第一章和第二章.ppt
《第一章和第二章.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第一章和第二章.ppt(240页珍藏版)》请在课桌文档上搜索。
1、第一部分 细胞和生物大分子,(一)、细胞的发现 1、显微镜的发明 400多年前的荷兰眼镜商詹森父子及荷兰血统英国人列文虎克(Leeuwenhoek),2、细胞的发现,1665年英国人胡克(Robert Hooke)用自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,并将其定名为“细胞”。最早认识到活细胞各结构作用的是布朗。,3、各类显微镜,(1)光学显微镜 复式显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、倒置显微镜、荧光显微镜等(2)电子显微镜 透射电子显微镜、扫描电子显微镜,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,扫描电子显微镜,(二)、细胞学说的建立
2、,1838年德国 植物学家施莱登提出所有植物体都是由细胞组合而成,这一结果被德国动物学家施旺(1839年)在动物中证实。由此提出“细胞学说”,(1)所有生物都是由细胞和细胞产物所构成。(2)新细胞只能由原来的细胞经分裂而产生。(3)所有细胞都具有基本上相同的化学组成和代谢活性。(4)生物体总的活性可以看成是组成生物体的各相关细胞的相互作用和集体活动的总和。,这一学说概括起来有以下几点:,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,第一章、细胞的化学组成,(一)、细胞的元素组成 C、H、N、O4种元素占了96%C、H
3、、N、O、P、S、Ca含量占细胞总重的99.35%其他元素含量很少,有的以痕量存在,但仍然是细胞中必不可少的元素。碳原子具有特别重要的作用:碳原子有4个外层电子,能和别的原子形成4个强共价键,从而生成各种大分子。地球上的生命就是在碳元素的基础上建立起来的。,(二)、细胞的分子组成 1、水和无机盐 2、糖类 3、脂类 4、蛋白质 5、核苷酸和核酸,1.水,由于分子是极性的,因而每个水分子带负电的氧都和它周围的另一些水分子的带正电的氢相吸引而形成氢键。总的结果是水分子总是以不稳定的氢键连成一片,水的这一特性使水有了较强的内聚力和表面能力。,由于内聚力,水可以在根、茎、叶的导管中形成连续的水柱,从而
4、可从根部一直上升到参天大树的树梢。由于较高的表面能力,所以水黾等昆虫能在水面上行走。,出于水分子的极性,它可以和多种极性分子和极性表面结合,这就是水的附着力。在活细胞中,水可以附着在纤维素、淀粉和蛋白质等多种分子上,这对于正常的代谢活动具有重要意义。,2无机盐,细胞中的无机盐一般都是以离子状态存在的,如Na、K、Ca等,它们对细胞的渗透压和pH起着重要的调节作用。有些离子是酶的活化因子和调节因子,如Mg、Ca等;有些离子是合成有机物的原料,如Fe是合成血红蛋白的原料等。,生物生存环境的PH范围为3-8.5,细胞中的各种离子有一定的缓冲能力,可在一定程度上使细胞内的pH保持恒定,这对于维持正常的
5、生命活动是很重要的。,(二)糖类,糖分子含C、H、O 3种元素,三者的比例一般为l:2:1,但也有例外,如鼠李糖就不符合上述比例。,1.单糖,单糖的分子式是:其中n3。,单糖以2种形式存在,即醛糖和酮糖,前者分子含有醛基,后者分子含有酮基。,葡萄糖和果糖可以以游离状态存在,亦可以以结合状态存在,游离态的葡萄糖存在于动、植物细胞中,游离态的果糖存在于果实和蜂蜜中。,半乳糖以结合状态存在于乳糖和琼胶中。,天然存在的葡萄糖都是D型的,2寡糖,由少数(26)几个单糖缩合而成的糖称为寡糖。,麦芽糖是淀粉的基本结构单位。淀粉水解产生麦芽糖,所以麦芽糖通常只存在于发生淀粉水解的组织,如麦芽中。,3.多糖,支
