第2章 -細胞基本知識課件

第二章細胞的基本知識STRUCTURESOFTHECELLSTRUCTURESOFTHECELL第2章-細胞基本知識內容提要第一節(jié)細胞的基本概念及結構第二節(jié)真核細胞一、基本結構二、細胞的形狀和大小第三節(jié)原核與古核細胞一、細菌二、支原體三、衣原體四、藍藻五、古細菌第四節(jié)病毒一、病毒的基本特征二、病毒的形態(tài)和結構三、病毒在細胞內的活動四、類病毒第2章-細胞基本知識第一節(jié)細胞的基本概念及結構一細胞定義：

細胞是生命活動的基本組成單位二細胞特點：1.

一切有機體都由細胞構成，細胞是構成有機體的基本單位

成人有機體細胞1014，剛出生嬰兒2×1012，人大腦細胞10122.細胞是代謝與功能的基本單位，具有完整的代謝和調節(jié)體系，不同的細胞執(zhí)行不同的功能第2章-細胞基本知識3.具有自我復制的能力，細胞是有機體生長與發(fā)育的基礎4.細胞是遺傳的基本單位，細胞具有遺傳的全能性5.沒有細胞就沒有完整的生命第2章-細胞基本知識

三、細胞的基本共性

1.

所有細胞有相似的化學組成

構成細胞的基本元素有：O、C、H、N、S、K、Ca、P、Mg等，其中前四種元素占90%以上。水約占細胞重量的75％-80％，其中游離水約95％，其余為結合水。細胞的無機物主要有水和無機鹽，無機鹽的含量約為1％，主要以離子形式存在。第2章-細胞基本知識生命來自于水，細胞中水的含量最高，通常占細胞總量75%～80%。細胞中的所有反應都是在水中進行的，所以水是細胞生命的活動介質。細胞中各主要成份的相對含量第2章-細胞基本知識無機鹽①.特點：以離子形式,如Na+、K+、Ca2+、Mg2+

存在,占細胞重量的2%-5%②.功能不同游離于水中，維持細胞內外液的滲透壓和pH值與蛋白質或脂類結合，成為其它組成成分第2章-細胞基本知識有機化合物細胞中的四種有機小分子：

單糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸

細胞中的四種生物大分子：由有機小分子構成

多糖、脂類、蛋白質、核酸

碳水化合物：細胞化學的基礎糖：細胞的營養(yǎng)組分脂肪酸：細胞膜的組分氨基酸：蛋白質的基本組成單位核苷酸：核酸的基本組成單位第2章-細胞基本知識2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。。第2章-細胞基本知識3所有的細胞都含有兩種核酸：即DNA與RNA.DNA是遺傳信息復制、傳遞和基因轉錄的模板，RNA參與蛋白質的合成。第2章-細胞基本知識4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。第2章-細胞基本知識5所有細胞的增殖都以一分為二的方式進行分裂第2章-細胞基本知識四、細胞的形狀和大小1.單細胞生物的形態(tài)通常與細胞外沉積物有關。2.高等生物細胞的形狀與細胞功能及細胞間的相互作用有關。3.細胞骨架對于細胞形態(tài)的構建維持具有重要作用。4.高等動物的細胞離開有機體分散存在時，形狀往往發(fā)生變化。如平滑肌細胞在體內呈梭形，而在離體培養(yǎng)時則可成多角形。第2章-細胞基本知識草履蟲一只草履蟲每天大約能吞食43200個細菌，它對污水有一定的凈化作用第2章-細胞基本知識不同細菌鏈球菌棒狀桿菌葡萄球菌第2章-細胞基本知識。植物葉表皮的保衛(wèi)細胞第2章-細胞基本知識五、三類不同的細胞真核細胞(eukaryoticcell)：具有核被膜nuclearenvelope和核仁nucleolus。原核細胞(prokaryoticcell)：核區(qū)nuclearregion沒有核膜，稱其為nucleoid、nuclearbody、nucleoplasm、bacterialnucleus。古細菌(archaebacteria)，既不同于原核細胞也不同于真核細胞，屬于生命的第三種形式。第2章-細胞基本知識第二節(jié)、真核細胞Eukaryoticcell第2章-細胞基本知識一、基本結構具有核膜，由膜圍成的各種細胞器，如核膜、內質網(wǎng)、高爾基體、線粒體、葉綠體、溶酶體等在結構上形成了一個連續(xù)的體系，稱為內膜系統(tǒng)。內膜系統(tǒng)將細胞質分隔成不同的區(qū)域，即所謂的區(qū)隔化(compartmentalization)。區(qū)隔化使細胞內表面積增加了數(shù)十倍，代謝能力增強。第2章-細胞基本知識1、原生質(protoplasm)：1839Purkinje用原生質一詞指細胞的全部活性物質，從現(xiàn)代概念來說它包括質膜、細胞質和細胞核(或擬核)。2、質膜（plasmamembrane）：是細胞表面的單位膜。3、細胞核：細胞核（nucleus）是細胞內最重要的細胞器，核表面是由雙層膜構成的核被膜（nuclearenvelope），核內包含有由DNA和蛋白質構成的染色體（chromosome）。核內1至數(shù)個小球形結構，稱為核仁（nucleolus）。細胞核中的原生質稱為核質。第2章-細胞基本知識4、細胞質（cytoplasm）：質膜與核被膜之間的原生質。5、細胞器(organelle)：具有特定形態(tài)和功能的顯微或亞顯微結構稱為細胞器，如：endoplasmicreticulum、Golgibody、lysosome、mitochondrion、chloroplast、cytoskeleton、centriole、microbody。6、細胞質基質（cytoplasmicmatrix）細胞質中除細胞器以外的部分。又稱為或胞質溶膠（cytosol），其體積約占細胞質的一半。第2章-細胞基本知識Animalcell第2章-細胞基本知識Plantcell第2章-細胞基本知識植物細胞與動物細胞比較

