陳閱增普通生物學(xué)全部課件

課程內(nèi)容

植物的形態(tài)與功能

動物的形態(tài)與功能細胞

緒論

遺傳與變異

生物進化

生物多樣性的進化

生態(tài)學(xué)與動物行為2024/7/2第二章生命的化學(xué)基礎(chǔ)1原子和分子2組成細胞的生物大分子3糖類4脂質(zhì)5蛋白質(zhì)6核酸2024/7/2

一、生命需要約25種元素2.1原子和分子基本元素：C，H，O，N，S，P，Ca等占人體99.35%。其它元素：Na，K，F(xiàn)e，Mg，Mn，Zn，Cu，Cl，I等數(shù)量少，但作用大。如很多金屬元素是酶的輔助因子。偶然存在的元素：V、Mo、Li、F、Br、Si、As、Sn、等2024/7/2“反自然”現(xiàn)象 自然界：C、H、O總和<1%

生物體：C、H、O、N總和>96%生命體與普通物質(zhì)的不同2024/7/2微量元素Fe氧的運送和酶的活性有關(guān)，缺少時，引起缺鐵性貧血。Cu發(fā)生冠心病的主要原因，與酶的活性有關(guān)。Zn在青少年的發(fā)育生長，癌癥等的發(fā)病和防治起有作用。Mo（鉬）與酶的活性、食道癌的發(fā)病率和防治有關(guān)。I缺碘產(chǎn)生地方性甲狀腺腫，幼兒發(fā)生呆小癥。圖Co（鈷）與酶的活性有關(guān)。青春期少女0.015mg/每日。V（釩）軟體動物富有釩；魚體含量較低。2024/7/2Ni（鎳）植物中15－55ppm,人為0.1ppm；急性白血病.25μg/mlF（氟）與牙齒健康有關(guān)，缺氟產(chǎn)生齲齒；過多則斑齒和氟中毒。Se（硒）缺硒產(chǎn)生克山病，與肝功能，冠心病發(fā)病和防治有關(guān).2024/7/2生物體內(nèi)最主要的四種元素是H,C,N,O。原子之間形成化合物有兩種：共價鍵和離子鍵。二、化合物由元素組成2024/7/2水是極性分子分子之間形成氫鍵液態(tài)水中的水分子具有內(nèi)聚力例如：水分子之間的氫鍵使水能緩和溫度的變化例如：冰比水密度低。水是良好的溶劑。水能夠電離2024/7/29●水的特性①內(nèi)聚力（表面張力）強

◆

水分子間氫鍵

→分子間“黏合”

→較強內(nèi)聚力；

◆意義：植物體內(nèi)，運輸中起重要作用；2024/7/210②比熱大

水分子間氫鍵

→緩和溫度變化

→

細胞溫度、體溫相對恒定

→代謝速率穩(wěn)定；③密度（與冰相比）大

→利于水生生物生存。2024/7/211④良好溶劑生命系統(tǒng)中各種化學(xué)反應(yīng)的

理想介質(zhì)；2024/7/212⑤電離

◆H2O

→氫離子H+

+羥基離子；

◆H+、OH-必須處于平衡狀態(tài)大多細胞的pH近于7（中性）

pH→微小變化→危害細胞。2024/7/2幾種碳骨架機化合物舉例2.2組成細胞的生物大分子一、碳是組成細胞中各種大分子的基礎(chǔ)2024/7/24種重要的功能團中

羥基（-OH）

羰基（-CO）

羧基（-COOH）

氨基（-NH2）3種含氧、2種含碳，1種含氮共同點：極性，組成的化合物有親水性。實際生物分子中含有不止一種功能團。2024/7/2多聚體polymer單體monomer生物大分子4大類：蛋白質(zhì)（protein）、核酸（nucleicacid）、多糖（polysaccharide）、脂質(zhì)（lipid）二、細胞利用少數(shù)種類小分子合成許多種生物大分子2024/7/2

小分子大分子

單糖多糖

氨基酸蛋白質(zhì)核苷酸核酸

2024/7/2三、糖類生命活動所需能量來源；重要的中間代謝產(chǎn)物；構(gòu)成生物大分子；

組成：C:H:O=1:2:1功能：2024/7/2單糖多羥基酮或醛的化合物。寡糖由兩個或以上糖殘基兩兩之間通過脫水而成的。多糖數(shù)百至數(shù)千個單糖通過脫水而形成的聚合物。2024/7/2重要的單糖

甘油醛核糖脫氧核糖

2024/7/2葡萄糖果糖半乳糖2024/7/2（1）雙糖

如麥芽糖、蔗糖、纖維二糖、乳糖等。（2）其他寡糖

三糖、四糖等。如棉子糖。2.寡糖有少數(shù)幾個單糖縮合而成的糖。2024/7/2

淀粉 植物細胞中的儲藏營養(yǎng)物，分為直鏈和支鏈淀粉。

糖原 動物細胞中儲藏的多糖，又稱動物淀粉。

纖維素植物細胞壁的主要成分。

幾丁質(zhì)、果膠等。3.多糖自然界中最多的糖類。有單糖分子（通常為葡萄糖分子）縮合脫水而成的分支或不分支的長鏈分子。2024/7/21脂肪是脂質(zhì)中主要的貯能分子四、脂類2024/7/2甘油三酯分子結(jié)構(gòu)2024/7/2動物脂肪和植物脂肪的差別：膳食中的脂肪脂肪中有多個碳氫鏈。所以是含能量較多的分子，1g脂肪中貯存的能量約為1g淀粉的2倍。2024/7/22磷脂、蠟和類固醇都是脂質(zhì)磷脂分子結(jié)構(gòu)2024/7/2磷脂分子可以看成是一個極性頭，兩條非極性尾巴。2024/7/2蠟也是酯，是由一些長鏈的醇與長鏈脂肪酸形成的酯。它的疏水性更強，可以保護生物體的表面。例如，植物和動物表面2024/7/2（1）

固醇類的內(nèi)核由4個環(huán)組成（2）

一些人體重要維生素和激素是固醇（3）膽固醇是細胞的必要成份（4）血清中的膽固醇太多會促使形成動脈硬化和心腦血管疾病2024/7/2（四）蛋白質(zhì)五、蛋白質(zhì)1蛋白質(zhì)為生命活動所必需，按照蛋白質(zhì)在體內(nèi)的功能分為7大類①結(jié)構(gòu)蛋白

→

組成細胞結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)；

②收縮蛋白

→肌肉運動；

③貯藏蛋白：卵清蛋白→胚胎發(fā)育；貯藏蛋白

→種子萌發(fā)；

④防御蛋白：血清中抗體；

⑤轉(zhuǎn)運蛋白：血紅蛋白；

⑥信號蛋白：細胞間傳遞信號激素→調(diào)節(jié)機體活動；

⑦酶：生物催化劑。2024/7/2ＨRCOOHNH2Cα2蛋白質(zhì)僅有20種氨基酸(aminoacid)組成（1）α－碳原子

（2）具有

α－氨基

和α－羧基

是各種氨基酸的共性

（3）各種氨基酸的區(qū)別在

側(cè)鏈基團—R2024/7/2氨基酸名稱英文縮寫簡寫氨基酸名稱英文縮寫簡寫甘氨酸GlyG絲氨酸SerS丙氨酸AlaA蘇氨酸ThrT纈氨酸ValV天冬酰胺AsnN異亮氨酸IleI谷酰胺GlnQ亮氨酸LeuL酪氨酸TyrY苯丙氨酸PheF組氨酸HisH脯氨酸ProP天冬氨酸AspD甲硫氨酸MetM谷氨酸GluE色氨酸TrpW賴氨酸LysK半胱氨酸CysC精氨酸ArgR

20種標(biāo)準(zhǔn)氨基酸的英文簡寫2024/7/2氨基酸的分類對于20種標(biāo)準(zhǔn)的氨基酸，按照側(cè)鏈化學(xué)性質(zhì)的不同，可以分為以下三組：疏水性的氨基酸Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Pro和Met帶電氨基酸Arg、Lys（+）和Asp、Glu（-）極性氨基酸Ser、Thr、Cys、Asn、Gln、His、Tyr、Trp

