細(xì)胞生物學(xué)課件

1、第二章 細(xì)胞的統(tǒng)一性與多樣性,第一節(jié) 細(xì)胞的基本概念 一、 細(xì)胞區(qū)別于無(wú)機(jī)界的主要特征： 1.在結(jié)構(gòu)上具有自我裝配的能力； 2.在生理活動(dòng)中具有自我調(diào)節(jié)能力； 3.在增殖上具有自我復(fù)制的能力。 這些特征也可以說(shuō)是生命的特征，它們的喪失即意味著死亡。,1,PPT學(xué)習(xí)交流,如何理解細(xì)胞是生命活動(dòng)基本單位？,（一）一切有機(jī)體都由細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位 （二）細(xì)胞具有獨(dú)立的、有序的自控代謝體系，細(xì)胞是代謝與功能的基本單位 （三）細(xì)胞是有機(jī)體生長(zhǎng)與發(fā)育的基礎(chǔ) （四）細(xì)胞是遺傳的基本單位，細(xì)胞具有遺傳的全能性 （五）沒(méi)有細(xì)胞就沒(méi)有完整的生命,2,PPT學(xué)習(xí)交流,二、細(xì)胞的共性 1 細(xì)胞的基本

2、功能 無(wú)論何種來(lái)源的細(xì)胞，都具有基本相似的功能。 細(xì)胞能夠進(jìn)行自我增殖和遺傳 細(xì)胞能夠以一分為二的分裂方式進(jìn)行增殖，動(dòng)植物細(xì)胞、細(xì)菌細(xì)胞都是如此。 細(xì)胞都能進(jìn)行新陳代謝 細(xì)胞內(nèi)有機(jī)分子的合成和分解反應(yīng)都是由酶催化的，即細(xì)胞的代謝作用是由酶控制的。細(xì)胞代謝包括物質(zhì)代謝和能量代謝，這也是細(xì)胞的基本特性。 細(xì)胞都具有運(yùn)動(dòng)性 所有細(xì)胞都具有一定的運(yùn)動(dòng)性，包括細(xì)胞自身的運(yùn)動(dòng)和細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)。,3,PPT學(xué)習(xí)交流,2 細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu) 細(xì)胞都具有選擇透性的膜結(jié)構(gòu) 細(xì)胞都具有一層界膜，將細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境與外環(huán)境隔開。膜有兩個(gè)基本的作用，一是在細(xì)胞內(nèi)外起障礙作用，即不允許物質(zhì)隨意進(jìn)出細(xì)胞，二是要在細(xì)胞內(nèi)構(gòu)筑區(qū)室，

3、形成各功能特區(qū)。,4,PPT學(xué)習(xí)交流, 細(xì)胞都具有遺傳物質(zhì)和遺傳體系 細(xì)胞內(nèi)最重要的物質(zhì)就是遺傳物質(zhì)DNA。 現(xiàn)有的研究表明，在生命的進(jìn)化過(guò)程中，最早的遺傳物質(zhì)是RNA而不是DNA，也就是說(shuō)先出現(xiàn)RNA，后逐漸進(jìn)化形成DNA。 證明最早的遺傳物質(zhì)是RNA而不是DNA的證據(jù)是什么?,5,PPT學(xué)習(xí)交流, 細(xì)胞都具有核糖體 所有類型的細(xì)胞（除紅細(xì)胞外），包括最簡(jiǎn)單的支原體都含有核糖體。真核細(xì)胞和原核細(xì)胞的核糖體不僅功能相同，在結(jié)構(gòu)上也十分相似，都是由大小兩個(gè)亞基組成的，只不過(guò)原核細(xì)胞的核糖體比真核細(xì)胞的核糖體稍小一些。,6,PPT學(xué)習(xí)交流,第二節(jié) 原核細(xì)胞 Prokaryotic cell,7,P

