new-2-第二章細胞的統(tǒng)一性與多樣性(第四版-2016-17-02)

第二章細胞的統(tǒng)一性與多樣性（基本知識概要）第一節(jié)細胞的基本特征第二節(jié)原核細胞與古核細胞第三節(jié)真核細胞第四節(jié)非細胞形態(tài)的生命體

——病毒及其與細胞的關系（序）////本章學習要點（▼）第一節(jié)細胞的基本概念一、細胞是生命活動的基本單位(▼)二、細胞的基本共性(▼)第四節(jié)非細胞形態(tài)的生命體

—病毒及其與細胞的關系

一、病毒的基本知識二、病毒在細胞內增殖（復制）三、病毒與細胞在起源與進化中的關系第二節(jié)原核細胞與古核細胞（▼）

一、原核細胞（Prokaryoticcell）二、最小最簡單的細胞---支原體（mycoplast）三、原核細胞的兩個代表類群：細菌和藍藻四、古核細胞（古細菌）（Archaebacteria）一、細胞是生命活動的基本單位（本質屬性）

（一）細胞是有機體構成的基本單位。不管是單細胞生物體、細胞集合體、多細胞生物體，一切生物體都是由細胞構成，細胞是有機體的基本結構單位。

（二）細胞是代謝與功能的基本單位。

有機體的所有代謝活動最終要靠細胞完成（例：人（圖2-1）），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。（三）

細胞是生物體生長發(fā)育的基礎。（四）

細胞是繁殖的基本單位，是遺傳的橋梁。細胞具有遺傳的全能性，細胞核中的遺傳信息指導下一代生命的構建。（五）

細胞是生命起源的歸宿，是生物進化的起點。細胞是生命起源和進化的基本單位，沒有細胞就沒有完整的生命。（六）關于細胞概念的一些思考（※）細胞概念的一些新思考1、細胞是多層次非線性的復雜結構體系：具有高度復雜性和自組織性2、細胞是物質（結構）、能量與信息過程精巧結合的綜合體 （1）細胞可完成各種化學反應； （2）細胞需要和利用能量，具備產生、利用能量的機制； （3）細胞參與大量機械活動； （4）細胞對刺激作出反應；3、細胞是高度有序的，是具有自組裝能力的自組織體系。

（1）細胞能進行自我調控；（2）繁殖和傳留后代；

二、細胞的基本共性

（一）所有的細胞相似的化學組成（二）脂-蛋白體系的生物膜：所有的細胞表面均有由磷脂雙分子層與鑲嵌蛋白質構成的生物膜。（三）相同的遺傳裝置：所有的細胞都含有兩種核酸，即以DNA與RNA作為遺傳信息復制與轉錄的載體。（四）所有細胞的增殖都以一分為二的方式進行分裂（五）作為蛋白質合成的機器─核糖體，毫無例外地存在于一切細胞內。病毒的基本知識病毒的基本結構及其多樣性

舉例（圖2-14）病毒（virus）類群——核酸分子（DNA或RNA）與蛋白質構成的核酸-蛋白質復合體；根據病毒的核酸類型劃分為兩大類：

DNA病毒與RNA病毒根據宿主感染范圍劃分：動物病毒；植物病毒；細菌病毒（噬菌體）

根據核殼體形態(tài)劃分：立體對稱、螺旋對稱亞病毒（subvirus）：結構比病毒更簡單，約幾十種。類病毒（viroid）—僅由感染性的RNA構成,通常只感染植物，如馬鈴薯紡錘塊莖類病毒；朊病毒（prion）——僅由感染性的蛋白質亞基構成；二、病毒在細胞內的增殖過程（病毒的復制）（簡圖▼）（一）病毒識別和侵入細胞--病毒核酸的侵染（HIV入侵關鍵分子）（二）病毒核酸的復制（圖示）、轉錄與蛋白質的合成。

1、DNA病毒雙鏈DNA病毒的復制；

噬菌體（單鏈DNA病毒）的復制

；

2、RNA病毒ssRNA(Single-StrandedRibonucleicAcid)病毒的復制；雙鏈RNA病毒的復制

；3、反轉錄病毒（三）病毒的裝配、成熟與釋放：

出芽（囊膜病毒,皰疹病毒）或細胞崩解（無囊膜病毒，腺病毒）

☆病毒復制的特點▼；

☆病毒的特征總結▼

病毒與細胞在起源與進化中的關系

病毒是非細胞形態(tài)的生命體，它的主要生命活動必須要在細胞內實現(xiàn)。病毒與細胞在起源上的關系，目前存在3種主要觀點：生物大分子→病毒→細胞 病毒生物大分子細胞生物大分子→細胞→病毒一、原核細胞

