細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)(三)

1、細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)分子生物學(xué)基礎(chǔ)分子生物學(xué)基礎(chǔ)普通生物學(xué)基礎(chǔ)普通生物學(xué)基礎(chǔ) 除病毒外，一切生物均由細(xì)胞組成。除病毒外，一切生物均由細(xì)胞組成。 單細(xì)胞生物（一個(gè)細(xì)胞就是一個(gè)個(gè)體）單細(xì)胞生物（一個(gè)細(xì)胞就是一個(gè)個(gè)體） 多細(xì)胞生物（由許多各種各樣的細(xì)胞組成）多細(xì)胞生物（由許多各種各樣的細(xì)胞組成）一、細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)一、細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)英國人英國人Robter Hooke （ 1665 ）用自制的顯微鏡觀察軟木片，用自制的顯微鏡觀察軟木片，發(fā)現(xiàn)有許多狀如蜂窩的小孔，發(fā)現(xiàn)有許多狀如蜂窩的小孔，稱之為稱之為cell（原意是小房間）。（原意是小房間）。實(shí)際上只是細(xì)胞壁。實(shí)際上只是細(xì)胞

2、壁。 Robert Brown （ 1831 ）從蘭科植物葉片表皮細(xì)胞從蘭科植物葉片表皮細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核。中發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核。 F.Dujardin（ 1835 ）在低）在低等動物根足、多孔蟲的細(xì)等動物根足、多孔蟲的細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞質(zhì)。胞中發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞質(zhì)。（二）細(xì)胞大小和形態(tài)二）細(xì)胞大小和形態(tài)1. 大小大小: 多數(shù)多數(shù)10100m，低，低倍顯微鏡可見，小的倍顯微鏡可見，小的0.1m，高倍顯微鏡可見。高倍顯微鏡可見。2. 形狀：形狀： 球體、多面體、紡綞體、球體、多面體、紡綞體、柱狀體（細(xì)胞的形狀和功能之柱狀體（細(xì)胞的形狀和功能之間有密切關(guān)系）。間有密切關(guān)系）。nerve cell （三）細(xì)胞的分子組成

3、與結(jié)構(gòu)（三）細(xì)胞的分子組成與結(jié)構(gòu)1、細(xì)胞的組成、細(xì)胞的組成 主要元素：主要元素：C、H、O 其他元素：鈣、鈉、鉀、氯、鎂、鐵、銅、鋅、硼、其他元素：鈣、鈉、鉀、氯、鎂、鐵、銅、鋅、硼、鉬、碘、錳、鈷、鉻、鎢、鋇、鎳鉬、碘、錳、鈷、鉻、鎢、鋇、鎳無機(jī)物：水（無機(jī)物：水（6570%） 無機(jī)鹽（占干重?zé)o機(jī)鹽（占干重25%）有機(jī)物：糖類、脂肪、蛋白質(zhì)、核酸有機(jī)物：糖類、脂肪、蛋白質(zhì)、核酸2. 細(xì)胞的結(jié)構(gòu)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)（1）原核細(xì)胞：（2）真核細(xì)胞：細(xì)胞壁細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核液胞溶酶體高爾基體葉綠體線粒體光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)核糖體核膜孔細(xì)胞壁細(xì)胞壁、質(zhì)體質(zhì)體、液泡液泡三部分是植物細(xì)胞特有的結(jié)構(gòu)，動物細(xì)胞沒有。

4、動物細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式圖動物細(xì)胞結(jié)構(gòu)模式圖二、染色質(zhì)與染色體二、染色質(zhì)與染色體 染色質(zhì)：染色質(zhì)：細(xì)胞分裂間細(xì)胞分裂間期由期由DNA、組蛋白、組蛋白、非組蛋白及少量非組蛋白及少量RNA組成的線性復(fù)合結(jié)構(gòu)。組成的線性復(fù)合結(jié)構(gòu)。 染色體：染色體：細(xì)胞有絲分細(xì)胞有絲分裂或減數(shù)分裂過程中，裂或減數(shù)分裂過程中，由染色質(zhì)聚成的棒狀由染色質(zhì)聚成的棒狀結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 染色質(zhì)與染色體：染色質(zhì)與染色體：同同一種物質(zhì)在細(xì)胞周期一種物質(zhì)在細(xì)胞周期不同時(shí)間的不同形式。不同時(shí)間的不同形式。染色體的形狀（據(jù)：著絲粒位置不同）染色體的形狀（據(jù)：著絲粒位置不同） 中著絲粒中著絲粒 亞中著絲粒亞中著絲粒 近端著絲粒近端著絲粒 遠(yuǎn)端著絲粒遠(yuǎn)

