第二章-細胞基本知識概要

第二章細胞基本知識概要

細胞的基本概念非細胞形態(tài)的生命體

——病毒及其與細胞的關系原核細胞與真核細胞第一節(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增殖（復制）病毒與細胞在起源與進化中的關系第三節(jié)原核細胞與真核細胞

原核細胞（Prokaryoticcell）真核細胞（Eukaryoticcell）古細菌（Archaebacteria）細胞是生命活動的基本單位

大多數(shù)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細胞概念的一些新思考細胞是多層次非線性的復雜結構體系

細胞具有高度復雜性和組織性細胞是物質（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；

細胞參與大量機械活動；

細胞對刺激作出反應；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；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。所有細胞的增殖都以一分為二的方式進行分裂。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；

病毒的形態(tài)結構、特點、及化學組成

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；病毒與細胞在起源與進化中的關系

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）

藍藻是完全自養(yǎng)生物中央質光合作用片層細胞壁地球原始大氣中氧濃度的快速增高是藍藻的功勞真核細胞

真核細胞的基本結構體系細胞的大小及其分析原核細胞與真核細胞的比較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)。

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

病毒自身沒有獨立的代謝和能量轉化系統(tǒng)，必須利用宿主細胞結構、“原料”、能量與酶系統(tǒng)進行增殖，是徹底的寄生物。因此，病毒的增殖稱為復制。

病毒的復制

病毒侵入細胞的方式：特異性吸附寄主細胞主動吞噬膜融合核酸注入，衣殼留在寄主細胞外病毒核酸的復制方式病毒核酸的轉錄、轉譯和包裝過程病毒的釋放無囊膜病毒有囊膜病毒DNA復制RNA復制

病毒是一類比較原始的、有生命特征的、能夠自我復制和嚴格細胞內寄生的非細胞生物。病毒的特點：①形體微小，具有比較原始的生命形態(tài)和生命特征，缺乏細胞結構。②只含一種核酸，DNA或RNA③依靠自身的核酸進行復制，DNA或RNA含有復制、裝配子代病毒所必須的遺傳信息。④缺乏完整的酶和能量系統(tǒng)。病毒的形態(tài)：

病毒的形狀同其殼體的基本結構密切相關。病毒的殼體有三種結構類型，與之相對應，病毒顆粒的形狀大致可分為四種類型。螺旋對稱殼體：蛋白質亞基沿中心軸呈螺旋排列，形成高度有序、對稱的穩(wěn)定結構。桿狀病毒顆粒：螺旋對稱的殼體形成直桿狀、彎曲桿狀和線狀病毒顆粒。植物病毒多呈桿狀，昆蟲病毒中核型多角體病毒多數(shù)成員也多呈桿狀。雙對稱結構殼體：僅少數(shù)病毒殼體為雙對稱結構。殼體由頭部和尾部組成，病毒核酸的頭部通常呈二十面體對稱，尾部呈螺旋對稱。具有雙對稱結構的典型例子是有尾噬菌體（tailedphage）。復雜形狀的病毒顆粒：殼體呈復合對稱。細菌病毒（噬菌體）和某些動物病毒呈復雜形狀顆粒。病毒的大?。?/p>

裝配成熟的病毒顆粒大小恒定不再改變，不同病毒間差異很大，從十幾納米到十幾微米不等。最小的如植物的聯(lián)體病毒（Geminiviruses

）直徑僅18-20nm，最大的動物痘病毒（Poxviruses）達300-450x170-260nm，相當于衣原體主體的大小。最長的如絲狀病毒科（Filoviridae）病毒粒子大小為80x790-14,000nm。大多數(shù)病毒在100nm左右。病毒的化學組成及其功能

