【生物课件】生命科学导论

【生物课件】生命科学导论 自从我们生下来，经过童年、少年知道现在的青年时期，我们一直面对一个充满神奇色彩的 生命世界，植物的发芽、生长，开花结果，鸟类的鸣叫、筑巢和育雏，各种动物的激烈斗和 彼此和睦相处。 我们自己也在长大，显然，大家会想到因为我们每天吃饭，补充身体的营养需要，所以身体 逐渐生长发育。你也会观察到你周围的人的生老病死。 实际上，当你用眼睛观察、用耳朵聆听、用大脑思索问题的时候，生命活动始终贯穿与其中。 可以说，生命活动无处不在。 也许你会说，这些现象司空见惯，我们在中学已经知道，生物体都是由细胞组成的，遗传物 质是染色体上的DNA，人体可分为皮肤，运动，消化、呼吸、循环、排泄、生殖、神经、 内分泌等9大系统。 那么，到大学里，我们又要学什么呢？ 以前的知识都是肤浅的，概括的，你们的知识体系和思维能力还不具备在更深层次上全面综 合地理解生命现象和规律。 地球上的生物，经过漫长的进化历程，形成了变化无穷的形态和精巧奇妙的结构，也形成了 一系列有关物质运输、能量转化和信息传递的机制 妙不可言 辨证唯物论认为，世界是物质的，物质是运动的。物质运动的复杂程度为一个等级序列：机 械运动,物理运动,化学运动,生物运动,社会运动 高级的运动形式包含低级的运动形式，但不等于其简单的加和，所以，你们生物专业的学生 需要学习物理学、化学，而物理学、化学专业的学生则未必需要学习生物学 在自然物质运动中，生命运动是最复杂的 例子，生命运动的物理、化学运动 笛卡儿认为宇宙是一个巨大的机械系统，生物也被描述为自动的机器，可以用一般的物理规 律作出解释，心脏比作泵。有一个生物学家把木块等物品导入火鸡胃里，发现它们被研碎了， 于是，他又研究机械研碎这些物品的要用多大的力，从而推测火鸡胃收缩的力量。 我们学习生命科学的过程就是从掌握这些基本特征的现象和规律 对应 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 ，光合作用，呼吸作用，ATP 也叫代谢，是维持生物体生命活动的化学变化的总称 包括物质代谢（生物体内，更确切地说细胞内物质的合成和分解）和能量代谢（能量的储存 和释放），在这个过程中，包括两个对立统一的方面： 同化：生物体从外界摄入物质，经过一系列化学变化，转变为，并储存能量 异化：通过呼吸作用，生物体把分解并释放出能量，排出废物 同化是异化的基础，异化是同化的动力 新陈代谢是在高度自动、非常精细的调节下进行的，神经系统和内分泌系统起着重要的调节 作用 对应内容，细胞周期，胚胎发育和细胞分化，减数分裂 对应内容，DNA的结构和功能，减数分裂，基因突变，染色体变化， 自然选择 地球上原本没有生命，50亿年前，地壳崩裂，从地球深处喷发出大量水蒸气，遇到冷气流， 形成倾盆大雨,把地球表面的物质C、H、O、N带入海洋 、甲烷、氨等受紫外线、宇宙射线、闪电的作用,有机大分子，包括蛋白质、核酸,进2CO入海洋,分解、合成,原始的生命，蓝藻,单细胞生物,多细胞生物,从水到陆,丰富多彩的生命世界 对应内容，动物的感受器（皮肤、五官等）、效应器（肌肉等），手触到烫的 物体马上缩回，石头不会，动物行为 细胞的渗透压平衡 地球上有生命存在的环境的总和 地球表面 生物群落+非生命环境 海洋生态系统 生活在一定区域并相互作用的2种或武汉大学的生物群落 更多种群的集合 生活在一定区域的同种个体的集合 武汉大学的乌鸫 一个生命体 麻雀、野兔、人 2个或更多器官构成，执行特殊的生消化系统、呼吸系统 理功能 2种或更多类型组织构成，具有特殊胃，肺 功能 由相同细胞组成的细胞群，具有特殊上皮组织、结缔组织 的功能 O、葡萄糖、DNA 2生命的最小单位 上皮细胞、红细胞 一种元素的最小粒子 氢原子、氧原子 细胞内具有特殊功能的结构 叶绿体、线粒体 组成原子的粒子 质子、中子、电子 由原子结合而成 H 生物的类群，行为，进化生 物学和生态学 高等植物、高等动物的身体 结构和功能 细胞生物学基础 生命的物质基础 高级层次包含低级层次，但不等于低级层次的简单加和 每一个特定层次都有其特定规律，但各层次的运动规律都是相互联系的 研究生命现象及其规律的科学 与以上10大特征相对应的学科： 分子生物学，生物化学，细胞生物学，植物生理学，动物生理学 分子生物学，生物化学，细胞生物学，生殖生物学，发 育生物学，胚胎学 分子生物学，分子遗传学，生物化学，细胞生物学， 生殖生物学，发育生物学，进化生物学，古生物学 神经生物学，动物行为学，动物生态学 分子生物学，细胞生物学，植物生理学，动物生理学 武汉大学生命科学院本科生培养计划 无机及分析化学 无机及分析化学 无机及分析化学 有机化学 有机化学 有机化学 专 物理化学 物理化学 物理化学 生物化学 生物化学 生物化学 业 植物生物学 生物学 生物学 基 动物生物学 微生物学 微生物学 础 微生物学 遗传学 遗传学 必 遗传学 细胞生物学 细胞生物学 修 细胞生物学 分子生物学 分子生物学 分子生物学 人体生理学 课 动物生理学 免疫学 植物发育分子生物学 细胞 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 天然药物化学 动物及人类发育生物学 基因工程 药理学 专免疫学 微生物工程 药物分析 业生物技术 生化工艺 基因工程药物 基细胞工程 生物工艺学 生物制药工艺原理 础基因工程 生物制品学 发酵工程原理 植物生理学 生化技术 药剂学 选 人类及医学遗传学 免疫学 药事管理学 修 生态学 病毒学 课 生物统计学 发育遗传学 蛋白质化学 临床药理学 病毒学 生物检验技术 病理生理学 保护生物学 医学微生物学 病毒学 系统与进化生物学 微生物生理学 生物物理学 任植物生殖生物学 微生物遗传育种 生物医学检测技术 选动物及人类生殖生物学 神经生物学 仪器分析 水生生物学 发育生物学 新药设计原理 课 神经生物学 分子遗传学 药物作用的分子机制 分子遗传学 生物物理学 生物统计学 生物物理学 生态学 化工原理及化工制图 武汉大学生命科学院主要学科方向： 生物统计学 分子生物学 生物化学 病毒学 微生物学 植物发育生物学 植物遗传学 植物生理学 水生植物生态学和进化生物学 动物生态学 自己阅读 物质运动的等级序列：机械运动,物理运动,化学运动,生物运动,社会运动 近代科学的带头学科：力学 现代科学的带头学科：物理学 21世纪的带头学科：人们看好生物学 随着学习、研究的深入，逐渐去理解 感到无规律可循，因为个性太多，共性太少 分子生物学 细胞生物学 进化生物学 把生物学统一起来了 贯穿主线：生命系统具有等级性，或曰不同的层次，不同层次有着自己特定的结构和机能， 由低级层次组成的高一级层次具有新的结构方式和机能特点，也就是说总体＞部分之和。各 层次内和各层次间的分工协作，维持有机体的生命活动。 生命的形态、结构和功能变化无穷，但生命活动具有共同的物质基础。正是由于组成生物体 的各种物质复杂的化学反应，才产生了各种各样的生命现象。 生物体重量的65-90%，既是溶剂，又是物质运输的介质，参与生命活动的一切化学反应。 存在方式：游离水，结合水 ，生物体重量的2-5% ++2+2+2+3+-2-2--阳离子Na、K、Ga、Mg、Fe、Fe 阴离子Cl、SO、 PO、 HCO等。 443 作用： 1．直接与蛋白质结合。铁离子与血红蛋白结合，参与气体运输 2．参与酶反应 3．维持一定渗透压，电解质平衡，维持细胞正常活动，内环境稳定。各种离子的比例与海 水成分接近，成为生命起源于海洋的一个证据。 有机物的特征： 所有有机物都有碳原子，有机物就是碳的化合物。 C对生命物质的构成具有特别重要的意义。C位于元素周期表的第二周期第4族，最外电子层上有4个电子，与其它元素结合时不易失去得到电子，而是形成4个共价键（与其它原子共用电子对）。自身的结合，与其它分子基团的结合。 组成元素少，主要为C、H、O、N，但种类多，几百万种（为无机物的许多倍），且仍在被 发现和人工合成。 有机物的分类： 按C的骨架分: 1．开链 2．碳环 （1）脂环。（2）芳香，分子中含有苯环或稠苯环 3．杂环，碳环中有其它原子 按活性基团（官能团）分： 多羟基（,OH）化合物 单糖：葡萄糖，半乳糖，果糖，核糖，脱氧核糖 双糖：可水解成为单糖，蔗糖。 一个环上的,OH与另一个环上的,OH缩合脱水形成糖苷键,O, 多糖：可水解成为单糖 淀粉（单糖链：螺旋形），豆类种子淀粉：直链；粘米：支链；马铃薯：22%直链，78%支 链 纤维素（单糖链：致密线状排列，其间有氢键相连，故相当坚韧） 糖原（单糖链：分支形） 多糖的作用： 1．能量储备，植物的块根、块茎含有淀粉，动物的肝糖原、肌糖原 2．支持骨架，细胞壁中有大量纤维素 多糖宝库：地球上绿色植物光合作用每年合成1011吨纤维素，可产生的能量相当于全球每年消耗的能源的10倍，但木材直接燃烧能量的利用率<10%。开发多糖资源，解决能源危机。 脂类不溶于水，溶于有机溶剂 脂肪：提供能量，脂肪组织 甘油 + 3个脂肪酸 = 三酰甘油酯（脂肪） 脂肪酸 = 羧基 （头，亲水，易反应）+ 长的碳氢链（尾，疏水，稳定） 磷脂：与蛋白质结合成脂蛋白，为细胞膜的重要成分，各种膜结构 三酰甘油酯甘油α位碳原子上的被磷酸基取代 = 磷脂酸 磷酸基上的,OH位置连接胆碱、胆胺、丝氨酸氨基醇，分别产生卵磷脂、脑磷脂、丝氨酸 磷脂（P24图） 甾醇： 胆固醇： 细胞膜的重要成分（平行于磷脂之间，增加膜的稳定性，调节膜的流动性 参与体内代谢，作为前体物质 可沉积于血管壁 胆汁酸（胆汁中胆盐的主要成分，参与脂肪的消化吸收）、激素（调节生长、发育、新陈代 谢） 萜类： 蜡 构成细胞的主要成分，生命活动的主要执行者，生命实际上就是蛋白质的活 动规律 有机成分的80%，维持生命过程的重要物质。组成元素：C、H、O、N、S、Fe、I 已发现的天然氨基酸有180多种，其中组成蛋白质的有20余种。氨基酸是组成蛋白质的基 本单位。有8种氨基酸人体不能自己合成，必须从食物中获得，称为必须氨基酸。以必须氨基酸的含量评价蛋白质食品的营养含量。 