普通生物學細胞學說與細胞的生命物質

1、普通生物學細胞學說與細胞的生命物質第1頁，共12頁，2022年，5月20日，17點56分，星期三 1838-1839年德國植物學家M Schleiden和動物學家T Schwcn創(chuàng)立了細胞學說： 生物有機體都是由細胞發(fā)育而來的；每個細胞都是相對獨立的單位，既有自已的“生命”，又與其它細胞共同組成生命整體；新的細胞來源于老的細胞分裂。細胞學說創(chuàng)立的意義在于第一次明確地指出了細胞是生物體形態(tài)，結構和生命活動的基本單位，生命有機體是由細胞構成的，細胞是生命有機體生長和發(fā)育的基礎，是代謝和功能以及遺傳的基本單位，具有遺傳的全能性. 第2頁，共12頁，2022年，5月20日，17點56分，星期三二、細胞

2、的生命物質 （一）原生質 原生質是細胞內有生命的物質，是細胞結構和生命活動的物質基礎。所有細胞的原生質都有著相同的基本組成成分，包括核酸、蛋白質，脂類、糖類、水、無機鹽和生理活性物質 。構成這些化學組成的元素含量最高的是碳、氫、氧、氮四大元素，約占細胞總重的96%，其他還有磷、硫、鈣、鈉、鉀、氯、鎂、鐵、錳、銅、鋅、硒等微量元素，含量在0.99%以下，在細胞的生命活動中有著重要的作用。第3頁，共12頁，2022年，5月20日，17點56分，星期三1、水和無機鹽 水是原生質的重要組成成份，約占細胞重量的65%-90%，細胞的各種生命活動，包括各種生化反應、物質運輸、保持細胞的膨壓、調節(jié)體溫等都必

3、須在有足夠的水份條件下才能夠順利進行，一切地球生命活動離開水是都不能發(fā)生的。水在原生質中以兩種狀態(tài)存在: 結合水（結構水）：一部分水與蛋白質、核酸等結合。 自由水（游離水）：一部分水呈游離狀態(tài)存在。 原生質中水分的高低，標志著細胞代謝活動的狀態(tài)，細胞含水量高則代謝活動旺盛；細胞含水量低則代謝活動緩慢。 細胞中的無機鹽一般以離子狀態(tài)存在，如K+ 、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、HPO42-、HCO3-等，它們對細胞的滲透壓和PH調節(jié)起重要的作用；有些也是酶的活化和調節(jié)因子或者是有機成分合成的原料。 第4頁，共12頁，2022年，5月20日，17點56分，星期三 2、糖類 糖類物質是由碳、氫

4、、氧組成的一大類有機化合物，包括單糖，如葡萄糖；雙糖，如蔗糖；多糖，如淀粉、纖維素等。 糖類物質是原生質中重要的能源、貯藏物質及結構物質。細胞中最重要的單糖是五碳糖和六碳糖，五碳糖中最重要的是核糖、脫氧核糖和核酮糖，六碳糖主要是葡萄糖，葡萄糖是光合作用的直接產物，是細胞最重要的能源，并由此衍生出其它糖和代謝上的其它重要化合物；雙糖是某些植物細胞中儲藏的糖類物質的形式之一。多糖（如淀粉）是大多數(shù)植物細胞中糖類物質的儲藏形式。纖維素是構成細胞壁的主要成分。糖類還能與蛋白質、脂類等物質構成復合物，作為細胞的結構組份或起某些特定的作用，如質膜上的糖蛋白等與細胞之間的識別密切相關。第5頁，共12頁，20

5、22年，5月20日，17點56分，星期三3、脂類 脂類物質是一大類不溶于水易溶于脂性溶劑的脂肪性物質，是脂肪酸和醇脫水形成的產物，包括油脂和類脂兩類物質。油脂類包括油和脂肪，也稱為中性脂肪，或稱為甘油脂；類脂類包括蠟、磷脂、角質、固醇等。油脂類是甘油酸與脂肪酸形成的脂。脂類物質在原生質中有些作為結構物質，如磷脂蛋白是構成細胞的各種膜結構的物質；有些脂類物質如蠟、角質等參與細胞壁的形成。有些脂類物質如類胡蘿卜素在細胞的生理方面有著活躍的作用。第6頁，共12頁，2022年，5月20日，17點56分，星期三4、蛋白質 蛋白質是由20多種氨基酸組合而成的長鏈狀分子，氨基酸是蛋白質的組成單位。 蛋白質是

