細(xì)胞生物學(xué)課件第2章 細(xì)胞的統(tǒng)一性與多樣性abc

第二章細(xì)胞的統(tǒng)一性與多樣性?細(xì)胞的基本概念?原核細(xì)胞與古細(xì)胞?真核細(xì)胞?非細(xì)胞形態(tài)的生命體—病毒及其與細(xì)胞的關(guān)系現(xiàn)代細(xì)胞理論：所有的生物都由細(xì)胞組成，細(xì)胞是生物的基本結(jié)構(gòu)與功能單位，所有細(xì)胞都由已存在細(xì)胞分裂形成，所有細(xì)胞具有基本相同的化學(xué)組成，細(xì)胞含有遺傳信息（DNA），在分裂時(shí)傳遞給子細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)存在生命活動(dòng)需要的能量代謝過(guò)程，單細(xì)胞生物由一個(gè)細(xì)胞組成，多細(xì)胞生物由許多個(gè)細(xì)胞組成，生物體的活性依賴(lài)于所有組成生物體的細(xì)胞活性的綜合。第一節(jié)細(xì)胞的基本特征細(xì)胞=生命一、細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位（一）細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位人體內(nèi)的細(xì)胞大約分為250多種不同的類(lèi)型，成年人大約含有10*14個(gè)細(xì)胞，剛出生的嬰兒約由2×10*12個(gè)細(xì)胞組成；人的大腦是由10*12個(gè)細(xì)胞構(gòu)成的復(fù)雜體系（二）細(xì)胞是代謝與功能的基本單位有機(jī)體一切代謝活動(dòng)最終要靠各種細(xì)胞來(lái)完成◆細(xì)胞是物質(zhì)（結(jié)構(gòu)）、能量與信息過(guò)程精巧結(jié)合的綜合體

細(xì)胞完成各種化學(xué)反應(yīng)；

細(xì)胞需要和利用能量；

細(xì)胞參與大量機(jī)械活動(dòng)；

細(xì)胞對(duì)刺激作出反應(yīng)；有機(jī)體的生長(zhǎng)與發(fā)育是依靠細(xì)胞的分裂、分化與凋亡來(lái)實(shí)現(xiàn)的（三）細(xì)胞是有機(jī)體生長(zhǎng)與發(fā)育的基礎(chǔ)（四）細(xì)胞是繁殖的基本單位，是遺傳的橋梁?jiǎn)渭?xì)胞生物的繁殖表現(xiàn)為細(xì)胞一分為二。多細(xì)胞生物依靠細(xì)胞分裂形成特殊形式的生殖細(xì)胞——孢子或配子孢子萌發(fā)或配子結(jié)合為合子，是下一代生命的開(kāi)始。細(xì)胞核中的遺傳信息指導(dǎo)下一代生命的構(gòu)建（五）細(xì)胞是生命起源的歸宿，是生物進(jìn)化的起點(diǎn)生命是經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的化學(xué)進(jìn)化，由非生命的物質(zhì)形成的。含有遺傳物質(zhì)的原始細(xì)胞的形成，標(biāo)志著生命的出現(xiàn)。（六）關(guān)于細(xì)胞概念的一些新思考細(xì)胞是多層次、非線(xiàn)性與多層面的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系細(xì)胞是物質(zhì)（結(jié)構(gòu)）、能量與信息過(guò)程精巧結(jié)合的綜合體細(xì)胞是高度有序的，具有自組裝能力的自組織體系細(xì)胞是多層次非線(xiàn)性的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系

細(xì)胞具有高度復(fù)雜性和組織性精致精巧精確嚴(yán)謹(jǐn)◆細(xì)胞是高度有序的，具有自組裝能力與自組織體系。

細(xì)胞能進(jìn)行自我調(diào)控；繁殖和傳留后代；二、細(xì)胞的基本共性

相似的化學(xué)組成◆脂-蛋白體系的生物膜維持相對(duì)獨(dú)立性。所有的細(xì)胞表面均有由磷脂雙分子層與鑲嵌蛋白質(zhì)構(gòu)成的生物膜，即細(xì)胞膜。核酸-蛋白的遺傳體系，所有的細(xì)胞都含有兩種核酸：即DNA與RNA作為遺傳信息復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的載體。作為蛋白質(zhì)合成的機(jī)器─核糖體，毫無(wú)例外地存在于一切細(xì)胞內(nèi)。所有細(xì)胞的增殖都以一分為二的方式進(jìn)行分裂。一分為二的分裂方式第二節(jié)原核細(xì)胞與古核細(xì)胞整個(gè)生物界最基本的類(lèi)群包括3個(gè)域：

