《生命科学基础》PPT课件.ppt

生命科学基础,个体,种群,群落,生态系统,系统,器官,组织,细胞,细胞器,生物大分子,一、宏观生物学知识二、细胞生物学基础三、生物化学基础,一、宏观生物学知识,1、物种及其分类系统2、种群3、群落4、生态系统,1、物种及其分类系统,1）种的定义：不同物种之间存在明显的形态上的不连续性及不同形式的生殖隔离，是生物客观存在的实体。生物命名：双名法，Canis lupus 狼种的性状分为两类：基因型和表现型,2）生物的分类系统,按照目前广泛应用的分类系统，生物首先分作五界，即原核生物界（包括细菌和其他原核生物）、原生生物界（包括单细胞真核生物）、真菌界、植物界、动物界等，它基本上反映了地球细胞生物的进化历程界以下，按照“级”进行分类的，即：界 Kingdom 动物界 Animal 门 Phylum 脊索动物门 Chordata 纲 Class 哺乳纲 Mammalia 目 Order 食肉目 Carnivora 科 Family 犬科 Canidae 属 Genus 犬属 Canis 种 Species 狼 Lupus,2、种群,由同种个体所组成的，占有一定空间的，具有潜在杂交能力和自己独立的特征、结构和机能的整体，是物种在自然界存在的基本单位。,3、群落,群落：一定时间内居住在一定空间范围内的生物种群的集合。包括植物、动物和微生物等各个物种的种群，共同组成生态系统中有生命的部分。,红树林群落,4、生态系统,生物群落与其生存环境之间，以及生物种群相互之间密切联系、相互作用，通过物质交换、能量转换和信息传递，成为占据一定空间、具有一定结构、执行一定功能的动态平衡整体。,二、细胞生物学基础,（一）细胞基本知识（二）细胞膜（三）细胞质基质及其内膜系统（四）线粒体和叶绿体（五）细胞核和染色体（六）真核细胞基因表达的调控（七）细胞增殖及调控,（一）细胞基本知识,1.细胞是生命活动的基本单位：有机体构成基本单位代谢与功能的基本单位生长与发育的基础 遗传的基本单位,2.细胞基本组成：见下表,3.细胞共性 所有细胞表面均有细胞膜 所有的细胞都有两种核酸 都有蛋白质合成的机器：核糖体 所有的细胞都以一分为二的分裂方式增殖,4.原核细胞与真核细胞,原核生物模式图,蓝藻模式图,真核生物模式图,5.非细胞形态的生命体病毒及其与细胞的关系病毒（virus）：主要是由一个核酸（DNA或RNA）与蛋白质构成核酸蛋白质复合体。一种病毒内只有一类核酸，各有双链或单链之分病毒具备了生命活动的最基本特征（复制和遗传），但其主要生命活动必须在细胞内表现，必须依赖细胞的代谢和能量转化系统，利用宿主细胞的结构、“原料”、能量与酶系统进行增殖。,（二）细胞膜,位置：围绕在细胞最外层构成：脂类：磷脂、糖脂和胆固醇 蛋白质：外在膜蛋白和内在膜蛋白流动镶嵌模型：（1）膜蛋白流动性，膜蛋白和膜脂均可侧向运动；（2）膜蛋白分布不对称,物质跨膜运动简单扩散：沿着浓度梯度方向转运协助扩散：须载体蛋白和通道蛋白协助主动运输：包括（1）由ATP直接提供能量：Na+_ K+泵（2）协同运输：同向Na+/GLc，反向 H+/Na+基团转移：乳糖，磷酸烯醇式丙酮酸提供能量大分子与颗粒物质的跨膜运输：内吞和外排,（三）细胞质基质及其内膜系统,1 细胞质基质：真核细胞内除去细胞器的胶 状物质 细胞质基质功能：（1）中间代谢过程在其中进行；（2）细胞质骨架；（3）蛋白质修饰和选择性降解等。