第5章 细胞间相互作用

第五章相间的相互作用5.1 固体、气体与水的化学相互作用在天然水和废水中很少出现完全在水溶液中发生化学均相反应的现象。

水中最重要的化学和生化现象反而包括了水中物质与其他相之间的相互作用。

图5.1列举了一些发生相互作用的例子，如下：通过藻类的光合作用，在悬浮藻类的细胞内生成了固体生物质，而且固体生物质的产生涉及了水与细胞间溶解性固体与气体的交换。

当水中细菌降解了有机质（经常以小颗粒的形式存在），类似的交换过程也会发生。

随着化学反应不断地进行，水中也就不断地产生固体和气体。

水体系中的铁和许多重要的痕量元素被看成胶体而运输或吸附到固体颗粒上。

碳水化合物和一些杀虫剂以一种不相溶的液体膜的形式存在于水的表面。

沉积物通常被冲刷到了水体中。

图5.1 涉及水和其他相间相互作用的最重要的环境化学过程本章将讨论水体化学过程中不同相间相互作用的重要性。

一般情况下，除了水，这些相可划分为沉积物（离散的固体）和悬浮的胶体物质。

我们也将讨论沉积物的形成、作为储存库的沉积物的重要性和水溶质的来源。

前面章节所提到的固、气体的溶解度（亨利定律）在本章也会作详细的讲解。

本章的大部分讨论了胶体的行为，这包括非常细小的固体颗粒、气体或悬浮在水中的不相溶的液体。

很多重要的水生化学现象都涉及到了胶体物质。

因为胶体物质的表面积与体积的比值大，所以它的活性比较高。

5.2 沉积物的形成与重要性沉积物是相对较细小的那层物质，它覆盖在河流、湖泊与海洋的底部。

它通常由一些小、中、粗的矿物混合物组成，包括黏土、淤泥和沙子，其中混有有机质。

在组成方面它们可能从纯矿物变化到以有机质为主的物质。

沉积物也是各种生物、化学污染物和被污染了的碎屑的储存库。

我们特别关注的就是通过生物化学物质从沉积物到水生食物链的迁移过程。

寄居在沉积物中的生物包括各种各样的贝类（虾、蟹、蛤）和蠕虫、昆虫、端足类、双壳类的生物与其他的小生物，这些都是值得我们特别关注的，因为它们都是位于食物链底层的附近。

第5章细胞融合5.1细胞融合的概述5.2细胞融合技术的意义5.3细胞融合的基本原理5.4细胞融合材料5.5细胞融合的方法5.6融合细胞的筛选5.7细胞融合技术的应用举例5.8 展望5.1 细胞融合的概述5.1.1 细胞融合的定义细胞融合（Cell fusion）又称体细胞杂交（Somatic hybridization）：是指将不同来源的细胞或原生质体通过人工方法诱导融合形成杂种细胞，并使之分化再生，形成新物种或新品种的技术。

5.1.2 细胞融合的类型根据所选用的亲本细胞或原生质的来源可分为以下4种：体细胞杂交1、利用双亲的体细胞或原生质进行融合，是真正意义上的细胞融合技术，目前细胞融合的大多数组合仍以体细胞杂交为主。

2、配子-体细胞杂交融合亲本一个为体细胞，另一个为性细胞（精、卵细胞），可获得三倍体细胞杂种。

3、配子间细胞杂交融合双亲本均为性细胞（精、卵细胞），配子间细胞杂交有多种组合形式。

其中以精、卵细胞进展最快。

例如：玉米4、微细胞杂交先诱导细胞中形成高频率的微核，再分离和制备具有此微核的细胞或原生质体，作为融合的亲本而进行体细胞杂交。

用于转移单个完整的染色体以建立单体或多体的“染色体杂种”。

5.2 细胞融合技术的意义可以避开生殖细胞的受精过程，在亲缘更远的物种间实现基因转移，创造出自然界中所没有的新物种。

体细胞融合还有一个重要的价值，就是创造细胞质杂种。

体细胞杂交在作物育种和种质创新上有其独到的意义和作用。

5.3 细胞融合的基本原理将来自小鼠和人体的两个细胞通过细胞融合技术，得到含有两者遗传信息的新的杂合细胞，然后通过培养基筛选出这种杂合细胞，就有可能得到一个新生物。