氨基酸的通式： （氨基） 2NH, R,C,COOH（羧基） , H 一个氨基酸失去羧基上的OH，另一个氨基酸失去一个H，从而连接起来，它们之间的化学 键称为肽键 2个氨基酸2肽，3个3肽，多个多肽，蛋白质就是多肽 24种氨基酸排列出来1017600种方式，一般的蛋白质分子有500个以上的氨基酸，有10种方式 蛋白质的一级结构：氨基酸的排列方式 蛋白质的二级结构：氢键连接肽链形成螺旋状或把不同的肽链连成片层结构 蛋白质的三级结构：在二级结构基础上，氨基酸之间通过多种化学键折叠卷曲 蛋白质的四级结构：多条肽链三级结构在空间的相对位置 由此可见，蛋白质分子结构的复杂性是生命活动高度复杂、协调的物质基础 蛋白质的作用 生物体的组成成分 特化的酶 叶绿体蛋白、血红蛋白，运输O 2 肌动蛋白、肌球蛋白运动，肌肉收缩 激素蛋白 抗体，高度专一的蛋白质 神经冲动的受体，高度专一的蛋白质 具有催化作用的特殊蛋白质 1. 2. = + 酶的作用特点 1. 高度专一性 2. 加快反应速度：通过活性部位与底物结合，提高底物浓度，引起底物化学键改变，并与 底物形成中间产物，从而降低反应的活化能，而不是给反应提供能量 3. 常温、常压、中性pH条件下发生反应 主要存在于细胞核内，少量存在于细胞质里的叶绿体、线粒体上 脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA） 单核苷酸是组成核酸的基本单位，单核苷酸以一定的化学键相连 单核苷酸 = 五碳糖 + 碱基 （A、T、C、G）+ 磷酸 DNA分子的双螺旋结构 一个DNA分子的碱基对数目很多，从数千到数百万 100即使100对，那么在DNA分子上的排列方式就达4种，天文数字，因此，DNA分子蕴涵 大量的遗传信息 DNA分子的一级结构（双链），二级结构，三级结构，四级结构 染色质,染色体 RNA分子为单连结构 mRNA、tRNA、 rRNA 人类基因组计划 1957年苏联发射了第一颗人造卫星后，又于1961年4月12日把宇航员送上月球，开辟了人类航天史上的新纪元。美国痛感落后的耻辱，肯尼迪总统当即提出也要实施登月计划。8 年后，2名美国宇航员乘阿波罗飞行器登上月球，这就是当时耗资240亿美元，动员120所 大学、2万家企业400万人参加的阿波罗登月计划。 1988年，生命科学史上一项最宏伟、耗资巨大、参与人数众多的项目开始实施，这就是被 称为第二个“阿波罗计划”的人类基因组研究计划。美国国会批准率先在美国开展，随后又 成立了一个专门的机构，即人类基因组织，多个国家参与进来。中国也是其中之一。唯一的 发展中国家。 我们知道，生物的全部遗传信息都被编码在DNA分子上。 但人类究竟有多少个基因，每个基因的编码顺序如何，它们的排列方式怎样。9个碱基对的在染色体上的排 人类基因组的全部遗传密码，即测出人类基因组的3，10列顺序。 它们编码什么蛋白质，这些蛋白质与生物体的生命活动有什么关系 9目前公认的估计是人类细胞全部基因的总和为50 000,100 000个基因，它们由3，10个碱基 对编码，也就是由30亿个核苷酸对组成，分布在24条不同的染色体上。 是对所有基因所表达的功能进行研究 原计划15年完成，美国总统克林顿于今年年初宣布，提前3年完成。 但实际上只完成了第一项任务 科学家所用的剪刀是限制性内切酶，最早是在大肠杆菌中找到的，生物体内有一 种防御能力是来自于一种特殊的酶，这种酶可以切割外来入侵的DNA，从而达到保护身体的作用，故得此名。迄今已发现数百种限制性内切酶，为生物制品公 司最常见、最重要的产品。 科学家所用的糨糊也是酶，叫做DNA连接酶，起牵线作用，即促进2个核苷酸之间形成化学键。 反义技术：近年来新发展起来的，封杀有害基因的表达，根据碱基互补原理，人 工合成特定的DNA或RNA片段，然后导入受体生物细胞内，抑制有害基因的 表达。 1 疾病在本质上是基因的正常表达出现问题，例如癌细胞异常分裂加快，这与基因调控有关 原理： 1．找到错误基因（基因突变所致）。 2．在实验室分离出错误基因的“正版”，即找到目的基因。 3．把正常基因导入身体，使其在体内某种细胞表达。通过某种载体或其它形式进行，目前 导入是技术关键。已用于临床的载体有病毒和质粒。最近发明了一种所谓的颗粒轰击法，用 高压发电，直接把涂有目的基因的微金属颗粒轰击到皮肤表层或体内，内脏器官的病变部位。 2 科学家作了一个实验。 采集胎儿的细胞，放在培养皿里让其分裂，分裂100次左右停止分裂。 70岁老人的细胞，只分裂20,30次就停止分裂 于是科学家得出结论：细胞分裂大约100次左右便开始衰老，因而由细胞组成的生命也开始 衰老。 科学家认为，在每个细胞里都存在一种类似记时器的基因，由这个基因规定细胞的寿命。如 果能找到这种基因，作某些调节，让细胞分裂速度放慢一些，这样就可以延长寿命。 3．改良生物品种 在生物体内的制药厂，把来自其它生物的具有合成某种药物有效成分的基因导入植物体内、 动物体内，使其表达 动物的毒素，如海藻、海绵、蝎子是很好的药品，关节炎、灼伤，甚至抗癌，把这些生物的 制药基因研究清楚，获得这些目的基因，导入食用植物，如小麦、水稻、水果内，或动物的 乳腺内，美味食物就是药品。 中国科学家把一种冷水鱼的抗冻基因提取出来，在番茄开花时注入其花粉管，得到带有抗冻 基因的番茄种子 把甘蔗的造糖基因导入到法国梧桐上，把香蕉的香味基因导入西瓜里 同学们可以自由想象基因工程的作用 计算机为人类提供了巨大方便 计算机储存信息的关键为芯片，传统的以硅为材料的大规模集成电路的集成度有一定限制， 且密集电路的散热问题很难解决。科学家正在尝试用生物材料制作计算机芯片。人的大脑的 组织蛋白质具备存储记忆、逻辑运算等功能。以蛋白质为材料，把人脑处理信息的原理运用 到生物性片上，其运算速度将会大为提高。引起计算机的革命。 17世纪以前，人们对细胞一无所知。英国人呼克用自制的显微镜观察到栎树皮切片，发现 蜂窝状的结构，称之为细胞。19世纪，细胞学说的建立，19世纪自然科学的3大发现之一。意义：把生物世界统一起来。 细胞的定义：细胞是生物体基本的结构和功能单位 细胞的基本结构：细胞膜、细胞核、细胞质、细胞器 原核细胞,原核生物 真核细胞,真核生物 23691m = 10cm = 10mm = 10um = 10nm 大多数细胞非常小，一般在10-100微米之间，需借助显微镜才能看见，人的红细胞直径6-8 微米 小者：细菌，1-2微米 大者：棉花纤维，10毫米，动物卵，鱼，蛙，鸟卵的卵黄，3厘米，鸵鸟，人的神经纤维1 米，鲸10米 一般光学显微镜的分辨率>0.2um，电子显微镜<0.2um 形状各异，球形、椭球形、立方、柱状、扁平、梭形、星形、多面体等 人体细胞有200种之多 虽然形状、大小、功能各不相同，但基本结构一致 细 胞植物细胞所特有 壁 电子显微镜下：内、中、外3三层结构 分子水平：按一定规律排列的蛋白质、磷脂分子以及糖类。 细功 能： 物质运输：防止生命所需物质渗出，调节水、无机胞盐类和营养物质进出，选择性渗透膜。 膜 信息传递，激素、神经递质、药物需通过细胞膜外 表面上的相应受体的作用。 细核质：含有染色体?DNA、RNA 胞核仁： 核 细内质网：膜性管道系统，核糖体附着于粗面内质网上，光面内 质网 胞 器 高尔基：泡状结构，对细胞内一些分泌物的储存、加工和运输 线粒体：细胞内物质氧化磷酸化，产生能量，能量代谢中心。 能量的用途：维持细胞自身的结构与功能，比如细胞膜的物质 运输，细胞内的各种生化反应。 溶酶体：多种酶，物质的消化，废物的排泄 核糖体：参与蛋白质的合成 中心体：与细胞有丝分裂有关 质体：为绿色植物所特有。包括白色体，有色体和叶绿体 包在细胞外面 结构和特性：双类脂层和镶嵌的蛋白质分子，单位膜的共性 类脂分子有一个亲水的头部和一个不亲水的尾部，因为细胞内外都有水溶液，因而，亲水的 头部必然分别朝向细胞外部和内部，而不亲水的尾部则相接 3类蛋白质是关键的 膜转运蛋白 识别蛋白 受体蛋白 1．不对称性 2．流动性 作用 维持内环境稳定 参与与外界的物质、能量和信息传递 细胞的生长、分化中起重要作用 物质的跨膜运输 为什么要跨膜运输：新陈代谢是生命的最基本的特征，而生命活动的最基本单位就是细胞。 因此要求细胞与外界进行物质交换：营养物质的吸收，代谢产物的排出，细胞内外物质、离 子渗透压的平衡 那么，这些物质是怎样进出细胞的，即怎样穿过细胞膜的呢？ 1少量的糖加入到一杯水里，糖分子就会迅速扩散 物质顺浓度梯度，高浓度,低浓度，不需要细胞提供能量（不消耗ATP） （1）自由扩散：脂溶性物质，HO、乙醇、不带电荷的小分子可以自由进出细胞膜 2 （2）帮助扩散：跨膜蛋白质的帮助，通道蛋白（带电荷的小分子）、载体蛋白（有特异性， 与被运输物质结合的可逆性，糖、氨基酸或金属离子） 2爬坡 逆浓度梯度，低浓度,高浓度，需要细胞提供能量（不消耗ATP） （1）离子泵及其工作原理 离子泵是一种细胞膜上的具有运输功能的ATP酶，不同的ATP酶运输不同的离子 ++,K泵 胡玉佳P55图7-7 Na （2）质子泵 +运输H的一种膜蛋白 （3）伴随运输（协同运输） 葡萄糖、氨基酸等运输，由载体蛋白承担 +载体蛋白有两个结合位点，可分别与Na和糖（氨基酸）结合 ++离子泵的作用把Na输出细胞外，结果细胞外的Na浓度高于细胞内，由此产生了一个电位 ++差，Na + 载体蛋白 + 糖（氨基酸）顺电位差进入细胞内，与载体脱离，Na又被离子泵运 到细胞外 2层单位膜 外膜：有通道蛋白，酶 膜间隙： 内膜：有载体蛋白，控制物质交换，酶。内折形成脊，增加内膜的表面积，脊上附有颗粒状 的基粒，有ATP合成酶 功能：细胞内能量合成（形成ATP）的中心 线粒体有自己独有的遗传信息和蛋白质合成系统，线粒体蛋白质的10%是由线粒体DNA编 码合成的 2层单位膜 外膜： 膜间隙： 内膜： 类囊体，其上有光和色素，光合作用光反应的场所 叶绿体基质：光合作用暗反应的场所 叶绿体也有自己的遗传物质，叶绿体DNA 1层单位膜 1．内质网 a．粗面内质网 有核糖体附着，参与蛋白质的合成，细胞内物质的运输 b．光面内质网 脂类和类固醇激素的合成场所 2．高尔基体 细胞内物质运输的枢纽 3．