4、PT學(xué)習(xí)交流,沒(méi)有核膜，遺傳物質(zhì)集中在一個(gè)沒(méi)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(méi)有結(jié)合蛋白，沒(méi)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。,8,PPT學(xué)習(xí)交流,9,PPT學(xué)習(xí)交流,一、支原體(mycoplasma) 支原體是目前發(fā)現(xiàn)的最簡(jiǎn)單、體積最小的原核細(xì)胞，也是惟一一種沒(méi)有細(xì)胞壁的原核細(xì)胞。 支原體具有細(xì)胞膜。 它有一環(huán)狀雙螺旋DNA，沒(méi)有類似細(xì)菌的核區(qū)(擬核), 能指導(dǎo)合成700多種蛋白質(zhì)。 支原體細(xì)胞中惟一可見的細(xì)胞器是核糖體 支原體沒(méi)有鞭毛,無(wú)活

5、動(dòng)能力。 一個(gè)細(xì)胞生存與增殖必須具備的結(jié)構(gòu) ？,10,PPT學(xué)習(xí)交流,11,PPT學(xué)習(xí)交流,二、細(xì)菌(bacteria) 細(xì)菌是原核細(xì)胞的主要類群。是在自然界分布最廣、個(gè)體數(shù)量最多的有機(jī)體。 可分為：球菌、桿菌和螺旋菌（弧形菌）。 絕大多數(shù)細(xì)菌的直徑在0.55m之間。 細(xì)菌細(xì)胞的基本特點(diǎn): 遺傳信息量少，內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，特別是沒(méi)有分化成以膜為基礎(chǔ)的專門結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)胞器與核膜。,12,PPT學(xué)習(xí)交流,大腸桿菌,13,PPT學(xué)習(xí)交流,淋病球菌,14,PPT學(xué)習(xí)交流,肉毒梭菌,15,PPT學(xué)習(xí)交流,弧形霍亂菌,16,PPT學(xué)習(xí)交流,17,PPT學(xué)習(xí)交流,1）細(xì)胞壁 主要成分是肽聚糖，肽聚糖是革蘭陽(yáng)性

6、菌細(xì)胞壁的主要成分 。 2）細(xì)胞膜 中膜體（mesosome）或間體，中膜體擴(kuò)大了細(xì)胞膜的表面積，提高了代謝效率，其中含有細(xì)胞色素和琥珀酸脫氫酶,為細(xì)胞提供呼吸酶，有擬線粒體（Chondroid）之稱，此外還可能與DNA的復(fù)制有關(guān)。 3）細(xì)胞質(zhì)與核質(zhì)體 由于沒(méi)有核膜，因此DNA的復(fù)制、RNA的轉(zhuǎn)錄與蛋白的質(zhì)合成可同時(shí)進(jìn)行,18,PPT學(xué)習(xí)交流,4）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2200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。,19,PPT學(xué)習(xí)交流,5）莢膜：許多細(xì)菌的最外

7、表還覆蓋著一層多糖類物質(zhì)，邊界明顯的稱為莢膜（capsule），莢膜對(duì)細(xì)菌的生存具有重要意義，細(xì)菌不僅可利用莢膜抵御不良環(huán)境；保護(hù)自身不受白細(xì)胞吞噬；而且能有選擇地粘附到特定細(xì)胞的表面上，表現(xiàn)出對(duì)靶細(xì)胞的專一攻擊能力。,20,PPT學(xué)習(xí)交流,21,PPT學(xué)習(xí)交流,三、藍(lán)藻,又稱藍(lán)細(xì)菌Cyanobacteria ，是最簡(jiǎn)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(méi)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。,22,PPT學(xué)習(xí)交流,23,PPT學(xué)習(xí)交流,第三節(jié) 真核細(xì)胞,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

8、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)。,24,PPT學(xué)習(xí)交流,25,PPT學(xué)習(xí)交流,26,PPT學(xué)習(xí)交流,一、生物膜體系 基本作用是為細(xì)胞提供保護(hù)。 生物膜體系為細(xì)胞提供較多的質(zhì)膜表面，使細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)區(qū)室化。 為細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸提供了特殊的運(yùn)輸通道，保證了各種功能蛋白及時(shí)準(zhǔn)確地到位而又互不干擾。,27,PPT學(xué)習(xí)交流,28,PPT學(xué)習(xí)交流,2）遺傳信息表達(dá)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)(genetic expression system) 該系統(tǒng)