5、端著絲粒三、細(xì)胞周期概念：細(xì)胞由一次分裂末期到下一次分裂末期要經(jīng)三、細(xì)胞周期概念：細(xì)胞由一次分裂末期到下一次分裂末期要經(jīng)歷相同的變化階段，周而復(fù)始。細(xì)胞的這種生長、分裂循環(huán)歷相同的變化階段，周而復(fù)始。細(xì)胞的這種生長、分裂循環(huán)的的歷程稱為細(xì)胞周期。歷程稱為細(xì)胞周期。細(xì)胞周期各階段：細(xì)胞周期各階段： G1 期期 分裂間期分裂間期 S 期期 G2 期期 有絲分裂期（有絲分裂期（M期）期）靜止期（靜止期（G0期）期）四、細(xì)胞分裂方式四、細(xì)胞分裂方式1. 無絲分裂：低等生物的分裂方式（橫裂、縱裂）無絲分裂：低等生物的分裂方式（橫裂、縱裂）2. 有絲分裂（主要形式）：染色體經(jīng)復(fù)制變成雙份，隨著核、有絲分裂

6、（主要形式）：染色體經(jīng)復(fù)制變成雙份，隨著核、質(zhì)分裂平均分配，形成兩個(gè)完整的子細(xì)胞。質(zhì)分裂平均分配，形成兩個(gè)完整的子細(xì)胞。3. 減數(shù)分裂（生殖細(xì)胞的特有分裂方式）：在染色質(zhì)復(fù)制一次減數(shù)分裂（生殖細(xì)胞的特有分裂方式）：在染色質(zhì)復(fù)制一次后，經(jīng)過兩次分裂，結(jié)果子細(xì)胞的染色體數(shù)目比親代細(xì)胞減后，經(jīng)過兩次分裂，結(jié)果子細(xì)胞的染色體數(shù)目比親代細(xì)胞減少了一半。少了一半。有絲分裂的過程有絲分裂的過程1.有絲分裂有絲分裂間期間期核核 膜膜核核 仁仁染色質(zhì)染色質(zhì)中心粒中心粒1.1.前期前期染色質(zhì)凝縮，分裂極確立與紡錘體開始形成，染色質(zhì)凝縮，分裂極確立與紡錘體開始形成，核仁解體，核膜消失。核仁解體，核膜消失。前前 期期

7、Two centrosomes, and their forming radial arrays of astral microtubules separating on the surface of an early prophase newt lung cell nucleus. 染色體排列到在細(xì)胞的赤道面上。染色體排列到在細(xì)胞的赤道面上。赤道板赤道板中中 期期后后 期期4. 末期l從子染色體到達(dá)兩極，至形成兩個(gè)新細(xì)胞的時(shí)期。l兩個(gè)出現(xiàn)：核膜出現(xiàn)、核仁出現(xiàn)l兩個(gè)消失：染色體消失、紡錘絲消失中間小體中間小體。中間小體中間小體Dividing Muscle Myoblast (primativ

8、e muscle cell)(SEM x8,000)（三）減數(shù)分裂與有絲分裂區(qū)別：三）減數(shù)分裂與有絲分裂區(qū)別：1. 生殖細(xì)胞（性染色體生殖細(xì)胞（性染色體XX/XY）特有的分裂方式；）特有的分裂方式；2. 染色質(zhì)復(fù)制一次，分裂兩次，子細(xì)胞染色體數(shù)減少一半；染色質(zhì)復(fù)制一次，分裂兩次，子細(xì)胞染色體數(shù)減少一半；3. 兩條性染色體各分配到兩個(gè)子細(xì)胞，最終產(chǎn)生子代個(gè)體性別差異兩條性染色體各分配到兩個(gè)子細(xì)胞，最終產(chǎn)生子代個(gè)體性別差異精原細(xì)胞精原細(xì)胞精子的形成精子的形成卵細(xì)胞形成卵細(xì)胞形成初級精初級精母細(xì)胞母細(xì)胞次級精次級精母細(xì)胞母細(xì)胞精精細(xì)細(xì)胞胞精精子子( (變形變形) )卵原細(xì)胞卵原細(xì)胞初級卵初級卵母細(xì)胞

