細(xì)胞核真核細(xì)胞

LifeBeginswithCellsAsingle~200micrometer(m)cell,thehumanegg,withsperm,whicharealsosinglecells.Fromtheunionofaneggandspermwillarisethe10trillioncellsofahumanbody.1第1頁(yè)/共50頁(yè)TheDiversityandCommonalityofCells乳酸乳球菌(真細(xì)菌)甲烷八疊球菌(古細(xì)菌)血細(xì)胞恐龍的卵細(xì)胞化石群體的綠藻細(xì)胞小腦纖維神經(jīng)細(xì)胞維管植物細(xì)胞上皮細(xì)胞2第2頁(yè)/共50頁(yè)細(xì)胞核（真核細(xì)胞）或擬核（細(xì)菌）：包含遺傳物質(zhì)DNA及其結(jié)合蛋白。細(xì)胞核由核膜所包繞。質(zhì)膜：柔韌的脂質(zhì)雙層。對(duì)極性物質(zhì)可選擇性透過(guò)。含有發(fā)揮轉(zhuǎn)運(yùn)作用、信號(hào)接受和作為酶的蛋白質(zhì)。細(xì)胞的生長(zhǎng)和分裂不會(huì)造成膜完整性的喪失。細(xì)胞質(zhì)：水溶性細(xì)胞內(nèi)含物和懸浮顆粒及細(xì)胞器。以150000r/m速度離心上清：胞質(zhì)溶膠，含有酶、RNA、單體亞單位、代謝物和無(wú)機(jī)離子的濃縮液。沉淀：顆粒和細(xì)胞器核糖體、貯存粒、線(xiàn)粒體、葉綠體、溶酶體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。3第3頁(yè)/共50頁(yè)a)DiameterAnimalandplantcells:5~100μmBacteriacells:1~2μmb)Cellsizeislimited:nucleus/cytoplasmratio;surfacearea/volumeratio;substancescanefficientlytravelthroughthecytoplasmviadiffusion.TheSizeofCells4第4頁(yè)/共50頁(yè)Ascellsizeincreases,however,surface-to-volumeratiodecreases,untilmetabolismconsumesO2fasterthandiffusioncansupplyit.小腸粘膜細(xì)胞大鼠海馬神經(jīng)細(xì)胞5第5頁(yè)/共50頁(yè)6GroupingCellularOrganismsbyPhylogeny真核生物真細(xì)菌古細(xì)菌Allorganismsfromsimplebacteriatocomplexmammalsprobablyevolvedfromacommon,single-celledprogenitor.MorerecentlythesequencesofDNAandproteinshavebeenexaminedasamoreinformation-richcriterionforassigningrelationships.Prokaryotes:ArchaeaEubacteria第6頁(yè)/共50頁(yè)AllCellsAreProkaryoticorEukaryotic7第7頁(yè)/共50頁(yè)原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的基本特征比較特征原核細(xì)胞真核細(xì)胞細(xì)胞膜核膜染色體核仁線(xiàn)粒體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體溶酶體核糖體光合作用結(jié)構(gòu)核外DNA細(xì)胞壁細(xì)胞骨架細(xì)胞增殖（分裂）有（多功能性）無(wú)由一個(gè)環(huán)狀DNA分子構(gòu)成的單個(gè)染色體，DNA不與或很少與蛋白質(zhì)結(jié)合無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)70S（包括50S與30S的大小亞單位）藍(lán)藻含有葉綠素a的膜層結(jié)構(gòu)，細(xì)菌具有菌色素細(xì)菌具有裸露的質(zhì)粒DNA主要成分是氨基糖與壁酸無(wú)無(wú)絲分裂（直接分裂）有有2個(gè)染色體以上，染色體由線(xiàn)狀DNA與蛋白質(zhì)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(xiàn)粒體DNA，葉綠體DNA動(dòng)物細(xì)胞無(wú)細(xì)胞壁，植物細(xì)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(yè)/共50頁(yè)P(yáng)rokaryotes:ArchaeaEubacteria細(xì)胞壁：結(jié)構(gòu)隨細(xì)菌種類(lèi)的不同而有所不同核糖體：細(xì)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(zhì)擬核：含有一條簡(jiǎn)單的環(huán)形長(zhǎng)DNA分子菌毛：提供對(duì)其它細(xì)胞的附著點(diǎn)鞭毛：推動(dòng)細(xì)胞在介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)大腸桿菌是典型的原核細(xì)胞，由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有優(yōu)良的遺傳信息復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和表達(dá)能力，而且容易培養(yǎng)和繁殖，已經(jīng)成為生物化學(xué)和分子生物學(xué)研究中最好的實(shí)驗(yàn)工具。9第9頁(yè)/共50頁(yè)革蘭氏陰性菌革蘭氏陽(yáng)性菌藍(lán)細(xì)菌古細(xì)菌10第10頁(yè)/共50頁(yè)Diderm(75%)Monoderm(25%)11第11頁(yè)/共50頁(yè)原理通過(guò)結(jié)晶紫初染和碘液媒染后，在細(xì)胞壁內(nèi)形成了不溶于水的結(jié)晶紫與碘的復(fù)合物。革蘭氏陽(yáng)性菌由于其細(xì)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(shí)，因失水反而使網(wǎng)孔縮小，再加上它不含類(lèi)脂，故乙醇處理不會(huì)出現(xiàn)縫隙，因此能把結(jié)晶紫與碘復(fù)合物牢牢留在壁內(nèi)，使其仍呈紫色；革蘭氏陰性菌因其細(xì)胞壁薄、外膜層類(lèi)脂含量高、肽聚糖層薄且交聯(lián)度差，在遇脫色劑后，以類(lèi)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(jié)晶紫與碘復(fù)合物的溶出，因此通過(guò)乙醇脫色后仍呈無(wú)色，再經(jīng)沙黃等紅色染料復(fù)染，就使革蘭氏陰性菌呈紅色。12革蘭氏染色第12頁(yè)/共50頁(yè)有機(jī)體可以根據(jù)其能量來(lái)源和合成細(xì)胞物質(zhì)的碳源進(jìn)行分類(lèi)光養(yǎng)生物（從光中獲取能量）化能營(yíng)養(yǎng)生物（從化學(xué)復(fù)合物中獲取能量）自養(yǎng)生物（從CO2

