生命中的化学6

1、1、大肠杆菌 2、念珠藻 3、小球藻 4、酵母菌 5、火丝菌 6、眼虫 7、分生组织细胞 8、栅栏组织薄壁细胞 9、驴蹄草叶表皮细胞和保卫细胞 10、大鼠肝细胞 11、肾近曲小管上皮细胞 12、成纤维细胞 13、人红细胞 14、人精子 15、哺乳动物的横纹肌细胞 16、平滑肌细胞 17、神经细胞体 直直 观观 一个受精卵一个受精卵 成年人（约婴儿的成年人（约婴儿的30倍）倍） 婴儿（约婴儿（约2万亿个细胞）万亿个细胞） 细细 胞胞 发发 育育 示示 例例 一、细胞大小（um）与数目 v最小的细胞最小的细胞 支原体：直径支原体：直径100 nm v最大细胞是鸟类的卵细胞最大细胞是鸟类的卵细胞 鸵

2、鸟蛋：直径鸵鸟蛋：直径150mm v最长的细胞最长的细胞 神经细胞：神经纤维长度神经细胞：神经纤维长度 1 m 棉花、麻纤维（单个细胞）：棉花、麻纤维（单个细胞）：10 cm 细胞体积与面积 v动植物细胞直径：10 100 m v细胞核直径： 8 30 m v要求： 体积 容纳自身生存和繁殖所必需的核酸、蛋白质等 面积 保证能够从环境中获得充分的营养和水分 细胞的观察 1000变形虫肉眼或放大镜 500眼虫肉眼或放大镜 200人卵肉眼或放大镜 100硅藻肉眼或放大镜 10蓝藻光学显微镜 5人精子头部光学显微镜 1葡萄球菌光学显微镜 0.1 支原体电子显微镜 0.05噬菌体T2电子显微镜 0.0

3、1小病毒和蛋白质 电子显微镜 1、细胞的大小和机能是相适应的 神经细胞长 神经信号传导 卵细胞体积大 存放营养物质（供胚胎发育） 2、有机体的体积与细胞的数目有关 新生儿约有21012 成年人约有61013 v 根据细胞数目划分：根据细胞数目划分： 单细胞生物单细胞生物 多细胞生物多细胞生物 主要特点：主要特点： 1.遗传物质仅一个环状遗传物质仅一个环状DNA 2.无核膜无核膜 3.无细胞器无细胞器,无细胞骨架无细胞骨架 4.以无丝分裂或出芽繁殖以无丝分裂或出芽繁殖 代表生物代表生物: 支原体支原体,细菌细菌,蓝藻蓝藻,螺旋藻螺旋藻 三大结构体系：三大结构体系： 膜系统膜系统: 质膜质膜, 内

4、膜系统内膜系统, 细胞器细胞器 细胞核系统细胞核系统: 遗传信息表达系统遗传信息表达系统 骨架系统骨架系统: 细胞质、细胞核等骨架系统细胞质、细胞核等骨架系统 原核细胞和真核细胞比较原核细胞和真核细胞比较 细胞大小细胞大小 染色体染色体 细胞核细胞核 细胞器细胞器 内膜系统内膜系统 微梁系统微梁系统 细胞分裂细胞分裂 转录和翻译转录和翻译 较小较小 (1-10m)较大较大 (10-100m) 一条一条DNA。不与。不与 蛋白质联结。蛋白质联结。 几条染色体。与蛋几条染色体。与蛋 白质联结在一起白质联结在一起。 核区核区,无核膜核仁无核膜核仁有核膜和核仁有核膜和核仁 无无有有 简单简单复杂复杂

5、无无微管和微丝微管和微丝 二分体二分体,出芽分裂出芽分裂有丝分裂有丝分裂 同一时间和地点同一时间和地点不同时间和地点不同时间和地点 二、细胞结构二、细胞结构 v细胞膜（细胞膜（Cell Membranes） v细胞壁（细胞壁（Cell Wall） v细胞质（细胞质（Cytoplasm） v细胞核（细胞核（Nucleus） v动物细胞动物细胞 v植物细胞植物细胞 动物细胞模式图 细胞壁（细胞壁（Cell Wall) 叶绿体（叶绿体（Chloroplast) 大液泡（大液泡（Vacuole) 胞间连丝（胞间连丝（Plasmodesmata) 植物细胞模式图 细胞膜 细胞膜功能 保护细胞保护细胞 结