2024/7/22024/7/2一個氨基酸分子中的

-氨基，與另一氨基酸分子中的

-羧基脫水縮合，形成肽鍵，生成的化合物稱為二肽。2024/7/2不同數(shù)目的氨基酸以肽鍵順序相連，這樣形成的長短不一的鏈狀分子即是肽或多肽。多肽鏈的一端有一個-NH2，帶這個基團的氨基酸稱為肽鏈的氨基末端氨基酸或稱N末氨基酸；另一端有一個-COOH，肽鏈的羧基末端氨基酸或稱C末端氨基酸。2024/7/2

1、一級結(jié)構(gòu)

2、二級結(jié)構(gòu)

3、三級結(jié)構(gòu)

4、四級結(jié)構(gòu)

3蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定其功能2024/7/2蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)肽鍵肽鏈氨基酸排列順序等2024/7/2二級結(jié)構(gòu)肽鏈的主鏈在空間的走向α-螺旋β-折疊β-轉(zhuǎn)角無規(guī)卷曲無序結(jié)構(gòu)2024/7/2

α-螺旋

指甲、毛發(fā)蹄、角、羊毛2024/7/2β-折疊平行β

-折疊反平行β

-折疊2024/7/2β折疊:較α螺旋伸展的構(gòu)象，兩條或多條肽鏈間互相以氫鍵連接起來的成片層狀結(jié)構(gòu)，平行或反平行兩種類型。2024/7/2

蠶絲、蛛絲2024/7/2三級結(jié)構(gòu)親水基位于球體表面,疏水基位于球體內(nèi)部球狀蛋白溶于水2024/7/2三級結(jié)構(gòu)（tertiarystructure）在二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的肽鏈再折疊形成的構(gòu)象。球蛋白：α螺旋+不規(guī)則的不成α螺旋的部分，并折疊成球形。酶、蛋白質(zhì)激素、抗體以及細胞質(zhì)和細胞膜中的蛋白質(zhì)。2024/7/2三級結(jié)構(gòu)2024/7/2四級結(jié)構(gòu)（quanternarystructure）組成蛋白質(zhì)的多條肽鏈在天然構(gòu)象空間上的排列方式，多以弱鍵互相連接。疏水力、氫鍵、鹽鍵每條肽鏈本身具有一定的三級結(jié)構(gòu)，就是蛋白質(zhì)分子的亞基。2024/7/2蛋白質(zhì)的各級結(jié)構(gòu)氨基酸一級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)血紅蛋白2024/7/22024/7/2蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系一級結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 序列分析空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 結(jié)構(gòu)分析一級結(jié)構(gòu)即氨基酸順序高級結(jié)構(gòu)生物學(xué)功能2024/7/2空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系DNA聚合酶活性位點

聚合酶DNA2024/7/2DNA的空間結(jié)構(gòu)1952年，以超高分辨率掃描式電子顯微鏡拍到的DNA照片。從圖上可辨認出DNA是由兩條鏈交纏在一起的螺旋結(jié)構(gòu)2024/7/21核酸由核苷酸組成核苷酸是DNA和RNA結(jié)構(gòu)單體。一個核苷酸分子含有一分子戊糖（核糖或脫氧核糖）、一分子磷酸和一個含氮的有機堿（堿基）。脫氧核糖磷酸堿基2024/7/2AGCT腺嘌呤脫氧核苷酸鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸

胸腺嘧啶脫氧核苷酸脫氧核苷酸的種類2024/7/22024/7/2戊糖分子上第一位碳原子與嘌呤或嘧啶結(jié)合，就形成核苷（脫氧核苷）；核苷（脫氧核苷）與一個磷酸分子結(jié)合，就形成一個核苷酸（脫氧核苷酸）。

(1)

堿基—糖之間是糖苷鍵

(2)糖—磷酸之間是磷酸酯鍵2024/7/2DNA的結(jié)構(gòu)模式圖從圖中可見DNA具有規(guī)則的雙螺旋空間結(jié)構(gòu)放大DNA的空間結(jié)構(gòu)2024/7/2磷酸脫氧核糖含氮堿基AAATTTGGGGCCCATC

2024/7/2AGCTDNA分子的平面結(jié)構(gòu)氫鍵ATGC2024/7/2DNA雙螺旋的特點如下：2024/7/21多聚核苷酸鏈的兩個螺旋圍繞著一個共同的軸旋轉(zhuǎn)，為右手螺旋。2024/7/22螺旋中的兩條鏈方向相反，即其中一條鏈的方向為5′→3′，而另一條鏈的方向為3′→5′。2024/7/23嘌呤堿和嘧啶堿基位于螺旋的內(nèi)側(cè)，磷酸和脫氧核糖基位于螺旋外側(cè)。堿基環(huán)平面與螺旋軸垂直，糖的平面又幾乎與堿基的平面垂直。2024/7/24雙螺旋的直徑為2nm，相鄰堿基之間相距0.34nm，并沿軸旋轉(zhuǎn)36゜角。因此旋轉(zhuǎn)每隔10個堿基之后，即相距3.4nm之后又轉(zhuǎn)回原位。2024/7/25兩條鏈?zhǔn)怯蓧A基之間的氫鍵連在一起的。腺嘌呤（A）與胸腺嘧啶（T）結(jié)合，鳥嘌呤（G）與胞嘧啶（C）結(jié)合。A和T之間形成兩個氫鍵，G與C之間形成三個氫鍵2024/7/26長鏈中的堿基對的排列順序不受任何限制。堿基對的準(zhǔn)確序列攜帶著遺傳信息2024/7/2RNA為單鏈盤繞，局部形成堿基配對。例如：轉(zhuǎn)運RNA（tRNA）的三葉草結(jié)構(gòu)2024/7/22024/7/2本章小結(jié)1、寫出氨基酸的基本通式。2、生物大分子有哪些特性？3、具體寫出蛋白質(zhì)的一至四級結(jié)構(gòu)代表什么？4、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點？5、水分子有哪些特性？2024/7/2第三章：細胞結(jié)構(gòu)與細胞通訊19世紀(jì)初，兩位德國生物學(xué)家施萊登和施旺正式明確提出：

細胞是植物體和動物體的基本結(jié)構(gòu)單位。

2024/7/2

（1）細胞是有機體，是所有動、植物的基本結(jié)

構(gòu)單位；

（2）每個細胞相對獨立，一個生物體細胞 之間協(xié)同配合；

（3）新細胞由老細胞繁殖產(chǎn)生。

細胞學(xué)說：2024/7/2

最初提出細胞學(xué)說觀點的兩篇論文是:

德國植物學(xué)家施萊登1938年發(fā)表的論文:『論植物發(fā)現(xiàn)』;

德國動物學(xué)家施旺1939年發(fā)表的論文:『動、植物結(jié)構(gòu)與生長相似性的顯微研究』。2024/7/2掃描電鏡（SEM）透射電鏡（TEM）2024/7/22分級分離技術(shù)可用于研究活的樣本

細胞的分級分離是將細胞破碎，將其中的的各種細胞器分開，從而可以分別研究它們的功能。最有效的儀器是超速離心機。沉降系數(shù)的S單位。S表示的是大分子或顆粒在超速離心時的沉降行為，其大小與顆粒的密度、形狀、沉降介質(zhì)的密度均有關(guān)。沉降系數(shù)越大，分子或顆粒就越大。利用分級分離技術(shù)，可以制備比較大量的各種細胞器的制劑，以便仔細研究其功能。2024/7/23細胞的概貌最小的細胞是支原體細胞，直徑只有100nm；最大的細胞是鳥卵，肉眼可見。細胞的大小和細胞的機能是相適應(yīng)的。例如，神經(jīng)細胞、鳥卵。一般說來，生物體積的增加，是由于細胞數(shù)目增加，而不是由于細胞體積加大。單細胞生物僅有一個細胞；而多細胞生物的細胞數(shù)目和生物體的大小成正比。2024/7/24兩類細胞：原核細胞和真核細胞

