间 期合 成 期间 期有 丝 分 裂 期 前 期中 期后 期末 期、M、 、细 胞 质 分 裂 ： 动 物 细 胞 中 形 成 环 沟 来 分 割母 细 胞 。 植 物 细 胞 中 则 形 成赤 道 板 ， 进 而 形 成 新 细 胞 壁来 分 隔 两 个 新 细 胞 。 、细 胞 分 裂 前 期 ， 核 纤 层 蛋 白 高 度 磷 酸 化 而 解 体 ， 导 致 核膜 解 体 形 成 膜 泡