細胞核真核細胞

LifeBeginswithCellsAsingle~200micrometer(m)cell,thehumanegg,withsperm,whicharealsosinglecells.Fromtheunionofaneggandspermwillarisethe10trillioncellsofahumanbody.1第1頁/共50頁TheDiversityandCommonalityofCells乳酸乳球菌(真細菌)甲烷八疊球菌(古細菌)血細胞恐龍的卵細胞化石群體的綠藻細胞小腦纖維神經細胞維管植物細胞上皮細胞2第2頁/共50頁細胞核（真核細胞）或擬核（細菌）：包含遺傳物質DNA及其結合蛋白。細胞核由核膜所包繞。質膜：柔韌的脂質雙層。對極性物質可選擇性透過。含有發(fā)揮轉運作用、信號接受和作為酶的蛋白質。細胞的生長和分裂不會造成膜完整性的喪失。細胞質：水溶性細胞內含物和懸浮顆粒及細胞器。以150000r/m速度離心上清：胞質溶膠，含有酶、RNA、單體亞單位、代謝物和無機離子的濃縮液。沉淀：顆粒和細胞器核糖體、貯存粒、線粒體、葉綠體、溶酶體、內質網(wǎng)。3第3頁/共50頁a)DiameterAnimalandplantcells:5~100μmBacteriacells:1~2μmb)Cellsizeislimited:nucleus/cytoplasmratio;surfacearea/volumeratio;substancescanefficientlytravelthroughthecytoplasmviadiffusion.TheSizeofCells4第4頁/共50頁Ascellsizeincreases,however,surface-to-volumeratiodecreases,untilmetabolismconsumesO2fasterthandiffusioncansupplyit.小腸粘膜細胞大鼠海馬神經細胞5第5頁/共50頁6GroupingCellularOrganismsbyPhylogeny真核生物真細菌古細菌Allorganismsfromsimplebacteriatocomplexmammalsprobablyevolvedfromacommon,single-celledprogenitor.MorerecentlythesequencesofDNAandproteinshavebeenexaminedasamoreinformation-richcriterionforassigningrelationships.Prokaryotes:ArchaeaEubacteria第6頁/共50頁AllCellsAreProkaryoticorEukaryotic7第7頁/共50頁原核細胞與真核細胞的基本特征比較特征原核細胞真核細胞細胞膜核膜染色體核仁線粒體內質網(wǎng)高爾基體溶酶體核糖體光合作用結構核外DNA細胞壁細胞骨架細胞增殖（分裂）有（多功能性）無由一個環(huán)狀DNA分子構成的單個染色體，DNA不與或很少與蛋白質結合無無無無無70S（包括50S與30S的大小亞單位）藍藻含有葉綠素a的膜層結構，細菌具有菌色素細菌具有裸露的質粒DNA主要成分是氨基糖與壁酸無無絲分裂（直接分裂）有有2個染色體以上，染色體由線狀DNA與蛋白質組成有有有有有80S（包括60S與40S的大小亞單位）植物葉綠體具有葉綠素a與b線粒體DNA，葉綠體DNA動物細胞無細胞壁，植物細胞壁的主要成分為纖維素與果膠有以有絲分裂（間接分裂）為主8第8頁/共50頁Prokaryotes:ArchaeaEubacteria細胞壁：結構隨細菌種類的不同而有所不同核糖體：細菌的核糖體小于真核生物的核糖體，但行使同樣的功能—根據(jù)RNA信息合成蛋白質擬核：含有一條簡單的環(huán)形長DNA分子菌毛：提供對其它細胞的附著點鞭毛：推動細胞在介質中運動大腸桿菌是典型的原核細胞，由于它結構簡單，具有優(yōu)良的遺傳信息復制、轉錄和表達能力，而且容易培養(yǎng)和繁殖，已經成為生物化學和分子生物學研究中最好的實驗工具。9第9頁/共50頁革蘭氏陰性菌革蘭氏陽性菌藍細菌古細菌10第10頁/共50頁Diderm(75%)Monoderm(25%)11第11頁/共50頁原理通過結晶紫初染和碘液媒染后，在細胞壁內形成了不溶于水的結晶紫與碘的復合物。革蘭氏陽性菌由于其細胞壁較厚、肽聚糖網(wǎng)層次較多且交聯(lián)致密，故遇乙醇或丙酮脫色處理時，因失水反而使網(wǎng)孔縮小，再加上它不含類脂，故乙醇處理不會出現(xiàn)縫隙，因此能把結晶紫與碘復合物牢牢留在壁內，使其仍呈紫色；革蘭氏陰性菌因其細胞壁薄、外膜層類脂含量高、肽聚糖層薄且交聯(lián)度差，在遇脫色劑后，以類脂為主的外膜迅速溶解，薄而松散的肽聚糖網(wǎng)不能阻擋結晶紫與碘復合物的溶出，因此通過乙醇脫色后仍呈無色，再經沙黃等紅色染料復染，就使革蘭氏陰性菌呈紅色。12革蘭氏染色第12頁/共50頁有機體可以根據(jù)其能量來源和合成細胞物質的碳源進行分類光養(yǎng)生物（從光中獲取能量）化能營養(yǎng)生物（從化學復合物中獲取能量）自養(yǎng)生物（從CO2

中獲取碳）如：藍細菌；植物異養(yǎng)生物（從有機復合物中獲取碳）無機營養(yǎng)生物（從無機復合物中獲取能量）如：硫細菌；氫細菌有機營養(yǎng)生物（從有機復合物中獲取能量）如：大多數(shù)原核生物；所有非光養(yǎng)真核生物13第13頁/共50頁LandmarksintheEvolutionofLifeonEarthThedevelopmentofpigmentscapableofcapturingvisiblelightfromthesunandusingtheenergytoreduceor“fix”CO2

intomorecomplexorganiccompounds

PredominanceofaerobicorganismsinO2-richenvironments.