細胞壁

液泡

葉綠體

第2章-細胞基本知識第2章-細胞基本知識植物薄壁細胞第2章-細胞基本知識人類紅細胞第2章-細胞基本知識巨噬細胞第2章-細胞基本知識神經(jīng)元細胞第2章-細胞基本知識細胞的網(wǎng)絡化結構代謝網(wǎng)絡（metabolicnetwork）運輸網(wǎng)絡（transportnetwork）生物膜網(wǎng)絡（biomembranenetwork）細胞骨架網(wǎng)絡（cytoskeletonnetwork）信號轉導網(wǎng)絡（signaltransductionnetwork）

第2章-細胞基本知識cytoskeletonnetwork第2章-細胞基本知識名稱人卵口腔上皮細胞肝細胞紅細胞變形蟲海膽卵傷寒菌肺炎球菌μm12075207100702.4x0.50.2x0.1大多數(shù)動植物細胞直徑在20~30μm間。一般真核細胞的體積大于原核細胞，卵細胞大于體細胞。鴕鳥的卵黃直徑可達5cm；支原體只有0.1μm；人的坐骨神經(jīng)細胞可長達1m。幾種細胞的大小人卵與精子二、細胞的大小第2章-細胞基本知識三、細胞形態(tài)結構與功能的關系體積小，有利于血管中快速運行。體積小表面積大，有利于細胞交換O2和CO2。第2章-細胞基本知識吸收端分泌端分泌細胞的共同點：細胞呈極性。第2章-細胞基本知識第三節(jié)原核細胞

Prokaryoticcell第2章-細胞基本知識沒有核膜，遺傳物質集中在一個沒有明確界限的低電子密度區(qū)，稱為擬核(nucleoid)。DNA為裸露的環(huán)狀雙螺旋分子，通常沒有結合蛋白，沒有恒定的內膜系統(tǒng)，核糖體為70S型。原核細胞構成的生物稱為原核生物，均為單細胞生物。一般以二分裂的方式繁殖，也有的產(chǎn)生孢子。TEMimage,Escherichiacoli第2章-細胞基本知識一、細菌是在自然界分布最廣、個體數(shù)量最多的有機體。可分為：球菌、桿菌和螺旋菌（弧形菌）。絕大多數(shù)細菌的直徑在0.5~5μm之間。第2章-細胞基本知識第2章-細胞基本知識大腸桿菌第2章-細胞基本知識淋病球菌第2章-細胞基本知識肉毒梭菌第2章-細胞基本知識弧形霍亂菌第2章-細胞基本知識1、細胞壁：厚度一般15-30nm。主要成分是肽聚糖，由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸構成雙糖單元，以β（1-4）糖苷鍵連接成大分子。N-乙酰胞壁酸分子上有四肽側鏈，相鄰聚糖纖維之間的短肽通過肽橋（革蘭氏陽性菌）或肽鍵（革蘭氏陰性菌）橋接起來，形成了肽聚糖片層，像膠合板一樣，粘合成多層。革蘭氏陽性菌細胞壁厚約20～80nm，有15-50層肽聚糖片層，每層厚1nm，含20-40％的磷壁酸（teichoicacid），有的還具有少量蛋白質。革蘭氏陰性菌細胞壁厚約10nm，僅2-3層肽聚糖，另外還有脂多糖、細菌外膜和脂蛋白。第2章-細胞基本知識Gramnegativebacterialcellwall第2章-細胞基本知識Grampositivebacterialcellwall第2章-細胞基本知識2、細胞膜：厚約8~10nm，外側緊貼細胞壁，通常不形成內膜系統(tǒng)。一些行光合作用的原核生物，質膜具有與捕光反應有關的內褶。一些革蘭氏陽性菌質膜內褶形成小管狀結構，稱為間體(mesosome)，因其與DNA有聯(lián)系，推測可能起DNA復制的支點作用。3、擬核：沒有核膜，DNA分子裸露，所含的遺傳信息量可編碼2000~3000種蛋白質，空間構建十分精簡。白喉桿菌的間體第2章-細胞基本知識4、核糖體：約含5000~50000個。部分附著在細胞膜內側，大部分游離于細胞質中。細菌核糖體數(shù)量與細菌生理狀態(tài)關系密切。沉降系數(shù)為70S。。由大亞單位(50S)與小亞單位(30S)組成。30S的小亞單位對四環(huán)素與鏈霉素敏感，50S的大亞單位對紅霉素與氯霉素敏感。第2章-細胞基本知識5、質粒(plasmid)