6、链淀粉和直链淀粉的区别,豆类种子所含淀粉全为直链淀粉,糯米淀粉全为支链淀粉。,对于哺乳动物和人,至少有2种脂肪酸(亚油酸和亚麻酸)是必需的营养要素。动物脂肪由于含饱和脂肪酸多,对心血管有不利影响,以少食为宜。,(三)脂类,C为油酸;D为饱和脂肪酸;E掺有不饱和脂肪酸时,排列疏松,3.磷脂类,磷脂的分布:,磷脂和脂肪不同之处:,几乎全部存在于细胞的膜系统中,在脑、肺、肾、心、骨髓、卵及大豆细胞中含量最高。,甘油的一个a-羟基不是饱和脂肪酸而是和磷酸结合成酯,即磷脂酸。,磷脂酸是最简单的磷脂,在细胞中含量甚少,但它是其他磷脂合成的中间产物。,细胞中的磷脂,大多比磷脂酸复杂,即磷脂酸分子式(图16)
7、中的 为含氨基的醇,如胆碱、胆胺、丝氨酸等所取代,则分别成为卵磷脂、脑磷脂、丝氨酸磷脂等。,通常磷脂分子中的2个脂肪酸总有个是不饱和的。因此2个脂肪酸链不是平行并列的,其中一个(不饱和脂肪酸)总是有折弯的,如图所示。,磷脂分子由于有磷酸和与之相连接的含氨基的化合物,因而是有极性的分子:它的磷酸一端为极性的头,是亲水的,它的2个脂肪酸链是非极性的尾,是疏水的。,如将磷脂放在水面上,磷脂分子都将以亲水的头和水面相接,而倒立在水面上、成一单分子层。,如将磷脂放入水中,磷脂分子则会形成单分子微团,各分子的极性头位于微团的表面而与水接触,非极性的疏水端则藏在微团的中心。,如在水中置一隔膜,磷脂分子能在隔
8、膜小孔处形成双分子层:亲水的极性头位于双分子层的外表,疏水的尾藏在内面。细胞各种膜的形成、结构和特性,都与磷脂分子的极性特征有关。,(四)蛋白质(五)核苷酸和核酸自学!,第二章 细胞的形态结构,一、细胞形状和大小二、细胞的基本结构(一)细胞膜和细胞壁(二)细胞核(三)细胞质和细胞器线粒体、叶绿体、内质网高尔基体、溶酶体等,植物细胞与动物细胞的区别:,1、植物细胞有细胞壁、质体、液泡;而动物细胞没有。,2、动物细胞有中心粒,而植物细胞没有。,这里讲的主要是真核细胞的结构。,(一)细胞膜和细胞壁,1.细胞膜又称质膜,是细胞表面的膜。它的厚度通常为7nm-8nm。,植物细胞结构,细胞膜功能:,(1)
9、半透性或选择性透性即有选择地允许物质通过扩散、渗透和主动运输等方式出入细胞,从而保证细胞正常代谢的进行。,(2)大多质膜上还存在激素的受体、抗原结合点以及其他有关细胞识别的位点,所以质膜在激素作用,免疫反应和细胞通讯等过程中起重要作用。,2.细胞壁:是无生命的结构,其组成成分如纤维素等,都是细胞分泌的产物。,细胞壁的功能:,支持和保护,同时还能防止细胞吸涨而破裂,保持细胞正常形态。,细胞壁:,初生细胞壁,初生细胞壁,胞间层(果胶),次生细胞壁,植物细胞最初生成的细胞壁都是很簿的,称为初生细胞壁。它是由纤维素的纤维埋在由多糖和蛋白质的基质中而形成的。,两个相邻细胞的初生细胞壁之间有胞间层,把两个
10、细胞胶粘在一起。胞间层的主要成分是一种多糖,即果胶。,初生细胞壁薄而有弹性,能随着细胞的生长而延伸。待到细胞长大,在初生细胞壁的内侧长出另一层细胞壁,即次生细胞壁。,相邻细胞的细胞壁上有小孔(参见图23),细胞质通过小孔而彼此相通,这种细胞质的连接称胞间连丝。,3.胞间连丝:,4.例子(1)棉花纤维 几乎是纯粹的纤维素(图25)。棉花开花时,种子的一些表皮细胞就开始伸长,13d-20d后,细胞的长宽之比可达1000-3000:1。,此时细胞表面的初生细胞壁不再生长,细胞中的糖类转化成纤维素,沉积到初生壁的内面,细胞死后遗留下纤维素化的细胞壁就是棉花纤维。所以,棉花纤维是中空管状的。,2.木材:
