細胞統(tǒng)一性和多樣性

1、關(guān)于細胞的統(tǒng)一性與多樣性第一張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 細胞的基本特征一、細胞是生命活動的基本單位二、細胞的基本共性第二張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月人體由200多種不同的細胞組成, 細胞總數(shù)量達1014個。一、細胞是生命活動的基本單位Why？1. 一切有機體都由細胞構(gòu)成，細胞是構(gòu)成有機體的基本單位；第三張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 細胞具有獨立的、有序的自控代謝體系，細胞是代謝與功能的基本單位；第四張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 細胞是有機體生長與發(fā)育的基礎(chǔ)；Human fetal （胎的）development. (a)A

2、t 5 weeks, limb buds, eyes, the heart, the liver and rudiments of all other organs have started to develop in the embryo, which is only about 1cm long. (b)Growth and development of the offspring, now called a fetus, continue during the second trimester. This fetus is 14 weeks old and about 6cm long.

3、 (c)The fetus in this photograph is 20 weeks old. Now the fetus grows to about 30 cm in length.第五張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 細胞是繁殖的基本單位，是遺傳的橋梁；An especially dramatic example of animal cloning was reported in 1997. Dolly the first animal ever cloned from a cell derived from an adult.第六張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年

4、6月Is there any practical value to such technology?Dolly and her daughterThe process of cloning Dolly第七張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月步驟一： 從一只6歲芬蘭多塞特白面母綿羊（姑且稱為A）的乳腺中取出乳腺細胞，將其放入低濃度的營養(yǎng)培養(yǎng)液中，細胞逐漸停止分裂，此細胞稱之為“供體細胞”；步驟二： 從一頭蘇格蘭黑面母綿羊（B）的卵巢中取出未受精的卵細胞，并立即將細胞核除去，留下一個無核的卵細胞，此細胞稱之為“受體細胞”；步驟三： 利用電脈沖方法，使供體細胞和受體細胞融合，最后形成“融合細胞

5、”。電脈沖可以產(chǎn)生類似于自然受精過程中的一系列反應(yīng)，使融合細胞也能像受精卵一樣進行細胞分裂、分化，從而形成“胚胎細胞”；步驟四： 將胚胎細胞轉(zhuǎn)移到另一只蘇格蘭黑面母綿羊（C）的子宮內(nèi)，胚胎細胞進一步分化和發(fā)育，最后形成小綿羊-多莉。Dolly的培育過程 第八張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月應(yīng)用克隆技術(shù)，繁殖優(yōu)良物種。 常規(guī)育種周期長還無法保證100%的純度；用克隆這種無性繁殖，就能從同一個體中復(fù)制出大量完全相同的純正品種，且花時少、選育的品種性狀穩(wěn)定，不再分離。建造動物藥廠，制造藥物蛋白。 利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將藥物蛋白基因轉(zhuǎn)移到動物中并使之在乳腺中表達，產(chǎn)生含有藥物蛋白的乳汁，并利用克隆

6、技術(shù)繁殖這種轉(zhuǎn)基因動物，大量制造藥物蛋白。建立實驗動物模型，探索人類發(fā)病規(guī)律?？寺〖夹g(shù)的實踐意義第九張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月克隆異種純系動物，提供移植器官。 采用克隆技術(shù)，可先把人體相關(guān)基因轉(zhuǎn)移到純系豬中，再用克隆技術(shù)把帶有人類基因的特種豬大量繁殖產(chǎn)生大量適用器官，且能同時改變器官的細胞表面攜帶人體蛋白和糖分特性，當豬的器官植入病人體內(nèi)時，免疫排異反應(yīng)減弱，成功率提高，用起來也更加安全。拯救瀕危動物，保護生態(tài)平衡。 克隆技術(shù)的應(yīng)用可望人為地調(diào)節(jié)自然動物群體的興衰，使之達到平衡發(fā)展。第十張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月5. 細胞是生命起源的歸宿，是生物進化的起點。（1