基本特點

遺傳的信息量小，遺傳信息載體僅由一個環(huán)狀DNA構成；細胞內沒有分化為以膜為基礎的具有專門結構與功能的細胞器和細胞核膜，主要細胞器是70s的核糖體。均為單細胞生物（主要代表：支原體、細菌、藍藻）。數量少于真核生物。

分布廣泛。二、最小最簡單的細胞---支原體（mycoplast）

支原體是目前發(fā)現(xiàn)的能夠獨立生活的最小最簡單的細胞三、原核細胞的兩個代表類群：細菌和藍藻

細菌

藍藻又稱藍細菌（Cyanobacteria）

四、古核細胞（古細菌,

Archaebacteria）第三節(jié)真核細胞基本知識概要

一、真核細胞的基本結構體系二、細胞的大小及其影響因素三、原核細胞與真核細胞的比較四、動物細胞與植物細胞的比較真核細胞的基本結構體系以脂質及蛋白質成分為基礎的生物膜結構系統(tǒng)；

以核酸（DNA或RNA）與蛋白質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成的細胞骨架系統(tǒng)。

二、細胞的大小及其影響因素（返回目錄）

1、各類細胞直徑的比較細胞和細胞組分的相對大小各類細胞直徑比較〈三、原核細胞與真核細胞的比較（圖示）

原核細胞與真核細胞的遺傳結構裝置和基因表達的比較

小結原核細胞與真核細胞基本特征的比較

小結四、植物細胞與動物細胞的比較原核細胞與真核細胞基本特征的比較原核細胞與真核細胞的遺傳結構裝置和基因表達的比較

植物細胞與動物細胞的比較細胞壁液泡葉綠體

古細菌

現(xiàn)在認為：古細菌（archaebacteria）與真核細胞曾在進化上有過共同歷程。

與真核細胞起源關系緊密的

主要證據

進化系統(tǒng)樹主要證據（1）細胞壁：成分與真核細胞類似，而非由含壁酸的肽聚糖構成，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，抑制肽聚糖合成的青霉素與萬古霉素等對真細菌類有強的抑制生長作用，而對古細菌與真核細胞卻無作用。（2）質膜：與真細菌和真核生物的膜都不同，烴鏈（C-H）以醚鍵與甘油結合，含有非極性脂質。極端耐熱菌中的膜是由C40四乙醚組成的單層脂質。（3）DNA與基因結構：環(huán)狀DNA，有操縱子結構，大多數基因中沒有內含子、有多基因mRNA存在。//。有“類核小體”結構：古細菌具有組蛋白，而且能與DNA構建成類似核小體的結構；tRNA、rRNA及部分編碼蛋白質的基因中含有內含子，RNA聚合酶為復雜多聚體，起始氨基酸為Met(細菌中為fMet)。//。還有古細菌特有的結構特點（如tRNA的TΨC臂上無胸腺嘧啶）。（4）核糖體：70S，多數古細菌類的核糖體較真細菌有增大趨勢，含有60種以上蛋白，介于真核細胞（70～84）與真細菌（55）之間，其中的RNA和蛋白的性質類似真核細胞。根據對5SrRNA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。5SrRNA二級結構的研究也說明很多古細菌與真核生物相似?？股赝瑯硬荒芤种乒藕思毎惖暮颂求w的蛋白質合成。

除上述各點外，根據DNA聚合酶分析、氨基酰tRNA合成酶的作用，起始氨基酰tRNA與肽鏈延長因子分析等，也提供了類似依據，說明古細菌與真核生物在進化上的關系較真細菌類更為密切。因此近年來，真核細胞起源于古細菌的觀點得到了加強。（細菌的結構特征）信號轉導網絡與細胞體積控制mTOR(mammalianTagrgetofrapamycin)PI3K:磷脂酰肌醇-3-羥基酶phosphatidylinositol3-OH-kinaseAKT/PKB：蛋白激酶BS6K:核糖體蛋白s6（rpS6）的激酶PI3K-PKB(Akt)信號通路(效應之一)成年人細胞數1014，新出生嬰兒細胞數2*1012，人的大腦約1012雙鏈DNA、單鏈DNA、雙鏈RNA、單鏈RNA。單鏈RNA病毒又分為侵染性RNA病毒，即正鏈RNA病毒；非侵染性RNA病毒，即負鏈RNA病毒。此外，還有病毒粒子中攜帶反轉錄酶的單鏈RNA病毒和復制過程中涉及反轉錄的，部分雙鏈DNA病毒。病毒核酸類型的7種形式：（↓）生態(tài)系統(tǒng)多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性生物大量人為滅絕四、細胞與原生質細胞是由膜包圍的，能進行獨立繁殖的最小原生質團，是生命活動的基本單位，是生物體最基本的形態(tài)結構和功能活動單位。

Cellisthesmallest，membraneboundprotoplasmicbodycapableofindependentreproduction.