9、又稱為顆粒纖維結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，包括細(xì)胞核和核糖體，以核酸與蛋白質(zhì)為主要成分構(gòu)建而成。 3）細(xì)胞骨架系統(tǒng)(cytoskeletonic system) 細(xì)胞骨架是由蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)搭建起的骨架網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括細(xì)胞質(zhì)骨架和細(xì)胞核骨架。細(xì)胞骨架的主要成分是微管、微絲和中間纖維。 細(xì)胞骨架系統(tǒng)的主要作用是維持細(xì)胞的一定形態(tài)。細(xì)胞骨架對(duì)于細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸和細(xì)胞器的移動(dòng)來(lái)說(shuō)又起交通動(dòng)脈的作用; 細(xì)胞骨架還將細(xì)胞內(nèi)基質(zhì)區(qū)域化；此外，細(xì)胞骨架還具有幫助細(xì)胞移動(dòng)行走的功能。,29,PPT學(xué)習(xí)交流,30,PPT學(xué)習(xí)交流,Cytoskeletal Functions,31,PPT學(xué)習(xí)交流,二、細(xì)胞的大小,一般而言，真核細(xì)胞大于

10、原核細(xì)胞，高等動(dòng)物的卵細(xì)胞大于體細(xì)胞，最小的細(xì)胞是支原體，直徑只有100納米。最大的細(xì)胞是鳥類的卵細(xì)胞。 2.1細(xì)胞下限lower limit 一個(gè)細(xì)胞生存與增殖必須具備的結(jié)構(gòu)裝置與機(jī)能是：細(xì)胞膜、遺傳信息載體DNA與RNA、進(jìn)行蛋白質(zhì)合成的一定數(shù)量的核糖體以及催化主要酶促反應(yīng)所需要的酶，這些在支原體細(xì)胞內(nèi)已基本具備。支原體是最小最簡(jiǎn)單的細(xì)胞 。,32,PPT學(xué)習(xí)交流,2.2 細(xì)胞上限upper limit 器官的大小主要決定于細(xì)胞的數(shù)量，與細(xì)胞的數(shù)量成正比，而與細(xì)胞的大小無(wú)關(guān)，這種關(guān)系有人稱之為“細(xì)胞體積的守恒定律”。細(xì)胞最大體積的極限與什么因素有關(guān)？細(xì)胞的體積受什么因素控制？ 1）細(xì)胞的相

11、對(duì)表面積與體積的關(guān)系； 2）細(xì)胞的核與質(zhì)之間有一定的比例關(guān)系； 3）細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的交流與細(xì)胞體積的關(guān)系。 數(shù)百微米直徑的細(xì)胞應(yīng)被認(rèn)為是上限,33,PPT學(xué)習(xí)交流,思考題： 1 雞蛋是一個(gè)細(xì)胞嗎？ 2 真核細(xì)胞的體積一般是原核細(xì)胞的1000倍，真核細(xì)胞如何解決細(xì)胞內(nèi)重要分子的濃度問(wèn)題?,34,PPT學(xué)習(xí)交流,三、細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系,35,PPT學(xué)習(xí)交流,草 履 蟲,36,PPT學(xué)習(xí)交流,眼 蟲,鐘形蟲,37,PPT學(xué)習(xí)交流,植物氣孔細(xì)胞,38,PPT學(xué)習(xí)交流,植物薄壁細(xì)胞,39,PPT學(xué)習(xí)交流,木材中的導(dǎo)管,40,PPT學(xué)習(xí)交流,人類紅細(xì)胞,41,PPT學(xué)習(xí)交流,巨噬細(xì)胞,42,PPT學(xué)習(xí)交