原核生物古核生物真核生物一、原核細(xì)胞沒(méi)有典型核結(jié)構(gòu)包括支原體、衣原體、立克次氏體、細(xì)菌、放線(xiàn)菌與藍(lán)藻等大部分原核細(xì)胞主要遺傳物質(zhì)僅為一個(gè)環(huán)狀DNA細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有以膜為基礎(chǔ)的各種細(xì)胞器，也沒(méi)有細(xì)胞核膜細(xì)胞體積一般很小，直徑由0.2至10μm

不等二、最小最簡(jiǎn)單的細(xì)胞——支原體?支原體（mycoplasma）的大小通常為0.1~0.3μm，為細(xì)菌的1/10，可通過(guò)濾菌器。?細(xì)胞質(zhì)膜，形態(tài)多變（？），細(xì)胞膜中膽固醇含量較多，約占36%，這對(duì)保持細(xì)胞膜的完整性是必需的，凡能作用于膽固醇的物質(zhì)（如二性霉素B、皂素等）均可引起支原體膜的破壞而使支原體死亡。?支原體基因組為一環(huán)狀雙鏈DNA，分子量?。▋H有大腸桿菌Ecoli4.2x10*6的五分之一），482基因。?唯一的細(xì)胞器是核糖體，800－1500個(gè)，?具感染性，可在培養(yǎng)基上培養(yǎng)，肺炎支原體的一端有一種特殊的末端結(jié)構(gòu)（terminalstructure），能使支原體粘附于呼吸道粘膜上皮細(xì)胞表面，與致病性有關(guān)。?目前已發(fā)現(xiàn)40多種酶類(lèi)。合成與代謝很有限。?培養(yǎng)細(xì)胞很容易被支原體污染，污染源主要是血清最簡(jiǎn)單的細(xì)胞？？？最小的細(xì)胞？？？?細(xì)胞生存與繁殖必須具備的結(jié)構(gòu)裝置與機(jī)能：細(xì)胞質(zhì)膜、遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)合成裝置－核糖體、必須有的代謝酶類(lèi)。?估計(jì)：至少100種酶類(lèi)及其催化的反應(yīng)，占有50nm，?核糖體（每個(gè)直徑10－20nm)?核酸及包裹它們的細(xì)胞質(zhì)膜，直徑至少100nm。三、原核細(xì)胞的兩個(gè)代表類(lèi)群（一）細(xì)菌細(xì)胞絕大多數(shù)細(xì)菌的直徑大小在0.5～5.0μm

之間絕大多數(shù)細(xì)菌有明顯的核區(qū)或稱(chēng)類(lèi)核（nucleoid），主要由一個(gè)環(huán)狀DNA分子盤(pán)繞而成除了核糖體外，沒(méi)有類(lèi)似真核細(xì)胞的細(xì)胞器。細(xì)菌的細(xì)胞壁革蘭氏陽(yáng)性菌（A）與革蘭氏陰性菌（Ｂ）的細(xì)胞壁細(xì)菌的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯同時(shí)進(jìn)行（二）藍(lán)藻四、古核細(xì)胞（古細(xì)菌）古細(xì)菌又稱(chēng)為古核生物（archaeon），常發(fā)現(xiàn)于極端特殊環(huán)境中古細(xì)菌形態(tài)多樣，具有細(xì)胞壁，染色為G＋或G－；細(xì)胞大小在0.1～15μm

不等，分裂方式有二分分裂、出芽等多種古核生物細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)與遺傳結(jié)構(gòu)裝置和原核細(xì)胞相似，但有些分子進(jìn)化特征更接近真核細(xì)胞古細(xì)菌（archaebacteria）與真核細(xì)胞曾在進(jìn)化上有過(guò)共同歷程。主要細(xì)胞和進(jìn)化方面的證據(jù)（1）細(xì)胞壁成分與真核細(xì)胞相似，而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，抑制肽聚糖合成的青霉素與萬(wàn)古霉素等對(duì)古細(xì)菌與真核細(xì)胞無(wú)作用。（2）DNA與基因結(jié)構(gòu)：古細(xì)菌DNA中有重復(fù)序列的存在。多數(shù)古核細(xì)胞的基因組中存在內(nèi)含子。（3）有類(lèi)核小體結(jié)構(gòu)：古細(xì)菌具有組蛋白，而且能與DNA構(gòu)建成類(lèi)似核小體結(jié)構(gòu)。（4）有類(lèi)似真核細(xì)胞的核糖體：多數(shù)古細(xì)菌類(lèi)的核糖體較真細(xì)菌有增大趨勢(shì)，含有60種以上蛋白，介于真核細(xì)胞（70～84）與真細(xì)菌（55）之間?？股赝瑯硬荒芤种乒藕思?xì)胞類(lèi)的核糖體的蛋白質(zhì)合成。（5）5S

rRNA：根據(jù)對(duì)5S

rRNA的分子進(jìn)化分析，認(rèn)為古細(xì)菌與真核生物同屬一類(lèi)，而真細(xì)菌卻與之差距甚遠(yuǎn)。5SrRNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的研究也說(shuō)明很多古細(xì)菌與真核生物相似。

