细胞和生物膜 (2)讲稿.ppt

关于细胞和生物膜(2)1第一页，讲稿共四十四页哦2我我们们所所在在的的地地球球充充满满着着无无数数的的生生物物，从从最最简简单单的的病病毒毒、菌菌、藻藻到到小小草草、大大树树，从从虫虫、鱼鱼、鸟鸟、兽兽到到最最复复杂杂的的人人类类，处处处处都都可可以以发发现现生生命命的的踪踪迹迹，觉觉察察到到生生命命的活动。的活动。地地球球上上的的生生物物形形形形色色色色，千千姿姿百百态态。不不同同的的生生物物，其其形形态态、生生理理特特征征和和对对环环境境的的适适应应能能力力各各不不相相同同，但但都都经经历历着着同同样样的的生生长长、发发育育、衰衰老老、死亡的变化，都具有繁殖后代的能力。死亡的变化，都具有繁殖后代的能力。第二页，讲稿共四十四页哦3一一.生命的含义及特征生命的含义及特征千百年来，人们以许多不同的观点阐述自己的看法千百年来，人们以许多不同的观点阐述自己的看法恩恩格格斯斯：“生生命命是是蛋蛋白白体体的的存存在在方方式式，这这个个存存在在方方式式的的基基本本因因素素在在于于和和它它不不断断地地新新陈陈代代谢谢，而而且且这这种种新新陈陈代代谢谢一一停停止止，生生命命就就随随之之停停止止，结结果果便便是是蛋蛋白白质质的的分分解解。”，这这一一定定义揭示了生命的义揭示了生命的物质基础物质基础，即，即具有新陈代谢功能的蛋白体具有新陈代谢功能的蛋白体。第三页，讲稿共四十四页哦4生命的定义生命的定义：（1）生理学：生理学：生命为具有吸收、代谢、生命为具有吸收、代谢、排泄、呼吸、运动、生排泄、呼吸、运动、生长及生殖等功能的系统。长及生殖等功能的系统。（2）生物化学：生物化学：生命包含储藏遗传信息的核酸和调节代谢生命包含储藏遗传信息的核酸和调节代谢的酶蛋白。的酶蛋白。（3）遗传学：遗传学：生命为通过基因复制、突变和自然选择而进生命为通过基因复制、突变和自然选择而进化的系统。化的系统。（4）社会学社会学：第四页，讲稿共四十四页哦5思思 考：考：1、生命是什么？、生命是什么？2、你是如何看待生命的？、你是如何看待生命的？第五页，讲稿共四十四页哦6生命是一种过程！生命是一种过程！v结果尽管重要，但是过程更加重要过程更加重要，因为结果好了我们会更加快乐，但过程使我们的生命充实过程使我们的生命充实。v世界上很少有永恒。人的生命最后的结果一定是死亡，但不能因此说我们的生命没有意义。v因此我们要赋予我们的生命一种希望实现的意义，珍惜生命的每一天，享受生命的过程！享受生命的过程！第六页，讲稿共四十四页哦7二、细胞的基本结构1、生命的构成单位、生命的构成单位细胞细胞 19世纪世纪30年代，德国年代，德国植物学家施莱登植物学家施莱登首先指出，所有植首先指出，所有植物体都是由细胞构成的。物体都是由细胞构成的。德国德国动物学家施旺动物学家施旺在动物组织和细胞研究中证实，所有在动物组织和细胞研究中证实，所有动物是由细胞构成的。动物是由细胞构成的。在此基础上在此基础上创立了细胞学说：创立了细胞学说：细胞是组成生物体的基本结细胞是组成生物体的基本结构单元构单元，是生物体进行代谢、能量转换、遗传以及其它生理，是生物体进行代谢、能量转换、遗传以及其它生理活动的活动的基本场所基本场所。