細(xì)胞的基本知識(shí)概要1.ppt

1、第二章 細(xì)胞基本知識(shí)概要,第一節(jié) 細(xì)胞的基本概念,第二節(jié) 細(xì)胞的形態(tài)、大小,第三節(jié) 細(xì)胞的分類及類型,第四節(jié) 真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系,思考題,返回,細(xì)胞（cell)： 細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位。,由于已經(jīng)證實(shí)： 一切有機(jī)體都是由細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位； 細(xì)胞具有獨(dú)立的、有序的自控代謝體系，細(xì)胞是代謝與功能的基本單位； 細(xì)胞是有機(jī)體生長和發(fā)育的基礎(chǔ)； 細(xì)胞是遺傳的基本單位，細(xì)胞具有遺傳全能性。 沒有細(xì)胞就沒有生命。,為什么這樣說呢?,細(xì)胞的概念：,生命的組成單位細(xì)胞,植物由細(xì)胞組成 動(dòng)物由細(xì)胞組成 人由細(xì)胞組成 微生物由細(xì)胞組成 細(xì)胞生物學(xué)的任務(wù)就是認(rèn)識(shí)細(xì)胞！,細(xì)胞的化學(xué)組成,細(xì)胞

2、是高度有組織的復(fù)雜分子的集合，組成細(xì)胞的各種分子都按嚴(yán)格的秩序和結(jié)構(gòu)體制執(zhí)行其生命功能。 （）分子組織層次 細(xì)胞 細(xì)胞器：細(xì)胞核，線粒體，葉綠體，高爾基體等 超分子復(fù)合物：核糖體，酶系，膜，微管等 生物大分子：核酸，蛋白質(zhì)，多糖，脂類 結(jié)構(gòu)單位：核苷酸，氨基酸，單糖，脂肪酸、甘油 中間代謝物：磷酸五碳糖、尿素，酮酸，磷酸丙酮酸，醋酸 環(huán)境前體：二氧化碳，水，氨，氮等 （）化學(xué)組成 水、無機(jī)鹽和離子，蛋白質(zhì)，酶，核酸，脂類，糖類。（生物化學(xué)中講）,生物大分子,構(gòu)成細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，并且執(zhí)行細(xì)胞基本功能的巨大的、高度組織起來的、具有特定的空間構(gòu)型和特殊生物學(xué)功能的生物分子稱為生物大分子。 細(xì)胞內(nèi)大多

3、數(shù)生物大分子的半壽期都很短，它們不斷地被降解，并被新的生物大分子所取代。 細(xì)胞內(nèi)有四種類型的生物大分子: 核酸、蛋白質(zhì)、多糖，以及某些類型的脂類，前三種是由單體構(gòu)成的多聚體。 細(xì)胞內(nèi)大約有3000種大分子。 生物大分子的功能取決于構(gòu)成它們亞單位的種類和排列順序。,細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系的組裝,細(xì)胞是由化學(xué)物質(zhì)物質(zhì)組成的。 由于細(xì)胞的生命活動(dòng)是高度有序的，所以細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)不可能雜亂無章地堆集在一起， 而是有規(guī)則地分級(jí)組裝成復(fù)雜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。 不僅如此，在多細(xì)胞有機(jī)體中，細(xì)胞要組成不同的組織，再由組織形成器官。,構(gòu)成細(xì)胞的原子及其組織,分級(jí)組裝 由生物分子組裝成細(xì)胞，可以粗略地分成四級(jí) 第一級(jí)是構(gòu)成細(xì)胞的

4、小分子有機(jī)物的形成，包括堿基、氨基酸、葡萄糖、軟脂酸，這些構(gòu)成了細(xì)胞的基石； 第二級(jí)由基石組裝成生物大分子，包括DNA、RNA、蛋白質(zhì)、多糖; 第三級(jí)由生物大分子進(jìn)一步組裝成細(xì)胞的高級(jí)結(jié)構(gòu)， 如細(xì)胞膜、核糖體、染色體、微管、微絲等; 第四級(jí)由生物大分子組裝成具有空間結(jié)構(gòu)和生物功能的細(xì)胞器，如細(xì)胞核、線粒體、葉綠體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、溶酶體、微體等。 最后再由細(xì)胞器組成細(xì)胞。,細(xì)胞的分子組成層次: 細(xì)胞 細(xì)胞器 超分子復(fù)合物生物大分子 結(jié)構(gòu)單位 中間代謝物環(huán)境前體,組裝的機(jī)制 各種生物大分子到底如何組裝成有功能的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和組織是當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)所要研究的基本問題。曾經(jīng)對(duì)組裝的機(jī)制提出過一些假說