细胞融合的研究历史细胞融合现象最初是在动物细胞中表现的。

1858年Virchow叙述了正常组织、发炎组织以及肿瘤组织中的多核细胞情况。

1875年，Lange第一个观察到脊椎动物（蛙类）的血液细胞发生的合并现象。

1962年日本冈田善雄发现一种叫日本血凝性病毒(HVJ)能引起艾氏腹水瘤细胞融合成多核细胞的现象。

第5章细胞的能量供应和利用本章出思维导图1教材旁栏问题和练习及答案2第1节降低化学反应活化能的酶问题探讨1773年，意大利科学家斯帕兰札尼(L. Spallanzani, 1729—1799 )做了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。

过一段时间后,他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。

讨论：1.为什么要将肉块放在金属笼内？【答案】便于取出实验材料(肉块)，排除物理性消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学性消化。

2.是什么物质使肉块消失了？【答案】是胃内的化学物质将肉块分解了。

3.怎样才能证明你的推测？【答案】收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。

一、酶的作用和本质探究与实践1.与1号试管相比，2号试管出现什么不同的现象？这一现象说明什么？【答案】2号试管放出的气泡多。

这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。

2.在细胞内，能通过加热来提高反应速率吗？【答案】不能。

3.3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？【答案】说明FeCl3中的Fe3+和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。

4.3号试管与4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？为什么说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要？【答案】4号试管的反应速率比3号试管快得多，说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。

细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。

思考•讨论1.巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性？【答案】巴斯德认为发酵与活细胞有关,是合理的；认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用,是不正确的。

李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质,是合理的；认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用，是不正确的。

《普通生物学》章节笔记第一章生命的起源与进化一、生命的起源1. 地球的形成与生命的起源地球的形成大约开始于46亿年前，从原始太阳星云中逐渐凝聚而成。

地球的形成过程可以分为以下几个阶段：（1）吸积阶段：尘埃和岩石碎片在引力作用下聚集，形成地球的胚胎。

（2）分化阶段：地球内部因放射性元素衰变产生热量，导致地球内部熔融，重元素下沉形成地核，轻元素上升形成地壳。

（3）冷却阶段：地球表面逐渐冷却，形成稳定的岩石圈。

生命的起源与地球环境的变化紧密相关，以下是一些关键步骤：（1）有机小分子的生成：在地球早期，大气中缺乏氧气，存在大量的还原性气体，如氢、甲烷、氨等。

在紫外线、雷电等能量作用下，这些气体可以生成简单的有机小分子，如氨基酸、糖类等。

（2）有机大分子的形成：有机小分子在原始海洋或其他水体中进一步反应，形成复杂的有机大分子，如蛋白质、核酸等。

（3）原始生命的诞生：有机大分子在特定的条件下，可能形成具有自我复制能力的系统，这被认为是生命的起点。

2. 生命起源的假说关于生命的起源，科学家提出了多种假说，以下是几种主要的假说：（1）化学进化论：这一假说认为生命的起源经历了从无机物到有机物，从有机物到生物大分子，最后形成原始生命的过程。

具体包括以下几个阶段：- 无机小分子生成有机小分子- 有机小分子生成生物大分子- 生物大分子组成多分子体系- 有机多分子体系转变为原始生命（2）热泉起源说：这一假说认为地球早期海底热泉附近的环境有利于生命的发生。

热泉提供了能量、矿物质和有机物，为生命起源创造了条件。

（3）宇宙生命起源说：这一假说认为地球生命可能来源于外太空，如陨石、彗星等携带的有机物。

二、生物进化论1. 达尔文的自然选择学说查尔斯·达尔文在《物种起源》中提出了自然选择学说，其主要内容包括：（1）过度繁殖：生物普遍具有产生大量后代的倾向。

（2）生存竞争：由于资源有限，生物之间以及生物与环境之间展开竞争。

（3）遗传变异：生物个体之间存在差异，这些差异可以遗传给后代。

人教版高中生物必修一第五章《细胞的能量供应和利用》章末总结及训练题【要点必备】1．酶并非都是蛋白质，少数酶是RNA ；酶具有催化作用，其原理是降低化学反应的活化能。