除上述各點(diǎn)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(zhǎng)因子等分析，也提供了以上類(lèi)似依據(jù)，說(shuō)明古細(xì)菌與真核生物在進(jìn)化上的關(guān)系較真細(xì)菌類(lèi)更為密切。古細(xì)菌的細(xì)胞膜脂第三節(jié)真核細(xì)胞一、真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系1.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)2.以核酸與蛋白質(zhì)為主要成分的遺傳信息傳遞與表達(dá)系統(tǒng)3.由特異蛋白質(zhì)裝配構(gòu)成的細(xì)胞骨架系統(tǒng)包括：細(xì)胞質(zhì)骨架細(xì)胞核骨架細(xì)胞膜膜表面骨架體系二、細(xì)胞的大小及其影響因素三、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較?原核細(xì)胞與真核細(xì)胞基本特征的比較?原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的遺傳結(jié)構(gòu)裝置和基因表達(dá)的比較?植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的比較層次性區(qū)域化精確性（一）原核細(xì)胞與真核細(xì)胞基本特征的比較（二）原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的遺傳結(jié)構(gòu)裝置和基因表達(dá)的比較

原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的共存定殖于小鼠回腸末端的分節(jié)絲狀菌（如箭頭所示)四、植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的比較溶酶體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中心體液泡細(xì)胞壁葉綠體胞間連絲一、病毒的基本知識(shí)?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(lèi)型可以將其分為兩大類(lèi)：

?

DNA病毒與RNA病毒

?

病毒的多樣性?類(lèi)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；第四節(jié)非細(xì)胞形態(tài)的生命體—病毒病毒的7種核酸類(lèi)型：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(fù)鏈RNA病毒。此外，還有病毒粒子中攜帶反轉(zhuǎn)錄酶的單鏈RNA病毒和復(fù)制過(guò)程中涉及反轉(zhuǎn)錄的，部分雙鏈DNA病毒病毒的核酸類(lèi)型1997年NobelprizeP&M史坦利·布魯希納（StanleyPrusiner）朊蛋白（PRION）引起人類(lèi)腦神經(jīng)退化而成癡呆的古茲菲德-雅各氏?。–reutzfeldt-Jakobdisease，CJD）病原體，人類(lèi)的古魯癥（Kuru）、GSS氏病（Gerstmann-Straussler-Scheinkerdisease）、山羊和綿羊的羊搔癢?。╯craple）以及牛群中的狂牛病（madcowdisease）。它們都是由類(lèi)似病原體所引起腦神經(jīng)退化，而產(chǎn)生的疾病。Prp(prionprotein)膜蛋白類(lèi)病毒的電鏡圖片牛傳染性鼻氣管炎病毒的超微結(jié)構(gòu)一、病毒的基本知識(shí)?病毒很小，結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單。絕大部分病毒的大小只有20～200nm，可以通過(guò)細(xì)菌濾器。因此必須在電子顯微鏡下才能清楚地看到。?不同種類(lèi)的病毒遺傳載體多樣性：不僅有DNA病毒，還有RNA病毒。這兩種病毒均有雙鏈和單鏈之分。但每一種病毒粒子中只含有DNA或RNA，而非二者兼有。?徹底的寄生性。必須要在細(xì)胞內(nèi)才能進(jìn)行繁殖并表現(xiàn)出它們的基本生命活動(dòng)。?病毒是以復(fù)制和裝配的方式進(jìn)行增殖。病毒的基本類(lèi)型病毒結(jié)構(gòu)示意圖A.腺病毒呈20面體立體對(duì)稱(chēng)，由DNA核心和衣殼組成B.皰疹病毒的衣殼呈20面體對(duì)稱(chēng)，衣殼外包被一層脂雙層囊膜C.煙草花葉病毒的衣殼蛋白與內(nèi)部的基因組RNA相結(jié)合，病毒呈螺旋對(duì)稱(chēng)戊型肝炎病毒的冷凍電鏡圖片

A.病毒表面的衣殼蛋白B.病毒的內(nèi)剖圖在細(xì)胞核內(nèi)增殖的腺病毒二、病毒在細(xì)胞內(nèi)增殖病毒識(shí)別和侵入細(xì)胞病毒核酸的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與蛋白質(zhì)的合成病毒的裝配、成熟與釋放病毒在細(xì)胞內(nèi)的增殖過(guò)程電鏡超薄切片下的山羊痘病毒病毒在細(xì)胞內(nèi)的增殖三、病毒與細(xì)胞在起源與進(jìn)化中的關(guān)系細(xì)胞是一切生命活動(dòng)的基本單位（涵義）細(xì)胞的基本共性細(xì)胞膜，兩種核酸（DNA與RNA），蛋白質(zhì)合成機(jī)器——核糖體與一分為二的增殖方式細(xì)胞分為原核細(xì)胞、古核細(xì)胞與真核細(xì)胞三