7、）任何細胞組分都不能在體外培養(yǎng)持續(xù)生存；（2）病毒須在細胞內(nèi)才能表現(xiàn)基本生命特征。第十一張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月細胞概念的一些新思考細胞是多層次非線性的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系 細胞具有高度復(fù)雜性和組織性細胞是物質(zhì)（結(jié)構(gòu)）、能量與信息過程精巧結(jié)合的綜合體 細胞完成各種化學(xué)反應(yīng)； 細胞需要和利用能量； 細胞參與大量機械活動； 細胞對刺激作出反應(yīng)；細胞是高度有序的，具有自組裝能力的自組織體系。 細胞能進行自我調(diào)控； 繁殖和傳留后代；第十二張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、細胞的基本共性細胞的基本元素：C、H、O、N、P、S、Ca、K、Fe、Na、Mg基礎(chǔ)的生物小分子：核苷酸，氨基

8、酸，脂肪酸與單糖生物大分子：核酸，蛋白質(zhì)，脂質(zhì)與多糖生物大分子的復(fù)合分子：核蛋白，脂蛋白，糖蛋白等生物膜系統(tǒng)，遺傳系統(tǒng)等功能的細胞基礎(chǔ)的生物小分子：核苷酸，氨基酸，脂肪酸與單糖細胞的組成及形成過程第十三張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月細胞的基本共性1、細胞具有相似的化學(xué)組成；最基礎(chǔ)的生物小分子：核苷酸、氨基酸、脂肪酸與單糖。重要生物大分子：核酸、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和多糖。復(fù)合分子：核蛋白、脂蛋白、糖蛋白和糖脂。2、脂-蛋白體系的生物膜； 均有磷脂雙分子層與鑲嵌蛋白質(zhì)構(gòu)成的生物膜質(zhì)膜 3、DNA-RNA的遺傳裝置；4、蛋白質(zhì)合成的機器-核糖體；5、一分為二的分裂方式。第十四張，PPT共七十一

9、頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 原核細胞與古核細胞一、原核細胞二、支原體最小最簡單的細胞三、細菌和藍藻原核細胞的兩個代表類群四、古核細胞（古細菌）第十五張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月很久以前：細胞世界，分為原核細胞與真核細胞（H. Ris）近二十年：原核生物很早就分化為：古細菌和真細菌所以：原核細胞（真細菌）；古核細胞（古細菌）；真核細胞生物界的基本類群16s和18srRNA的寡核苷酸測序，并比較其同源性水平后，提出稱為三域?qū)W說。第十六張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月一、原核細胞(prokaryocyte) 原核細胞大約在35億年前就出現(xiàn)在地球上，它結(jié)構(gòu)簡單，種類較少，體

10、積較小，直徑0.2-10 m不等；沒有典型的細胞核。 原核細胞基本特點：（1）遺傳信息量小，遺傳信息載體僅由一個環(huán)狀DNA構(gòu)成；（2）細胞內(nèi)沒有分化成以膜為基礎(chǔ)的細胞器和核膜。 第十七張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、支原體能在培養(yǎng)基上生長；具有典型的細胞膜；DNA，mRNA與核糖體結(jié)合成多聚核糖體；指導(dǎo)合成700多種蛋白；繁殖：以一分為二的方式分裂。為什么說它是細胞？為什么是最小的細胞？一個細胞生存與增殖至少需要100種酶，這些分子需要的空間直徑是50 nm，加上核糖體，細胞膜與核酸等，推算出一個細胞體積的最小極限直徑不能小于100 nm；而支原體的直徑是100 300 nm。支