11、是死细胞遗留的细胞壁所组成的。但木材不是纯的纤维素,在细胞壁纤维素的间隙中充满一种芳香醇类的多聚化合物木质素。它的作用是使细胞壁坚固耐压,其含量可达木材的50以上。,(二)细胞核,一切真核细胞都有完整的细胞核。哺乳动物血液中的红细胞、维管植物的筛管细胞等没有细胞核,但它们最初也是有核的,后来在发育过程中消失了。有些细胞是多核的,大多数细胞则是单核的。,1.形态特点:,细胞核起着重要的作用:有人用变形虫做实验,去掉核的变形虫虽然还能活几天,但不能取食,也不能生长,终于逃不脱死亡的命运。,不能取食,死亡,变形虫!,2.核被膜,由两层膜组成,每一膜厚约7nm-8nm,两膜之间为宽约l0nm-50nm
12、的核周腔。,核被膜,核纤层,核膜,核被膜包在核的外面。,成分为核纤层蛋白,厚薄随细胞而异。,核孔:核膜上有小孔,称核孔,直径约50-100nm,数目不定,一般均有几千个。,核孔复合体:核孔结构复杂,含100种以上蛋白质,并与核纤层紧密结合,成为核孔复合体。,孔心粒,核膜外,核膜内,3.染色质,(1)定义:利用固定染色技术,如用苏木精染色,可在光镜下看到细胞核中许多或粗或细的长丝交织成网,网上还有较粗大、染色更深的团块,这些就是染色质。细丝状的部分称常染色质,较大的深染团块是异染色质。异染色质常附着在核膜内面。,真核生物染色质的主要成分:DNA和蛋白质,也含少量的RNA。,同一生物体的各种细胞中
13、,DNA的含量是一样的。,(2)染色质中的蛋白质分为组蛋白和非组蛋白。组蛋白:,富含Lys和Arg,两者都是碱性氨基酸,所以组蛋白是碱性的,能和带负电的DNA结合。染色质中组蛋白和DNA含量的比例一般为1:1。组蛋白分为H1、H2A、H2B、H3和H4共5种。,将细胞核用实验手段涨破,使其中染色质流出,铺开,在电子显微镜下可看到染色质成串珠状的细丝。,(3).核小体,小珠称为核小体,其直径约为10nm。核小体之间以1.5nm-2.5nm的细丝相连。核小体的核心部分由8个或4对组蛋白分子所构成(H2A、H2B、H3、H4各2个),DNA分子链缠绕在核小体核心的外围。,各核小体之间也是由这同一DN
14、A分子连接起来,连接核小体的部分称为连接DNA。,连接DNA上也有组蛋白,即H1组蛋白,它的功能可能是促进各核小体的聚拢。,一个核小体上的DNA加上一段连接DNA共有200个碱基对,构成染色质丝的一个单位。,4、核仁,(1)形态位置:细胞核中圆形或椭圆形的颗粒状结构,没有外膜。,(2)染色情况:将碘液滴到新鲜洋葱鳞茎表皮细胞上,通过显微镜可看见细胞核染成红褐色,而核仁染得更深,显示得最消楚。,(3)核仁组织区:是由某一个或几个特定染色体的一定片段构成的,这一片段称为核仁组织区。,核仁就是位于染色体的核仁组织区的周围的。,5核基质,(2)功能:核基质是核的支架,并为染色质提供附着的场所。,(1)
15、定义:核基质不是无结构的液体,而是成纤维状的网,布满于细胞核中,网孔中充以液体。网的成分是蛋白质。,生命科学创造美好未来!,(三)细胞质和细胞器,(1)细胞质的定义:,(2)胞质溶胶:,除细胞核外,细胞的其余部分均属细胞质,细胞质的外围是质膜,即细胞的外表面。,在质膜与细胞核之间是透明、粘稠、并且时刻流动着的物质,即胞质溶胶,各种细胞器均浴于其中。,a.内质网和核糖体,1.内质网:细胞质内有一列囊腔和细管,彼此相通,形成一个隔离于细胞溶质的管道系统,即是内质网。,(3)主要的细胞器有:,内质网膜向内与核被膜的外膜相通,核周腔实际就是内质网腔的一部分。,2.内质网膜也是以脂类双分子层为基础的,内