原核細胞：不含細胞核(nucleus)原核細胞所形成的生物稱為原核生物(prokaryotes)，包括所有的細菌(bacteria)。

真核細胞：有細胞核。真核細胞構(gòu)成的生物稱為真核生物(eukaryotes)，包括動物（animal）、

植物（plant）、真菌(fungi)以及介于動植物之間的原生生物(protista)。2024/7/2原核細胞

遺傳的信息量小，遺傳信息載體僅由一個環(huán)狀DNA構(gòu)成

細胞內(nèi)沒有分化為以膜為基礎(chǔ)的具有專門結(jié)構(gòu)與功能的細胞器和細胞核膜支原體

—目前發(fā)現(xiàn)的最小最簡單的細胞細菌

(Bacteria)藍藻又稱藍細菌2024/7/22024/7/2

以脂質(zhì)及蛋白質(zhì)成分為基礎(chǔ)的生物膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

以核酸（DNA或RNA）與蛋白質(zhì)為主要成分的遺傳信息表達系統(tǒng)

由特異蛋白分子裝配構(gòu)成的細胞骨架系統(tǒng)。真核細胞3.2真核細胞的結(jié)構(gòu)2024/7/21細胞核是真核細胞的控制中心核被膜雙層膜，具核孔核基質(zhì)(核液)染色質(zhì)由DNA和蛋白質(zhì)組成核仁富含蛋白質(zhì)和RNA的區(qū)域，核糖體的裝配場所。2024/7/2

核被膜

核被膜的組成：

外核膜

內(nèi)核膜

核周腔

核孔2024/7/2

核被膜的功能

構(gòu)成核、質(zhì)之間的天然選擇性屏障

避免生命活動的彼此干擾

保護DNA不受細胞骨架運動 所產(chǎn)生的機械力的損傷

核質(zhì)之間的物質(zhì)交換與信息交流2024/7/2

染色質(zhì)染色質(zhì)：分成常染色質(zhì)，即細絲狀的部分；和異染色質(zhì)，即染色較深的團塊。組成：

DNA和蛋白質(zhì)，及少量RNA。分成組蛋白和非組蛋白兩類。組蛋白是堿性蛋白，分為H1、H2A、H2B、H3、H4共5種。它們與DNA相結(jié)合；非組蛋白種類多，如DNA聚合酶、RNA聚合酶等。核小體：直徑10nm。4對組蛋白分子。連接DNA：與核小體上的DNA相加，約為200堿基對。2024/7/2核小體和染色質(zhì)2024/7/2

核仁

細胞間期核中１個或幾個濃密的球形小體稱為核仁

形狀、大小、和數(shù)目因物種和生理狀態(tài)而異核仁2024/7/2

有由蛋白質(zhì)成分組成的纖維狀網(wǎng)，網(wǎng)孔中充以液體。是核的支架，并為染色質(zhì)的代謝活動提供附著的場所。

核基質(zhì)2024/7/2

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的兩種基本類型：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)2內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與核糖體2024/7/2

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)：分支管狀或小泡狀，無核糖體附著。

2024/7/2

粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能

——

蛋白質(zhì)合成與加工

——

脂類的合成

粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的形態(tài)

：呈扁平囊狀，排列整齊，有核糖體附著。2024/7/2蛋白質(zhì)合成分泌蛋白整合膜蛋白細胞器內(nèi)蛋白2024/7/2

光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能

脂類、類固醇激素的合成

肝的解毒作用

肝細胞葡萄糖釋放（G-6P

G)

肌細胞貯存Ca2+2024/7/2

原核細胞與真核細胞的核糖體外形和功能基本相同，但大小不同

核糖體的主要成分為rRNA(50~60%)和蛋白質(zhì)(40~50%)，構(gòu)成大小亞基

核糖體2024/7/23高爾基體合成、分揀并將產(chǎn)物運出細胞

高爾基體的形態(tài)結(jié)構(gòu)由扁平囊和大小不等囊泡組成具有極性的細胞器面向核的凸面為形成面或順面(cis

面)

遠離核的凹面為成熟面或反面(trans面)2024/7/2反面順面高爾基體的功能區(qū)隔

2024/7/2

高爾基體的功能多糖合成蛋白質(zhì)分類、包裝、運輸?shù)鞍踪|(zhì)修飾與加工內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體2024/7/24溶酶體起消化作用溶酶體是單層膜包裹的小泡，由高爾基體斷裂產(chǎn)生，內(nèi)含60種以上的水解酶。溶酶體的功能是消化從外界吞入的顆粒和細胞本身產(chǎn)生的碎渣。食物泡+溶酶體次級溶酶體。溶酶體是酸性的，PH4.8或更低，而各種水解酶只有在酸性環(huán)境中才有活性。2024/7/2高爾基體溶酶體2024/7/2初級溶酶體次級溶酶體殘體2024/7/2溶酶體參與細胞消化2024/7/25液泡有多種功能植物細胞中普遍存在。有單層細胞膜包裹。分生組織細胞的液泡多而小，而成熟細胞的液泡大，且占據(jù)細胞的中央。植物液泡的作用：調(diào)節(jié)細胞滲透壓以及收集代謝廢物。液泡中的花青素還決定花、果實和葉的顏色。2024/7/26.線粒體和質(zhì)體等進行能量交換線粒體:細胞呼吸并產(chǎn)生ATP的重要場所

線粒體一般呈粒狀或桿狀，一般直徑0.5-1μm，長1.5-3.0μm。

2024/7/2

線粒體的結(jié)構(gòu)組成：

線粒體由內(nèi)外兩層膜封閉，包括外膜、內(nèi)膜、膜間隙和基質(zhì)四個功能區(qū)隔。2024/7/2線粒體結(jié)構(gòu)2024/7/2嵴內(nèi)膜基質(zhì)外膜膜間隙ATP合成酶復(fù)合體嵴2024/7/2

功能：

呼吸作用進行的場所，生命活動的“動力工廠”，是三羧酸循環(huán)、電子傳遞和ATP生成的場所。

2024/7/2

質(zhì)體

白色體

有色體

葉綠體：……果實成熟

有色質(zhì)體 白色質(zhì)體：貯存淀粉 有色質(zhì)體：果實、花、秋葉中，含色素前質(zhì)體光2024/7/22024/7/2（1）葉綠體膜：

葉綠體外被由雙層膜組成，膜間為10-20nm的膜間隙。外膜的滲透性大，如核苷、無機磷、蔗糖等許多細胞質(zhì)中的營養(yǎng)分子可自由進入膜間隙。

內(nèi)膜的選擇性很強，CO2、O2、Pi、H2O、磷酸、甘油酸、丙糖磷酸，雙羧酸和雙羧酸氨基酸可以透過內(nèi)膜。2024/7/2（2）類囊體是單層膜圍成的扁平小囊，沿葉綠體的長軸平行排列。膜上含有光合色素和電子傳遞鏈組分，光能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化是在類囊體上進行的，因此又稱光合膜。扁平囊→相疊→基粒

→以基粒類囊體連通

→膜系統(tǒng)；2024/7/27微體是與H2O2代謝有關(guān)的細胞器單層膜包裹的小泡，外形與溶酶體相似。分成過氧化物酶體和乙醛酸循環(huán)體兩種。過氧化物酶體乙醛酸循環(huán)體動、植物細胞都有，內(nèi)含氧化酶。細胞中20%的脂肪酸在其中氧化分解。氧化反應(yīng)產(chǎn)生的H2O2由所含的過氧化氫酶分解。只存在于植物細胞。脂類轉(zhuǎn)化為糖及參與光呼吸。2024/7/28.細胞骨架維持細胞形狀并控制其運動

分布與真核細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)纖維組成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，與細胞器的空間分布、功能活動、物質(zhì)運輸、能量轉(zhuǎn)換及信息傳遞等有關(guān)，在細胞中起到“骨骼和肌肉”作用。

組成細胞骨架的三類蛋白纖維：

微管

微絲

中間纖維細胞骨架結(jié)構(gòu)2024/7/2微管

，

球狀微管蛋白組成中空管，直徑25nm功能：維持細胞形態(tài)細胞器定位胞內(nèi)物質(zhì)運輸鞭毛、纖毛、染色體運動2024/7/2以細胞核為中心向外放射狀排列的微管纖維（紅色）2024/7/2微絲肌動蛋白組成 的微絲，直徑