病毒（virus）多數在0.1μm以下，只有一層蛋白質外殼和遺傳物質DNA或RNA，無核糖體等細胞器，不能獨立繁殖，故不能算是細胞，有人稱其為“半生命”，只有部分生命特征。（↓）四、細胞與原生質（續(xù)）原生質（Protoplasm）：原生質一詞最早是1839年Purkinje提出，指細胞內所含有的生活物質（構成細胞的生活物質），真核細胞包括細胞膜、細胞質和細胞核。細胞質（Cytoplasm）指質膜以內核以外的原生質。它不是勻質的，其結構大體劃分為兩部分，一部分是有形結構，稱為細胞器（Organelle），另一部分是可溶相，稱細胞質基質（Cytoplasmicmiatrix）。細胞器（Organelle）指存在于細胞中，用光鏡或電鏡能夠分辯出的，具有一定形態(tài)特點，并執(zhí)行特定功能的結構。核糖體是細胞中最小的細胞器，但也有人提出tRNA才是最小的細胞器。細胞核也被認為是一種細胞器，且是細胞中最大的細胞器。有人把細胞膜也看作是一種細胞器。細胞質基質（Gytoplasmicmatrix），是細胞質的可溶相，是作為細胞器的環(huán)境而存在的。細胞核（nucleus）：遺傳物質的集中區(qū)域，在原核生物細胞稱擬核（nucleoid）或類核區(qū)。在細胞膜以外還有些結構，如纖毛、鞭毛等細胞質衍生物，現(xiàn)在觀點是把這些結構統(tǒng)稱為質膜外結構，連細胞膜在內，共稱為細胞表面（Cellsurface）。原核細胞是什么？

是一類沒有明確細胞核，體積小，結構簡單，進化地位原始的細胞。種類較少，包括支原體、細菌、立克次氏體、放線菌和蘭綠藻等，全為單細胞或細胞群體。

經典分類法：動物界、植物界現(xiàn)代分類法（Dodson1971）將地球上出現(xiàn)過的生物根據其進化程度和結構的復雜程度以及遺傳裝置的類型，可以劃分為原核細胞和真核細胞兩大類。是HansRis在60年代提出來的。原核細胞和真核細胞稱為細胞世界的兩大家族。原核細胞（Prokaryoticcell）具有兩個基本特點：（1）遺傳信息量少（僅有一個環(huán)狀DNA）（2）無膜圍細胞器及核膜。

原核生物可算是現(xiàn)在地球上歷史最悠久的生物，其祖先大約在30—35億年以前就已出現(xiàn)。原核細胞→真核細胞的過度類型—甲藻，有核膜，但無核孔，稱中核細胞。（mesocaryoticcell）迄今已知的原核生物均為單細胞生物。二、最小最簡單的細胞—支原體（mycoplasma）

這是目前發(fā)現(xiàn)的最小、最簡單的細胞，是介于病毒和細菌之間的一種微生物。直徑在0.1~0.3μm，可通過一般的細菌過濾器，生活在污水、土壤及許多動物體內，是動物、植物、人的病原菌之一。有人將支原體歸為細菌，但它無細胞壁，具質膜、核蛋白體，一個環(huán)狀DNA雙螺旋散布于整個細胞內，不象細菌那樣集中成核區(qū)。最初發(fā)現(xiàn)的一種支原體是類胸膜肺炎病原菌，又稱為類胸膜肺炎球菌（Pleuro-pneumoniaLikeorganism）英文縮寫PPLO，現(xiàn)已分離出30多種支原體。

