陈阅增普通生物学-课件.ppt

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课程内容,植物的形态与功能,动物的形态与功能,细胞,遗传与变异,生物进化,生物多样性的进化,生态学与动物行为,第二章生命的化学基础,1原子和分子2组成细胞的生物大分子3糖类4脂质5蛋白质6核酸,一、生命需要约25种元素,2.1原子和分子,基本元素：

C，H，O，N，S，P，Ca等占人体99.35%。

其它元素：

Na，K，Fe，Mg，Mn，Zn，Cu，Cl，I等数量少，但作用大。

如很多金属元素是酶的辅助因子。

偶然存在的元素：

V、Mo、Li、F、Br、Si、As、Sn、等,“反自然”现象自然界：

C、H、O总和96%,生命体与普通物质的不同,微量元素Fe氧的运送和酶的活性有关，缺少时，引起缺铁性贫血。

Cu发生冠心病的主要原因，与酶的活性有关。

Zn在青少年的发育生长，癌症等的发病和防治起有作用。

Mo（钼）与酶的活性、食道癌的发病率和防治有关。

I缺碘产生地方性甲状腺肿，幼儿发生呆小症。

图Co（钴）与酶的活性有关。

青春期少女0.015mg/每日。

V（钒）软体动物富有钒；鱼体含量较低。

Ni（镍）植物中1555ppm,人为0.1ppm；急性白血病.25g/ml,F（氟）与牙齿健康有关，缺氟产生龋齿；过多则斑齿和氟中毒。

Se（硒）缺硒产生克山病，与肝功能，冠心病发病和防治有关.,生物体内最主要的四种元素是H,C,N,O。

原子之间形成化合物有两种：

共价键和离子键。

二、化合物由元素组成,水是极性分子分子之间形成氢键液态水中的水分子具有内聚力例如：

水分子之间的氢键使水能缓和温度的变化例如：

冰比水密度低。

水是良好的溶剂。

水能够电离,9,水的特性内聚力（表面张力）强水分子间氢键分子间“黏合”较强内聚力；意义：

植物体内，运输中起重要作用；,10,比热大水分子间氢键缓和温度变化细胞温度、体温相对恒定代谢速率稳定；密度（与冰相比）大利于水生生物生存。

11,良好溶剂生命系统中各种化学反应的理想介质；,12,电离H2O氢离子H+羟基离子；H+、OH-必须处于平衡状态大多细胞的pH近于7（中性）pH微小变化危害细胞。

几种碳骨架机化合物举例,2.2组成细胞的生物大分子,一、碳是组成细胞中各种大分子的基础,4种重要的功能团中羟基（-OH）羰基（-CO）羧基（-COOH）氨基（-NH2）3种含氧、2种含碳，1种含氮,共同点：

极性，组成的化合物有亲水性。

实际生物分子中含有不止一种功能团。

多聚体polymer单体monomer生物大分子4大类：

蛋白质（protein）、核酸（nucleicacid）、多糖（polysaccharide）、脂质（lipid）,二、细胞利用少数种类小分子合成许多种生物大分子,小分子大分子单糖多糖氨基酸蛋白质核苷酸核酸,三、糖类,生命活动所需能量来源；重要的中间代谢产物；构成生物大分子；组成：

C:

H:

O=1:

2:

1,功能：

单糖多羟基酮或醛的化合物。

寡糖由两个或以上糖残基两两之间通过脱水而成的。

多糖数百至数千个单糖通过脱水而形成的聚合物。

重要的单糖,甘油醛核糖脱氧核糖,葡萄糖果糖半乳糖,

（1）双糖如麦芽糖、蔗糖、纤维二糖、乳糖等。

（2）其他寡糖三糖、四糖等。

如棉子糖。

2.寡糖,有少数几个单糖缩合而成的糖。

淀粉植物细胞中的储藏营养物，分为直链和支链淀粉。

糖原动物细胞中储藏的多糖，又称动物淀粉。

纤维素植物细胞壁的主要成分。

几丁质、果胶等。

3.多糖,自然界中最多的糖类。

有单糖分子（通常为葡萄糖分子）缩合脱水而成的分支或不分支的长链分子。

1脂肪是脂质中主要的贮能分子,四、脂类,甘油三酯分子结构,动物脂肪和植物脂肪的差别：

膳食中的脂肪,脂肪中有多个碳氢链。

所以是含能量较多的分子，1g脂肪中贮存的能量约为1g淀粉的2倍。

2磷脂、蜡和类固醇都是脂质,磷脂分子结构,磷脂分子可以看成是一个极性头，两条非极性尾巴。

蜡也是酯，是由一些长链的醇与长链脂肪酸形成的酯。

它的疏水性更强，可以保护生物体的表面。

例如，植物和动物表面,

（1）固醇类的内核由4个环组成

（2）一些人体重要维生素和激素是固醇（3）胆固醇是细胞的必要成份（4）血清中的胆固醇太多会促使形成动脉硬化和心脑血管疾病,（四）蛋白质,五、蛋白质,1蛋白质为生命活动所必需，按照蛋白质在体内的功能分为7大类,结构蛋白组成细胞结构的基础；收缩蛋白肌肉运动；贮藏蛋白：

卵清蛋白胚胎发育；贮藏蛋白种子萌发；防御蛋白：

血清中抗体；转运蛋白：

血红蛋白；信号蛋白：

细胞间传递信号激素调节机体活动；酶：

生物催化剂。

2蛋白质仅有20种氨基酸（aminoacid）组成,

（1）碳原子

（2）具有氨基和羧基是各种氨基酸的共性（3）各种氨基酸的区别在侧链基团R,20种标准氨基酸的英文简写,氨基酸的分类,对于20种标准的氨基酸，按照侧链化学性质的不同，可以分为以下三组：

疏水性的氨基酸Ala、Val、Leu、Ile、Phe、Pro和Met带电氨基酸Arg、Lys（+）和Asp、Glu（-）极性氨基酸Ser、Thr、Cys、Asn、Gln、His、Tyr、Trp,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，形成肽键，生成的化合物称为二肽。

不同数目的氨基酸以肽键顺序相连，这样形成的长短不一的链状分子即是肽或多肽。

多肽链的一端有一个-NH2，带这个基团的氨基酸称为肽链的氨基末端氨基酸或称N末氨基酸；另一端有一个-COOH，肽链的羧基末端氨基酸或称C末端氨基酸。

1、一级结构2、二级结构3、三级结构4、四级结构,3蛋白质的结构决定其功能,蛋白质一级结构,肽键肽链氨基酸排列顺序等,二级结构,肽链的主链在空间的走向-螺旋-折叠-转角无规卷曲无序结构,-螺旋,指甲、毛发蹄、角、羊毛,-折叠,平行-折叠,反平行-折叠,折叠:

较螺旋伸展的构象，两条或多条肽链间互相以氢键连接起来的成片层状结构，平行或反平行两种类型。

蚕丝、蛛丝,三级结构,亲水基位于球体表面,疏水基位于球体内部球状蛋白溶于水,三级结构（tertiarystructure）在二级结构基础上的肽链再折叠形成的构象。

球蛋白：

螺旋+不规则的不成螺旋的部分，并折叠成球形。

酶、蛋白质激素、抗体以及细胞质和细胞膜中的蛋白质。

三级结构,四级结构（quanternarystructure）组成蛋白质的多条肽链在天然构象空间上的排列方式，多以弱键互相连接。

疏水力、氢键、盐键每条肽链本身具有一定的三级结构，就是蛋白质分子的亚基。

蛋白质的各级结构,氨基酸,一级结构,二级结构,三级结构,四级结构,血红蛋白,蛋白质结构与功能的关系,一级结构与功能的关系序列分析空间结构与功能的关系结构分析,一级结构即氨基酸顺序,高级结构,生物学功能,空间结构与功能的关系,DNA聚合酶活性位点,聚合酶,DNA,DNA的空间结构,1952年，以超高分辨率扫描式电子显微镜拍到的DNA照片。

从图上可辨认出DNA是由两条链交缠在一起的螺旋结构,1核酸由核苷酸组成,核苷酸是DNA和RNA结构单体。

一个核苷酸分子含有一分子戊糖（核糖或脱氧核糖）、一分子磷酸和一个含氮的有机碱（碱基）。

脱氧核糖,磷酸,碱基,腺嘌呤脱氧核苷酸,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胞嘧啶脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸,脱氧核苷酸的种类,戊糖分子上第一位碳原子与嘌呤或嘧啶结合，就形成核苷（脱氧核苷）；核苷（脱氧核苷）与一个磷酸分子结合，就形成一个核苷酸（脱氧核苷酸）。

（1）碱基糖之间是糖苷键

（2）糖磷酸之间是磷酸酯键,DNA的结构模式图,从图中可见DNA具有规则的双螺旋空间结构,放大,DNA的空间结构,磷酸,脱氧核糖,含氮碱基,A,A,A,T,T,T,G,G,G,G,C,C,C,A,T,C,DNA分子的平面结构,氢键,DNA双螺旋的特点如下：