6、构、形状结构、形状 物质交换物质交换 转运物质转运物质 信息传递信息传递 如神经信号传导如神经信号传导 能量交换能量交换 如化学能如化学能生物能生物能 运动运动 促进运动促进运动 免疫免疫 专一性抗原受体专一性抗原受体 细胞壁细胞壁 植物细胞质膜外围植物细胞质膜外围 初生壁初生壁 次生壁次生壁 功能：功能： 机械支撑机械支撑 生长、分化生长、分化 细胞识别细胞识别 抗病抗病 细胞壁图示细胞壁图示 细胞质 v细胞液细胞液 v细胞器细胞器 v细胞溶质（胞液，细胞溶质（胞液， cytosol ） - 细胞之内处于各个细胞器官之外的区域。细胞之内处于各个细胞器官之外的区域。 v胞液占细胞体积的胞液占细

7、胞体积的 55% 左右。包含上千种酶，用于糖酵左右。包含上千种酶，用于糖酵 解（解（glycolysis）和糖异生（）和糖异生（ gluconeogenesis）过程的）过程的 催化及糖、脂肪酸、氨基酸的生物合成催化及糖、脂肪酸、氨基酸的生物合成. v胞液同样含有结构骨架胞液同样含有结构骨架细胞骨架（细胞骨架（cytoskeleton）：保）：保 持细胞的形状，组织生化反应，持细胞的形状，组织生化反应， 帮助细胞运动。帮助细胞运动。 细胞液 植物胞液电子显微镜照片植物胞液电子显微镜照片 各种细胞器各种细胞器 线粒体线粒体 （功能：能量转换，细胞复制，生存）（功能：能量转换，细胞复制，生存） 叶

8、绿体叶绿体 （功能：光合作用）（功能：光合作用） 内质网内质网（功能：细胞复制，生存）（功能：细胞复制，生存） 高尔基体高尔基体 溶酶体溶酶体 细胞骨架细胞骨架 核糖体核糖体 细胞核细胞核 v真核细胞中的细胞控制中心真核细胞中的细胞控制中心 v包含遗传信息（染色质）包含遗传信息（染色质） v与细胞质中的其它细胞器通讯与细胞质中的其它细胞器通讯 形态结构形态结构 功能功能 半自主性半自主性 能量转换器，细胞动力工厂能量转换器，细胞动力工厂 电镜下的线粒体照片电镜下的线粒体照片 外膜（外膜（outer membrane) 内膜（内膜（inner membrane) 嵴（嵴（crista) 基质（基

9、质（ matrix) 膜间隙（膜间隙（intermembrane space) 线粒体进行氧化磷酸化，产生线粒体进行氧化磷酸化，产生ATP，是是 细胞的细胞的“动力工厂动力工厂”。 形态结构形态结构 功能功能：光合作用光合作用 能量转换器能量转换器 1.腔内都有成环状腔内都有成环状DNA,70S 核糖体。核糖体。 2.它们都能自行分化。它们都能自行分化。 3.但部分蛋白质还要在但部分蛋白质还要在 胞质内合成胞质内合成 基本类型基本类型 功能功能 单层膜形成的囊状、泡状和管状结构单层膜形成的囊状、泡状和管状结构 粗面内质网粗面内质网（rER) 光面内质网光面内质网（sER) 蛋白质的合成蛋白质的

10、合成 脂类的合成脂类的合成 蛋白质的修饰蛋白质的修饰 新生多肽的折叠与组装新生多肽的折叠与组装 形态结构形态结构 功能功能 电镜下的高尔基体电镜下的高尔基体 是细胞内物质运输的交通枢纽是细胞内物质运输的交通枢纽 动物：位于细胞核一侧动物：位于细胞核一侧 植物：分散与整个细胞之中植物：分散与整个细胞之中 扁平小囊、扁平小囊、 小泡或大泡小泡或大泡 蛋白质修饰与加工（糖基化等）蛋白质修饰与加工（糖基化等） 蛋白质的分拣蛋白质的分拣 蛋白质和脂的运输蛋白质和脂的运输 蛋白质分泌等蛋白质分泌等 多糖合成（如粘液）多糖合成（如粘液） 结构结构 单层膜包围的球体单层膜包围的球体 由高尔基体断裂产生由高尔基

11、体断裂产生 含有大量的酶含有大量的酶 消化生物大分子消化生物大分子 溶酶体的标志酶是溶酶体的标志酶是酸性水解酶酸性水解酶 溶酶体和高尔基体溶酶体和高尔基体 根据溶酶体处于完成其生理功能的不同阶根据溶酶体处于完成其生理功能的不同阶 段，大致可分为：段，大致可分为： 初级溶酶体（初级溶酶体（primary lysosome) 次级溶酶体（次级溶酶体（secondary lysosome) 残余小体（残余小体（residual body) 与食物泡融合，将细胞吞噬进的食物或致病菌等大与食物泡融合，将细胞吞噬进的食物或致病菌等大 颗粒分解为生物大分子，将残渣排出细胞；颗粒分解为生物大分子，将残渣排出细

