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1、第 一 篇细胞与生物大分子 普通生物学 第一篇 细胞1 蒙民伟楼1301室;E-mail:;Tel:83593389,黄 亚 红 普通生物学 第一篇 细胞2胡克(Robert Hook,英国)及其发明的显微镜列文虎克(A.van Leeuwenhoek荷兰)的显微镜319世纪30年代,德国 施莱登、施万提出:一切植物、动物都由细胞组成,细胞是一切动植物的基本单位。施万提出“细胞学说”这个术语。4 所有生物都由细胞和细胞产物所构成;新细胞只能由原来的细胞经分裂而产生;所有细胞都具有基本上相同的化学组成和 代谢活性;生物体总的活性可以看成是生物体的各相 关细胞的相互作用和集体活动的总和。细胞学说的
2、基本内容5电子显微镜:加速的电子束代替可见光,分辨力提高至0.2nm。电镜样本需经过加工,不能观察活的样本。种类:透射电镜(TEM)内部结构 扫描电镜(SEM)表面结构6分级分离技术可用于研究活的样本细胞分级分离:细胞破碎后将各种细胞器分开,可分别研究它们的功能。7细胞是生命的基础细胞是生命的基本单位8第二章 生命的化学基础第三章 细胞结构与细胞通讯第四章 细胞代谢第五章 细胞的分裂和分化9 生物分子与生命现象 任何生物分子 即使核酸、蛋白质等关键性大分子,离开生物体就没有生命现象;各种生物分子 特有方式组合(细胞)生命现象;普通生物学 第1 篇 细胞 第2章 生命的化学基础10 了解生命分子
3、 是了解生命本质的基础;所以,在介绍细胞之前,本章先介绍组成生物的分子。112.1 原子和分子2.2 组成细胞的大分子第二章 生命的化学基础122.1 原子和分子 目前已知的化学元素有119种,其中天然元素有92种。92种天然元素中已有81种在人体中被发现(除He,Ne,Ar,Kr,Xe,Fr,At,Ac,Pa,Tc)。81种元素按其在人体所占质量的比例是否大于0.01%划分常量元素和微量元素。132.1.1 人的生命需要约25种元素14符号 元素 占体重的百分数/O氧65.0C碳18.5H氢9.5N氮3.3Ca钙1.5P磷1.0K钾0.4S硫0.3Na钠0.2Cl 氯0.2Mg镁0.1微量元
4、素:硼(B),铬(Cr),钴(Co),铜(Cu),氟(F),碘(I),铁(Fe),锰(Mn),(少于0.01)钼(Mo),硒(Se),硅(Si),锡(Sn),钒(V),锌(Zn)表 2-1 人体中存在的元素15人体必需的25种元素中,常量元素有11种,其中C、H、O、N、P、S、Ca等,占99.35%;而C、H、O、N 4 种元素占96.3%。微量元素有14种,人体必需,只是需要量极少。不同生物需要量不同,在生物体内作用很大。举例:碘(I)16碘缺乏症甲状腺肿呆小症17 元素由原子组成,原子是物质的最小单位,半径(2-3)10-8cm原子质子电子中子原子序数:每一种原子中质子的数目称为该原子的
5、原子序数,是该原子所特有。同位素:质子数和电子数相同,中子数不同的原子称为同位素。182.1.2 化合物由元素组成 电子决定原子的化学性质;最外层的电子 数决定原子的化学特性。原子之间怎样发生反应形成化合物?电子的共用和得失形成化学键。电子得失形成离子键。电子对共用形成共价键 生物大分子化学键的主要形式 生物大分子化学键的主要形式。水:两个氢原子分别与氧共用一对电子,通过两个 共价键连接形成。19 地球上的生命起源于水,水是生命的介质,陆生生物体内细胞也生活在水环境中。细胞中水含量占 70%80%2.1.3 水是细胞中不可缺失的物质20太湖蓝藻暴发21 水的特性 水是极性分子;分子之间形成氢键
6、;水有较强的内聚力和 表面张力。22 水的特性 水分子之间的氢键使水能缓和温度的变化 细胞的温度和代谢速率保持稳定;动、植物维持相对恒定的体温。冰比水密度低 有利于水生生物的生存。23 水的特性 水是极好的溶剂。水是生命所需物质的良好溶剂,也是生命系统中各种化学反应的理想介质。24 水能够电离。水分子可以电离成氢离子(H+)和羟离子(OH-)。水解反应 脱水合成反应 生物体内H+和OH-必须处于平衡状态。溶液中H+、OH-的多少决定了溶液的酸碱性,酸碱度用pH表示,可从0-14,中性溶液pH为7。大多活细胞的pH近于7,细胞中pH的微小变化对细胞都是有害的。25 新陈代谢包括无数的化学反应,使
7、生物体内的众多物质千变万化。原子化合成分子和简单分子形成复杂分子时,出现新的性质。生物体内通过化学键的破坏与形成发生各式各样的重要反应。2.1.4 化学反应使原子重组26 细胞都由水、蛋白质、糖类、脂质、核酸、盐类和各种微量的有机化合物组成。2.2 组成细胞的生物大分子 糖类、蛋白质、核酸和脂质在生命现象中起重要作用,分子极其巨大,被称为 生物大分子。272.2.1 碳是组成细胞中各种大分子的基础 碳最外层有4个电子空位,极易形成4个共价键;碳架结构排列和长短决定有机化合物的基本性质。28 生物体中的有机化合物主生物体中的有机化合物主要含有羟基要含有羟基(OH)、羰基、羰基(CO)、羧基、羧基
8、(COOH)和氨基和氨基(NH2)等等功能基团,这些基团几乎都是功能基团,这些基团几乎都是极性基团。极性基团。功能基团的极性使生物分功能基团的极性使生物分子具有子具有亲水性,有利于这些,有利于这些化合物稳定存在于含有大量水化合物稳定存在于含有大量水分子的细胞中。分子的细胞中。292.2.2 细胞利用少数种类的小分子合成多种大分子 小分子 大分子 复合大分子 单 糖 多 糖 糖蛋白 氨基酸 蛋白质 糖 脂 核苷酸 核 酸 脂蛋白 脂 类 多聚体:由相同或相似的小分子组成的长链。单体:组成多聚体的小分子称为单体。30 脱水合成:细胞将单体组成多聚体的方式;HO-A-A-A-H+HO-A-H HO-A-A-A-A-HH2O 水解反应:将多聚体分解为单体的反应。HO-A-A-A-A-HH2OHO-A-A-A-H HO-A-H+31 细胞中重要的有机物,含C、H、O三种元素,基本化学式:CH2O。提供生命活动所需的能源,且是重要的中间代谢物,用来合成重要的生物大分子。包括小分子的单糖、双糖、三糖等,及由单糖构成的大分子的多糖。2.3 糖类32