★

為何說支原體是最小的細胞？

三、原核細胞的兩個代表：

（一）細菌（bacteria，bacterium）

主要來自對大腸桿菌（E.coli）的研究。細菌是原核細胞的典型代表，無典型的細胞核，有細胞壁，細胞質中除核糖體外無其它細胞器（圖2-4）。

1、細菌細胞的表面結構（1）細胞壁（cellwall）：主要成分是肽聚糖（Peiptidoglyean）（亦稱膜素）和胞壁酸（teichoicacid），均為蛋白多糖。胞壁質作用在于使細胞保持一定的外形和滲透壓，起保護作用，與致病性、病毒敏感性等相關，革蘭氏陽性菌（G+）不僅細胞壁厚（20-80nm），其中胞壁酸含量可達90%，G-則不同（圖2-5）。（2）細胞質膜：基本結構同真核細胞的膜，厚約10nm。但含有豐富的酶系，決定了較真核細胞的膜有更多的功能（具線粒體部分功能、內質網部分功能、高爾基體部分功能等）。（3）中體（mesosome）：又叫中膜體、中間體、間體、質膜體。是質膜內陷形成的。DNA常附在上面（核質體）。推測，它有類似紡錘體的功能（指導細胞分裂）和線粒體的功能，與能量代謝有關。為DNA復制起支點作用。

有些細菌還有莢膜、鞭毛等附屬結構，起保護作用或作為運動器官。（↓）2、細菌細胞的核區(qū)與基因組核區(qū)（nucleararea）或擬核（nucleoid）：（一個）

裸露環(huán)狀DNA分子經折疊而成類核區(qū)，無核膜和核仁，主要由一個連鎖群，無重復序列;DNA長約1200—1400μm（可稱細菌染色體），編碼2000-5000種蛋白質。核區(qū)無強的孚爾根反應（Feulgenreacton）DNA行半保留復制，在整個分裂周期連續(xù)進行。DNA分子一端常附在質膜或中體上，這有助于細胞分裂。復制與轉錄可在同一空間、時間內進行（圖2-6）。

一個復制子，?模型復制。(E.coli:基因組有4.2*106bp，包含2350個基因)3、核外DNA，亦稱質粒（plasmid）是獨立于染色體以外的環(huán)狀裸露DNA分子，能自我復制，并能整合到類核DNA中去，還能在細菌之間轉移，所以在遺傳工程中常用作基因轉移的載體。如大腸桿菌的性因子（f因子）、大腸桿菌素因子（col因子）、抗藥性因子（r因子）。4、細菌的核糖體（ribosome）：

約5千—5萬個/細菌，一部分附在質膜上，多數游離在細胞質中，沉降系數為70s（50s、30s兩個亞基）。5、細菌細胞的內生孢子：一種含水豐富的、外被很厚的致密體。6、細菌細胞的增殖及調控：分裂方式：一分為二、出芽生殖等簡單分裂方式。包括：（1）細菌細胞的增殖

(2)細菌細胞的增殖調控

（↓藍藻）2、藍藻（Blue-greenalgae）--自養(yǎng)型細菌的代表

又稱藍綠藻或藍細菌，是綠色植物中最原始的自養(yǎng)類型，含有蘭色素、紅色素、黃色素、葉綠素等，故不一定都是蘭色。藍藻的體積是原核細胞中最大的，可達10μm，可以是單細胞，也可以是群體。分布在水、陸地、植物、木頭、石頭、動物上。如：顫藻直徑達70μm，食用的“發(fā)菜”也是藍藻的絲狀體，綠肥紅萍是一種固氮藍藻與水生蕨類滿江紅的共生體。藍藻的結構：簡單，包括以下六部分主要結構。中心質或中央體（Centralbody）：光鏡下明亮，是遺傳物質所在部位，相當于核區(qū)；光合作用片層（類囊體）：同心環(huán)樣的膜片層，僅含葉綠素α和類胡蘿卜素；

細胞膜：

細胞壁：與G-細菌細胞壁的成分相似，

又有纖維素成分（類似于植物）。細胞分裂：一分為二。異形胞/異胞體：氮源不足時產生，個體

大，厚壁、缺少光系統(tǒng)Ⅰ，合成

固氮酶，將N2還原為NH3。一種

特別的藍藻細胞的適應形式。表面結構：最外層的膠質層，為

酸性粘多糖和果膠質，又稱鞘。

圖2-7藍藻A、藍藻的細胞結構；B、熒光顯微鏡下的絲狀藍藻—魚腥藻

第三節(jié)真核細胞基本知識概要

真核細胞（EukaryoticCell）種類繁多：從原生動物到人，從綠藻到高等植物。大約在12—16億年前在地球上出現(xiàn)，是具有典型細胞核和核膜、核仁，體積較大，結構較復雜，進化程度較高的一類細胞?？梢允菃渭毎ㄔ鷦游锖蛦渭毎孱?、草履蟲、變形蟲），也可以是多細胞生物（幾乎包括所有的動、植物），成年人約有1014個細胞，新生兒約有2×1012個細胞。一、真核細胞的基本結構體系