第七页，讲稿共四十四页哦82 2、细胞概念的理解、细胞概念的理解v除病毒外的一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位v细胞是遗传的基本单位，具有遗传的全能性v细胞是有机体生长与发育的基础v细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，是代谢与功能的基本单位v没有细胞就没有完整的生命第八页，讲稿共四十四页哦9受精卵能够分化出各种细胞、组织，形成一个完整的个体，所以把受精卵的分化潜能称为全能性 第九页，讲稿共四十四页哦10干细胞是一类具有分裂和分化能力的细胞 第十页，讲稿共四十四页哦11第十一页，讲稿共四十四页哦12细胞概念的思考v多层次非线性的复杂机构体系v物质结构、功能与信息传递精巧结合的综合体v高度有序，具有自装配与自组织能力的体系第十二页，讲稿共四十四页哦133、细胞的基本共性v表面均有细胞膜v有两种核酸即DNA和RNA作为遗传信息的载体v合成蛋白质的机器核糖体存在一切细胞内，是任何细胞不可缺少的基本结构v细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂，这是生命繁衍的基础和保证第十三页，讲稿共四十四页哦144、细胞的分类和结构、细胞的分类和结构（1 1）细胞的大小）细胞的大小a.a.不同的生物体，细胞的大小和形状不同：不同的生物体，细胞的大小和形状不同：肉眼可见如鸟类的蛋，肉眼可见如鸟类的蛋，最大的直径近最大的直径近1010厘米（鸵鸟蛋）厘米（鸵鸟蛋）。低倍显微镜可见：大多数细胞直径是低倍显微镜可见：大多数细胞直径是10-10010-100微米微米高倍显微镜才能看到：直径只有高倍显微镜才能看到：直径只有0.10.1微米。微米。b.b.同一生物体的不同组织中细胞也不一样。同一生物体的不同组织中细胞也不一样。c.c.处在不同发育阶段的同一个细胞，它的大小也是会改变的。处在不同发育阶段的同一个细胞，它的大小也是会改变的。第十四页，讲稿共四十四页哦15(2)细胞的形状细胞的形状v形状形状多样，有多样，有球体、柱状、纤维状、多面体、纺锤体球体、柱状、纤维状、多面体、纺锤体等。等。v形状和功能密切相关，如：形状和功能密切相关，如：神经细胞会伸展几米，神经细胞会伸展几米，因为伸长的因为伸长的神经细胞有利于传导外界的刺激信息；植物体内的导神经细胞有利于传导外界的刺激信息；植物体内的导管、筛管、筛管细胞管细胞是管状的，有利于水分和养分的运输。是管状的，有利于水分和养分的运输。（3 3）细胞的分类）细胞的分类 根据有无成型的核分为：根据有无成型的核分为：原核细胞：细菌、蓝藻原核细胞：细菌、蓝藻 真核细胞：动物、植物、真菌（霉菌、酵母）真核细胞：动物、植物、真菌（霉菌、酵母）第十五页，讲稿共四十四页哦16原核细胞的结构第十六页，讲稿共四十四页哦17动物细胞的结构第十七页，讲稿共四十四页哦18（4）细胞的结构及功能 细胞膜细胞膜：保护细胞，物质交换，传递信息，能量转换，运动与免疫 细胞质细胞质：细胞内各种细胞器之间相互联系的 介质，生化反应的场所第十八页，讲稿共四十四页哦19v细胞器：细胞器：细胞核-存储、复制和转录遗传信息；线粒体 -能量加工厂；核糖体 -生物合成蛋白质；内质网 -蛋白质、甘油酯和磷脂的合成与解毒 高尔基体-更新细胞内物质转运和细胞膜 溶酶体 -分解、清除细胞内代谢物质 叶绿体 -进行光合作用 第十九页，讲稿共四十四页哦20细胞核的结构细胞核的结构原核细胞无细胞核，只有一个含原核细胞无细胞核，只有一个含有有DNA遗传信息的相对固定的核遗传信息的相对固定的核区，无核膜和核仁区，无核膜和核仁真核细胞的细胞核，有核膜、核真核细胞的细胞核，有核膜、核仁和组蛋白等，主要成分是仁和组蛋白等，主要成分是DNA、RNA和有关的蛋白质。和有关的蛋白质。细胞核具有遗传信息的存储、复制细胞核具有遗传信息的存储、复制和转录等功能。