9、母細(xì)胞次級卵次級卵母細(xì)胞母細(xì)胞卵細(xì)胞卵細(xì)胞減數(shù)分裂的過程減數(shù)分裂的過程分子生物學(xué)基礎(chǔ)分子生物學(xué)基礎(chǔ)（略）（略）一、基因的概念與基因的復(fù)制一、基因的概念與基因的復(fù)制（一）（一）DNADNA是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)1.1. 基因基因: : 染色體上包含遺傳信息的一段染色體上包含遺傳信息的一段DNADNA片段。片段。2.2. DNADNA基本單位：脫氧核苷酸；四種堿基（基本單位：脫氧核苷酸；四種堿基（A A、G G、C C、T T）（二）生命的遺傳是染色體自我復(fù)制的結(jié)果二）生命的遺傳是染色體自我復(fù)制的結(jié)果 DNA的半保留復(fù)制：親代的半保留復(fù)制：親代DNA分子的單鏈為模板，分子的單鏈為模板，

10、合成兩合成兩條子代條子代DNA鏈，最終成為兩個(gè)拷貝分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去。鏈，最終成為兩個(gè)拷貝分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去。 轉(zhuǎn)錄和翻譯：轉(zhuǎn)錄和翻譯： 基因的遺傳信息由基因的遺傳信息由DNA通過轉(zhuǎn)錄傳遞給通過轉(zhuǎn)錄傳遞給RNA，再通過翻譯合成蛋白質(zhì)，實(shí)現(xiàn)基因的表達(dá)。再通過翻譯合成蛋白質(zhì)，實(shí)現(xiàn)基因的表達(dá)。二、轉(zhuǎn)基因技術(shù)二、轉(zhuǎn)基因技術(shù)（一）概念：（一）概念：指將外源基因整合到生物體內(nèi)，得到穩(wěn)定表達(dá)，指將外源基因整合到生物體內(nèi)，得到穩(wěn)定表達(dá)，并使該基因能穩(wěn)定地遺傳給后代的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。并使該基因能穩(wěn)定地遺傳給后代的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。（二）意義：（二）意義：改變了傳統(tǒng)生物科技的被動狀態(tài)，使得人們可以改變了傳統(tǒng)生物科技的被動狀

11、態(tài)，使得人們可以克服物種間的遺傳障礙，定向培養(yǎng)創(chuàng)造出自然界所沒有的新克服物種間的遺傳障礙，定向培養(yǎng)創(chuàng)造出自然界所沒有的新的生命形態(tài)，以滿足人類社會的需要。的生命形態(tài)，以滿足人類社會的需要。（三）制備三）制備1. 目的基因的獲得目的基因的獲得: 使用使用限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶，將目的基因從供體，將目的基因從供體DNA長鏈中剪切下來長鏈中剪切下來;2. 構(gòu)建重組構(gòu)建重組DNA: 使用使用DNA連接酶連接酶，將兩個(gè)，將兩個(gè)DNA片段連接起來片段連接起來;3. 重組重組DNA引入細(xì)胞引入細(xì)胞: 通過通過載體（質(zhì)粒）載體（質(zhì)粒），將將“拼接拼接”好的好的DNA分子運(yùn)送到分子運(yùn)送到受體細(xì)胞受體細(xì)胞中；中

12、；4. 表達(dá)目的基因的表達(dá)目的基因的受體細(xì)胞的挑選受體細(xì)胞的挑選：通過特定的標(biāo)志和方法，：通過特定的標(biāo)志和方法，檢測基因轉(zhuǎn)入是否成功。檢測基因轉(zhuǎn)入是否成功。普通生物學(xué)基礎(chǔ)普通生物學(xué)基礎(chǔ)（略）（略）一、組織、器官形成：一、組織、器官形成： 多細(xì)胞生物的受精卵分裂、分化而產(chǎn)生形態(tài)和功能不同的各多細(xì)胞生物的受精卵分裂、分化而產(chǎn)生形態(tài)和功能不同的各類細(xì)胞，這些細(xì)胞組合成執(zhí)行不同功能的組織。類細(xì)胞，這些細(xì)胞組合成執(zhí)行不同功能的組織。 各種組織以一定形式交織而組成各類器官和系統(tǒng)。各種組織以一定形式交織而組成各類器官和系統(tǒng)。2. 植物組織植物組織（ 1）分生組織和永久組織）分生組織和永久組織 永久組織：永久

13、組織：在植物生長發(fā)育過程中，細(xì)胞陸續(xù)分化而失在植物生長發(fā)育過程中，細(xì)胞陸續(xù)分化而失去分裂能力，成為有特定功能的細(xì)胞組織，即永久組織。去分裂能力，成為有特定功能的細(xì)胞組織，即永久組織。 分生組織：分生組織：在成長的植物體內(nèi)總保留一部分不分化的細(xì)在成長的植物體內(nèi)總保留一部分不分化的細(xì)胞，它們能繼續(xù)分裂、分化以補(bǔ)充新的細(xì)胞。由這些細(xì)胞，它們能繼續(xù)分裂、分化以補(bǔ)充新的細(xì)胞。由這些細(xì)胞構(gòu)成的組織稱為分生組織。胞構(gòu)成的組織稱為分生組織。 （2）植物細(xì)胞和組織培養(yǎng)的材料）植物細(xì)胞和組織培養(yǎng)的材料分生組織。分生組織。3. 動物組織動物組織（1）上皮組織：上皮組織：細(xì)胞排列緊密，細(xì)胞間質(zhì)少。覆蓋在身體表細(xì)胞排列