2．酶的作用具有高效性、专一性和作用条件温和等特性。

3．ATP 中远离A 的高能磷酸键易断裂，也易形成(伴随能量的释放和储存)。

生物体内ATP 含量不多，但转化迅速，能保证持续供能。

4．植物产生ATP 的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体，而动物产生ATP 的场所是细胞质基质和线粒体。

光合作用的光反应产生的ATP 只用于暗反应中C 3的还原，而细胞呼吸产生的ATP 用于除C 3还原之外的各项生命活动。

5．有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，反应式为：C 6H 12O 6＋6O 2＋6H 2O ――→酶6CO 2＋12H 2O ＋能量。

无氧呼吸的场所是细胞质基质，反应式为：C 6H 12O 6――→酶2C 2H 5OH ＋2CO 2＋少量能量或C 6H 12O 6――→酶2C 3H 6O 3＋少量能量。

6．光反应的场所是叶绿体类囊体薄膜，产物是O 2、[H]和ATP 。

暗反应的场所是叶绿体基质，产物是有机物和ADP 、Pi 。

7．光合作用中的物质转变为：14CO2→14C3→(14CH2O)；H218O→18O2。

8．光合作用的能量转变为：光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能。

【规律整合】一、生物细胞呼吸方式的判断1．根据生物的类型判断：原核生物无线粒体，大多进行无氧呼吸产生乳酸(如乳酸菌)或者酒精和二氧化碳，但也有些原核生物进行有氧呼吸，如醋酸杆菌、蓝藻等。

高等动物无氧呼吸都是产生乳酸的，高等植物绝大部分无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，也有产生乳酸的，如马铃薯块茎、甜菜块根、玉米的胚(可记忆为“马吃甜玉米”)等。

2．根据反应物、产物的类型判断(1)消耗O2→有氧呼吸，但无法确定是否同时进行了无氧呼吸。

(2)有H2O生成→有氧呼吸，但无法确定是否同时进行了无氧呼吸。

细胞间相互作用和信号传递机制细胞间相互作用和信号传递机制是维持多细胞生物体内协调功能的基础。

细胞间相互作用是指细胞之间通过物质、电信号等方式进行交流和相互影响的过程，而信号传递机制是指细胞接收、转导和响应外界信号的分子机制。

本文将从细胞间相互作用和信号传递机制两个方面对其进行详细阐述。

一、细胞间相互作用1.直接接触型相互作用细胞之间可以通过细胞膜直接接触进行相互作用。

例如，细胞黏附分子（cell adhesion molecules，CAMs）可以通过细胞膜表面的蛋白质相互结合，从而使细胞粘附在一起。

这种相互作用在维持组织结构、细胞迁移和胚胎发育中起着重要作用。

2.间接作用型相互作用细胞之间可以通过细胞外分泌的化学物质进行间接作用。

最典型的例子是细胞因子（cytokines），它们由分泌细胞释放后可以作用于远离分泌细胞的受体细胞。

细胞因子可以通过自分泌和旁分泌两种方式释放，并通过自分泌收到自我调节，保持体内细胞因子的稳态水平。

3.电信号相互作用一些细胞可以通过电信号途径进行相互作用。

例如，心肌细胞之间可以通过细胞膜间隙连接形成的连接卟啉互相传递电信号，从而实现心脏的同步收缩。

神经元之间也可以通过突触结构进行电信号传递。

4.同种细胞间相互作用在一些情况下，同种细胞之间也会发生相互作用。

例如，淋巴细胞可以通过T细胞受体和B细胞受体相互识别和相互激活。

另外，在免疫应答过程中，活化的T细胞可以通过整合素和细胞黏附分子与免疫细胞形成免疫组合物，从而实现更高效的免疫应答。

1.受体信号传递的第一步是信号受体的识别和结合外界信号。

细胞膜上的受体可以通过跨膜蛋白质结构来识别不同的信号分子。

常见的受体包括离子通道受体、酪氨酸激酶受体、G蛋白偶联受体等。

2.信号转导一旦外界信号被受体识别，会触发一系列的信号转导过程。

这些转导通路包括蛋白激酶信号通路、蛋白酶C信号通路、钙离子信号通路等。

在信号转导过程中，信号会通过酶的激活、酶的底物磷酸化等方式被转导至细胞内。