7nm功能：維持細胞形態(tài)細胞分裂肌肉收縮2024/7/2中間絲（纖維）

多種蛋白組成直徑10nm

細胞中含量豐富功能：承受機械壓力2024/7/2鞭毛和纖毛：中心粒：基粒：細胞表面的附屬物，有運動的功能。兩者基本結(jié)構(gòu)相同，區(qū)別主要在于長度和數(shù)量。它們的結(jié)構(gòu)成分是微管，在橫切面上呈9（2）+2排列。由微管構(gòu)成，呈9（3）+0排列。基粒與鞭毛和纖毛的基部相連。由微管構(gòu)成的細胞器，結(jié)構(gòu)和基粒相似。中心粒位于中心體（微管組織中心）中。9鞭毛、纖毛、中心粒與運動有關(guān)2024/7/2細胞壁是植物細胞區(qū)別于動物細胞的顯著特點之一。細胞壁保護植物細胞，維持其形狀，并使它不能吸收過量的水分。10細胞壁包被著植物細胞2024/7/21．細胞壁的分層

胞間層——主要由果膠質(zhì)組成

初生壁——主要由纖維素和果膠質(zhì)組成

次生壁——主要由木質(zhì)素和纖維素組成2．細胞壁的特化

木化角化栓化礦化2024/7/2細胞壁的分層2024/7/211動物細胞有胞外基質(zhì)和細胞連接

分布于細胞外空間由蛋白質(zhì)和多糖構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)胞外基質(zhì)2024/7/2細胞連接

細胞與細胞間、細胞與細胞外空間的結(jié)構(gòu)關(guān)系稱為細胞連接。緊密連接橋粒間隙連接2024/7/2

緊密連接兩個相鄰細胞之間的細胞膜緊密靠攏，兩膜之間不留空隙，使胞外的物質(zhì)不能通過2024/7/2

橋粒在皮膚、子宮頸處的上皮細胞之間有一種非常牢固的細胞連接，叫橋粒2024/7/2

間隙連接兩細胞之間有很窄的間隙，其寬度不過2-3nm，貫穿于間隙之間有一系列通道，使兩細胞的細胞質(zhì)相連。2024/7/23.3生物膜-流動鑲嵌模型各種細胞器的膜和核膜、質(zhì)膜在分子結(jié)構(gòu)上是一樣的，它們統(tǒng)稱為生物膜。生物膜厚越7~8nm，真核細胞的生物膜占細胞干重的70~80%，最多的是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜。生物膜把細胞空間分隔開，使細胞具有了界限分明、工作性質(zhì)各異的單位。生物膜的這種分隔也使膜面積加，提高了物質(zhì)合成、運輸?shù)榷喾N生命活動的效率。生物膜主要由脂類和蛋白質(zhì)分子以非共價鍵組合裝配而成。骨架是脂雙層，其中有以不同方式鑲嵌其間的蛋白質(zhì)分子。此外，質(zhì)膜的表面還有糖類分子。生物膜不是固定不變的，而是經(jīng)常處于動態(tài)變化之中。2024/7/2

主要化學(xué)成分：蛋白質(zhì)、脂類（磷脂）、糖類

基本支架：磷脂雙分子層動物細胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)模型2024/7/2磷脂分子2024/7/2

細胞膜由流動的脂雙層和嵌在其中的蛋白質(zhì)組成。

磷脂分子以疏水性尾部相對，極性頭部朝向水相組成生物膜骨架；

蛋白質(zhì)或嵌在脂雙層表面，或嵌在其內(nèi)部，或橫跨整個脂雙層；流動鑲嵌模型突出了膜的流動性和不對稱性：流動鑲嵌模型2024/7/21膜是流動的

細胞膜中脂類和蛋白質(zhì)分子的運動性在生理狀態(tài)下，膜脂雙分子層處于液晶態(tài)，既具有液態(tài)的流動性，也具有固態(tài)分子的有序性。溫度的改變可調(diào)節(jié)膜脂的狀態(tài)。

側(cè)向運動轉(zhuǎn)動翻轉(zhuǎn)運動左右擺動膜脂分子運動方式2024/7/2膽固醇

膽固醇是中性脂類，它散布于磷脂分子之間，其極性頭部緊靠磷脂分子的極性頭部，甾環(huán)固定在碳氫鏈上，對膜穩(wěn)定性起重要作用。2024/7/22膜是鑲嵌的蛋白質(zhì)以不同方式鑲嵌或附著于脂雙層上2024/7/2

膜蛋白:

根據(jù)膜蛋白分離的難易及其與脂分子的結(jié)合方式，膜蛋白可分為兩大類型：膜周邊蛋白、膜內(nèi)在蛋白。

(1)內(nèi)在膜蛋白與膜結(jié)合非常緊密，穿過脂雙層的疏水核心，許多都是整個的穿過膜

(2)膜周邊蛋白，完全不埋在脂雙層中，他們像附屬物一樣與膜內(nèi)在蛋白發(fā)生疏松的結(jié)合。2024/7/2

膜內(nèi)在蛋白膜周邊蛋白2024/7/23膜上的糖類為細胞間識別所必需糖蛋白糖脂糖以共價鍵與膜上的蛋白或脂肪結(jié)合，糖只存在于質(zhì)膜的外層細胞識別關(guān)鍵在于識別細胞表面的糖分子，例如。2024/7/2“流動鑲嵌模型”要點流動性不對稱性2024/7/22024/7/23.4細胞通訊是細胞間或細胞內(nèi)通過高度精確和高效地發(fā)送與接收信息的通訊機制，對環(huán)境作出綜合反應(yīng)的細胞行為。舉例:

腎上腺素引起肌肉細胞中糖原水解為葡萄糖的全部信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。2024/7/2三個階段：信號接受信號轉(zhuǎn)導(dǎo)響應(yīng)2024/7/2信號接受配體與受體結(jié)合配體：細胞外的信號分子，包括激素、神經(jīng)遞質(zhì)、抗原、藥物以及其它有生物活性的化學(xué)物質(zhì)，它們都必須與受體特異結(jié)合，通過受體的介導(dǎo)作用，才能對細胞產(chǎn)生效應(yīng)。這些信號分子，統(tǒng)稱為配體

。受體：能夠識別和選擇性結(jié)合某種配體（信號分子）的大分子物質(zhì)，多為糖蛋白，至少包括兩個功能區(qū)域：配體結(jié)合區(qū)域和產(chǎn)生效應(yīng)的區(qū)域。2024/7/2膜表面受體主要有三類：①離子通道型受體（ion-channel-linkedreceptor）；②G蛋白耦聯(lián)型受體（G-protein-linkedreceptor）；③酶耦聯(lián)的受體（enzyme-linkedreceptor）。2024/7/2

三種類型的細胞表面受體2024/7/2信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑

信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的作用是把信號從受體上傳遞到細胞內(nèi)發(fā)生專一的響應(yīng)。一個受體活化另一個受體，第二個受體又活化第三個，如此等等。如圖3.312024/7/2響應(yīng)

信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的最終結(jié)果是細胞對信號的響應(yīng)。如圖3.312024/7/2本章小結(jié)1.動植物細胞的區(qū)別2.真核細胞各種細胞器的結(jié)構(gòu)和功能3.生物膜流動鑲嵌型的特點4.描述細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的3個階段。2024/7/2第四章:細胞代謝