溶酶体 吞噬、消化代谢废物和异物 内膜系统在细胞物质合成和运输中的协同 内质网、高尔基体和溶酶体结构与功能上相关，行使细胞内新组分的合成、食物的摄入和消 化、破损部分的拆除、废物的利用和挪出等一整套功能 蛋白纤维构成 20世纪60年代才被发现和认识，因为其功能的特殊性，目前成为生命科学的热点领域之一。 微管：中空的圆柱体，主要分布于核周围， 功能：（1）支架，（2）细胞内物质运输，作为蛋白质行走的轨道 微丝：肌动蛋白丝， 中间纤维 2层单位膜，内有核仁 含有遗传物质（DNA） 核仁为核糖体RNA的合成场所 染色体的结构 染色质和染色体在化学本质上没有差异，只是分子构型不同，是遗传物质在细胞周期不同阶 段的不同表现形式 4级结构，DNA双链分子空间构成上的压缩 一种生物储存在单倍染色体组中的总的遗传信息称为该生物的基因组 细胞核的作用 1．通过基因的选择性表达，控制蛋白质的合成，从而控制细胞的新陈代谢活动 2．通过遗传物质的复制和细胞分裂，保持细胞世代的连续性 染色体是遗传物质的载体，遗传物质是基因，呈直线排列在两条同源染色体上。 染色体由DNA和蛋白质组成，RNA是在染色体上合成的，而后转移到细胞质里。 DNA是主要的遗传物质，它的基本结构是由两条双螺旋链组成的。碱基的排列 方式就是遗传信息，基因是一个DNA分子片段。遗传信息指导着蛋白质的合成。 而一个生物体的生命过程都取决于各种特有的蛋白质。每种蛋白质的性质是由组 成蛋白质的氨基酸顺序决定的。显然，这种氨基酸的顺序是由DNA链上碱基的排列顺序决定的。 分子遗传学的中心法则示意图： 遗传信息的自我复制 DNA到DNA，传递方向DNA到RNA，然后决定蛋白质的合成 转录 转译 DNA RNA 复制 细胞合成蛋白质的总指挥是细胞核，细胞核的DNA分子的基因发出生产的指令；具体的制 造车间是核糖体，内质网系统运输原料和产品，线粒体提供动力 生产 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 转录（transcription）：DNA的指令由信使messenger RNA抄录 转译（translation）：mRNA带着合成蛋白质的“图纸”从细胞核出来到达细胞质。细胞质里 有2种核糖体，含有转移transfer RNA的“搬运工”，专门搬运氨基酸，含有核糖体RNA ribosomal RNA 的“装配工”。以mRNA作为模版，把氨基酸连接成肽链 实际情况要复杂得多。开始转录时要有启动子启动，由启动子决定合成是否开始，合成结束 时又需要有终止信号，不然就会一直合成下去。在整个过程中还有多种调节因子控制。 既然细胞可以合成蛋白质，那么，人工合成是否可能呢？ 德国科学家菲舍尔经过6年时间，首次合成了由18个氨基酸组成的肽链 2为英国科学家发明了层析方法，让氨基酸在滤纸上赛跑，不同氨基酸的分子量不同，跑的 速度有快有慢，在滤纸上跑的距离不同，由此区分氨基酸，弄清了蛋白质氨基酸的种类和数 量 英国科学家发明了一种试剂，能把蛋白质上的氨基酸一个个拉下来辨认，弄清了氨基酸的排 列顺序 美国科学家发明了把氨基酸连接起来的方法 人工合成蛋白质的一个最显赫成功是有中国科学家完成的。具有生物活性的牛胰岛素，51个氨基酸组成，A链21个，B链30个 游离核糖体合成蛋白的运输： 运输工具：导肽 运输去向：线粒体、叶绿体等细胞器 膜旁核糖体合成蛋白的运输： 类型：a细胞外分泌蛋白；b单位膜蛋白；c溶酶体蛋白 运输机制：信号肽 DNA DNA RNA 1 21 1X 2 -9-6-10 10 -510 DNADNA DNA RNADNA 1RNADNADNA 生长和发育是一切生物有机体的基本特征之一，一个有机体从受精卵发育成为一个成熟的个 体，组成身体的细胞必然在数量上增加，同时在结构和功能上发生变化。 例子：受精卵?卵裂（4细胞?8细胞?16细胞…）?囊胚?原肠胚 细胞有一定的寿命，身体在新陈代谢过程中，许多细胞不停地死去，同时新的细胞不停地产 生。例如，人的红细胞的寿命为120天，各种上皮细胞不断脱落和更新。这些新细胞的产生 也必然涉及细胞的增殖 根据分裂的能力，把真核生物的细胞分为： 1．持续分化细胞：骨髓干细胞 2．终端分化细胞：永久失去分裂能力，红细胞，神经细胞 3．休眠细胞：暂时脱离细胞周期，一定条件下恢复分裂能力，形成层细胞，肝细胞 1 间期 G期：RNA和核糖体的合成 1 S期：DNA的复制 G期：蛋白质的合成 2 分裂期 细胞周期的时间因种类、组织和和环境不同而异 细菌：十几分钟，几小时，几天，几月 人组织细胞：37?下，18-22小时，其中间期17小时以上，分裂期45分钟 细胞增殖的方式 无丝分裂 细胞增殖，染色体数目和遗传物质与亲代细胞一样 有丝分裂 减数分裂 二倍体细胞（位于生殖腺的生殖母细胞）?单倍体的生殖细胞 生物体的细胞周期受到一系列调空因子的作用，何时出现何种特征，各种形态结构和功能的 变化，都非常有序地进行。 2 每个生物体都由多种多样的细胞构成的，不同的细胞具有不同的结构和功能，但它们都是由 一个细胞，即受精卵分化而来的。 皮肤、骨骼、血液等等 细胞分化的基因调控 细胞的特性，无论形态还是机能，都是由蛋白质决定的，而蛋白质的合成又是由基因决定的。 构成生物体的每个细胞的遗传物质并没有不同，但在生长发育过程中，为什么分化出不同类 型的细胞呢？ 一定时间一定空间的表达导致细胞的分化 激活某些基因，关闭某些基因 细胞的全能性 任何细胞都具有全套的遗传物质 克隆技术：多利羊，把一只个体的体细胞的遗传物质移入另一只个体去核的卵细胞，利用卵 细胞质里的蛋白质合成系统，合成该体细胞的蛋白质，从而达到复制该个体的目的。因为卵 细胞内的线粒体内也有遗传物质，故不是完全的克隆 分化程度愈高的细胞，增殖能力较差或无增殖能力，神经细胞高度分化，不能转变为其它细 胞，也失去了分裂能力 植物根尖的分生组织，分裂能力很强；造血器官中的细胞具有很强的分裂能力，能形成血细 胞和结缔组织中的各种细胞。 多细胞生物的身体是由大量细胞组成的，同种细胞组成执行同一功能的结构，即组织。这些 组织细胞不可能是任意堆放的，必然由某种结构相互连接起来。 这些结构包括： 相邻细胞通过各自的由跨膜蛋白组成的脊线紧密相连，甚至细胞膜相连，上 皮组织不透水 2个细胞通过跨膜蛋白相连 2个细胞各自伸出一些跨膜蛋白扣在一起，跨膜蛋白与细胞内的中间纤维相连 由连接子相连，一个连接子由6个跨膜蛋白组成的通道 植物细胞的连接物 为什么细胞之间的通讯是必要的 细胞是生命活动的最基本单位，多细胞生物的身体是由大量细胞组成的，同种细胞间、不同 种细胞间不是孤立活动的，而是组成了一个细胞的社会，社会成员之间必然要进行物质和信 息的交流，从而协调生物体的生命活动 细胞间的通讯方式： 周边通讯：把信息传给相邻细胞或传给自己，发育过程中，某个细胞确定了分化方向，通过 周边通把信息告送邻近的细胞 突触通讯：生物电信号到达2个神经细胞的连接处，通过特殊的神经递质传递 内分泌通讯：激素,循环系统,靶细胞 细胞内的通讯方式： 近20年来，细胞内的信号的传导已成为分子生物学研究的前言领域 细胞通讯的2个要素： 由细胞本身产生的特殊化学分子，其唯一的功能就是与靶细胞的受体结合， 从而达到传递信息之目的，细胞的语言 信息分子的化学特性 亲脂类：甾类激素、甲状腺素等，小分子者可以穿过细胞膜进入细胞内，与细胞质内或细胞 核内的受体结合；大分子者则不能穿过细胞膜，只能与膜受体结合 亲水类：神经递质、生长因子等，不能穿过细胞膜，只能与膜受体结合，经过信号传递机制， 在细胞内产生第二信使 能与信息分子结合的特殊蛋白质，受体识别并与信息分子结合，就会触发一系列 细胞反应，诱发细胞内的信息分子 膜受体：位于细胞膜上，a与膜内的细胞骨架相联系；b在膜内产生第2信使 胞内受体：每个受体分子有3个结构域，a与信息分子结合，b与DNA结合，c与转录活化的物质结合 从而调控基因的表达 第二信使：环腺苷酸（cAMP）、环鸟苷酸（cGMP）、磷酸肌醇（IP）、乙酰甘油（DAG）、神经32+酰氨类、Ga等无机离子，G蛋白，蛋白激酶等 也叫代谢，是维持生物体生命活动的化学变化的总称 进入细胞内的物质必然参与代谢反应，细胞内的代谢反应包括 和HO通过光合作22 用合成淀粉，光面内质网脂肪的合成，核糖体蛋白质的合成 简单的物质变为复杂的物质，吸能反应，绿色植物利用CO复杂的物质变为简单的物质，放能反应，三羧酸循环 包括物质代谢（生物体内，更确切地说细胞内物质的合成和分解）和能量代谢（能量的储存 和释放），在这个过程中，包括两个对立统一的方面： 物质代谢和能量代谢包括两个对立统一的方面： 同化：通过一系列化学变化，把从外界摄入的物质转变为自身物质并储存能量 异化：通过一系列化学变化，把自身物质分解并释放出能量 同化是异化的基础，异化是同化的动力 生命是物质运动的一种形式，要运动旧必然会有物质和能量的传递和转换。物质代谢和能量 代谢是相互依存的。物质代谢过程总是伴随着能量的转换，例如光合作用，绿色植物利用光 能把简单的无机物合成有机物，同时把太阳能转化为化学能，储存在有机物中。糖酵解和三 羧酸循环使有机物氧化成为CO和HO，同时把有机物分解产生的化学能转化为ATP分子22 的高能磷酸键中。 新陈代谢是在高度自动、非常精细的调节下进行的，神经系统和内分泌系统起着重要的调节 作用 新陈代谢是生物的共同特征。但由于生物种类众多，生活条件各异，从而表现出不同的代谢 类型，以适应其生活环境 1 能源：光， 碳源：CO/碳酸盐， 供氢体：HO/其它无机物，还原碳源，合成细胞物质（碳22 水化合物） 光，光合色素 CO +2HA (CHO) + 2A +HO 2222 生物：光合细菌（A = 硫或硫化物），藻类（A = 氧），植物（A= 氧） 2 能源：光， 碳源：有机物， 供氢体：有机物，形成自身物质，不产生氧 生物：某些细菌 3 能源：氧化某种无机物获得化学能（需氧生物），碳源：CO 2合成有机物 生物：某些细菌 4 能源：有机物氧化产生的化学能，碳源：有机物 生物：大多数细菌，真菌，动物 : ++NAD + 2e + 2H = NADH + H ++NADP + 2e + 2H = NADPH + H +++FMN + e + H = FMN + H + e + H = FMNH 2+++FAD + e + H = FAD + H + e + H = FADH 2 生命世界的能量最初来自太阳光的能量，太阳上的原子的聚合反应（现在人类利用的核能是 核裂变反应）释放出的能量 光合作用：绿色植物和某些原核生物利用光能，将二氧化碳和水转化成有机物，同时把光能 转化为化学能（三磷酸腺苷ATP，还原型尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸NADPH），释放出氧气的过程 光合作用是所有绿色植物的共性 自然界其它生命形式的物质和能量来源 植物利用光合作用构造自己的身体，生长繁殖。