普通生物学1112节

普通生物学1112节第1页/共100页光吸收光能

天线色素传递光能O2

ADP+Pi

CO2中心色素夺取

e-分解

H2OH+

ATP

酶酶NADPHNADPC3C5酶酶CO2

还原多种酶催化固定失e-光能转换成电能电能转换成活跃化学能活跃化学能转换成稳定化学能2第2页/共100页Lightreaction（光反应）通过叶绿素等光合色素吸收、传递光能，并将光能转化为化学能，形成ATP和NADPH的过程。在类囊体膜上进行包括原初反应、电子传递和光合磷酸化carbonreactions（碳反应）利用光反应所形成的能量（ATP和NADPH）（同化力），将二氧化碳合成糖类的过程。这个过程必须在光下进行，但是不需要光直接参加。在叶绿体基质中进行光合作用的过程：光反应和暗反应3第3页/共100页#PhotosystemII(water-splittingphotosystem)#PhotosystemI(NADPH-producingphotosystem)4第4页/共100页C3途径：CO2的固定（羧化阶段）；氧化还原反应；RuBP的再生6PGA6GAP输出1分子GAP（细胞质中）5GAP3RuBP固定还原再生3－磷酸甘油酸甘油醛－3－磷酸核酮糖－1,5－二磷酸5第5页/共100页Summary：6第6页/共100页细胞呼吸：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。有氧呼吸：

指生活细胞利用分子氧，将某些有机物质彻底氧化分解，形成CO2和H2O,同时释放大量能量的过程。

C6H12O6+6O26CO2+6H2O＋能量无氧呼吸

指生活细胞在无氧条件下，把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放少量能量的过程。

C6H12O62C2H5OH+2CO2+

能量酶酶细胞呼吸7第7页/共100页生物体内氧化分步骤进行淀粉葡萄糖丙酮酸CO2+H2OATP8第8页/共100页C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量#Burning9第9页/共100页糖酵解柠檬酸循环电子链的传递#ThreeSteps10第10页/共100页#Glycolysis(glyco=sugar;lysis=breaking)EMP:Glucose在无氧情况下经过一系列中间代谢分解为丙酮酸的过程。反应进行部位：细胞质特点：不需O2的参与由特定的酶催化

11第11页/共100页3-磷酸甘油醛#10steps:Alllifeonearthperformsglyclolysis12第12页/共100页全过程：12步骤，11酶葡萄糖C-C-C-C-C-C淀粉、糖原等葡萄糖-6-磷酸C-C-C-C-C-C-PATPADP

果糖-6-磷酸C-C-C-C-C-C-P果糖1,-6-二磷酸C-C-C-C-C-C-PATPADP3-磷酸甘油醛PGAL(2分子)磷酸二羟丙酮2NAD+2Pi2NADH+2H+1,3-二磷酸甘油酸(2分子)1、消耗

ATP2分子细质13第13页/共100页3-磷酸甘油酸（2分子）2ADP2ATP2磷酸甘油酸（2分子）磷酸烯醇式丙酮酸（2分子）丙酮酸（2分子）2ADP2ATP2、产生

ATP4分子14第14页/共100页总反应式：

葡萄糖+2ADP+2Pi+2NAD+

2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H++2H2O糖酵解过程中：

一个分子的葡萄糖分解为2分子的丙酮酸利用2个ATP，产生4个ATP，净得2个ATP；

2个分子的NAD+被还原，产生了2个NADH+H+15第15页/共100页糖酵解生理意义是无氧呼吸和有氧呼吸的共同途径糖酵解最终产物丙酮酸可通过各种代谢途径生成不同物质是厌氧生物糖分解和获取能量的主要方式多数反应均可逆转，为糖异生作用提供了基本途径16第16页/共100页糖酵解柠檬酸循环电子链的传递#ThreeSteps17第17页/共100页#Mitochondria线粒体——“城市的发电厂”18第18页/共100页线粒体和质体等进行能量交换线粒体:呼吸作用进行的场所，生命活动的“动力工厂”，是三羧酸循环、电子传递和ATP生成的场所。