一、能與細胞二、酶三、物質(zhì)的跨膜運輸四、細胞呼吸五、光合作用2024/7/2

新陳代謝

是生物體內(nèi)進行的物質(zhì)和能的變化的總稱

是最基本的生命活動過程新陳代謝物質(zhì)代謝能量代謝同化作用異化作用合成物質(zhì)貯存能量分解物質(zhì)釋放能量2024/7/2

ATP是生物體能量流通的貨幣

一個代謝反應(yīng)釋出的能量貯入ATP，ATP所貯能量供另一個代謝反應(yīng)消耗能量時使用。2024/7/2生物體把能量用在生命活動的各個方面ATP生物電物質(zhì)進出細胞合成其它形式的能量分子如：NADPH發(fā)熱（體溫）運動2024/7/2能分為動能和勢能動能：勢能：活細胞中的分子，由于其原子中的排列而具有勢能，這種勢能就是活細胞做各種功的化學(xué)能。所以，化學(xué)能是分子中的勢能，是活的生物體內(nèi)最重要的能量形式。4.1能與細胞4.1.1能是做功的本領(lǐng)2024/7/2生物體是一個開放體系，它的物質(zhì)和能量總是不斷地與其環(huán)境之間發(fā)生交換。開放體系是所有生物的特點。一個特定體系的有序性要增加，其環(huán)境的無序性便必須增加。這一概念完全適用于細胞的活動。細胞是利用有序性較低的原料制造高度有序的結(jié)構(gòu)。4.1能與細胞4.1.2熱力學(xué)定律2024/7/2熱力學(xué)第一定律：宇宙中的總能量是固定不變的。2024/7/2熱力學(xué)第二定律即：能的每一次轉(zhuǎn)化總要失去一些可用的自由能，總要導(dǎo)致熵的增加，而熵的增加則意味著有序性的降低，所以生物從外界攝取自由能來保持甚至加強它的有序狀態(tài)。

生物攝取低熵狀態(tài)的食物———通過代謝將它們轉(zhuǎn)化為高熵（不穩(wěn)定）———排出體外———避免了由于生物代謝導(dǎo)致總熵增加———維持了生物內(nèi)部的有序性。2024/7/2吸能反應(yīng)是指反應(yīng)產(chǎn)物分子中的勢能比反應(yīng)物分子中的勢能多。舉例放能反應(yīng)與吸能反應(yīng)相反，其產(chǎn)物分子中的化學(xué)能少于反應(yīng)物分子中的化學(xué)能。舉例每一個活細胞中都要發(fā)生千百種放能反應(yīng)和吸能反應(yīng)，所有這些反應(yīng)總稱為細胞代謝。4.1能與細胞4.1.3吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)2024/7/2

一個代謝反應(yīng)釋出的能量貯入ATP，ATP所貯能量供另一個代謝反應(yīng)消耗能量時使用。4.1.4ATP是細胞中的能量通貨4.1能與細胞2024/7/2下圖2024/7/22024/7/2生物體把能量用在生命活動的各個方面

2024/7/2

生命活動的原動力在于生物體內(nèi)一刻不停的新陳代謝。通過新陳代謝不斷把太陽能或食物中貯存的能量，轉(zhuǎn)化為可供生命活動利用的能量，不斷制造出各種大、小分子以供生命活動所需要。體內(nèi)的新陳代謝過程又都是在生物催化劑----酶的催化下進行的。4.2酶2024/7/2

細胞中促進化學(xué)反應(yīng)速度的催化劑;

2000多種;在非細胞條件下也能發(fā)揮作用。2024/7/2牛胰核糖核酸酶（RNase）返回2024/7/2催化劑只能催化原來可以進行的反應(yīng)，加快其反應(yīng)速度。即使對可以進行的反應(yīng)來說，反應(yīng)物分子應(yīng)越過一個活化能才能發(fā)生反應(yīng)。酶作為催化劑的作用是降低活化能。

4.2.1

酶降低反應(yīng)的活化能2024/7/2酶的催化機理是降低活化能2024/7/2酶是如何降低活化能的呢?

首先需要酶與底物分子結(jié)合，酶蛋白結(jié)構(gòu)中有酶的活性部位。

然后，酶蛋白分子以各種方式，作用于底物分子，使底物分子活化起來。

酶與底物的專一結(jié)合，又是酶促反應(yīng)專一性的體現(xiàn)。2024/7/2底物分子結(jié)合在酶的活性部位2024/7/2使底物靠攏使底物分子產(chǎn)生應(yīng)力使底物分子電荷變化2024/7/2溫度：只有在最適溫度下酶活性最高pH和鹽的濃度也影響酶的活性許多種酶的正?；顒舆€需要非蛋白質(zhì)成分的參與，這些成分為輔因子。另一大類影響酶的活性的化學(xué)物質(zhì)是酶的抑制劑競爭性抑制劑和非競爭性抑制劑。4.2.2

多種因素影響酶的活性2024/7/2

競爭性抑制

有的酶在遇到一些化學(xué)結(jié)構(gòu)與底物相似的分子時，這些分子與底物競爭結(jié)合酶的活性中心，亦會表現(xiàn)出酶活性的降低（抑制）。這種情況稱為酶的競爭性抑制。2024/7/2競爭性抑制劑在結(jié)構(gòu)上與底物相似2024/7/2對氨基苯甲酸（細菌生長因子）對氨基苯磺酸（磺胺藥）

磺胺類藥物競爭性抑制細菌體內(nèi)的酶2024/7/2非競爭性抑制劑：不占據(jù)活性部位，但它與酶分子的結(jié)合使酶分子的形狀發(fā)生變化，從而使活性部位不再適合接納底物分子。2024/7/2酶的抑制劑或有的可逆的，有的不可逆的。競爭性抑制劑的作用是可逆的。條件？酶的抑制劑的應(yīng)用：舉例：2024/7/24.2.3核酶長期以來，一直公認所有的酶都是蛋白質(zhì)，但是，1981年美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，細胞中與RNA分子有關(guān)的某些反應(yīng)卻是由RNA本身所催化的，而不是由蛋白質(zhì)催化的。2024/7/2兩類核酶：一類是催化分子內(nèi)的反應(yīng)，即分子的一部分與另一部分反應(yīng)。例如RNA的一段在該分子內(nèi)改換位置。另一類核酶則催化分子間的反應(yīng)，就是別的分子發(fā)生反應(yīng)而作為核酶的RNA分子在反應(yīng)前后無變化。2024/7/2——細胞維持正常生命活動的基礎(chǔ)之一4.3物質(zhì)的跨膜運輸2024/7/2決定選擇透性的因素有二：脂雙層和轉(zhuǎn)運蛋白。脂雙層是親脂性的。烴類、二氧化碳和氧溶于脂雙層中，所以易于透過質(zhì)膜。親水性物質(zhì)通過轉(zhuǎn)運蛋白出入細胞，避免了與膜中親脂部分的接觸，這是由于轉(zhuǎn)運蛋白提供了專門通道供這些物質(zhì)通過。膜的選擇透性決定于脂雙層本身的限制和轉(zhuǎn)運蛋白的專一性。4.3.1膜的選擇透性源于其分子組成2024/7/2被動轉(zhuǎn)運

--物質(zhì)順濃度梯度運輸簡單擴散4.3.2被動轉(zhuǎn)運是穿過膜的擴散2024/7/24.3.3滲透是水的被動轉(zhuǎn)運高滲溶液低滲溶液圖4-7滲透現(xiàn)象2024/7/2無壁細胞的水分平衡許多生活在低滲或高滲環(huán)境中的動物都有特殊的滲透調(diào)節(jié)的適應(yīng)以控制水分平衡。例如草履蟲2024/7/2有壁細胞的水分平衡植物、藻類、細菌和真菌的細胞有細胞壁，它們的水分平衡原理相同。這些細胞在低滲溶液中是膨脹的，在等滲溶液中是萎蔫的。在高滲溶液中則發(fā)生質(zhì)壁分離2024/7/2易化擴散(需載體蛋白)4.3.4專一蛋白使被動轉(zhuǎn)運易化2024/7/2主動轉(zhuǎn)運Na+-K+泵—

由ATP提供能量4.3.5主動轉(zhuǎn)運是逆濃度梯度的轉(zhuǎn)運2024/7/2協(xié)同運輸：Na+-K+泵與載體蛋白協(xié)同作用

主動轉(zhuǎn)運2024/7/2胞飲吞噬胞吞：4.3.6胞吞和胞吐轉(zhuǎn)運大分子2024/7/2胞吐2024/7/2

細胞呼吸：細胞在有氧條件下從食物分子（主要是葡萄糖）中取得能量的過程。

有氧呼吸：

指生活細胞利用分子氧，將某些有機物質(zhì)徹底氧化分解，形成CO2和H2O,同時釋放能量的過程。

C6H12O6+6O26CO2+6H2O＋能量

無氧呼吸

指生活細胞在無氧條件下，把某些有機物分解成為不徹底的氧化產(chǎn)物，同時釋放能量的過程。

C6H12O62C2H5OH+2CO2+

能量酶酶4.4

細胞呼吸4.4.1細胞呼吸引論2024/7/2

生物體內(nèi)氧化分步驟進行淀粉葡萄糖丙酮酸CO2+H2OATP2024/7/2細胞呼吸包含的過程：一般可分為三個主要階段：以葡萄糖為例

糖酵解

檸檬酸循環(huán)

