生命现象的物质基础.pptVIP

* * 第二章生命科学 第２节 生命现象的统一性 生命现象是物质运动的复杂形式。生物的个体、群体乃至整体都是地球物质系统的组成部分；然而，由于生命活动的参预，这一系统又有着自身卓尔不凡的特殊秉性。 DNA双螺旋结构的发现、分子生物学对基因物质功能的研究，为现代生命科学奠定了统一而坚实的基础；而对高等动物（特别是人类）大脑功能的逐步认识，则为探索人类精神领域内的种种神秘现象开启了一扇科学之门。 生命现象的物质基础 1.结构基础 细胞是一切动植物结构的基本单位；有两大种类，即原生细胞和原核细胞。前者非常简单，一个环状的DNA分子形成核区、并且一般不含蛋白质、故不存在染色体，细胞质中只有核糖体一种细胞器、没有其他具膜的细胞结构，细胞壁的主要成分是肽聚糖；后者比较复杂，其中动物细胞结构见表；而动、植物细胞的区别在于，动物细胞没有细胞壁、叶绿体和液泡，但有中心体。 复杂生命体的层次结构通常是这样的：由细胞形成组织、由组织构成器官、由器官形成系统，最终，这些系统综合成一个机体。而作为这个机体最基本单元的细胞，通常能表现出所有生命活动的特征。 细胞结构 核仁 染色质 核基质 核膜 核膜 核仁 染色体 核基质 细胞核 核糖体 中心粒 细胞骨架 线粒体 高尔基复合体 内质网 溶酶体 线粒体 高尔基复合体 中心体 细胞质 细胞膜（质膜） 细胞膜（质膜） 细胞膜 非膜相结构 膜相结构 电子显微镜下 光学显微镜下 动物细胞结构 2.化学基础 细胞的化学成分主要包括无机化合物和有机化合物。 （一）生命须要约25种元素： 自然界天然存在的92种元素中，有25种为生命所必须，它们是氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、硫、钠、氯和镁这11种常量元素及14种微量元素，即硼、铬、钴、铜、氟、碘、铁、锰、钼、硒、硅、锡、钒和锌。 （二）无机化合物：水、无机盐 水是生命之源，是生命存在的必要条件 。在各种生物体中，水的含量通常占体重的60%～70%，失去水分任何生命都不能存活。 水在细胞中以自由水或结合水的形式存在；自由水以游离状态存在于细胞质基质和液泡等部位内、因可自由流动故具有物质运输作用，结合水是细胞的组成成分、在细胞内与其他物质结合、含量稳定、不易散失。 无机盐的生理作用主要有三个方面。其一是细胞的重要组成部分，其二是维持细胞的形态和功能，其三是维持生物体的生命活动。一些常见的离子更是维持体液酸碱平衡和渗透压的重要因素。 （三）有机化合物： （1）蛋白质 蛋白质是由氨基酸通过肽键连接成的长链大分子。每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基、而侧链“R”基团不同，按此可将氨基酸分为20种 。对人类而言，有８种氨基酸不能体内合成，只能从食物中直接摄入，因此人必须摄入充足的蛋白质。 每一个人体中都有数万种不同的蛋白质，各自有其独特的三维结构，分别执行专一的功能。其中最重要的两类蛋白质是结构蛋白（构成生物体细胞的重要物质。如肌球蛋白、肌动蛋白是肌纤维细胞的组成物质，具有运动功能；红细胞所含的血红蛋白具有运输氧和二氧化碳的作用）和功能蛋白（调节细胞和生物体的新陈代谢。如各种酶的催化作用，生长激素、胰岛素的调节作用）；蛋白质还具有其他更多的生物学特性，如免疫作用（引起免疫作用的抗原和免疫过程产生的抗体，都是蛋白质）等。 由此可知，蛋白质是一切生命活动的体现者。 （2）核酸 核酸是最重要的遗传物质，它是由核苷酸单体聚合而成的生物大分子；一个核苷酸由三部分组成，一分子含氮碱基、一分子磷酸、一分子五碳糖。 五碳糖有核糖与脱氧核糖之分；而含氮碱基则分为嘌呤和嘧啶两大类、共有5种，即腺嘌呤A、胸腺嘧啶T或尿嘧啶U、鸟嘌呤G和胞嘧啶C。 RNA即核糖核酸，包括信使核糖核酸(mRNA)、转移核糖核酸(tRNA)、核糖体核糖核酸(rRNA)和hRNA等，它是由许多核苷酸脱水形成的单链。 DNA也就是脱氧核糖核酸是遗传基因的直接携带者，其分子具有规则的双螺旋结构、两条链长度一样、脱氧核苷酸数目相等，螺旋直径2.0nm、每10对碱基旋转一周，碱基间严格按照互补配对原则A-T、C-G连接。DNA上的碱基序列包含着遗传信息，决定了所合成的蛋白质中的氨基酸序列，从而决定了蛋白质的结构和生物的性状。 （3）其它 糖类。其中氢与氧的比例和水相同、为2：1，习惯上称为碳水化合物。最常见的单糖是葡萄糖和果糖，它们是同分异构体；两个葡萄糖