在此基础上，食草动物、食肉动物以及腐生 生物才得以生存，食物链 光合色素分子位于类囊体膜上，电子传递体分子位于类囊体膜上 天线叶绿素a、b吸收光能，即把光量子集中起来送到光反应中心的色素分子， +I色素分子P700受光照激发把电子传给电子载体，最后传给NADP，使之成为 +带入类囊体腔； II色素分子P680色素分子获得光量子的能量，激发出电子，劈开HO分子，产2NADPH（拥有高能电子）同时把 H +生H、O和电子，电子通过一系列电传递体传递，PQ接受2个电子并从基质中接受2个2+++H，构象改变，向FeS传递电子并把H转移到膜内侧，最后到达P700, +++类囊体腔内高的H浓度使得腔内与基质形成H电位差，在此电位差推动下，H通过类囊体 膜上的跨膜通道蛋白进入基质，其能量使得ADP形成ATP。光合磷酸化的本质 NADPH（拥有高能电子）、ATP提供能源，CO提供C源，开始暗反应 2 CO2 利用光反应中固定的能量使CO还原成有机物，经过一系列反应，称为卡尔文循环： 2 最初反应，Rubisco复合物催化3分子CO + 3分子5C糖结合形成3-磷酸甘油酸（3-GPA），2 故又称为C循环 3 Rubisco占叶绿体蛋白总量的50%，是自然界最丰富的蛋白质（酶），动物体没有该物质 C循环 4 景天科植物循环 CO HO22 COHO22 氧化-还原的概念 一种物质失去电子是氧化，得到电子是还原 ATP：三磷酸腺苷 腺苷—P~P~P , 腺苷—P~P + Pi + 能量 能量用于： 生物体获得的糖类、脂类和蛋白质，必须先在细胞外水解，变成小分子的物质才能通过细胞 膜。 水解过程必须有酶的参与，这些酶存在于植物体中特别是萌发的种子中，动物的消化器官内 等 多糖 , 单糖 脂类 , 脂肪酸 + 甘油 蛋白质 , 氨基酸 为了获取贮藏在有机物里的能量 发酵：在无氧条件下，微生物分解糖类产生酒精或乳酸的过程 糖酵解：在无氧条件下，糖类在细胞内进行不完全分解的复杂过程， 效率很低的放能反应，一些低等动物主要靠无氧代谢产生的能量维持生命活动，而高等动物 则为非主要的供能途径。但是，这种代谢方式仍然普遍存在于各种动物类群中。 无氧糖酵解具有重要的生理意义。例如，剧烈运动（100m短跑），即使呼吸、循环加快仍然不能满足身体进行糖氧化所需要的氧量，肌肉处于缺氧状态，无氧糖酵解过程因之加快，以 满足身体能量之需。 动物体少数组织可通过无氧糖酵解获得能量。例如，皮肤内50-70%的葡萄糖可经过无氧糖酵解获得能量，而成熟的红细胞则完全靠无氧糖酵解获得能量。 为了获取贮藏在有机物里的能量 木材（糖分子） + O ? CO + HO + 光能 + 热能 222 糖类、脂类、蛋白质 + O ? CO + HO + 化学能 222 三羧酸循环：乙酰辅酶A与草酰乙酸合成柠檬酸，经过一系列反应再回到草酰乙酸的过程， 在此过程中， 把反应产生的电子传递给NADH，FADH，接受电子的位于基质内的NADH，2 FADH再把电子送给给内膜上的电子传递体，同时把H+带出基质进入膜间隙。 2 +++膜间隙内高的H浓度使得膜间隙与基质形成H电位差，在此电位差推动下，H通过内膜上 的跨膜通道蛋白进入基质，其能量使得ADP形成ATP。氧化磷酸化的本质 和HO 22 乙酰辅酶A被彻底氧化成CO糖类、脂肪和蛋白质的合成途径各不相同，但分解途径则有共同之处，即都要参加发生在线 粒体内的三羧酸循环，最后被氧化成CO和HO。 22 无氧糖酵解 葡萄糖 ????? 丙酮酸? 脂肪 ? 脂肪酸 ????? 乙酰辅酶A ? 线粒体内的三羧酸循环 ? CO + HO + ATP 22 氨基酸 ? 丙酮酸? 同时在线粒体内膜上进行电子传递，电子传递链（呼吸链）在线粒体的内膜上进行，内膜上 有一系列酶，最终把电子传给氧，释放出能量 植物的根部、茎部等处不含有叶绿体的细胞，也是依赖有机化合物分子中的化学能维持生命 活动。 以光能使ADP + Pi 转变为ATP的过程 化合物氧化（电子供体，失去电子）释放出的化学能使ADP + Pi 转变为ATP的过程 通过电子传递链把电子传递给最终电子受体O 。 2 高等植物包括苔藓植物、蕨类植物和种子植物，我们主要涉及高等植物 构成高等植物体的细胞有多种类型，形态结构相似、生理功能相同的细胞群称为组织 多种不同的组织构成具有一定形态结构和生理功能的器官 营养器官：根、茎、叶 繁殖器官：花、果实、种子 依照发育程度、形态结构和生理功能划分： 分生组织 成熟组织 位于植物体生长的部分，具有持续性或周期性的分裂能力，植物体的其它组 织都是由分生组织分化而来的 分生组织细胞的特点：体积小，排列紧密，壁薄，细胞核大，细胞质浓，无大液泡而有分散 的小液泡 根据发生次序划分： 原分生组织：位于根尖、茎尖的最先端，持续保持旺盛的分裂能力 初生分生组织：由原分生组织衍生而来，紧跟在原分生组织之后，细胞已开始初步分化 次生分生组织：某些成熟的薄壁细胞脱分化恢复分裂能力 根据分布位置划分： 顶端分生组织：位于根尖、茎尖（产生新叶、腋芽、花） 侧分生组织：位于根、茎周侧，维管形成层（根、茎增粗）、木栓形成层 居间分生组织：位于成熟组织之间（茎的节间、叶鞘的基部），在一定时间具有分裂能力， 禾谷类的拔节、抽穗，韭菜、葱割去叶后继续生长，都与居间分生组织有关 根据生理功能划分： 1．薄壁组织：广泛分布于植物体的各个器官，细胞特征：体积大，壁薄，细胞间隙大 根据生理功能进一步划分为 ?同化组织：植物体的绿色部分，叶绿体丰富，进行光合作用制造有机物 ?贮藏组织：根、茎、果实和种子，细胞内含有大量营养物质（淀粉、蛋白质、油脂），水 稻的胚乳细胞，马铃薯的块茎， 贮藏水分，旱生植物仙人掌，高寒植物红景天，肉质叶片的细胞内含有大量水分，以适应干 旱环境 ?通气组织：湿生、水生植物体内，薄壁细胞间隙特别发达，形成气腔或气道，有利于气体 交换，如水稻、莲 因为薄壁组织是构成植物体的最基本组织，所以也叫基本组织 2．保护组织：位于植物体表面，由一层或数层细胞组成，可以防止水分过度散失、病虫 害侵袭、机械损伤 ?表皮：一层细胞，排列紧密，外层角质化甚至有蜡被，如甘蔗，叶片上有特化为气孔的保 卫细胞，调节水分蒸腾和气体交换 表皮附属物，如毛装体，棉花种皮上的表皮毛就是我们常说的棉花 ?周皮：植物老根、老茎外表取代表皮的次生保护组织 周皮 = 木栓层 + 木栓形成层 + 栓内层 不透水、绝缘、隔热、耐腐蚀，栓皮栎 3．输导组织：植物体内长距离运输水分和营养物质的组织，细胞长管形，细胞间以各种 方式相互联系、贯穿于整个植物体，形成一个连续的系统 导管和管胞：运输水分和无机盐 导管细胞的原生质消失，两端有大的穿孔，导管长度几厘米至数米，高大植物、攀缘植物 导管细胞壁木质化，且增厚的方式多种多样，因而形成环纹、螺纹、梯纹、网纹、孔纹导管 管胞为裸子植物（如松、柏、银杏）特有的输导组织，被子植物以导管为主，但也有管胞。 管胞细胞壁也木质化，也有不同的纹路，但两端没有穿孔，相互间以倾斜相邻部分侧壁上的 纹孔相通 筛管：运输营养物质（同化产物） 管状细胞纵行连接，为生活细胞，细胞核消失，细胞壁不增厚，两端特化为筛板，筛板上有 许多筛孔，两个筛管细胞以此连通 在筛管细胞旁有一至数个狭长的伴胞，为生活细胞 4．机械组织：支持和加固植物体，细胞壁增厚 ?厚角组织：细胞壁在彼此接触的角隅处加厚，细胞壁成分主要纤维素，不含木质，生活细 胞，有叶绿体，存在于幼茎、叶柄、花梗等处，蚕豆茎的4棱 ?厚壁组织：细胞壁均匀加厚，增厚部分为木质，细胞腔小，成熟细胞无原生质， 石细胞：单个或成群分布，桃、李子坚硬的核，蚕豆的种皮 纤维：狭长形，两端尖，无原生质，成束分布于植物体内， 韧皮纤维：大麻，其单个纤维细胞长度可达10,500毫米，麻绳，纺织原料 木纤维：被子植物木质部的成分之一，造纸，人造纤维 5．分泌组织：分散在植物体表面或体内的具有分泌能力的细胞群 外分泌结构：位于植物体表面，分泌物往往排出体外 a．腺毛：毛状体，单细胞或多细胞，分泌粘液 b．蜜腺：花蜜为蜜腺产生，蜜源植物 内分泌结构：位于植物体内部，分泌物也在内部 a．分泌细胞：单个分散于薄壁组织中，胡椒茎、叶内的油脂细胞 b．树脂道：松柏类的树脂道，管状结构，内层上皮细胞分泌树脂（松香）；漆树分泌漆汁， 植物受伤，分泌物流出，工业原料 c．乳汁管：管状结构，有分支，贯穿于植物体内，三叶橡胶，经济价值很高，巴西盛产橡 胶 胚根?主根，胚芽?地上茎叶系统， 种子萌发，胚根突破种皮，向下生长，形成主根，主根继续生长，形成各级侧根 直根系：主根持续保持生长，主根、侧根区分明显。裸子植物、双子叶植物，蚕豆、棉花， 须根系：主根早期枯萎，产生大量的根，外形像胡须。单子叶植物，小麦、水稻 根尖：根顶端的一段，是根生命活动最活跃的部分，根的生长、组织的分化、水分和养料的 吸收都在根尖进行 根尖可分为： 1．根冠：多层疏松薄壁细胞组成，像一个帽子罩在根的分生区前端，起保护作用 根在土壤里生长时，外层细胞不断脱落，内部分生组织不断产生新的细胞进行补充，脱落的 细胞形成粘液，减少根尖与土壤的摩擦， 2．分生区：分生组织细胞组成，所占根尖比例很小，根的生长是分生区细胞不断分裂的结 果。分裂产生的细胞少数向下加入根冠，多数向上发展 3．伸长区：在分生区之后，细胞生长快，使根在土壤中前进，伸长区后方细胞已停止分裂 而开始分化，已有维管束形成 4．根毛区：细胞产生分化，根的各种组织形成，行使吸收、输导、贮藏等功能， 显著的特点是外表密被根毛，根毛是由一部分表皮细胞突出形成的管状物，根毛的产生大大 增加了根的吸收面积，根毛寿命短，几天至几周，有新的不断补充 初生结构 根的初生分生组织分化产生，根毛区的横切面上， 1．