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文档简介
1生命的基本单位
——细胞23胡克(RobertHook,英国)及其发明的显微镜列文虎克(A.vanLeeuwenhoek荷兰人)的显微镜456细胞是生命的基础细胞是生命的基本单位71、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8原核细胞—细菌、蓝藻真核细胞—动物、植物、真菌细胞类别两者差别非常大9原核细胞——细菌形态结构
10动物细胞植物细胞真核细胞的结构11原核细胞和真核细胞比较细胞大小染色体细胞核细胞器内膜系统微梁系统细胞分裂转录和转译较小(1-10μm)较大(10-100μm) 一条DNA,不与蛋白质联结。几条染色体,与蛋白质联结在一起。核区,无核膜核仁 有核膜和核仁无有简单复杂无 微管和微丝二分体,出芽分裂有丝分裂
同一时间和地点不同时间和地点12细胞大小最小的细胞 支原体:直径100nm最大细胞是鸟类的卵细胞 鸵鸟蛋:直径150mm最长的细胞 神经细胞:神经纤维长度>1m
棉花、麻纤维(单个细胞):10cm13细胞体积与面积动植物细胞直径:10100μm细胞核直径:830μm
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14细胞的大小和
机能相适应►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)15一、细胞的分子基础二、细胞的形态和结构三、细胞代谢四、细胞的基本生命活动16一、细胞的分子基础65%O18%C少于3%其他元素0.3%S1.4%P3%N10%H细胞的元素组成17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)1.人体生命需要约25种元素1825种元素中常量元素11种,其中C、H、O、N、P、S、Ca,占99.35%;
C、H、O、N
占96.3%微量元素有14种,人体必需,只是需要量极少,但作用很大。举例:碘(I)19碘缺乏症甲状腺肿呆小症20
所有的细胞都由水、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.组成细胞的分子21
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水是细胞中不可缺失的物质22无锡太湖暴发蓝藻23●水的特性①水是极性分子;②分子之间形成氢键;③水有较强的内聚力
和表面张力。24④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。⑤冰比水密度低
有利于水生生物的生存。25⑥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。26⑦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-必须平衡。H+、
OH-的多少决定了溶液的酸碱性,酸碱度(pH)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有害。27
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。28☆
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。碳是组成细胞中各种大分子的基础29☆
生物体中的有机化合物主要含有羟基(-OH)
、羰基(-CO)
、羧基(-COOH)和氨基(-NH2)等功能基团,这些基团几乎都是极性基团。☆功能基团的极性使生物分子具有亲水性,有利于这些化合物稳定存在于含有大量水分子的细胞中。30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。31