12、流,神經(jīng)元細(xì)胞,43,PPT學(xué)習(xí)交流,舉例說(shuō)明細(xì)胞的形態(tài)與功能相適應(yīng)。,44,PPT學(xué)習(xí)交流,細(xì)胞及細(xì)胞器的計(jì)量單位 微米(m)和納米(nm),45,PPT學(xué)習(xí)交流,46,PPT學(xué)習(xí)交流,四、 真核細(xì)胞與原核細(xì)胞的比較,功能上的共同點(diǎn) 結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn): 都是生命的基本結(jié)構(gòu)單位；都有細(xì)胞膜； 都能進(jìn)行分裂； 都有DNA和RNA； 都能遺傳。 都有核糖體,47,PPT學(xué)習(xí)交流,綜合原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的特點(diǎn)，二者的根本區(qū)別可歸納為下面兩條：第一，細(xì)胞膜系統(tǒng)的分化與演變 真核細(xì)胞以膜分化為基礎(chǔ)，分化為結(jié)構(gòu)更精細(xì)，功能更專一的單位各種膜圍細(xì)胞器，使細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)與職能分工。而原核細(xì)胞無(wú)此情況。第二，遺傳信

13、息量大與遺傳裝置的復(fù)雜化 真核細(xì)胞的遺傳信息可達(dá)上萬(wàn)個(gè)基因，并具重復(fù)序列，染色體功能具二倍性或多倍性。原核細(xì)胞為單倍性。僅為一條環(huán)狀DNA分子，細(xì)菌只有幾千個(gè)基因。,48,PPT學(xué)習(xí)交流,第四節(jié) 非細(xì)胞形態(tài)的生命體病毒及其與細(xì)胞的關(guān)系,1 病毒是比細(xì)胞更小的生命體 個(gè)體微小，可通除濾菌器，大多數(shù)必須用電鏡才能看見； 僅具有一種類型的核酸，或DNA或RNA，沒(méi)有含兩種核酸的病毒； 專營(yíng)細(xì)胞內(nèi)寄生生活； 具有受體連結(jié)蛋白（receptor binding protein），與敏感細(xì)胞表面的病毒受體連結(jié)，進(jìn)而感染細(xì)胞。,49,PPT學(xué)習(xí)交流,50,PPT學(xué)習(xí)交流,脊髓灰質(zhì)炎病毒 球形病毒,51,PP

14、T學(xué)習(xí)交流,煙草花葉病毒 線形病毒,52,PPT學(xué)習(xí)交流,痘病毒 磚形病毒,53,PPT學(xué)習(xí)交流,狂犬病毒 子彈形病毒,有被膜,54,PPT學(xué)習(xí)交流,T4噬菌體 蝌蚪形病毒,55,PPT學(xué)習(xí)交流,流感冒病毒 絲狀有被膜的病毒,56,PPT學(xué)習(xí)交流,流感病毒粒子,57,PPT學(xué)習(xí)交流,2 病毒的生活史 病毒不僅沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，而且也不能獨(dú)立生存，只能在活細(xì)胞中進(jìn)行增殖（復(fù)制）。病毒的生活史包括五個(gè)基本過(guò)程 吸附(absorption): 病毒對(duì)細(xì)胞的感染起始于病毒蛋白外殼同宿主細(xì)胞表面特殊的受體結(jié)合，受體分子是宿主細(xì)胞膜或細(xì)胞壁的正常成分。因此，病毒的感染具有特異性。 侵入(penetration

15、): 病毒吸附到宿主細(xì)胞表面之后，將它的核酸注入到宿主細(xì)胞內(nèi)。病毒感染細(xì)菌時(shí)，用酶將細(xì)菌的細(xì)胞壁穿孔后注入病毒核酸；對(duì)動(dòng)物細(xì)胞的感染，則是通過(guò)胞吞作用，病毒完全被吞入。,58,PPT學(xué)習(xí)交流,復(fù)制(replication): 病毒核酸進(jìn)入細(xì)胞后有兩種去向，一是病毒的遺傳物質(zhì)整合到宿主的基因組中，形成溶原性病毒；第二種情況是病毒DNA(或RNA)利用宿主的酶系進(jìn)行復(fù)制和表達(dá)。 成熟(maturation): 一旦病毒的基因進(jìn)行表達(dá)就可合成病毒裝配所需的外殼蛋白，并將病毒的遺傳物質(zhì)包裹起來(lái)，形成成熟的病毒顆粒。 釋放(release): 病毒顆粒裝配之后，它們就可從被感染的細(xì)胞中釋放出來(lái)進(jìn)入細(xì)胞外