11、原體（mycoplast）是目前發(fā)現(xiàn)的最小、最簡單的細胞，無細胞壁。第十八張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月支原體（A）及其模式圖（B）第十九張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月三、細菌和藍藻（一）細菌球狀桿狀螺旋狀基本形態(tài)定義：一類細胞細短、結(jié)構(gòu)簡單、胞壁堅韌、多以二分裂方式繁殖和水生性較強的原核生物。第二十張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月細菌的結(jié)構(gòu)第二十一張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月革蘭氏陽性（A）與革蘭氏陰性（B）菌的細胞壁G+G-注意比較： 厚度 肽聚糖/磷壁酸 外膜結(jié)構(gòu)第二十二張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月細菌的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯同時進

12、行第二十三張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1、細菌細胞的核區(qū)與基因組（1）細菌細胞只有原始形態(tài)的核，沒有核膜，更沒有核仁，稱為核區(qū)或類核；（2）E. coli 基因組大小4.639675 兆堿基，4146個基因;（3）細菌基因組的復(fù)制按照模型復(fù)制，遵循半保留復(fù)制規(guī)律；（4）基因復(fù)制、基因轉(zhuǎn)錄與蛋白質(zhì)翻譯可以同時進行，這是原核細胞與真核細胞最顯著的差異之一。第二十四張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2、細菌細胞的表面結(jié)構(gòu)（1）細胞膜：多功能性是區(qū)別于其它細胞膜的一個特點；（2）中膜體：與DNA復(fù)制，細胞分裂，芽孢形成有關(guān)；（3）細胞壁：革蘭氏染色的差異，青霉素的作用；（4）莢膜

13、：儲藏水分，吸附陽離子；（5）鞭毛：運動器官。第二十五張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3、細菌細胞的核糖體 細菌核糖體的沉降系數(shù)為70 S，有大亞基（50 S）和小亞基（30 S）組成。4、細菌細胞核外DNA質(zhì)粒：遺傳工程的載體。5、細菌細胞內(nèi)生孢子芽孢：對抗不良環(huán)境的休眠體。第二十六張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）藍藻（1）中心質(zhì)：相當于細菌的核區(qū)（2）光合片層：位于細胞質(zhì)部分，上有藻膽蛋白體 光能-藻膽蛋白-葉綠體a（3）細胞質(zhì)內(nèi)含物：淀粉、脂滴、藍藻顆粒體等（4）細胞表面結(jié)構(gòu)：細胞壁和膠質(zhì)層（5）細胞分裂：一類進化歷史悠久、G-、無鞭毛、含葉綠素a、能進行產(chǎn)氧性

14、光合作用的大型原核生物。第二十七張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月四、古核細胞是一類很持殊的細菌，多生活在極端的生態(tài)環(huán)境中；具有原核生物的某些特征，如無核膜及內(nèi)膜系統(tǒng)；也有真核生物的特征， 如以甲硫氨酸起始蛋白質(zhì)的合成、核糖體對氯霉素不敏感、RNA聚合酶和真核細胞的相似、DNA具有內(nèi)含子并結(jié)合組蛋白。 第二十八張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月極端嗜熱菌（themophiles）極端嗜鹽菌（extremehalophiles）極端嗜酸菌（acidophiles）極端嗜堿菌（alkaliphiles）產(chǎn)甲烷菌（metnanogens）古核細菌（細胞）類型產(chǎn)甲烷菌是嚴格厭氧的生物，

15、能利用CO2使H2氧化，生成甲烷，同時釋放能量。 CO24H2CH42H2O能量第二十九張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）細胞壁成分與真核細胞相似。 非由含壁酸的肽聚糖構(gòu)成，因此抑制壁酸合成的鏈霉素，抑制肽聚糖前體合成的環(huán)絲氨酸等對古細菌與真核細胞無作用。（2）DNA與基因結(jié)構(gòu)：古細菌DNA中有重復(fù)序列的存在，多數(shù)古核細胞的基因組中存在內(nèi)含子。（3）有類核小體結(jié)構(gòu)：古細菌具有組蛋白，而且能與DNA構(gòu)建成類似核小體結(jié)構(gòu)。為什么古核細胞可能是真核細胞的祖先？第三十張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（4）有類似真核細胞的核糖體：多數(shù)古細菌類的核糖體較真細菌有增大趨勢，含有60種

