一、生物与非生物的区别是什么区别生物与非生物的主要特征有3 个,即所有生物均有增殖活性,具有特定的 化学组成,严格细胞结构依赖,其中,最基本指标是增殖特征。不同时具备上述 特征的就是非生物如矿物会进行晶体生长。 增殖是指生物可以在其基因组基因指导下,获得个体数量的增加,如细胞分裂、 病毒增殖、动植物的个体繁殖等。 无论细胞生物或非细胞生物,构成的化学元素丰度与地球的化学元素丰度有着明 显的区别,且生物的组成元素中最多只出现25 种化学元素(图1—1)。如人的 常量元素有11 种——c、H、O、N、P、S、Ca、K、Na、Mg、cl,其他14 种为微量元素——Fe、cu、zn、Mn、co、Mo、se、Cr、Ni、si、Sn、v、F、 I。不同物种的常量元素和微量元素的组成存在一定的差异。 所有生物的生命活动均表现为细胞结构依赖。原核细胞生物一般情况下每个细胞 就是1 个个体,真核细胞生物有单细胞生物和多细胞生物之别,多细胞生物如 植物(单细胞藻类 例外)、动物(原生动物是单细胞,例外)。非细胞生物如病毒、类病毒、朊粒等 虽然没有细胞结构,但需要依赖特定的细胞才能表现主要的生命活动——增殖活 二、什么是细胞可以从两方面来理解什么是细胞,一是结构表现,二是功能表现。 典型的细胞结构特征包括:细胞质膜或细胞膜;核糖体;细胞基因组。在 多细胞生物中有些高度分化的细胞,可能没有核糖体,甚至没有自己的基因组, 如哺乳动物的成熟红细胞,仅有细胞质,没有细胞器,也没有染色质。 在功能表现方面,多细胞生物机体内,除了高度分化的细胞,所有其他细胞均有 以下功能:自主的基因表达;细胞分裂。在多细胞生物的特定组织中,活细 胞表达的基围可以区分为管家基因和组织特异性基因,而细胞基因组中的大多数 其他基因均处于闭锁状态。一般不进行基因表达。 三、细胞是生命活动的基本单位 在生物学意义上,细胞是生命活动的基本单位。理由主要有以下5 个方面: 细胞是构成有机体的基本单位;细胞是代谢与功能的基本单位,具有独立的、 有序的自控代谢体系;3 细胞是有机体生长与发育的基础;细胞是遗传的基本 单位,具有遗传的全能性;没有细胞就没有完整的生命。 四、细胞的基本共性 细胞的基本共性表现有以下4 个方面:所有的细胞表面均有由磷脂双分子层 与镶嵌蛋白质构成的生物膜,即细胞膜;所有的细胞都含有两种核酸,即DNA 与RNA,构成遗传信息复制与转录的载体;作为蛋白质合成的细胞器,所有 细胞都有核糖体;几乎所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行。 五、细胞的化学组成 综观细胞生物学的研究水平,构成细胞化学成分的组成层次有4 个:化学元素、 水和无机盐、有机分子、生物大分子。 (一)细胞的化学元素 也是25 个元素,其中,c、H、O、N、P、s、ca、K、Na、Mg、cl 一般属于 常量元素,其他如Fe、Cu、Zn、Mn、Co、M0、Se、Cr、Ni、s1、sn、V、 等属于微量元素。(二)水和无机盐 细胞内的水有两种形式存在,一是游离水,二是结合水并在细胞生命活动中发挥 作用。游离水是那些可以相对自由活动的H 分子,与有机分子或生物大分子的极性基团、无机离子等无疏水相互作用相联系。结合水是指与有机分子或生物 大分子的极性基团、无机离子等产生较强的疏水相互作用.不能自主活动的H 分子,如离子的水化层结合水。水是生命活动中非常重要的溶剂环境,没有水就没有生命,没有水细胞也不能正 常发挥生理功能甚至死亡。一般认为水在组织、细胞中的比重占到80%以上。 无机盐在细胞生命活动中的作用是不可或缺的.无机盐在细胞内表现为阴离子或 阳离子,这些离子使电中性的H 分子结合形成水化层。 (三)有机分子 正常细胞内的有机分子有许多,研究比较清楚的是结构性有机分子,即是通过生 物化学过程重构成生物大分子的那些有机分子,包括核苷酸、氨基酸、单糖、脂 类分子这4 1.核苷酸组成核酸分子的重要有机分子就是核苷酸,由碱基、五碳糖和磷酸组成。在DNA 和RNA 种核酸中出现的碱基共有5种,分别是尿嘧啶(u)、胸腺嘧啶(T)、 胞嘧啶(C)、腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G)(图1—2);出现的五碳糖单糖有2 别称核糖或脱氧核糖。其他核苷酸及其衍生物在生物细胞内也多见,人们往往以生物活性物质的形式进 行研究开发,用于人类健康或其他目的。 2.氨基酸 自然界有200 余种氨基酸被发现,组成生物大分子蛋白质或多肽的氨基酸共有 20 其他氨基酸及其衍生物在生物细胞内发现用作食品风味物质.利于人类健康的生物活性物质或药物。 人体必需氨基酸有8 种,需要通过食物摄取补充。这些氨基酸是异亮氨酸、亮 氨酸、色氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、缬氨酸。 3.单糖 自然界有lDO 余种单糖,组成多糖及寡糖链的单糖约10 余种,包括五碳糖和六 五碳糖包括核糖和脱氧核糖,是构成核酸的重要单糖。六碳糖则是构成多糖的重要单糖。 4.脂类分子 细胞内的脂类分子主要是磷脂、胆固醇、帖类等若干种,主要功能是构成膜脂生 物大分子,而膜脂是组成生物膜的重要基础。 (四)生物大分子 细胞内的生物大分子主要是核酸、蛋白、多糖和膜脂(图1 1.核酸核酸是一类相对分子质量巨大的生物大分子,根据核苷酸的差异区分为RNA DNA。无论哪种核酸,其聚合键均为磷酸二酯键,键合位3’,5’。核酸的书写方向是5’ 一3’,因此,核酸也称作核苷酸序列。 核酸的功能形态主要表现为基因存储形式或基因表达形式两种。如mRNA、 rRNA 和tRNA 就是基因表达后的产物,都是相应的基因转录后的产物,但mRNA 不是基因表达的最终产物,该类基因表达的最终产物是多肽或蛋白质, 而rRNA 和tRNA 则是该类基因表达的最终产物。 2.蛋白质 依据它们在细胞结构上相对于生物膜的分布及其功能表现差异,人们将蛋白质区 分为膜蛋白质、基质蛋白和分泌蛋白。 蛋白质可以理解为氨基酸的聚合物,聚合键为肽键,键台位是一NH COOH,即一个氨基酸的游离一NH:和另一个相邻氨基酸的游离—COOH缩合 形成一个肽键。蛋白质的书写方向是游离一NH 的氨基酸.书写时使用氨基酸缩写,氨基酸缩写可以是单字母符号或三字母符号,一般使用单字母符号。由于这样规定书写方向.所以把蛋白质或多肽也称氨基酸 序列。 细胞内的蛋白质或多肽还有其他存在形式,如真核细胞染色体骨架中的组蛋白和 非组蛋白、细胞内的核糖体蛋白、细胞骨架蛋白(微管、微丝、中间纤维)、病毒 或噬菌体的衣壳蛋白。 3.多糖 多糖在细胞内存在的形式多种多样,主要是细胞壁多糖、膜多糖、糖原和淀粉.其 他存在形式是与他种生物大分子形成复合物.如糖蛋白、糖脂。 多糖一般是由六碳糖缩合形成的有分枝或无分枝的长链分子,多糖的聚合键是糖 细胞壁多糖在原核细胞一般是肽聚糖,在真菌细胞可以是几丁质或纤维素,在植物细胞则是纤维素、半纤维素、木质素、果胶质等。 糖氨聚糖(GAG)指由氨基己糖和糖醛酸组成的特定二糖单元组成的重复结构, 糖苷键可以是β(1,3)、β(1,4)和β(1.6)等(表1—2)。 膜脂的键合键主要是氢键、范德华氏力等弱相互作用。膜脂可以与糖链、蛋白质、多肽等形成生物大分子复合物。 膜脂指由脂质分子共同组成脂质双分子层,是组成生物膜的重要结构基础。