12、胞； 自噬：清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰自噬：清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰 老损伤和死亡的细胞，为新细胞的产生创造条件。老损伤和死亡的细胞，为新细胞的产生创造条件。 防御功能防御功能 例如：例如：1.两栖类发育过程中蝌蚪尾巴的退化；两栖类发育过程中蝌蚪尾巴的退化； 2. 哺乳动物断奶后乳腺的退化性的变化等过程哺乳动物断奶后乳腺的退化性的变化等过程 都与溶酶体有关。都与溶酶体有关。 细胞骨架 Cytoskeleton 胞质骨架：微丝胞质骨架：微丝 核骨架：核骨架： 核纤层核纤层 核基质核基质 微管微管 中间纤维中间纤维 细胞骨架功能细胞骨架功能 形态构建形态构建 细胞运动细胞

13、运动 物质运输物质运输 能量交换能量交换 信息传递信息传递 细胞分化细胞分化 细胞质中各种细细胞质中各种细 胞器、酶和蛋白胞器、酶和蛋白 质都固定在细胞质都固定在细胞 骨架上骨架上 微管蛋白微管蛋白 - 鞭毛、纤毛鞭毛、纤毛 肌动蛋白肌动蛋白 -微丝微丝 -与细胞质流动相关与细胞质流动相关 中间纤丝中间纤丝 -支撑和运动功能支撑和运动功能 微丝微丝 微管微管 中间纤维中间纤维 微丝（肌动蛋白纤维）微丝（肌动蛋白纤维） 是指真核细胞中由是指真核细胞中由 肌动蛋白组肌动蛋白组 成的骨架纤维。成的骨架纤维。 肌肉收缩肌肉收缩 微绒毛微绒毛 应力纤维应力纤维 胞质环流和阿米巴运动胞质环流和阿米巴运动

14、胞质分裂环胞质分裂环 微管由微管由、两种两种 类型的微管蛋白亚类型的微管蛋白亚 基组成，两种蛋白基组成，两种蛋白 形成微管蛋白二聚形成微管蛋白二聚 体体,是微管装配的基是微管装配的基 本单位。本单位。 微管是由微管蛋微管是由微管蛋 白二聚体组成的长管白二聚体组成的长管 状细胞器结构，微管状细胞器结构，微管 壁由壁由13根原纤维排列根原纤维排列 组成，微管可装配成组成，微管可装配成 单管、二连管（纤毛单管、二连管（纤毛 和鞭毛中）、三连管和鞭毛中）、三连管 （中心粒和基体中）（中心粒和基体中） 维持细胞形态维持细胞形态 细胞内运输细胞内运输 鞭毛运动与纤毛运动鞭毛运动与纤毛运动 纺锤体和染色体运

15、动纺锤体和染色体运动 基粒与中心粒基粒与中心粒 核糖体是合成蛋核糖体是合成蛋 白质的细胞器白质的细胞器,它的它的 主要成分是蛋白与主要成分是蛋白与 RNA,其唯一的功能其唯一的功能 是按照是按照mRNA的指的指 令用氨基酸合成多令用氨基酸合成多 肽链。肽链。 核糖体显微照片 质膜（质膜（plasma membrane) 内质网内质网(endoplasmic reticulum) 高尔基体（高尔基体（Golgi body) 溶酶体（溶酶体（lysosome) 线粒体（线粒体（mitochondria) 叶绿体（叶绿体（chloroplast) （1）类脂（）类脂（Lipid):质膜结构的分子骨架

16、，主要是磷脂质膜结构的分子骨架，主要是磷脂 流动镶嵌模型流动镶嵌模型 （1）流动）流动 分子双层分子双层内外层的脂与蛋白质不尽相同；内外层的脂与蛋白质不尽相同； 糖链均在外表面（识别，免疫）。糖链均在外表面（识别，免疫）。 ( 2 )不对称性不对称性 核被膜核被膜 染色质和染色体染色质和染色体 核仁核仁 核糖体核糖体 核被膜可分为三个区域：核被膜可分为三个区域： 核外膜（核外膜（outer nuclear membrane）：）：面向胞质，附有面向胞质，附有 核糖体颗粒，与内质网相连。核糖体颗粒，与内质网相连。 核内膜（核内膜（inner nuclear membrane）：）：面向核质，表面