16、以上蛋白，介于真核細胞（7084）與真細菌（55）之間。（5）5S rRNA：根據(jù)對5S rRNA的分子進化分析，認為古細菌與真核生物同屬一類，而真細菌卻與之差距甚遠。5S rRNA二級結(jié)構(gòu)的研究也說明很多古細菌與真核生物相似。 除上述各點外，根據(jù)DNA聚合酶分析，氨基酰tRNA合成酶的作用，起始氨基酰tRNA 與肽鏈延長因子等分析，也提供了以上類似依據(jù)，說明古細菌與真核生物在進化上的關(guān)系較真細菌類更為密切。第三十一張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月古細菌的細胞膜脂第三十二張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 真核細胞一、真核細胞的基本結(jié)構(gòu)體系二、細胞的大小及其影響因素三、

17、原核細胞與真核細胞的比較四、植物細胞與動物細胞的比較第三十三張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月一、真核細胞的基本結(jié)構(gòu)體系以脂質(zhì)及蛋白質(zhì)成分為基礎(chǔ)的生物膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)； 以核酸（DNA或RNA）與蛋白質(zhì)為主要成分的遺傳信息表達系統(tǒng); 由特異蛋白分子裝配構(gòu)成的細胞骨架系統(tǒng)。在亞顯微結(jié)構(gòu)水平第三十四張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月真核細胞結(jié)構(gòu)圖第三十五張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、細胞的大小及其影響因素第三十六張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月細胞體積的守恒定律：器官的大小主要決定于細胞的數(shù)量，與細胞數(shù)量成正比，而與細胞的大小無關(guān)。細胞最大體積的極限與什么因素有

18、關(guān)？細胞的相對表面積與體積成反比關(guān)系；細胞的核與質(zhì)之間有一定的比例關(guān)系；細胞內(nèi)物質(zhì)的交換與細胞體積的關(guān)系。第三十七張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月因素：蛋白質(zhì)和核糖體RNA的量。水分：80%-不直接決定細胞的大??；調(diào)控細胞的信號網(wǎng)絡(luò)幾乎完全相同；哺乳動物的mTOR（mamalian target of rapamycin ) 蛋白激酶。影響細胞體積的控制因素第三十八張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系：相關(guān)性與一致性。特點：紅細胞體積小，圓形，無內(nèi)核，細胞膜包裹著血紅蛋白特點：分泌細胞呈極性，吸收表面形成大量的褶皺，大量的線粒體特點：

19、精子有完整的單倍體基因組，和運動裝置；卵子有大量的mRNA和蛋白質(zhì)與養(yǎng)料第三十九張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月三、原核細胞與真核細胞的比較第四十張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月原核細胞與真核細胞的比較最根本的區(qū)別：第一、是細胞膜系統(tǒng)的分化與演變。真核細胞以膜系統(tǒng)的分化為基礎(chǔ)首先分化核與質(zhì)，細胞質(zhì)再分化為各種功能的細胞器。第二、是遺傳信息量與遺傳裝置的擴增與復(fù)雜化。第四十一張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月定殖于小鼠回腸末端的分節(jié)絲狀菌原核細胞與真核細胞共存第四十二張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月四、植物細胞與動物細胞的比較植物細胞特有的細胞結(jié)構(gòu)：細胞壁液

20、泡葉綠體其它質(zhì)體動物細胞特有的細胞結(jié)構(gòu)：中心粒第四十三張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月動物細胞（A）和植物細胞（B）模式圖第四十四張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) 病毒非細胞形態(tài)的生命體一、病毒的基本知識二、病毒在細胞內(nèi)增三、病毒與細胞在起源于進化中的關(guān)系第四十五張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月病毒（virus）核酸分子（DNA或RNA）與蛋白質(zhì)構(gòu)成的核酸-蛋白質(zhì)復(fù)合體； 根據(jù)病毒的核酸類型可以將其分為兩大類：DNA病毒與RNA病毒。 病毒的多樣性類病毒（viroid）僅由感染性的RNA構(gòu)成；朊病毒（prion） 僅由感染性的蛋白質(zhì)亞基構(gòu)成；病毒的基本知識

