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文檔簡介
1、普通生物學(xué),項 榮 中南大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,48學(xué)時,美麗的家園,寂靜的地球(巖石圈、水圈和大氣圈) 生物和它所居住的環(huán)境共同組成生物圈(biosphere,最高的樹,紅杉(115米,最高的動物,長頸鹿(6米,最高/矮的人,最重的動物,最大的葉子,多樣性高度統(tǒng)一性生物界是一個整體具有一些共性和普遍適用的規(guī)律,普通生物學(xué) 生物(現(xiàn)象和規(guī)律)通論,緒 論生物界與生物學(xué),一、生物的特征 二、生物界是一個多層次的組構(gòu)系統(tǒng) 三、把生物界劃分為5界 四、生物和它的環(huán)境形成相互聯(lián)結(jié)的網(wǎng)絡(luò) 五、在生物界巨大的多樣性中存在高度統(tǒng)一性 六、研究生物學(xué)的方法 七、生物學(xué)和現(xiàn)代社會生活的關(guān)系,豐富多彩的生命,生物
2、類別 植 物 動 物 細胞構(gòu)造 有細胞壁 無細胞壁 營養(yǎng)方式 大多數(shù)自養(yǎng) 異 養(yǎng) 生長和 大多數(shù)植物生長 各器官在胚胎內(nèi) 器官 和發(fā)育繼續(xù)進行 完全形成,生長和 發(fā)生 可連續(xù)不斷產(chǎn)生 發(fā)育主要是體積 方式 新器官和新組織 增大與個體成熟,動植物的區(qū)別,1、特定的組織結(jié)構(gòu) 2、新陳代謝 3、穩(wěn)態(tài)和應(yīng)激性 4、生殖和遺傳 5、生長和發(fā)育 6、進化和適應(yīng),一、生物的特征,1、特定的組織結(jié)構(gòu) 生命的基本單位是細胞,化學(xué)成分,說明:生物界在化學(xué)成分上存在高度同一性,水,2、新陳代謝 生物體是開放系統(tǒng),和周圍環(huán)境不斷進行著物質(zhì)的交換和能量的流動。 新陳代謝:一些物質(zhì)被生物體吸收,在其中發(fā)生一系列變化,成為
3、最終產(chǎn)物而被排出體外的過程。 新陳代謝是一系列酶促化學(xué)反應(yīng)所組成的反應(yīng)網(wǎng)絡(luò),是嚴整有序的過程,3、穩(wěn)態(tài)和應(yīng)激性 植物的根能夠向地生長,是植物對重力的刺激的反應(yīng)。如果把植物放到失重環(huán)境,根會怎樣生長? 應(yīng)激性是指一切生物對外界各種刺激(如光、溫度、聲音、食物、化學(xué)物質(zhì)、機械運動、地心引力等)所發(fā)生的反應(yīng)。應(yīng)激性是一種動態(tài)反應(yīng),在比較短的時間內(nèi)完成。(含羞草等) 應(yīng)激性的結(jié)果是使生物適應(yīng)環(huán)境,是生物適應(yīng)性的一種表現(xiàn)形式,新陳代謝 (物化條件,穩(wěn)態(tài) 貝爾納和坎農(nóng) 所有的生物體,細胞,群落以至生態(tài)系統(tǒng),在沒有激烈的外界因素的影響下,都是穩(wěn)定的,他們各有自己特定的機制來保證自身動態(tài)的穩(wěn)定,即穩(wěn)態(tài),4、生
