2细胞基本知识概要翟中和.ppt

第二章 细胞的统一性和多样性细胞的基本概念原核细胞和古核细胞 真核细胞非细胞形态的生命体 病毒及其与细胞的关系第一节 细胞的基本概念细胞是生命活动的基本单位细胞概念的一些新思考细胞的基本共性细胞是生命活动的基本单位细胞是生命活动的基本单位一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位细胞是有机体生长与发育的基础细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性没有细胞就没有完整的生命细胞概念的一些新思考细胞是多层次非线性的复杂结构体系 细胞具有高度复杂性和组织性细胞是物质（结构）、能量与信息过程精巧结合的综合体 细胞完成各种化学反应； 细胞需要和利用能量； 细胞参与大量机械活动； 细胞对刺激作出反应；细胞是高度有序的，具有自组装能力与自组织体系 细胞能进行自我调控； 繁殖和传留后代；细胞是复杂的结构体系细胞是复杂的结构体系物质（结构）、能物质（结构）、能量与信息过程精巧量与信息过程精巧结合的综合体结合的综合体细胞完成各种化学反应细胞完成各种化学反应细胞需要和利用能量细胞需要和利用能量繁殖和传留后代细胞的基本共性所有细胞具有相似的化学组成。

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 作为遗传信息复制与转录的载体作为蛋白质合成的机器核糖体，毫无例外地 存在于一切细胞内所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂第二节第二节 原核细胞和古核细胞原核细胞和古核细胞l原核细胞（Prokaryotic cell）l古核细胞（Archaebacteria）原核细胞 基本特点：l没有核膜，遗传物质集中在一个没有明确界限的低电子密度区，称为拟核(nucleoid)lDNA为裸露的环状双螺旋分子，通常没有结合蛋白，没有恒定的内膜系统，核糖体为70S型l原核细胞构成的生物称为原核生物，均为单细胞生物一般以二分裂的方式繁殖，也有的产生孢子 主要代表：支原体（mycoplast）目前发现的最小最简单的细胞；细菌蓝藻又称蓝细菌（Cyanobacteria）支原体支原体 mycoplastmycoplastl大小通常为0.10.3m，可通过滤菌器l无细胞壁，不能维持固定的形态而呈现多形性l细胞膜中胆固醇含量较多，约占36%，凡能作用于胆固醇的物质（如二性霉素B、皂素等）均可引起支原体膜的破坏而使支原体死亡。

l基因组为环状双链DNA，分子量小（仅有大肠杆菌的五分之一），合成与代谢很有限l肺炎支原体的一端有一种特殊的末端结构（terminal structure），能使支原体粘附于呼吸道粘膜上皮细胞表面，与致病性有关肺炎支原体肺炎支原体l为什么说支原体是最小的细胞？细菌细菌l是在自然界分布最广、个体数量最多的有机体l可分为：球菌、杆菌和螺旋菌（弧形菌）l绝大多数细菌的直径在0.55m之间大肠杆菌肉毒梭菌弧形霍乱菌l1、细胞壁l厚度一般15-30nm主要成分是肽聚糖，由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸构成双糖单元，以（1-4）糖苷键连接成大分子N-乙酰胞壁酸分子上有四肽侧链，相邻聚糖纤维之间的短肽通过肽桥（革兰氏阳性菌）或肽键（革兰氏阴性菌）桥接起来，形成了肽聚糖片层，像胶合板一样，粘合成多层Gram positive bacterial cell wall structure diagramGram positive bacterial cell wall structure diagram l2、细胞膜l厚约810nm，外侧紧贴细胞壁，通常不形成内膜系统一些行光合作用的原核生物，质膜具有与捕光反应有关的内褶。

一些革兰氏阳性菌质膜内褶形成小管状结构，称为中膜体或间体(mesosome) ，起到DNA复制的支点作用l膜的多功能性l3、荚膜l细菌最外表的一层多糖类物质，边界明显的称荚膜（capsule），如肺炎球菌，边界不明显的称粘液层（slime layer），如葡萄球菌l功能：抵御不良环境；保护自身不受吞噬；选择性的粘附到特定细胞的表面上l4、鞭毛：l是某些细菌的运动器官，由一种称为鞭毛蛋白的弹性蛋白构成，结构上不同于真核生物的鞭毛l5、菌毛：l是菌体表面中空毛发状结构，须用电镜观察与细菌运动无关，根据形态、结构和功能，分为普通菌毛和性菌毛两类前者与细菌吸附和侵染宿主有关，后者为中空管子，与传递遗传物质有关 6、核糖体：约含500050000个部分附着在细胞膜内侧，大部分游离于细胞质中沉降系数为70S由大亚单位(50S)与小亚单位(30S)组成30S的小亚单位对四环素与链霉素敏感，50S的大亚单位对红霉素与氯霉素敏感l7、质粒(plasmid) ：l除核区DNA外，可进行自主复制的遗传因子，是裸露的环状DNA分子，所含遗传信息量为2200个基因，能进行自我复制，有时能整合到核DNA中去质粒常用作基因重组与基因转移的载体。

