细胞的统一性和多样性.ppt

第二章 细胞的统一性和多样性,第一节 细胞的基本概念 一、细胞是生命活动的基本单位 二、细胞的基本共性 第二节 原核细胞和古核细胞 一、最小最简单的细胞 支原体 二、原核细胞的两个代表 细菌和蓝藻 三、古核细胞（古细菌） 第三节 真核细胞 一、真核细胞的基本结构体系 二、细胞的大小 三、细胞形态结构和功能的关系 四、原核细胞和真核细胞的比较 五、植物细胞和动物细胞的比较,作业,1、一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位,一、细胞是生命活动的基本单位,2、细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位,3、细胞是有机体生长与发育的基础,4、细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性,5、没有细胞就没有完整的生命,1、所有细胞都有相似的化学组成 基本元素：C、H、O、N、P、S、Ca、K、Fe、Na、Cl、Mg等 基础小分子：核苷酸、氨基酸、脂肪酸、单糖 生物大分子：核酸、蛋白质、脂质、多糖,小分子,大分子,二、细胞的基本共性,阳离子在细胞中的作用,低聚糖侧链,2、磷脂蛋白体系生物膜,整合蛋白,mRNA转录,3、DNARNA的遗传装置,4、蛋白质合成的机器核糖体,5、一分为二的分裂方式,一、最小、最简单的细胞支原体（mycoplasma）,肺炎支原体,特征1、具有典型的质膜，细胞膜中胆固醇含量较多，约占36%。凡能作用于胆固醇的物质（如二性霉素B、皂素等）均可引起支原体膜的破坏而使支原体死亡。2、一个含482个基因的DNA环状分子均匀分散在细胞内，无核区3、唯一可见的细胞器是8001500个核糖体，合成700多种蛋白质4、以一分为二分裂繁殖5、能在培养基上生长6、直径约100300nm，可通过滤菌器7、无细胞壁，具有多形性,衣原体（Chlamydia）,特征： 1、具有细胞基本特征 2、能通过滤菌膜 3、细胞壁结构类似于革兰氏阴性菌 4、必须在寄主细胞内生活,立克次氏体（Rickettsia）,特征： 1、具有细胞基本特征 2、不能通过滤菌膜 3、细胞壁结构类似于革兰氏阴性菌 4、专性细胞内寄生,螺旋体(Spirochaeta),特征： 1、长3500微米 2、与细菌相似 3、与原虫的相似之处,二 、 原核细胞的两个代表细菌和蓝藻,（一）细菌,是在自然界分布最广、个体数量最多的有机体。 可分为：球菌、杆菌和螺旋菌（弧形菌）。 绝大多数细菌的直径在0.55m之间。,1、细菌细胞的核区与基因组,只有原始形态的核，无核膜和核仁，结构简单。 核区或类核区，环状双螺旋DNA分子组成，细菌染色体无或极少蛋白质与DNA结合。 E.coli：基因组4.2106bp，2350个基因，已有1000个基因的功能已明确。 DNA的双向复制似模型，半保留式，细胞分裂不受周期的限制，可连续进行。,杆菌透射电子显微镜映像图,2、细菌细胞的表面结构 （1）质膜 （2）中膜体 （3）细胞壁 （4）荚膜 （5）鞭毛,细胞膜： 厚约810nm，外侧紧贴细胞壁，通常不形成内膜系统。一些进行光合作用的原核生物，质膜具有与捕光反应有关的内褶。一些革兰氏阳性菌质膜内褶形成小管状结构，称为间体(mesosome) ，因其与DNA有联系，推测可能起DNA复制的支点作用。,白喉杆菌的间体,Gram positive bacterial cell wall structure diagram,细胞壁： 厚度一般1530nm。主要成分是肽聚糖，由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸构成双糖单元，以（1-4）糖苷键连接成大分子。N-乙酰胞壁酸分子上有四肽侧链，相邻聚糖纤维之间的短肽通过肽桥（革兰氏阳性菌）或肽键（革兰氏阴性菌）桥接起来，形成了肽聚糖片层，像胶合板一样，粘合成多层。 革兰氏阳性菌细胞壁厚约2080nm，有1550层肽聚糖片层，每层厚1nm，含20-40的磷壁酸（teichoic acid），有的还具有少量蛋白质。革兰氏阴性菌细胞壁厚约10nm，仅2-3层肽聚糖，另外还有脂多糖、细菌外膜和脂蛋白。,荚膜 细菌最外表的一层多糖类物质边界明显，称荚膜（capsule），如肺炎球菌；边界不明显的粘液层（slime layer），如葡萄球菌。 功能：抵御不良环境；保护自身不受吞噬；选择性的粘附到特定细胞的表面上。,Negative stained bacteria,鞭毛 是某些细菌的运动器官，由一种称为鞭毛蛋白（flagellin）的弹性蛋白构成，结构上不同于真核生物的鞭毛。