4、殖和遺傳變異 任何一個生物個體都不能長期存在,他們通過生殖產(chǎn)生子代使物種得以延續(xù)。子代與親代之間在形態(tài)構(gòu)造、生理機能上的相似便是遺傳的結(jié)果。而親子之間的差異現(xiàn)象由變異導(dǎo)致,5、生長和發(fā)育 生物都能通過代謝而生長發(fā)育。雖然環(huán)境條件可以影響生物的生長發(fā)育,但每種生物的生長發(fā)育都是按照一定尺寸范圍、一定的模式和穩(wěn)定的程序進行的,6、進化和適應(yīng) 生物從約38億年前至今,由簡單到復(fù)雜,由低級到高級的演變過程便是進化的結(jié)果。 進化是在一個種群中導(dǎo)致延續(xù)多代的可遺傳變化的過程。 每一種生物都有自己特有的生活環(huán)境,它的結(jié)構(gòu)和功能總是適合于在這種環(huán)境條件下的生存和延續(xù)。 適應(yīng)是生命特有的現(xiàn)象。 同種生物不同個體
5、對環(huán)境的適應(yīng)總是存在程度上的差別,哪怕是很輕微的,自然選擇就會發(fā)生作用,推動群體向更適應(yīng)環(huán)境的方向進化,二、生物界是一個多層次的組構(gòu)系統(tǒng)嚴整有序的結(jié)構(gòu),生物界是一個多層次的嚴整有序結(jié)構(gòu),種群,群落,三、分類的階元和界的劃分,分類階元:界(kingdom)、門(phylum)、綱(class)、目(order)、科(family)、屬(genus)、種(Species ) 分類單位:固定名稱的分類群,如動物界,植物界被子植物門雙子葉植物綱薔薇目薔薇科薔薇屬香檳玫瑰(種,Linnaeus創(chuàng)立的雙名法:前一個詞為屬名,第一個字母大寫,第二個詞是種加詞,全部小寫,屬名和種加詞一般都用斜體,生物分類的階
6、層和雙名法,分界 1.兩界系統(tǒng) 2.三界系統(tǒng) 3.五界系統(tǒng),兩界系統(tǒng)林奈,三界系統(tǒng)??藸?五界系統(tǒng)惠特克,原核生物界,四、生物和它的環(huán)境形成相互聯(lián)結(jié)的網(wǎng)絡(luò),生產(chǎn)者、消費者、分解者 食物鏈 食物網(wǎng) 物質(zhì)循環(huán)與能量流動,五、巨大的多樣性與高度的統(tǒng)一性,細胞 分子 遺傳信息流,六、生物學(xué)常用的研究方法,1、科學(xué)觀察 2、假說和實驗 3、模型實驗 A.物質(zhì)形式模型 B.思維形勢模型,沃森(Watson) 克里克(Crick) 威爾金斯(Wilkins) 富蘭克林(Franklin,生物學(xué)分科,1.按生物類群或研究對象劃分 動物學(xué)、病毒學(xué)、魚類學(xué)等 2.按結(jié)構(gòu)、功能以及各種生命過程不同劃分 形態(tài)學(xué)、解剖
7、學(xué)、組織學(xué) 、胚胎學(xué)等 種群生物學(xué)、細胞生物學(xué)、分子生物學(xué)等 3.按研究手段不同劃分 生物化學(xué)、生物物理、生物數(shù)學(xué)等,七、生物學(xué)和現(xiàn)代社會生活的關(guān)系,1.農(nóng)學(xué)和醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ) 超級水稻 疫苗 2.環(huán)境 生態(tài)系統(tǒng)與生物多樣性 生物能源,人類面臨最重大的問題和挑戰(zhàn),人口膨脹; 糧食短缺; 疾病危害; 環(huán)境污染; 能源危機; 資源匱乏; 生態(tài)平衡破壞; 生物物種大量消亡,解決人類生存與發(fā)展所面臨的一系列重大問題,在很大程度上將依賴于生命科學(xué)的發(fā)展。生命科學(xué)對人類經(jīng)濟、科技、政治和社會發(fā)展的作用是全方位的,細 胞 篇,一、細胞與原生質(zhì) (一)細胞的發(fā)現(xiàn)和細胞學(xué)說,英國R.Hooke(16351703),設(shè)
