生物化学第一章生命细胞和生物分子.ppt

我们所处在的地球充满着无数的生物，从最简单的病毒、类病毒到菌藻树草，从鱼虫鸟兽到最复杂的人类，处处都可以发现它们的踪迹，觉察到生命的活动。地球上的生物形形色色，千姿百态。不同的生物，其形态、生理特征和对环境的适应能力各不相同，都经历着生长、发育、衰老、死亡的变化，都具有繁殖后代的能力。 1.1生命的定义 生命的根本特性是什么？千百年来，人们以许多不同的观点阐述自己对此的看法。 19世纪下半叶，恩格斯对生命下了一个定义：“生命是蛋白体的存在方式，这个存在方式的基本因素在于和它周围的外部自然界的不断地新陈代谢，而且这种新陈代谢一停止，生命就随之停止，结果便是蛋白质的分解。”恩格斯的生命定义在一定程度上揭示了生命的物质基础，即具有新陈代谢功能的蛋白体。 生命是一个很难下的定义 （1）生理学定义 例如把生命定义为具有进食、代谢、 排泄、呼吸、运动、生长、生殖和反应性等功能 的系统。但某些细菌却不呼吸。 （2）新陈代谢定义 生命系统具有界面，与外界经常 交换物质但不改变其自身性质。 （3）生物化学定义 生命系统包含储藏遗传信息的核 酸和调节代谢的酶蛋白。但是已知某种病毒样生 物却没有核酸。 （4）遗传学定义 通过基因复制、突变和自然选择而 进化的系统。 （5）热力学定义 生命是个开放系统，它通过能量流 动和物质循环而不断增加内部秩序。 1.2 生命的构成单位——细胞 19世纪30年代，德国植物学家施莱登首先指出，所有植物体都是由细胞构成的。他的这个观点被德国动物学家施旺在动物组织和细胞研究中证实，所有动物也是由细胞构成的。 施旺指出：“细胞是有机体，整个动物或植物体乃是细胞的集合体。它们依照一定的规律排列在动物体内。”在此基础上他们创立了细胞学说。 细胞是生物体的基本结构单元 ?细胞是组成生物体的基本结构单元，是生物体进行代谢、能量转换、遗传以及其它生理活动的基本场所。 细胞学说、能量守恒和转换定律、达尔文进化论一起誉之为19世纪自然科学的三大发现。 由于细胞的发现，我们不仅知道一切高等有机体都是按照一个共同规律发育和生长的，而且通过细胞的变异，能改变自己，向更高的发育道路迈进。 1.2.1 细胞的分类和结构 所有的生物都是由细胞组成的，只是不同的生物体细胞的大小和形状有所不同。 有的细胞人的眼睛可以看得见，如鸟类的蛋，最大的直径近10厘米（鸵鸟蛋）。 有的细胞直径只有0.1微米，要用高倍显微镜才能看到，如原始的细菌。大多数细胞的直径是10-100微米，用低倍显微镜就能看到。 细胞的大小，即使在同一生物体的相同组织中也不一样。同一个细胞，处在不同发育阶段，它的大小也是会改变的。 细胞的大小 细胞的大小 细胞的形状 细胞的形状多种多样，有球体、多面体、纺锤体和柱状体等。由于细胞内在的结构和自身表面张力，以及外部的机械压力，各种细胞总是保持自己的一定形状。 细胞的形状和功能之间有密切关系。例如，神经细胞会伸展几米，这是因为伸长的神经细胞有利于传导外界的刺激信息。 高大的树木为什么能郁郁葱葱，这是因为植物内的导管、筛管细胞是管状的，有利于水分和营养的运输。 某些原核细胞的形状 烟草mosaic病毒 细胞的分类 根据生物的进化程度，细胞可以分为两大类：原核细胞(Prokaryote cell) 真核细胞(Eukaryote cell)。 1．原核细胞 原核细胞是一类进化程度低，结构最简单的一类细胞。属于原核细胞的有细菌(Bacteria)和蓝藻(blue-green algae)等。 原核细胞的特点 原核细胞的外层是细胞壁和细胞膜（质膜），内部为细胞质。细胞质的结构非常简单，没有明显的细胞器（由封闭的生物膜包裹的固体质粒），只有原始的细胞核（无核膜和核仁）和其它一些核糖核蛋白体等。 2．真核细胞 真核细胞是高等植物和动物的基本组织单位。 真核细胞的外层为细胞膜（植物细胞还有一层细胞壁），内部为细胞质。 真核细胞的结构 植物细胞的结构 细胞的三维结构图形 1.2.2 细胞的功能 细胞的细胞膜、细胞质和细胞器是细胞的功能机构。 生命现象中的许多重要过程，例如细胞的进化，遗传信息的传递，生物的生殖、发育和衰老，生物代谢和调节，能量的产生和转换，激素的作用机制，神经信息的传递等，都与生物膜和细胞器功能密切相关。 1．细胞膜Cell membrane 细胞膜是真核细胞表层的一层薄膜，是活细胞的重要组成部分。 它具有保护细胞、进行物质交换、传递信息、能量转换、运动和免疫等生理功能。 2．细胞质cell plasma 细胞质是非常复杂的生物胶体。 细胞质所含的有形物质为各种细胞器，细胞器之间为胞液。 细胞胞液主要由酶、激素、脂类、糖类以及多种无