生命形態(tài)結構單位細胞

生命形態(tài)結構單位細胞第1頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月生命的形態(tài)結構單位

——細胞第2頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月什么是細胞？細胞是包含了全部的生命信息和體現生命所有基本特點的獨立的生命單位。細胞主要包含3個體系：（1）遺傳信息的復制、維持和表達體系；（2）新陳代謝體系；（3）維持生命結構的有序性體系，如細胞的骨架系統(tǒng)。細胞可分為真核細胞和原核細胞2大類。第3頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月真核細胞真核細胞結構的進化是以生物膜分化為基礎的，并在細胞內產生了多種具有精細結構和特殊功能的單位。第4頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月質膜及其表面結構圍繞在細胞最外層的膜稱為細胞質膜，它與內膜系統(tǒng)總稱為生物膜。生物膜是一種半透膜，對進出細胞的物質有很強的選擇性。生物膜是細胞化學活動的組織者，是維持細胞內環(huán)境穩(wěn)定最基本的結構。第5頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月生物膜的結構雖然質膜與各種內膜的結構在組分上略有差異，但它們的基本結構特征卻是一致的。其結構假說有：脂肪柵說脂類雙分子層說蛋白質-磷脂-蛋白質構成的三夾板結構說流動鑲嵌模型說第6頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月流動鑲嵌模型磷脂排列成雙分子層，構成膜的骨架。雙分子層中每個磷脂分子都可以自由地橫向移動，使雙分子層具有流動性。構成磷脂雙分子層的分子有磷脂、膽固醇和糖脂。膽固醇普遍存在于動物細胞中，可以使膜的流動性不因溫度降低而下降。膜蛋白為球蛋白，可以從兩個側面嵌入或穿透磷脂雙分子層，或位于表面上。膜蛋白可以在磷脂雙分子層中作橫向運動。許多膜蛋白是各種各樣的通道蛋白。第7頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月細胞壁植物細胞質膜外還包裹著細胞壁，停止生長的細胞壁包括初生壁和次生壁2部分。初生壁是細胞生成時形成的，由多糖和蛋白質構成。多糖包括纖維素、半纖維素和果膠物質，蛋白質包括壁結構蛋白、凝集素和各種酶類。次生壁為初生壁和質膜之間，是細胞停止生長后細胞分泌物在初生壁上沉積加厚，主要成分是纖維素。細胞壁不僅能起到機械支撐作用，還參與了細胞的很多代謝活動，尤其是次生壁參與了細胞的生長、分化、細胞識別和抗病過程等。第8頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月細胞質細胞質是指質膜以內細胞核以外的部分。細胞質中主要有：細胞器、細胞質骨架和細胞質基質。細胞質基質為無色透明均一的膠體物質，其中含有與糖類、脂類代謝以及蛋白質合成等重要生命活動有關的反應物和產物。第9頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月細胞器細胞器（或稱胞器）是細胞中通過生物膜與細胞中其他部分分隔開來的、功能上獨立的亞細胞結構。主要的細胞器包括：核糖體、內質網、高爾基體、液泡、線粒體、葉綠體等第10頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月核糖體核糖體(ribosome)普遍存在于各種細胞中，是專門合成蛋白質的細胞器，由rRNA和蛋白質組成，蛋白質在表面，rRNA在內部，兩者以共價鍵結合。核糖體他多種酶的集合體，有多個活性中心共同承擔蛋白質合成功能。核糖體由大、小2個亞基構成，小亞基負責對序列的特異識別，大亞基負責接受氨基酸和肽鏈的延長。每個真核細胞中大約有106個核糖體，核糖體不是自由漂浮在細胞質中的，而是直接或間接地與細胞骨架有關聯，或位于內質網上。第11頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月內質網內質網(endoplasmicreticulum，ER)是由一層生物膜形成的囊狀、泡狀和管狀結構，并形成一個連續(xù)的網膜系統(tǒng)，廣泛存在于真核細胞中，是細胞內生物大分子合成基地。按功能可分為2種，分別為糙面內質網和光面內質網，其中糙面內質網所占比例要遠大于光面內質網。第12頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月內質網的功能糙面內質網上附著的是核糖體，是蛋白質合成的場所。