8、計制造了第一臺復(fù)式顯微鏡,并用它觀察了軟木,發(fā)現(xiàn)了盒狀的結(jié)構(gòu),便命名為“細胞(Cellar、Cell,荷蘭人A.Leeuwenhoek(16321723,德國M.Schleiden(18041881)和T.Shwann(18101882)分別于1838年和1839年提出了細胞學(xué)說,生物都是由細胞和細胞產(chǎn)物所組成; 所有的細胞在結(jié)構(gòu)和組成上基本相似; 生物體通過細胞的活動反映其功能; 新的細胞是由已存在的細胞分裂而來; 生物疾病是因為它的細胞機能失常,細胞學(xué)說,二)原生質(zhì),原生質(zhì)(protoplasm)及原生質(zhì)體(protoplast),原生質(zhì)是細胞膜內(nèi)包圍的內(nèi)含物,是以半流動性的膜包圍的無定形
9、的實物,它有很大的可塑性,無定形的原生質(zhì)以其分泌的固形物加固或加強,即成為有定形的各種細胞,原生質(zhì)是有生命的物質(zhì)體系的總括,由核酸、蛋白質(zhì)、糖類、脂類、少量的其他有機物、無機物和大量的水等成分組成。 是有特定結(jié)構(gòu)的膠系,由蛋白質(zhì)大分子互相結(jié)合,或蛋白質(zhì)與核酸、磷脂、糖類結(jié)合而成的超分子結(jié)構(gòu),分三類: 原生質(zhì)骨架系統(tǒng):由蛋白纖維互相結(jié)合而成,是由微絲、微管、中間纖維、核骨架、核纖層等在結(jié)構(gòu)上相互連接,形成的統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)體系,原生質(zhì)的膜系統(tǒng):由脂類與蛋白質(zhì)構(gòu)成的雙層膜,包括細胞表面的膜和細胞內(nèi)的內(nèi)膜系統(tǒng)。 微粒:由核酸與蛋白質(zhì)結(jié)合而成的粒狀物。如核糖體,是由RNA與蛋白質(zhì)結(jié)合而成。 原生質(zhì)是液晶態(tài)的
10、生命系統(tǒng),是一種混合有液態(tài)和固態(tài)特性的特殊狀態(tài),可以看成為繼物質(zhì)三態(tài)之后的第四態(tài),三)細胞的大小和形態(tài) 1細胞的大?。?細胞的計量單位是m和nm,不同的細胞大小不一,最小的為支原體,體積只有 ,大腸桿菌為 ,真核細胞較大,植物細胞較大,如纖維及動物的肌纖維、和某些神經(jīng)細胞,長度可達1m甚至更長,鳥類的卵也較大,其中大多是營養(yǎng)物質(zhì),而卵細胞和受精卵發(fā)育的胚細胞并不大,一個雞蛋并不是一個細胞,它已是3264個細胞的幼胚,1/100m3,1.28m3,植物纖維,2細胞的形態(tài): 細胞的形態(tài)各異,這與細胞自身的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和表面張力及外部機械壓力等有關(guān)。如細菌有球狀、桿狀和螺旋狀等;動物細胞形態(tài)多樣,有球狀
11、、柱狀等;植物因為外部有細胞壁,一般形狀較為規(guī)則,多為規(guī)則的多面體,四)細胞的結(jié)構(gòu) 分三部分:細胞外被、細胞質(zhì)和細胞核。 1細胞外被,1)質(zhì)膜,主要功能:控制細胞與外界環(huán)境的物質(zhì)交換。 其他功能:如主動運輸、接受和傳遞外界的信號,抵御病菌的感染,參與細胞間的相互識別等。 脂質(zhì)雙分子層 流動鑲嵌模型 選擇通透性,2)動物的細胞膜 外常有加厚的糖蛋白、粘蛋白和糖脂等,使細胞膜既有保護作用,又能緊密相連,還具有特異性。動物細胞膜上的蛋白質(zhì)具有受體功能,從而在外界的刺激下激活,調(diào)節(jié)細胞的生理活動,3)植物細胞外被:有細胞壁,一般可分為三層,即胞間層、初生壁和次生壁,4)細菌細胞的外被:有細胞壁,成分主