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-HHO-A’-H+☆脱水合成:细胞将单体组成多聚体的方式;32提供生命活动所需能源、重要的中间代谢物;糖分子含C、H、O三种元素;基本化学式:CH2O包括小分子的单糖、寡糖,以及由单糖构成的大分子的多糖。2.2糖类33单糖:*
葡萄糖:分子式C6H12O6二糖:*
麦芽糖:葡萄糖+葡萄糖多糖:*
淀粉、糖原、纤维素:数百至数千个单糖分子通过脱水缩合而形成34葡萄糖、果糖:分子式C6H12O6
特点:含许多羟基,并有羰基。
异构体:羰基的位置不同。结构不同,所以性质也不同——与其它分子反应的能力不同,甜度不同。葡萄糖果糖35多糖:自然界中最多的糖类,糖原、淀粉、纤维素三类。
由数百至数千个单糖分子通过脱水合成而形成的多聚体。36细胞内行使各种生物功能的生物大分子,占细胞干重的50%,在细胞和生物体的生命过程中起重要作用。功能举例功能举例结构材料胶原、角蛋白激素胰岛素、生长激素运动肌动蛋白、肌球蛋白物质运输Na+-K+
泵营养储存酪蛋白、铁蛋白信号转导乙酰胆碱受体基因调控Lac操纵子渗透压调节血清白蛋白免疫作用抗体毒素白喉和霍乱毒素电子转移细胞色素酶(催化作用)氧化还原酶、连接酶2.3蛋白质胰岛素37H
RCCOOHNH2氨基酸是蛋白质的结构单体,共20种。氨基酸通式:R基团或侧链的结构、长短和电荷的不同,决定各种氨基酸在溶解度以及其它特性上的差异。蛋白质由氨基酸组成4个基团:氨基、羧基、
H、R38多肽---分子量在1,500以上,多个氨基酸通过肽键相连形成的产物。肽链有方向性,多肽链的一端有一个-NH2,称N-末端;另一端有一个-COOH,称C-末端。
一个氨基酸分子中的-氨基,与另一氨基酸分子中的-羧基脱水缩合,形成一个新的共价键C-N,称为肽键,并合成一个二肽化合物。3940蛋白质分子有特定的空间结构——构象。蛋白质一级结构二级结构三级结构四级结构-螺旋-折叠蛋白质的结构决定其功能胰岛素41α-螺旋β-折叠一级结构二级结构三级结构(氨基酸序列)(蛋白质中局部区域的折叠结构)(一条多肽链完全折叠后的结构)四级结构(两条或两条以上的多肽链组成的蛋白质结构)42小分子物质与蛋白质分子的亚单位结合,导致蛋白质分子及其亚单位的构象发生变化,进而活性也发生变化,称为变构作用。在重金属盐、酸、碱等作用下,或加热至70C∽100C,或在X射线、紫外线的照射下,蛋白质的多肽链松开,失去其专一的三维形状,从而失去其生物学活性,这种现象称为蛋白质的变性。蛋白质的变构作用和变性43●类型:多种分子◆脂肪(油脂)◆蜡;◆磷脂类(磷酸甘油酯)◆类固醇;◆萜类。2.4脂质44●主要特点
◆
C、H
两种元素为主;
◆
非极性共价键→疏水性;◆严格意义上,非大分子▼分子质量小,远小于糖类、蛋白质、核酸;
▼不是聚合物;45●独特的生物学功能◆生物膜的重要成分;◆储能分子;◆生物表面的保护层;◆有些是重要生物学活性物质。46两类:脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)DNA存在于细胞核、线粒体和叶绿体中,遗传信息的携带者;RNA在细胞核中合成,后进入细胞质,在蛋白质合成中起重要作用。2.5核酸47核苷酸是组成核酸的单体。核苷酸戊糖含氮碱基磷酸48
核苷酸单体通过脱水合成以磷酸二酯键顺序相连形成多核苷酸(核酸),核酸具有方向性
