普通生物学78节.ppt

生物的四大基本特征是什么？,（一）组成、结构的统一性 （二）新陈代谢、生长、运动是生命的本能 （三）遗传、变异和进化 （四）适应环境,（一）结构、组成的统一性 1.化学成分的同一性 化学元素、生物大分子、遗传密码、贮能分子、生物过程等。 2.严整有序的结构 生命的基本单位是细胞-有序性 整个生物界是一个多层次的有序结构： 细胞 组织 器官 系统 个体 生态系统 群落 种群,（二）新陈代谢、生长、运动是生命的本能 3.生物的新陈代谢（metabolism) 生物最基本的特征 新陈代谢是指生物和周围环境不断进行的物质的交换和能量的流动，生物吸收一些物质,在生物体内发生一系列变化，最后成为代谢过程的最终产物而被排出体外的过程。 合成代谢（anabolism) ：即从外界摄取物质和能,将它们转化为生命本身的物质和储存在化学键的化学能；也称同化作用 分解代谢（catabolism) ：即分解生命物质,将能量释放出来,供生命活动只用；也称异化作用 。,4.生物的应激性和运动 生物体对外界刺激发生符合目的反应的特性，叫做应激性。,5. 生长（growth)发育 从细胞形成的那一刻起，不断进行分裂和分化，从幼稚的细胞长大成为成熟细胞，经过分化成为特化的组织和器官。数量上的增加表现了生物体的生长，分化促成了发育。,（三）遗传、变异和演化 6.遗传、变异和进化 遗传(heredity)：遗传物质从上代传给下代,从而使上代的形态特征或生理特性等性状在下代得以表现。 上代和下代之间以及后代个体之间总有些差异，这种现象叫做变异(variation)。 遗传和变异都是普遍的生命现象,二者同时存在。 演化：生物即有遗传又有变异，构成了生物进化的历史,假如仅有变异而无遗传 ：,意 义：,遗传性：保证种的相对稳定性和生物类型 间的区别,产生新的性状 导致物种的变化发展,假如仅有遗传而无变异：,变异性：,生物界就无进化的原材料 遗传只是简单的重复 生物就不能进化,变异就不能延续 无法形成稳定的新类型 生物也不能进化,（四）适应环境 7.稳态(homeostasis) 稳态是指动物在外部环境因素变化的条件下，运用内部调节机制，消除外部因素变化所施加的影响，维持内部环境如温度、pH、水分、离子浓度等的稳定。 8. 适应(adaptation) 在长期的相互作用中，生物在其形态结构和生理功能（性状）都表现出了对环境的高度适应性，而产生了有利自身生存的变异，经过自然选择，通过遗传逐代积累而保留下来。,生物界的五界系统是哪五界？,五界分类系统： 1969年美国学者慧特克（R.H.Whittaker）提出五界分类法： 原核生物界(Monera)：细菌、立克次氏体、支原体、衣原体、蓝藻 原生生物界(Protista) ：单细胞的原生动物（如变形虫、草履虫）、藻类、粘菌类。 真菌(Fungi)：真菌 植物界(Plantae)：苔藓植物、蕨类植物、裸子植物、被子植物 动物界(Animalia)：无脊椎动物、脊椎动物,组成生命的必需元素？,基本元素：C，H，O，N，S，P，Ca 等占人体99%以上。,其它元素：Na，K，Fe，Mg，Mn，Zn，Cu， Cl，I等数量少，但作用大。如很多金属元素是酶的辅助因子。,偶然存在的元素：V、Mo、Li、F、Br、Si、As、Sn、等,1. 极性,水：生命之源,2. 氢键：稳定性,水是极性分子 分子之间形成氢键 液态水中的水分子具有内聚力 水分子之间的氢键使水能缓和温度的变化 冰比水密度低。 水是良好的溶剂。 水能够电离,Protein(蛋白质)，Nucleic acid(核酸)，Carbohydrate(糖类)，lipid(脂类),生物大分子主要分为哪四种？,当我们说到糖类，我们说的是什么？,# 多羟基醛或多羟基酮称为糖,# 糖类一般是由C、H、O三种元素 组成的有机化合物，大多数符合 Cn(H2O)m的通式。,# The Energe 生命活动所需能量来源； 重要的中间代谢产物； 构成生物大分子；,单糖 多羟基酮或醛的化合物。 寡糖 由两个或以上糖残基两两之间通过脱水而成的。 多糖 数百至数千个单糖通过脱水而形成的聚合物。,葡萄糖 果糖 半乳糖,单糖,重要的单糖,甘油醛 核糖 脱氧核糖,淀粉 植物细胞中的储藏营养物， 分为直 链和支链淀粉。 糖原 动物细胞中储藏的多糖，又称动物淀粉。 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（通常为葡萄糖分子）缩合脱水而成的分支或不分支的长链分子。