真核細胞的典型結構可歸納為如下：

1、體積較大：直徑在10—100μm，多數20~30μm。

2、細胞核：遺傳物質DNA、RNA、蛋白質結合在一起成為染色質，由核膜包繞，在細胞分裂期可凝集成染色體，并成對存在。細胞核中還有核仁存在。

3、具有典型的細胞質：故其轉錄和轉譯在不同時間和地點進行。

4、內膜系統(tǒng)：將細胞劃分為許多功能區(qū)，大大提高細胞代謝的活動效率

5、細胞骨架系統(tǒng)：

6、具有多種細胞器

7、生殖方式多樣：有絲分裂、減數分裂、無絲分裂

8、細胞壁：植物細胞有，其組成成分為纖維素。（↓）上述真核細胞雖然結構復雜，但可在亞顯微結構水平上劃分為三大基本結構體系：生物膜系統(tǒng)、遺傳信息傳遞與表達系統(tǒng)、細胞骨架系統(tǒng)。（一）生物膜系統(tǒng)以脂質及蛋白質成分為基礎構建而成，包括細胞表面的細胞質膜及其相關結構、細胞質內的膜性細胞器、細胞核膜，等。細胞質膜與細胞核膜將細胞分割成兩個相對獨立的代謝空間。（二）遺傳信息傳遞與表達系統(tǒng)以核酸（DNA、RNA）與蛋白質為主要成分構建而成。傳遞：以核小體作為基本單位，借助于DNA聚合酶、染色體完成；表達：以RNA作為表達主體，借助于RNA聚合酶、核糖體、核仁完成。（三）細胞骨架系統(tǒng)由特異的纖維蛋白質分子裝配而成，包括細胞質骨架和細胞核骨架。（↓）

綜合原核細胞和真核細胞的特點，二者的根本區(qū)別可歸納為兩個方面：

第一，細胞膜系統(tǒng)的分化與演變

真核細胞以膜分化為基礎，分化為結構更精細，功能更專一的單位——各種膜圍細胞器，使細胞內部結構與職能發(fā)生了明確的分工。而原核細胞無此情況。

第二，遺傳信息量大與遺傳裝置的復雜化

真核細胞的遺傳信息可達上萬個基因，并具重復序列，染色體功能具二倍性或多倍性。原核細胞為單倍性。僅為一條環(huán)狀DNA分子，細菌只有幾千個基因。此外，遺傳信息的轉錄和翻譯有嚴格地階段性與區(qū)域性，原核細胞則不具備這些。假如，真核細胞是結構復雜、功能專一與自動化程度較高的“工廠”，那么，原核細胞就象結構簡單、職能上卻是多面手的“作坊”。前者固然結構復雜，但在特定條件下，原核細胞卻比真核細胞有更強的適應性。

動、植物細胞之差別

動物細胞植物細胞細胞壁無有質體（葉綠體）無有中心體有無溶酶體有無圓球體無有糊粉粒無有（種子中）過氧化物酶體有有乙醛酸循環(huán)體無有線粒體多少有絲分裂有星體形成無星體形成靠分裂溝收縮靠紡錘體中心部位形成隔膜

此外，植物細胞在有絲分裂后，細胞體積的增長和成熟過程較之動物細胞要明顯的多。還有，相鄰植物細胞間有一層膠狀物粘合，稱中層或胞間層，在相鄰兩細胞間的壁上，有原生質絲相連，稱胞間連絲（Plasmodesmata）。二、細胞的大小及影響因素計量單位及其換算：細胞大?。@微結構）常以μm作單位。由于電鏡的使用，現(xiàn)把國際單位納米（Nanometre，nm）和埃（A，Angstrom）作為超微結構的度量單位。1m=100cm=1000mm=106μm（micrometer）；1mm=1000μm；1μm=1000nm；1nm=10A。1、各類細胞直徑的比較生物體各種細胞的體積差別很大，既使同一個細胞，培養(yǎng)過程中也隨生理狀態(tài)不同表現(xiàn)出差異。一般講來，真核細胞大于原核細胞，植物細胞大于動物細胞，高等動物的卵細胞大于體細胞。原核細胞：1—10或1—5μm。細菌多在3—4μm，支原體只有0.1μm。動物細胞：（10—100μm，20—30μm，15—70μm）。