16、质网分为两种类型:,(1)光面内质网的膜上没有核糖体颗粒。这种内质网比较少见,但在与脂类代谢有关的细胞中却很多。,(2)糙面内质网(rough ER):膜上附有颗粒状核糖体。核糖体是细胞合成蛋白质的场所,所以糙面内质网的功能是合成并运输蛋白质。,3.光面内质网的功能:,(1)在睾丸和肾上腺细胞合成固(甾)醇;(2)在肌细胞是贮存钙,调节钙的代谢,参与肌肉收缩;(3)在肝细胞制造脂蛋白所含的脂类和解毒作用。(4)光面内质网还有合成脂肪、磷脂等功能,所以脂肪细胞中总含有丰富的光面内质网。,因此管腔中的蛋白质和脂类能够相遇而产生脂蛋白,管腔中的分泌物被逐步运送到光面内质网,然后内质网膜围裹这些物质,
17、从内质网上断开而成小泡,移向高尔基体,由高尔基体加工、排放。,4.光面内质网和糙面内质网是相通的。,高尔基体结构,b.高尔基体,1.发现及其形态结构,1898年,意大利医生高尔基利用硝酸银染色法,在猫头鹰和猫小脑的蒲金野氏细胞(一种神经细胞)中,发现了一种嗜银的网状结构,由于存在于细胞内质中,高尔基便将其命名为内网器。后人为了纪念他,而改称为高尔基体或高尔基器。因其形态结构和组成较复杂,故学者们现一般称其为高尔基复合体。,除红细胞外,几乎所有动、植物都有这一细胞器。,形态结构:,动物细胞高尔基体常定位于细胞核的一侧,植物细胞高尔基体常分散于整个细胞中。高尔基体是由一系列扁平小囊和小泡所组成。,
18、有极性的分泌型细胞,一般认为,细胞中的高尔基体与细胞分泌物的形成有关,高尔基体本身没有合成蛋白质的功能,但可以对蛋白质进行加工和转运,有人把它比喻成蛋白质的“加工厂”。植物细胞分裂时,高尔基体与细胞壁的形成有关。,c.溶酶体,单层膜包裹的小泡,数目可多可少,大小也颇多变异,是由高尔基体断裂产生的。溶酶体内含40种以上水解酶,可催化蛋白质、多糖、脂类以及DNA和RNA等大分子的降解。,1.产生:,2.溶酶体的功能:是消化从外界吞入的颗粒和细胞本身产生的碎渣。,(1)细胞都能从周围环境中吞入食物等颗粒,这些颗粒由细胞膜包围,落入细胞中而成食物泡。(2)食物泡和高尔基体产生的溶酶体,即初级溶酶体融合
19、而成次级溶酶体。(3)在次级溶酶体中,水解酶将食物颗粒消化成小分子物质。这些小分子可穿过溶酶体膜而进入细胞质中。,3.溶酶体消化食物的过程:,(4)完成消化作用的次级溶酶体移向细胞表面,与质膜融合而将残余的不能利用的物质排到细胞外面去。,溶酶体不但能消化从外界摄入的食物,还能分解细胞中受到损伤或失去功能的细胞结构的碎片,使组成这些结构的物质重新被细胞所利用。,4.溶酶体的各种酶只有在酸性环境中才有活性。它们如果漏出而进入中性的细胞溶质中(pH70-73),则会失去活性。,溶酶体如果发育不全,所含的酶种不全,就可能引起疾病。例如,有些幼儿的肝细胞中,溶酶体中缺乏水解糖原的酶,糖原不能被消化,因而
20、在细胞中形成大的糖原泡。这种婴儿一般只能维持生命一年。类似这样的水解酶缺乏症约有20余种。,d线粒体,形态数目:,颗粒状或短杆状,横径约02um-1um,长约2um-8um,线粒体的数目随不同细胞而不同。分泌细胞中线粒体多,大鼠肝细胞中线粒体可多到800多个。反之,某些鞭毛虫细胞只有一个线粒体。,2.线粒体的结构:内外两层膜包裹的囊状细胞器,内外两膜间有腔,囊内充以液态的基质。,线粒体结构,外膜平整无折叠,内膜向内折入而形成浴于基质中的嵴。,嵴是双层膜的,大大增加了内膜的表面积,有利于生物化学反应的进行。用电镜可以看到,内膜面上有许多带柄的、直经约为85nm的小球,称为ATP合成酶复合体。,3
