細胞的統(tǒng)一性與多樣性版

關于細胞的統(tǒng)一性與多樣性版第一節(jié)細胞的基本概念

細胞是生命活動的基本單位

細胞概念的一些新思考

細胞的基本共性第2頁,共34頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)非細胞形態(tài)的生命體

—病毒及其與細胞的關系

病毒的基本知識

病毒在細胞內(nèi)增殖（復制）

病毒與細胞在起源與進化中的關系第3頁,共34頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)原核細胞與真核細胞

原核細胞（Prokaryoticcell）

古核細胞（Archaebacteria）

真核細胞（Eukaryoticcell）第4頁,共34頁，2024年2月25日，星期天一、細胞是生命活動的基本單位

一切有機體都由細胞構成，細胞是構成有機體的基本單位

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

細胞是有機體生長與發(fā)育的基礎

細胞是遺傳的基本單位，細胞具有遺傳的全能性

沒有細胞就沒有完整的生命1、如何認識和理解這一概念第5頁,共34頁，2024年2月25日，星期天2、細胞是生命活動的基本單位的概念是否適合于病毒，為什么？第6頁,共34頁，2024年2月25日，星期天二、細胞概念的一些新思考

細胞是物質（結構）、能量與信息過程精巧結合的綜合體

細胞完成各種化學反應；

細胞需要和利用能量；

細胞信號的轉導及其調控過程

細胞是多層次、非線性與多層面的復雜結構體系

細胞具有高度復雜性和組織性

細胞是高度有序的，具有自組裝能力與自組織體系。

細胞能進行自我調控；

繁殖和傳留后代；第7頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

有機物無機化合物

基本元素C、H、O、N、P、S、Ca、K、Fe、

Na、Cl、Mg

復合分子核蛋白脂蛋白糖蛋白糖脂生物大分子核酸蛋白質脂類多糖生物小分子核苷酸氨基酸脂肪酸單糖

細胞的基本結構體系生物膜體系遺傳信息的復制與表達體系

細胞

生命活動的基本單位三、細胞的基本共性細胞的結構層次第8頁,共34頁，2024年2月25日，星期天三、細胞的基本共性

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，即細胞膜。

所有的細胞都含有兩種核酸：即DNA與RNA

作為遺傳信息復制與轉錄的載體。

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(nèi)。

所有細胞的增殖都以一分為二的方式進行分裂。第9頁,共34頁，2024年2月25日，星期天一、病毒的基本知識

病毒（virus）：核酸分子（DNA或RNA）與蛋白質構成的核酸-蛋白質復合體。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構成。

朊病毒（prion）：僅由感染性的蛋白質亞基構成。第10頁,共34頁，2024年2月25日，星期天二、病毒在細胞內(nèi)增殖（復制）

病毒侵入細胞，病毒核酸的侵染

病毒核酸的復制、轉錄與蛋白質的合成

病毒的裝配、成熟與釋放

第11頁,共34頁，2024年2月25日，星期天三、病毒與細胞在起源與進化中的關系

1、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(nèi)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→病毒第12頁,共34頁，2024年2月25日，星期天2、病毒是細胞的演化產(chǎn)物的觀點的主要依據(jù)與論點由于病毒的徹底寄生性，所有病毒毫無例外，必須要在細胞內(nèi)復制與增殖，才能表現(xiàn)其基本生命現(xiàn)象，沒有細胞的存在也就沒有病毒繁殖。因此病毒決不可能起源在細胞之前，只能是先有細胞后有病毒。第13頁,共34頁，2024年2月25日，星期天已經(jīng)證明，有些病毒的核酸與哺乳動物細胞DNA某些片段的堿基序列十分相似。癌基因的發(fā)現(xiàn)及其研究的深入加強了這種觀點。因為細胞癌基因與病毒癌基因具有相似的同源序列，從而普遍認為病毒癌基因起源于細胞癌基因。第14頁,共34頁，2024年2月25日，星期天病毒可以看作是DNA與蛋白質或RNA與蛋白質形成的的復合大分子，與細胞內(nèi)核蛋白分子有相似之處。真核生物中，第二類反轉錄轉座子的兩端含有長末端重復序列，其結構與整合于基因組上的反轉錄病毒十分相似。第15頁,共34頁，2024年2月25日，星期天由此推斷：病毒可能是細胞在特定條件下“扔出”的一個基因組，或者是具有復制與轉錄能力的mRNA。這些游離的基因組，只有回到它們原來的細胞內(nèi)環(huán)境中才能進行復制與轉錄。第16頁,共34頁，2024年2月25日，星期天一、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(nèi)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。主要代表：