電子傳遞鏈(chainofelectrontransport)2024/7/2(1)糖酵解（EMP途徑）就是葡萄糖的分解，其最終產(chǎn)物是丙酮酸。即己糖分解成丙酮酸的過程。

反應(yīng)進行部位：細胞質(zhì)

特點：不需O2的參與由特定的酶催化

（氧化作用的O2來自水分子和被氧化的糖分子）

4.4.2糖酵解2024/7/2全過程：12步驟，11酶葡萄糖C-C-C-C-C-C淀粉、糖原等葡萄糖-6-磷酸C-C-C-C-C-C-PATPADP

果糖-6-磷酸C-C-C-C-C-C-P果糖1,-6-二磷酸C-C-C-C-C-C-PATPADP3-磷酸甘油醛PGAL(2分子)磷酸二羥丙酮2NAD+2Pi2NADH+2H+1,3-二磷酸甘油酸(2分子)1、消耗

ATP2分子細質(zhì)2024/7/23-磷酸甘油酸（2分子）2ADP2ATP2磷酸甘油酸（2分子）磷酸烯醇式丙酮酸（2分子）丙酮酸（2分子）2ADP2ATP2、產(chǎn)生

ATP4分子2024/7/2返回糖酵解途徑2024/7/2

總反應(yīng)式：

葡萄糖+2ADP+2Pi+2NAD+

2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H++2H2O

糖酵解過程中：

一個分子的葡萄糖分解為2分子的丙酮酸利用2個ATP，產(chǎn)生4個ATP，凈得2個ATP；

2個分子的NAD+被還原，產(chǎn)生了2個NADH+H+2024/7/2與葡萄糖氧化分解產(chǎn)生能量有關(guān)的三條代謝途徑

A、

糖酵解途徑六個碳的葡萄糖分解為兩個三碳的丙酮酸，凈得兩個ATP，同時還產(chǎn)生NADH。糖酵解途徑可以在無氧情況下進行，但是要解決NADH變回到NAD＋問題。2024/7/2糖酵解生理意義

是無氧呼吸和有氧呼吸的共同途徑

糖酵解最終產(chǎn)物丙酮酸可通過各種代謝途徑生成不同物質(zhì)

是厭氧生物糖分解和獲取能量的主要方式

多數(shù)反應(yīng)均可逆轉(zhuǎn)，為糖異生作用提供了基本途徑2024/7/2三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)一定需要氧才能進行。在三羧酸循環(huán)中脫下的氫，形成NADH和FADH2，然后再逐步傳遞給氧。4.4.3檸檬酸循環(huán)2024/7/2三羧酸循環(huán)（TCA循環(huán)）

部位：線粒體基質(zhì)內(nèi)

特點：需要氧參與和多種酶的催化

過程：是包括三羧酸和二羧酸的循環(huán)逐步脫羧脫氫，徹底氧化分解的過程2024/7/2TCA循環(huán)過程（9步反應(yīng)）

丙酮酸在有氧條件下進入線粒體，氧化脫羧與輔酶A結(jié)合成為活化的乙酰CoA

；釋放出1分子CO2，同時發(fā)生NAD的還原。

丙酮酸

乙酰輔酶A氧化脫羧2024/7/2返回丙酮酸三個二氧化碳三羧酸循環(huán)2024/7/2

在呼吸鏈起端，電子處在高能水平，傳遞到O2時，處于低能水平。傳遞過程中釋出的能量，用于產(chǎn)生ATP。4.4.4電子傳遞鏈和氧化磷酸化2024/7/2下圖呼吸鏈：電子逐步傳遞到氧2024/7/2返回2024/7/22024/7/2返回糖酵解三羧酸循環(huán)呼吸鏈2024/7/2

總之，在有氧條件下，細胞呼吸中每氧化一分子葡萄糖，最多可產(chǎn)生30或32個ATP.2024/7/2無氧呼吸：無機物代替氧作為最終的電子受體進行呼吸。發(fā)酵：厭氧細菌和酵母菌在無氧條件下獲取能量的過程。酒精發(fā)酵:1葡萄糖2丙酮酸2乙醛2乙醇NADH+H+2ATP+2CO2+2H2ONAD+乳酸發(fā)酵:葡萄糖2丙酮酸2乳酸+2ATP+2H2O4.4.5發(fā)酵作用2024/7/2酒精發(fā)酵用途:乳酸發(fā)酵用途:制酒酸菜、酸奶、奶酪2024/7/2生物體可利用各種有機分子作燃料

除了葡萄糖，其他生物分子，包括脂類、氨基酸、核苷酸等，都可以通過三羧酸循環(huán)途徑，徹底氧化為CO2和H2O，同時產(chǎn)生能量。對于人體來說，最適宜的燃料是葡萄糖。代謝作用是生命的核心，它有兩個方面：一個是細胞呼吸，是從食物中收集能量的過程；另一個是各種生物合成途徑，是建造細胞各種成分的過程。4.4.6各種分子的分解和合成2024/7/22024/7/2

呼吸作用的意義

為生物的生命活動提供能量

呼吸作用形成的中間產(chǎn)物是進一步合成生物體內(nèi)新的有機物的物質(zhì)基礎(chǔ)

在植物體內(nèi)的碳、氮、脂肪代謝活動中起樞紐作用2024/7/2光合作用

指光合生物吸收太陽能，并將其轉(zhuǎn)變成有機化合物中化合能的過程。

光合生物：綠色植物、藻類：

CO2+2H2O*(CH2O)+O2*+H2O

紫硫細菌：

CO2+2H2S(CH2O)+H2O+2S

氫細菌：

CO2+2H2(CH2O)+H2O4.5

光合作用2024/7/2返回綠葉中的光合作用2024/7/21.光合作用的發(fā)現(xiàn)

荷蘭醫(yī)生VanHelmon(范

海爾蒙）在1648年做了第一個探索光合作用的實質(zhì)性實驗。

將一株5磅重的小樹種在重200磅的干土中，用雨水澆灌5年，不供給其它營養(yǎng)物質(zhì)，小樹長成重169磅植株，而土壤重量基本上不變。干土五年后澆水4.5.1光合作用引論2024/7/2普列斯特萊實驗

1772年，JosephPriestley首次報導(dǎo)了有關(guān)氣體參與光合作用的證據(jù)。

他的實驗是讓一支蠟燭在蓋有薄荷枝條的玻璃罩內(nèi)燃燒熄滅。

結(jié)論：普列斯特萊Priestley認為，植物消耗CO2而產(chǎn)生O2，使火焰和小鼠得以生存。2024/7/2普列斯特萊實驗蠟燭任其燃燒直至熄滅沒有蠟燭沒有植物蠟燭能再次點燃老鼠活著植物死亡蠟燭不能燃燒老鼠死亡間隔幾天間隔幾天間隔幾天2024/7/2光合作用的因子

在以后連續(xù)幾年中，其他研究者繼續(xù)了普列斯特萊的工作。

瑞士的一位牧師JeanSenebier(吉恩

塞內(nèi)畢爾）發(fā)現(xiàn)，植物生長時其碳的含量亦同時增加，此種碳的來源是CO2，并且光合作用中氧的釋放與CO2的吸收同時進行，即：O2來自CO2。

Senebier的結(jié)論：光合作用中CO2被分解時其中的碳被結(jié)合到植物體的有機物中，而O2被釋放，即：CO2+H2O=[CH2O]n+O2

。2024/7/2總結(jié)實驗得出結(jié)論

植物消耗CO2，把它轉(zhuǎn)變成化合物(淀粉和葡萄糖)，提出了“固碳”這個名詞，表示食物的制造過程。

在固碳時，植物同時釋放O2。

植物只有在陽光下才能固碳，它們利用太陽光而不是熱能，把光合作用(photosynthesis)看作固碳的同名詞應(yīng)用。

只有植物的綠色部分產(chǎn)生O2，即光合作用需要葉綠素。2024/7/2當(dāng)時留下的疑問?