因此糙面內質網的主要功能是合成蛋白質，其后的蛋白質糖基化修飾及其折疊與裝配也發(fā)生在內質網中。除了合成和加工蛋白質外，糙面內質網還參與膜的合成制造。光面內質網上沒有核糖體，但在其膜上卻鑲嵌著許多酶。其最主要的功能是合成脂類，包括脂肪、磷脂和甾醇。第13頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月高爾基體高爾基體(Golgicomplex)是由單層膜圍成的扁平囊或小泡，成堆的囊并不像內質網那樣相互連接。在一個細胞中高爾基體只有少數幾堆。高爾基體最主要的功能是對蛋白質進行加工、分選、包裝和運輸。內質網上合成的蛋白質進入高爾基體后，進行糖基化修飾、肽的酶解加工。而后，將加工、分揀好的蛋白質包裝成轉運泡從高爾基體上斷裂下來，再被運送到細胞膜釋放出去或運送到其他細胞器中。第14頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月液泡液泡是細胞內由膜包圍的小泡的總稱，包括：溶酶體高爾基體液泡微體植物中央液泡動物脊索細胞中的液泡第15頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月溶酶體溶酶體(lysosome)是由糙面內質網和高爾基體產生的，是由單層膜圍成的近似球型結構。溶酶體中含有60多種能水解多糖、脂肪、磷脂、核酸和蛋白質的酸性酶，溶酶體中的PH值為5左右，是其中酶促反應的最適PH。而細胞質基質中的PH是7左右。溶酶體膜的特點：（1）嵌有質子泵；（2）膜蛋白高度糖基化；（3）膜上具有多種載體蛋白。第16頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月溶酶體的功能與食物泡融合，將細胞吞噬進的食物或致病菌等大顆粒物質消化成生物大分子，殘渣排出體外。也稱異體吞噬。在細胞分化過程中，某些衰老細胞器和生物大分子等陷入溶酶體內并被消化，這是機體自身重新組織的需要。也稱自體吞噬。第17頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月微體微體是由單層膜圍成的一類泡狀結構，與溶酶體功能相似，但所含的酶不同于溶酶體。微體能在短時間內幫助多種物質轉換成別的物質。例如：過氧化物酶體(peroxisome)，存在于動植物細胞中，其中一些酶可將脂肪酸氧化分解成過氧化氫；還有一些酶，如過氧化氫酶，能將細胞內的過氧化氫分解成水和氧。如果過氧化氫在生物體內積累，它將殺死正常細胞。乙醛酸循環(huán)體(glyoxysomes)，存在于富含脂類的植物細胞中，其中的一些酶能將脂肪轉換成糖，供植物早期生長需求。第18頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月植物細胞的中央液泡在成熟的活的植物細胞中，經常有一個大的充滿液體的中央液泡，是在細胞生長和發(fā)育過程中由小液泡融合而成的。一個中央液泡一般占據了細胞內部空間的50-90%，液泡中儲存著代謝的產物，如氨基酸、糖、色素和離子等，甚至還有有毒化合物。液泡的主要功能是以流體靜力維持細胞形狀，增加細胞體積和表面積，從而提高了植物對營養(yǎng)和必需礦物離子的吸收。第19頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月線粒體線粒體（mitochondrion）是普遍存在于真核細胞中的一種重要細胞器，其形狀、大小、數目和分布常因細胞種類、生理狀況和生理功能不同而有較大差別。線粒體具有雙層膜結構，外膜是平滑而連續(xù)的界膜，內膜反復延伸折入內部空間，形成嵴。內外膜并不相通，形成膜腔。外膜上只有少數酶，在代謝中不占重要地位。內膜有呼吸電子傳遞鏈載體等大量的活性酶，在能量轉換中發(fā)揮重要作用。第20頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月線粒體-動力工廠線粒體是細胞進行氧化磷酸化并產生ATP的主要場所，ATP（腺嘌呤核苷三磷酸）是一種高能磷酸化合物，在細胞中，它與ADP的相互轉化實現貯能和放能，從而保證細胞各項生命活動的能量供應。細胞生命活動所需能量的80%是由線粒體提供的，因此線粒體被稱為細胞的“動力工廠”。第21頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月葉綠體葉綠體（chloroplast）在綠色植物等真核自養(yǎng)生物中進行光合作用的場所，被稱作植物的“養(yǎng)料制造車間”。高等植物的葉綠體外形如凸透鏡，具有雙層膜結構，內外膜沒有聯系。葉肉細胞中含的葉綠體數通常是數十到數百個。