12、要為肽聚糖,2細胞質(zhì): 膜內(nèi)和核外的全部物質(zhì)稱,是新陳代謝的主體。 (1)細胞質(zhì)基質(zhì):體積約占細胞質(zhì)的一半,為溶膠系,又稱胞質(zhì)溶膠。 特性:胞質(zhì)溶膠屬蛋白質(zhì)膠系,透光、無定形、可流動,電鏡中呈半透明并帶有微細絲網(wǎng),功能:是代謝的基地和倉庫 為細胞的內(nèi)在調(diào)節(jié)者 細胞基質(zhì)很可能是高度有組織的體系,植物細胞,2)細胞器(organelle) :散布在細胞質(zhì)內(nèi)具有一定結(jié)構(gòu)和功能的微結(jié)構(gòu)或微器官。 質(zhì)體(plastid):是植物細胞特有的一類與碳水化合物的合成與貯藏有關(guān)的細胞器,分三種類型:葉綠體(chloroplast)、有色體(雜色體,chromoplast)和白色體(leucoplast,A、葉綠
13、體(chloroplast) :存在于綠色細胞中,能進行光合作用,每個細胞有幾顆到幾十顆,如:蓖麻葉片每平方毫米中有403000顆。 色素組成:葉綠素(chlorophyll)、葉黃素(xanthophyll)和胡蘿卜素(carotin)。 葉片的顏色決定于葉綠體中三種色素的比例,葉綠體內(nèi)部結(jié)構(gòu),呈球形、卵形或凸透鏡形。藻類,有杯狀、帶狀和各種不規(guī)則形狀。 直徑 410m,厚度 12m。 外具雙層膜 類囊體(thylakoid) 基粒(granum) 基粒間膜(基質(zhì)片層,fret) 基質(zhì)(stroma或matrix,形狀,大小,結(jié)構(gòu),B、有色體(雜色體chromoplast): 含胡蘿卜素和葉
14、黃素,呈黃色、橙色或橙紅色。形狀多樣,如紅辣椒果皮有色體呈顆粒狀,旱金蓮花瓣有色體呈針狀。 積聚淀粉和脂類,在花和果實中有吸引昆蟲和其他動物傳粉及傳播種子的作用,特點,功能,C、白色體(leucoplast) : 特點:不含色素,呈無色顆粒狀。具雙層膜,不形成基粒。 功能:是淀粉和脂肪合成中心。 淀粉體(amyloplast):合成儲藏淀粉時特化的結(jié)構(gòu)。 造油體(elaioplast):形成脂肪時所特化的結(jié)構(gòu),光照 失去葉綠素 黑暗 白色體,前質(zhì)體 葉綠體 有色體,質(zhì)體的發(fā)育,線粒體(mitochondria): 球狀、棒狀或細絲狀顆粒,直徑為0.51m,長度是12m。 雙層膜 嵴(crist
15、ae):內(nèi)膜向中心腔內(nèi)折疊,形成的隔板狀或管狀突起。 基質(zhì)(matrix):二層膜間及中心腔內(nèi),是以可溶性蛋白為主的基質(zhì)。 細胞呼吸作用的場所,具有100多種酶。為細胞的“動力工廠”。 線粒體及嵴數(shù),與細胞生理狀態(tài)有關(guān),形狀和大小,結(jié)構(gòu),功能,線粒體的內(nèi)部結(jié)構(gòu),內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic reticulum):由一層膜構(gòu)成的網(wǎng)狀管道系統(tǒng),管道以各種形狀延伸和擴展,成為各類管、泡、腔交織的狀態(tài)。 特點:二層平行的膜,中間夾一窄空間。膜的厚度約為5nm,膜間距4070nm。 粗糙型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(rough ER):膜外附有許多核糖核蛋白體(ribosome)顆粒。 光滑型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(smooth ER)
