第一部分 细胞和生物大分子

1、中北大学化工与环境学院生物工程专业普通生物学(general biology) 普通生物学普通生物学是一门研究生命现象与本质及生是一门研究生命现象与本质及生命活动规律的科学。命活动规律的科学。 它的内容非常丰富，包揽了生命的各个方面它的内容非常丰富，包揽了生命的各个方面，这些知识可能是比较这些知识可能是比较“古老古老”的，也可能是比较新的，也可能是比较新的科学成果但具有普遍的规律性。的科学成果但具有普遍的规律性。其目的是帮助学生了解整个生物界和生命科学的其目的是帮助学生了解整个生物界和生命科学的概况。概况。第一部分第一部分 细胞和生物大分子细胞和生物大分子第三部分第三部分 植物个体生物学植物个

2、体生物学第一章第一章 细胞的化学组成细胞的化学组成第十三章第十三章 植物组织、器官和系统植物组织、器官和系统第二章第二章 细胞的形态结构细胞的形态结构第十四章第十四章 植物的形态和功能植物的形态和功能第三章第三章 细胞代谢细胞代谢第四章第四章 细胞分裂和细胞周期细胞分裂和细胞周期第二部分第二部分 动物个体生物学动物个体生物学第四部分第四部分 遗传、进化及生态学遗传、进化及生态学第五章第五章 营养和消化营养和消化第十五章第十五章 遗传与变异遗传与变异第六章第六章 气体交换气体交换呼吸呼吸第十六章第十六章 生物的进化生物的进化第七章第七章 血液与循环血液与循环第十七章第十七章 生命起源及生物界生命

3、起源及生物界第八章第八章 免疫免疫第十八章第十八章 生物与环境生物与环境第九章第九章 内环境的控制内环境的控制第十章第十章 神经系统神经系统绪绪 论论 1 1 生命的特征生命的特征（重点）（重点） 2 2 生物学的发展概况生物学的发展概况 3 3 生物学的研究方法生物学的研究方法（重点）（重点） 4 4 生物学的分科生物学的分科 5 5 生物学的发展趋向生物学的发展趋向（重点）（重点） 1 1 生命的特征生命的特征 地球上生物体种类包括植物、动物、微生物和人类。地球上生物体种类包括植物、动物、微生物和人类。虽然它们具有不同形态结构、生理功能、生活方式，虽然它们具有不同形态结构、生理功能、生活方

4、式，但它们都是由细胞作为统一的基本结构单位。但它们都是由细胞作为统一的基本结构单位。 1.1 1.1 化学成分的同一性化学成分的同一性 从元素成分来看，构成生物体的元素都是普遍存在于无机从元素成分来看，构成生物体的元素都是普遍存在于无机界的界的c c、h h、o o、n n、p p、s s、caca等元素，并不存在特殊的生命等元素，并不存在特殊的生命所特有的元素。所特有的元素。 从分子成分来看，各种生物体除含有多种无机化合物外，从分子成分来看，各种生物体除含有多种无机化合物外，还含有蛋白质、核酸、脂、糖、维生素等多种有机分子。还含有蛋白质、核酸、脂、糖、维生素等多种有机分子。 1.2 1.2

5、严整有序的结构严整有序的结构 生命的基本单位是细胞，细胞内的各结构单元生命的基本单位是细胞，细胞内的各结构单元( (细胞器细胞器) )都都有特定的结构和功能。有特定的结构和功能。 在细胞这一层次之上还有组织、器官、系统、个体、种群、在细胞这一层次之上还有组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统等层次。它们的协调活动构成了复杂的生群落、生态系统等层次。它们的协调活动构成了复杂的生命系统。命系统。 1.3 1.3 新陈代谢新陈代谢 新陈代谢新陈代谢: : 是生物与外界环境之间物质交换及其相伴是生物与外界环境之间物质交换及其相伴 随能量转移的过程。随能量转移的过程。 同化作用同化作用: : 生物

6、体从外界摄取简单的营养物质，将其转生物体从外界摄取简单的营养物质，将其转变为构成自身的复杂物质并贮存能量的过程，也称合成代变为构成自身的复杂物质并贮存能量的过程，也称合成代谢。谢。 异化作用异化作用: : 而生物体把自身的复杂物质分解成简单物而生物体把自身的复杂物质分解成简单物 质排出体外，并伴随释放能量的过程，也称为分解代谢。质排出体外，并伴随释放能量的过程，也称为分解代谢。 1.4 1.4 生长发育生长发育 生长生长: : 通常是指生物从小到大的过程，这是同化作用通常是指生物从小到大的过程，这是同化作用大于异化作用的结果。大于异化作用的结果。 发育发育: : 是指生物体从受精卵（合子）到个

7、体各部结构是指生物体从受精卵（合子）到个体各部结构全部建成，直至衰老死亡的过程。全部建成，直至衰老死亡的过程。 1.5 1.5 繁殖与遗传繁殖与遗传 当生物体生长发育到一定阶段，就能产生后代，使当生物体生长发育到一定阶段，就能产生后代，使个体数目增多，这一现象叫个体数目增多，这一现象叫繁殖繁殖。 繁殖所产生的后代，通常都与亲代相似，这一现象繁殖所产生的后代，通常都与亲代相似，这一现象叫叫遗传遗传，但是后代与亲代之间总有一定程度的差异，但是后代与亲代之间总有一定程度的差异，叫叫变异变异。 1.6 1.6 应激性应激性 生物对外界刺激能发生一定反应。应激性是生物生物对外界刺激能发生一定反应。应激性

8、是生物的普遍特性的普遍特性, ,它使生物对环境的适应具有极其重要它使生物对环境的适应具有极其重要的意义。的意义。 1.7 1.7 稳态稳态 一个世纪前，法国贝尔纳一个世纪前，法国贝尔纳(c(cbernard)bernard)发现，尽管外界发现，尽管外界环境波动很大，哺乳动物总有某些机制使内环境的性质环境波动很大，哺乳动物总有某些机制使内环境的性质维持不变。后来美国坎农维持不变。后来美国坎农(w(wb bcannon)cannon)将它称之为内将它称之为内稳态或稳态稳态或稳态(homeostasis)(homeostasis)。 1.8 1.8 适应性适应性 适应一般有两方面的涵义：适应一般有两