17、面向核质，表面 无核糖体颗粒，膜上有特异蛋白，为核纤层提无核糖体颗粒，膜上有特异蛋白，为核纤层提 供结合位点。供结合位点。 核孔（核孔（nuclear pore）：）：在内外膜的融合处形成环状开在内外膜的融合处形成环状开 口。又称核孔复合体，是选择性双向亲水通道口。又称核孔复合体，是选择性双向亲水通道. 短臂短臂 着丝粒着丝粒 长臂长臂 DNA 染色单体染色单体 染色质染色质(chromatin)是指间期细胞内由是指间期细胞内由DNA、组蛋白、组蛋白、 非组蛋白及少量非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构，是组成的线性复合结构，是 间期细胞遗传物质存在的形式。间期细胞遗传物质存在的形式。 染色

18、体染色体（chomosome）是指细胞在有丝分裂或减数分是指细胞在有丝分裂或减数分 裂过程中，由染色质聚缩而成的棒状结构。裂过程中，由染色质聚缩而成的棒状结构。 螺线管螺线管 核小体核小体 染色体染色体 三、细胞过程三、细胞过程 v分子运输 vDNA复制 v增 殖 v蛋白质合成 v细胞代谢 v细胞信号传导 分子运输分子运输 v被动运输（高浓度低浓度） 梯度扩散：小分子（氧，二氧化碳） 通过载体蛋白运输 v主动运输（低浓度高浓度，耗能） 针对离子、生物大分子（蛋白质，核酸，多糖） 细胞外秘（胞吐） 细胞内吞（胞吞） 主动运输和被动运输主动运输和被动运输 内吞内吞 吞噬吞噬 t-淋巴细胞吞噬入侵的

19、大肠杆菌淋巴细胞吞噬入侵的大肠杆菌 DNA复制复制 增增 殖殖 与与 分分 化化 v有丝分裂 v减数分裂 v有丝分裂与减数分裂的关系 有丝分裂一次，2个二倍体 减数分裂两次，4个单倍体 蛋白质合成蛋白质合成 v第一步 DNA RNA 转录 v第二步 RNA Protein 翻译 细胞代谢细胞代谢 v 细胞能量细胞能量 ATP （三磷酸腺苷）（三磷酸腺苷） 驱动生化反应、主动运输驱动生化反应、主动运输 v光合作用光合作用 将太阳光、将太阳光、CO2转化为糖、转化为糖、O2 、ATP v细胞呼吸细胞呼吸 动物细胞通过细胞呼吸产生能量动物细胞通过细胞呼吸产生能量 细胞信号传导细胞信号传导 生物体中存

20、在大量功能各异的细胞生物体中存在大量功能各异的细胞 协同工作协同工作 细胞通讯细胞通讯 两类信号传导两类信号传导 化学信号传导化学信号传导 物理接触信号物理接触信号传导传导 信号传导方式信号传导方式 化学信号传导化学信号传导 物理接触物理接触传导传导 细胞繁殖（细胞繁殖（cell reproduction）：）： 细胞生命的一个基细胞生命的一个基 本特征，单细胞生物以此繁殖后代，而多细胞生物是本特征，单细胞生物以此繁殖后代，而多细胞生物是 依赖它来完成个体发育，它是细胞分化的基础，即组依赖它来完成个体发育，它是细胞分化的基础，即组 织、器官、系统形成的基础。织、器官、系统形成的基础。 细胞分化

21、（细胞分化（cell differentiation）：）： 胚胎细胞分裂后的胚胎细胞分裂后的 未定型细胞或简单可塑性细胞，在形态和化学组成上未定型细胞或简单可塑性细胞，在形态和化学组成上 向专一性或特异性方向转化，演变为特定细胞类型的向专一性或特异性方向转化，演变为特定细胞类型的 过程。过程。 细胞增殖、分化、死亡是多细胞生物的个体发育细胞增殖、分化、死亡是多细胞生物的个体发育 过程中三项基本的生命活动。过程中三项基本的生命活动。 有丝分裂有丝分裂 单细胞生物繁殖单细胞生物繁殖 多细胞生物生长多细胞生物生长 减数分裂减数分裂 早中期早中期后中期后中期 早后期早后期后后期后后期 末期末期 前期前期 G1期：期：DNA合成前期合成前期 S期：期：DNA合成期合成期 G2期期:DNA合成后期合成后期 M期：细胞有丝分裂期期：细胞有丝分裂期 细线期细线期 偶线期偶线期 粗线期粗线期 终变期终变期 双线期双线期 第一次第一次 减数分减数分 裂中期裂中期 有性生殖有性生殖 两个性细胞，即配子（精子或卵子）两个性细胞，即配子（精子或卵子） 融合为一，成为合子（受精卵），形成下一代融合为一，成为合子（受精卵），形成下一