表皮：单层细胞，长方柱形，长轴与根的纵轴平行，细胞壁薄，含有大液胞，排列整齐， 无间隙，有些表皮细胞形成根毛 2．皮层：位于表皮和维管柱之间，多层大型薄壁细胞，排列疏松，间隙大 功能：将表皮所吸收的水分和无机盐类运送到中柱，皮层内也有一些贮藏组织 皮层最内侧靠近维管柱的一层细胞称为内皮层，细胞排列紧密，无间隙，细胞壁环带加厚并 栓质化，称为凯氏带，其中少数细胞仍然保持薄壁状态，成为水分和营养物质的通道 3．维管柱：内皮层以内的所有部分。包括中柱鞘、木质部、韧皮部、髓组成 中柱鞘：1,2层或多层薄壁细胞，具有潜在的分裂能力 种子植物的侧根是从中柱鞘细胞分生出来的，侧根形成过程中同样分化出维管束，与主根的 维管束相通 初生维管束： 初生木质部位于中心，伸出几个辐射角，辐射角的数目因种类不同而异，2个，3个，多个 初生木质部的发育方式为外始式，辐射角尖端是最早形成的原生木质部，导管口径小，环纹、 螺纹导管，而后向中心发展成为后生木质部，导管口径大，梯纹、网纹和孔纹导管 初生韧皮部位于初生木质部的辐射角之间，与初生木质部的辐射角相间排列，二者为薄壁组 织分开，发育方式也为外始式，原生韧皮部在外方，后生韧皮部在内方 4．薄壁组织：初生木质部和初生韧皮部之间，少数植物根中央的髓 次生结构 大多数单子叶植物和少数双子叶植物，根的寿命很短，没有加粗生长，根的初生结构保持到 植物体死亡。 裸子植物和大多数双子叶植物，根完成初生生长后，由于形成层和木栓层的活动，根的直径 加粗，称为次生生长，由此产生的结构称为次生结构。 1．形成层的产生及其活动 初生韧皮部内侧（初生韧皮部和初生木质部之间）、初生木质部辐射角尖端的薄壁细胞恢复 分裂能力，逐渐扩展并外推到中柱鞘，形成一个波浪形的环。而后，由于初生韧皮部内方的 形成层细胞分裂速度快，初生木质部辐射角尖端细胞分裂速度慢，从而使原来波浪形的环变 为一个整齐的圆环，以后形成层细胞分裂速度一致，所以根的加粗生长是均匀的。 形成层细胞向内产生木质部，向外产生韧皮部。但根的加粗生长主要是次生木质部不断增加 的结果。因而，次生木质部和韧皮部的排列方式与初生结构完全不同 次生结构和初生结构在细胞组成成分上基本相同，但次生结构在次生木质部和次生韧皮部之 间产生一些径向排列的薄壁细胞，正对初生木质部的辐射角，具有横向传导和贮藏养分的机 能。 2．木栓形成层的产生及其活动 在次生生长过程中，中柱鞘以外的皮层和表皮细胞，因中柱的不断扩大而涨破。同时，中柱 鞘薄壁细胞恢复分裂能力，形成木栓形成层。 木栓形成层向内产生的薄壁细胞为栓内层，向外产生木栓层，木栓层细胞排列紧密，成熟后 细胞质消失，细胞壁栓质化，死亡细胞内充满空气，从而隔绝了皮层与中柱之间的物质流通， 外围组织因此死亡，由栓内层、木栓形成层、木栓层组成的周皮行使保护功能。周皮逐年产 生和死亡积累形成树皮。 1．从土壤中吸收水和无机盐，水在生命活动中具有重要作用，原生质的重要组分，参与代 谢反应，物质运输的溶剂，使植物保持固有的姿态（打蔫）。无机盐在生命活动中的作用， 细胞组分，参与代谢反应 2．根的合成作用，某些氨基酸、植物激素、植物碱、有机氮在根部合成，这对植物地上部 分的生命活动有重大影响 3．根的贮藏作用：根的薄壁组织发达，萝卜、甜菜、甘薯的肥大的根 根的繁殖能力：樱桃、刺槐、李、桑等的根可以产生不定芽，形成地上枝。 胚根?主根，胚芽?地上茎叶系统， 圆柱形，提问：还有那些？三棱形，四棱形，多棱形（芹菜） 茎上着生有叶和芽，着生叶的部位称为节，芽着生于茎的顶端和节的腋部，芽是未发育的枝 条、花或花序的原始体 叶芽?枝条，花芽?花或花序，混合芽?枝、叶、花或花序（苹果的芽） 茎的生长由茎尖顶端分生组织引起，茎尖可分为生长区、伸长区基部突起（相当于根冠的部 位）、伸长区、和成熟区， 初生结构：茎顶端分生组织经过分裂、生长、分化而形成的组织 1．表皮：单层细胞，排列整齐，外壁加厚，角质或蜡质，有表皮毛 2．皮层：薄壁细胞组成，与根比较，茎的皮层所占比例较小，紧靠表皮有厚角组织，内部 薄壁细胞有叶绿体，因此幼茎常呈绿色。 3．维管柱：初生木质部和初生韧皮部的组成与根相同，但排列方式不同。 茎的初生木质部完全在初生韧皮部内方，二之间有束中形成层，初生木质部中有木纤维，初 生韧皮部中有韧皮纤维， 每个维管束排列成环状 4．髓：位于中央，由薄壁细胞组成 5．髓射线：位于维管束之间，由薄壁细胞组成，连接髓和皮层，有横向运输的作用 次生结构：与根相似，也是形成层和木栓形成层的活动所致 1．形成层 初生木质部和初生韧皮部之间的束中形成层细胞开始分裂活动，与束中形成层位置相当的髓 射线细胞也开始分裂活动，形成筒状， 向内形成木质部，加在初生木质部外方，茎加粗的主要原因 向内形成韧皮部，加在初生韧皮部的内方 2．木栓形成层 近表皮的皮层细胞恢复分裂能力，也可从中柱鞘、甚至韧皮部薄壁细胞发展而来 结构与根的情况相似 年轮：多年生木本植物的横切面上，同心环 春、夏季：气候适宜，水分充足，形成层活动旺盛，所形成的导管细胞多，管腔大，木纤维 成分少，材质疏松而颜色较浅，称为早材 入秋：气候变冷，雨量减少，形成层活动减弱甚至停止，所形成的导管细胞少，管腔小，木 纤维成分多，材质紧密而颜色较深，称为晚材 一个年轮 = 一个早材 + 一个晚材 同一年的早材和晚材界限不明显，但第一年的晚材和第二年的早材界限明显，这就是年轮线， 用于年轮研究气候变化 与根相似，只有初生结构而没有次生结构，维管束散生于基本组织中，没有皮层和髓界限， 髓射线也不能清楚区分 水稻：表皮角质化、硅质化，表皮以内为厚壁机械组织，其下为多层细胞组成的基本组织， 靠外的含有叶绿体，因而茎杆呈绿色。维管束2轮，外轮较小，紧贴机械组织或嵌于其中， 内轮较大，分布于基本组织中，2轮维管束之间有1轮气腔，茎中空，形成髓腔。 每个维管束外围都有机械组织组成的维管束鞘包围，木质部在内，韧皮部在外，木质部横切 面呈V字形，2臂各有一个大型孔纹导管，中央为一个螺纹导管。 1．物质运输的通道 2．支持其它部分 3．茎的薄壁组织贮藏养料 4．幼茎的光合作用 叶片：光合作用、蒸腾作用的场所 叶柄：与茎相连，支持叶片，茎与叶片间物质运输的通道，棍状，扁平如带（白菜），叶柄 深入叶片中形成叶脉，叶脉网，叶片的维管束系统 托叶：叶柄基部特生的小型叶片 1．表皮，一层扁平的生活细胞，包被于叶的表面，外壁常角质化，彼此之间凸凹镶嵌，紧 密相连 叶片上有气孔，2个肾形的保卫细胞，彼此以凹入的一面相对而成，含有叶绿体，为生活细 胞，气孔下有孔下室 保卫细胞弓面细胞壁较薄，保卫细胞从周围组织吸水，细胞向弓面方向引退（因为此处细胞 壁的承受力小）?气孔开放 保卫细胞失水，回缩，气孔关闭 气孔的数目及分布因植物种类而异，100-300个/毫米，上下叶面也有差别 2．叶肉：上下表皮之间的薄壁细胞，细胞内含有大量叶绿体，是植物进行光合作用的主要 场所 栅栏组织：靠近上表皮的叶肉细胞圆柱形，长轴与叶表面垂直，排列整齐，细胞间隙小，叶 绿体丰富 海绵组织：靠近下表皮的叶肉细胞形状不规则，排列疏松，细胞间隙大，叶绿体少 3．叶脉：叶肉组织中，形成网状结构 较大的叶脉有1至几个维管束，木质部在上面，韧皮部在下面（设想叶柄从茎分出时的情况）， 维管束周围有机械组织，故叶脉有明显的突起 叶脉越分越细，结构越来越简单，机械组织逐渐减少，木质部、韧皮部成分逐渐简化，至叶 脉末梢，木质部只有1-2个导管，韧皮部只有1个薄壁细胞 1．气孔为哑铃形的保卫细胞组成，每个保卫细胞外侧还有一个副卫细胞 2．叶几乎直立，没有栅栏组织和海绵组织之分 1．光合作用 CO + HO , [CH2O] + + HO 22n2 绿色植物通过光合作用把简单的无机物合成的有机物，同时把太阳能转化成为化学能，以化 学键的形式贮存在所形成的有机物中，这是地球上包括人类在内的生物的食物的最终来源， 木材燃烧 煤炭、石油、天然气实际上都是光合作用的产物 光合作用吸收CO释放出O，平衡大气中CO和O的含量 2222 2．蒸腾作用 a．产生蒸腾拉力，根部吸收水分的动力，高大树木，无机盐的吸收也是随蒸腾液流上升的 b．降低叶面温度，为光合作用、呼吸作用和其它代谢反应提供适宜的温度 过度蒸腾也是不利的，夏季高温，过度蒸腾，植物萎蔫 防止过度蒸腾的办法： 1．保卫细胞的作用 2．气孔内陷，生有茸毛 3．有些植物叶片很小，落叶树冬季落叶 1 根尖的根毛区是吸收的主要部位 土壤中的水分 ? 根毛细胞 ? 以渗透方式经过皮层、中柱鞘 ? 木质部的导管和管胞 ?茎木质部 ? 叶柄木质部 ? 叶脉木质部 ? 叶肉细胞 ? 气孔 根系吸水的动力有2： 动力之一：主动吸水，由根压引起，春季叶片尚未发生时的主要吸水方式。 机理尚未完全搞清，一般有2种解释， 渗透理论：根的皮层细胞相当于半透膜，土壤溶液的渗透压低于根细胞的渗透压，从而使水 进入根系。 代谢理论：细胞呼吸作用产生的能量用于水的吸收 动力之二：被动吸水，叶片蒸腾作用产生的蒸腾拉力，因为需要外来的蒸腾拉力，故称为被 动吸水 叶片细胞里的水分从气孔蒸腾时，叶肉细胞质因失水而浓度增大，于是就从周围细胞吸取水 分，依次传递，直至从叶脉导管吸取水分，从而产生蒸腾拉力。 土壤温度和通气状况等因素影响根的吸水，但水和空气的同时存在是矛盾的，土壤呈团粒结 构才能使二者统一起来，农业实践中的意义 2 植物必需的矿质元素16种，缺少任何一种，就不能正常生活，甚至死亡 9种为大量元素：氮、磷、钾、硫、钙、镁、碳、氢、氧，各种类型的化肥 7种为微量元素：铁、锰、硼、锌、铜、钼、氯，稍多就发生毒害 离子进入植物体内 ?仍以离子状态存在，如钾，参加代谢反应 ?形成不稳定的化合物，如氮、磷、镁，参加代谢反应 ?形成稳定的化合物，如硫、钙、铁、铜、锰，被固定，不参加代谢反应 根毛区为主要吸收部位 一部分留在根内，同化为有机物，如无机氮同化为有机氮化物（氨基酸、酰胺） 一部分通过木质部输送到身体其它部位 吸收方式： 被动吸收：一些溶于水的无机盐离子在土壤里浓度大于在细胞液里的浓度，自动进入根部细 胞 主动吸收：许多离子在土壤里的浓度往往低于在细胞液里的浓度，要逆浓度差吸收，根细胞 膜上载体蛋白的作用。