9、方面的涵义： 生物的结构都适合于一定的功能；生物的结构都适合于一定的功能； 生物的结构和功能适合于该生物在一定环境条件下的生生物的结构和功能适合于该生物在一定环境条件下的生存和延续，适应是生物界普遍存在的现象。存和延续，适应是生物界普遍存在的现象。 生物这些基本特征其物质基础源于两类高分子生物这些基本特征其物质基础源于两类高分子有机化合物有机化合物核酸和蛋白质。由于组成核酸核酸和蛋白质。由于组成核酸和蛋白质分子的多样性和复杂性，造就了生物和蛋白质分子的多样性和复杂性，造就了生物界物种多样性和生命现象的复杂性。界物种多样性和生命现象的复杂性。 2 2 生物学的发展概况生物学的发展概况 我国古代我

10、国古代: : 内经内经记载了人体解剖学方面的知识记载了人体解剖学方面的知识. . 尔雅尔雅还记载了从战国以来人们就开始使用草、木、还记载了从战国以来人们就开始使用草、木、虫、鱼、鸟、兽等来概括整个生物界的不同类别。虫、鱼、鸟、兽等来概括整个生物界的不同类别。 远在三千多年前，我国就开始室内养蚕。远在三千多年前，我国就开始室内养蚕。 另外，牛痘的应用也比西方早八百多年。另外，牛痘的应用也比西方早八百多年。 特别是明朝李时珍（特别是明朝李时珍（1518-15931518-1593）撰写的巨著）撰写的巨著本本草纲目草纲目，把生物界的分类提到一定高度。他把植物，把生物界的分类提到一定高度。他把植物分成

11、草、谷、菜、果、木，把动物分成虫、鳞、介、分成草、谷、菜、果、木，把动物分成虫、鳞、介、禽、兽和人，并结合生态分析了药性，还对许多动、禽、兽和人，并结合生态分析了药性，还对许多动、植物进行了形态描述，绘制了图谱，成为留传后世的植物进行了形态描述，绘制了图谱，成为留传后世的不朽著作。不朽著作。 在西方在西方 公元前公元前6 6世纪，亚里士多德提出了生物结构与功能的统世纪，亚里士多德提出了生物结构与功能的统一，一般结构发生于特殊结构之先，组织分化早于器官一，一般结构发生于特殊结构之先，组织分化早于器官形成，还提出生物相似结构的同源性，不同结构的同功形成，还提出生物相似结构的同源性，不同结构的同功性

12、等观点，这些观点仍为当前生物学家所遵循。性等观点，这些观点仍为当前生物学家所遵循。 在在1414世纪到世纪到1616世纪，世纪，欧洲重视药用植物收欧洲重视药用植物收集、描述和绘制图谱。特别是意大利的凯沙尔集、描述和绘制图谱。特别是意大利的凯沙尔比诺和英国的约翰，他们在生物分类学上有重比诺和英国的约翰，他们在生物分类学上有重大建树。大建树。 1717世纪，世纪，英国生理学家哈维（英国生理学家哈维（w.harvey,1578-1657w.harvey,1578-1657）已经发现了血液循环。已经发现了血液循环。 16651665年英国物理学家胡克（年英国物理学家胡克（r.hooker.hooke，

13、1635-17031635-1703）在自制）在自制显微镜下观察到植物细胞。显微镜下观察到植物细胞。 16951695年荷兰人列文虎克（年荷兰人列文虎克（a.van leeuwenhoeka.van leeuwenhoek，1632-17231632-1723）观察到细菌和它们的活动，从此就打开了微生物世界的大观察到细菌和它们的活动，从此就打开了微生物世界的大门。门。 从古代到从古代到1818世纪这段时间，世纪这段时间，国内外大体上都是依国内外大体上都是依据农业生产和医药需要对有关生物学进行总结和描述，逐据农业生产和医药需要对有关生物学进行总结和描述，逐渐发展到通过观察和实验来对生命现象进行分

14、析和推理。渐发展到通过观察和实验来对生命现象进行分析和推理。但由于历史条件的限制，当时对于生物学的发展还局限于但由于历史条件的限制，当时对于生物学的发展还局限于“神创论神创论”的思想范畴内。的思想范畴内。 1919世纪是生物学发展的转折点。世纪是生物学发展的转折点。 法国生物学家拉马克第一个提出生物进化理论，并用法国生物学家拉马克第一个提出生物进化理论，并用“用用进废退进废退”和和“获得性遗传获得性遗传”来解释生物的进化。来解释生物的进化。 德国生物学家施莱登和施旺于德国生物学家施莱登和施旺于18391839年共同提出了细胞基本年共同提出了细胞基本结构的细胞学说，论证了所有生物都由细胞组成，为

15、细胞结构的细胞学说，论证了所有生物都由细胞组成，为细胞的发展奠定了基础，并揭示了生物具有共同的起源。的发展奠定了基础，并揭示了生物具有共同的起源。 英国生物学家达尔文于英国生物学家达尔文于18591859年发表了年发表了物种起源物种起源巨著，巨著，确立了生物进化观点，提出生存竞争是必然的结果。确立了生物进化观点，提出生存竞争是必然的结果。 孟德尔基因遗传的显性定律、分离定律和独立分配定律孟德尔基因遗传的显性定律、分离定律和独立分配定律被确立为被确立为“经典遗传学三大定律经典遗传学三大定律”。 2020世纪世纪5050年代，年代，科学的发展突飞猛进，现代物理学、科学的发展突飞猛进，现代物理学、化

16、学、数学和工程学向生物学渗透，同时，电子显微镜、化学、数学和工程学向生物学渗透，同时，电子显微镜、激光、电子计算机、层析、同位素示踪、激光、电子计算机、层析、同位素示踪、x x射线衍射技术射线衍射技术和离心技术等在生物学中的应用，使研究工作更加深入、和离心技术等在生物学中的应用，使研究工作更加深入、细致，结果也更加精确。细致，结果也更加精确。 2020世纪作为生物学发展的主要里程碑之一世纪作为生物学发展的主要里程碑之一是是19531953年沃森和克里克发表的年沃森和克里克发表的核酸分子结构核酸分子结构，他们，他们在文中合理地解释了在文中合理地解释了dnadna复制机制，揭示了生物遗传、复制机制