6、原生質的結構物質，約占原生質干重的60%。20多種氨基酸以不同的種類、數(shù)目、次序組合，可以形成無數(shù)種類的蛋白質，此外，蛋白質可以與核酸、糖類、脂類等結合形成各種核蛋白質，參加細胞中各種結構的組成，在原生質的生命活動中起著不同的作用，如在葉綠體中的葉綠素與蛋白質形成的復合蛋白質參與光合作用；膜蛋白質存在于細胞的各種膜結構上，決定著膜的特性；核蛋白存在于細胞核內，與細胞遺傳有關。細胞中的酶也是蛋白質，在細胞的生命代謝中起著重要的作用，因此，蛋白質的多樣性是細胞生命活動多樣性的物質基礎，也是生物多樣性的物質基礎。第7頁，共12頁，2022年，5月20日，17點56分，星期三5、核酸 核酸是由核苷酸脫

7、水聚合而成的大分子有機化合物，核苷酸是核酸的組成單位。核酸有兩類：脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），二者在結構上相似，分子都是由戊糖基和磷酸基形成一個長鏈骨架，含N堿基連在糖分子上，區(qū)別在于DNA分子為雙鏈，含有脫氧核糖，含N堿基為腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）；RNA分子為單鏈，含有核糖(圖1)，含N堿基為腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U）。DNA分子的雙鏈是兩條核苷酸單鏈以堿基相連形成兩條互補的雙螺旋結構，DNA分子的重要特點就是可以通過雙鏈的分離，然后以一條鏈為模板，精確地自我復制出另外一條對應的互補鏈，形成一個新的DNA分子。第8

8、頁，共12頁，2022年，5月20日，17點56分，星期三核酸是細胞中主要的遺傳物質，是遺傳信息的攜帶者，核酸的作用是通過復制使遺傳信息能夠傳遞到子細胞中，同時DNA的堿基順序決定著在蛋白質的合成中的氨基酸的順序，核酸是蛋白質合成的模板，RNA直接參與蛋白質的合成，核酸在細胞中通過控制蛋白質的合成來控制細胞特性的表達，因而決定了細胞生長和發(fā)育的類型，所以我們說核酸在細胞的遺傳、分裂、生長、發(fā)育、分化等生命活動中起著重要的作用。 DNA在細胞中的存在部分主要在核內，核外DNA還存在于細胞質、質體（葉綠體）和線粒體等細胞結構中。RNA主要存在于核外的核糖核蛋白體中，此外還在粗糙內質網(wǎng)中，在核內主要

9、存在于核仁內。 第9頁，共12頁，2022年，5月20日，17點56分，星期三6、生物大分子復合物 糖蛋白：糖與蛋白質的共價結合物，糖蛋白多數(shù)比較穩(wěn)定，主要的生物學功能為： 有酶和激素活性，如核糖核酸酶等。 有轉運金屬和激素的作用，如轉鐵蛋白等。 參加血液凝結作用，如纖維蛋白原等。 有保護劑和潤滑劑的作用，如粘蛋白。 構成生物膜成分和支持結構。 其他：生物免疫和血型區(qū)分等。 糖脂：含糖的結合脂，在細胞中含量較少，但有特殊的生物學功能，在神經傳導、血型的專一性、組織免疫、細胞識別等功能中有重要的作用。 脂蛋白：脂和蛋白質結合物，構成細胞膜結構或維持血紅細胞膜正常功能。第10頁，共12頁，2022年，5月20日，17點56分，星期三（二）原生質的物理性質 原生質為無色透明半流動狀態(tài)的粘稠液體，比重略大于水，約為1.025-1.055。 原生質膠粒帶電荷，有吸附性和吸