14第14頁/共50頁EvolutionofEukaryoticCells一系列的內共生關系演化而來15第15頁/共50頁Eukaryotes5~100μm雙層膜細胞核膜性細胞器16第16頁/共50頁17第17頁/共50頁

OrganellesCanBeIsolatedbyCentrifugation差速離心等密度離心組織的亞細胞組分的分級分離18第18頁/共50頁ThePlasmaMembraneContainsTransportersandReceptors19轉運體蛋白：可將營養(yǎng)物質轉運到細胞中以及將多種產物轉運出細胞。當一個外部配體與膜上其特異受體相結合時，受體蛋白將配體所載的信號轉導為胞內的一種信息。表面受體的特征是起信號放大器的作用。第19頁/共50頁胞吞作用及吞噬作用胞吐作用附著核糖體脂類合成場所加工和分揀蛋白內含體溶酶體pH≤520第20頁/共50頁Similartolysosome,degradationTake90%ofcellvolumeTurgorPressureVacuoleinPlantCell21第21頁/共50頁TheNucleusandNuclearEnvelope

22第22頁/共50頁ChromosomeismadeofDNAandprotein.Basicunit:nucleosome(histone+DNA)Nucleosome30nmfiberMoreadvancedfoldingTheoverallcompactioninachromosomeisgreaterthan10,000-fold.23DNAArePackedintoHighOrderStructures第23頁/共50頁Diameter:~1μm100~1000/cellTwomembranesOuter:unwrinkledandcompletelysurroundstheorganelle.Inner:hasinfoldings,whichgiveitalargesurfacearea.

PrincipalproducersofATPProducedonlybydivisionofpreviouslyexistingmitochondriaContainsitsownDNA,RNA,andribosomes.Mitochondrion24第24頁/共50頁Diameter:~5μmTwomembranesConvertsolarenergyintochemicalenergyContainsitsownDNA,RNA,andribosomes.Chloroplast25第25頁/共50頁MitochondriaandChloroplastsProbablyEvolvedfromEndosymbioticBacteria26第26頁/共50頁Cytoskeleton肌動蛋白應力纖維微管中間纖維Stabilizescellshape,organizesthecytoplasm,andproducesmotion27第27頁/共50頁Actinfilaments:Flexible5-9nmdiameterConcentratednearplasmamembraneMicrotubules:Longhollowcylinders.Rigid25nmdiameterAttachedtocentrosomeIntermediatefilaments:Providemechanicalstrength10nmdiameterFoundthroughoutcytoplasm28第28頁/共50頁29第29頁/共50頁ActinandTubulinFormPolarFilaments:UnequalEnds30第30頁/共50頁31第31頁/共50頁肌動蛋白的各個亞基聚合形成肌動蛋白纖維細絲蛋白使兩條肌動蛋白纖維呈直角交聯(lián)；胞影蛋白在纖維之間形成交聯(lián)，使之產生側向聚集成束。賦予細胞表面的形態(tài)和硬度32第32頁/共50頁Threetypesofcorticalarraysofactinfilaments.33第33頁/共50頁肌球蛋白分子利用ATP供能沿著肌動蛋白纖維運動。在綠藻的巨大細胞內形成細胞質流。以50-75mm/s的速度繞細胞均一運動。葉綠體位于胞質的靜止層。有效混合胞質中的內含物細胞器的轉運34第34頁/共50頁MicrotubuleSeekstheCenterofaCell35第35頁/共50頁驅動蛋白和動力蛋白附著在細胞器或囊泡上，在ATP的驅動下，拉動他們沿著微管以～1μm/s的速度運動KinesinplusendDyneinminusend36第36頁/共50頁IntermediateFilament37第37頁/共50頁KeratinNeurofilamentsNuclearlaminsEpithelialkeratinAxonalneurofilamentsMajorTypesofIntermediateFilament38第38頁/共50頁39FromUnicellulartoMulticellularOrganizationFourcloselyrelatedgeneraofgreenalgae,showingaprogressionfromunicellulartocolonialandmulticellularorganization第39頁/共50頁40TheCellsofaHigherOrganismBecomeSpecializedandCooperate胰腺分泌細胞骨骼肌細胞植物莖的厚角細胞人類精子細胞人類成熟紅細胞人類兩細胞時期的胚胎第40頁/共50頁41Cell–CellandCell–MatrixAdhesionSchematiccutawaydrawingofatypicalepithelialtissue,suchastheintestines.第41頁/共50頁Consistofanucleicacid(DNAorRNA)surroundedbyaprotectiveshell,madeupofproteinmoleculesand,insomecases,amembranousenvelope.

RNAvirusesDNAvirusesSimilartovirus類病毒（viroid）——onlyconsistofinfectivessRNA；朊病毒（prion）——onlyconsistofinfectiveproteinsViruses:ParasitesofCells42第42頁/共50頁腺病毒HIV病毒噬菌體43第43頁/共50頁病毒侵入細胞，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 HowVirus

InfecttheHostCells

44第44頁/共50頁

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