綠色植物怎樣俘獲陽光？

植物如何利用太陽能？

O2來自CO2，還是來自H2O？

光合作用中，植物如何利用CO2制造出碳水化合物的？2024/7/2阿農(nóng)實驗

首先，他供給葉綠體ADP(ATP的低能形式)和NADP，不給葉綠體提供CO2，結(jié)果ADP→ATP，NADP→NADPH2，同時釋放氧氣。由此得出，光反應(yīng)的作用之一就是把能儲存在ATP和NADPH2中。

其次，他從葉綠體中完全去除葉綠素，而把酶提取出來，在完全黑暗的條件下，把這些植物酶與ATP、NADPH2、CO2混合在一起，結(jié)果制造出碳水化合物。

到此時，阿農(nóng)成功地以實驗方法區(qū)分出光反應(yīng)和暗反應(yīng)，證實了布萊克曼的推斷，并揭示了ATP和NADPH2就是Blackman所說的X物質(zhì)。葉綠體（葉綠素和酶）ADPNADPATPNADPH2光反應(yīng)暗反應(yīng)僅僅是酶碳水化合物(CH2O)nCO2O22024/7/2光反應(yīng)的具體過程

1956年，RobertEmersom等證明，用兩束單色光(如：670nm和710nm)同時照射葉綠體，光合作用的效率大大高于用總強度相同的單波長光照射的效率。由此得出光反應(yīng)也包括兩個不同的過程：即光系統(tǒng)ⅠP700(PSⅠ:NADP+2H++2e-→NADPH2+2e-)和光系統(tǒng)ⅡP680(PSⅡ:H2O→1/2O2↑+2H++2e-(水是氫供體)。

以后阿農(nóng)和卡爾文追蹤了活動輔酶的步驟，經(jīng)過長期的探索，才了解到P57圖中的光反應(yīng)過程。

歸結(jié)起來如下：H2O被光解：2H2O→4e-+4H++O2↑,即氧氣被釋放出來，H+與活化葉綠素的高能電子結(jié)合共同把NADP還原成高能NADPH2，低能電子則和電子鏈結(jié)合，將吸收的光能轉(zhuǎn)移給葉綠素分子中的電子，使其上升到較高的能級，具有較高能級電子的葉綠素分子稱為被“激發(fā)”，激發(fā)態(tài)瞬息即逝，電子又跌回到它先前的能級，同時放出能量。2024/7/2卡爾文和本森實驗——證實暗反應(yīng)

卡爾文(Calvin)和本森(Benson)利用小球藻研究暗反應(yīng)。

他們在一個玻璃器皿中裝上培養(yǎng)物，加入放射性的碳酸氫鹽，通過不同時間的光照，把混合物的樣品轉(zhuǎn)移到酒精中，以此殺死細胞并阻止酶的活動，然后用色譜法和放射自顯影鑒定由碳酸氫鹽中的14C所合成的物質(zhì)。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)：主要產(chǎn)物是3-磷酸甘油酸PGA，從而了解到光合作用暗反應(yīng)中固定CO2的途徑，為了記念它的發(fā)現(xiàn)者，這個途徑稱為Calvin卡爾文循環(huán)。2024/7/2

植物光合作用：氧化還原反應(yīng)

CO2被還原成糖

H2O被氧化成O2

光能被固定并轉(zhuǎn)換成化學(xué)能實驗結(jié)論：2024/7/22.光合作用概述葉綠體葉片是光合作用主要器官葉綠體是光合作用最重要細胞器類囊體膜：光反應(yīng)基質(zhì)：暗反應(yīng)2024/7/2

葉綠體中的葉綠素是進行光合作用必不可少的成份。在葉綠體中進行的光合作用，又可以分為兩個步驟：

光反應(yīng)：在葉綠素參與下，把光能用來劈開水分子，放出O2，同時造成兩種高能化合物ATP和NADPH。

碳反應(yīng)：把ATP和NADPH中的能量，用于固定CO2，生成糖類化合物。這個過程必須在光下進行，但是不需要光直接參加。2024/7/2

Lightreaction（光反應(yīng)）通過葉綠素等光合色素吸收、傳遞光能，并將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，形成ATP和NADPH的過程。在類囊體膜上進行包括原初反應(yīng)、電子傳遞和光合磷酸化

carbonreactions（碳反應(yīng)）利用光反應(yīng)所形成的能量（ATP和NADPH）（同化力），將二氧化碳合成糖類的過程。這個過程必須在光下進行，但是不需要光直接參加。在葉綠體基質(zhì)中進行光合作用的過程：光反應(yīng)和暗反應(yīng)2024/7/22024/7/2

光合作用過程中根據(jù)能量轉(zhuǎn)變的性質(zhì)：

原初反應(yīng):光能電能

電子傳遞與光合磷酸化：電能

碳同化：活躍化學(xué)能穩(wěn)定化學(xué)能活躍化學(xué)能2024/7/2光吸收光能

天線色素傳遞光能O2

ADP+Pi

CO2中心色素奪取

e-分解

H2OH+

ATP

酶酶NADPHNADPC3C5酶酶CO2

還原多種酶催化固定失e-光能轉(zhuǎn)換成電能電能轉(zhuǎn)換成活躍化學(xué)能活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定化學(xué)能2024/7/2返回吸收光能靠葉綠素2024/7/21.葉綠素對光的吸收

指從光合色素分子被光激發(fā)到引起第一個光化學(xué)反應(yīng)為止的過程。

包括：光能的吸收和傳遞光化學(xué)反應(yīng)4.5.2光反應(yīng)2024/7/2

光能吸收與傳遞光量子吸收與色素分子結(jié)構(gòu)有關(guān)（高等植物）葉綠素：葉綠素a、葉綠素b

類胡蘿卜素：葉黃素、胡羅卜素色素吸收光的實質(zhì)是色素中的一個電子得到了光子中的能量，稱為高能電子。2024/7/22.光系統(tǒng)

光系統(tǒng)是由許多種分子組成的，其中有葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素、幾種蛋白質(zhì)分子和光合作用的原處電子受體（作用中心、天線色素和幾種電子載體）。作用中心天線色素光系統(tǒng)I和光系統(tǒng)II4.5.2光反應(yīng)2024/7/2葉綠素：640－660nm紅光、430－450nm藍紫光吸收最強

類胡羅卜素：吸收帶在400－500nm藍紫光紅、藍光最強2024/7/23光合電子傳遞鏈

原初反應(yīng)使光系統(tǒng)的反應(yīng)中心發(fā)生電荷分離，產(chǎn)生的高能電子推動光合膜上電子傳遞。

電子傳遞的結(jié)果：引起水的裂解放氧和NADP+的還原建立跨膜質(zhì)子動力勢，啟動光合磷酸化，形成ATP2024/7/2電子傳遞

在葉綠體類囊體上的光合鏈進行

光合鏈：定位在光合膜上，由多個電子傳遞體組成的電子傳遞軌道。2024/7/2光合磷酸化

指在光合作用過程中，將水光解產(chǎn)生的電子經(jīng)電子傳遞鏈所釋放的能量，儲存在由

ADP磷酸化形成的高能磷酸鍵的過程。2024/7/2

卡爾文循環(huán)：植物利用光反應(yīng)中形成的ATP、NADPH將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岜堑膹?fù)雜生化反應(yīng)。

類型：根據(jù)最初產(chǎn)物碳原子數(shù)目及碳代謝特點分為：

C3途徑

C4途徑

CAM途徑4.5.3碳反應(yīng)1、光合碳還原循環(huán)2024/7/2C3途徑：CO2的固定（羧化階段）；氧化還原反應(yīng)；RuBP的再生6PGA6GAP輸出1分子GAP（細胞質(zhì)中）5GAP3RuBP固定還原再生3－磷酸甘油酸甘油醛－3－磷酸核酮糖－1,5－二磷酸2024/7/2羧化階段：

指進入葉綠體的CO2與受體RuBP結(jié)合，并水解產(chǎn)生PGA的過程.