16、:膜外側(cè)不附有顆粒,表面光滑,功能:可能與細胞內(nèi)和細胞間的物質(zhì)運輸有關(guān)。粗糙型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與蛋白質(zhì)(主要是酶)合成有關(guān) ,光滑型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)主要合成和運輸類脂和多糖,Rough Endoplasmic Reticulum,高爾基體(dictyosome或Golgi body) : 特點:由一疊扁平的囊(cisterna,泡囊或槽庫)及其上的小泡(vesicle)組成。單層膜,直徑約0.51m,中央似盤底,邊緣或多或少出現(xiàn)穿孔而呈網(wǎng)狀。 功能:合成(或加工)、轉(zhuǎn)運分泌物。分泌物主要是多糖和多糖-蛋白質(zhì)復(fù)合體。主要用來提供細胞壁的生長,或分泌到細胞外面去。 高爾基器(Golgi apparatus) :細胞全
17、部高爾基體的總稱,高爾基體,核糖核蛋白體(ribosome): 特點:簡稱核糖體,小橢圓形顆粒,直徑1723nm。含RNA和蛋白質(zhì)。游離或附著于粗糙型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜上,核、線粒體和葉綠體中也有。 功能:是細胞中蛋白質(zhì)合成的中心,氨基酸在它上面有規(guī)則地組裝成蛋白質(zhì)。 多核蛋白體或多核糖體(polyribosome或polysome):在蛋白質(zhì)合成時,由單個核糖核蛋白體常56個或更多串聯(lián)在一起形成,液泡(vacuole): 液泡膜(tonoplast):一層膜。 細胞液(cell sap):膜內(nèi)充滿的液體,含有多種有機物和無機物的水溶液。有的是細胞代謝產(chǎn)生的儲藏物,如糖、有機酸、蛋白質(zhì)、磷脂等;有的是
18、排泄物,如草酸鈣、花色素(anthocyanidin)等。 功能:貯藏代謝產(chǎn)物,也與細胞代謝有關(guān),溶酶體(lysosome): 特點:是由單層膜包圍的多形小泡,直徑為 0.250.3m。主要含有水解酶類,如酸性磷酸酶、核糖核酸酶、組織蛋白酶、脂酶等,能分解所有的生物大分子,因此而得名。 功能:消化分解貯藏物或原生質(zhì)體碎片,圓球體(spherosome): 特點:是膜包裹著的圓球狀小體,直徑為0.11m,染色反應(yīng)似脂肪,用鋨酸固定后成為或多或少深色的球體。膜只具有一層電子不透明層(暗帶),不象正常的單位膜具二個暗帶,可能只是單位膜的一半。膜內(nèi)部有一些細微的顆粒結(jié)構(gòu)。 功能:儲藏積累脂肪,可變成透
19、明的油滴。含有脂肪酶,能將脂肪水解成甘油和脂肪酸。 具有溶酶體的性質(zhì),微體(microbody或 cytosome): 特點:是單層膜包圍的小體,直徑約0.5m。與溶酶體相似,含有不同的酶。微體含有氧化酶和過氧化氫酶類。有些微體中含有小的顆粒、纖絲或晶體等。 過氧化物酶體(peroxisome):與葉綠體、線粒體配合,參與乙醇酸循環(huán),將光合作用產(chǎn)生的乙醇酸轉(zhuǎn)化成已糖。 乙醛酸循環(huán)體(glyoxysome):出現(xiàn)在油料種子萌發(fā)時,與圓球體和線粒體,把儲藏脂肪轉(zhuǎn)化成糖類,中心體:存在于動物細胞和某些低等植物的細胞中,位置接近中央而名。光鏡下所見為粒狀,稱中心粒,周圍有較致密的細胞質(zhì),稱中心球。間期