（四校合编，P105，图5-11） 离子进入细胞，经过胞间连丝从一个细胞到达另一个细胞，到达导管 土壤温度、通气状况、溶液浓度、PH值等因子，影响根对无机盐的吸收 叶片吸收的无机盐，在茎内向下运输，主要通过韧皮部，也可横向进入木质部 喷施宝 3 有机物为光合作用的产物，占植物体总干重的90-95%，矿质元素占5-10% 叶片光合作用合成的有机物 1．首先保证自身使用 2．运送到茎、花、果实、种子、根中 主要运输途径：韧皮部的筛管，装载（物质跨膜运动到达筛管） ? 运输 ? 卸下（物质跨膜运动到达其它组织细胞） 主要运输物质：糖，以蔗糖为主，光合作用形成的磷酸丙糖从叶绿体转移到细胞质，合成蔗 糖，韧皮部汁液中干物质占10-25%， 其中90%以上是糖，氨基酸和其它有机氮化物<1%，微量维生素、植物激素含量极微但却非常重要 运输方式：上下运输，可在同一筛管中作双向运输，运输速度50-100厘米/小时 运输机理：学说很多， 压力势学说： 叶肉细胞糖含量高，糖的渗透压高 其它组织不断把糖用于合成新细胞，不断把糖贮藏为淀粉等不容性的糖，糖的渗透压低 花芽由茎尖顶端分生组织分化而成，从发生学上看，花是适应生殖的枝 花柄：着生花的小枝，支持花，营养物质由茎到花的通道 花托：花柄顶端膨大部，相当于很多节密聚在一起，花萼、花冠、雄蕊、雌蕊着生于其上， 形状因种类变化很大 花萼：由若干萼片组成，环列排布，通常绿色，能进行光合作用 一般开花后脱落，但也有的植物保存很久，直至果实成熟，柿、番茄 大多数植物萼片分离，油菜，有些联合成筒状，茄子 萼片的形状、数目、分离或联合是分类的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 花冠：位于花萼内方，由若干花瓣组成，呈现各种各样鲜艳的颜色，常含有挥发性的芳香油 类，有蜜腺分泌蜜汁 花瓣相互分离，离瓣花，桃 花瓣联合，合瓣花，南瓜 有些植物没有花冠，桑、板栗 有些植物花萼、花瓣都没有，杨、柳 雄蕊：花冠之内，数目因种类而异，茄子5个，油菜6个 每个雄蕊 = 花丝 + 花药 花丝细长，支持，物质运输通道 花药囊状，通常由4个（有些植物为2个）花粉囊组成 花粉囊里有许多花粉粒，花药成熟，花粉囊破裂，散放出花粉，花粉内含精子（雄配子） 雄蕊也有各种联合方式， 棉花，花丝联合成一束 扁豆，10个雄蕊，9个联合，1个分离 蓖麻，花丝分别联合成多束 向日葵，花丝分离而花药联合 雌蕊：位于花中央 从发生学来看，雌蕊是具有生殖作用的变态的叶（称为心皮）卷合而成 1个心皮，单雌蕊，桃、蚕豆 多个分离的单雌蕊，莲、草莓 多个联合的单雌蕊，棉、百合 1个典型的雌蕊 = 柱头 + 花柱 + 子房 柱头：扩大成各种形状，接受花粉的地方，常分泌水分、糖类、脂类、酚类、酶、激素等， 有助于花粉粒附着和萌发 花柱：细长，花粉萌发后进入子房的通道 子房：雌蕊基部膨大的部分，内部分为1-多个子房室，子房室内为胚珠，子房在花托上着 生的位置有各种形式（植物学，P89图3-9） 禾本科植物的花 1枚外颖、1枚内颖、2枚浆片、3或6个雄蕊、1个雌蕊组成 花序 一朵花生于茎枝顶上，玉兰、牡丹、莲 许多花按一定规律排列在主轴上，主轴上没有营养叶，有些在花柄基部有苞片，向日葵的许 多苞片密集在一起 无限花序：开花期花序轴持续生长，不断产生苞片和花芽。又分为许多类型 有限花序：最顶点或中心的花先开，从而限制了花序轴顶端的生长，又分为许多类型 花粉粒的形成（包含 精子及相关结构） 开花 ? 传粉 ? 受精 ? 合子 ? 胚胎发育 胚珠和囊胚的形成? 种子 + 果实 （包含有卵子及相 关结构） 在花药4角的表皮下，出现一些细胞核较大的孢原细胞，孢原细胞平周分裂形成2层细胞，外面的细胞经过分裂，与表皮组成花药的壁。 里面的细胞称为造孢细胞，这层细胞直接或经过分裂形成花粉母细胞，每个花粉母细胞经过 减数分裂，形成4个单倍体的花粉粒，称为4分体。4分体的4个细胞彼此分开，游离于药 室中，称为小孢子，小孢子从周围细胞吸取营养，体积增大，进行1次有丝分裂，形成2个大小悬殊的2个细胞，大的叫营养细胞，小的叫生殖细胞 有趣的是生殖细胞存在于营养细胞的细胞质中（授粉后生殖细胞进行1次有丝分裂，形成2个雄配子，即精子） 在花粉内部发育的同时，花粉粒的壁也发育成内外2层结构，内壁柔软，由纤维素、果胶质、 蛋白质等组成；外壁坚硬，含有大量孢粉素、类胡萝卜素、类黄酮素、脂类、蛋白质等，蛋 白质在花粉与柱头的识别中起重要作用。花粉壁有一定的色彩和纹饰，是植物分类的标准， 在古植物学中用于判别年代，煤炭、石油石油勘探 胚珠：胚珠是种子的前身 子房内壁一些细胞分裂，产生突起，形成胚珠原基，胚珠原基前端为珠心，基部分化为珠柄。 随后，珠心基部细胞分裂较快，产生突起，并向上扩展形成珠被把珠心包围，仅前端留一小 孔，称为珠孔。 珠柄与珠心相连，心皮维管束经过珠柄进入胚珠 胚囊（雌配子体） 在珠被开始形成时，珠心靠近珠孔一端的表皮下，分化出1个孢原细胞，孢原细胞直接或经过分裂发育成为胚囊母细胞，胚囊母细胞进行减数分裂，形成4个纵列的单倍体细胞，近珠孔的3个细胞逐渐消失，最里面的一个继续发育： ? 细胞核分裂为2，分别移向两端 ? 这2个核又各自分裂2次，结果两端各有4个核 ? 两端4个核中有2个移向中央，叫极核，有些细胞这2个核融合为1个，为中央细胞。再来看留在两端的个3个核，它们个形成一个裸细胞。近珠孔的3个中，居中者体积较大，为卵细胞（雌配子），两侧体积较小的叫助细胞。远离珠孔的3个叫反足细胞。 所以，被子植物成熟的胚囊有7个细胞、8个核 开花 当花的各部分发育成熟后就要开放，以便于传粉 紧包的花萼和花冠开放，成语：含苞待放，心花怒放 开花的时间因种而异 多数春季、夏季 也有秋季，菊花，桂花，冬季，腊梅，中国画里的冬梅 气候条件影响，物候观测 花期：第一朵花到最后一朵花，持续几天到几个月 与植物的年龄有关 一年生植物，几个月，之后植物枯死 多年生植物，达到一定年龄后，每年开花 少数多年生植物一生只开一次花，之后便死亡，竹子开花，大熊猫的食物危机 传粉 雄蕊的花粉囊里的花粉粒，借助一定的力量被送到雌蕊柱头上的过程 传粉的类型 自花传粉：花粉传到同一朵花的柱头上，大麦，小麦，番茄，豌豆（孟德尔做遗传实验用的） 闭花受精：花未开放时就完成受精过程 异花传粉：花粉传到同一植株或不同植株的另一朵花的柱头上 异花传粉的方式 风媒花：花粉小而轻，颜色不鲜艳，无香气和蜜腺，被子植物的1%，杨，柳，小麦，水稻，玉米 虫媒花：花粉大而显著，颜色鲜艳，有香气和蜜腺，吸引昆虫吃其花粉，长期的相互适应， 产生了协同进化 水媒花： 鸟媒花： 由于异花传粉受到气候条件的限制，农业生产上进行人工授粉以提高结实率，玉米，向日葵 受精 花粉落到柱头上，柱头分泌粘液起固定花粉和促进花粉萌发的作用。而后，花粉的内壁发展 出细管状的花粉管，这一过程叫花粉粒的萌发 花粉管在酶的作用下，穿过柱头表面，沿柱头细胞间隙或内部进入花柱，在此过程中，一方 面利用花粉自身的营养物质（营养细胞），一方面从花柱中吸取营养物质，用于花粉管的生 长 花粉管到达子房，沿子房内壁继续生长，直达胚珠，经珠孔到达胚囊。花粉管顶端膨大破裂， 把花粉管里的营养核、2个精子注入胚囊中，2个精子分别移向卵细胞和中央细胞 一个与卵细胞结合（变为2倍体） 一个与中央细胞结合（变为3倍体），3倍体的胚乳，新一代植物胚期的养料 这种融合现象称为双受精，是被子植物特有的受精方式 胚胎发育 开花 ? 传粉 ? 受精 ? 合子 ? 胚胎发育 ? 种子 + 果实 种子的形成：种子 = 胚 + 胚乳 + 种皮 合子?胚 （有些种类卵不受精，又助细胞、反足细胞、中央细胞、甚至珠心、珠被发育成 为胚，称为无融合生殖，结果一粒种子有多个胚，蒲公英） 受精的中央细胞?胚乳 珠被?种皮 胚的基本结构：子叶、胚轴、胚芽、胚根 受精卵分裂为2个细胞 近珠孔处的再横分裂形成胚柄?胚根 另一个细胞经过多次分裂形成一个多细胞的球形胚体?进一步分裂分化：2片子叶，子叶间 的凹陷处分化出胚芽，胚根与子叶之间为胚轴，胚轴和子叶延伸，成熟的胚在胚囊中弯成马 蹄形。 胚乳的形成 胚乳实际上较胚先发育，为胚的发育提供养料 由受精后的中央细胞发育而来 胚乳细胞的形成方式有2种： ?核型胚乳：中央细胞的细胞核分裂，布满胚囊，然后细胞质分裂，并形成细胞壁，单子叶 植物和部分双子叶植物 ?细胞型胚乳：中央细胞的细胞质分裂 胚乳营养物质丰富，是种子贮藏养料的地方，为胚以后的发育提供养料 大多数双子叶植物，在胚的发育过程中利用胚乳提供的养料，胚乳的养料大多数转移到子叶 里，形成了子叶发达、无胚乳的种子 少数双子叶植物和大多数单子叶植物，胚乳承担为胚的发育和种子的萌发提供养料的双重任 务，种子成熟后，仍然有大量胚乳，我们所吃的粮食如水稻、小麦、玉米，就是其中的胚乳。 胚珠的珠被发育为种皮，有些种皮为1层，番茄、向日葵；有些为2层，内种皮和外种皮， 油菜、蓖麻。内种皮为薄壁组织；外种皮为厚壁组织，起保护作用，有的外面具有发达的表 皮毛，如棉花 有的种子外面包被着一层由珠柄或胎座发育而来结构，叫假种皮，荔枝，龙眼果实中可食的 部分为假种皮 有些种子，在适宜的条件下（水分、氧气）就能萌发，提问：播种时，为什么对土壤湿度、 疏松度有一定要求 有些种子在适宜的条件下也不能萌发，称为种子的休眠 原因： ?种子脱离母体时胚尚未完成发育 ?种皮过厚 ?种子内部产生抑制萌发的物质 种子吸水膨胀，种皮变软，透入氧气，促进呼吸作用，种子内贮藏的营养物质在酶的作用下 分解为简单的物质，输送到胚根、胚芽、胚轴等处 胚根突破种皮?幼苗的根 胚芽和胚轴?地上的茎叶系统 子叶出土幼苗：双子叶植物中的大豆、棉花和各种瓜类，胚轴把子叶和胚芽推出土面，子叶 出土，变为绿色，暂时进行光合作用，之后营养物质耗尽而枯萎死亡 子叶留土幼苗：双子叶植物中的豌豆、蚕豆、柑橘、核桃等，单子叶植物中的小麦、水稻等， 上胚轴伸长，使胚芽露出土面，下胚轴不伸长，子叶留在土中，营养物质耗尽而消亡 子房?果实，真果，小麦、水稻、棉花、柑橘 花的其它部分?