和转录等功能。第二十页，讲稿共四十四页哦21植物细胞的结构第二十一页，讲稿共四十四页哦22线粒体线粒体v原核细胞不含线粒体原核细胞不含线粒体，大多数动植，大多数动植物真核细胞都含有线粒体。物真核细胞都含有线粒体。v棒状小粒，外膜包围着内膜，内棒状小粒，外膜包围着内膜，内膜为半透膜，只有部分小分子可膜为半透膜，只有部分小分子可以通过。外膜通透性较大，可透以通过。外膜通透性较大，可透过较大的分子。过较大的分子。v含有多种酶系含有多种酶系v进行生物代谢和进行生物代谢和能量转换最重要的场能量转换最重要的场所所第二十二页，讲稿共四十四页哦23核糖核蛋白体（核糖核蛋白体（核糖体）核糖体）由核糖核酸与多种结合蛋白构成，是蛋白质生物合成由核糖核酸与多种结合蛋白构成，是蛋白质生物合成的主要场所。的主要场所。第二十三页，讲稿共四十四页哦24内质网内质网原核细胞无内质网原核细胞无内质网，而所有，而所有的的真核细胞都有内质网真核细胞都有内质网。以是以是否附有核糖体否附有核糖体分粗面内质分粗面内质网和滑面内质网。网和滑面内质网。含有含有多种重要酶系多种重要酶系，参与有，参与有关蛋白质、甘油酯和磷脂的合关蛋白质、甘油酯和磷脂的合成及解毒等成及解毒等。第二十四页，讲稿共四十四页哦25溶酶体溶酶体v由由30-4030-40种水解酶种水解酶和膜基质组和膜基质组成的一种细胞器。成的一种细胞器。v主要含有主要含有RNARNA水解酶、水解酶、DNADNA水解水解酶、蛋白酶、酸性糖苷酶、酶、蛋白酶、酸性糖苷酶、酸性磷酸酯酶、脂酶和磷脂酸性磷酸酯酶、脂酶和磷脂酶等。酶等。v是细胞内是细胞内代谢物质的分解、清代谢物质的分解、清除除的主要场所。的主要场所。第二十五页，讲稿共四十四页哦26叶绿体叶绿体v存在于绿色植物和藻类的细存在于绿色植物和藻类的细胞中。胞中。v叶绿体主要含有叶绿素，是叶绿体主要含有叶绿素，是进行进行光合作用光合作用的场所。的场所。第二十六页，讲稿共四十四页哦27原核细胞与真核细胞的比较a.膜系统的分化和演变 真核细胞以膜系统的分化为基础分割为核和质，以及细胞器，致使细胞内部结构和功能的分工b.遗传信息量和遗传装置的扩增与复杂化：基因数增加，出现遗传信息重复序列和染色体多倍性，转录与翻译有严格的阶段性和区域性 第二十七页，讲稿共四十四页哦28三、生物膜的组成、结构、功能及运用1、生物膜的概念：、生物膜的概念：v细胞或细胞器与其环境分开的膜通称为生物膜生物膜v细胞质与其环境分开的膜称为细胞膜或质膜细胞膜或质膜v胞质内的膜胞质内的膜是依据细胞器的名称依据细胞器的名称而定，如线粒体膜、核膜、内质网膜、叶绿体膜v提供了细胞内有序反应有序反应和“区域化区域化”的结构基础结构基础，保证各种细胞器具有恒定、动态恒定、动态的内环境，又相互联系、相互制约，从而使整个细胞活动有条不紊、协调一致有条不紊、协调一致第二十八页，讲稿共四十四页哦292、生物膜的特性：、生物膜的特性：流动性：流动性：取决于膜磷脂分子中不饱和脂肪酸的百分比，百分比越高，膜的流动性就越大选择性渗透作用选择性渗透作用：生物膜上的膜蛋白不同，其选择性也不同自我封闭（修复）性自我封闭（修复）性：快速自我封闭不对称性不对称性：每层膜的脂质组成不对称、膜蛋白分布的不对称第二十九页，讲稿共四十四页哦303 3、生物膜的组成、生物膜的组成脂质脂质：最基本的结构物质，占细胞总脂质的40%，包括磷脂、胆固醇和糖脂，以磷脂为主。