《普通生物学》课件.ppt
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1、普通生物学,美丽的家园,寂静的地球(岩石圈、水圈和大气圈)生物和它所居住的环境共同组成生物圈(biosphere),最高的树,红杉(115米),?,最高的动物,长颈鹿(6米),?,最高/矮的人,最重的动物,最大的叶子,多样性高度统一性生物界是一个整体具有一些共性和普遍适用的规律,普通生物学 生物(现象和规律)通论,绪 论生物界与生物学,一、生物的特征 二、生物界是一个多层次的组构系统 三、把生物界划分为5界 四、生物和它的环境形成相互联结的网络五、在生物界巨大的多样性中存在高度统一性 六、研究生物学的方法七、生物学和现代社会生活的关系,丰富多彩的生命,生物类别 植 物 动 物细胞构造 有细胞壁
2、 无细胞壁营养方式 大多数自养 异 养 生长和 大多数植物生长 各器官在胚胎内 器官 和发育继续进行 完全形成,生长和 发生 可连续不断产生 发育主要是体积 方式 新器官和新组织 增大与个体成熟,动植物的区别,1、特定的组织结构2、新陈代谢3、稳态和应激性4、生殖和遗传5、生长和发育6、进化和适应,一、生物的特征,1、特定的组织结构 生命的基本单位是细胞,化学成分,说明:生物界在化学成分上存在高度同一性,水,2、新陈代谢 生物体是开放系统,和周围环境不断进行着物质的交换和能量的流动。新陈代谢:一些物质被生物体吸收,在其中发生一系列变化,成为最终产物而被排出体外的过程。新陈代谢是一系列酶促化学反
3、应所组成的反应网络,是严整有序的过程。,3、稳态和应激性 植物的根能够向地生长,是植物对重力的刺激的反应。如果把植物放到失重环境,根会怎样生长?应激性是指一切生物对外界各种刺激(如光、温度、声音、食物、化学物质、机械运动、地心引力等)所发生的反应。应激性是一种动态反应,在比较短的时间内完成。(含羞草等)应激性的结果是使生物适应环境,是生物适应性的一种表现形式。,?,新陈代谢(物化条件),稳态 贝尔纳和坎农 所有的生物体,细胞,群落以至生态系统,在没有激烈的外界因素的影响下,都是稳定的,他们各有自己特定的机制来保证自身动态的稳定,即稳态。,4、生殖和遗传变异 任何一个生物个体都不能长期存在,他们
4、通过生殖产生子代使物种得以延续。子代与亲代之间在形态构造、生理机能上的相似便是遗传的结果。而亲子之间的差异现象由变异导致。,5、生长和发育 生物都能通过代谢而生长发育。虽然环境条件可以影响生物的生长发育,但每种生物的生长发育都是按照一定尺寸范围、一定的模式和稳定的程序进行的。,6、进化和适应 生物从约38亿年前至今,由简单到复杂,由低级到高级的演变过程便是进化的结果。进化是在一个种群中导致延续多代的可遗传变化的过程。每一种生物都有自己特有的生活环境,它的结构和功能总是适合于在这种环境条件下的生存和延续。适应是生命特有的现象。同种生物不同个体对环境的适应总是存在程度上的差别,哪怕是很轻微的,自然
5、选择就会发生作用,推动群体向更适应环境的方向进化。,二、生物界是一个多层次的组构系统严整有序的结构,生物界是一个多层次的严整有序结构,种群,群落,三、分类的阶元和界的划分,分类阶元:界(kingdom)、门(phylum)、纲(class)、目(order)、科(family)、属(genus)、种(Species)分类单位:固定名称的分类群,如动物界,植物界被子植物门双子叶植物纲蔷薇目蔷薇科蔷薇属香槟玫瑰(种),Linnaeus创立的双名法:前一个词为属名,第一个字母大写,第二个词是种加词,全部小写,属名和种加词一般都用斜体。,生物分类的阶层和双名法,分界1.两界系统2.三界系统3.五界系统
6、,两界系统林奈,三界系统海克尔,五界系统惠特克,原核生物界,四、生物和它的环境形成相互联结的网络,生产者、消费者、分解者食物链食物网 物质循环与能量流动,五、巨大的多样性与高度的统一性,细胞分子遗传信息流,六、生物学常用的研究方法,1、科学观察2、假说和实验3、模型实验 A.物质形式模型B.思维形势模型,沃森(Watson)克里克(Crick)威尔金斯(Wilkins)富兰克林(Franklin),生物学分科,1.按生物类群或研究对象划分 动物学、病毒学、鱼类学等2.按结构、功能以及各种生命过程不同划分 形态学、解剖学、组织学、胚胎学等 种群生物学、细胞生物学、分子生物学等3.按研究手段不同划