在葉綠體中存在復雜的層膜結構，它們懸浮于基質中，稱為類囊體，與葉綠體內膜可能無聯系。類囊體通常是幾十個垛疊在一起而成為基粒。類囊體也是雙層膜結構，呈扁盤狀，光合色素以及與電子傳遞相關的一系列蛋白復合物高度有序地排列在類囊體膜上。它能利用光能同化二氧化碳和水，合成貯藏能量的有機物，同時產生氧。所以綠色植物的光合作用是地球上有機體生存、繁殖和發(fā)展的根本源泉。第22頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月內共生起源學說內共生起源學說(endosymbionthypothesis)指出，線粒體、葉綠體分別起源于一種原始的好氧細菌和藍藻類原核細胞，它們最早被原始的真核細胞吞噬進細胞內而未被消化，與宿主進行長期的共生而逐漸演化為重要的細胞器。依據：在線粒體和葉綠體中都含有與原核細胞相似的雙鏈環(huán)狀DNA、核糖體和整套蛋白質生物合成系統(tǒng)，都能分別合成出自身所需的部分蛋白質。第23頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月細胞質骨架細胞質骨架(cytoskeleton)是由蛋白質纖維組成的三維的網絡結構系統(tǒng)，在真核細胞的細胞質中普遍存在。蛋白質纖維包括微管、微絲、中間纖維3種。細胞質中各種細胞器、酶和很多蛋白都是固定在細胞質骨架上，使之能有條不紊地執(zhí)行各自的功能，互不干擾。細胞質骨架對細胞形態(tài)構建、細胞運動、物質運送、能量轉換、信息傳遞、細胞分化和細胞轉化等都起著重要作用。第24頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月細胞核細胞核(nucleus)是細胞內遺傳信息貯存、復制和轉錄的場所，也是細胞功能及代謝、生長、增殖、分化、衰老的控制中心。細胞核由核膜、核仁、染色質(染色體)和核骨架組成。第25頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月核膜核膜是細胞質和細胞核的界膜，控制著核、質之間的物質和信息交換，在真核細胞中普遍存在。核膜是由雙層膜構成的扁平囊，外膜與糙面內質網相連，可看做是內質網的特化區(qū)域。核膜的某些部位兩層膜融合形成核膜孔，數目和大小因細胞種類而異。核膜孔是由RNA和蛋白質組成的絲狀網架結構封在其上，稱為核孔復合體。核膜內是透明粘稠的核質，核內代謝反應即在其中進行。第26頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月核仁核仁無外膜，一般在同種動物中數目固定。人體細胞中有1個大核仁。核仁組成包括rDNA,rRNA和核糖核蛋白（RNP）。rRNA的合成、加工和核糖體亞單位組裝是在核仁中進行的。第27頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月染色質染色質是由DNA、組蛋白、非組蛋白和少量RNA組成的線性復合結構，是遺傳物質在間期細胞的存在形式，常呈網狀不規(guī)則的結構。染色體是指細胞在有絲分裂或減數分裂過程中，由染色質聚縮而成的棒狀結構。染色質的基本結構單位是核小體。每個核小體由組蛋白和繞在其外的DNA雙螺旋鏈組成。第28頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月染色質的四級結構第29頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月核內染色質的組織方式在細胞核內，染色質有一定的組織方式。在高等生物細胞間期的細胞核內，每條染色質都是局限在細胞核內一定區(qū)域內，而不是彌散到細胞核的各個部位，不與周圍的染色質摻雜。同時，染色質結構間還存在隧道樣的間隔。第30頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月核骨架核骨架是核液中由蛋白纖維組成的網絡狀結構。由于它的形態(tài)與細胞質骨架很相似，相互之間也有一定的聯系。核骨架與許多重要的生命活動過程有關，如DNA復制、基因轉錄、RNA加工修飾、染色質構建等。第31頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月原核細胞原核細胞沒有膜包被的細胞核，也沒有核仁。DNA位于細胞中央的核區(qū)，稱為擬核(nucleoid)，該區(qū)稱為擬核區(qū)。原核細胞較?。?.1μm～10μm）。染色體只是由環(huán)狀DNA組成，不含組蛋白，染色體外包裹少量的蛋白質。很多細菌還含有染色體外的遺傳物質——質粒，也是一種小的環(huán)狀DNA分子。核糖體一部分附著在質膜上，大部分呈游離狀態(tài)。除質膜外，無內