5、： 模板組裝(template assembly) 酶效應(yīng)組裝(enzymatic assembly) 自體組裝(self assembly),反應(yīng)復(fù)合物的組裝 隨著分子生物學(xué)研究的深入，人們更多地注意反應(yīng)復(fù)合物的其在生命活動(dòng)中的作用。如DNA復(fù)制的引發(fā)體 (primosome)、RNA加工時(shí)形成的剪接體(splicesome)等都是蛋白質(zhì)組裝成的反應(yīng)復(fù)合物。,細(xì)胞概念的各種提法,細(xì)胞是有機(jī)體形態(tài)結(jié)構(gòu)的基本單位; 細(xì)胞是有機(jī)體形態(tài)與生理的基本單位; 細(xì)胞是組成有機(jī)體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位; 細(xì)胞是由細(xì)胞膜包圍的一原生質(zhì)團(tuán)。,All right！,細(xì)胞概念的一些新思考 細(xì)胞是多層次非線性的復(fù)雜結(jié)構(gòu)

6、體系； 細(xì)胞是物質(zhì)、能量與信息過程精巧結(jié)合的綜合體； 細(xì)胞是高度有序、能自裝配和自組織的體系。,細(xì)胞的基本共性 1.所有細(xì)胞的表面均有由磷脂雙分子層與相嵌蛋白質(zhì)構(gòu)成的生物膜。 2.所有細(xì)胞都具有兩種核酸：DNA與RNA。 3.作為蛋白質(zhì)的合成機(jī)器核糖體，毫無例外地是存在一切細(xì)胞內(nèi)，是任何細(xì)胞不可缺少的基本結(jié)構(gòu)，他們?cè)诜g多肽時(shí)與mRNA 形成多聚核糖體。 4.所有細(xì)胞的增殖均以一分為二的分裂方式，遺傳物質(zhì)在分裂前復(fù)制加倍，在分裂時(shí)均勻分配到兩個(gè)子細(xì)胞中，這是生命繁衍的基礎(chǔ)與保證。,病毒的結(jié)構(gòu),DNA 核酸芯髓（core） 雙股或單鏈核酸 或RNA 病毒粒子 識(shí)別受體 蛋白質(zhì) 核衣殼（capsi

7、d） 酶 囊膜 類脂質(zhì)和碳水化合物 紅細(xì)胞凝集素,病毒-非細(xì)胞的生命體 細(xì)胞雖然是地球上主要的生命形式，但并非是唯一的生命形式，病毒也是生命體，但它卻不具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)。 病毒是比細(xì)胞更小的生命體 病毒是19世紀(jì)末通過對(duì)疾病的研究發(fā)現(xiàn)的，無法用光學(xué)顯微鏡觀察。病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，不能在體外獨(dú)立生活。,病毒的形態(tài)各異，有正二十面體、有柱形、也有絲狀。,常見病毒的形態(tài)和結(jié)構(gòu),病毒的生活方式,病毒雖然沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，但它必須在細(xì)胞中才能表現(xiàn)出生命活動(dòng)。所以 “細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位”與病毒的存在并不矛盾。,病毒在細(xì)胞內(nèi)的增殖 1、病毒侵入細(xì)胞，病毒核酸的侵染 2、病毒核酸的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與蛋白質(zhì)的合成 3、病

8、毒的裝配、成熟與釋放。 病毒不僅沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，而且也不能獨(dú)立生存，只能在活細(xì)胞中進(jìn)行增殖。病毒的生活史包括五個(gè)基本過程。,病毒的生活史,3種主要觀點(diǎn)： （1）生物大分子 病毒 細(xì)胞 病毒 （2）生物大分子 細(xì)胞 （3）生物大分子 細(xì)胞 病毒,病毒與細(xì)胞在起源和進(jìn)化中的關(guān)系,病毒是細(xì)胞演化的觀點(diǎn)： （1）病毒是寄生性的； （2）有些病毒的核酸與哺乳動(dòng)物細(xì)胞DNA的某些片段的堿基序列十分相似； （3）病毒可以看作是DNA與蛋白質(zhì)或RNA與蛋白質(zhì)形成的復(fù)合大分子。,不同功能的細(xì)胞形態(tài)不同,這是您肉眼可見的 特殊細(xì)胞：,雞蛋 (未受精的卵細(xì)胞),大變形蟲,植物細(xì)胞比動(dòng)物細(xì)胞大。 原生動(dòng)物由一個(gè)細(xì)胞組成