支原體（mycoplast）——目前發(fā)現(xiàn)的最小最簡單的細胞；

細菌

藍藻又稱藍細菌（Cyanobacteria） 第17頁,共34頁，2024年2月25日，星期天（一）最小、最簡單的細胞—支原體1、支原體的基本形態(tài)結構及主要特征2、為什么說支原體是最小最簡單的細胞第18頁,共34頁，2024年2月25日，星期天（二）細菌細胞1、細菌細胞的核區(qū)與基因組2、細菌細胞的表面結構（1）細胞膜：具有多功能性（2）中膜體：可能起DNA復制的支點作用（3）細胞壁：肽聚糖3、核糖體

大亞基50S：對紅霉素、氯霉素敏感

70S

小亞基30S：對四環(huán)素、鏈霉素敏感4、核外DNA5、內(nèi)生孢子第19頁,共34頁，2024年2月25日，星期天（三）藍藻細胞光合作用片層形態(tài)：同心圓樣的膜片層結構藻膽蛋白體

藻藍蛋白

異藻藍蛋白

藻紅蛋白藻膽蛋白

作用：光能藻膽蛋白葉綠素a類型結構：α、β兩個亞基，1-4個色素團

功能：原始的光合作用，放出O2第20頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

二、真核細胞

真核細胞的基本結構體系

細胞的大小及其分析

細胞形態(tài)結構與功能的關系

原核細胞與真核細胞的比較

植物細胞與動物細胞的比較第21頁,共34頁，2024年2月25日，星期天（一）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)。

第22頁,共34頁，2024年2月25日，星期天（二）細胞的大小及其分析

各類細胞直徑的比較細胞和細胞組分的相對大小第23頁,共34頁，2024年2月25日，星期天1、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，與細胞的數(shù)量成正比，而與細胞的大小無關，第24頁,共34頁，2024年2月25日，星期天2、細胞體積的最小極限支原體是世界上最小、最簡單的細胞一個細胞體積的最小極限直徑不可能小于100nm第25頁,共34頁，2024年2月25日，星期天3、細胞體積的最大極限值（1）限制細胞體積的因素細胞的體積與相對表面之間的關系細胞的核質之間有一定的比例關系細胞內(nèi)的物質交流運輸與細胞體積之間的關系（2）由于上述種種因素的影響，細胞作為生命活動的基本單位，其體積必然要適應其代謝的要求，應有一定的限度，因此，細胞體積的最大極限值應為數(shù)百微米第26頁,共34頁，2024年2月25日，星期天4、為什么卵細胞不受此限制？這是因為早期的胚胎發(fā)育是受貯存在卵細胞質內(nèi)mRNA與功能蛋白調控的并利用預先儲存在卵細胞內(nèi)的養(yǎng)料。因此細胞質內(nèi)儲存了大量的mRNA、蛋白質與養(yǎng)料，同時卵細胞一般與外界交換物質較少，卵細胞體積增大主要是因細胞質擴增所致。第27頁,共34頁，2024年2月25日，星期天原核細胞與真核細胞的比較

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第28頁,共34頁，2024年2月25日，星期天原核細胞與真核細胞基本特征的比較第29頁,共34頁，2024年2月25日，星期天原核細胞與真核細胞的遺傳結構裝置和基因表達的比較

第30頁,共34頁，2024年2月25日，星期天植物細胞與動物細胞的比較

細胞壁

液泡

葉綠體

第31頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

三、古細菌

古細菌（archaebacteria）與真核細胞曾在進化上有過共同歷程

主要證據(jù)

進化系統(tǒng)樹第32頁,共34頁，2024年2月25日，星期天主要證據(jù)（1）細胞壁的成分與真核細胞一樣，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）DNA與基因結構：古細菌DNA中有重復序列的存在。此外，多數(shù)古核細胞的基因組中存在內(nèi)含子。（3）有類核小體結構：古細菌具有組蛋白，而且能與DNA構建成類似核小體結構。（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種以上蛋白，介于真核細胞（70～84）與真細菌（55）之間?？股赝瑯硬荒芤种乒藕思毎惖暮颂求w的蛋白質合成。（5）5SrRNA：根據(jù)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