2 内质网：大分子如蛋白质、脂类和糖类合成的基地3 核糖体：合成蛋白质的细胞器：按照mRNA的指令由氨基酸合成多肽链4 高尔基体：将内质网上蛋白质进行加工、分类与包装，然后分门别类的运送到细胞特定部位和分泌到胞外5 溶酶体：细胞内的消化作用和防御功能,（四）线粒体和叶绿体,线粒体：通过氧化磷酸化的作用，进行能量转换，合成ATP，为细胞提供能量叶绿体：光合作用，储存能量线粒体和叶绿体是半自主性细胞器 双链环状DNA和RNA 均可自我复制 指导蛋白质合成,（1）细胞核组成核膜：核仁：RNA和蛋白质，合成核糖体染色体：DNA和蛋白质（2）染色体的形成：细胞有丝分裂时存在的形式，经过四级包装，压缩8400倍DNA 核小体 螺线管 超螺线管 染色单体（压缩7倍）（压缩6倍）（压缩40倍）（压缩5倍）,（五）细胞核和染色体,（六）真核细胞基因表达及调控,转录前水平的调控转录水平上的调控转录后水平上的调控翻译和翻译后加工水平上的调控,（七）细胞增殖及调控,1 细胞周期,2有丝分裂,3 减数分裂,生物化学,（一）糖（二）脂类（三）蛋白质（四）酶（五）核酸,（一）糖,糖类物质是含多羟基的醛类或酮类化合物单糖：葡萄糖和果糖分子式结构,构型：是指一个分子由于各原子特有的固定的空间排列，而使该分子所具有的特定的立体化学形式。当构型转变时，共价键会断裂和重新形成,天然葡萄糖多以六元环，即以吡喃型存在,构象：指一个分子中，不改变共价键结构，仅单键周围的原子旋转所产生的原子的空间排布。当一种构想改变为另一种构象时，不要求共价键的断裂和重新形成。,寡糖：少数分子的单糖（26）所和而成如：麦芽糖、蔗糖、乳糖,多糖：多个单糖分子缩合。如淀粉和纤维素,支链：1-6糖苷键,1-4糖苷键,（二）脂类,单纯脂：脂肪酸和醇形成，如甘油三脂复合脂：除酸和醇外，还有其它物质，如 甘油磷脂萜类和类固醇及其衍生物：一般不含脂肪酸衍生脂：指上述脂类物质的衍生物，如甘油、脂肪酸及其氧化物等结合脂：如糖与蛋白质的结合,甘油三脂,（三）蛋白质,1 蛋白质的化学组成 C-50%H-7%O-23%N-16%S-03 other-微量 凯氏定氮法：蛋白质含量蛋白氮*6.25 20种L型氨基酸构成2 分类 简单蛋白质：完全由氨基酸构成 如：核糖核酸酶，胰岛素 结合蛋白质：另外含有辅基或配基 如：血红蛋白 核蛋白,3 蛋白质分子量 大约60001000000之间 对于不含辅基的蛋白质 氨基酸残基分子量/110,4 氨基酸蛋白质基本结构单位结构通式：L型，-碳原子（除脯氨酸）,分类（按照R基的结构）脂肪族氨基酸：15种 芳香族氨基酸：2种 苯丙氨酸，酪氨酸 杂环族氨基酸：3种 色氨酸，组氨酸 脯氨酸分类（按照极性）非极性R基氨基酸：8种 丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、乙亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、甲硫氨酸和脯氨酸 不带电荷的极性R基氨基酸：丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、固酰胺 酸、甘氨酸、半胱氨酸 带正电荷的R基氨基酸：赖氨酸、精氨酸和组氨酸 带负电荷的R基氨基酸：天冬氨酸和谷氨酸,氨基酸的物理性质-氨基酸无色结晶，熔点高200300，大都具有旋光性氨基酸的化学性质 两性解离，含有羧基和酸基，具有酸碱两重性质 等电点：正负电荷相等时候 I-氨基基参加的反应，与亚硝酸、酰化试剂、烃基 化反应和西佛碱、脱氨基反应-羧基参加的反应：成盐和成酯反应、成酰氯反应、脱羧反 应等-氨基和羧基共同参与的反应：与茚三酮反应（测定各种氨基酸）、成肽反应 侧链R基参加的反应：,5 蛋白质的构象一级结构：多肽链共价主链的氨基酸顺序二级结构：多肽链借助氢键排列成沿一维方 向具有周期性结构的构象三级结构：有规则构象加上无规则松散肽段四级结构：寡聚蛋白质中各个亚基之间在空间上的相互关系或结合方式,蛋白质构象示意图,一级结构,二级结构,6 蛋白质的性质两性解离等电点变性：蛋白质受到外界各种因素的影响，使其二级、三级结构遭到破坏，天然蛋白质的理化性质就会改变，并失去原来的生理功能与活性。蛋白质变性后，其溶解度降低，黏度增大；在生理上，原有功能丧失。,