。5’--3’49DNA分子是双链分子,两条单链分子间以A-T、G-C相配对的方式而成螺旋状。50RNA磷酸二酯键碱基51信使RNA(mRNA):转录遗传信息,是蛋白质翻译的模板转运RNA(tRNA):运输特定的氨基酸核糖体RNA(rRNA):核糖体的组成成份525354551编码蛋白的基因上游启动子区(橙色)转录,干扰下游基因(蓝色)的表达;2抑制RNA聚合酶II或者介导染色质重构以及组蛋白修饰,影响下游基因(蓝色)的表达;3与编码蛋白基因的转录本形成互补双链(紫色),干扰mRNA的剪切,形成不同的剪切形式;4与编码蛋白基因的转录本形成互补双链(紫色),在Dicer酶的作用下产生内源性siRNA;5与特定蛋白质结合,lncRNA转录本(绿色)可调节相应蛋白的活性;6作为结构组分与蛋白质形成核酸蛋白质复合体;7结合到特定蛋白质上,改变该蛋白质的细胞定位;8作为小分子RNA(如miRNA、piRNA)的前体分子56二、细胞的形态和结构57细胞膜(CellMembranes)细胞质(Cytoplasm)细胞核(Nucleus)细胞壁(CellWall)1.细胞的基本结构与功能:动物细胞、植物细胞58动物细胞模式图59植物细胞模式图60细胞膜:细胞表面的被膜,又名质膜。
7-8nm。1.1细胞膜61磷脂双分子糖蛋白质62细胞膜功能
保护细胞—结构、形状物质交换—转运物质信息传递—如神经信号传导免疫—专一性抗原受体63真核细胞控制中心遗传物质主要位于细胞核细胞代谢、生长、分化中起重要作用。包括核被膜、核基质、染色质、核仁。1.2细胞核64细胞核模式图65(1)
核被膜核外面,包括核膜和核膜下面的核纤层。核膜:两层膜,单层膜厚7-8nm,膜之间的核周腔宽约10-50nm。外膜常与糙面内质网相连。核纤层:在核膜内面,核纤层蛋白组成。66功能:构成核、质之间的天然选择性屏障
避免生命活动的彼此干扰;保护DNA不受细胞骨架运动所产生的机械力的损伤;核、质之间的物质交换与信息交流67☺蛋白质(如DNA、RNA合成相关的酶)细胞质细胞核☺RNA
细胞核细胞质68◆核孔复合体:蛋白质,100多种,与核纤层紧密结合;69(2)
染色质:固定、苏木精染色
●
常染色质
●
异染色质70●成分:主要是DNA、组蛋白;◆DNA:同一个体,各种细胞中含量相同
♦
常染色质:粗、细丝→网状;
DNA分子展开部分;
♦
异染色质:粗大团块、色深、
DNA紧缩盘绕部分,附于核膜;71◆组蛋白
♦碱性:含碱性氨基酸(赖氨酸、精氨酸)
♦能与DNA带负电荷的磷酸基团结合;
♦
5种:H1、H2A、H2B、H3、H4;功能不同;
72●染色质在不同时期的表现◆串珠状细丝:10nm
染色质极度伸张;◆细胞分裂间期:25~30nm
染色质丝折叠
→螺线管;◆细胞分裂期
进一步浓缩(高度折叠)→光镜可见的粗大染色体;73螺线管核小体超螺线管染色单体共计压缩8400倍压缩7倍压缩6倍压缩40倍压缩5倍DNA从DNA到染色体水平的压缩过程
74
(3)核仁●形态:圆、椭圆,无外膜;●数目
1~2个,各种生物中固定核仁75(4)核基质核内由蛋白质组成纤维状网络:
网孔中充以液体。
核的支架;染色质附着的场所。核骨架76质膜内,细胞核外►
细胞器、细胞溶胶1.3细胞质77细胞溶胶(cytosol
)
--细胞膜之内处于各个细胞器之外的区域。细胞溶胶占细胞体积的55%左右。包含上千种酶,用于糖酵解和糖质新生过程的催化及糖、脂肪酸、氨基酸的生物合成.细胞溶胶含有细胞骨架(cytoskeleton):真核细胞中的蛋白纤维网络结构。78细胞骨架
(Cytoskeleton)
胞质骨架:微丝核骨架:核纤层
核基质微管中间纤维79细胞质骨架微丝微管中间纤维80
功能:维持细胞形状、控制细胞运动;承受外力、保持细胞内部结构的有序性;植物细胞中细胞骨架指导细胞壁的合成;参与重要生命活动。81参与的生命活动:
①细胞分裂中牵引染色体分离;
②细胞物质运输中,各类小泡和细胞器的定向转运;③在肌肉细胞中,组成动力系统;④白细胞迁移、精子游动、神经细胞轴突和树突伸展等都与细胞骨架有关。8283各种细胞器:
线粒体(功能:能量转换—化学能ATP)
叶绿体(功能:光合作用)
内质网(功能:蛋白质、脂质合成)
高尔基体
溶酶体
核糖体84线粒体形态结构功能半自主性能量转换器,细胞动力工厂85叶绿体形态结构功能:光合作用能量转换器86基本类型功能内质网单层膜形成的囊状、泡状和管状结构87形态结构功
能高尔基体细胞内物质运输的交通枢纽88溶酶体
结构单层膜包围的球体
由高尔基体断裂产生含有大量的酶