中獲取碳）如：藍(lán)細(xì)菌；植物異養(yǎng)生物（從有機(jī)復(fù)合物中獲取碳）無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)生物（從無(wú)機(jī)復(fù)合物中獲取能量）如：硫細(xì)菌；氫細(xì)菌有機(jī)營(yíng)養(yǎng)生物（從有機(jī)復(fù)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(yè)/共50頁(yè)LandmarksintheEvolutionofLifeonEarthThedevelopmentofpigmentscapableofcapturingvisiblelightfromthesunandusingtheenergytoreduceor“fix”CO2

intomorecomplexorganiccompounds

PredominanceofaerobicorganismsinO2-richenvironments.

14第14頁(yè)/共50頁(yè)EvolutionofEukaryoticCells一系列的內(nèi)共生關(guān)系演化而來(lái)15第15頁(yè)/共50頁(yè)Eukaryotes5~100μm雙層膜細(xì)胞核膜性細(xì)胞器16第16頁(yè)/共50頁(yè)17第17頁(yè)/共50頁(yè)

OrganellesCanBeIsolatedbyCentrifugation差速離心等密度離心組織的亞細(xì)胞組分的分級(jí)分離18第18頁(yè)/共50頁(yè)ThePlasmaMembraneContainsTransportersandReceptors19轉(zhuǎn)運(yùn)體蛋白：可將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞中以及將多種產(chǎn)物轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞。當(dāng)一個(gè)外部配體與膜上其特異受體相結(jié)合時(shí)，受體蛋白將配體所載的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)為胞內(nèi)的一種信息。表面受體的特征是起信號(hào)放大器的作用。第19頁(yè)/共50頁(yè)胞吞作用及吞噬作用胞吐作用附著核糖體脂類(lèi)合成場(chǎng)所加工和分揀蛋白內(nèi)含體溶酶體pH≤520第20頁(yè)/共50頁(yè)Similartolysosome,degradationTake90%ofcellvolumeTurgorPressureVacuoleinPlantCell21第21頁(yè)/共50頁(yè)TheNucleusandNuclearEnvelope