17、，揭示了生物遗传、代谢、发生、发育、进化的内在联系，为进一步探索代谢、发生、发育、进化的内在联系，为进一步探索生命的基本属性和规律，提供了理论基础和研究技术，生命的基本属性和规律，提供了理论基础和研究技术，同时也为分子遗传学的发展开辟了道路。同时也为分子遗传学的发展开辟了道路。 3 3 生物学的研究方法生物学的研究方法 3.1 3.1 观察是最基本的方法，是从客观世界中获得原始第一观察是最基本的方法，是从客观世界中获得原始第一手材料的方法。手材料的方法。 3.2 3.2 描述是对现象或研究的结果进行观察记载，属于感性描述是对现象或研究的结果进行观察记载，属于感性认识阶段。通过对事物反复观察，由

18、表及里，在相互联系认识阶段。通过对事物反复观察，由表及里，在相互联系中认识事物属性，进入理性阶段。中认识事物属性，进入理性阶段。 3.3 3.3 比较是分析生命现象、生命活动之间的异同和内比较是分析生命现象、生命活动之间的异同和内在联系的基本方法。在联系的基本方法。 3.4 3.4 实验既提供新的感性经验，又是检验认识的过程。实验既提供新的感性经验，又是检验认识的过程。实验主要有两种类型，一种是假说和实验，另一种是实验主要有两种类型，一种是假说和实验，另一种是模型实验。模型实验。 常用的生物学模型实验有以下几种：常用的生物学模型实验有以下几种： a a、用动物模型代替人体进行实验用动物模型代替

19、人体进行实验 b b、用机械和电子模型对动物功能进行模拟实验用机械和电子模型对动物功能进行模拟实验 c c、用模型研究在时间上极为遥远的事件。用模型研究在时间上极为遥远的事件。 d d、抽象模型。抽象模型。 4 4 生物学的分科生物学的分科 4.1 4.1 依照研究类群不同建立的学科依照研究类群不同建立的学科 动物学：动物学：是研究动物的形态结构、生理机能、分类、生态分布、遗是研究动物的形态结构、生理机能、分类、生态分布、遗传和进化的科学。传和进化的科学。 植物学：植物学：是研究植物的形态结构、生理机能、分类、生态分布、遗是研究植物的形态结构、生理机能、分类、生态分布、遗传和进化的科学。传和进

20、化的科学。 微生物学：微生物学：是研究微生物，包括细菌、真菌、病毒等的形态结构、是研究微生物，包括细菌、真菌、病毒等的形态结构、分类、生理生化、遗传变异等生命活动规律的科学。分类、生理生化、遗传变异等生命活动规律的科学。 人类学：人类学：是研究人类体质特征、类型及其变化规律的科学。是研究人类体质特征、类型及其变化规律的科学。 古生物学：古生物学：是研究保存在地层中各种古代生物遗体和遗迹的科学。是研究保存在地层中各种古代生物遗体和遗迹的科学。 4.2 4.2 依照研究生命现象内容不同建立的学科依照研究生命现象内容不同建立的学科 形态学：形态学：研究生物形态结构特点和形成的规律，以及形态与周围环研

21、究生物形态结构特点和形成的规律，以及形态与周围环境相适应的关系。境相适应的关系。 生理学：生理学：研究生物体生命活动的各种过程，以及这些过程在有机体研究生物体生命活动的各种过程，以及这些过程在有机体个体发育和系统发育中，因生活条件不同而发生变化的规律性。个体发育和系统发育中，因生活条件不同而发生变化的规律性。 生态学：生态学：研究生物与环境的相互关系，包括生物对环境的改变和环研究生物与环境的相互关系，包括生物对环境的改变和环境对生物的影响。境对生物的影响。 胚胎学：胚胎学：研究动、植物的胚胎形成和发育的规律。研究动、植物的胚胎形成和发育的规律。 分类学：分类学：研究不同生物的形态和形状的异同点

22、，以及彼此的亲缘关研究不同生物的形态和形状的异同点，以及彼此的亲缘关系和进化线路。系和进化线路。 遗传学：遗传学：研究生物的遗传和变异以及进化的科学。研究生物的遗传和变异以及进化的科学。 进化论：进化论：研究生物发生、发展的规律。研究生物发生、发展的规律。 4.3 4.3 依照研究生物结构水平不同建立的学科依照研究生物结构水平不同建立的学科 分子生物学：分子生物学：从分子水平上来研究生命现象的物质基础，主要研从分子水平上来研究生命现象的物质基础，主要研究核酸和蛋白质的结构和功能。究核酸和蛋白质的结构和功能。 细胞生物学：细胞生物学：以细胞为研究对象，包括细胞结构、细胞化学成分以细胞为研究对象，

23、包括细胞结构、细胞化学成分和细胞的繁殖。和细胞的繁殖。 个体生物学：个体生物学：以生物个体为研究对象，包括个体生物的生长、发以生物个体为研究对象，包括个体生物的生长、发育和繁殖的全过程。育和繁殖的全过程。 居群生物学：居群生物学：以某一物种的居群来研究它的迁入、迁出、出生和以某一物种的居群来研究它的迁入、迁出、出生和死亡等规律，并预测该居群的消长和分布格局。死亡等规律，并预测该居群的消长和分布格局。 生物群落：生物群落：研究在一定空间内各个生物种群有规律的集合和群落演研究在一定空间内各个生物种群有规律的集合和群落演替规律。替规律。 生态系统：生态系统：研究在一定空间内生物群落与非生命环境相互作

24、用。研究在一定空间内生物群落与非生命环境相互作用。 5 5 生物学的发展趋向生物学的发展趋向 5.1 5.1 微观愈来愈微观愈来愈“微微”，宏观愈来愈，宏观愈来愈“宏宏”。 5.2 5.2 生物学科的划分仅仅是相对的，在学习时不能把它生物学科的划分仅仅是相对的，在学习时不能把它们截然分开。只有从各个方面对生物进行研究，才能全们截然分开。只有从各个方面对生物进行研究，才能全面地揭示和认识生命现象的本质和它们的客观规律。面地揭示和认识生命现象的本质和它们的客观规律。 5.3 5.3 很多学科都已深入到分子层次，如分子很多学科都已深入到分子层次，如分子细胞生物学。总之，生物学的发展，一方面，细胞生物