消化生物大分子溶酶体的标志酶是酸性水解酶89核糖体☆合成蛋白质的细胞器☆成分:蛋白与RNA☆功能:按mRNA的指令用氨基酸合成多肽链90
液泡植物细胞中普遍存在,单层膜包裹,含细胞液,分生组织细胞中多而小;成熟细胞中大,占细胞中央功能:调节细胞渗透压,收集代谢废物液泡91细胞的内膜系统
细胞内在结构、功能及发生上相关的,由膜包围形成的细胞器或细胞结构称为细胞的内膜系统。—细胞质膜、核膜、线粒体、叶绿体、溶酶体、内质网、液泡、高尔基体等 9293生物膜:细胞器膜、核膜、质膜在分子结构上类似,统称生物膜。
主要由脂质、蛋白质组合装配成,7-8nm厚。磷脂双分子层是骨架,又称脂双层。蛋白质以不同方式镶嵌,膜功能的体现者。质膜表面有少量糖类分子——糖脂和糖蛋白。94基本骨架:磷脂双分子层
主要化学成分:脂质、蛋白质、糖类95生物膜特性:①流动性②选择透过性961.侧向扩散;4.伸缩震荡2.旋转运动;5.翻转运动3.摆动运动;6.旋转异构
脂双层中脂分子进行各种形式的快速运动:97
膜蛋白在脂双层自由移动。上皮细胞膜上的运输蛋白和各种酶不能完全自由移动。98膜流动性的生理意义:
膜的流动性是保证其正常功能的必要条件。如跨膜物质运输、细胞信息传递、细胞识别、细胞免疫、细胞分化以及激素的作用等都与膜的流动性密切相关。膜的流动性低于一定的阈值时,许多酶的活动和跨膜运输将停止,反之如果流动性过高,又会造成膜的溶解。99生物膜是一种由多分子形成的有序组织,是一种超分子结构,具有选择透过性。磷脂双分子糖蛋白质100细胞质膜防止物质自由进出,保证内环境相对稳定,生化反应能有序运行。★膜的选择透过性源于其分子组成,由脂双层本身的限制(具疏水性)和转运蛋白的专一性决定。101脂双层的疏水性:脂溶性分子和小的不带电荷的分子能以简单扩散的方式直接通过脂双层;绝大多数溶质分子和离子高度不透,形成疏水性分子、离子的渗透屏障;有机小分子、带电荷的无机离子的跨膜转运需特殊的膜转运蛋白参与。102细胞膜上与物质转运有关的蛋白,约占核基因编码蛋白的15~30%,细胞用在物质转运方面的能量达细胞总消耗能量的2/3。两类:载体蛋白:又称载体、通透酶和转运器。
通道蛋白:形成亲水通道,允许特定的溶质通过。膜转运蛋白:103物质出入细胞穿过细胞膜的方式主要有:
单纯扩散、易化扩散、主动转运、
胞吞作用、胞吐作用2.物质的跨膜转运104主动转运易化扩散单纯扩散生物小分子的跨膜运输类型1052.1单纯扩散(freediffusion)细胞外细胞内小分子物质细胞膜(一)概念:一些脂溶性小分子物质由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。2.1单纯扩散(freediffusion)107(二)特点:顺浓度梯度;不需载体蛋白的协助;不消耗能量。(三)转运物质:
脂溶性小分子物质:O2、CO2、NH3
、N2
其他:尿素、乙醇(四)影响因素:扩散速率
浓度差—动力
通透性—物质通过细胞膜的难易程度(一)概念:一些非脂溶性或脂溶性很小的物质,在特殊膜蛋白的“帮助”下,由高浓度一侧向低浓度一侧移动的过程。(二)转运的物质:小分子亲水物质(非脂溶性)、离子2.2易化扩散(facilitateddiffusion)(三)特点:1.顺浓度差、电位差,不耗能2.需要膜蛋白的帮助(四)分类:
膜蛋白转运物质
1.载体转运:载体蛋白小分子亲水物质
2.通道转运:通道蛋白水、离子1.载体转运载体转运的特点:特异性(葡萄糖)2.通道转运通道转运的特性1.选择性(特异性):Na+通道,
K+通道,Ca2+通道2.门控性:备用、激活、失活
115单纯扩散(freediffusion)易化扩散(facilitateddiffusion)被动运输物质顺浓度梯度扩散进出细胞,统称为被动运输。116主动转运具有重要的意义:
细胞膜的主动运输是活细胞的特性,它保证了活细胞能够按照生命活动的需要,主动选择吸收所需的营养物质,主动排出代谢废物和对细胞有害的物质。为了能维持生命活动的正常进行,生物体主要靠主动转运(主动运输)来获取营养物质。什么是主动转运?有什么特点呢?117(一)概念:细胞通过本身的耗能过程,将某物质从膜的低浓度一侧向高浓度一侧移动的过程,由生物泵完成(二)特征:
1.逆浓度或电化学梯度;
2.需要载体蛋白的协助;
3.需要消耗能量2.3主动转运(activetransport)(三)分类:
原发性主动转运:直接利用能量
继发性主动转运:间接利用能量
1.原发性主动转运通道转运与钠-钾泵转运模式图钠-钾泵的功能⑴具有ATP酶的活性,分解ATP⑵对Na+
、K+进行逆浓度差、逆电位差跨膜转运(3:2)[k+]o↑、[Na+]i↑→ATP酶激活→分解ATP
→Na+
、k+逆浓度差转运
→恢复细胞内外不均衡分布生理意义:钠泵造成Na+、K+
的不均衡分布
①是细胞代谢的必要条件;②阻止细胞外水分进入细胞内,维持细胞的结构和功能;③建立一种势能贮备.概念:某一物质的主动转运需要依赖另一物质的浓度差所造成的势能。
(间接耗能,能量不直接来源于ATP分解)钠泵→Na+顺浓度差→葡萄糖、氨基酸逆浓度差转运2.继发性主动转运125大分子物质是如何进出细胞的呢?1262.4胞吞作用与胞吐作用细胞通过胞吞与胞吐作用完成大分子与颗粒物质的跨膜运输。如:药物、大分子营养物质的吸收;激素、神经递质、酶的分泌等。需消耗能量,使膜融合与断裂,完成吞、吐大分子或颗粒物质的任务,又称膜泡运输、批量运输。127128胞吞作用:通过细胞质膜内陷形成囊泡(称为胞吞泡
endocyticvesicle),将外界物质裹进并输入细胞的过程。
胞吐作用:从细胞表面排出渣滓或细胞分泌物的过程。129三、细胞代谢130☆生物利用的能量,直接或间接来自太阳光;☆细胞应用的能量载体是ATP;光合作用:直接利用太阳光的过程;细胞呼吸:间接利用太阳光的过程。1311.光合作用光合作用:绿色植物将光能转换为有机分子的化学能的过程。水二氧化碳氧气光?132光合作用通式:6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O+6O2光133光反应碳反应光合作用的
两个阶段:134光反应:将光能变成化学能并产生氧气。在叶绿体类囊体膜中,发生水的光解、O2的释放、ATP及NADPH的生成,需要光。135碳反应:在叶绿体基质中,利用光反应形成的ATP和NADPH,将CO2还原为糖,不需光直接参与,但也必须在光下进行。136光反应:能量变化ADP+Pi+能量(光能)ATP酶光能转变为活跃的化学能
贮存水的光解:H2O[H]+O2光能(还原剂)ATP的合成:物质变化NADP++H++2e-
NADPHNADP+的还原:137光子激发天线叶绿素共振传递能量P700、P680
放出高能电子受体电子传递链138139碳反应①CO2固定②氧化还原反应③RuBP再生糖类CO2固定140C3途径:又称卡尔文(Calvin)循环。CO2受体为RuBP,最初产物为3-磷酸甘油酸(PGA)。C4途径:又称哈奇-斯莱克(Hatch-Slack)途径,CO2受体为磷酸烯醇式丙酮酸(PEP),最初产物为草酰乙酸(OAA)。CAM途径(景天科酸代谢途径):夜间固定CO2产生有机酸,白天有机酸脱羧释放CO2,进行CO2固定。141光合作用是地球上最重要的化学过程,为地球上绝大多数的生物提供食物和氧气,是地球上绝大多数生物赖以生存的基础。自养生物:能进行光合作用的生物是自养生物。异养生物:依靠光合作用产物生活的生物是异养生物。1422.细胞呼吸细胞呼吸:细胞在有氧条件下从食物分子(主要是葡萄糖)中取得能量的过程。◊常温,产生能量大部分贮存在ATP中;◊细胞不停地呼吸,有控制的氧化还原作用。143ATP是各种活细胞内的一种高能磷酸化合物。
A—
P
~
P
~
P腺苷磷酸基团
高能磷酸键第二个高能磷酸键相当脆弱,水解时容易断裂,释放出大量的能量ATP的结构简式:144ATP合成酶ADP
+
Pi
ATP能量+ATP
ADP+
Pi+能量ATP(水解)酶各项需能的生命活动ATP循环:通过ATP的水解和合成使放能反
