
细胞生物学PPT课件:细胞的基本概念.ppt
48页单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,细胞的基本概念,Basic Concept of The Cell,本章内容提要,第一节 细胞的基本特征,第二节 原核细胞与真核细胞概念的确立,第三节 病毒,第四节 细胞的形状和大小,第五节 细胞的化学组成,第六节 细胞的能量代谢与生物催化剂,复习思考题,第一节 细胞的基本特征,定义,:,细胞是有膜包围的能独立进行繁殖的原生质团,质膜,细胞质,(cytoplasm),核质,(nucleoplasm;karyoplasm),核膜,(nuclear envelope),原生质,(protoplasm),:指活细胞的全部活物质,包括,质膜,、,细胞质,和,细胞核,(,或类核,)质膜外结构,原生质体,细胞质,质膜,细胞核(或类核),细胞器,细胞质溶质,细胞骨架,细胞外基质,细胞壁,细胞的结构组成图解:,细胞,第一节 细胞的基本特征,(2),具有一层细胞质膜,(3),具有一套完整的代谢机构,(1),具有一套基因组,1.,细胞进行生命活动应具有的最基本的要素:,使细胞能进行独立的代谢活动,通过质膜与周围环境进行物质和信息交流,控制细胞的遗传活动,第一节 细胞的基本特征,枝原体,(mycoplast),:最小,0.1,m,,具备了进行生命活动最基本的三项要素。
病毒,:体积小(多小于,0.1,m,),,缺少进行独立代谢的某些基因和机构,(单独存在时不能自我繁殖,必须依赖于宿主细胞)第一节 细胞的基本特征,病毒不是细胞,,只是具有部分生命特征的,感染物,,最多只能被称为“,半生命,”枝原体,是细胞,!,2.,细胞区别于无机界的最主要的特性:,在结构上具有,自我装配,的能力;,在生理活动中具有,自我调节,的能力;,在增殖上具有,自我复制,的能力这些特性也可以说是,生命的特征,,它们的,丧失即意味着死亡,第一节 细胞的基本特征,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;,细胞概念的一些新思考,第二节 原核细胞与真核细胞概念的确立,具有细胞壁和叶绿体,对于某些生物来说却遇到了分类上的困难:,眼虫,(,Euglena,),有,叶绿体,却无细胞壁,;,细菌,和,真菌,虽有,细胞壁,但无叶绿体,;,枝原体,既无叶绿体也无细胞壁。
400,余万种生物:,一切生物,动物界,植物界,没有细胞壁和叶绿体,早期,营养方式运动能力细胞结构,根据,进化地位、结构的复杂程度、遗传装置的类型与主要生命活动的方式,等,H.Ris,将细胞分为,原核细胞,(,prokaryotic cell),和,真核细胞,(eukaryotic cell),原核细胞,-,原核生物,真核细胞,-,真核生物,第二节 原核细胞与真核细胞概念的确立,枝原体的遗传物质分布于整个细胞中;细菌的遗传物质则集中在,一个无明确界限的低电子密度,的,拟核,(nucleoid),区中原核细胞中的,DNA,为,裸露,的直径,2.5nm,的,环状,双螺旋分子(长约几十,nm,)一、原核细胞,(Prokaryotic cells),1.,原核细胞最主要的特征是没有由膜包围的细胞核,第二节 原核细胞与真核细胞概念的确立,拟核,原核细胞,-,细菌的电镜照片(示拟核),第二节 原核细胞与真核细胞概念的确立,细菌的三维模式图,大多数原核细胞比较小,平均只有,110,m,枝原体、立克次体和鹦鹉热菌最小只有,0.10.3,m,大的原核细胞如蓝细菌中的颤藻,(,Oscilatolia princeps,),,直径可达,60,m,。