20、難見,分裂期易見。 功能:在細胞有絲分裂時期和染色體的分離有關(guān)。與星體和紡綞體統(tǒng)稱為有絲分裂器,細胞骨架:包括微管、微絲及中間纖維,微管:是中空而直的細管,長約數(shù)微米,直徑約25nm,其中管壁厚45nm,中心是電子透明的空腔?;瘜W(xué)組成是微管蛋白,是一種球蛋白,能隨著不同的條件迅速地裝配成微管,或又很快地解聚,為一種不穩(wěn)定的細胞器。在低溫、壓力、秋水仙堿(colchicine)、酶等外界條件作用下,容易被破壞,微管的生理功能: 第一、維持細胞形狀。 第二、參與細胞壁的形成和生長。 第三、與細胞的運動及細胞內(nèi)細胞器的運動有關(guān)。如鞭毛與纖毛,紡綞體與染色體的運動,微絲:比微管更細,直徑5-8nm。
21、主要成分是類似于肌動蛋白和肌球蛋白的蛋白質(zhì),有像肌肉一樣的收縮功能。 功能:起支架作用,與微管配合控制細胞器的運動。微管的排列為細胞器提供了運動的方向,而微絲的收縮,導(dǎo)致了運動的實現(xiàn)。另外,與胞質(zhì)流動(cytoplasmic streaming)有密切的關(guān)系,中間纖維(intermediate filaments): 又稱10nm纖維,直徑介于微管與微絲間為10nm的中空管狀,最復(fù)雜,具一螺旋的中間桿狀區(qū)域,長短不一,約4050nm。 功能:骨架功能和信息功能,3細胞核: 為細胞中最大和最重要的細胞器,是細胞遺傳、代謝、生長和繁殖的控制中心。除高等植物的導(dǎo)管、篩管和哺乳動物的紅細胞外均有。原核
22、細胞有核的物質(zhì)和一集中區(qū),稱為擬核,形態(tài):圓球形或卵圓形,形態(tài)與細胞形狀無關(guān),也有的它形,如多瓣形、分枝形等。 大?。翰町惡艽?,最小的直徑不到1m,最大的為蘇鐵科植物的卵細胞,達500600m。 數(shù)目:常一個,也有兩個以上的,多的達幾十個。 位置:多為居中,有的上皮細胞偏向一側(cè),結(jié)構(gòu):包括核膜和核質(zhì),細胞核模式圖,1)核膜(nuclear membrane) 結(jié)構(gòu):雙層,由外膜和內(nèi)膜組成,均為單位膜。 核孔(nuclear pore):核膜上的小孔,能隨著細胞代謝狀態(tài)的不同進行啟閉,某些大分子物質(zhì),如RNA或核糖核蛋白體等,能通過核孔而出入。 功能:控制核與細胞質(zhì)之間物質(zhì)交流,2)核質(zhì)(nuc
23、leoplasm):膜內(nèi)均勻透明的膠狀物質(zhì),含核仁、染色質(zhì)、核液等。 核仁(nucleolus):一到幾個折光強的球狀體。是合成和貯藏RNA的場所。 染色質(zhì)(chromatin):染成深色的部分,是遺傳物質(zhì)存在的主要形式,交織成網(wǎng)狀的細絲,成分是DNA和蛋白質(zhì)。分裂時,變成染色體(chromosome)。 核液(nucleochylema):染色淺,無明顯結(jié)構(gòu),含蛋白質(zhì)、RNA和多種酶,五)原核生物和真核生物,原核生物:原始,沒有典型的核,一、沒有核膜將其遺傳物質(zhì)與細胞質(zhì)分隔開來;二、遺傳信息量??;三、僅有一環(huán)形的DNA,四、細胞內(nèi)沒有細胞器。包括細菌、藍藻和藍綠藻三大類。 真核生物:高級,是