线粒体一般呈粒状或杆状，一般直径0.5-1μm，长1.5-3.0μm。

19第19页/共100页柠檬酸循环开始于乙酰CoA与草酰乙酸(oxaloaceticacid)缩合生成柠檬酸，柠檬酸是一种三羧酸，因此称之为柠檬酸循环（Citricacidcycle）或三羧酸循环（tricarboxylicacidcycle，TCA），是英国科学家HansKrebs于20世纪30年代发现的所以又称Krebs循环（1953年获诺贝尔奖）。#Citricacidcycle,TCAcycle20第20页/共100页#OxidationofPyruvate21第21页/共100页#Citricacidcycle,TCAcycle草酰乙酸柠檬酸酮戊二酸琥珀酸苹果酸22第22页/共100页三羧酸循环三羧酸循环一定需要氧才能进行。在三羧酸循环中脱下的氢，形成NADH和FADH2，然后再逐步传递给氧。23第23页/共100页三羧酸循环（TCA循环）部位：线粒体基质内特点：需要氧参与和多种酶的催化过程：是包括三羧酸和二羧酸的循环逐步脱羧脱氢，彻底氧化分解的过程24第24页/共100页TCA循环过程

丙酮酸在有氧条件下进入线粒体，氧化脱羧与辅酶A结合成为活化的乙酰CoA；释放出1分子CO2，同时发生NAD的还原。

丙酮酸乙酰辅酶A氧化脱羧25第25页/共100页丙酮酸三个二氧化碳三羧酸循环26第26页/共100页

TCAcycle的生物学意义:1.是糖类、蛋白质、脂肪三大物质转化的枢纽.循环中生成的草酰乙酸,柠檬酸,琥珀酸和延胡索酸等是合成糖,氨基酸,脂肪酸等的原料.2.

是体内糖、脂肪和蛋白质三大营养物质代谢的最终共同途径

进入三羧酸循环的乙酰CoA,可从脂肪和氨基酸分解而来,草酰乙酸从天冬氨酸来,最终乙酰CoA经三羧酸循环,生物氧化生成CO2和水27第27页/共100页28第28页/共100页29第29页/共100页

在呼吸链起端，电子处在高能水平，传递到O2时，处于低能水平。传递过程中释出的能量，用于产生ATP。电子传递链和氧化磷酸化30第30页/共100页#OxidationandReduction31第31页/共100页#ElectronTransport32第32页/共100页糖酵解三羧酸循环呼吸链33第33页/共100页#Fermentation发酵34第34页/共100页无氧呼吸：无机物代替氧作为最终的电子受体进行呼吸。发酵：厌氧细菌和酵母菌在无氧条件下获取能量的过程。酒精发酵:1葡萄糖2丙酮酸2乙醛2乙醇NADH+H+2ATP+2CO2+2H2ONAD+乳酸发酵:葡萄糖2丙酮酸2乳酸+2ATP+2H2O发酵作用35第35页/共100页#AlcoholFermentation36第36页/共100页#LacticAcidFermentation37第37页/共100页酒精发酵用途:乳酸发酵用途:制酒酸菜、酸奶、奶酪38第38页/共100页Summary:39第39页/共100页40第40页/共100页

呼吸作用的意义

为生物的生命活动提供能量呼吸作用形成的中间产物是进一步合成生物体内新的有机物的物质基础在植物体内的碳、氮、脂肪代谢活动中起枢纽作用41第41页/共100页生物体可利用各种有机分子作燃料

除了葡萄糖，其他生物分子，包括脂类、氨基酸、核苷酸等，都可以通过三羧酸循环途径，彻底氧化为CO2和H2O，同时产生能量。对于人体来说，最适宜的燃料是葡萄糖。代谢作用是生命的核心，它有两个方面：一个是细胞呼吸，是从食物中收集能量的过程；另一个是各种生物合成途径，是建造细胞各种成分的过程。42第42页/共100页43第43页/共100页CellDivisionandDifferentiation

