第二章細(xì)胞基本概念

第二章細(xì)胞基本概念第1頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一內(nèi)容提要掌握細(xì)胞的基本概念、生命體的三大基本類型（病毒、原核生物和真核生物）以及它們的基本結(jié)構(gòu)和基本生命活動等基礎(chǔ)知識。第2頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)細(xì)胞的基本概念第3頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一一、細(xì)胞是一切生命活動的基本結(jié)構(gòu)和功能單位。

由于已經(jīng)證實(shí)：

細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位；

細(xì)胞是代謝與功能的基本單位；

細(xì)胞是有機(jī)體生長和發(fā)育的基礎(chǔ)；

細(xì)胞是遺傳的基本單位。為什么這樣說呢?第4頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一特化的細(xì)胞分工合作，共同完成復(fù)雜的生命活動第5頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一二、細(xì)胞概念的各種提法細(xì)胞是有機(jī)體形態(tài)結(jié)構(gòu)的基本單位;細(xì)胞是有機(jī)體形態(tài)與生理的基本單位;細(xì)胞是組成有機(jī)體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位;細(xì)胞是由細(xì)胞膜包圍的一原生質(zhì)團(tuán)。第6頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一三、細(xì)胞的基本共性1、具有相似的化學(xué)組成；2、都具有脂-蛋白體系的選擇透性膜;3、都具有遺傳物質(zhì)(DNA和RNA);4、都具有核糖體；5、一分為二的分裂方式高爾基體線粒體細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞膜細(xì)胞核粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中心體纖毛第7頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)原核細(xì)胞與古核細(xì)胞

ProkaryoticcellandArchaeon

第8頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一沒有核膜，遺傳物質(zhì)集中在一個(gè)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(jié)合蛋白，沒有恒定的內(nèi)膜系統(tǒng)，核糖體為70S型。原核細(xì)胞構(gòu)成的生物稱為原核生物，均為單細(xì)胞生物。一般以二分裂的方式繁殖，也有的產(chǎn)生孢子。原核細(xì)胞的特征：第9頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一一、支原體mycoplasma支原體是最小,最簡單的細(xì)胞.大小通常為0.1~0.3μm，可通過濾菌器;具有細(xì)胞膜和核糖體;能在培養(yǎng)基上生長;有700多種蛋白質(zhì)(細(xì)胞生存所必須的最低數(shù)量的蛋白;DNA均勻分布于細(xì)胞內(nèi);第10頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一肺炎支原體

第11頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一二、原核細(xì)胞的兩個(gè)代表----細(xì)菌和藍(lán)藻1細(xì)菌Bacteria是在自然界分布最廣、個(gè)體數(shù)量最多的有機(jī)體?？煞譃椋呵蚓U菌和螺旋菌（弧形菌）。絕大多數(shù)細(xì)菌的直徑在0.5~5μm之間。第12頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一大腸桿菌淋病球菌第13頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一弧形霍亂菌肉毒梭菌第14頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一1、細(xì)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(gòu)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(cè)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(xì)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(zhì)。革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁厚約10nm，僅2-3層肽聚糖，另外還有脂多糖、細(xì)菌外膜和脂蛋白。第15頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一圖3-10細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)

Grampositivebacterialcellwallstructurediagram

第16頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一2、細(xì)胞膜：厚約8~10nm，外側(cè)緊貼細(xì)胞壁，通常不形成內(nèi)膜系統(tǒng)。一些行光合作用的原核生物，質(zhì)膜具有與捕光反應(yīng)有關(guān)的內(nèi)褶。一些革蘭氏陽性菌質(zhì)膜內(nèi)褶形成小管狀結(jié)構(gòu)，稱為間體(mesosome)，因其與DNA有聯(lián)系，推測可能起DNA復(fù)制的支點(diǎn)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(zhì)，空間構(gòu)建十分精簡。白喉?xiàng)U菌的間體第17頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一4、核糖體：約含5000~50000個(gè)。部分附著在細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)，大部分游離于細(xì)胞質(zhì)中。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。5、質(zhì)粒(plasmid)

