《生物体和生物化学课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物体和生物化学课件（69页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、生 物 化 学,董晓燕等编写 高等教育出版社 2010年2月,国家级“十一五”重点教材,第 一 章 生物化学与生物体,第二节 生物体的基本结构及功能,第一节 生物体的物质组成,第一节 生物体的物质组成,无机分子,有机分子,水 无机盐,糖类 脂类 蛋白质（酶） 核酸 维生素,构成生物体的分子,各种元素,第一节 生物体的物质组成,一、生物体的元素组成及其作用 二、构成生物体的分子,一、生物体的元素组成及其作用,元素:化学反应中不可再分解的最简单物质。 组成生物体的常见化学元素主要有30种左右，原子序数相对较低。 C、H、O、N在大多数生物体中占总重量的96%以上。,一、生物体的元素组成及其作用,一
2、、生物体的元素组成及其作用,微量元素(Mn、B、Zn、Cu、Mo、I、Si、Co、Se等)的主要作用：酶系统中特异的活化中心；作为激素或维生素的成分；影响核酸代谢 。,二、构成生物体的分子,各种化合物占细胞鲜重的比例,二、构成生物体的分子,1水 2无机盐 3有机分子,1水,（1）存在形式 （2）生理作用,（1）存在形式,自由水：流动性大，不被胶体颗粒或大分子吸附，占绝大部分。例如，人体血浆中含有的水。 结合水：在亲水胶体体系中，与蛋白质、多糖、脂类等物质紧密结合的水。例如，人体内与骨骼肌细胞中的蛋白质结合在一起的水。,（2）生理作用,水可以作为生物体内良好的溶剂； 水是生物体内各种物质的运输者
3、； 水本身亦能参与生物体内各种物质的代谢反应； 水对体温的调节和维持起着很大的作用。,（2）生理作用,良好溶剂,（2）生理作用,物质的运输者,（2）生理作用,参与生物体内各种物质的代谢反应,C6H12O66O26H2O6CO212H2O,（2）生理作用,对体温的调节和维持起着很大的作用。,2无机盐,（1）存在形式 （2）生理作用,（1）存在形式,无机盐在生物体内主要以离子态形式存在。 例如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、C1、HPO42、HCO3,（2）生理作用,细胞内某些复杂化合物的重要组成部分，例如，Mg2+是叶绿素的组成成分； 维持生物体的生命活动。可以作为酶、辅酶的成分或激活剂； 在
4、生物体内起电化学作用，参与渗透压调节、胶体的稳定和电荷的中和等。,3有机分子,（1）小分子单体聚合成大分子多聚体； （2）生物体内存在异构体； （3）碳原子参与形成大量有机分子的基本骨架； （4）功能团赋予生物分子多种反应活性。,（1）单体聚合成多聚体,脱水缩合反应与水解反应,小分子单体通过脱水缩合反应 消耗能量形成大分子多聚体,（2）生物体内存在异构体,异构体（同分异构体）:具有相同分子式而分子中的原子排列不同的化合物 分为:构造异构和立体异构。 构造异构体:具有相同分子式，而分子中原子或基团连接顺序不同。 立体异构体:分子中原子的结合顺序相同，而原子或原子团在空间的相对位置不同。,（2）生
5、物体内存在异构体,构造异构体,（2）生物体内存在异构体,立体异构体,（3）碳原子参与形成有机分子的骨架,（4）功能团赋予生物分子反应活性,功能团：与碳骨架相连的、含有O、H、P、S的原子团称为功能团,第二节 生物体的基本结构及功能,细胞生物其有序的结构层次应该为：元素小分子大分子多分子 亚细胞水平（细胞器等）细胞组织器官系统生物体,第二节 生物体的基本结构及功能,第二节 生物体的基本结构及功能,第二节 生物体的基本结构及功能,生物,非细胞生物（病毒等）细胞生物,原核生物（细菌等）真核生物,单细胞生物（原生动物等） 多细胞生物（多数动植物）,第二节 生物体的基本结构及功能,典型的细菌细胞结构模式
6、图,第二节 生物体的基本结构及功能,高等动物和植物细胞结构模式图,第二节 生物体的基本结构及功能,二、细胞分裂,三、生物体与生物化学的关系,一、细胞的基本结构及各部分功能,一、细胞的基本结构及功能,1细胞膜和细胞壁 2细胞核 3细胞质和细胞器 4细胞的整体性,1细胞膜和细胞壁,（1）细胞膜（2）细胞壁,（1）细胞膜,细胞膜:细胞表面的膜，厚度通常为78 nm。 细胞膜作用:保护细胞，与生物细胞新陈代谢密切相关(半透性)。 细胞膜的基本的组成成分，将在第二章（糖化学）、第三章（蛋白质化学）和第七章（脂类和生物膜）加以阐述；而对于以细胞膜为主的生物膜特性将在第七章进行说明 。,（2）细胞壁,细胞壁