细胞分裂和分化44第44页/共100页#Cellsbuildthegiant.细胞增大e.g.肌肉细胞增多e.g.器官1，单细胞生物以细胞分裂的方式产生新的个体。2，多细胞生物以细胞分裂的方式产生新的细胞。45第45页/共100页#原核细胞遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个环状DNA构成46第46页/共100页原核细胞以二分分裂增殖47第47页/共100页#CellDivision48第48页/共100页#Amitosis无丝分裂无丝分裂的过程比较简单，一般是细胞核先延长，从核的中部内凹进，缢裂成为两个细胞核；接着，整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。染色体复制时，细胞就长大。复制完成，细胞也长大了一倍时，质膜就向内陷，把细胞一分为二。49第49页/共100页#Mitosis有丝分裂染色体的形成染色体排列在纺锤体染色单体分开核膜重新形成胞质分裂50第50页/共100页细胞周期一、细胞增殖周期的概念细胞周期（cellcycle）：指连续分裂的细胞，从一次有丝分裂结束开始，到下一次有丝分裂完成所经历的整个连续过程。51第51页/共100页细胞周期间期丝裂期（M期）前期中期后期末期DNA合成前期（G1期）DNA合成期（S期）DNA合成后期（G2期）52第52页/共100页细胞周期不同时期的主要事件：G1期：与DNA合成启动相关，开始合成细胞生长所需要的多种蛋白质、RNA、碳水化合物、脂等，同时染色质去凝缩。

S期：DNA复制

G2期：DNA复制完成，在G2期合成一定数量的蛋白质和RNA分子。

M期：细胞分裂期有丝分裂——细胞核及染色体分裂胞质分裂——细胞质分裂53第53页/共100页G1期与细胞周期的长短密切相关TC＝TG1＋TS

＋TG2

＋TM12～24hr(哺乳类)哺乳动物细胞周期的时间16218人骨髓细胞15224人胃上皮细胞153348人直肠上皮细胞16925人结肠上皮细胞TS＋TG2＋TMTG1TC细胞类型细胞周期的时间主要由哪个时期决定呢？54第54页/共100页55Anti-cancereffectsviacellcycleregulationCellcycleandcheckpointsLaterG1phaseSphaseLaterG2phaseMphaseCellcycleregulation第55页/共100页限制点（R点）：G1早期与G1晚期之间及G1期末对坏境因素的敏感点。①继续增殖细胞：②永不增殖细胞：③暂不增殖细胞（Ｇ0期细胞）：56第56页/共100页57激酶复合体脊椎动物CyclinCDKG1-CDKCyclinC、D、E、Cln1-3CDK2、4、5、6S-CDKCyclinACDK2M-CDKCyclinA、BCDK1(CDC2)、10、11*包括D1-3，各亚型cyclinD在不同细胞中的表达量不同，但具有相同的功效。

细胞周期蛋白和与之结合的CDK类型细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶

CDK已知9种，可根据作用的时期不同分为G1、G1/S、S期CDK，及M期CDK。第57页/共100页2001年美国人LelandHartwell、英国人PaulNurse、TimothyHunt因对细胞周期调控机理的研究而荣获诺贝尔生理医学奖。

58第58页/共100页59M期洋葱高倍镜下照片59第59页/共100页60第60页/共100页61前、中、后、末期1.前期(prophase)染色质凝集成染色体核膨大，染色质逐渐螺旋化形成染色体。每一染色体由两条染色单体并列在一起，中间被着丝粒相连61第61页/共100页6262第62页/共100页632.中期（metaphase）①染色体排列在赤道面处，着丝点位于同一平面上，是观察染色体形态，数目最佳时期。②纺锤体完全形成，并移向细胞中央赤道板。63第63页/共100页643.后期（anaphase）①着丝点纵裂，每条染色体的两条姐妹染色单体分开。分开的染色单体因具有一个独立的着丝点所以称为子代细胞染色体，含一分子DNA。②在微管的作用下，两组染色体分别向两极移动。移向两极的两组染色体数目，形态完全相同。64第64页/共100页654.末期(telophase）①染色体解聚,形成染色质；②核膜、核仁再次出现，纺锤体消失，各自形成一个新细胞核。65第65页/共100页665.胞质分裂（cytokinesis）通过形成特殊的临时性结构——收缩环（contractilering）完成。微丝滑动收缩环直径逐渐变小，细胞膜内陷形成分裂沟，细胞一分为二，结束有丝分裂全过程。66第66页/共100页67动物细胞胞质分裂（cytokinisis）分裂沟67第67页/共100页植物细胞的胞质分裂细胞内形成新的细胞膜和细胞壁而将细胞分开68第68页/共100页（一）染色体的一般形态