果实，假果，苹果、梨、菠萝 果皮有外果皮、中果皮、内果皮 外果皮：有小孔，角质，蜡被，表皮毛 中果皮：结构因种而异 内果皮：结构因种而异 桃、杏、李、枣：中果皮为可食部分，由薄壁细胞组成，内果皮为石细胞构成的坚硬的核 柑橘、柚子：中果皮（既浅黄色富有维管束的部分）疏松，内果皮具汁液，为可食部分 苹果、梨：可食部分由花托、花萼愈合膨大而成，子房发育而来的部分在中心部分 西瓜：可食部分为胎座 肉质果： 浆果：外果皮薄，中果皮、内果皮肉质，番茄、葡萄 核果：外果皮薄，中果皮肉质，内果皮坚硬，桃、杏、李、枣 柑果：外果皮革质，中果皮疏松有维管束，内果皮分为若干室，多汁液，柑橘、柚子 干果： 成熟后果皮干燥，蚕豆、花生、向日葵 果皮和种皮合生，不易分离，称为颖果，小麦、水稻，注意脱粒前包在外面的部分并不是果 皮 聚合果：多个雌蕊，每1个雌蕊形成1个单果，草莓 聚花果：整个花序形成果实，桑椹 果实和种子的传播 1．借风力：小而轻，具翅或毛，蒲公英、杨、柳 2．借水力：水生植物，有特殊的漂浮结构 3．借动物：特殊的附着结构，苍耳，动物吞食 4．自身力量：大豆 —— —— —— —— —— —— TB—— —— —— 4 1 1 2 1 2 2 + 1 2 3 4 5 3 1 2 3 4 + 1 2 3 神经胶质细胞：分布于神经组织内，胞体内无尼氏体， 多突起，不分树突和轴突，无传导机能，对神经元起支 持、保护、营养和修复作用。 神经末梢：很细的末端终止于另一个神经元的胞体、突 起或效应器上，无髓鞘和神经膜， 感觉神经末梢：末梢感受器 运动神经末梢：效应器 皮 肤 系 统 一、基本结构 二、皮肤 1. 表皮 4层构造 表皮的最深层，分裂能力强 细胞质中充满颗粒，推测与角蛋白合成有关 透明细胞组成，细胞界限不明显，细胞核也已 消失。 数层角质化的无核细胞，表面不断剥落。细 胞内含有角蛋白， 2. 真皮 表皮之下，致密结缔组织，大量胶原纤维、弹性纤维 有大量毛细血管，有滋养表皮的作用 有神经、色素细胞和各种腺体，起保护（例如防止紫外 线），感觉，分泌的作用 3. 皮下组织 纤维，堆积成层的脂肪细胞 皮下组织也分布有血管、神经 三、 皮肤衍生物 1. 皮肤衍生物的类型 猛禽、猫科动物发达 鹿、羊、犀牛 由角质化的上皮细胞发展而来 2. 毛囊的结构 毛干在皮肤之外，毛根在皮肤内，基部膨大称为毛球。 毛根外有毛囊包着。毛囊由皮肤演变而来，也有表皮和 真皮之分。 毛囊开口于皮肤表面，在接近开口处，有皮脂腺导管通 入毛囊。 与毛囊联系的还有立毛肌。立毛肌收缩，毛发竖立。 四、 皮肤中的腺体 1. 皮脂腺 位置：真皮中 结构：导管开口于毛囊，又称毛囊腺。但有一 些类型与毛囊无关，直接开口于皮肤表面，游 离皮脂腺 分泌物：脂肪。全浆分泌型，即分泌时充满脂 肪的细胞解体，脂肪由导管排出。 2. 汗腺 单管状腺，末端团状 3. 乳腺 管泡状腺 五、皮肤的功能 1．保护 可以从许多方面体现出来 ? ? ? 2．分泌和排泄 ?皮脂腺分泌的皮脂可以滋润皮肤、毛发 ?汗腺分泌的汗液，成分除水外，还有尿素和无机盐 ?乳腺分泌乳汁，哺育后代 3．感觉 重要的感觉器官，这是因为皮肤里含有丰富的神经末梢 和各种特殊的感受器。 冷，热，触，痛 4．调节体温 人体需要保持体温恒定，过高过低对生命活动都不利。 体温调节机制主要是皮肤内毛细血管的血流量变化 运 动 系 统 一、基本结构 骨+关节+骨骼肌 工作原理： 二、骨骼 1. 软骨 透明软骨： 弹性软骨： 纤维软骨： 包在软骨外面的结缔组织，营养物质由软骨膜 中的血管通过渗透作用到软骨细胞中。 有弹性，管径易于改变，气管；减少摩擦， 关节面活动自如 2. 硬骨 长骨： 短骨： 扁骨： 长骨的构造 包在外面，致密结缔组织，富有神经和血管。其中的成骨细胞参与骨的生长，成年时处于相对静止状态。受损伤，如骨折， 成骨细胞参与修复作用。人的骨骼每年有5-10%被破坏和重建 ,密质：表层、坚硬 ,松质：内部，疏松 髓腔和松质内，幼年时有造血功能；成年时失去造血功能。骨 骺的松质内红骨髓和血管，终生保持造血功能。 骨的成分 35%，肌原纤维 65%，钙盐 随着年龄增长，有机成分、无机成分减少，弹性、韧性和坚硬 性都降低 骨骼的区分 颅骨 脊柱 中轴骨骼 胸骨 躯干骨 肋骨 上肢骨 附肢骨骼 下肢骨 骨骼结构的力学原理：以最少的材料承受最大的强 度的力量 1．骨松质中骨小梁的排列 2．骨密质的环状骨板 3．中空的管，且横切面呈卵圆形 4．工字梁 3. 关节 能活动的骨连接 基本构造 凸起的面关节头，凹进的面关节窝 结缔组织构成，包围整个关节，连接两 块骨骼，关节腔：密闭腔，内有润滑液 三、骨骼肌 1. 基本构成：肌细胞=肌纤维 有血管和神经 体内最多的组织，约占体重的40-50%。 2. 肌肉收缩机理 结构基础 肌纤维长几个厘米，直径100-150微米 每个肌纤维细胞内有2万根平行排列的肌原纤维，直径 1-2微米 每根肌原纤维由粗肌丝=肌球蛋白 + 细肌丝=肌动蛋白，外包肌质网，明暗带交界出扩大为终池，2个临近终池之间有一个横小管 肌球蛋白丝上有环绕排列的横桥，其上有ATP结合位点 肌动蛋白丝由2条双螺旋的单体构成，其上有横桥结合 位点，结合有肌钙蛋白、原肌球蛋白 有规则的明暗相间的条纹 肌原纤维由肌小节构成 肌小节=粗肌丝+细肌丝 收缩的机能单位 粗肌丝形成，肌球蛋白 细肌丝形成，肌动蛋白 明带两个相邻的肌小节之间没有粗肌丝，只有细肌丝 明带中间有一条横向线 暗带中间有一段明亮的区域，只有粗肌丝，没有 细肌丝 肌丝滑动学说 细肌丝向粗肌丝之间滑行，使两个Z线靠近，肌小节长度变短，肌肉收缩 要点：粗、细肌丝长度不变，只是相对位置发生变化 1 运动神经元引发动作电位（神经冲动），并通过神经-运动终板传向肌膜 2 神经的轴突末梢释放乙酰胆碱，引起肌膜兴奋 3 终池中的钙离子被释放到肌浆中 4 钙离子到达细肌丝，与肌钙蛋白结合，使其构象变化 5 构象变化引起原肌球蛋白离开原位，暴露肌球蛋白与肌动 蛋白的结合位点 6 ATP与横桥结合，横桥与细肌丝位点结合，拉动细肌丝， 拉向M线，细肌丝向A带内滑入，肌节缩短 7 钙离子被吸收，肌浆中浓度降低，肌钙蛋白恢复原来构型， 肌球、肌动蛋白脱离接触，肌肉处于松弛状态 消 化 系 统 消化系统存在的理由： 动物的新陈代谢必须有原料，原料来自食物，包 括蛋白质，糖，脂肪。消化系统的作用是摄取食 物，把食物复杂的大分子转变为小分子并加以吸 收。 2个基本概念： 1. 消化系统的基本组成 舌下腺 口腔 腮腺 颌下腺 咽 食道 粘液细胞 消 消 胃 主细胞 化 化 壁细胞 管 腺 肝脏 胰腺 小肠 十二指肠腺 肠腺 大肠 肛门 2. 消化管的基本结构 从内向外分为4层： 单层柱状上皮，结缔组织，一层平 滑肌 疏松结缔组织，血管、淋巴和 神经丰富 平滑肌，内环行肌，外纵行肌 扁平上皮 3. 消化腺的基本结构 单细胞腺、单管腺，分布于消化管的 管壁内，如唇腺，舌腺、食道腺、胃腺 以导管开口于消化管内，唾液腺、肝 脏和胆囊、胰腺 4. 消化的基本过程 口腔、牙齿的咀嚼，消化管的蠕 动 主要作用，促进食物与消化液混合 消化酶作用下，化学分解 口腔内消化 唾液起湿润作用，也有一定化学变化 3对大唾液腺：舌下腺，腮腺，颌下腺，各种 小腺体?唾液 水、粘蛋白、酶、各种无机物、气体 ?溶解食物 ?清洁、保护口腔，清除口中残余食物和有害物质，溶 菌酶的杀菌作用 ?唾液淀粉酶分解淀粉为麦芽糖 吞咽： 口腔?咽?食道?胃 食物团刺激软腭、咽部、食管等处感受器?神经冲动传 入延髓中枢?传出信号引起各部位肌肉动作，吞咽活 动。 胃内消化 粘液细胞： 主细胞： 壁细胞： 此外，胃上皮内还有许多细胞具有分泌机能 为什么胃内高浓度盐酸和胃蛋白酶不会使胃壁自我消 化呢？ 胃粘膜表面有一层由上皮细胞产生的脂蛋白层，形成一 个保护屏障 小肠内消化 整个消化过程最重要的阶段 机械消化：小肠蠕动 化学消化：胆汁，胰液、小肠液 胆汁 肝细胞分泌，消化时直接进入十二指肠；不消化 时储存于胆囊 较浓，有苦味，金黄，深绿 水+胆色素+胆盐+胆固醇+脂肪酸+其它成分 乳化脂肪，使之分散于水中，增加胰脂肪酶的作用面 积 胰液 胰腺，外分泌物：胰液，直接进入小肠；内分泌 物：胰岛素，进入血液 水+无机盐+胰酶（a．胰蛋白酶；b．胰淀粉酶；c．胰 脂肪酶） 分解 小肠液 十二指肠腺、肠腺 含有多种酶 分解 大肠内消化 没有重要的消化活动，吸收水分，暂时储存残余物质。 有许多来自口腔的细菌，细菌产生的酶能分解食物残 渣。 5. 吸收 消化液中的小分子物质、水、无机盐通 过消化道（主要为小肠）上皮细胞?血液、淋巴 胃仅能吸收少量水和酒精，大肠吸收 水分和盐类，小肠是吸收的主要部位 小肠作为吸收主要部位的适应方面 ?人的小肠长5-6米 ?小肠粘膜的环状皱褶?大量绒毛?每个柱壮上皮细 胞膜腔面突起，称为微绒毛 ?被分解成的小分子物质在小肠内停留时间最长 ?绒毛内神经、毛细血管、毛细淋巴管丰富，不同部位 吸收的物质不同 （1）被动运输：高浓度?低浓度，扩散，渗透， 不需要能量 （2）主动运输：低浓度?高浓度，需要能量 动物体最重要的物质运输形式 主动运输的机理： 细胞膜上存在K+，Na+泵，一种特殊的蛋白质 本身具有ATP酶活性，可以分解ATP获得能量。 维持细胞内外K+，Na+离子的不等分布，其生理意义在 于： 在细胞内外产生一种电化学势能 非离子物质、氨基酸、葡萄糖等吸收的主要能源 小肠上皮细胞两侧的运输系统不同 绒毛侧：葡萄糖主动运输系统 毛细血管侧：葡萄糖被动扩散系统 脂肪：通过扩散作用 维生素：水溶性，微团形式，B 与一种粘蛋白结合 12 水：被动渗透 +-电解质：Na与氨基酸、葡萄糖一样，同时也引起Cl等 负离子被吸收 钙、铁都是主动运输过程 6. 肝脏的机能 人体最大、功能最多的腺体，肝脏中的化学反应达500多种 肝脏血流量最丰富，约占心输出量的1/4 肝炎病人食欲差，胆汁少，影响代谢 ?蛋白质代谢：吸收的氨基酸经过肝脏时，80%参与合成、转化 合成血浆蛋白?为身体提供各种组织蛋白 氨基酸脱氨?尿素 ?糖代谢：单糖进入肝脏?一肝糖原形式储存，肝糖原 对调节血糖浓度具有重要作用。林蛙冬眠前肝糖原最高 ?脂肪代谢：脂肪运输的枢纽，吸收的脂肪中的一些进 入肝脏，然后转变为体脂而储存，饥饿时储存的体脂先 被运送到肝脏，再进行分解 外来或体内代谢产生的有毒物质需经肝脏处理 解毒方式 ?化学作用，各种化学反应，氧化，还原，分解，结合， 脱氨等 ?分泌作用，汞、细菌通过胆汁排出 ?蓄积作用 ?吞噬作用 肝脏非常重要，注意饮食卫生，不要随便到外面吃饭， 以糖为例 循环系统 基本作用：身体的物质运输系统 ?