,脂肪分子是哪两种分子构成的？,Dietary lipids,磷 脂 phospholipid,蛋白质的四级结构是什么？,核酸 Nucleic Acid,磷酸 Mono-phosphate,核苷Nucleoside,脱氧或非脱氧核糖（戊糖）,碱基,Nucleic Acid (核酸)的组成,4双螺旋的直径为2nm，相邻碱基之间相距0.34nm， 并沿轴旋转36角。因此旋转每隔10个碱基之后，即相距3.4nm之后又转回原位。,生物都是由细胞和细胞产物所组成； 所有的细胞在结构和组成上基本相似； 每个细胞相对独立，一个生物体细胞之间协同配合； 生物体通过细胞的活动反映其功能； 新的细胞是由已存在的细胞分裂而来； 生物疾病是因为它的细胞机能失常。,细胞学说：,4 两类细胞：原核细胞和真核细胞,原核细胞：不含细胞核 (nucleus)原核细胞所形成的生 物称为原核生物 (prokaryotes)，包括所 有的细菌(bacteria)。 真核细胞：有细胞核。真核细胞构成的生物称为真核生 物(eukaryotes) ，包括动物（animal）、 植物（plant）、真菌(fungi)以及介于动 植物之间的原生生物(protista)。,# 原核细胞, 遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个环状DNA构成 细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功能 的细胞器和细胞核膜,# 真核细胞, 以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构系统 以核酸（DNA或RNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统 由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统。,糖链,蛋白链,疏水区,磷脂,球蛋白,胆固醇,# Cell membrane 细胞膜,The chemical composition of membranes,# Fluid mosaic model 流动镶嵌模型,膜的主体是脂质双分子层；,脂质双分子层具有流动性；,内在蛋白（整合蛋白）因其疏水性，故可嵌入脂质双分子层中；,外在蛋白（周边蛋白）因其亲水性，故可通过静电引力与脂质双分子层表面的极性头相连；,脂质双分子层犹如一“海洋”，周边蛋白可在其上作“漂浮” 运动，而整合蛋白则似“冰山”状沉浸在其中作横向移动。,流动镶嵌模型突出了膜的流动性和不对称性,# Nucleus 细胞核,1）核膜（nuclear membrane） 结构：双层，由外膜和内膜组成，均为单位膜。 核孔（nuclear pore）：核膜上的小孔,能随着细胞代谢状态的不同进行启闭，某些大分子物质，如RNA或核糖核蛋白体等，能通过核孔而出入。 功能：控制核与细胞质之间物质交流。,2）核质（nucleoplasm）：膜内均匀透明的胶状物质，含核仁、染色质、核液等。 核仁（nucleolus）：一到几个折光强的球状体。是合成和贮藏RNA的场所。 染色质（chromatin）：染成深色的部分，是遗传物质存在的主要形式，交织成网状的细丝，成分是DNA和蛋白质。分裂时，变成染色体（chromosome）。 核液（nucleochylema）：染色浅，无明显结构，含蛋白质、RNA和多种酶。,核 仁 细胞间期核中个或几个浓密的球形小体 形状、大小、和数目因物种和生理状态而异 是合成和贮藏RNA的场所,核 仁,核基质 由蛋白质成分组成的纤维状网，网孔中充以液体。是核的支架，并为染色质的代谢活动提供附着的场所。,# Cytoskeleton 细胞骨架“城市的管网和道路”,8.细胞骨架维持细胞形状并控制其运动, 分布与真核细胞内的蛋白质纤维组成网状结构，与细胞器的空间分布、功能活动、物质运输、能量转换及信息传递等有关，在细胞中起到“骨骼和肌肉”作用。 组成细胞骨架的三类蛋白纤维： 微管 微丝 中间纤维,细胞骨架结构,#Endoplasmic Reticulum (ER)内质网, 粗面内质网的功能 蛋白质合成与加工 脂类的合成,粗面内质网的形态 ：呈扁平囊状，排列整齐，有核糖体附着。