《生物学基础》PPT课件

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第二章生物学基础\n第一节生物体的组成生物体器官组织细胞\n一、细胞的基本组成物质蛋白质：行使生物功能的主要物质、贮存物质脂类：构成细胞膜的骨架，贮存物质碳水化合物：结构物质，主要的贮存物质核酸：遗传物质\n1.蛋白质的结构和功能通过肽键连接，形成的产物称为肽多个氨基酸连接称为多肽，或多肽链，有时就是一个蛋白质。\n\n\n蛋白质的存在形式简单蛋白——由单一蛋白构成结合蛋白——蛋白质与其它物质结合糖蛋白脂蛋白核蛋白金属蛋白\n蛋白质的功能酶enzyme——催化作用运输蛋白transportprotein——转运作用，膜转运蛋白，血红蛋白等贮存蛋白——贮存作用收缩蛋白——肌球蛋白，肌动蛋白抗体antibody——保护作用激素hormone和其它调节蛋白——调节蛋白活性——调节基因活性毒蛋白——蛇毒，蓖麻蛋白，属于保护蛋白受体蛋白——对外界刺激的识别作用\n影响蛋白质活性的因素低温——活性降低高温——结构破坏，活性降低脱水——结构破坏，活性降低有毒物质——毒蛋白，有机小分子，重金属等辐射等\n2.脂类物质CHH\n脂类物质的主要功能构成细胞的各种膜结构——主要是磷脂贮存物质——脂肪\n3.碳水化合物——糖类物质单糖通过糖苷键连接\n主要存在形式和功能淀粉、糖原——贮存作用纤维素、半纤维素——结构物质\n4.核酸核酸碱基AGCUT\n核苷酸多核苷酸链\nDNA双螺旋结构\n\n核酸的种类和功能脱氧核糖核酸DNA——遗传信息的载体核糖核酸RNA——遗传信息得以表达的媒介在RNA病毒中为遗传信息的载体\nDNA的变性、复性与杂交变性（denaturation）：在高温及强碱条件下，双链DNA分子氢键断裂，两条链完全分离，形成单链DNA分子复性（renaturation）或退火（annealing）：降低温度、pH及增加盐浓度可使变性的DNA分子重新形成天然的DNA\n分子杂交（hybridization）:当复性的DNA分子由不同的两条链形成，这种复性称为杂交\n二、细胞的基本结构植物细胞结构\n动物细胞\n卵膜\n细菌细胞\n病毒\n病毒的蛋白质外壳\nHIV病毒\nHIV病毒\nHIV病毒\nHIV病毒\n艾滋病病毒(HIV)：Human……人类，Immunodeficiency…免疫力缺乏，virus……..病毒艾滋病病毒是在1983年美国首次成功分离出的病毒。结构：1.基因组：为2条单链RNA，编码9个基因。2.核心：2个逆转录酶-将RNA转录成DNA。3.蛋白酶(p10)-将大片断蛋白切小。4.整和酶(p32)-将HIV原病毒DNA插入宿主细胞DNA中。5.核心膜蛋白(p24,p17)6.包膜：脂质膜：“借用”宿主细胞的细胞膜。7.gp120-病毒的膜蛋白，可与被感染细胞CD4相结合部份。8.gp41-病毒的膜蛋白，跨脂质膜的部分。\n乙肝病毒\n人体的细胞总数约为1013个。人体内和体表的微生物总数为1014个\n三、生物膜1.细胞膜的发现1855年CarlNagelli发现色素进入完整细胞和受损伤细胞的速度不同，进入完整细胞的速度慢于受伤细胞，因此认为在细胞的外围存在一个阻碍色素进入的边界，他把这个边界称为膜。以后细胞的质壁分离现象的发现证实了Nageli的观点。细胞染料分子\n2.细胞膜骨架的发现1895年，Overton首先发现脂类物质最容易进入细胞膜。因此，他于1898年提出细胞膜由脂类物质组成的假说。因为只有当细胞膜由脂类物质组成时，脂类物质才容易通过。脂类物质细胞\n血红细胞\n细胞膜脂类骨架结构的发现1925年，Gorter和Grendel在研究红细胞时发现，如果提取红细胞的脂类物质，分散成单分子层，它的面积正好等于红细胞质膜面积的2倍。