7、分 生物化学、生物物理、生物数学等,七、生物学和现代社会生活的关系,1.农学和医学的基础 超级水稻 疫苗2.环境 生态系统与生物多样性 生物能源,人类面临最重大的问题和挑战,人口膨胀;粮食短缺;疾病危害;环境污染;能源危机;资源匮乏;生态平衡破坏;生物物种大量消亡。,解决人类生存与发展所面临的一系列重大问题,在很大程度上将依赖于生命科学的发展。生命科学对人类经济、科技、政治和社会发展的作用是全方位的。,细 胞 篇,一、细胞与原生质(一)细胞的发现和细胞学说,英国R.Hooke(16351703),设计制造了第一台复式显微镜,并用它观察了软木,发现了盒状的结构,便命名为“细胞(Cellar、Ce
8、ll)”。,荷兰人A.Leeuwenhoek(16321723),德国M.Schleiden(18041881)和T.Shwann(18101882)分别于1838年和1839年提出了细胞学说。,生物都是由细胞和细胞产物所组成;所有的细胞在结构和组成上基本相似;生物体通过细胞的活动反映其功能;新的细胞是由已存在的细胞分裂而来;生物疾病是因为它的细胞机能失常。,细胞学说:,(二)原生质,原生质(protoplasm)及原生质体(protoplast),原生质是细胞膜内包围的内含物,是以半流动性的膜包围的无定形的实物,它有很大的可塑性,无定形的原生质以其分泌的固形物加固或加强,即成为有定形的各种细
9、胞。,原生质是有生命的物质体系的总括,由核酸、蛋白质、糖类、脂类、少量的其他有机物、无机物和大量的水等成分组成。是有特定结构的胶系,由蛋白质大分子互相结合,或蛋白质与核酸、磷脂、糖类结合而成的超分子结构,分三类:原生质骨架系统:由蛋白纤维互相结合而成,是由微丝、微管、中间纤维、核骨架、核纤层等在结构上相互连接,形成的统一的网络体系。,原生质的膜系统:由脂类与蛋白质构成的双层膜,包括细胞表面的膜和细胞内的内膜系统。微粒:由核酸与蛋白质结合而成的粒状物。如核糖体,是由RNA与蛋白质结合而成。原生质是液晶态的生命系统,是一种混合有液态和固态特性的特殊状态,可以看成为继物质三态之后的第四态。,(三)细
10、胞的大小和形态1细胞的大小:细胞的计量单位是m和nm,不同的细胞大小不一,最小的为支原体,体积只有,大肠杆菌为,真核细胞较大,植物细胞较大,如纤维及动物的肌纤维、和某些神经细胞,长度可达1m甚至更长,鸟类的卵也较大,其中大多是营养物质,而卵细胞和受精卵发育的胚细胞并不大,一个鸡蛋并不是一个细胞,它已是3264个细胞的幼胚。,1/100m3,1.28m3,植物纤维,2细胞的形态:细胞的形态各异,这与细胞自身的内在结构和表面张力及外部机械压力等有关。如细菌有球状、杆状和螺旋状等;动物细胞形态多样,有球状、柱状等;植物因为外部有细胞壁,一般形状较为规则,多为规则的多面体。,(四)细胞的结构 分三部分
11、:细胞外被、细胞质和细胞核。1细胞外被:,(1)质膜,主要功能:控制细胞与外界环境的物质交换。其他功能:如主动运输、接受和传递外界的信号,抵御病菌的感染,参与细胞间的相互识别等。脂质双分子层 流动镶嵌模型 选择通透性,(2)动物的细胞膜外常有加厚的糖蛋白、粘蛋白和糖脂等,使细胞膜既有保护作用,又能紧密相连,还具有特异性。动物细胞膜上的蛋白质具有受体功能,从而在外界的刺激下激活,调节细胞的生理活动。,(3)植物细胞外被:有细胞壁,一般可分为三层,即胞间层、初生壁和次生壁。,(4)细菌细胞的外被:有细胞壁,成分主要为肽聚糖。,2细胞质:膜内和核外的全部物质称,是新陈代谢的主体。(1)细胞质基质:体