16、，并感染新的細(xì)胞。有些病毒釋放時(shí)要將被感染的細(xì)胞裂解，有些則是通過(guò)分泌的方式進(jìn)入到細(xì)胞外。,59,PPT學(xué)習(xí)交流,60,PPT學(xué)習(xí)交流,動(dòng)物病毒進(jìn)入細(xì)胞主要的三種方式,61,PPT學(xué)習(xí)交流,流感病毒的吞入式侵入,62,PPT學(xué)習(xí)交流,冠狀病毒的出芽釋放,63,PPT學(xué)習(xí)交流,電子顯微鏡觀察的患者SARS病毒,64,PPT學(xué)習(xí)交流,冠狀病毒進(jìn)入細(xì)胞,65,PPT學(xué)習(xí)交流,SARS的新涵義,Smile and remain smile,66,PPT學(xué)習(xí)交流,同舟共濟(jì)、戰(zhàn)勝非典,67,PPT學(xué)習(xí)交流,作業(yè)： 一、填空題 1、所有細(xì)胞的表面均有由 磷脂 和 蛋白質(zhì) 構(gòu)成的 細(xì)胞膜 ；所有的細(xì)胞都含有

17、2 種核酸；所有細(xì)胞都以 二分裂 方式增殖；所有細(xì)胞內(nèi)均存在蛋白質(zhì)生物合成的機(jī)器 核糖體 。 2、病毒是迄今發(fā)現(xiàn)的最 的、最 的專性 內(nèi)寄生的 生物。 3、病毒核酸是病毒的 唯一的貯存場(chǎng)所，是病毒 的 單位；病毒蛋白質(zhì)構(gòu)成病毒的 ，具有 作用。 4、病毒的增殖一般可分為 、 和 三個(gè)階段。 5、原核細(xì)胞的遺傳信息量 ，遺傳信息載體僅由一個(gè) 狀的 構(gòu)成，細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有專門的 和 ，其細(xì)胞膜具有 性。,68,PPT學(xué)習(xí)交流,6、一個(gè)細(xì)胞生存與增殖必須具備的結(jié)構(gòu)為 、 、 和催化酶促反應(yīng)所需要的酶。 7、病毒的抗原性是由 來(lái)決定的。 8、原核細(xì)胞和真核細(xì)胞核糖體的沉降系數(shù)分別為 和 。 9、細(xì)菌細(xì)胞表面

18、主要是指 和 及其特化結(jié)構(gòu) 、 和 等。 10、真核細(xì)胞亞顯微水平的三大基本結(jié)構(gòu)體系是 、 和 。 11、目前發(fā)現(xiàn)的最小最簡(jiǎn)單的細(xì)胞是 ，直徑只有 。 12、細(xì)胞的 與 的相關(guān)性和一致性是很多細(xì)胞的共同特點(diǎn)。,69,PPT學(xué)習(xí)交流,二、選擇題 1在病毒與細(xì)胞起源的關(guān)系上，下面的（ ）觀戰(zhàn)越來(lái)越有說(shuō)服力。 A、生物大分子病毒細(xì)胞 B、生物大分子細(xì)胞和病毒 C、生物大分子細(xì)胞病毒 D、都不對(duì) 2、SARS病毒是（ ）。 A、DNA病毒 B、RNA病毒 C、類病毒 D、朊病毒 3、原核細(xì)胞的呼吸酶定位在（ ）。 A、細(xì)胞質(zhì)中 B、質(zhì)膜上 C、線粒體內(nèi)膜上 D、類核區(qū)內(nèi) 4、在英國(guó)引起瘋牛病的病原體是（ ）。 A、朊病毒（prion） B、病毒（Virus） C、立克次體 D、支原體 5、 逆轉(zhuǎn)錄病毒是一種（ ）。 A、雙鏈DNA病毒 B、單鏈DNA病毒 C、雙鏈RNA病毒 D、單鏈RNA病毒,70,PPT學(xué)習(xí)交流,三、判斷題 1、病毒是僅由一種核酸和蛋白質(zhì)構(gòu)成的核酸蛋白質(zhì)復(fù)合體。（ ） 2、細(xì)胞的體積有大小不同，但各種細(xì)胞核的大小常懸殊不大。 （ ） 3、所有細(xì)胞的表面均