最大的細胞要屬鴕鳥卵，可達10cm，卵黃只有5cm。隆鳥卵直徑可達20cm。人體：卵細胞200μm（最大）；白血球4μm（最?。?；

口腔粘膜上皮細胞75μm；骨細胞35μm；巨噬細胞25μm；

肝實質細胞18—25μm；紅血細胞7μm。（↓）

*鳥類各種蛋被稱為卵細胞，實際上是指卵黃膜以內的部分。其它部分是在卵通過輸卵管時外包上去的，是輸卵管和子宮形成的分泌物。通常，卵受精后孵出時已是多個細胞的幼胚（雞蛋可達32—64細胞），未受精卵可看作是一個細胞，此時處在第二次減數分裂期。

細胞體積的守恒定律：器官的總體積與細胞的數量成正比，而與細胞的大無關。如：牛、小鼠的腎細胞和肝細胞的大小基本相同。2、細胞體積的影響因素主要有3個方面影響因素：（1）蛋白質與核糖體RNA的含量，其中核糖體的活性和蛋白質是更為主要的影響因素。（2）細胞信號傳遞與細胞體大小的關系：網絡的改變會影響大?。赫{控動物細胞大小的信號傳遞途徑（3）其他因素：細胞內代謝活躍程度、環(huán)境（水分、溫度）等。（↓）

細胞的大小是怎樣決定的呢？

現(xiàn)在認為，一個細胞的體積有其最小極限，這一極限決定于得容納細胞獨立生活最基本的成份。有人這樣估算，一個能自由生活的細胞在正常情況下，至少要有150個大分子。假定每個大分子由500個氨基酸或核苷酸組成，則需75000個，這樣算來，細胞的直徑在理論上不會小于500A，再加上外包膜約200A，所以細胞在理論上是有下限的。同樣，細胞的體積也不能過大，數百微米的細胞可能是細胞大小的上限了。那么哪些因素制約著細胞大小的上限呢？（主要有三方面的因素）

（↓）決定細胞大小的三個方面因素：

首先，細胞的核質比與細胞大小有關，決定細胞上限。每一種細胞核內的遺傳物質是一定的，能控制細胞質的活動也是有一定限度的。因此細胞質的體積不能無限增大，這樣就決定了細胞的大小。有些體積較大的細胞，則用多核的辦法來調節(jié)其核質比例失調的矛盾，如橫紋肌細胞。

其次，細胞的相對表面積與細胞大小有關。細胞相對表面積與體積成反比關系，若體積過大，則相對表面積小，細胞與周圍環(huán)境交換物質的能力勢必減弱。故細胞體積不會無限增大。最后，細胞內物質的交流與細胞大小有關。細胞內物質交流和信息傳遞是有時間和空間關系的，假如體積過大，則影響交流傳遞速度，細胞內部生命活動就不能靈敏的調控與緩沖。（↓）3、細胞形態(tài)結構與功能的關系

細胞由于內部構造不同，生理功能各異，以及它們所處的環(huán)境條件有差別，故在形狀上發(fā)生著千差萬別的變化，可以說是千姿百態(tài)。主要有圓形、橢圓形、立方形、扁平形、棱形、星形、和多角形。另外還有一些細胞無固定形態(tài)。原核細胞的形態(tài)較固定、單一，如細菌，有球菌、桿菌、鏈球菌，就是以形狀不同而劃分的。在真核單細胞生物，有些形狀較固定，如草履蟲的形狀象草鞋底，有些藻類呈圓形或絲狀，但也有些無固定形狀，如變形蟲。在真核多細胞生物，當細胞單獨存在時，稱游離細胞（freecell），形狀也較固定。當細胞構成組織，稱為組織細胞（tissuecell），組織細胞間發(fā)生結構和功能上的分化，故在形狀上表現(xiàn)出多樣，（↓）

細胞的形態(tài)結構與功能的相關性和一致性是多數細胞的共性。（舉例）

綜上所述，細胞形狀主要決定于細胞的功能性適應和所處環(huán)境，同時也部分地受表面張力，原生質的粘滯性，相鄰細胞的壓力及細胞膜的堅韌度所決定。值得一提的是，微管和微絲在細胞形狀維持方面起重要作用。喬治·沃克·布什：美國第43任總統(tǒng)。著名事件：911事件后的反恐怖戰(zhàn)爭