细菌可以通过调整鞭毛旋转的方向（顺和逆时针）来改变运动状态。,菌毛 是菌体表面及其的蛋白纤丝，须用电镜观察。与细菌运动无关，根据形态、结构和功能，分为普通菌毛和性菌毛两类。 普通菌毛与细菌吸附和侵染宿主有关 性菌毛为中空管子，与传递遗传物质有关。,3、细菌细胞的核糖体 核糖体与 mRNA 形成多聚核糖体，是翻译肽链的结构，约含500050000个核糖体。 部分附着在细胞膜内侧，大部分游离于细胞质中。 沉降系数为70S。 由大亚单位(50S)与小亚单位(30S)组成。 30S的小亚单位对四环素与链霉素敏感，50S的大亚 单位对红霉素与氯霉素敏感。,4、细菌细胞核外DNA质粒 质粒(plasmid) ：除核区DNA外，可进行自主复制的遗传因子，是裸露的环状DNA分子，所含遗传信息量为2200个基因，能进行自我复制，有时能整合到核DNA中去。质粒常用作基因重组与基因转移的载体。,The spore of Bacillus anthracis（炭疽杆菌）,5、细菌细胞内生孢子芽孢 某些细菌处于不利的环境，或耗尽营养时，形成内生孢子，又称芽孢，是对不良环境有强抵抗力的休眠体，由于芽胞在细菌细胞内形成，故常称为内生孢子。,6、繁殖：以二分裂的方式繁殖,（二）蓝藻细胞（Cyanobacteria）,蓝藻又称蓝细菌， 1、是原核生物，又是最简单的自养植物类型之一，它的光合作用类似于高等植物 ，而不同于光合细菌，但无叶绿体。DNA分子环状，但遗传信息量很大，可与高等植物相比。 2、体积比其它原核细胞大得多，直径约10m左右，甚至可达700m (颤藻)。 3、属单细胞生物，但有些蓝藻经常以丝状的细胞群体存在，如：属蓝藻门念珠藻类的发菜(nostoc commune var,flagtlliforme) 就是蓝藻的丝状体。,蓝藻细胞结构 A.中心质：相当于细菌的核区，胞质与中心质之间无明显界限，中心质脱氧核糖核酸含量大。 B.光合（作用）片层：光合片层位于细胞质部分的同心环样的膜片层结构，上面规则地排列着直径约35nm左右的小体，称为藻胆蛋白体，有几种藻胆蛋白构成包括藻蓝蛋白,异藻蓝蛋白（内含藻蓝素）和藻红蛋白（内含藻红素）。 C.细胞质内含物 D.细胞表面结构：蓝藻细胞膜外有细胞壁和一层胶质层。E.细胞分裂：蓝藻的藻体有单细胞体、群体和丝状体。,Pyrodictium occultum is a marine organsim commonly found in deep-sea hydrothermal vents.,Autofluorescence of Methanosarcina barkeri after irradiation with blue light.,三、古核细胞（古细菌）,古核生物（ archaeon ）或称古细菌 (archaebacterian) ：包括产甲烷球菌、盐细菌、热原质体、硫氧化菌（ sulfolobus ）,一、真核细胞基本结构与体系 1、生物膜系统 2、遗传信息表达系统 3、细胞骨架系统,大多数动植物细胞直径在2030m间。一般真核细胞的体积大于原核细胞，卵细胞大于体细胞。鸵鸟的卵细胞直径可达5cm；人卵细胞200m；人的坐骨神经细胞可长达1m。,人卵与精子,三、细胞形态结构和功能的关系,草 履 虫,单细胞生物细胞的形态通常与细胞外沉积物或细胞骨架有关，如硅藻呈各种奇异的形态、草履虫像鞋底。,高等生物细胞的形状与细胞功能及细胞间的相互作用有关。如肌肉细胞呈梭形；红细胞为圆盘状；植物叶表皮的保卫细胞成半月形，2个细胞围成一个气孔，以利于呼吸和蒸腾。 高等动物的细胞离开有机体分散存在时，形状往往发生变化。如平滑肌细胞在体内成梭形，而在离体培养时则可成多角形。,人类红细胞,植物气孔细胞,木材中的导管,眼 虫,钟形虫,四、原核细胞与真核细胞的比较,原核细胞与真核细胞基本特征的比较表,原核细胞与真核细胞的遗传结构装置、基因表达及其调控的比较表,五、动物细胞与植物细胞的比较,细胞器 动物细胞 植物细胞 细胞壁 无 有 叶绿体 无 有 大的中央液泡 无 有 溶酶体 有 无 圆球体 无 有 乙醛酸循环体 无 有 通讯连接方式 间隙连接 胞间连接 中心体 有 无 胞质分裂方式 收缩环 细胞板,Plant cell,Animal cell,Na-离子泵,溶质,溶酶体,液泡,光合作用,呼吸作用,植物，藻类，某些细菌,活性键能量,1、如何理解“细胞是生命活动的基本单位”这一概念 ？ 2、列表比较原核细胞和真核细胞。 3、为什么说支原体可能是最小最简单的细胞存在形式？ 4、论证一下病毒与细胞不可分割的关系,作业：,