7、：位于植物细胞细胞膜之外的无生命结构。 厚度在0.1m10m之间。 细胞壁具有支持和保护作用，最主要的成分纤维素属于糖类中的同聚多糖，其他成分如半纤维素和果胶属于糖类中的杂多糖。,2细胞核,1. 被膜,4.核仁,3.染色质,2.核质,5.核孔,2细胞核,核小体与DNA、染色质、染色体的关系,3细胞质和细胞器,细胞质：在细胞膜以内，细胞核膜以外的部分。 由细胞器和胞质溶胶两部分组成。,3细胞质和细胞器,（1）内膜结构系统细胞器 （2）与基因表达相关的细胞器 （3）与能量转换相关的细胞器 （4）其他细胞器,（1）内膜结构系统细胞器,能够增加细胞内的面积，使细胞成为一个完整整体。 主要包括内质网、高
8、尔基体、溶酶体和液泡。 过氧化物酶体和乙醛酸循环体均属于微体，微体与溶酶体很相似，但所含的酶不同。,（1）内膜结构系统细胞器,（2）与基因表达相关的细胞器,核糖体：一种核糖核蛋白颗粒，合成蛋白质的场所 。,核糖体结构模式图,（3）与能量转换相关的细胞器,线粒体：将有机物分解为无机物的主要场所,线粒体结构模式图,（3）与能量转换相关的细胞器,叶绿体：可以将无机物合成为有机物,叶绿体结构模式图,（3）与能量转换相关的细胞器,（4）其他细胞器,细胞质中存在的三维的网络系统，主要由纤维状的蛋白质组成。 主要有三种，即微管、微丝、中间纤维。,细胞骨架,（4）其他细胞器,细胞骨架模式图,（4）其他细胞器,
9、存在于高等动物和非种子植物中，由微管构成。 一个细胞中通常存在两个互相垂直的中心粒，每个中心粒由9组三连体微管组成。,中心体,4细胞的整体性,从结构上看，细胞的膜结构使细胞的各个部分沟通起来，形成相互联系的整体。 从功能上看，细胞的各部分也表现出密切配合、协调统一 。,4细胞的整体性,胰蛋白酶原的形成过程,二、细胞分裂,1细胞分裂的方式和意义 2细胞分裂与有性生殖生活史,1方式和意义,（1）无丝分裂：一种简单的分裂方式，直接由一个细胞分裂成两个细胞，例如细菌和蛙红细胞等。,1方式和意义,（2）有丝分裂：体细胞的分裂方式，单细胞生物通过有丝分裂可以产生新的个体，多细胞生物经过有丝分裂，形成新个体
10、；衰老死亡的细胞。 （3）减数分裂：有性生殖细胞形成的方式，两性生殖细胞的结合，增大了变异的可能性。,2有性生殖生活史,有性生殖是生物界最高等的生殖方式。 配子生殖是有性生殖中最主要的方式，有性生殖细胞分别称为雌、雄配子。 卵式生殖是配子生殖中最主要的方式，产生的有性生殖细胞分别为精子和卵细胞。,2有性生殖生活史,细胞分裂与生物生活史的关系,2有性生殖生活史,染色体：形状、大小基本一致，与性别决定无关的染色体。 性染色体：对性别起着决定的作用的染色体。,人男性的一对常染色体和一对性染色体,同源染色体：一条来自上一代的父方，另一条来自上一代的母方，它们的形状、大小一般相同的染色体。,2有性生殖生
11、活史,细胞周期：进行有丝分裂的细胞，从上一次分裂结束到下一次分裂结束。 细胞周期分为间期和分裂期；分裂期又被人为地分为前、中、后、末四个时期。 染色体在细胞周期中的具体变化：间期染色体复制，染色体数不变，DNA数加倍；后期染色体数在细胞中暂时加倍；末期将分开的2条染色体分到2个细胞中；最后形成的子细胞中染色体数与母细胞完全一致。,2有性生殖生活史,有丝分裂的基本过程,细胞周期（cell cycle ）,2有性生殖生活史,减数分裂的基本过程,2有性生殖生活史,精子的形成过程,2有性生殖生活史,卵细胞的形成过程,2有性生殖生活史,原始生殖细胞经过DNA的复制，形成初级生殖细胞，染色体数不变，DNA
12、数加倍。 初级生殖细胞经过两次连续的核分裂（减I和减II），形成4个子细胞，每个子细胞中染色体数目和DNA数目比原始生殖细胞减少了一半。,2有性生殖生活史,减I前期，同源联会(染色体两两配对)，形成四分体。四分体的非姐妹染色单体可进行遗传物质重新组合；后期，同源染色体移向两极，形成非同源染色体的自由组合；次级生殖细胞中的染色体数和DNA数均比初级生殖细胞减少一半。 减II过程，与普通有丝分裂非常相似，只是染色体不再复制，最终形成的生殖细胞染色体数与次级生殖细胞相同，而DNA数比次级生殖细胞减少一半。,2有性生殖生活史,这样，经过上述过程，染色体复制一次，细胞连续分裂两次，使得最终形成的生殖细胞
13、的染色体数和DNA数比原始生殖细胞均减少了一半。 经过受精作用，精子和卵细胞结合在一起，使染色体数和DNA数均加倍，与原来的体细胞一致。 所以，经过有丝分裂、减数分裂和受精作用维持了前后代染色体数和DNA数恒定 。,三、生物体与生物化学的关系,各种基本元素形成了构成细胞的多种化合物，其中糖类、脂类、蛋白质和核酸以及维生素在生命活动过程中起着重要的作用。这些物质的组成、结构、性质和功能将在本书的前半部分（静态生物化学）中讲述。,三、生物体与生物化学的关系,以这些化合物为基础，形成了细胞各部分的基本结构，并产生了与其相适应的各种功能。这些功能的基础是新陈代谢，它包括物质的合成与分解、能量的贮存和释放。这些内容将在本书的后半部分（动态生物化学）中讲述。 在静态生物化学和动态生物化学中，体现着生物体结构和功能的统一以及生物体的调节机能，这些内容属于功能生物化学，将在本书的最后一章和其它某些章节进行讲述。,Thank You !,