14、緊密，細(xì)胞間質(zhì)少。覆蓋在身體表面和體各種囊、管、腔的內(nèi)表面；面和體各種囊、管、腔的內(nèi)表面；（2）結(jié)締組織：結(jié)締組織：有發(fā)達(dá)的細(xì)胞間質(zhì)，細(xì)胞分散于細(xì)胞間質(zhì)中。有發(fā)達(dá)的細(xì)胞間質(zhì)，細(xì)胞分散于細(xì)胞間質(zhì)中。包括：血液和淋巴組織、疏松結(jié)締組織、致密結(jié)締組織、彈包括：血液和淋巴組織、疏松結(jié)締組織、致密結(jié)締組織、彈性組織、網(wǎng)狀結(jié)締組織、脂肪組織、軟骨、硬骨等；性組織、網(wǎng)狀結(jié)締組織、脂肪組織、軟骨、硬骨等；（3）肌肉組織：肌肉組織：由長纖維狀的肌肉細(xì)胞組成。包括橫紋肌、由長纖維狀的肌肉細(xì)胞組成。包括橫紋肌、平滑肌、心肌三種；平滑肌、心肌三種；（4）神經(jīng)組織：神經(jīng)組織：由神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞組成。由神經(jīng)細(xì)胞和神

15、經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞組成。二、生殖和發(fā)育二、生殖和發(fā)育（一）無性生殖與有性生殖（一）無性生殖與有性生殖1. 無性生殖無性生殖不涉及性別、無配子參與、無受精過程的生殖不涉及性別、無配子參與、無受精過程的生殖（1）裂殖：通過細(xì)胞分裂進(jìn)行生長）裂殖：通過細(xì)胞分裂進(jìn)行生長(單細(xì)胞最簡單的生長方式單細(xì)胞最簡單的生長方式)（2）出芽：細(xì)胞核分裂時(shí)，一個(gè)子核進(jìn)入細(xì)胞表面凸出的）出芽：細(xì)胞核分裂時(shí)，一個(gè)子核進(jìn)入細(xì)胞表面凸出的“芽芽”中，形成一個(gè)小的子細(xì)胞，如酵母菌。中，形成一個(gè)小的子細(xì)胞，如酵母菌。（3）孢子生殖：許多真菌和藻類能產(chǎn)生大量孢子，隨風(fēng)飄散，）孢子生殖：許多真菌和藻類能產(chǎn)生大量孢子，隨風(fēng)飄散，遇到適宜的環(huán)境

16、即可發(fā)育成新的菌體。遇到適宜的環(huán)境即可發(fā)育成新的菌體。（4）再生作用：生物自身修復(fù)損傷的一種生理過程。通過再）再生作用：生物自身修復(fù)損傷的一種生理過程。通過再生可以產(chǎn)生新的個(gè)體。生可以產(chǎn)生新的個(gè)體。2.有性生殖：精子和卵子兩個(gè)性細(xì)胞（即配子）融合為有性生殖：精子和卵子兩個(gè)性細(xì)胞（即配子）融合為一，成為合子或受精卵，再發(fā)育成為新一代個(gè)體。一，成為合子或受精卵，再發(fā)育成為新一代個(gè)體。主要通過有絲分裂和減數(shù)分裂完成。主要通過有絲分裂和減數(shù)分裂完成。3. 受精和發(fā)育：受精和發(fā)育：花粉粒成熟后破囊散出花粉，到達(dá)柱頭，使花粉粒成熟后破囊散出花粉，到達(dá)柱頭，使胚珠中的卵受精；然后子房和胚珠繼續(xù)發(fā)育，成為果實(shí)和胚珠中的卵受精；然后子房和胚珠繼續(xù)發(fā)育，成為果實(shí)和種子；通過不同的途徑被散播到遠(yuǎn)處，在合適條件下萌發(fā)種子；通過不同的途徑被散播到遠(yuǎn)處，在合適條件下萌發(fā)為新植株。為新植株。（三）高等動物的生殖和發(fā)育（三）高等動物的生殖和發(fā)育1. 卵裂：即受精卵的分裂，卵裂形成的細(xì)胞稱為分裂球。卵裂：即受精卵的