, 光面内质网的功能 脂类、类固醇激素的合成 肝的解毒作用 肝细胞葡萄糖释放（G-6P G ) 肌细胞贮存 Ca2+, 原核细胞与真核细胞的核糖体外形和功能基本相同，但大小不同 核糖体的主要成分为 rRNA ( 5060%) 和蛋白质 ( 4050 % ) ，构成大小亚基, 核糖体,3 高尔基体合成、分拣并将产物运出细胞, 高尔基体的形态结构 由扁平囊和大小不等囊泡组成 具有极性的细胞器 面向核的凸面为形成面或顺面( cis 面 ) 远离核的凹面为成熟面或反面 ( trans 面 ),线粒体和质体等进行能量交换,线粒体:呼吸作用进行的场所，生命活动的“动力工厂”，是三羧酸循环、电子传递和ATP生成的场所。, 线粒体一般呈粒状或杆状， 一般直径0.5-1m，长1.5-3.0m。,溶酶体起消化作用,溶酶体是单层膜包裹的小泡，由高尔基体断裂产生，内含60种以上的水解酶。 溶酶体的功能是消化从外界吞入的颗粒和细胞本身产生的碎渣。 食物泡+溶酶体 次级溶酶体。 溶酶体是酸性的，PH4.8或更低，而各种水解酶只有在酸性环境中才有活性。,植物细胞特点,1细胞壁的分层 胞间层主要由果胶质组成 初生壁主要由纤维素和果胶质组成 次生壁主要由木质素和纤维素组成 2细胞壁的特化 木化 角化 栓化 矿化,# Cell Wall 细胞壁,# Chloroplasts 叶绿体,（1） 叶绿体膜： 叶绿体外被由双层膜组成，膜间为10-20nm的膜间隙。,（2）类囊体 是单层膜围成的扁平小囊，沿叶绿体的长轴平行排列。膜上含有光合色素和电子传递链组分，光能向化学能的转化是在类囊体上进行的，因此又称光合膜。 扁平囊 相叠 基粒 以基粒类囊体连通 膜系统；,液泡有多种功能,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。,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。,动物细胞有胞外基质（ECM）和细胞连接,胞外基质： 胶原纤维（主要） 蛋白聚糖 纤连蛋白：与质膜内的整联蛋白相连,糖蛋白,细胞连接,细胞与细胞间、细胞与细胞外空间的结构关系称为细胞连接。 紧密连接 桥粒 间隙连接,# Tight junction 紧密连接/封闭连接,属于封闭连接，一般存在于上皮细胞，没有间歇，似乎融合在一起,紧密连接：可阻止溶液中的分子沿细胞间隙渗入体内，一般存在于上皮细胞之间 血脑屏障、 肠壁上皮、 肾小管上皮,# Anchoring junction 锚定连接,将相邻细胞的骨架系统或将细胞与基质相连，形成一个坚挺有序的细胞群体。,(1) Adhesion junction 粘着连接,肌动蛋白,如果连接作用涉及细胞质中的骨架部分是肌动蛋白，这种连接方式称为粘着连接。,粘着连接, 有三个基本特点: 都是钙依赖性的; 都要通过细胞中细胞骨架的肌动蛋白相连; 引起细胞的信号转导：通过膜整合蛋白与肌动蛋白相连,给细胞传递一种信号,然后通过细胞内的信号分子将信号放大,在皮肤、子宫颈处的上皮细胞之间有一种非常牢固的细胞连接，叫桥粒,(2) Desmosome junction 桥粒连接,桥粒（desmosome，亦称为胞桥小体、细胞膜吸著部或细胞间桥体）是一种相邻细胞之间连接的结构，呈纽扣样连接方式。,角质形成细胞之间借助桥粒互相连接,桥粒的作用是维持细胞间的连接，一旦桥粒受到破坏，则会引起角质形成细胞的松解而出现表皮内疱，如：天疱疹。,构成间隙连接的基本单位称连接子，每个连接子由6个相同或相似的跨膜蛋白亚单位环绕，中心形成一个直径约 1.5nm的孔道。相邻细胞膜上的两个连接子对接便形成一个间隙连接单位。,# Communicating junction 通讯连接,(1) Gap junction 间隙连接,间隙连接的功能：细胞内的一些小分子，如离子、氨基酸等物质有可能通过。 有助于细胞间的代谢偶联，它在细胞通讯方面有重要作用。,(2) Chemical synapse 化学突触,在于可兴奋细胞间的细胞连接方式，通过释放神经递质来传递神经冲动。,The Summary,(1) Free diffusion 自由扩散/被动运输,(2) Active Transport 主动运输,(3) Endocytosis and Exocytosis 胞吞和胞吐,1,高浓度向低浓度; 2, 不需要载体; 3, 不消耗能量。,1,浓度? 2, 需要载体? 3, 消耗能量?