25、学。总之，生物学的发展，一方面，新的学科不断地分化出来；另一方面，这些新的学科不断地分化出来；另一方面，这些学科又互相渗透而走向融合。学科又互相渗透而走向融合。 第一章第一章 细胞的化学组成细胞的化学组成 第二章第二章 细胞的形态结构细胞的形态结构 第三章第三章 细胞代谢细胞代谢 第四章第四章 细胞分裂和细胞周期细胞分裂和细胞周期 第一章第一章 细胞的化学组成细胞的化学组成 一、细胞概述一、细胞概述 1、细胞的发现、细胞的发现 2、细胞学说的建立、细胞学说的建立 3、细胞的新概念、细胞的新概念（重点）（重点） 二、细胞的化学组成二、细胞的化学组成 1、细胞的元素组成、细胞的元素组成 2 2、细

26、胞的分子组成、细胞的分子组成（重点）（重点） 一、细胞概述一、细胞概述1 1、细胞的发现、细胞的发现（1 1）、显微镜的发明）、显微镜的发明 1616世纪末、世纪末、1717世纪初世纪初荷兰眼镜商詹森父子荷兰眼镜商詹森父子及荷兰血统英国人及荷兰血统英国人胡克自制了显微镜胡克自制了显微镜（leeuwenhoekleeuwenhoek） 16651665年英国人胡克（年英国人胡克（robert hooke)robert hooke)用自用自制的显微镜观察软木薄片，发现了软木是由制的显微镜观察软木薄片，发现了软木是由许多蜂窝状的小格子（小室）组成，并将其许多蜂窝状的小格子（小室）组成，并将其定名为定

27、名为“细胞细胞”。 1 6 9 51 6 9 5 年 荷 兰 人 雷 文 虎 克 （年 荷 兰 人 雷 文 虎 克 （ a . v a n a . v a n leeuwenhoekleeuwenhoek，1632-17231632-1723）观察到细胞）观察到细胞, ,甚至甚至观察到细菌和它们的活动，发现微生物。观察到细菌和它们的活动，发现微生物。光学显微镜光学显微镜目镜镜筒物镜载物台聚光镜光源透射电子显微镜透射电子显微镜扫描电子显微镜扫描电子显微镜2、细胞学说的建立18381838年德国年德国 植物学家施莱登提出所有植物体都是植物学家施莱登提出所有植物体都是由细胞组成的，这一结果被德国动物

28、学家施旺由细胞组成的，这一结果被德国动物学家施旺（18391839年）在动物中证实。年）在动物中证实。由此提出由此提出“细胞学说细胞学说”“细胞是有机体，整个动物、植物这些有机体都是细胞是有机体，整个动物、植物这些有机体都是细胞的集合物，它们按照一定的规律排列在动植细胞的集合物，它们按照一定的规律排列在动植物体内。物体内。” 1 1）、一切生命有机体都由细胞构成、一切生命有机体都由细胞构成细胞是构成生命有机体的基本单位细胞是构成生命有机体的基本单位 2 2）、细胞具有独立有序的自控代谢系统）、细胞具有独立有序的自控代谢系统细胞是代谢与功能的基本单位细胞是代谢与功能的基本单位 3 3）、细胞是生

29、命有机体生长发育的基础）、细胞是生命有机体生长发育的基础 4 4）、细胞具有遗传信息的全能性）、细胞具有遗传信息的全能性细胞是生命有机体遗传的基本单位细胞是生命有机体遗传的基本单位 5 5）、没有细胞就没有完整的生命，）、没有细胞就没有完整的生命，新的细胞必新的细胞必须经过已存在的细胞分裂而产生须经过已存在的细胞分裂而产生 1、细胞的元素组成、细胞的元素组成 c c、h h、n n、o o、p p、s s、caca 含量占细胞总重的含量占细胞总重的99.35%99.35% 2 2、细胞的分子组成、细胞的分子组成 （1 1）、水和无机盐）、水和无机盐 （2 2）、糖类）、糖类 （3 3）、脂类）

30、、脂类（4 4）、蛋白质）、蛋白质 （5 5）、核酸）、核酸 （1 1）、水和无机盐）、水和无机盐 水在细胞正常的代谢活动中具有重要意义。这是水在细胞正常的代谢活动中具有重要意义。这是因为水有许多特性。因为水有许多特性。 a a、水是极性分子。、水是极性分子。 b b、水的比热为、水的比热为1 1。 c c、固态水比液态水的密度低（冰比水轻）。、固态水比液态水的密度低（冰比水轻）。 d d、phph7 7。 e e、水是良好的溶剂、水是良好的溶剂 。 细胞中的无机盐一般都是以离子状态存在的，它们细胞中的无机盐一般都是以离子状态存在的，它们的作用主要有：的作用主要有： a a、它们对细胞的渗透压

31、和、它们对细胞的渗透压和phph起着重要的调节作用，如起着重要的调节作用，如k+k+、na+na+、mg2+mg2+、ca2+ca2+、cl-cl-、hpohpo4 42-2-等。等。 b b、有些离子是酶的活化和调节因子，如、有些离子是酶的活化和调节因子，如mg2+mg2+、ca2+ca2+等。等。 c c、有些则是合成有机物的原料，如、有些则是合成有机物的原料，如p0p04 43-3-是合成磷脂、核苷是合成磷脂、核苷酸的原料，酸的原料，mg2+mg2+是合成叶绿素的原料。是合成叶绿素的原料。 单糖单糖 双糖双糖 麦芽糖、蔗糖和乳糖麦芽糖、蔗糖和乳糖 多糖多糖 淀粉、糖原和纤维素淀粉、糖原和