有的物种,细胞分裂后可连成链或丝,也有的形成群体它们的繁殖方式一般为,二分裂,,也有的,产生孢子,,少数行,出芽生殖,2.,大多数原核细胞比较小、繁殖方式简单,第二节 原核细胞与真核细胞概念的确立,质膜内为,细胞质,和,拟核,,,多数,在质膜外还有一层硬的,细胞壁,枝原体,(mycoplasma),的质膜外面没有细胞壁,为,原生质体,(protoplast),如人体中的,类胸膜炎球菌,(pleuropneumonia-like organism),和植物细胞中的,螺原体,(spiroplasma,citrii,),3.,原核细胞的形态和结构比较简单,第二节 原核细胞与真核细胞概念的确立,第二节 原核细胞与真核细胞概念的确立,螺原体,(,一种枝原体,),类胸膜炎球菌,原核细胞的质膜具有,单位膜,的典型特征,厚约,10nm,某些原核生物的质膜在有的部位发生内褶,形成,间体,(mesosome)(,与细胞呼吸和分裂有关,),大多数原核生物没有恒定的内膜系统,,没有分区化(,原核细胞区别于真核细胞的重要特征之一,)原核生物的核糖体较小,(,70S,),,直径约,1520nm,,其所含的,RNA,和蛋白质亦不同于真核细胞。
质膜是细胞进行生命活动的一种基本结构,,质膜遭到破坏后任何细胞都不能存活,第二节 原核细胞与真核细胞概念的确立,细菌鞭毛,细菌荚膜,真核细胞最主要的特点是,,,细胞内由膜间隔成了许多功能区,二、真核细胞,(eukaryotic cells),第二节 原核细胞与真核细胞概念的确立,其中,,核膜,、,内质网,、,高尔基体,在结构上形成了一个连续的体系,称为,内膜系统,内膜系统将细胞质分隔成了一些区间,即所谓的,分区化,(,compartmentalization,),最明显的是含有由膜围成的,细胞核,和,细胞器,(,线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体等,)质膜,、,溶酶体,和,分泌泡,均可看作是,内膜系统的产物,分区化是细胞进化高等的特征,,它使细胞的,代谢活动的效率,比原核细胞大为提高线粒体和叶绿体则承担了一些特殊功能:,氧化磷酸化作用,主要集中在,线粒体,中进行;,第二节 原核细胞与真核细胞概念的确立,植物细胞的,光合作用,则集中在,叶绿体,中进行细胞表面的一层,单位膜,,特称为,质膜,真核细胞的主要结构有如下几种:,1.,质膜,(plasma membrane),:,第二节 原核细胞与真核细胞概念的确立,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,染色质,(chromatin),。
分裂期染色质凝缩成短棒状,称为,染色体,(chromosome),2.,细胞核,核仁,核孔,染色质,内膜,外膜,第二节 原核细胞与真核细胞概念的确立,(nucleus),存在于质膜与核被膜之间的原生质称为,细胞质,,各种,细胞器,与,细胞骨架,均存在于细胞质中除,膜围细胞器,和,细胞骨架,外,细胞质的其余部分称为,细胞质溶质,(cytosol),或,胞质溶胶,(过去曾称为,细胞质基质,,,cytoplasmic matrix),3.,细胞质,第二节 原核细胞与真核细胞概念的确立,(cytoplasm),原核细胞与真核细胞的主要区别,两类细胞在结构、代谢和遗传活动上有很大的差异,第二节 原核细胞与真核细胞概念的确立,要 点,原 核 细 胞,真 核 细 胞,大 小,大多数很小,(110,m),大多数较大,(10100,m),细胞核,无膜包围的细胞核,为拟核,有双层膜包围的细胞核,染色体,形状,环状,DNA,分子,核,DNA,为线性分子;线粒体和叶绿体,DNA,为环状分子,数目,1,个基因连锁群,2,个或多个基因连锁群,组成,DNA,裸露或结合少量蛋白质,核,DNA,同组蛋白结合,;,线粒体和叶绿体中的,DNA,裸露,DNA,序列,无或很少重复序列,有重复序列,内 