应所释放的能量用于吸能反应的过程。145
ATP是细胞中的能量载体,常称之为细胞中的能量通货(energycurrency)。146147细胞通过氧化有机物释放能量,供生命活动之需。葡萄糖的氧化分解:
C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能细胞内呼吸作用分为4个阶段:
1)糖酵解;
2)丙酮酸氧化脱羧
3)柠檬酸循环;
4)电子传递链。1482.1糖酵解细胞质基质,不需氧。总反应:葡萄糖+2ADP+2Pi+2NAD+
2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H++2H2O1492.2
丙酮酸氧化脱羧丙酮酸经扩散进入线粒体,在线粒体基质中继续被氧化脱羧,与辅酶A结合成为活化的乙酰辅酶A(乙酰CoA),进入柠檬酸循环。释放1分子CO2,还原1分子NAD+NADH1501512.3柠檬酸循环1分子葡萄糖在柠檬酸循环中产生4个CO2分子,6个NADH分子,2个FADH2分子和2个ATP分子。各种细胞的呼吸作用都有柠檬酸循环;最经济、最有效率的氧化系统。1522.4电子传递链保留在NADH、FADH2中的能通过电子传递链释放并转移到ATP中。电子传递链:存在于线粒体内膜上的一系列电子传递体。153电子传递体和蛋白质复合体154电化学梯度H+H+ADPATP1分子葡萄糖经呼吸作用产生30或32分子ATP1552.5无氧呼吸——发酵作用厌氧细菌和酵母菌的发酵。
(1)酒精发酵:
葡萄糖经糖酵解成丙酮酸,产生2分子ATP,丙酮酸脱羧,放出CO2成乙醛,乙醛接受H+还原成酒精。(2)乳酸发酵:
葡萄糖酵解产生的丙酮酸不经过脱羧,直接接受H+还原成乳酸。1562.6各种分子的分解和合成氨基酸、脂肪酸的氧化,都首先转化为某种中间代谢物,再进入糖酵解或三羧酸循环。氨基酸氧化:先脱氨,再进入呼吸代谢途径。脂肪酸氧化:转化为乙酰CoA,再进入三羧酸循环。甘油:转变为磷酸甘油醛,进入糖酵解过程。157各种分子分解代谢的三个阶段氧化磷酸化三羧酸循环ADP+Pi乙酰CoACoA淀粉脂肪蛋白质葡萄糖甘油脂肪酸氨基酸第一阶段第二阶段第三阶段2HCO2ATPO2H2O158脂肪酸脂肪甘油蛋白质氨基酸159四、细胞的基本生命活动160细胞生命活动的基本内容:
1.细胞增殖
2.细胞分化
3.细胞衰老
4.细胞凋亡161
大象与小鼠相应器官和组织的细胞大小差异如何?细胞大小基本一致162细胞能否无限长大?163164☆细胞核中的DNA不会随着细胞体积的扩大而增加,如果细胞太大,细胞核的“负担”过重。细胞体积越大,其相对表面积越小,细胞与周围环境之间物质交流的相对面积越小,物质运输的效率越低。细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大165生物体积的增大不是因细胞体积的增大而是由于细胞数目的增多。166
经过一定的物质准备,然后进行细胞分裂,使细胞数目增多的过程,称为
细胞增殖(cellproliferation)。167细胞增殖(cellproliferation)是细胞生命活动的重要特征之一,是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。◆单细胞生物细胞增殖导致生物个体数量的增加;◆多细胞生物由一个单细胞(受精卵)分裂发育而来,细胞增殖是多细胞生物繁殖基础。168◆成体生物仍然需要细胞增殖,主要取代衰老死亡的细胞,维持个体细胞数量的相对平衡和机体的正常功能。◆机体创伤愈合、组织再生、病理组织修复等,都要依赖细胞增殖。169细胞通过_______方式进行增殖分裂1.细胞增殖细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续过程减数分裂细胞的分裂方式有丝分裂无丝分裂真核细胞分裂的主要方式
170有丝分裂