3RuBP+3CO2+3H2O6PGA+6H+

RuBP：核酮糖－1,5－二磷酸

PGA：3－磷酸甘油酸2024/7/2還原階段：

指利用同化力將3－磷酸甘油酸還原為甘油醛－3－磷酸(GAP)

6PGA+6ATP+6NADPH+6H+

6GAP+6ADP+6NADP+

+6Pi2024/7/2再生階段：

指由甘油醛－3－磷酸重新形成RuBP過程。

5GAP＋3ATP+2H2O3RuBP+3ADP+2Pi+3H+

2024/7/2C4途徑玉米、高粱、甘蔗等近2000種植物C3植物光合細胞主要為葉肉細胞C4植物光合細胞有葉肉細胞和維管束鞘細胞強光、高溫、干燥條件光合速率C4植物大于C3植物2024/7/2葉肉細胞鞘細胞2024/7/2C3植物和C4植物

項目C3植物C4植物定義光合作用CO2固定的碳僅轉(zhuǎn)移到C3中的植物光合作用CO2固定的碳首先轉(zhuǎn)移到C4中，然后轉(zhuǎn)移到C3種的植物葉片結(jié)構(gòu)區(qū)別維管束鞘細胞不含葉綠體細胞比較大，含沒有基粒的葉綠體，數(shù)多、個體大葉肉細胞排列疏松，都含葉綠體含葉綠體，部分葉肉細胞與維管束鞘細胞共同圍繞著維管束

舉例小麥、水稻玉米、甘蔗2024/7/24、影響光合作用因素

光

CO2

溫度

水分

礦質(zhì)營養(yǎng)2024/7/2第五章：細胞的分裂和分化2024/7/25.1.1原核細胞以二分分裂增殖5.1細胞有絲分裂和細胞周期2024/7/2細菌細胞分裂原核細胞分裂2024/7/2染色體復(fù)制時，細胞就長大。復(fù)制完成，細胞也長大了一倍時，質(zhì)膜就向內(nèi)陷，把細胞一分為二。2024/7/2細胞周期

1概念

細胞從第一次分裂開始到第二次分裂開始，這段時間稱為一個細胞周期。（1）真核細胞周期：

真核“細胞周期”也稱“細胞分裂周期”，是指一個細胞經(jīng)生長、分裂而增殖成子細胞所經(jīng)歷的全過程，通?？煞譃槿舾呻A段，即G1期、S期、G2期和M期。2024/7/2通常細胞周期可以區(qū)分為：

G1期——

S期——DNA合成期

G2期——

分裂期(M期)——

在這個階段可以在顯微鏡下看到細胞分裂過程。

間期2024/7/2細胞分裂周期2024/7/22.2細胞周期不同時期的主要事件：

G1期：與DNA合成啟動相關(guān)，開始合成細胞生長所需要的多種蛋白質(zhì)、RNA、碳水化合物、脂等，同時染色質(zhì)去凝縮。

S期：DNA復(fù)制

G2期：DNA復(fù)制完成，在G2期合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)和RNA分子。

M期：細胞分裂期有絲分裂——細胞核及染色體分裂胞質(zhì)分裂——細胞質(zhì)分裂2024/7/23.有絲分裂3.1前期①染色質(zhì)凝縮;②分裂極確立與紡錘體開始形成;③核仁解體;④核膜消失。

光學(xué)顯微鏡下可以分辨的染色體，每條染色體包含2個染色單體。2024/7/2

有絲分裂前期染色體變化2024/7/23.3中期（前中期、中期）

紡錘體微管與中心粒結(jié)合2024/7/2中期細胞變?yōu)榍蛐?，染色體排列于赤道板2024/7/23.4后期

姊妹染色體移向兩極，與此同時，細胞拉長，并由于赤道部細胞膜下方環(huán)行微絲束的活動，該部縮窄，細胞遂呈啞鈴形。（隨機取向）2024/7/23.5末期

染色單體到達兩極并去凝縮，重新出現(xiàn)染色質(zhì)絲和核仁；核膜重組裝高爾基體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成2024/7/22024/7/24.胞質(zhì)分裂

有絲分裂后期赤道板形成分裂溝微絲構(gòu)成收縮環(huán)4.1動物細胞的胞質(zhì)分裂2024/7/24.2植物細胞的胞質(zhì)分裂細胞內(nèi)形成新的細胞膜和細胞壁而將細胞分開2024/7/25.1.3有絲分裂過程中核被膜、紡錘絲、染色體都有變化2024/7/2細胞分裂前期，核纖層蛋白高度磷酸化而解體，導(dǎo)致核膜解體形成膜泡。末期時，核纖層蛋白發(fā)生去磷酸化作用而重新聚合并與膜泡結(jié)合，核膜孔也重新組成到心得核被膜上。最后，分散的核被膜重新融合為一。（一）核被膜的裂解與再生2024/7/22024/7/2構(gòu)成紡錘體的纖維是由成束的微管和與微管相結(jié)合的蛋白質(zhì)組成的。極纖維和動粒纖維（二）紡錘體的形成2024/7/22024/7/2前期：動粒出現(xiàn)，紡錘體形成。中期：染色體位于赤道板上。后期：著絲粒分裂染色體向兩極移動。（三）染色體的行為秋水仙素：破壞微管的組成，因而阻止染色體移向兩極，結(jié)果形成多倍體細胞。2024/7/2各種細胞器的增生主要在有絲分裂之前的間期發(fā)生，以保證分裂產(chǎn)生的兩個新細胞均能獲得各種細胞器。有些細胞器子細胞必須從母細胞中獲得。例如？（四）細胞器的增殖2024/7/2細胞周期的檢控點。最重要的檢控點是？細胞周期的時鐘：G2檢控點上控制細胞周期的分子機制：周期蛋白和Cdk激酶5.1.4分子機制控制細胞周期2024/7/22024/7/2（一）染色體的一般形態(tài)

染色體；著絲粒；主縊痕；端粒。5.1.5染色體2024/7/22024/7/2（二）性染色體和常染色體

性染色體：決定性別的染色體。性染色體以外的染色體稱常染色體。（三）染色體數(shù)目

各種生物的染色體數(shù)目是恒定的。2024/7/2（四）染色體組型

不同生物有不同數(shù)目、不同形態(tài)和不同大小的染色體，即不同生物有不同的染色體組型。（五）染色體帶

Giemsa染色；G帶和R帶。各個染色體的帶型是穩(wěn)定的；不同的物種，染色體的帶型各有特點。2024/7/25.2減數(shù)分裂1概念和意義概念：細胞進行一次DNA復(fù)制，隨后進行兩次分裂，染色體數(shù)目減半的一種特殊的有絲分裂。體細胞(雙倍體2n)

生殖細胞(單倍體n)意義：生物進行有性生殖的基礎(chǔ)確保世代間遺傳的穩(wěn)定性增加變異機會，生物進化與多樣性的基礎(chǔ)2024/7/2減數(shù)分裂可以分為兩個階段：

第一次減數(shù)分裂階段：DNA復(fù)制一次，細胞分裂一次。

第二次減數(shù)分裂階段：DNA不復(fù)制,細胞再分裂一次。

一是子細胞染色體數(shù)減半;

二是子細胞基因組合大為豐富。

2024/7/22.2.4.1第一次分裂(分裂Ⅰ)第一次減數(shù)分裂（分裂Ⅰ）

細線期(leptotene)

偶線期(zygotene)

前期Ⅰ

粗線期(pachytene)

雙線期(diplotene)

終變期(diakinesis)

中期Ⅰ

后期Ⅰ

末期Ⅰ

2024/7/2減數(shù)分裂Ｉ（細線期、偶線期、粗線期）細線期偶線期粗線期2024/7/2減數(shù)分裂Ｉ（雙線期、終變期）雙線期終變期2024/7/2減數(shù)分裂Ｉ（中、后、末）2024/7/2前期Ⅱ中期Ⅱ后期Ⅱ末期Ⅱ第二次分裂（分裂Ⅱ）2.2.4.2第二次分裂（分裂Ⅱ）2024/7/2

第二次分裂中，細胞核不再進行DNA的復(fù)制和染色體的加倍，分裂過程與有絲分裂相同，分成前、中、后、