32、纤维素 贮藏物质贮藏物质 淀粉、糖原淀粉、糖原 结构物质结构物质 纤维素、几丁质纤维素、几丁质 五碳糖：核糖、脱氧核糖和核酮糖五碳糖：核糖、脱氧核糖和核酮糖六碳糖：葡萄糖、果糖和半乳糖六碳糖：葡萄糖、果糖和半乳糖（3 3）、脂类）、脂类特点：特点：不溶于水，而易溶于乙醚、丙酮、氯仿、苯和四不溶于水，而易溶于乙醚、丙酮、氯仿、苯和四氯化碳等非极性溶剂。氯化碳等非极性溶剂。功能：功能： 脂类是构成生物膜的重要物质脂类是构成生物膜的重要物质; ; 脂类也可作为能量贮存在生物体内脂类也可作为能量贮存在生物体内; ; 构成生物体的保护层构成生物体的保护层; ; 很好的绝缘体很好的绝缘体, ,能保持体温能

33、保持体温; ; 有些脂类物质，如维生素有些脂类物质，如维生素a a、维生素、维生素d d、肾上腺皮质激、肾上腺皮质激素、前列腺素等具有强烈的生物活性。素、前列腺素等具有强烈的生物活性。 脂类根据其化学性质又可分为以下几种：脂类根据其化学性质又可分为以下几种： 、中性脂肪、中性脂肪 中性脂肪也称甘油酯，它是由甘油和脂肪酸通过脱水而形中性脂肪也称甘油酯，它是由甘油和脂肪酸通过脱水而形成的成的 。 、蜡、蜡 蜡也是酯，它和脂肪相似，不溶于水。他们的疏水性比脂蜡也是酯，它和脂肪相似，不溶于水。他们的疏水性比脂肪的更强，所以可保护生物体的表面。肪的更强，所以可保护生物体的表面。 、磷脂、磷脂 磷脂几乎全

34、部存在于细胞的膜系统中，在动物的脑、肺、磷脂几乎全部存在于细胞的膜系统中，在动物的脑、肺、肾、心、骨髓、卵及植物的大豆细胞中含量较高。主要的肾、心、骨髓、卵及植物的大豆细胞中含量较高。主要的磷脂有卵磷脂、脑磷脂、丝氨磷酸脂及神经磷脂等。磷脂有卵磷脂、脑磷脂、丝氨磷酸脂及神经磷脂等。 、类固醇、类固醇 是一类具有特殊芳香族结构的物质，它们不含脂肪酸，但是一类具有特殊芳香族结构的物质，它们不含脂肪酸，但它们的理化性质于脂肪相近它们的理化性质于脂肪相近, ,不溶于水。不溶于水。 （4）、蛋白质）、蛋白质 、根据蛋白质在机体内的功能，可将其分为、根据蛋白质在机体内的功能，可将其分为7 7大类：大类：

35、a a、结构蛋白；、结构蛋白； b b、收缩蛋白；、收缩蛋白； c c、贮藏蛋白；、贮藏蛋白； d d、防御蛋白；、防御蛋白； e e、转运蛋白；、转运蛋白； f f、信号蛋白；、信号蛋白； g g、酶、酶 、蛋白质的结构、蛋白质的结构 a a、蛋白质的基本结构单位、蛋白质的基本结构单位氨基酸氨基酸 按其结构可分为脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸和杂环氨基按其结构可分为脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸和杂环氨基酸三大类。酸三大类。 从营养学角度，氨基酸可分为必需氨基酸和非必需氨基酸从营养学角度，氨基酸可分为必需氨基酸和非必需氨基酸两类。两类。 除脯氨酸、经脯氨酸的分子略有不同外，所有氨基酸的通除脯氨酸、经

36、脯氨酸的分子略有不同外，所有氨基酸的通式为式为r-ch(nh2)-c00hr-ch(nh2)-c00h，不同点在于它们的，不同点在于它们的r r基团不同基团不同 b b、蛋白质的一级结构。、蛋白质的一级结构。一级结构主要指多肽链中氨基酸一级结构主要指多肽链中氨基酸种类和氨基酸相互连接的顺序。种类和氨基酸相互连接的顺序。 c c、蛋白质的二级结构、蛋白质的二级结构。二级结构是蛋白质分子中多肽链二级结构是蛋白质分子中多肽链本身的折叠方式。本身的折叠方式。一级结构一级结构二级结构二级结构三级结构三级结构四级结构四级结构 d d、蛋白质的三级结构。、蛋白质的三级结构。蛋白质多肽链中相对较远的氨基蛋白质

37、多肽链中相对较远的氨基酸，通过次级键相互作用而使它在二级结构基础上折叠、酸，通过次级键相互作用而使它在二级结构基础上折叠、盘曲形成了更复杂的立体构象，叫做蛋白质的三级结构。盘曲形成了更复杂的立体构象，叫做蛋白质的三级结构。e e、蛋白质的四级结构。、蛋白质的四级结构。蛋白质的四级结构指的是在含有蛋白质的四级结构指的是在含有两条或多条肽链的蛋白质中，各条多肽链以弱键互相连接，两条或多条肽链的蛋白质中，各条多肽链以弱键互相连接，形成一定的构象，称为四级结构。形成一定的构象，称为四级结构。 （5）、核酸）、核酸 、核苷酸、核苷酸 核酸的结构单体是核苷酸。核苷酸分子含有一个戊糖（核核酸的结构单体是核苷

38、酸。核苷酸分子含有一个戊糖（核糖或脱氧核糖）分子、一个磷酸分子和一个含氮的有机碱。糖或脱氧核糖）分子、一个磷酸分子和一个含氮的有机碱。 这些有机碱（碱基）分为两类，一类是嘌呤，是双环分子，这些有机碱（碱基）分为两类，一类是嘌呤，是双环分子，有有a a和和g g，另一类是嘧啶，是单环分子，有，另一类是嘧啶，是单环分子，有t t、c c和和u u。 、核糖核酸和脱氧核糖核酸、核糖核酸和脱氧核糖核酸 核酸有两类，脱氧核糖核酸（核酸有两类，脱氧核糖核酸（dnadna）和核糖核酸（）和核糖核酸（rnarna）。）。dnadna和和rnarna分子都是由许多顺序排列的核苷酸组成的大分子。分子都是由许多顺序