24、由原核細胞進化而來的,二、生物膜流動鑲嵌模型 各種細胞器的膜和核膜、質(zhì)膜在分子結(jié)構(gòu)上都是一樣的,它們統(tǒng)稱為生物膜(biologicalmembrane)。生物膜的厚度一般為7nm8nm,真核細胞的生物膜約占細胞干重的7080,最多的是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜,1脂雙層 在生物膜的總重量中,脂類約占4050。主要包括:磷脂(脂雙層的主要脂類);膽固醇;糖脂(glycolipids)。 磷脂分子有一個親水的“頭”和一個疏水的“尾”。通常構(gòu)成“尾”的兩個脂肪酸有一個是飽和的,另一個是帶有一個(有時兩三個)雙鍵的不飽和脂肪酸,在這個雙鍵處有一個折彎,2膜蛋白 不同生物膜中蛋白質(zhì)的含量不同。線粒體內(nèi)膜的蛋白質(zhì)可占膜總物
25、質(zhì)的75,而神經(jīng)纖維的髓鞘膜的蛋白質(zhì)只有膜重的25或更少。在一般質(zhì)膜中,蛋白質(zhì)約占膜重的50,蛋白質(zhì)與脂類分子數(shù)之比約為1:50。 膜蛋白可分為兩大類,即固有蛋白或內(nèi)在蛋白(inte-gral protein或intrinsic protein)和外在蛋白(extrinsicprotein,3膜糖和糖衣 膜糖是細胞膜表面的糖類總稱。它們大部分以共價鍵與膜蛋白相結(jié)合而成糖蛋白,少部分與脂類結(jié)合而成糖脂。 膜糖只存在于質(zhì)膜的外層,即遠離細胞質(zhì)的一層,與細胞質(zhì)接觸的一層沒有糖類,三、物質(zhì)的穿膜運動 物質(zhì)出入細胞都要穿過細胞膜,穿過細胞膜的方式大體可分為擴散、滲透、主動運輸、內(nèi)吞作用和外排作用等方式。
26、所有這些活動都和細胞膜的活性有關(guān),1擴散 一種物質(zhì)的分子從相對高濃度的地區(qū)移動到低濃度的地區(qū),稱為擴散(diffusion)。 分子和離子主要是通過膜上小孔進行擴散,這種小孔的直徑小于10nm,因此只有不大于10nm的分子才能穿膜擴散。 單純擴散(simple diffusion) :以及其他一些小分子,如乙醇等的過膜擴散因濃度梯度而實現(xiàn),不需要膜中蛋白質(zhì)等分子的幫助,也不需要提供能量。 易化擴散(facilitated diffusion):有些物質(zhì),如葡萄糖,可與質(zhì)膜上稱為載體的球蛋白結(jié)合,由載體攜帶穿越質(zhì)膜。易化擴散也是順濃度梯度擴散,也不需要細胞提供代謝能量,但擴散的速度卻遠遠大于單純
27、擴散。易化擴散的載體稱為運輸體或通透酶,2 、CO2,2主動運輸 主動運輸(active transport):是指物質(zhì)從低濃度區(qū)域移向高濃度區(qū)域的過程。 特征:第一需要載體,這一點和易化擴散相似,第二需要消耗能量。凡是影響能量供應(yīng)的因素都會影響主動運輸,如氰化物能抑制ATP的形成,因而能強烈地抑制主動運輸;凡是具有活躍運輸能力的細胞都含有大量線粒體,以產(chǎn)生足夠的ATP。 多細胞動物的細胞內(nèi)的濃度大多高于細胞外液,而的濃度大多低于細胞外液。是由于質(zhì)膜中存在泵之故,Na+-K,Na,K,3內(nèi)吞作用 吞噬作用(phagocytosis):指細胞吞噬固體顆粒的作用。如人體白細胞,特別是巨噬細胞能吞噬
28、入侵的細菌、細胞碎片以及衰老的紅細胞。 除此,多種細胞,如腸壁細胞以及一些原生生物,如變形蟲等,還能吞入液體。這種吞入液體的過程稱為胞飲作用(pinocytosis)。 吞噬作用和胞飲作用總稱為內(nèi)吞作用(endocytosis)。內(nèi)吞作用使一些不能穿過細胞膜的物質(zhì)和食物顆粒、蛋白質(zhì)大分子等進入細胞之中,形成含有液體或固體的小泡(食物泡),小泡和溶酶體融合,吞入物即被消化,5外排作用 吞入的食物被消化后,所余渣滓從細胞表面排出,稱為外排作用(exocytosis)。細胞本身合成的物質(zhì),如胰腺細胞合成的酶原粒(蛋白質(zhì))從細胞表面排出,也是外排作用。 膜的循環(huán)使用:酶原粒的膜在外排時不被排出而并入細
