普通生物学——细胞学说与细胞的生命物质.ppt

一、细胞学说 英国物理学家Robet Hooke于1665年首次发现了细胞.,第一节 细胞学说与细胞的生命物质,1838-1839年德国植物学家M Schleiden和动物学家T Schwcn创立了细胞学说： 生物有机体都是由细胞发育而来的；每个细胞都是相对独立的单位，既有自已的“生命”，又与其它细胞共同组成生命整体；新的细胞来源于老的细胞分裂。细胞学说创立的意义在于第一次明确地指出了细胞是生物体形态，结构和生命活动的基本单位，生命有机体是由细胞构成的，细胞是生命有机体生长和发育的基础，是代谢和功能以及遗传的基本单位，具有遗传的全能性.,二、细胞的生命物质,（一）原生质 原生质是细胞内有生命的物质，是细胞结构和生命活动的物质基础。所有细胞的原生质都有着相同的基本组成成分，包括核酸、蛋白质，脂类、糖类、水、无机盐和生理活性物质 。构成这些化学组成的元素含量最高的是碳、氢、氧、氮四大元素，约占细胞总重的96%，其他还有磷、硫、钙、钠、钾、氯、镁、铁、锰、铜、锌、硒等微量元素，含量在0.99%以下，在细胞的生命活动中有着重要的作用。,1、水和无机盐 水是原生质的重要组成成份，约占细胞重量的65%-90%，细胞的各种生命活动，包括各种生化反应、物质运输、保持细胞的膨压、调节体温等都必须在有足够的水份条件下才能够顺利进行，一切地球生命活动离开水是都不能发生的。水在原生质中以两种状态存在: 结合水（结构水）：一部分水与蛋白质、核酸等结合。 自由水（游离水）：一部分水呈游离状态存在。 原生质中水分的高低，标志着细胞代谢活动的状态，细胞含水量高则代谢活动旺盛；细胞含水量低则代谢活动缓慢。 细胞中的无机盐一般以离子状态存在，如K+ 、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、HPO42-、HCO3-等，它们对细胞的渗透压和PH调节起重要的作用；有些也是酶的活化和调节因子或者是有机成分合成的原料。,2、糖类 糖类物质是由碳、氢、氧组成的一大类有机化合物，包括单糖，如葡萄糖；双糖，如蔗糖；多糖，如淀粉、纤维素等。 糖类物质是原生质中重要的能源、贮藏物质及结构物质。 细胞中最重要的单糖是五碳糖和六碳糖，五碳糖中最重要的是核糖、脱氧核糖和核酮糖，六碳糖主要是葡萄糖，葡萄糖是光合作用的直接产物，是细胞最重要的能源，并由此衍生出其它糖和代谢上的其它重要化合物；双糖是某些植物细胞中储藏的糖类物质的形式之一。多糖（如淀粉）是大多数植物细胞中糖类物质的储藏形式。纤维素是构成细胞壁的主要成分。糖类还能与蛋白质、脂类等物质构成复合物，作为细胞的结构组份或起某些特定的作用，如质膜上的糖蛋白等与细胞之间的识别密切相关。,3、脂类 脂类物质是一大类不溶于水易溶于脂性溶剂的脂肪性物质，是脂肪酸和醇脱水形成的产物，包括油脂和类脂两类物质。 油脂类包括油和脂肪，也称为中性脂肪，或称为甘油脂； 类脂类包括蜡、磷脂、角质、固醇等。油脂类是甘油酸与脂肪酸形成的脂。 脂类物质在原生质中有些作为结构物质，如磷脂蛋白是构成细胞的各种膜结构的物质；有些脂类物质如蜡、角质等参与细胞壁的形成。有些脂类物质如类胡萝卜素在细胞的生理方面有着活跃的作用。,4、蛋白质 蛋白质是由20多种氨基酸组合而成的长链状分子，氨基酸是蛋白质的组成单位。 蛋白质是原生质的结构物质，约占原生质干重的60%。20多种氨基酸以不同的种类、数目、次序组合，可以形成无数种类的蛋白质，此外，蛋白质可以与核酸、糖类、脂类等结合形成各种核蛋白质，参加细胞中各种结构的组成，在原生质的生命活动中起着不同的作用，如在叶绿体中的叶绿素与蛋白质形成的复合蛋白质参与光合作用；膜蛋白质存在于细胞的各种膜结构上，决定着膜的特性；核蛋白存在于细胞核内，与细胞遗传有关。细胞中的酶也是蛋白质，在细胞的生命代谢中起着重要的作用，因此，蛋白质的多样性是细胞生命活动多样性的物质基础，也是生物多样性的物质基础。,5、核酸 核酸是由核苷酸脱水聚合而成的大分子有机化合物，核苷酸是核酸的组成单位。 核酸有两类：脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），二者在结构上相似，分子都是由戊糖基和磷酸基形成一个长链骨架，含N碱基连在糖分子上，区别在于DNA分子为双链，含有脱氧核糖，含N碱基为腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）；RNA分子为单链，含有核糖(图1)，含N碱基为腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U）。 DNA分子的双链是两条核苷酸单链以碱基相连形成两条互补的双螺旋结构，DNA分子的重要特点就是可以通过双链的分离，然后以一条链为模板，精确地自我复制出另外一条对应的互补链，形成一个新的DNA分子。,核酸是细胞中主要的遗传物质，是遗传信息的携带者，核酸的作用是通过复制使遗传信息能够传递到子细胞中，同时DNA的碱基顺序决定着在蛋白质的合成中的氨基酸的顺序，核酸是蛋白质合成的模板，RNA直接参与蛋白质的合成，核酸在细胞中通过控制蛋白质的合成来控制细胞特性的表达，因而决定了细胞生长和发育的类型，所以我们说核酸在细胞的遗传、分裂、生长、发育、分化等生命活动中起着重要的作用。 DNA在细胞中的存在部分主要在核内，核外DNA还存在于细胞质、质体（叶绿体）和线粒体等细胞结构中。RNA主要存在于核外的核糖核蛋白体中，此外还在粗糙内质网中，在核内主要存在于核仁内。,6、生物大分子复合物 糖蛋白：糖与蛋白质的共价结合物，糖蛋白多数比较稳定，主要的生物学功能为： 有酶和激素活性，如核糖核酸酶等。 有转运金属和激素的作用，如转铁蛋白等。 参加血液凝结作用，如纤维蛋白原等。 有保护剂和润滑剂的作用，如粘蛋白。 构成生物膜成分和支持结构。 其他：生物免疫和血型区分等。 糖脂： 含糖的结合脂，在细胞中含量较少，但有特殊的生物学功能，在神经传导、血型的专一性、组织免疫、细胞识别等功能中有重要的作用。 脂蛋白：脂和蛋白质结合物，构成细胞膜结构或维持血红细胞膜正常功能。,（二）原生质的物理性质 原生质为无色透明半流动