蛋白质蛋白质：膜蛋白及酶，有单纯蛋白，也有结合蛋白，结合蛋白结合蛋白以糖蛋白为主，其次为脂蛋白；膜蛋白在细胞膜上的位置是可以移动的，但是相对固定的而非随机漂移第三十页，讲稿共四十四页哦314 4、生物膜的结构：、生物膜的结构：第三十一页，讲稿共四十四页哦325 5、生物膜的功能、生物膜的功能v保护功能保护功能v转运功能转运功能：被动转运；主动转运；v能量转换能量转换：氧化磷酸化、光合磷酸化为机体提供能量v信息传递信息传递v运动运动原生动物、单细胞动物利用膜表面的纤毛或鞭毛的摆动而移动。淋巴细胞的吞噬作用等v免疫功能免疫功能：抗原激活抗原受体，产生抗体，执行免疫功能第三十二页，讲稿共四十四页哦33v生物膜技术在处理市政排水中的运用v人工模拟膜：自组装单分子膜技术可实现对金属表面的防护玻璃表层单分子膜技术可改变玻璃的特性是玻璃行业的福音6、生物膜的运用、生物膜的运用第三十三页，讲稿共四十四页哦341 1、生物体的化学组成、生物体的化学组成无机物无机物水水-生物体中含量达生物体中含量达70%-90%70%-90%碳酸盐碳酸盐 磷酸盐磷酸盐 硫酸盐硫酸盐 卤化物卤化物酸盐酸盐金属离子金属离子无机盐无机盐NaKCaFe（磷酸盐为主磷酸盐为主）（Ca盐为主）盐为主）有机物有机物糖糖脂脂蛋白质蛋白质核酸核酸维生素维生素激素激素（糖、脂、蛋白质、核酸为主）（糖、脂、蛋白质、核酸为主）（蛋白质最为重要，核酸最为根本）（蛋白质最为重要，核酸最为根本）四、生物体化学物质的种类四、生物体化学物质的种类第三十四页，讲稿共四十四页哦352.2.生物体的元素组成生物体的元素组成地球上存在的92种天然元素中，只有28种元素在生物体内被发现第一类元素：包括第一类元素：包括C C、H H、O O和和N N 四种元素四种元素，是组成生命体最基本的元素。这四种元素约占了生物体总质量的99%以上。第二类元素：包括第二类元素：包括S S、P P、ClCl、CaCa、K K、NaNa和和MgMg。这类元素也是组成生命体的基本元素。第三类元素：包括第三类元素：包括FeFe、CuCu、CoCo、MnMn和和ZnZn。是生物体内存在的主要少量元素。第四类元素：包括第四类元素：包括AlAl、AsAs、B B、BrBr、CrCr、F F、CaCa、I I、MoMo、SeSe、SiSi等等。第三十五页，讲稿共四十四页哦36 3、生物分子、生物分子（1）生物分子）生物分子是生物体和生命现象的结构和功能基础，是生物化学研究的是生物体和生命现象的结构和功能基础，是生物化学研究的基本对象基本对象,主要主要包括：糖、脂、核酸和蛋白质等生物大分子；维生素、包括：糖、脂、核酸和蛋白质等生物大分子；维生素、辅酶、激素、核苷酸和氨基酸等。辅酶、激素、核苷酸和氨基酸等。（2 2）生物分子的特征）生物分子的特征v由简单的结构单元分子所组成由简单的结构单元分子所组成.v具有非常复杂的结构具有非常复杂的结构v生物分子的手性生物分子的手性第三十六页，讲稿共四十四页哦37（3）生物分子是有活性的）生物分子是有活性的 方向性。方向性。信息分子信息分子特征性的三维结构特征性的三维结构非共价作用力维持生物大分子的结构非共价作用力维持生物大分子的结构结构互补性和分子识别结构互补性和分子识别第三十七页，讲稿共四十四页哦38五、水在生命中的作用五、水在生命中的作用水在生物体一般占水在生物体一般占70%-90%。1结构的特殊性：结构的特殊性：HOH 非线性排列。非线性排列。“弯曲弯曲”形成偶极。形成偶极。2参与了许多生物化学过程参与了许多生物化学过程:大多数生物化学反应的介质是水大多数生物化学反应的介质是水;水的离子水的离子化产物化产物H+OH-作为反应物参与反应作为反应物参与反应3作为溶剂作为溶剂物质转运必须溶于水物质转运必须溶于水v 大多数的盐类。