29、胞膜;食物泡的膜來自細胞膜,外排時膜也不被排出,而“退還”給細胞膜,四、細胞連接 細胞連接(cell junctions):在細胞緊密靠攏的組織,如上皮組織中,細胞膜在相鄰細胞之間分化而成特定的連接。脊推動物的細胞連接主要有3種類型,即橋粒(desmosomes)、緊密連接(tight junctions)和間隙連接(gap junctions)。高等植物則主要靠胞間連絲(plasmodesma)相連接,一)緊密連接: 兩個相鄰細胞間細胞膜緊密靠攏,不留有余地,可阻止可溶性物質(zhì)的交流,起封閉作用。 如:腦血管的內(nèi)壁屏障,使血液中的物質(zhì)只能通過細胞而不能從細胞間進入血管腔;腸壁上皮細胞間的緊密連
30、接,使腸內(nèi)物質(zhì)不能從細胞之間穿過,而只能穿過上皮細胞進入細胞,再經(jīng)另一面運輸入血液,二)橋粒: 又稱粘著斑,似鈕扣將兩細胞鉚在一起。相鄰細胞膜相互平行,間隙約30nm,內(nèi)充纖維性物質(zhì),致密處稱中央層,相鄰細胞膜內(nèi)有兩個盤狀板附著板,通過成束折返的張力細絲與細胞相連接。作用為可使細胞連接得更緊,三)間隙連接: 分布最廣,兩細胞間有很窄的間隙,寬約24nm,靠連接管相連接,連接管由六個相同或相似的跨膜蛋白亞單位環(huán)繞組成,中心形成一個直徑約1.5nm的孔道,相鄰兩細胞的兩個連接管相對形成一個間隙連接單位,這樣多個集結(jié)在一起成為間隙連接。細胞內(nèi)分子量小于1500的分子可以通過,如離子、糖、氨基酸、核苷
31、酸和維生素等,四)胞間連絲: 有植物細胞溝通的管道,由相鄰細胞細胞膜伸入細胞壁上的小孔后相連接而成,光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也相通。所有細胞都是彼此連成一片的,稱共質(zhì)體,水分子和小分子物質(zhì)均可穿行。另植物細胞壁也是連接成一片的,稱質(zhì)外體,動物的形態(tài)與功能篇,第一節(jié) 高等動物的結(jié)構(gòu)與功能 第二節(jié) 營養(yǎng)與消化 第三節(jié) 血液與循環(huán) 第四節(jié) 氣體交換與呼吸 第五節(jié) 內(nèi)環(huán)境的控制 第六節(jié) 免疫系統(tǒng)與免疫功能 第七節(jié) 內(nèi)分泌系統(tǒng)與化學(xué)調(diào)節(jié) 第八節(jié) 神經(jīng)系統(tǒng)與神經(jīng)調(diào)節(jié) 第九節(jié) 感覺器官與感覺 第十節(jié) 動物如何運動,第一節(jié) 高等動物的結(jié)構(gòu)與功能,原始 高等 單細胞 多細胞 簡單 復(fù)雜 細胞分化 細胞 組織 器官 系統(tǒng),形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng),一、動物是由多層次的結(jié)構(gòu)所組成,1.組織:由一種或多種細胞組合而成的細胞群體 脊椎動物有哪四種基本組織? 上皮、結(jié)締、肌肉、神經(jīng)組織 上皮組織的結(jié)構(gòu)和功能? 結(jié)構(gòu):上皮細胞緊密相連,可特化成腺體 功能:保護、吸收、分泌,結(jié)締組織的結(jié)構(gòu)和功能? 結(jié)構(gòu):多種細胞(成纖維、巨噬、脂肪、單核、淋巴、漿細胞等)、三種纖維(彈性、膠原、網(wǎng)狀)、無定型基質(zhì)構(gòu)成 功能:連結(jié)、支持、保護、營養(yǎng)、防御、修復(fù) 疏松結(jié)締、致密結(jié)締、軟骨
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