12、积约占细胞质的一半,为溶胶系,又称胞质溶胶。特性:胞质溶胶属蛋白质胶系,透光、无定形、可流动,电镜中呈半透明并带有微细丝网。,功能:是代谢的基地和仓库 为细胞的内在调节者 细胞基质很可能是高度有组织的体系,植物细胞,(2)细胞器(organelle):散布在细胞质内具有一定结构和功能的微结构或微器官。质体(plastid):是植物细胞特有的一类与碳水化合物的合成与贮藏有关的细胞器,分三种类型:叶绿体(chloroplast)、有色体(杂色体,chromoplast)和白色体(leucoplast)。,A、叶绿体(chloroplast):存在于绿色细胞中,能进行光合作用,每个细胞有几颗到几十颗
13、,如:蓖麻叶片每平方毫米中有403000颗。色素组成:叶绿素(chlorophyll)、叶黄素(xanthophyll)和胡萝卜素(carotin)。叶片的颜色决定于叶绿体中三种色素的比例。,叶绿体内部结构,呈球形、卵形或凸透镜形。藻类,有杯状、带状和各种不规则形状。直径 410m,厚度 12m。外具双层膜 类囊体(thylakoid)基粒(granum)基粒间膜(基质片层,fret)基质(stroma或matrix),形状:,大小:,结构:,B、有色体(杂色体chromoplast):含胡萝卜素和叶黄素,呈黄色、橙色或橙红色。形状多样,如红辣椒果皮有色体呈颗粒状,旱金莲花瓣有色体呈针状。积聚
14、淀粉和脂类,在花和果实中有吸引昆虫和其他动物传粉及传播种子的作用。,特点:,功能:,C、白色体(leucoplast):特点:不含色素,呈无色颗粒状。具双层膜,不形成基粒。功能:是淀粉和脂肪合成中心。淀粉体(amyloplast):合成储藏淀粉时特化的结构。造油体(elaioplast):形成脂肪时所特化的结构。,光照 失去叶绿素 黑暗 白色体,前质体 叶绿体 有色体,质体的发育,线粒体(mitochondria):球状、棒状或细丝状颗粒,直径为0.51m,长度是12m。双层膜 嵴(cristae):内膜向中心腔内折叠,形成的隔板状或管状突起。基质(matrix):二层膜间及中心腔内,是以可溶
15、性蛋白为主的基质。细胞呼吸作用的场所,具有100多种酶。为细胞的“动力工厂”。线粒体及嵴数,与细胞生理状态有关。,形状和大小:,结构:,功能:,线粒体的内部结构,内质网(endoplasmic reticulum):由一层膜构成的网状管道系统,管道以各种形状延伸和扩展,成为各类管、泡、腔交织的状态。特点:二层平行的膜,中间夹一窄空间。膜的厚度约为5nm,膜间距4070nm。粗糙型内质网(rough ER):膜外附有许多核糖核蛋白体(ribosome)颗粒。光滑型内质网(smooth ER):膜外侧不附有颗粒,表面光滑。,功能:可能与细胞内和细胞间的物质运输有关。粗糙型内质网与蛋白质(主要是酶)
16、合成有关,光滑型内质网主要合成和运输类脂和多糖。,Rough Endoplasmic Reticulum,高尔基体(dictyosome或Golgi body):特点:由一叠扁平的囊(cisterna,泡囊或槽库)及其上的小泡(vesicle)组成。单层膜,直径约0.51m,中央似盘底,边缘或多或少出现穿孔而呈网状。功能:合成(或加工)、转运分泌物。分泌物主要是多糖和多糖-蛋白质复合体。主要用来提供细胞壁的生长,或分泌到细胞外面去。高尔基器(Golgi apparatus):细胞全部高尔基体的总称。,高尔基体,核糖核蛋白体(ribosome):特点:简称核糖体,小椭圆形颗粒,直径1723nm。
17、含RNA和蛋白质。游离或附着于粗糙型内质网的膜上,核、线粒体和叶绿体中也有。功能:是细胞中蛋白质合成的中心,氨基酸在它上面有规则地组装成蛋白质。多核蛋白体或多核糖体(polyribosome或polysome):在蛋白质合成时,由单个核糖核蛋白体常56个或更多串联在一起形成。,液泡(vacuole):液泡膜(tonoplast):一层膜。细胞液(cell sap):膜内充满的液体,含有多种有机物和无机物的水溶液。有的是细胞代谢产生的储藏物,如糖、有机酸、蛋白质、磷脂等;有的是排泄物,如草酸钙、花色素(anthocyanidin)等。功能:贮藏代谢产物,也与细胞代谢有关。,溶酶体(lysosom
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