9、，體積較大，如大變形蟲的直徑約300 m。 動(dòng)物細(xì)胞直徑一般在10-100m左右，如 人口腔粘膜上皮細(xì)胞的直徑75m。 人紅細(xì)胞的直徑7.5m。 卵細(xì)胞是特殊的大細(xì)胞，如駝鳥蛋的直徑約10cm，是現(xiàn)今最大的細(xì)胞。 原核細(xì)胞較小，如細(xì)菌的直徑1m 。 現(xiàn)今最小的細(xì)胞為支原體，其直徑約0.070.25m.,想一想 cm的位置可容納多少細(xì)胞 ？ 1滴血中可能有多少細(xì)胞？,1cm=10mm 1mm=1000 m 1 m=1000nm 1nm=10A,動(dòng)物細(xì)胞,植物細(xì)胞,動(dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞的區(qū)別：,動(dòng)物細(xì)胞無細(xì)胞壁 無液泡 無葉綠體 有中心粒,原核細(xì)胞（Prokaryotic cell）,原核細(xì)胞是只有

10、質(zhì)膜和少數(shù)簡單的細(xì)胞器，無核膜、內(nèi)膜系統(tǒng)和細(xì)胞骨架的細(xì)胞。如細(xì)菌、支原體細(xì)胞。 真核細(xì)胞是有質(zhì)膜和許多復(fù)雜的細(xì)胞器，有核膜、復(fù)雜的內(nèi)膜系統(tǒng)和細(xì)胞骨架的細(xì)胞。如人體細(xì)胞等絕大多數(shù)動(dòng)植物細(xì)胞。,生物學(xué)上將細(xì)胞分為兩大類：,真核細(xì)胞（Eukaryotic cell）,原核細(xì)胞,真核細(xì)胞,原核細(xì)胞與真核細(xì)胞基本特征的比較 特征 原核細(xì)胞真核細(xì)胞 細(xì)胞膜 有（多功能性） 有 核膜 無 有 染色體由一個(gè)環(huán)狀DNA構(gòu)成的單個(gè)染色體，個(gè)染色體以上染色體由線狀 DNA不與或很少與蛋白質(zhì)結(jié)合DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合組成 核仁無有 線粒體無有 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)無有 高爾基體無有 溶酶體無有,原核細(xì)胞與真核細(xì)胞基本特征的比較（續(xù)表）

11、 特征 原核細(xì)胞真核細(xì)胞,核糖體 （包括和的大小亞基） （包括和的大小亞基） 光合作用結(jié)構(gòu)藍(lán)藻含有葉綠素的膜層結(jié)構(gòu)，細(xì)菌植物葉綠素具有葉綠素和 具有菌色素 核外DNA細(xì)菌具有裸露的質(zhì)粒DNA線粒體DNA，葉綠體DNA 細(xì)胞壁主要成分為氨基酸和壁酸動(dòng)物細(xì)胞無細(xì)胞壁，植物細(xì)胞壁主要 成分為纖維素和果膠 細(xì)胞骨架無 有 細(xì)胞增殖（分裂）方式無絲分裂（直接分裂）以有絲分裂（間接分裂）為主,原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的遺傳結(jié)構(gòu)裝置和基因表達(dá)的比較 特征 原核細(xì)胞 真核細(xì)胞 DNA量（信息量） 少 多 DNA分子數(shù) 個(gè)以上DNA 分子結(jié)構(gòu) 環(huán)狀 線狀 基因組數(shù) ，多n 基因數(shù) 幾千 大于幾萬，十萬 大量“多余”的

12、“重復(fù)” DNA序列 基因中插入內(nèi)含子 ,DNA與組蛋白結(jié)合 不或與少量類組蛋白結(jié)合 與種組蛋白結(jié)合 DNA與組蛋白以核小體 及各級(jí)高級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)成 染色質(zhì)與染色體DNA 復(fù)制的明顯周期性 基因表達(dá)的調(diào)控 主要以操縱子方式 復(fù)雜性，多層次性 轉(zhuǎn)錄與翻譯的時(shí)空關(guān)系 轉(zhuǎn)錄與翻譯同時(shí)同地進(jìn)行 核內(nèi)轉(zhuǎn)錄，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)翻譯，嚴(yán)格的 階段性與區(qū)域性 轉(zhuǎn)錄后與翻譯后大分子 的加工與修飾 細(xì)胞復(fù)制與分裂 無絲分裂 有絲分裂，減數(shù)分裂 （DNA的傳遞與分配）,原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的遺傳結(jié)構(gòu)裝置和基因表達(dá)的比較（續(xù)表）,特征 原核細(xì)胞 真核細(xì)胞,原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的相同點(diǎn),序號(hào) 內(nèi) 容 1. 都具有類似的細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu) 2.

