生命与水

上海市精品课程系列-生物化学,第一章 生命与水,第一章 生命与水,1.1 什么是生命,1.1 什么是生命,组成生物体的元素,微量元素： Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Se、I、Cr、Si、V、F、 B、Mo、Sn、Ni、Br,组成生物体的分子,生物大分子： 糖类、脂类、蛋白质、核酸,生物小分子： 单糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸及其衍生物,基本元素： C、H、O、N、P、S、Ca、K、Na、Mg、Cl,1.1 什么是生命,1.1 什么是生命,无性生殖不涉及性别，没有受精过程。,有性生殖是由两个性细胞融合为一，成为合子或受精卵，再发育成新一代个体的生殖方式。,1.1 什么是生命,遗传,在繁殖过程中，生物体把自己的特性传递给后代，通过遗传把生物体适应环境的特性保留下去。,变异,在繁殖过程中，生物体会产生与自己不同的后代，通过变异产生新的特性以应付环境变化或适应新环境。,1.1 什么是生命,直接发育指幼体和成体形态结构基本相同，仅成熟与不成熟之分，生活习性，生态需求都基本一致。如鱼类、爬行类、鸟类、哺乳类动物的胚后发育过程。,变态发育指动物幼体与成体形态结构和生活习性上所出现的一系列显著变化差别很大，而且改变的形态又是集中在短时间内完成的胚后发育过程。如昆虫纲与两栖动物。,1.1 什么是生命,1.1 什么是生命,神经系统 激素分泌系统 免疫系统,1.1 什么是生命,1.2 生物分子与细胞,1.2 生物分子与细胞,1.2 生物分子与细胞,细胞的发现,罗伯特虎克的显微镜和观察到的细胞,列文虎克的显微镜,1.2 生物分子与细胞,细胞的基本共性,细胞是生物体结构和功能的基本单位。,1.2 生物分子与细胞,细胞的分类,结构简单，没有典型的细胞核和细胞器。 细菌和蓝藻属于原核细胞。 大肠杆菌是研究和了解最多的一种。,动、植物和真菌由真核细胞构成。 结构远比原核细胞复杂。 有细胞核结构和各种细胞器。,1.2 生物分子与细胞,原核细胞,一个正在分裂的大肠杆菌,某些原核细胞的形状,1.2 生物分子与细胞,原核细胞,1.2 生物分子与细胞,真核细胞,动物细胞结构图,1.2 生物分子与细胞,真核细胞,植物细胞结构图,1.2 生物分子与细胞,真核细胞,真核细胞内最大的细胞器。 由双层膜包裹，膜上有核膜孔 物质交换和信息传递。 包含了几乎所有的细胞DNA。 染色质/体由DNA、RNA和许 多特殊的蛋白质组成。 核内是进行DNA复制及转录等 生化反应的场所，是细胞遗传 与代谢的调控中心。,1.2 生物分子与细胞,真核细胞,由脂类和蛋白质构成的双分子层结构。 为细胞的生命活动提供稳定的内环境，行使物质转运、 信号传递、细胞识别等多种复杂的功能。,1.2 生物分子与细胞,真核细胞,能量转换氧化磷酸化。 存在于各种真核细胞中。 具有封闭的两层单位膜，内膜 向内折叠，并演化为内膜的特 化结构嵴。 是三羧酸循环、生物氧化、氧 化磷酸化等生物化学反应的场 所。,1.2 生物分子与细胞,真核细胞,能量转换光合磷酸化。 存在于藻类和植物细胞中。 具有封闭的两层单位膜，内膜 向内折叠，并演化为内膜的特 化结构类囊体。 是光合作用的场所。,1.2 生物分子与细胞,真核细胞,粗糙内质网：外表面附着核糖体颗粒，合成蛋白质的场所。 平滑内质网：在代谢和解毒上有重要作用。,高尔基体,1.2 生物分子与细胞,一种有极性的细胞器。 大多是由一群平滑的单层膜包裹 的小泡。 在蛋白质加工、分选、包装与运 输及细胞内“膜流”中起重要作用。,真核细胞,1.2 生物分子与细胞,真核细胞,细胞中由膜包裹 的球状小泡。 内含许多不同的 酶，能水解消化 细胞中不再需要 的蛋白质、多糖 和脂。,1.2 生物分子与细胞,真核细胞,微管：由微管蛋白组装成的长管状细胞骨架结构，参与细胞形态 的维持、细胞运动和细胞分裂。 微丝：由肌动蛋白组成的骨架纤维，参与肌肉收缩、变形运动、 细胞分裂等活动。,1.2 生物分子与细胞,真核细胞,胞浆,细胞质中，除去可分辨的细胞器以外的胶状物 质，含有蛋白质、核酸、糖类及其他代谢产物。 许多中间代谢过程都在其中进行，如糖酵解、 磷酸戊糖途径、糖醛酸途径、糖原的合成、氨 基酸的活化、脂肪酸的合成等等。,1.2 生物分子与细胞,原核细胞与真核细胞的比较,1.2 生物分子与细胞,原核细胞与真核细胞的比较,1.3 水是生命之源,1.3 水是生命之源,1.3 水是生命之源,自由水：以自由的形 式存在，能够自由流 动，是较好的溶剂和 运输工具。 结合水：与体内的蛋 白质、黏多糖结合， 较难流动。,1.3 水是生命之源,1.3 水是生命之源,缓冲溶液,一种能在加入酸或碱时抵抗pH值改变的溶液。,pH=pKa+lg质子受体/质子供体,1.3 水是生命之源,生物化学中常用的缓冲溶液,1.3