39、排列的核苷酸组成的大分子。 dnadna含脱氧核糖，含脱氧核糖，rnarna含核糖。含核糖。dnadna的碱基是腺嘌呤的碱基是腺嘌呤(a)(a)、鸟、鸟嘌呤嘌呤(g)(g)、胸腺嘧啶、胸腺嘧啶(t(t）和胞嘧啶（）和胞嘧啶（c c）四种。）四种。rnarna的碱基的碱基没有胸腺嘧啶而有尿嘧啶没有胸腺嘧啶而有尿嘧啶 (u)(u)，其余与，其余与dnadna相同。相同。 dnadna分子具双链，是由两条脱氧核糖核苷酸长链互以碱基分子具双链，是由两条脱氧核糖核苷酸长链互以碱基a a与与t t，c c与与g g之间的氢键配对相连，构成螺旋状双链分子结之间的氢键配对相连，构成螺旋状双链分子结构。构。 r

40、narna分子一般都是单链的，即只是一个多核苷酸链，分子一般都是单链的，即只是一个多核苷酸链，如如trnatrna分子分子 。trnatrna三叶草结构三叶草结构 本章小节：本章小节： 1 1、300300多年前英国人多年前英国人leeuwenhoekleeuwenhoek制出了世界上最早的显制出了世界上最早的显微镜，打开了微观世界的大门一般光学显微镜自下而上微镜，打开了微观世界的大门一般光学显微镜自下而上至少包括光源、聚光镜、样品台、物镜、镜筒、目镜等部至少包括光源、聚光镜、样品台、物镜、镜筒、目镜等部分。分。 2 2、细胞学说可以归纳为：所有生物都由细胞和细胞的产、细胞学说可以归纳为：所有

41、生物都由细胞和细胞的产物组成；新的细胞必须经过已存在的细胞分裂而产生。物组成；新的细胞必须经过已存在的细胞分裂而产生。 3 3、细胞的化学组成包括元素组成和分子组成。目前已知、细胞的化学组成包括元素组成和分子组成。目前已知自然界中存在的元素共有自然界中存在的元素共有9292种。这种。这9292种天然存在的元素中，种天然存在的元素中，有有2525种是生命所必需的。不同生物的细胞，其分子组成大种是生命所必需的。不同生物的细胞，其分子组成大体是相同的，即都含有水、无机盐、糖类、脂类、蛋白质体是相同的，即都含有水、无机盐、糖类、脂类、蛋白质和核酸。和核酸。 思考题：思考题： 1 1、显微镜的构造主要包

42、括哪几部分？、显微镜的构造主要包括哪几部分？ 2 2、细胞学说的新概念是什么？、细胞学说的新概念是什么？ 3 3、细胞的元素组成和分子组成主要有哪些？、细胞的元素组成和分子组成主要有哪些？ 一切生命有机体都由细胞构成单细胞生物如：细菌、衣藻、酵母菌群体生物如：团藻、多细胞生物如：竹、熊猫证明细胞全能性的实验 一、细胞的形态和大小一、细胞的形态和大小 二、细胞的类型二、细胞的类型 三、真核细胞结构三、真核细胞结构（重点）（重点） 四、生物膜四、生物膜 一、细胞的形态和大小一、细胞的形态和大小二、细胞的类型二、细胞的类型1、原核细胞与真核细胞、原核细胞与真核细胞(细胞结构细胞结构)2.植物细胞和动

43、物细胞植物细胞和动物细胞(真核细胞真核细胞)三、真核细胞结构三、真核细胞结构1 1、细胞膜和细胞壁、细胞膜和细胞壁（1 1）、细胞膜）、细胞膜细胞膜（细胞膜（cell membranecell membrane）也称质膜，它包围在细胞的）也称质膜，它包围在细胞的表面，形成细胞边界，厚度一般为表面，形成细胞边界，厚度一般为7-8 nm7-8 nm。细胞膜最重要的特性之一是半透性或称选择性透性。细胞膜最重要的特性之一是半透性或称选择性透性。细胞膜最基本的功能是维持细胞内微环境的相对稳定，细胞膜最基本的功能是维持细胞内微环境的相对稳定，对细胞分裂、分化、细胞识别、免疫、物质运输、信息对细胞分裂、分化

44、、细胞识别、免疫、物质运输、信息传递、代谢调控、能量转换、神经传导以及肿瘤发生等传递、代谢调控、能量转换、神经传导以及肿瘤发生等都起着重要作用。都起着重要作用。 （2 2）、细胞壁）、细胞壁 植物细胞区别于动物细胞的显著特征之一是具有细胞壁植物细胞区别于动物细胞的显著特征之一是具有细胞壁（cell wall)cell wall)。它包围在细胞质膜的外面，具较坚韧而复。它包围在细胞质膜的外面，具较坚韧而复杂的结构，无生命，此层壁往往决定细胞形状。杂的结构，无生命，此层壁往往决定细胞形状。 植物细胞壁可分为胞间层、初生壁和次生壁三个层次植物细胞壁可分为胞间层、初生壁和次生壁三个层次。 胞间层胞间层

45、主要由果胶质组成主要由果胶质组成 初生壁初生壁主要由纤维素和果胶质组成主要由纤维素和果胶质组成 次生壁次生壁主要由木质素和纤维素组成主要由木质素和纤维素组成细胞壁的分层 纹孔纹孔(pit):(pit): 指在植物细胞的次生壁上未增厚的区域。指在植物细胞的次生壁上未增厚的区域。 胞间连丝胞间连丝 : : 指穿过相邻细胞细胞壁上纹孔对的原生质细指穿过相邻细胞细胞壁上纹孔对的原生质细丝。丝。2、细胞核、细胞核 一切真核细胞都有完整的细胞核。细胞核是细胞的控制一切真核细胞都有完整的细胞核。细胞核是细胞的控制中心，也是遗传物质的主要存在场所。中心，也是遗传物质的主要存在场所。 核被膜 双层膜，具核孔染色