21、病毒：是非細胞形態(tài)的生命體，是迄今發(fā)現(xiàn)的最小、最簡單的有機體；所有病毒必須在細胞內(nèi)才能表現(xiàn)出它們的基本生命活動。第四十六張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月病毒的特性1、很小，結(jié)構(gòu)極為簡單。20-200 nm，可通過細菌濾器。2、遺傳載體的多樣性。DNA(單、雙鏈）或RNA（單雙鏈）病毒。3、徹底的寄生性。分子水平寄生。4、以復(fù)制和裝配的方式進行增殖。第四十七張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月病毒的形態(tài)特征病毒的對稱體制 （1）螺旋對稱；（2）二十面體對稱；（3）復(fù)合對稱。第四十八張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月病毒的形態(tài)特征第四十九張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022

22、年6月脊髓灰質(zhì)炎病毒 煙草花葉病毒 皰疹性口炎病毒 人類天花病毒 T4噬菌體 流感病毒 第五十張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月牛傳染性鼻氣管炎病毒的超微結(jié)構(gòu)第五十一張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月類病毒的電鏡照片僅由感染性的RNA構(gòu)成第五十二張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月病毒結(jié)構(gòu)的示意圖第五十三張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月戊型肝炎病毒的冷凍電鏡圖片第五十四張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 病毒雖然具備了生命活動的最基本特征（復(fù)制和遺傳），但它不是完全的生命體，它的人生不完整？病毒的生命活動必須在細胞內(nèi)才能表現(xiàn)，在宿主細胞內(nèi)復(fù)制增殖；病毒自

23、身沒有獨立的代謝和能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，必須利用宿主細胞結(jié)構(gòu)、原料、能量與酶系統(tǒng)進行增殖，因此病毒是徹底的寄生物。第五十五張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月病毒在細胞內(nèi)的增殖1、病毒侵入細胞，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、病毒的裝配、成熟與釋放。第五十六張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月病毒在細胞中的增殖過程第五十七張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月在細胞核內(nèi)增殖的腺病毒第五十八張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月電鏡超微切片下的山羊痘病毒第五十九張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1、病毒侵入細胞，病毒核酸的侵染流 程：病毒表面的識別

24、結(jié)構(gòu)與敏感細胞表面的受體能否互補結(jié)合，即特異性吸附；主動吞飲或者囊膜與細胞膜融合方式進入細胞；衣殼在細胞蛋白酶的作用下裂解，釋放出核酸；第六十張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2、病毒核酸的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與蛋白質(zhì)的合成（1）雙鏈DNA病毒（噬菌體）第六十一張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）單鏈RNA病毒 正義單鏈RNA（SARS，流感病毒）RNA復(fù)制酶的作用下, 形成dsRNA鏈，以新合成的RNA鏈為模板第六十二張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）帶有逆轉(zhuǎn)錄酶的單鏈RNA病毒（腫瘤病毒，HIV）第六十三張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月這種類型病毒的發(fā)現(xiàn)有何意義？修正了中心法則DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄Crick 背后的故事博士研究生-蒂明 相信自己，堅持1975年的諾貝爾獎 盡管在每次學(xué)術(shù)會議上，蒂明都堅持自己的觀點，但卻屢遭冷遇和指責。蒂明知道，他的“前病毒理論”的關(guān)鍵是RNA反轉(zhuǎn)錄為DNA，因此最有說服力的證據(jù)是在RSV中找到以RNA為模板的DNA聚合酶。第六十四張，PPT共七十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 1969年，日本學(xué)者里子水谷來到他的實驗室，按照蒂明的設(shè)想。他們開始尋找RSV中存在依賴RNA的DNA聚