因此，他们指出，细胞膜是由脂类双分子层构成的。\n3.生物膜的结构模型\n4.细胞膜的功能细胞膜有五大功能:（1）分室作用把细胞内部与外界环境隔离开，保持细胞内部环境的相对稳定，如ＰＨ、电位、离子强度、物质种类及含量等。把细胞内部分成许多微小的区域，形成具有特殊内部环境和功能的细胞器，细胞的生命活动才能按室分工，有条不紊的进行。\n（2）生化反应场所细胞膜具有巨大的表面积，为细胞的生化反应提供了场所，细胞内许多生化反应都在膜上进行的，如膜酶的催化反应、光合作用和呼吸作用的电子传递反应等。\n（3）能量场转换的场所，光合作用和呼吸作用的能量转换。\n（4）吸收与分泌功能　即物质的转运功能，细胞膜上含有各种运输蛋白，如离子通道载体，离子泵等，可有选择的从外界吸收物质。\n（5）识别与信息传递作用细胞膜对外界物质可进行识别，识别是细胞吸收某些物质和细胞之间进行融合的前提条件，也是对外界刺激进行反应的重要前提条件。执行识别功能的是膜外侧的糖类物质。细胞对外界信号进行识别后，可转换为胞内信号，引起细胞的生理生化反应。\n五、生物的组织植物组织的类型如下表：分生组织：成熟组织：保护组织：基本组织：机械组织：输导组织：分泌结构：\n动物组织的类型如下表：上皮组织：排列紧密，覆盖在身体表面和体内各种囊管腔的表面。结蒂组织：分散于细胞间质中，如血液、淋巴、成纤维细胞、浆细胞、骨膜、肌腱、软骨等。肌肉组织：由长纤维状的肌肉细胞组成，分为横纹肌、平滑肌、心肌三种。神经组织：由神经细胞和神经胶质细胞组成。\n她只是一位母亲（作者不详）你从没见过她就要流出的泪滴—相反她转过头去把泪水藏起。你从没见过她平静地在密室祈祷—相反她请你进来任你谈天说地。你从没见过沉重的负担把她双肩压弯—相反她将双肩任你靠着哭喊。你从没见过孩子反抗时她内心的疼痛—相反她给他们以更多的耐心和爱意。你从没见过她被拒绝时把手收回—相反她仍要伸手相帮。你从没见过她想要放弃但又努力抓住、使劲坚持时留在手上的伤痛—相反她十指交叉握住双手，做了更多祈求。你从没见过她为他人祈祷后的膝盖酸痛—相反她却更勤于跪祷。你从没见过她怕"令人失望"时内心的恐惧—相反她祈求有更多的力量和健全的心智。你从没见过这些，她也不想让你看到—毕竟，她只是"一位母亲"。\n第二节遗传信息的传递一、遗传物质的确定1943年,OswaldAveryetc发现核酸是致病物质。\n遗传物质的发现者OswaldAvery\n1952年,AlfredHershey和MarthaChase确定DNA是遗传物质。\nDNA是遗传信息的携带者后来发现在RNA病毒中，RNA是遗传信息的携带者Orp2y9glu1og1hhp1oy1cr4rp1les68483794947371865telomere\n\n二、遗传信息的传递遗传信息从亲代向子代的传递是通过细胞分裂完成的。细胞分裂方式有两种：减数分裂：产生配子体（染色体数减半）有丝分裂：复制原有来的细胞细胞核中的DNA分子：在一般情况下以染色质形式存在在细胞分裂时转变为染色体，一个DNA分子就是一个染色体。\n人类细胞的总DNA碱基约为30亿个实际长度为1m多。\n1.有丝分裂\n动物细胞有丝分裂\n2.减数分裂减数分裂：(a)第一次分裂前期；(b)第一次分裂中期；(c)第一次分裂后期\n(a)第一次分裂末期；(b)下次分裂前的间期\n(a)第二次分裂前期；(b)第二次分裂中期\n(a)第二次分裂后期；(b)第二次分裂末期；(c)胞质分裂\n减数分裂\n为什么种间杂交往往不产生后代？从理论上说，马有６４个染色体，，驴有６２个，而马和驴杂交所生的骡子只有６３个，由于不可分，因此骡子一般不具有繁殖能力。