46、质 由dna和蛋白质组成核仁 富含蛋白质和rna的区域，核糖体的装配场所。核基质核基质( (核液核液) ) 3、细胞质和细胞器、细胞质和细胞器 除细胞核外，动、植物细胞的质膜以内均属于细胞质。在除细胞核外，动、植物细胞的质膜以内均属于细胞质。在质膜与细胞核之间是透明、粘稠，并且时刻流动着的物质，质膜与细胞核之间是透明、粘稠，并且时刻流动着的物质，即细胞溶质，各种细胞器均浴于其中。主要的细胞器有以即细胞溶质，各种细胞器均浴于其中。主要的细胞器有以下几种。下几种。 （1 1）、内质网和核糖体）、内质网和核糖体 a a、结构：、结构：内质网是一种互相连通的扁平囊泡构成的膜性内质网是一种互相连通的扁平

47、囊泡构成的膜性管道系统。管道系统。 功能：功能：rer ：是蛋白质合成的场所和运输通道：是蛋白质合成的场所和运输通道 ser ：脂肪和糖元的代谢：脂肪和糖元的代谢 b b、结构：、结构：核糖体（核糖体（ribosomeribosome）是由核糖体核糖核酸）是由核糖体核糖核酸(rrna(rrna）和蛋白质构成的略呈球形的颗粒状小体。）和蛋白质构成的略呈球形的颗粒状小体。核糖体模式图核糖体模式图 功能：功能：核糖体是合成蛋白质的重要基地，有人把它比喻核糖体是合成蛋白质的重要基地，有人把它比喻成是蛋白质的成是蛋白质的“装配机器装配机器”。 在合成蛋白质时，核糖体呈单体状态并由直径为在合成蛋白质时，核

48、糖体呈单体状态并由直径为1-1.5 nm1-1.5 nm的的mrnamrna链将它们串联在一起，组成合成蛋白质的功能团，链将它们串联在一起，组成合成蛋白质的功能团，称为多聚核糖体（称为多聚核糖体（polyribosome ) polyribosome ) 。核糖体模式图核糖体模式图多聚核糖体模式多聚核糖体模式图图 （2 2）、高尔基体）、高尔基体 结构：结构：动物细胞的高尔基体通常定位于细胞核的一侧，动物细胞的高尔基体通常定位于细胞核的一侧，而在植物细胞中则常分散于整个细胞。高尔基体的形态很而在植物细胞中则常分散于整个细胞。高尔基体的形态很典型，在电镜照片上很容易识别，它是由一系列扁平小囊典型

49、，在电镜照片上很容易识别，它是由一系列扁平小囊和小泡组成。和小泡组成。高尔基体三维结构高尔基体三维结构 功能：功能：a、它参与分泌物的贮它参与分泌物的贮存、浓缩、集聚和运输作用，是存、浓缩、集聚和运输作用，是内质网上合成的蛋白质的加工和内质网上合成的蛋白质的加工和包装的场所。包装的场所。 b b、此外，高尔基体还能进行糖此外，高尔基体还能进行糖蛋白、糖脂、多糖等的生物合成。蛋白、糖脂、多糖等的生物合成。 c c、植物细胞分裂时，新的细胞植物细胞分裂时，新的细胞膜和细胞壁形成也与高尔基体的膜和细胞壁形成也与高尔基体的活动有关。活动有关。 （3 3）、溶酶体）、溶酶体 结构结构：它是一类由单层膜包

50、围的且含多种酸性水解酶的它是一类由单层膜包围的且含多种酸性水解酶的小泡，直径在小泡，直径在0.25-0.8 um0.25-0.8 um之间，其中水解酶有之间，其中水解酶有6060多种。多种。这些酶能把细胞内的蛋白质、核酸、糖类、脂类等大分子这些酶能把细胞内的蛋白质、核酸、糖类、脂类等大分子分解成较小的分子，供细胞的物质合成或线粒体的氧化。分解成较小的分子，供细胞的物质合成或线粒体的氧化。 功能：功能：溶酶体的主要功能是溶解和消化从外溶入的颗粒溶酶体的主要功能是溶解和消化从外溶入的颗粒和细胞本身产生的废弃成分。因此和细胞本身产生的废弃成分。因此, ,溶酶体被比喻成是细溶酶体被比喻成是细胞内的胞内

51、的“酶仓库酶仓库”和和“消化系统消化系统”。 （4 4）、线粒体）、线粒体 结构结构: :在光学显微镜下，线粒体（在光学显微镜下，线粒体（mitochondriamitochondria）呈颗粒）呈颗粒状或短杆状，横径状或短杆状，横径0.2-1 um0.2-1 um，长，长2-8 um2-8 um，相当于一个细菌，相当于一个细菌的大小。的大小。 线粒体的分布往往在细胞内新陈代谢旺盛的部位比较集中。线粒体的分布往往在细胞内新陈代谢旺盛的部位比较集中。 它是由内外两层膜包裹的囊状细胞器，囊内充以液态的基它是由内外两层膜包裹的囊状细胞器，囊内充以液态的基质。外膜平整质。外膜平整, ,内膜向内折入形成

52、嵴。内膜向内折入形成嵴。 用电镜可以看到，内膜表面上有许多带柄的、直径约为用电镜可以看到，内膜表面上有许多带柄的、直径约为10 10 nmnm的小球，称为的小球，称为atpatp合成酶复合体。合成酶复合体。 此外，线粒体基质中还含有此外，线粒体基质中还含有dnadna分子和核糖体。分子和核糖体。 功能功能: :是活细胞进行有氧呼吸的主要场所。它的主要功能是活细胞进行有氧呼吸的主要场所。它的主要功能是将贮存在糖类或脂质分子中的化学能，转变成细胞代谢是将贮存在糖类或脂质分子中的化学能，转变成细胞代谢中可直接利用的能量分子中可直接利用的能量分子腺苷三磷酸（腺苷三磷酸（atpatp）。）。 （5 5）