病毒的基本化學組成是核酸和蛋白質。有包膜的病毒和某些無包膜的病毒除核酸和蛋白質外，還含有脂類和糖類。有的病毒還含有聚胺類化合物，無機陽離子等組分。病毒的核酸：核酸是病毒遺傳和感染的物質基礎。一種病毒的病毒顆粒只含有一種核酸，DNA或者RNA。有人認為，除逆轉錄病毒基因組為二倍體外，其它病毒的基因組都為單倍體。也有人以核酸的條數(shù)計，如線狀流感病毒8條核酸，呼腸弧病毒10-12條，TMV中只有一條。有的病毒含雙鏈DNA；有的為單鏈DNA；有的為雙鏈RNA；有的為單鏈RNA。有的單鏈RNA病毒其RNA進入寄主細胞后，可直接作為mRNA，轉譯出相應的蛋白，這種RNA稱正鏈侵染性RNA病毒，如ssRNA噬菌體、脊髓灰質炎病毒、鼻病毒、TMV等；還有一類病毒，其單鏈RNA在寄主細胞里不能直接作為mRNA，而需要有轉錄酶（病毒自帶）把RNA轉錄成mRNA，才能轉譯出蛋白，這種RNA稱負鏈非侵染性RNA病毒，如口膜炎病毒、流感病毒和副流感病毒。

蛋白質是病毒的另一類主要成份，組成蛋白質的氨基酸順序及空間構象決定著病毒株系的差異，表現(xiàn)在抗原決定簇則決定其免疫特異性。根據(jù)是否存在于病毒顆粒中，病毒的蛋白質分為結構蛋白和非結構蛋白。

非結構蛋白：指由病毒基因組的遺傳信息在寄主細胞中編碼的蛋白，在病毒復制或基因表達調控過程中具有一定功能。結構蛋白：系指構成一個形態(tài)成熟的有感染性的病毒顆粒所必需的蛋白質，包括殼體蛋白、包膜蛋白和毒粒酶等。

殼體蛋白：殼體蛋白是構成病毒殼體結構的蛋白質，由一條或多條多肽鏈折疊形成的蛋白質亞基。功能：①構成病毒的殼體，保護病毒的核酸；②無包膜病毒的殼體蛋白參與病毒的吸附、進入，決定病毒的宿主嗜性，同時還是病毒的表面抗原。有些病毒帶有酶，如噬菌體帶溶菌酶，對寄主細胞膜有降解作用；Rous病毒有反轉錄酶；呼腸弧病毒、流感病毒有RNA聚合酶；有些動物病毒還含有蛋白激酶。病毒的囊膜成分：

相當多的動物病毒有囊膜包被，如流感病毒、皰疹病毒、Rous病毒等。囊膜脂質對病毒的吸附和穿入寄主起重要作用，囊膜的糖蛋白在這方面也起作用，此外，糖蛋白在病毒的抗原性、病毒凝集血球等方面起積極作用。有些病毒的包膜表面還有輻射排列如大頭針狀的突起，稱纖突，如流感病毒、雞的新城疫病毒的血凝素和神經(jīng)氨酸酶，有吸附寄主、凝集動物紅細胞、破壞寄主細胞表面受體的作用。病毒的傳播及其媒介很多動物病毒可不經(jīng)過傷口直接侵入動物暴露在外面的粘膜組織，如呼吸道粘膜、消化道粘膜、眼睛粘膜等。噴嚏或咳嗽排出的病毒通過空氣、糞便污染的水通過使用等方式，從粘膜進入。此外有不少動物病毒通過蚊和螨類等節(jié)肢動物傳播，目前已知大約有300多種病毒是通過這類昆蟲傳播，有20多種能造成動物或人嚴重病害。植物細胞與動物細胞的比較植物細胞特有的結構：細胞壁液泡葉綠體和其他質體動物細胞特有的細胞結構：溶酶體中心粒及中心體

古細菌

古細菌（archaebacteria）與真核細胞曾在進化上有過一段共同歷程，古細菌比真細菌更可能是真核細胞的祖先。

主要證據(jù)

進化系統(tǒng)樹主要證據(jù)（1）細胞壁的成分與真核細胞一樣不含壁酸的肽聚糖，因此抑制壁酸或其前體物合成的抗生素對古細菌無作用。（2）DNA與基因結構：古細菌DNA中有重復序列，多數(shù)古核細菌的基因組中存在內含子。（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）5S

rRNA：根據(jù)對5S

rRNA的分子進化分析，認為古細菌與真核生物同屬一類，而真細菌卻與之差距甚遠。5SrRNA二級結構的研究也說明很多古細菌與真核生物相似。

除上述各點外，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

與肽鏈延長因子等分析，也提供了以上類似依據(jù)，說明古細菌與真核生物在進化上的關系較真細菌類更為密切。因此近年來，真核細胞起源于古細菌的觀點得到了加強。古細菌

古細菌（a