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

PrincipalproducersofATPProducedonlybydivisionofpreviouslyexistingmitochondriaContainsitsownDNA,RNA,andribosomes.Mitochondrion24第24頁(yè)/共50頁(yè)Diameter:~5μmTwomembranesConvertsolarenergyintochemicalenergyContainsitsownDNA,RNA,andribosomes.Chloroplast25第25頁(yè)/共50頁(yè)MitochondriaandChloroplastsProbablyEvolvedfromEndosymbioticBacteria26第26頁(yè)/共50頁(yè)Cytoskeleton肌動(dòng)蛋白應(yīng)力纖維微管中間纖維Stabilizescellshape,organizesthecytoplasm,andproducesmotion27第27頁(yè)/共50頁(yè)Actinfilaments:Flexible5-9nmdiameterConcentratednearplasmamembraneMicrotubules:Longhollowcylinders.Rigid25nmdiameterAttachedtocentrosomeIntermediatefilaments:Providemechanicalstrength10nmdiameterFoundthroughoutcytoplasm28第28頁(yè)/共50頁(yè)29第29頁(yè)/共50頁(yè)ActinandTubulinFormPolarFilaments:UnequalEnds30第30頁(yè)/共50頁(yè)31第31頁(yè)/共50頁(yè)肌動(dòng)蛋白的各個(gè)亞基聚合形成肌動(dòng)蛋白纖維細(xì)絲蛋白使兩條肌動(dòng)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(chǎn)生側(cè)向聚集成束。賦予細(xì)胞表面的形態(tài)和硬度32第32頁(yè)/共50頁(yè)Threetypesofcorticalarraysofactinfilaments.33第33頁(yè)/共50頁(yè)肌球蛋白分子利用ATP供能沿著肌動(dòng)蛋白纖維運(yùn)動(dòng)。在綠藻的巨大細(xì)胞內(nèi)形成細(xì)胞質(zhì)流。以50-75mm/s的速度繞細(xì)胞均一運(yùn)動(dòng)。葉綠體位于胞質(zhì)的靜止層。有效混合胞質(zhì)中的內(nèi)含物細(xì)胞器的轉(zhuǎn)運(yùn)34第34頁(yè)/共50頁(yè)MicrotubuleSeekstheCenterofaCell35第35頁(yè)/共50頁(yè)驅(qū)動(dòng)蛋白和動(dòng)力蛋白附著在細(xì)胞器或囊泡上，在ATP的驅(qū)動(dòng)下，拉動(dòng)他們沿著微管以～1μm/s的速度運(yùn)動(dòng)KinesinplusendDyneinminusend36第36頁(yè)/共50頁(yè)IntermediateFilament37第37頁(yè)/共50頁(yè)KeratinNeurofilamentsNuclearlaminsEpithelialkeratinAxonalneurofilamentsMajorTypesofIntermediateFilament38第38頁(yè)/共50頁(yè)39FromUnicellulartoMulticellularOrganizationFourcloselyrelatedgeneraofgreenalgae,showingaprogressionfromunicellulartocolonialandmulticellularorganization第39頁(yè)/共50頁(yè)40TheCellsofaHigherOrganismBecomeSpecializedandCooperate胰腺分泌細(xì)胞骨骼肌細(xì)胞植物莖的厚角細(xì)胞人類(lèi)精子細(xì)胞人類(lèi)成熟紅細(xì)胞人類(lèi)兩細(xì)胞時(shí)期的胚胎第40頁(yè)/共50頁(yè)41Cell–CellandCell–MatrixAdhesionSchematiccutawaydrawingofatypicalepithelialtissue,suchastheintestines.第41頁(yè)/共50頁(yè)Consistofanucleicacid(DNAorRNA)surroundedbyaprotectiveshell,madeupofproteinmoleculesand,insomecases,amembranousenvelope.

RNAvirusesDNAvirusesSimilartovirus類(lèi)病毒（viroid）——onlyconsistofinfectivessRNA；朊病毒（prion）——onlyconsistofinfectiveproteinsViruses:ParasitesofCells42第42頁(yè)/共50頁(yè)腺病毒HIV病毒噬菌體43第43頁(yè)/共50頁(yè)病毒侵入細(xì)胞，病毒核酸的侵染病毒核酸的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與蛋白質(zhì)的合成病毒的裝配、成熟與釋放 HowVirus

InfecttheHostCells

44第44頁(yè)/共50頁(yè)

病毒是非細(xì)胞形態(tài)的生命體，它的主要生命活動(dòng)必須要在細(xì)胞內(nèi)實(shí)現(xiàn)。病毒與細(xì)胞在起源上的關(guān)系，目前存在3種主要觀點(diǎn)：

生物大分子→病毒→細(xì)胞 病毒

生物大分子細(xì)胞

生物大分子→細(xì)胞