：除核區(qū)DNA外，可進行自主復制的遺傳因子；是裸露的環(huán)狀DNA，遺傳信息量2~200個基因；能進行自我復制，有時能整合到核DNA中去；質粒常用作基因重組與基因轉移的載體。第2章-細胞基本知識第2章-細胞基本知識克隆載體第2章-細胞基本知識表達載體第2章-細胞基本知識6、莢膜：細菌最外表的一層多糖類物質，邊界明顯的稱莢膜（capsule），如肺炎球菌，邊界不明顯的稱粘液層（slimelayer），如葡萄球菌。功能：抵御不良環(huán)境；保護自身不受吞噬；選擇性的粘附到特定細胞的表面上。Negativestainedbacteria第2章-細胞基本知識7、鞭毛：是某些細菌的運動器官，由一種稱為鞭毛蛋白的彈性蛋白構成，結構上不同于真核生物的鞭毛。第2章-細胞基本知識8、菌毛：是菌體表面極其的蛋白纖細，須用電鏡觀察。與細菌運動無關，根據(jù)形態(tài)、結構和功能，分為普通菌毛和性菌毛兩類。前者與細菌吸附和侵染宿主有關，后者為中空管子，與傳遞遺傳物質有關。第2章-細胞基本知識9、繁殖：以二分裂的方式繁殖，某些細菌處于不利的環(huán)境，或耗盡營養(yǎng)時，形成內生孢子，又稱芽孢，是對不良環(huán)境有強抵抗力的休眠體。

分裂中的鏈球菌分裂中的大腸桿菌第2章-細胞基本知識10.細菌內生芽孢：某些細菌處于不利的環(huán)境，或耗盡營養(yǎng)時，形成內生孢子，又稱芽孢，是對不良環(huán)境有強抵抗力的休眠體。

芽孢第2章-細胞基本知識二、支原體mycoplasma大小通常為0.2~0.3μm，可通過濾菌器。無細胞壁，不能維持固定的形態(tài)而呈現(xiàn)多形性。細胞膜中膽固醇含量較多，約占36%，凡能作用于膽固醇的物質（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?；蚪M為環(huán)狀雙鏈DNA，分子量?。▋H有大腸桿菌的五分之一），合成與代謝很有限。肺炎支原體的一端有一種特殊的末端結構（terminalstructure），能使支原體粘附于呼吸道粘膜上皮細胞表面，與致病性有關。第2章-細胞基本知識肺炎支原體

第2章-細胞基本知識肺炎支原體侵染倉鼠氣管組織的TEM照片第2章-細胞基本知識三、衣原體衣原體（Chlamydia）直徑0.2~0.5μm，能通過濾菌膜。砂眼是衣原體引起的，由于能形成包含體，起初被認為是大型病毒，1956年，我國著名微生物學家湯飛凡及其助手張曉樓等人首次分離到沙眼的病原體。衣原體（原體和始體）原體(感染性)→吸附→吞噬體(空泡)→在吞噬體內形成始體（無感染性）→二分裂繁殖→形成包涵體→在包涵體內成熟為原體→釋放。原體:1小而致密有胞壁;2在宿主細胞外穩(wěn)定,無繁殖能力;3具高度感染性;4Giemsa染色呈紫色。始體:1大而疏松,無胞壁;2在宿主細胞內以二分裂方式增殖;3無感染性;4Giemsa染色呈深藍色。第2章-細胞基本知識四、藍藻又稱藍細菌，是最簡單的自養(yǎng)生物。它的光合作用類似于高等植物，而不同于光合細菌。沒有葉綠體，但有質膜內陷形成的捕光裝置。DNA分子環(huán)狀，但遺傳信息量很大，可與高等植物相比。體積比其它原核細胞大得多，直徑約10μm左右，甚至可達70μm(顫藻)。屬單細胞生物，但有些藍藻經(jīng)常以絲狀的細胞群體存在，如：屬藍藻門念珠藻類的發(fā)菜(nostoccommunevar,flagtlliforme)就是藍藻的絲狀體。第2章-細胞基本知識Cyanobacteria第2章-細胞基本知識五、古細菌（archaebacteria）