蓝藻蓝藻(Cyanobacteria)(Cyanobacteria)l又称蓝细菌，是最简单的自养生物它的光合作用类似于高等植物 ，而不同于光合细菌没有叶绿体，但有质膜内陷形成的捕光装置lDNA分子环状，但遗传信息量很大，可与高等植物相比l体积比其它原核细胞大得多，直径约10m左右，甚至可达70m (颤藻)l属单细胞生物，但有些蓝藻经常以丝状的细胞群体存在，如：属蓝藻门念珠藻类的发菜(nostoc commune var,flagtlliforme) 就是蓝藻的丝状体Cyanobacteria古细菌（Archaebacteria）古细菌（archaebacteria）与真核细胞曾在进化上有过共同历程 主要证据 进化系统树主要证据（1）细胞壁的成分与真核细胞一样，而非由含壁酸的肽聚糖构成，抑制肽聚糖前体合成的环丝氨酸，抑制肽聚糖合成的青霉素与万古霉素等对真细菌类有强的抑制生长作用，而对古细菌与真核细胞却无作用2）DNA与基因结构：古细菌DNA中有重复序列的存在此外，多数古核细胞的基因组中存在内含子3）有类核小体结构：古细菌具有组蛋白，而且能与DNA构建成类似核小体结构4）有类似真核细胞的核糖体：多数古细菌类的核糖体较真细菌有增大趋势，含有60种以上蛋白，介于真核细胞（7084）与真细菌（55）之间。

抗生素同样不能抑制古核细胞类的核糖体的蛋白质合成5）5S rRNA：根据对5S rRNA的分子进化分析，认为古细菌与真核生物同属一类，而真细菌却与之差距甚远5S rRNA二级结构的研究也说明很多古细菌与真核生物相似 l 除上述各点外，根据DNA聚合酶分析，氨基酰tRNA合成酶的作用，起始氨基酰tRNA 与肽链延长因子等分析，也提供了以上类似依据，说明古细菌与真核生物在进化上的关系较真细菌类更为密切因此近年来，真核细胞起源于古细菌的观点得到了加强第三节第三节 真核细胞真核细胞真核细胞的基本结构体系细胞的大小及其分析原核细胞与真核细胞的比较真核细胞的基本结构体系以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构系统； 以核酸（DNA或RNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统 由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统 l1、原生质(protoplasm)： 1839 Purkinje用原生质一词指细胞的全部活性物质，从现代概念来说它包括质膜、细胞质和细胞核(或拟核)l2、质膜（plasma membrane）：是细胞表面的单位膜l3、细胞核：（nucleus） 是细胞内最重要的细胞器，核表面是由双层膜构成的核被膜（nuclear envelope），核内包含有由DNA和蛋白质构成的染色体（chromosome）。

核内1至数个小球形结构，称为核仁（nucleolus）细胞核中的原生质称为核质l4、细胞质（cytoplasm）：质膜与核被膜之间的原生质l5、细胞器(organelle)：具有特定形态和功能的显微或亚显微结构称为细胞器，如：endoplasmic reticulum、Golgi body、lysosome、mitochondrion、chloroplast、cytoskeleton、centriole、microbodyl6、细胞质基质（cytoplasmic matrix）细胞质中除细胞器以外的部分又称为或胞质溶胶（cytosol），其体积约占细胞质的一半细胞的大小及其分析l大多数动植物细胞直径在2030m间l一般真核细胞的体积大于原核细胞，卵细胞大于体细胞l鸵鸟的卵黄直径可达5cm；支原体只有0.1m；人的坐骨神经细胞可长达1m细胞的大小及其分析各类细胞直径的比较细胞和细胞组分的相对大小原核细胞与真核细胞的比较原核细胞与真核细胞基本特征的比较原核细胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较植物细胞与动物细胞的比较原核细胞与真核细胞基本特征的比较原核细胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较原核细胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较植物细胞与动物细胞的比较细胞壁 液泡 叶绿体 第四节第四节 非细胞形态的生命体非细胞形态的生命体 病毒及其与细胞的关系病毒及其与细胞的关系病毒的基本知识病毒在细胞内增殖（复制）病毒与细胞在起源与进化中的关系病毒的基本知识病毒（virus）核酸分子（DNA或RNA）与蛋白质构 成的核酸-蛋白质复合体； 根据病毒的核酸类型可以将其分为两大类： DNA病毒与RNA病毒 病毒的多样性）类病毒（viroid）仅由感染性的RNA构成；朊病毒（prion） 仅由感染性的蛋白质亚基构成；病毒在细胞内病毒在细胞内增殖增殖（复制）（复制）病毒侵入细胞，病毒核酸的侵染病毒核酸的复制、转录与蛋白质的合成病毒的装配、成熟与释放 病毒是非细胞形态的生命体，它的主要生命活动必须要在细胞内实现。

病毒与细胞在起源上的关系，目前存在3种主要观点：生物大分子病毒细胞 病毒生物大分子 细胞生物大分子细胞病毒l病毒是细胞的演化物：1）彻底的寄生性；2）有些病毒与动物DNA片段相似；3）病毒是可以看做DNA与蛋白质或RNA与蛋白质的复合大分子，与细胞内核蛋白分子有相似之处；4）反转录病毒与脊椎动物转座子结构相似（长末端重复序列）。