1多聚核苷酸链的两个螺旋围绕着一个共同的轴旋转，为右手螺旋。

2螺旋中的两条链方向相反，即其中一条链的方向为53，而另一条链的方向为35。

3嘌呤碱和嘧啶碱基位于螺旋的内侧，磷酸和脱氧核糖基位于螺旋外侧。

碱基环平面与螺旋轴垂直，糖的平面又几乎与碱基的平面垂直。

4双螺旋的直径为2nm，相邻碱基之间相距0.34nm，并沿轴旋转36角。

因此旋转每隔10个碱基之后，即相距3.4nm之后又转回原位。

5两条链是由碱基之间的氢键连在一起的。

腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）结合，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）结合。

A和T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键,6长链中的碱基对的排列顺序不受任何限制。

碱基对的准确序列携带着遗传信息,RNA为单链盘绕，局部形成碱基配对。

例如：

转运RNA（tRNA）的三叶草结构,本章小结,1、写出氨基酸的基本通式。

2、生物大分子有哪些特性？

3、具体写出蛋白质的一至四级结构代表什么？

4、DNA双螺旋结构的特点？

5、水分子有哪些特性？

第三章：

细胞结构与细胞通讯,19世纪初，两位德国生物学家施莱登和施旺正式明确提出：

细胞是植物体和动物体的基本结构单位。

（1）细胞是有机体，是所有动、植物的基本结构单位；

（2）每个细胞相对独立，一个生物体细胞之间协同配合；（3）新细胞由老细胞繁殖产生。

细胞学说：

最初提出细胞学说观点的两篇论文是:

德国植物学家施莱登1938年发表的论文:

论植物发现;德国动物学家施旺1939年发表的论文:

动、植物结构与生长相似性的显微研究。

扫描电镜（SEM）,透射电镜（TEM）,2分级分离技术可用于研究活的样本,细胞的分级分离是将细胞破碎，将其中的的各种细胞器分开，从而可以分别研究它们的功能。

最有效的仪器是超速离心机。

沉降系数的S单位。

S表示的是大分子或颗粒在超速离心时的沉降行为，其大小与颗粒的密度、形状、沉降介质的密度均有关。

沉降系数越大，分子或颗粒就越大。

利用分级分离技术，可以制备比较大量的各种细胞器的制剂，以便仔细研究其功能。

3细胞的概貌,最小的细胞是支原体细胞，直径只有100nm；最大的细胞是鸟卵，肉眼可见。

细胞的大小和细胞的机能是相适应的。

例如，神经细胞、鸟卵。

一般说来，生物体积的增加，是由于细胞数目增加，而不是由于细胞体积加大。

单细胞生物仅有一个细胞；而多细胞生物的细胞数目和生物体的大小成正比。

4两类细胞：

原核细胞和真核细胞,原核细胞：

不含细胞核（nucleus）原核细胞所形成的生物称为原核生物（prokaryotes），包括所有的细菌（bacteria）。

真核细胞：

有细胞核。

真核细胞构成的生物称为真核生物（eukaryotes），包括动物（animal）、植物（plant）、真菌（fungi）以及介于动植物之间的原生生物（protista）。

原核细胞,遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个环状DNA构成细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功能的细胞器和细胞核膜支原体目前发现的最小最简单的细胞细菌（Bacteria）蓝藻又称蓝细菌,以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构系统以核酸（DNA或RNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统。

真核细胞,3.2真核细胞的结构,1细胞核是真核细胞的控制中心,核被膜双层膜，具核孔核基质（核液）染色质由DNA和蛋白质组成核仁富含蛋白质和RNA的区域，核糖体的装配场所。

核被膜,核被膜的组成：

外核膜内核膜核周腔核孔,核被膜的功能,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,染色质,染色质：

分成常染色质，即细丝状的部分；和异染色质，即染色较深的团块。

组成：

DNA和蛋白质，及少量RNA。

分成组蛋白和非组蛋白两类。

组蛋白是碱性蛋白，分为H1、H2A、H2B、H3、H4共5种。

它们与DNA相结合；非组蛋白种类多，如DNA聚合酶、RNA聚合酶等。

核小体：

直径10nm。

4对组蛋白分子。

连接DNA：

与核小体上的DNA相加，约为200碱基对。

核小体和染色质,核仁,细胞间期核中个