具有原核生物的某些特征，無核膜及內膜系統(tǒng)；也有真核生物的特征，甲硫氨酸起始蛋白質的合成、核糖體對氯霉素不敏感、RNA聚合酶和真核細胞的相似、DNA具有內含子并結合組蛋白。細胞壁不含肽聚糖。生活在極端環(huán)境中，如：產(chǎn)甲烷菌、極端嗜鹽菌、嗜熱嗜酸菌。第2章-細胞基本知識極端溫度、酸堿度和鹽度下生存的菌種。而且這是一種獨立與其他物種的古菌種，歷史久遠，甚至可以在地殼深處找到他的蹤跡神奇的古細菌第2章-細胞基本知識各類生物能忍受的上限溫度：古細菌113℃細菌90℃真菌60℃藻類55-60℃原生動物56℃維管束植物49℃魚類和其他水生脊椎動物38℃

第2章-細胞基本知識原核與真核細胞的區(qū)別第2章-細胞基本知識第四節(jié)病毒Virus第2章-細胞基本知識是一類非細胞形態(tài)的有機體，特征：①個體微小，可通過濾菌器，大多數(shù)病毒必須用電鏡才能看見，一般在20~30nm之間；②核酸為DNA或RNA，沒有含兩種核酸的病毒；③專營細胞內寄生生活；④具有受體連結蛋白(receptorbindingprotein)，與敏感細胞表面的病毒受體連結，進而感染細胞。

一、病毒的基本特征第2章-細胞基本知識LambdaBacteriophageDNA(TEMx153,000)二、病毒的結構由核酸(DNA或RNA)分子和蛋白質衣殼(capsid)所構成，稱核衣殼(nucleocapsid)。各種病毒所含的遺傳信息量不同，少的只含有3個基因，多的可達300個基因。第2章-細胞基本知識有的病毒衣殼外面有被膜(envelope)，來源于宿主細胞的質膜，被膜中含有病毒融合蛋白。組成病毒衣殼的亞單位稱殼微粒(capsomer)。一個成熟有感染性的病毒顆粒稱“病毒體”（virion）。其裝配形式有二十面體對稱、螺旋對稱和復合對稱三種類型。第2章-細胞基本知識Viruses第2章-細胞基本知識病毒有五種形態(tài)：①球形(Sphericity)：大多數(shù)人類和動物病毒為球形，如脊髓灰質炎病毒、皰疹病毒及腺病毒等；②絲形(Filament)：多見于植物病毒，如煙草花葉病病毒，人類流感病毒有時也可形成絲形；③彈形(Bullet-shape)：形似子彈頭，如狂犬病病毒等，其他多為植物病毒。④磚形(Brick-shape)：如痘病毒、天花病毒等；⑤蝌蚪形(Tadpole-shape)：由一卵圓形的頭及一條細長的尾組成，如噬菌體。其中①為二十面體對稱;②、③為螺旋對稱;④、⑤復合對稱。第2章-細胞基本知識病毒只有在侵入細胞以后才表現(xiàn)出生命現(xiàn)象，生活周期可分為兩個階段：細胞外階段，以成熟的病毒粒子形式存在；細胞內階段，即感染階段，進行復制和繁殖；根據(jù)寄生的宿主不同，病毒可分為：動物病毒、植物病毒、細菌病毒(即噬菌體)。第2章-細胞基本知識脊髓灰質炎病毒球形病毒第2章-細胞基本知識腺病毒球狀病毒第2章-細胞基本知識煙草花葉病毒線形病毒第2章-細胞基本知識痘病毒磚形病毒第2章-細胞基本知識狂犬病毒子彈形病毒有被膜第2章-細胞基本知識T4噬菌體蝌蚪形病毒第2章-細胞基本知識流感病毒絲狀有被膜的病毒第2章-細胞基本知識埃博拉病毒絲狀負鏈RNA病毒第2章-細胞基本知識中國公布的非典冠狀病毒第2章-細胞基本知識三病毒的增殖過程1.病毒侵入細胞，病毒核酸的侵染大多動物病毒進入細胞的主要方式“主動吞飲”，有些有包膜的，以其包膜與細胞質融合的方式進入細胞。在蛋白水解酶的作用下，殼體被裂解。釋放核酸。RNA病毒在細胞質內轉錄復制，DNA病毒進入細胞核復制轉錄。2.病毒核酸的復制，轉錄與蛋白質合成DNA病毒——細胞——DNA——細胞核——早期蛋白——子代病毒DNA——病毒mRNA——病毒結構蛋白