喬治·赫伯特·沃克·布什：

美國第41任總統(tǒng)，1924年6月12日生人。著名事件：1991年1月17日～2月28日的海灣戰(zhàn)爭?！p鏈DNA病毒的復制

▲雙鏈DNA病毒中的腺病毒、皰疹病毒和乳多孔病毒都在寄主細胞的核內進行基因組的復制和衣殼的裝配（見課本上P26圖2-17中腺病毒的裝配電鏡圖）；一些病毒的基因組復制基本上寄主細胞的核內進行，而衣殼的裝配卻在細胞漿內。（P27圖2-19中山羊痘病毒的裝配完成示意圖）復制過程：病毒在胞漿內脫殼后，DNA進入核內，在寄主細胞轉錄酶的作用下合成mRNA，一部分基因組轉錄早期mRNA并轉譯早期蛋白質，包括酶和T抗原等。T抗原即腫瘤抗原，能促進細胞合成DNA。病毒DNA的復制依賴于細胞的核酸聚合酶，由此產生的子代DNA用于轉錄晚期mRNA，在胞漿內轉譯病毒的結構蛋白（晚期蛋白），并轉移到細胞核內，供裝配病毒粒子的衣殼。復制過程復雜，而且各病毒科間的差異很大。

噬菌體的復制---滾環(huán)復制▲

大腸桿菌的噬菌體：φX174，是一種單鏈環(huán)狀DNA噬菌體。?。┣秩爰闹?侵入的單鏈DNA稱為正鏈DNA。ⅱ）以正鏈DNA為模板、利用寄主細胞的DNA聚合酶復制出與之互補的負鏈DNA，然后形成雙鏈DNA。ⅲ）在DNA酶的作用下，正鏈DNA被切斷，它的某些內部結構被暴露出來。此時DNA聚合酶以負鏈DNA為摸板進行復制，按堿基配對原理，把適當的脫氧核苷酸加至上述被暴露的結構部分。ⅳ）隨著復制的進行像一條長尾巴似的被滾出去，所以這種方式叫滾環(huán)復制（圖示）。不斷的滾動，復制不斷重復，因而新合成的單股長鏈是一條重復的DNA環(huán)狀鏈條。ⅴ）由核酸內切酶把大鏈條切成一節(jié)一節(jié)的線狀DNA，每一節(jié)都含有相同的堿基序列，最后由DNA連接酶將每一節(jié)的首尾相連，形成單鏈環(huán)狀DNA。ssRNA病毒的復制

▲有些ssRNA病毒，一旦病毒顆粒中的RNA進入寄主細胞，就直接作為mRNA，翻譯出所編碼的蛋白質，其中包括衣殼蛋白和病毒的RNA聚合酶。然后在病毒RNA聚合酶的作用下復制病毒RNA，最后病毒RNA和衣殼蛋白自我裝配成成熟的病毒顆粒。這類病毒很多，如ssRNA噬菌體、脊髓灰質炎病毒、鼻病毒、TMV等。還有另一類ssRNA病毒，它們的復制特點是病毒顆粒中的ssRNA病毒為負鏈，進入寄主后不能直接作為mRNA，而是先以負鏈RNA為模板由轉錄酶轉錄出與負鏈RNA互補的RNA，再以這個互補RNA作為mRNA翻譯出遺傳密碼所決定的蛋白質。這類病毒稱之為負鏈非侵染型病毒，如濾泡性口腔炎病毒、流感病毒、副流感病毒、萵苣壞死黃化病毒等。此外，還有一類特殊的ssRNA病毒即反轉錄病毒。該類病毒通常引起人和動物的腫瘤，其中包括造成人免疫性缺陷癥的愛滋病病毒、白血病病毒、肉瘤病毒等。在它們的髓核中攜帶反轉錄酶，能使RNA反向轉錄成DNA，豐富和發(fā)展了分子生物學的中心法則。其復制過程具有獨特性.（▼)雙鏈RNA病毒的復制

▲雙鏈RNA病毒有兩個特點，一是它的基因組為10-12條雙鏈RNA分子；二是它有雙層衣殼，而沒有囊膜。病毒的RNA-RNA聚合酶存在于髓核中，在該聚合酶的作用下病毒基因組轉錄正鏈RNA，它們自髓核逸出。它們既能作為mRNA，又能作為病毒基因組的模板；mRNA翻譯結構蛋白、裝配內層衣殼后，正鏈RNA進入，并形成雙鏈RNA。然后又重復上述過程，最后獲得了外層衣殼。病毒的特征▲主要特點是：