如大多数的盐类。如NaCl、KCl、KNO3-v 带极性的有机物。如蛋白质，核酸带极性的有机物。如蛋白质，核酸-v 带亲水基团和疏水基团的两性分子。如磷脂带亲水基团和疏水基团的两性分子。如磷脂4水的离子化和水的离子化和pH第三十八页，讲稿共四十四页哦39六、六、缓冲溶液及生物体的缓冲体系缓冲溶液及生物体的缓冲体系1缓冲溶液：当少量的酸（缓冲溶液：当少量的酸（H+）或碱）或碱(OH-)加入到缓冲溶液中时，溶加入到缓冲溶液中时，溶液的液的pH变化很小。变化很小。缓冲溶液系统由弱酸（缓冲溶液系统由弱酸（H+供体）和它的共轭碱（供体）和它的共轭碱（H+受体）组成。受体）组成。例如，等摩尔的醋酸（弱酸）和醋酸离子（共轭碱）混合物的例如，等摩尔的醋酸（弱酸）和醋酸离子（共轭碱）混合物的水溶液是典型的缓冲溶液。不同的缓冲溶液体系有不同的缓冲水溶液是典型的缓冲溶液。不同的缓冲溶液体系有不同的缓冲区。区。CH3COOH/CH3COO-溶液：溶液：pH4.76 1(pKa=4.76)H2PO4-/HPO42-溶液：溶液：pH 6.68 1(pKa=6.68)；NH4+/NH3 溶液：溶液：pH 9.25 1(pKa=9.25)。第三十九页，讲稿共四十四页哦40磷磷酸酸缓缓冲冲液液的的滴滴定定曲曲线线乙乙酸酸缓缓冲冲液液的的滴滴定定曲曲线线第四十页，讲稿共四十四页哦41 生物体内的生化过程几乎都与生物体内的生化过程几乎都与pHpH变化有关。变化有关。pHpH的微小变化将影的微小变化将影响许多生化反应的速度和方向。细胞的胞液、血液等都是缓冲响许多生化反应的速度和方向。细胞的胞液、血液等都是缓冲溶液。人体缓冲体系溶液。人体缓冲体系pH7.4pH7.4。生物体的缓冲体系主要由存在于体内的各种弱酸及其共轭碱生物体的缓冲体系主要由存在于体内的各种弱酸及其共轭碱组成。组成。蛋白质氨基酸残基蛋白质氨基酸残基：COOH/COO-、-NH3+/-NH2 ；核酸和核苷酸：核酸和核苷酸：H2PO4-/HPO42-血液：血液：H2CO3/HCO3-2、生物体的缓冲体系、生物体的缓冲体系第四十一页，讲稿共四十四页哦42生物体的缓冲体系：生物体的缓冲体系：磷酸盐磷酸盐缓冲体系缓冲体系碳酸盐碳酸盐缓冲体系缓冲体系蛋白盐蛋白盐缓冲体系缓冲体系组成：组成：HPOHPO4 42-2-H-H2 2POPO4 4-作用：作用：细胞内细胞内pHpH稳定稳定组成：组成：HCOHCO3 3-CO-CO3 32-2-作用：作用：细胞外液细胞外液pHpH稳定稳定组成：组成：蛋白蛋白-蛋白盐蛋白盐 作用：作用：细胞内外细胞内外pHpH稳定稳定第四十二页，讲稿共四十四页哦433、生物化学研究中常用的缓冲溶液系统、生物化学研究中常用的缓冲溶液系统、生物化学研究中常用的缓冲溶液系统、生物化学研究中常用的缓冲溶液系统系统的组成系统的组成 浓度浓度 mol/L 缓冲范围缓冲范围(pH)甘氨酸甘氨酸-盐酸盐酸 0.05 2.2-3.6柠檬酸柠檬酸-柠檬酸钠柠檬酸钠 0.1 3.0-6.6乙酸乙酸-乙酸钠乙酸钠 0.2 3.6-5.8磷酸氢二钠磷酸氢二钠-磷酸二氢钠磷酸二氢钠 0.5 5.8-8.0磷酸氢二钠磷酸氢二钠-磷酸二氢钾磷酸二氢钾 0.05 4.9-8.2Tris*-盐酸盐酸 0.05 7.1-8.9碳酸钠碳酸钠-碳酸氢钠碳酸氢钠 0.1 9.2-10.8*Tris=三羟甲基氨基甲烷三羟甲基氨基甲烷第四十三页，讲稿共四十四页哦07.04.2023感感谢谢大大家家观观看看第四十四页，讲稿共四十四页哦