染色体；着丝粒；主缢痕；端粒。染色体69第69页/共100页核小体和染色质70第70页/共100页71第71页/共100页72减数分裂减数分裂是形成生殖细胞过程中特殊的一种分裂方式：是配子发生过程中产生精子和卵子的一种特殊的有丝分裂。72第72页/共100页#Meiosis减数分裂1概念和意义概念：细胞进行一次DNA复制，随后进行两次分裂，染色体数目减半的一种特殊的有丝分裂。体细胞(双倍体2n)生殖细胞(单倍体n)意义：生物进行有性生殖的基础确保世代间遗传的稳定性增加变异机会，生物进化与多样性的基础73第73页/共100页减数分裂可以分为两个阶段：

第一次减数分裂阶段：DNA复制一次，细胞分裂一次。

第二次减数分裂阶段：DNA不复制,细胞再分裂一次。

一是子细胞染色体数减半;

二是子细胞基因组合大为丰富。

74第74页/共100页75减数分裂减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ间期Ⅰ前期Ⅰ中期Ⅰ后期Ⅰ末期Ⅰ间期Ⅱ前期Ⅱ中期Ⅱ后期Ⅱ末期Ⅱ细线期偶线期粗线期双线期终变期75第75页/共100页76①细线期（leptotenestage）：a：染色体呈细线状，相互交织呈网状，染色质丝开始凝缩。b：DNA复制已完成，每条染色体已形成双线（每条染色体由两条染色单体构成），但光镜下仍呈单线状。c：细胞核和核仁增大。76第76页/共100页77②偶线期（zygotenestage）同源染色体发生配对相互靠拢，相配成对的过程称联会（synapsis）。在联会的过程中，配对的同源染色体之间形成了一种蛋白质的复合物，称为联会复合体。联会的结果，每对染色体形成一个二价体。77第77页/共100页78③粗线期（pachytonestage）A.染色体进一步螺旋化，变粗变短。B.每条染色体由两条染色单体构成，一个二价体由4条染色单体构成，叫四分体。78第78页/共100页79重组期79第79页/共100页80④双线期（dipleotenestage）A.染色体进一步螺旋化而缩短；B.联会复合体解体，同源染色体开始分离；同源染色体的非姐妹染色单体相互排斥趋向分离，使互换后的染色体之间出现交叉（chiasma）。80第80页/共100页8181第81页/共100页82⑤终变期（diakinesisstage）A.染色体变得最短粗。B.交叉端化。非姐妹染色单体的交叉随时间的推移向末端移动，这种现象称为端化。C.核仁核膜消失。82第82页/共100页83间期前期I(细线期)前期I(偶线期)1.同源染色体配对——联会2.二价体形成前期I(粗线期)1.二价体四分体2.非姐妹染色单体之间出现交叉。前期I(双线期)1.联会复合体消失2.同源染色体某些部分分离前期I(终变期)前期Ⅰ过程83第83页/共100页减数分裂Ｉ（中、后、末）84第84页/共100页85（二）减数分裂Ⅱ1.间期Ⅱ：很短，不进行DNA复制。每条染色体由两条染色单体构成。2.前期Ⅱ：第二次减数分裂和细胞的有丝分裂基本上相同，核膜核仁消失，每个细胞只有n个染色体（一个染色体由两个染色单体成）。85第85页/共100页863.中期Ⅱ：各染色体排列