13、 都以DNA作為遺傳物質(zhì)，并使用相同的遺傳密碼 3. 都是以一分為二的方式進(jìn)行細(xì)胞分裂 4. 具有相同的遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯機(jī)制，有類似的核糖體結(jié)構(gòu) 5. 代謝機(jī)制相同(如糖酵解和TCA循環(huán)) 6. 具有相同的化學(xué)能貯能機(jī)制，如ATP合成酶(原核位于細(xì)胞質(zhì)膜，真核位于線粒體膜上) 7. 光合作用機(jī)制相同(藍(lán)細(xì)菌與植物相比較) 8. 膜蛋白的合成和插入機(jī)制相同 9. 都是通過蛋白酶體(蛋白質(zhì)降解結(jié)構(gòu))降解蛋白質(zhì)(古細(xì)菌與真核細(xì)胞相比較),真核細(xì)胞特有的特點(diǎn),序號(hào) 內(nèi) 容 1. 細(xì)胞分裂分為核分裂和細(xì)胞質(zhì)分裂，并且分開進(jìn)行 2. DNA和蛋白質(zhì)結(jié)合壓縮成染色體結(jié)構(gòu)，形成有絲分裂的結(jié)構(gòu) 3. 具有復(fù)雜

14、的內(nèi)膜系統(tǒng)和細(xì)胞內(nèi)的膜結(jié)構(gòu)(內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、過氧化物酶體等） 4. 具有特異的進(jìn)行有氧呼吸的細(xì)胞器(線粒體)和光合作用的細(xì)胞器(葉綠體) 5. 具有復(fù)雜的骨架系統(tǒng)(包括微絲、中間纖維和微管) 6. 有復(fù)雜的鞭毛和纖毛 7. 具有小泡運(yùn)輸系統(tǒng)(胞吞作用和胞吐作用) 8. 含有纖維素的細(xì)胞壁(如植物細(xì)胞) 9. 利用微管形成的紡錘體進(jìn)行細(xì)胞分裂和染色體分離 10. 每個(gè)細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)成雙存在，二倍體分別來自于兩個(gè)親本 11. 通過減數(shù)分裂和受精作用進(jìn)行有性生殖,原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的主要區(qū)別：,原核細(xì)胞 真核細(xì)胞 大小 細(xì)胞大小 m m 細(xì)胞核 無核膜、核仁 有核膜、核仁 DNA 一條、

15、環(huán)狀、裸露 多條、線狀、與蛋白質(zhì)結(jié)合 核糖體 S S 內(nèi)膜結(jié)構(gòu) 簡單（只有間體和內(nèi)囊體） 復(fù)雜（有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、 高爾基體等） 細(xì)胞骨架 無 有 細(xì)胞增殖 無絲分裂 有絲分裂 DNA復(fù)制 無周期性 有周期性 轉(zhuǎn)錄和翻譯 在同一時(shí)間和地點(diǎn) 在不同時(shí)間和地點(diǎn),真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系,生物膜的出現(xiàn)使真核細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)一步構(gòu)建成更為精細(xì)的具有專門功能的結(jié)構(gòu)單位。 在亞顯微結(jié)構(gòu)水平上劃分為3大基本結(jié)構(gòu)體系： 以脂質(zhì)和蛋白質(zhì)成為分基礎(chǔ)的生物膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng) 以核酸和蛋白質(zhì)為主要成分的遺傳信息表達(dá)系統(tǒng) 由特異蛋白質(zhì)分子裝配構(gòu)成的細(xì)胞骨架系統(tǒng) 以上三種基本結(jié)構(gòu)體系構(gòu)成了細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)精密、分工明確、職能專一的各種細(xì)

16、胞器，保證細(xì)胞生命活動(dòng)的高度程序化與高度自控性。,生理學(xué)上將機(jī)體細(xì)胞分為：,上皮組織細(xì)胞 結(jié)締組織細(xì)胞 肌細(xì)胞 神經(jīng)組織細(xì)胞,上皮組織細(xì)胞(柱狀、扁平狀）,結(jié)締組織細(xì)胞（形態(tài)多樣）,肌細(xì)胞,神經(jīng)組織細(xì)胞,細(xì)胞的結(jié)構(gòu),光鏡觀察的結(jié)構(gòu) 顯微結(jié)構(gòu) 電鏡觀察的結(jié)構(gòu) 亞微結(jié)構(gòu) 高級(jí)電鏡及 x線衍射的結(jié)構(gòu) 超微結(jié)構(gòu),細(xì)胞的顯微結(jié)構(gòu)三部結(jié)構(gòu) 細(xì)胞膜 細(xì)胞質(zhì)：線粒體、高爾基體、中心體、基質(zhì) 細(xì)胞核：核膜、核仁、染色質(zhì)、核質(zhì),細(xì)胞膜,細(xì)胞質(zhì),染色質(zhì),核仁,核膜,細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)：,膜相結(jié)構(gòu)：具有膜成份的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。 非膜相結(jié)構(gòu)：不具有膜成份的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。,細(xì)胞膜（cell membrane ） 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmic reticulum） 高爾基復(fù)合體（Golgi complex） 核膜（nuclear envelope） 線粒體（mitochondrion ） 溶酶體（lysosome ） 過氧化氫體（peroxisome） 小泡等（vesicle）,不具有膜成 份的細(xì)胞