细胞周期连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止。包括分裂间期和分裂期。171细胞周期的时间不同物种、不同组织的细胞周期所经历的时间不同。恒定条件下,细胞周期的时间恒定。细菌一般20min分裂一次。紫鸭跖草根尖细胞20h。人囊胚细胞19.5h。受精卵可不足8min,最长不超过1h。172221.520.5人的宫颈癌细胞22121人的肝细胞15.31.813.5小鼠十二指肠上皮细胞17.32.015.3蚕豆根尖分生区细胞细胞周期分裂期分裂间期细胞
不同细胞的细胞周期持续时间(小时)
细胞周期的大部分时间处于分裂间期,占
______________;
分裂间期为分裂期进行物质准备,完成_________________和有关______________,同时细胞有适度的生长。DNA分子的复制蛋白质的合成90%-95%173DNA以染色体形式平均分配到2个子细胞中,每个子细胞得到一组与母细胞相同的遗传物质。有丝分裂是连续的过程,人为划分为4个时期:前期中期后期末期细胞质分裂:动物细胞形成环沟分割母细胞。植物细胞形成细胞板,进而形成新细胞壁分隔两个新细胞。有丝分裂174175动物细胞的有丝分裂间期前期中期后期末期间期176植物细胞的有丝分裂间期前期后期间期中期末期177有丝分裂的意义
将亲代细胞的染色体经过复制后,精确的平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA,因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。178
有丝分裂过程中的重要事件(1)核被膜的裂解与再生(2)纺锤体的形成(3)染色体的行为
(4)细胞器的增殖17911.核被膜的裂解、再生:与核纤层蛋白的高度磷酸化、
去磷酸化
有关180中心体2.纺锤体的形成●纺锤体纤维◆极纤维星体间,跨两极;
◆动粒纤维
染色体着丝粒动粒
→两极;星体极微管1813.染色体行为
●前期:2染色单体紧密并列;动粒出现,纺锤体形成;●前中期
动粒与动力微管结合;182●中期
◆染色体→纺锤体赤道面;
◆两方向的极力平衡→静止状态;183●后期:着丝粒分裂→2染色单体分离
→1对独立的染色体
→两极;动力微管极微管184185
分裂过程没有出现纺锤丝和染色体的变化。无丝分裂186►生殖细胞发生过程中产生精子和卵子的一种特殊的有丝分裂。►DNA(染色体)复制一次,细胞连续分裂两次,结果一个母细胞产生四个配子,每个配子的染色体(DNA)数目为母细胞的一半,所以称为减数分裂。减数分裂187前期I1细线期2偶线期3粗线期4双线期5终变期6中期I7后期I8末期I9前期II10中期II11后期II12末期II188减数分裂丰富基因组合189减数分裂的生物学意义
1.保证亲代与子代之间染色体数目的恒定性;
2.为生物的变异提供重要的物质基础。1902.细胞分化多细胞生物发育的起点__________受精卵个体正常发育过程中——细胞数目增加——有控制的细胞分裂细胞类型的增加——有序的细胞分化191192
在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
生物体组织、器官、系统形态建成的基础,是个体发育的基础。细胞分化的实质:基因选择性表达的结果。细胞分化的意义:细胞分化的定义:193☆实验发现,给予一定条件,高度分化的植物细胞仍具有发育成完整植株的能力。194
细胞经分裂和分化,能发育成完整有机体的潜能和特性。受精卵和早期胚胎细胞都是具有全能性的细胞。
植物体细胞——完整植株;细胞全能性的遗传学基础是体细胞内存在一套完整的遗传信息。细胞的全能性195高度分化的动物细胞能否保持全能性呢?
已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性细胞核内含有该物种的全套遗传物质。
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