：除核區(qū)DNA外，可進(jìn)行自主復(fù)制的遺傳因子，是裸露的環(huán)狀DNA分子，所含遺傳信息量為2~200個(gè)基因，能進(jìn)行自我復(fù)制，有時(shí)能整合到核DNA中去。質(zhì)粒常用作基因重組與基因轉(zhuǎn)移的載體。第18頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一6、莢膜：細(xì)菌最外表的一層多糖類物質(zhì)。功能：抵御不良環(huán)境；保護(hù)自身不受吞噬；選擇性的粘附到特定細(xì)胞的表面上。Negativestainedbacteria7、鞭毛：是某些細(xì)菌的運(yùn)動器官，由一種稱為鞭毛蛋白的彈性蛋白構(gòu)成，結(jié)構(gòu)上不同于真核生物的鞭毛。第19頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一8、菌毛：是菌體表面極其的蛋白纖細(xì)，須用電鏡觀察。與細(xì)菌運(yùn)動無關(guān)，根據(jù)形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能，分為普通菌毛和性菌毛兩類。前者與細(xì)菌吸附和侵染宿主有關(guān)，后者為中空管子，與傳遞遺傳物質(zhì)有關(guān)。9、繁殖：以二分裂的方式繁殖，某些細(xì)菌處于不利的環(huán)境，或耗盡營養(yǎng)時(shí)，形成內(nèi)生孢子，又稱芽孢，是對不良環(huán)境有強(qiáng)抵抗力的休眠體。

分裂中的鏈球菌分裂中的大腸桿菌第20頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一2.藍(lán)藻Cyanobacteria又稱藍(lán)細(xì)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(xì)菌。沒有葉綠體，但有質(zhì)膜內(nèi)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(xì)胞大得多，直徑約10μm左右，甚至可達(dá)70bμm(顫藻)。屬單細(xì)胞生物，但有些藍(lán)藻經(jīng)常以絲狀的細(xì)胞群體存在，如：屬藍(lán)藻門念珠藻類的發(fā)菜(nostoccommunevar,flagtlliforme)就是藍(lán)藻的絲狀體。

第21頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一Cyanobacteria第22頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一五、古細(xì)菌（archaebacteria）

具有原核生物的某些特征，無核膜及內(nèi)膜系統(tǒng)；也有真核生物的特征，甲硫氨酸起始蛋白質(zhì)的合成、核糖體對氯霉素不敏感、RNA聚合酶和真核細(xì)胞的相似、DNA具有內(nèi)含子并結(jié)合組蛋白。此外，細(xì)胞膜中的脂類是不可皂化的，細(xì)胞壁不含肽聚糖。生活在極端環(huán)境中(厭氧高鹽,高熱)，如：產(chǎn)甲烷菌、極端嗜鹽菌、嗜熱嗜酸菌。第23頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)、真核細(xì)胞Eukaryoticcell葉綠體線粒體細(xì)胞壁細(xì)胞膜液泡細(xì)胞質(zhì)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細(xì)胞核粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體高爾基體線粒體細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞膜細(xì)胞核粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中心體纖毛第24頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一一、基本結(jié)構(gòu)具有核膜，由膜圍成的各種細(xì)胞器，如核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體、葉綠體、溶酶體等在結(jié)構(gòu)上形成了一個(gè)連續(xù)的體系，稱為內(nèi)膜系統(tǒng)。內(nèi)膜系統(tǒng)將細(xì)胞質(zhì)分隔成不同的區(qū)域，即所謂的區(qū)隔化(compartmentalization)。區(qū)隔化使細(xì)胞內(nèi)表面積增加了數(shù)十倍，代謝能力增強(qiáng)。第25頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一1、原生質(zhì)體(protoplasm)：1839Purkinje用原生質(zhì)一詞指細(xì)胞的全部活性物質(zhì)，從現(xiàn)代概念來說它包括質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核(或擬核)。2、質(zhì)膜（plasmmembrane）：是細(xì)胞表面的單位膜。3、細(xì)胞核：細(xì)胞核（nucleus）是細(xì)胞內(nèi)最重要的細(xì)胞器，核表面是由雙層膜構(gòu)成的核被膜（nuclearenvelope），核內(nèi)包含有由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成的染色體（chromosome）。核內(nèi)1至數(shù)個(gè)小球形結(jié)構(gòu)，稱為核仁（nucleolus）。細(xì)胞核中的原生質(zhì)稱為核質(zhì)。第26頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一4、細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm）：質(zhì)膜與核被膜之間的原生質(zhì)。5、細(xì)胞器(organelle)：具有特定形態(tài)和功能的顯微或亞顯微結(jié)構(gòu)稱為細(xì)胞器。6、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（cytoplasmicmatrix）細(xì)胞質(zhì)中除細(xì)胞器以外的部分。又稱為胞質(zhì)溶膠（cytosol），其體積約占細(xì)胞質(zhì)的一半。第27頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一第28頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一真核細(xì)胞的三大結(jié)構(gòu)體系1、生物膜體系以及以生物膜為基礎(chǔ)構(gòu)建的各種獨(dú)立的細(xì)胞器。2、遺傳信息表達(dá)的結(jié)構(gòu)體系。3、細(xì)胞骨架體系。第29頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一植物細(xì)胞與動物細(xì)胞的比較第30頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一Prokaryoticandeukatypticcells第31頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一