\n♀生物体♂受精卵（合子）卵细胞精子①②②③①个体发育胚的发育胚后发育②减数分裂③受精作用三、遗传与变异\n遗传：亲代与子代的相似性变异：亲代与子代的差异变异的原因：染色体重组基因突变（碱基变化）\n为什么兄弟姐妹有不同？\nHOXmutantAntenna—leg果蝇\nBithoraxmutant\n一、基因表达的过程基因通过转录和翻译产生功能蛋白质的过程。第三节基因的结构及表达调节\n基因表达事件的发生顺序DNAmRNApolypeptiderearrangementRNAprocessingTranscriptionalcontrolhnRNATranslationalcontrolposttranslationalcontrolmodificationactivationstabilitystabilityprotein\n基因表达事件的发生场所\n二、基因结构5‘3‘远侧调节序列启动子编码序列终止信号剪切\n启动子(promoter,P)是指能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA序列。终止子（terminator，T）:位于基因3’端,给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列。调节序列：决定基因什么时候，以什么强度转录编码序列：决定蛋白质的序列\n三、基因表达的调节基因是否表达受蛋白质因子的调节\n基因表达的调节方式：受组织和细胞类型的调节受发育时期的调节受环境的调节\n环境的调节机制激素药物膜上信号转换系统胞内信号蛋白质磷酸化酶活性基因表达\n四、DNA序列的类型1.根据是否重复分为：非重复序列重复序列\n重复序列是指在一个DNA分子中不止出现一次的序列。几乎所有的真核生物（除单细胞的酵母外）的基因组DNA中都有重复序列。\nDNA序列根据重复性分为四类;（1）不重复的唯一序列（只有一个）（2）低度重复序列（<10个拷贝）50-60%（3）中度重复序列（10~几百个拷贝）25-40%（4）高度重复序列（几百个~几百万个拷贝）10-15%\n2.根据是否有功能分为：有功能序列：编码蛋白质或RNA冗余序列：目前尚不知功能\n1.按编码产物分：转录RNA的基因编码蛋白质基因2.按表达机制分：组成型—constitutivegenesorhouse-keepinggenes(看家基因)，持续表达的基因诱导型—induciblegenes，在特定条件下表达的基因\n编码蛋白质的基因又分为：结构基因—编码各种有直接生化功能、结构功能或贮存作用的蛋白质的基因。调节基因—所编码蛋白质的作用是调节其它基因的表达\n：(1)移动基因（跳跃基因jumpinggene）又叫转座子(transposableelements)又叫转位因子。由于它可以从染色体基因组上的一个位置转移到另一位置，甚至在不同的染色体之间跳跃，因此在文献中有时也形象的称之为跳跃基因。侧翼IS因子取向不同的两种复合转座子\n(2)断裂基因在基因编码序列中有与氨基酸编码无关的DNA间隔序列，使一个基因分隔成不连续的若干区段人-β珠蛋白基因的结构\n(3)假基因一类的基因组中稳定存在，核苷酸序列同其相应的正常功能基因基本相同，但却不能合成出功能蛋白质的失活基因，是正常基因突变而丧失活性的结果。人金属硫蛋白功能基因Mt-ⅡA与无功能的加工的假基因Mt-ⅡB的结构比较\n(4)重叠基因随着DNA核苷酸序列测定技术的发展，人们已经在一些噬菌体和动物病毒中发现，不同核苷酸序列是彼此重叠的，称这样的两个基因为重叠基因（overlappinggenes）,或嵌套基因（nestgene）