膜,无独立的内膜,有,分化成细胞器,细胞骨架,无,普遍存在,运动细胞器,由鞭毛蛋白丝构成简单鞭毛,由微管构成纤毛和鞭毛,光合酶的分布,质 膜,线粒体和叶绿体(植物),核糖体,70S,(,50S,30S,),80S,(,60S,40S,),细胞壁,肽聚糖,蛋白质,脂多糖,脂蛋白,植物细胞具有纤维素壁,基因表达,RNA,和蛋白质在同一区间合成,RNA,在核中合成和加工,;,蛋白质在细胞质中合成,营养方式,吸收,有的行光合作用,吸收,光合作用,内吞,细胞分裂,二分裂或出芽增殖,有丝分裂或减数分裂,古细菌,古细菌(,archaebacteria,)与真核细胞曾在进化上有过共同历程,:,(,1,)细胞壁的成分,:,与真核细胞一样。
2,),DNA,与基因结构:古细菌,DNA,中有重复序列的存在存在内含子3,)有类核小体结构:古细菌具有组蛋白,有类似核小体结构4,)核糖体:介于真核细胞(,70-84,)与真细菌(,55,)之间5,),5,S,rRNA,:古细菌与真核生物同属一类,而真细菌却与之差距甚远5,S,rRNA,二级结构的研究也说明很多古细菌与真核生物相似除上述各点外,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,的观点得到了加强三、植物细胞与动物细胞,动物细胞的模式图,植物细胞的模式图,第二节 原核细胞与真核细胞概念的确立,植物细胞与动物细胞的主要区别,第二节 原核细胞与真核细胞概念的确立,要 点,植物细胞,动物细胞,溶酶体,圆球体与糊粉粒,溶酶体,叶绿体,有,无,液 泡,有,无,细胞壁,有,无,第三节 细胞的形状和大小,不同细胞的形态千差万别:呈,圆形,、,椭圆形,、,柱形,、,方形,、,多角形,、,扁形,、,梭形,,甚至,不定形,一、细胞的形状,各类细胞,结构、功能和所处环境不同,形状和大小,千差万别,单细胞原核生物,往往是单个细胞独立生活,(即使成群体存在,细胞间的关系也不密切),,,每种生物的细胞往往有自己特有的形状,:,如,杆菌,杆状,球菌,球状,弧菌,圆弧状,;,螺旋体,螺旋状,等,第四节 细胞的形状和大小,单细胞动物或植物,的细胞形状更复杂:,如,草履虫,鞋底状,;,第四节 细胞的形状和大小,眼虫,梭形且有长鞭毛,;,游扑虫,和,钟形虫,袋状,;,阿米巴,不定形等,高等生物是多细胞有机体,其细胞多构成了,组织,,各种细胞发生了,结构和功能上的分化,:细胞的形状往往与细胞执行的,功能,及,存在的位置,有一定的关系。
高等动物:,肌肉细胞:,长条形或长梭形,骨骼肌细胞,红细胞:,双面凹圆盘状,有利于,O,2,和,CO,2,气体的交换,第四节 细胞的形状和大小,红血细胞,利于收缩功能,巨噬细胞,神经元细胞,骨细胞,成纤维细胞,软骨细胞,脂肪细胞,平滑肌细胞,第四节 细胞的形状和大小,结缔组织中的几种细胞类型,活细胞的形状并不是固定不变的,高等植物:,筛管细胞,:,条形,叶表皮,保卫细胞,:,半月形,第四节 细胞的形状和大小,以利于呼吸和蒸腾,2,个,保卫细胞,围成一个气孔,于植物茎部起支持和输导作用,形态结构与功能的统一,是生物体细胞的一个重要特征,!,活细胞在体内时的形态,与细胞离开有机体分散存在的形状差别极大,如,平滑肌细胞,:,离体培养,在体内呈梭形,离体培养时则呈多角形,第四节 细胞的形状和大小,细胞发生病变后,也会发生形态结构上的变化:,镰刀型贫血病人的镰刀型红血细胞,正常红血细胞,如鸵鸟蛋的卵黄,直径可达,5cm,;,枝原体却只有,0.1,m,;,人的坐骨神经细胞可长达,1 m,二、细胞的大小,一般说来,真核细胞的体积要大于原核细胞,高等动物的卵细胞要大于体细胞,卵细胞是一种特殊类型的细胞(含有大量卵黄),大多数动植物细胞:体积一般在,2030,m,间,。
生物体各种细胞的大小差别很大:,第四节 细胞的形。