①含有單一核酸（DNA或RNA）的基因組和蛋白質外殼，沒有細胞結構；

②遺傳載體具多樣性；

③嚴格的細胞內寄生性；

④以復制和裝配的方式增殖，而不是以二分裂方式增殖。遇到宿主細胞它會通過吸附，進入、復制、裝配、釋放子代病毒而顯示典型的生命體特征。所以病毒是介于生物與非生物的一種原始的生命體。病毒繁殖的特點▲一、病毒的復制過程叫做復制周期。其大致可分為連續(xù)的五個階段：吸附、侵入、脫殼、病毒大分子的合成、病毒的裝配與釋放。二、利用寄主細胞的物質和能量進行病毒生物大分子的合成；三、復制周期短，繁殖效率高；四、反轉錄病毒的復制方式具特殊性（即：逆轉錄），豐富了遺傳信息傳遞的中心法則。光合（作用）片層結構特點（1）同心環(huán)樣的膜片結構。（2）藻膽蛋白體：直徑約35nm.

藻膽蛋白體的構成：

藻蘭蛋白；異藻蘭蛋白（含藻藍素）；藻紅蛋白（藻紅素）（藻膽素的作用見葉綠體及其光合作用）。藻膽蛋白的作用：將光能傳遞給葉綠素a（3）葉綠素結構簡單，只含有葉綠素a（高等植物同時含葉綠素a、b），故光合作用效率低?！恕⒄婧思毎慕Y構與功能比較▲1、生物膜系統(tǒng)的分化與演化：真核細胞以生物膜系統(tǒng)的分化演變?yōu)榛A，形成了核與質、遺傳物質轉錄與蛋白質合成代謝等重要生命活動過程的結構分區(qū)化和功能專一化，保障了生命活動的有序性、有效性、高效性，是細胞進化過程的重大飛躍。（從進化角度看細胞）2、遺傳信息與遺傳裝置的擴增與復雜化：核膜的出現(xiàn)為遺傳物質演化提供了微環(huán)境，實現(xiàn)了遺傳裝置與基因表達的復雜化與多層次化。復雜化：（1）DNA→核小體→染色質（染色體）（2）遺傳物質結構的復雜化（表現(xiàn)在特殊結構如內含子、外顯子、重復序列、假基因等）多層次化：（1）分布區(qū)域的分開、轉錄與翻譯表達區(qū)域的分開;（2）基因表達調控的時空特點、多層次（水平）調控機制（例：轉錄前的基因重排、轉錄過程中的增強子作用、mRNA的拼接等）等3、細胞骨架的形成及動態(tài)特點，細胞骨架的出現(xiàn)，為細胞形態(tài)結構與功能相適應提供基礎和保障，提高了生命活動效率。（用動態(tài)的觀點看細胞）原核、真核細胞遺傳裝置與基因表達方式比較的總結一、核膜的出現(xiàn)為遺傳物質演化提供了微環(huán)境，實現(xiàn)了遺傳裝置與基因表達的復雜化與多層次化。復雜化：（1）DNA→核小體→染色質（染色體）（2）遺傳物質結構的復雜化（表現(xiàn)在特殊結構如內含子、外顯子、重復序列、假基因等）多層次化：（1）分布區(qū)域的分開、轉錄與翻譯表達區(qū)域的分開;

（2）基因表達調控的時空特點、多層次（水平）調控機制（例：轉錄前的基因重排、轉錄過程中的增強子作用、mRNA的拼接等）等二、進化出了繁雜而嚴格有序的細胞增（繁）殖方式，保障遺傳物質的準確復制與有序分配?！菊聦W習要求（▲）1、掌握有關細胞的幾個概念（細胞、原生質、細胞器等）和幾個主要細胞結構組成方面。2、了解細胞的基本特征；各種化學組份在細胞中的存在形式等。3、掌握真、原核細胞、古核細胞的一般結構特點、差別及其特征比較,生命世界的三界劃分依據。4、理解并掌握病毒復制的特點----非細胞形態(tài)生命體（病毒）與細胞的關系，特別是雙鏈DNA病毒復制的特點、簡要過程。細胞與生命的關系？（▲）細胞是什么？細胞有哪些不同類型？不同細胞之間有什么相同點、不同點、特別點？細胞與生命之間存在什么樣的根本關系？不同生命體之間的細胞是怎樣的關系？。。。。。。為什么說支原體是最小的細胞？

一個細胞的生存與繁殖必須具備基本的裝置和機能：DNA、RNA、酶、基本膜結構、蛋白質合成裝置與場所等。從這個角度看，支原體的基本結構和機能已簡單到極限，支原體的體積十分小，僅有不到0.3μm,作為細胞，其結構中包涵了細胞膜（10nm）、遺傳信息DNA（基因組中有482個基因）和RNA、核糖體（800-1500個