21、.功能:,线粒体是细胞呼吸及能量代谢的中心,细胞呼吸中的电子传递过程就发生在内膜的表面,而ATP合成酶复合体则是ATP合成所在之处。,4.注意:(1)线粒体有自己的一套遗传系统,能按照自己的DNA的信息编码合成一些蛋白质。(2)线粒体和细菌大小相似,两者的DNA分子都是环状的,两者的核糖体也是相似的。(3)细菌没有线粒体,它的呼吸酶位于表面膜上。,e质体,白色体:,1.种类:,-是植物细胞的细胞器,有色体:,存在于分生组织以及不见光的细胞中。可含有淀粉(如马铃薯的块茎中),也可含有蛋白质或油类。菜豆的白色体既含有淀粉又含有蛋白质。,含类胡萝卜素,花、成熟水果以及秋天落叶的颜色主要是这种质体所致
22、。西红柿的红色来自一种含有特殊的类胡萝卜素和番茄红素的质体。,(1)叶绿体的形状、数目和大小,2.叶绿体,藻类一般每个细胞只有一个、两个或少数几个叶绿体。高等植物细胞中叶绿体通常呈椭圆形,数目较多,少者20个,多者可达100个。,(2)叶绿体在细胞中的分布:,与光照有关。光照时:叶绿体常分布在细胞外周,黑暗时:叶绿体常流向细胞内部。,内部是一个悬浮在电子密度较低的基质之中的复杂的膜系统。这一膜系统由一系列排列整齐的扁平囊组成,这些扁平囊称为类囊体。有些类囊体有规律地重叠在一起好像一摞硬币,称为基粒。,(3).叶绿体的结构,-包有两层膜,每一基粒中类囊体的数目少者不足10个,多者可达50个以上。
23、光合作用的色素和电子传递系统都位于类囊体膜上。在各基粒之间还有埋藏于基质中的基质类囊体,与基粒类囊体相连,从而使各类囊体的腔彼此相通。叶绿体中包有环状的DNA和核糖体,能合成某些蛋白质。,6.微体,(1)微体的定义:,细胞中一种和溶酶体很相似的小体,也成单层膜泡状,但所含的酶和溶酶体不同,这种小体称为微体。,(2)过氧化物酶体:,是动、植物细胞都有的微体,含氧化酶,细胞中大约有20的脂肪酸是在过氧化物酶体中被氧化分解的。,过氧化物酶体氧化反应的结果:,产生对细胞有毒的H2O2,但过氧化物酶体中存在着一些酶,如过氧化氢酶等,它们能使H2O2分解,生成H2O和O2,从而起到解毒作用。,肝、肾细胞中
24、过氧化物酶体的过氧化氢酶能利用H2O2来解毒:,举例:,即通过过氧化氢酶的作用使酚、甲酸、甲醛和乙醇等毒物氧化、排出。人们饮入的酒精,有25%以上是在过氧化物酶体中被氧化的。,(3)乙醛酸循环体:,只存在于植物细胞。在种子萌发生成幼苗的细胞中,乙醛酸循环体特别丰富,细胞中脂类转化为糖的过程就发生在这种微体中。动物细胞没有乙醛酸循环体,不能将脂类转化成糖。,g.液泡,植物细胞中最显著的内部结构,也是一种细胞器。(1)液泡:在细胞质中,由单层膜包围的充满水液的泡即液泡。,液泡膜也是选择透性膜,通透性比质膜高。,(2)植物液泡的发生发展过程:,年幼细胞只有很少的、分散的液泡;成长细胞中,小液泡逐渐合
25、并而发展成一个大液泡,占据细胞中央很大部分,而将细胞质和细胞核挤到细胞的周缘。,(3)细胞液:,植物液泡中的液体称为细胞液(cell sap),其中有无机盐、氨基酸、糖类以及各种色素,特别是花青素等。,(4)特点:,细胞液是高渗的,所以植物细胞才能经常处于吸涨饱满的状态。,细胞液中的花青素与植物颜色有关,花、果实和叶的紫色、深红色都是决定于花青素的。此外,液泡还是植物代谢废物屯集的场所,这些废物以晶体的状态沉积于液泡中。,(1)维持细胞的渗透压。,液泡的功能:,使细胞具有吸水能力,当细胞液的浓度高,水分就从浓度低的外部流入浓度高的液泡中;当细胞液的浓度低,水分就从液泡流出。这个过程叫渗透作用,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第一 章和 第二
链接地址:https://www.desk33.com/p-756409.html