消化道吸收的营养物质、肺吸收的 氧?全身各部 ?全身各组织新陈代谢产生的二氧化 碳和废物?肺、肾、皮肤?体外 ?激素?身体各部 体液的概念 1．细胞内液： 2．细胞外液： a.血液：心血管系统 b.淋巴液：淋巴系统 c.组织液：组织间隙 内环境的理化因素的变动不 超过一定的范围，处于相对恒定的状态 血液 水90-92% 溶质8-10% 血浆 血 T 80-90% 液 淋巴细胞97% 无粒细胞32% B 10-20% 单核细胞3% 血细胞 白细胞 中性粒细胞 粒细胞62% 奢碱性粒细胞 奢酸性粒细胞 血小板 血浆：淡黄色液体，占血液体积的53%（男）、58% （女）。 各种物质的运输都是以血浆作为载体 的 凝血因子 纤维蛋白原 纤维蛋白 析出后留下的淡黄色透明液体叫血清 血细胞 最重要的机能，运输氧和二氧化 碳 数量最多： 双碟形： 寿命： 免疫：机体识别和排斥异物的能力，异物 包括病毒、细菌、寄生虫、毒素及机体的 退化细胞等。各种类型的白细胞参与机体 的免疫 1．非特异性免疫：不是针对某一特定异 物的免疫，对各种异物都能发挥作用 中性粒细胞、单核细胞，称为吞噬细胞 吞噬，一种古老的细胞功能 变形运动向异物靠拢,识别并附着于异物,吞入和消灭异物 中性粒细胞：含有过氧化酶、溶菌酶等 皮肤损伤，急性感染，化脓，中性粒细胞迂出血管，集 中于发炎部位，细菌群集区域，清除作用，自身完成使 命后死亡，一线战士 单核细胞：?进入其它组织?转变为巨噬 细胞（50-80微米），释放各种抑制异物 活性的物质，各种脂酶破坏异物细胞膜， 各种蛋白酶、过氧化酶、水解酶消化异物 细胞。 2．特异性免疫：针对某一特定异物的免 疫 淋巴细胞：T、B，称为免疫细胞 释放特异性抗体，与抗原发生反应 抗原：引起机体免疫反应的因素，即病毒、细菌 上的特殊蛋白 抗体：机体识别并排斥异物的因素，即淋巴细胞 上的特殊蛋白，称为免疫球蛋白，有5种类型，在抗原刺激下可释放到血浆中，与抗原发生免疫 反应 特异性免疫作用的机制： 1．细胞免疫：T淋巴细胞 ?记忆细胞 抗原?巨噬细胞?T淋巴细胞?淋巴母细胞?致敏淋巴细胞（与靶细胞密切接触）?淋巴因子?杀灭抗原 2．体液免疫：B淋巴细胞 ?记忆细胞 抗原?B淋巴细胞?浆母细胞?浆细胞?释放特异性免 疫球胆白（到体液中）?识别杀灭异物 记忆细胞：寿命长，下一次同类抗原出现时，引发免疫 反应 疫苗：灭活（无毒性）的抗原，注射，引起抗体。 乙肝疫苗，灭活（无毒性）的乙肝病毒，引起抗体保持 期约5年，然后要加强。 牛痘、流行性腮腺炎终生免疫 免疫器官：免疫细胞发生、分化、成熟和储存的场 所 1．中枢免疫器官： 胸腺：产生T淋巴细胞，成年时退化 骨髓：所有血细胞的发源地，多能干细胞，B淋巴细胞 2．周围免疫器官：淋巴细胞定居和发生免疫反应的场所 脾脏，淋巴结，其它淋巴组织（扁桃体、肠道、阑尾等 部位） 血型 有多种血型系统，常用有AOB血型系统 红细胞凝集是一种免疫反应现象 凝集原 = 抗原 凝集素 = 抗体 血清里： 凝集素（抗体） 抗B（B的抗体） 抗A（A的抗体） 无 抗A +抗B （同时存在） 假如A型, AB型：（A+抗B）+（A+B） 假如A型血, O型：（A+抗B）+（抗A+抗B） ? 稀释作用而不发生溶血反应 O型血为万能输血者，并非万能，不能输得太多，临床 上坚持输同型血 AB型为万能受血者，同样道理，并非万能 血型是遗传的，法医常用此鉴定亲子关系 血小板和止血机制 血小板聚集于伤口处 ? 加固纤维蛋白的骨架作用 血小板因子 ? 2+? 纤维蛋白原 Ga 纤维蛋白? 凝血酶原 凝血激活酶 凝血酶? 心血管系统和血液循环 1． 心脏的功能 血液循环的动力，不停地收缩和舒张，推动血液 循环运动 2． 心脏的位置 位于胸腔内，2/3体中线左侧，1/3体中线右侧，前方大 部分被肺和胸膜遮盖，留下一个小三角区 3． 心肌的特点 有心包膜包裹 结构 心肌组成，心肌也有明带，暗带，Z线，H区。 ?自动节律性：在没有外来刺激的条件下，自动 地发生节律性兴奋。骨骼肌需要神经传导兴奋 心脏的自动节率性起原于一定部位，称为起搏点， 在哺乳动物为窦房结。窦房结的自动节律性按一 定途径扩布 ?机能合体性：相邻心肌细胞动作电位传导的电 阻很低，机能上象一个大细胞。 ?动作电位持续时间长：与心肌细胞膜离子的通 透性有关，交替收缩与舒张，如果象骨骼肌那样 强直收缩，血液循环就不能持续下去。 4．心脏收缩机理 两侧心房收缩?容积变小，内压升高?血液进入心室? 心房舒张，心室收缩，心室容积变小，内压升高，大于 心房内压时，房室瓣关闭，大于动脉内压时，动脉瓣打 开，两侧心室血液分别射入肺动脉和主动脉 心室收缩时，心房舒张，静脉血流入心房，心室收缩后 开始舒张，内压下降，小于动脉压时，房室瓣开启。 瓣 膜只能单向开关 主动脉和大动脉的弹性血库作用：使心脏间断性射血转 变成动脉持续的血流。 收缩：突然把一定量血液射入动脉，主动脉和大动脉有 弹性，可以扩张，容纳心室射出的血液，维持整个动脉 系统血量和 血压。 舒张：射血停止，主动脉关闭，扩张的动脉回缩，势能 变为动能，推动血液流动，维持整个动脉系统血量和血 压。 心脏的工作是最聪明最有效的，永不疲倦。 心率75次/分，1次收缩所用时间，75/60=0.8秒 工作 休息 0.1s 0.7s 心房 0.3s 0.5s 心室 5．血管的结构和机能特点 血管壁的构成 内皮，单层上皮 结缔组织 平滑肌层 结缔组织 动脉：心脏发出的血管，身体较深层，但手腕内侧，管 壁厚，弹性大，血流速快 毛细血管：连接小动脉和小静脉，数量多，分布广。管 壁很薄，单层扁平上皮，血流阻力大，利于物质交换。 静脉：返回心脏的血管，有的深，有的浅，管壁薄，弹 性小，管腔大，血流速慢。内有静脉瓣，方向向心，防 止血液倒流 6．血液循环 肺循环：缺氧血，右心房?右心室?肺动脉，肺部气体 交换?肺静脉?左心房?左心室 体循环：左心房?左心室?主动脉?各级动脉?毛细血 管，进行物质交换?上、下腔静脉?右心房?右心室 动脉血：氧、营养物质多 静脉血：二氧化碳、代谢产 物多 血管内流动的血液对血管壁的压力。 一般指动脉血压，通常在上臂宏动脉处测量。 心室收缩时，动脉血压最高值即收缩压；心室舒张时， 动脉血压下降到最低值，即舒张压。 心脏收缩与舒张，也导致动脉壁相应的变 化，人心率平均75次/分，60-100次/分 淋巴循环 基本途径： 盲端的毛细淋巴管?较大淋巴管?淋巴干?胸导管，右 淋巴管?左锁骨下静脉，右锁骨下静脉 主要的淋巴器官 腹腔左上部，血液循环的通道上，脾内含有吞噬细 胞。 口腔上壁后部两侧，有防御功能，有时受到病 菌感染而发病，称扁桃体炎。 淋巴管形成上众多的小体叫淋巴结，具免疫功能。 淋巴系统总的功能是产生淋巴细胞，参与免疫反应。 淋巴液的形成: 血浆中的物质如水、无机盐、蛋白质、葡萄糖等，通过 毛细血管进入细胞间隙?形成组织液，?毛细血管，毛 细淋巴管?淋巴 淋巴循环作用: 调节血液与组织液的平衡，防御和保护作用。 循环系统的功能： 1.运输 2．防御和保护 3．维持机体内循环稳定 呼吸系统 呼吸系统的地位和作用 营养物质（糖、脂类和蛋白质）?消化系统?循环系统?组 织细胞内 细胞的代谢活动的原料 代谢包括 物质代谢和能量代谢： 无氧 2 细胞质内：葡萄糖???丙酮酸 + 4 ATP 细胞质内：葡萄糖???丙酮酸 + 10 ATP O ? O 2 线粒体内： 三羧酸循环 ???+ HO + 30 ATP 2 脂类和蛋白质的分解途径都要经过三羧酸循环 呼吸的定义： 吸入氧和排出二氧化碳的过程 外呼吸、气体运输、内呼吸，三个密切联系的环节 呼吸系统：供氧和排二氧化碳的气体交换系统 呼吸系统的基本构成 鼻腔 咽 喉 气管 支气管 肺 气体交换的场所 肺的结构：肺叶：左二、右三 支气管 ?15-16次分支 只是通道，不进 终末细支气管 行气体交换 ? 呼吸细支气管 ? 肺泡管 ? 气体交换场所 肺泡囊 ?分级5-7次 肺泡 ,单层上皮 ,被毛细血管网所包围 ,表面有一种活性物质，形成一层分子膜，维持肺泡的 形态 呼吸运动的机理 1．结构基础 整个肺除气管与外界相通外，密封在胸腔内 胸腔周围是脊柱、肋骨、胸骨和肌肉，底部 为隔肌 肺表面的膜：脏层胸膜 胸廓内壁的膜：壁层胸膜 两层膜间的密闭腔为胸膜腔，左右肺的胸膜腔不相通 2．工作原理 气体交换的机制 氧的运行：肺泡中的氧?穿过肺泡膜?毛细血管膜? 循环系统?组织细胞 二氧化碳的运行：是一个相反的过程 被动扩散 气体分子高速运动，撞击容器壁，产生压力 气体压力与温度压力呈正比 温度?分子运动速度?浓度?分子数目? 扩散：气体分子 压力高的区域?压力低的区域 混和气体的压力 =各成分压力之和（各成分压力称分压） 氧分压（汞柱） 二氧化碳分压（汞柱） 空0.3mm 760×20.84%=158.4 mm 气 肺40mm 105.0mm 泡 肺46mm 40.0 mm 动 脉50mm 30.0mm 组 织 气体运输的机制 物理溶解：比例很小 两种形式同时存在 化学结合：主要形式 氧的运输 物理溶解： 3% 载体： 血浆 化学结合： 97%， 载体： 氧合血红蛋白：和氧结合的血红蛋白 脱氧血红蛋白：没有和氧结合的血红蛋白 氧分压高，氧合 Hb + Hb 氧分压低，离解 可逆反应，不需酶参加 每个亚铁离子能携带一个氧分子 正常人血红蛋白含量： 15g/100ml血液 1.34-1.36 ml氧/每克血红蛋白 CO同2+争夺Fe，与血红蛋白亲和力比大210倍，一氧 化碳离解速度很慢，比慢3000倍以上 二氧化碳的运输 物理溶解：6% a NaHCO 3 载体：血浆 1 碳酸氢盐 87% b KHCO 3 载体： 化学结合：94% 2 氨基甲酸血红蛋 白7% 载体： 组织 血浆 红细胞 溶解 +HO? 2 +- HCO+H 3 -+ +Na + Cl +K Hb?Hb.NH?2 -+ Hb.NHCOO+H 1 2 3 100 4 : a b > = - + 180 69000 1801.5 99% 14 mm 2-10 mm 13.6 mm 20mm a b +Na = 100% 160mg/100ml ++H KNH3 1 + + 14 5-6 1-5