原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較第32頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的主要區(qū)別：

原核細(xì)胞真核細(xì)胞大小細(xì)胞大?。?m１０－１００

m細(xì)胞核無核膜、核仁有核膜、核仁DNA一條、環(huán)狀、裸露多條、線狀、與蛋白質(zhì)結(jié)合核糖體７０S(30\50)８０S(40\60)內(nèi)膜結(jié)構(gòu)簡單復(fù)雜（有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、高爾基體等）細(xì)胞骨架無有細(xì)胞增殖無絲分裂有絲分裂DNA復(fù)制無周期性有周期性轉(zhuǎn)錄和翻譯在同一時(shí)間和地點(diǎn)在不同時(shí)間和地點(diǎn)第33頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一主要有兩個(gè)基本差異1、真核細(xì)胞形成了復(fù)雜的內(nèi)膜系統(tǒng)。2、遺傳結(jié)構(gòu)裝置的擴(kuò)增與基因表達(dá)方式的相應(yīng)變化。第34頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一各類細(xì)胞及病毒直徑的比較二、細(xì)胞的大小及其分析第35頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一肉眼可見的特殊細(xì)胞雞蛋(未受精的卵細(xì)胞)大變形蟲第36頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一名稱人卵口腔上皮細(xì)胞肝細(xì)胞紅細(xì)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(xì)胞直徑在20~30μm間。一般真核細(xì)胞的體積大于原核細(xì)胞，卵細(xì)胞大于體細(xì)胞。鴕鳥的卵黃直徑可達(dá)5cm；支原體只有0.1μm；人的坐骨神經(jīng)細(xì)胞可長達(dá)1m。幾種細(xì)胞的大小人卵與精子第37頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一想一想１cm的位置可容納多少細(xì)胞？

1滴血中可能有多少細(xì)胞？1cm=10mm1mm=1000m1m=1000nm1nm=10A10000m10000m/50=200個(gè)細(xì)胞第38頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一細(xì)胞體積的控制因素:1.細(xì)胞體積與相對表面積成反比關(guān)系;2.細(xì)胞內(nèi)關(guān)鍵分子的濃度;3.細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)交流與細(xì)胞體積的關(guān)系;4.細(xì)胞體積的最小化受制于維持細(xì)胞生命活動所需的酶和蛋白質(zhì)種類的最低量.第39頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一三、細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系單細(xì)胞生物細(xì)胞的形態(tài)通常與細(xì)胞外沉積物或細(xì)胞骨架有關(guān)，如硅藻呈各種奇異的形態(tài)、草履蟲像鞋底。高等生物細(xì)胞的形狀與細(xì)胞功能及細(xì)胞間的相互作用有關(guān)。第40頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一神經(jīng)細(xì)胞卵細(xì)胞血細(xì)胞上皮細(xì)胞肌細(xì)胞視桿細(xì)胞動物不同功能的細(xì)胞形態(tài)不同第41頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一眼蟲鐘形蟲草履蟲第42頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一植物薄壁細(xì)胞木材中的導(dǎo)管植物氣孔細(xì)胞第43頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一神經(jīng)元細(xì)胞人類紅細(xì)胞巨噬細(xì)胞第44頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)非細(xì)胞形態(tài)的生命體--病毒Virus蝌蚪形第45頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一是一類非細(xì)胞形態(tài)的微生物，特征：①個(gè)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(xì)胞內(nèi)寄生生活；④具有受體連結(jié)蛋白(receptorbindingprotein)，與敏感細(xì)胞表面的病毒受體連結(jié)，進(jìn)而感染細(xì)胞。一、病毒的基本特征第46頁，共52頁，2023年，2月20日，星期一