53、、质体）、质体 质体（质体（plastidplastid）, ,是植物细胞特有的细胞器，分白色体、有是植物细胞特有的细胞器，分白色体、有色体和叶绿体三种。色体和叶绿体三种。白色体白色体 造粉体（积累淀粉）造粉体（积累淀粉） 造油体（贮藏脂肪）造油体（贮藏脂肪） 造蛋白体（积累蛋白质）造蛋白体（积累蛋白质）有色体有色体 含胡萝卜素、叶黄素含胡萝卜素、叶黄素叶绿体叶绿体光合作用光合作用 外膜、内膜、基质、基质片层、基粒外膜、内膜、基质、基质片层、基粒 含少量含少量dnadna、核糖体、核糖体叶绿体叶绿体结构示意图叶绿体结构示意图 （6 6）、微体）、微体 微体（微体（microbodymicrob

54、ody）是一种特殊的细胞器。直径约为）是一种特殊的细胞器。直径约为0.5 0.5 umum，由单层膜包围，其内含有极细的颗粒状物质，中央常，由单层膜包围，其内含有极细的颗粒状物质，中央常有一高电子密度的核心结晶。有一高电子密度的核心结晶。 两种类型两种类型: :过氧化物酶体（过氧化物酶体（peroxisomeperoxisome） 乙醛酸循环体（乙醛酸循环体（glyoxysome )glyoxysome )。 （7 7）、液泡）、液泡 结构结构: :液泡是植物细胞质中由单层膜包围的充满水溶液的囊泡。液泡是植物细胞质中由单层膜包围的充满水溶液的囊泡。 功能功能: :液泡中的液体称为细胞液（液泡中

55、的液体称为细胞液（cell sap)cell sap)，其中溶有，其中溶有无机盐、氨基酸、糖类以及各种色素，特别是花青素等。无机盐、氨基酸、糖类以及各种色素，特别是花青素等。 此外，液泡还是植物代谢废物贮存的场所，这些废物以晶此外，液泡还是植物代谢废物贮存的场所，这些废物以晶体的状态沉积于液泡中。体的状态沉积于液泡中。 （8 8）、细胞骨架）、细胞骨架 维持细胞形态和内部结构的有序性。维持细胞形态和内部结构的有序性。 依其纤维的直径粗细、存在的位置及相关的功能的不同，依其纤维的直径粗细、存在的位置及相关的功能的不同，主要有以下几种：主要有以下几种： 微管（微管（microtubulemicro

56、tubule）、）、 微丝（微丝（microfilamentmicrofilament） 中间纤维（中间纤维（intermediate filament)intermediate filament)。 a a、微管：、微管： 结构：结构：微管是中空长管状纤维，微管是中空长管状纤维，外直径约为外直径约为24 nm,24 nm,，内直径约为，内直径约为1.4 nm1.4 nm，长度不定，由一种球形，长度不定，由一种球形的微管蛋白组装而成。的微管蛋白组装而成。 功能：功能：微管有支持的作用和运输微管有支持的作用和运输的功能。的功能。微管结构模式图：微管结构模式图：a.整体整体; b.微管的组装与解组

57、微管的组装与解组 b b、微丝、微丝: : 结构结构: :微丝是实心纤维，直径为微丝是实心纤维，直径为4-4-7 nm7 nm的骨架纤维。由哑铃形的肌动的骨架纤维。由哑铃形的肌动蛋白的单体组成。蛋白的单体组成。 功能功能: :微丝与细胞的许多运动有关，微丝与细胞的许多运动有关，如肌肉收缩、变形运动、细胞质流如肌肉收缩、变形运动、细胞质流动、细胞分裂时的胞质分裂等。动、细胞分裂时的胞质分裂等。 肌动蛋白丝肌动蛋白丝 c c、中间纤维：、中间纤维：中间纤维是一类介于微管和微丝之间直中间纤维是一类介于微管和微丝之间直径为径为8-10 nm8-10 nm的纤维。的纤维。 中间纤维的功能除了在细胞质中起

58、支架作用，并与细胞核中间纤维的功能除了在细胞质中起支架作用，并与细胞核定位有关，同时，在细胞间或者组织中也起支架作用。定位有关，同时，在细胞间或者组织中也起支架作用。 （9 9）、鞭毛、纤毛和中心粒）、鞭毛、纤毛和中心粒 鞭毛（鞭毛（flagellumflagellum）和纤毛（）和纤毛（ciliumcilium）是细胞表面的附属物，它们的功能是是细胞表面的附属物，它们的功能是运动。运动。 在鞭毛或纤毛的横切面上可以看到四在鞭毛或纤毛的横切面上可以看到四周有九束微管，每束由两根微管组成，周有九束微管，每束由两根微管组成，称为二体微管，中央是两个单体微管，称为二体微管，中央是两个单体微管，这种结

59、构模式称为这种结构模式称为9 9（2 2）+2+2排列。排列。 中心粒是另一类由微管构成的细胞器，中心粒是另一类由微管构成的细胞器，通常一个细胞中有两个中心粒，彼此通常一个细胞中有两个中心粒，彼此呈垂直排列。每个中心粒由排列成圆呈垂直排列。每个中心粒由排列成圆筒状的九束三体微管组成的，中央没筒状的九束三体微管组成的，中央没有微管有微管鞭毛横鞭毛横切切中心粒模式图中心粒模式图 （1010）、胞质溶胶）、胞质溶胶 细胞质除了细胞器外的胶体部分，称为胞质溶胶。细胞质除了细胞器外的胶体部分，称为胞质溶胶。 胞质溶胶含有丰富的蛋白质；胞质溶胶含有丰富的蛋白质； 胞质溶胶含有多种酶；胞质溶胶含有多种酶；

60、此外细胞的各种内含物，也都保存于胞质溶胶中。此外细胞的各种内含物，也都保存于胞质溶胶中。 胞质溶胶在细胞内的物质运输、能量转换和信息传递中也胞质溶胶在细胞内的物质运输、能量转换和信息传递中也起着十分重要的作用。起着十分重要的作用。 四、生物膜四、生物膜 在真核细胞中，围绕在细胞在真核细胞中，围绕在细胞表面的质膜、各种细胞器的表面的质膜、各种细胞器的膜和核膜总称为生物膜系统膜和核膜总称为生物膜系统（biomembrane system)biomembrane system)。1.1.结构和功能：结构和功能：主要由蛋白质和磷脂组成 结构：结构：流动镶嵌模型流动镶嵌模型 功能功能: : 分界；分界； 调控物质进出；