第2章细胞的统一性与多样性

第二章第二章 细胞的统一性与多样细胞的统一性与多样性性细胞的基本概念细胞的基本概念非细胞形态的生命体非细胞形态的生命体 病毒及其与细胞的关系病毒及其与细胞的关系原核细胞与真核细胞原核细胞与真核细胞知识点：知识点：第一节第一节 细胞的基本概念细胞的基本概念 细胞是生命活动的基本单位细胞是生命活动的基本单位 细胞概念的一些新思考细胞概念的一些新思考 细胞的基本共性细胞的基本共性第二节第二节 非细胞形态的生命体非细胞形态的生命体 病毒及其与细胞的关系病毒及其与细胞的关系 病毒的基本知识病毒的基本知识 病毒在细胞内增殖（复制）病毒在细胞内增殖（复制）病毒与细胞在起源与进化中的关系病毒与细胞在起源与进化中的关系第三节第三节 原核细胞与真核细胞原核细胞与真核细胞 原核细胞原核细胞（Prokaryotic cell）真核细胞真核细胞（Eukaryotic cell）古细菌古细菌 （Archaebacteria）细胞是生命活动的基本单位细胞是生命活动的基本单位 一切一切有机体有机体都由细胞构成，都由细胞构成，细胞细胞是构成有机体的基本单位是构成有机体的基本单位 细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，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细胞是代谢与功能的基本单位 细胞是有机体生长与发育的基础细胞是有机体生长与发育的基础 细胞是细胞是遗传的基本单位遗传的基本单位，细胞具有遗传的，细胞具有遗传的全能性全能性 没有细胞就没有完整的生命没有细胞就没有完整的生命细胞概念的一些新思考细胞概念的一些新思考细胞是多层次非线性的复杂细胞是多层次非线性的复杂结构体系结构体系 细胞具有高度复杂性和组织性细胞具有高度复杂性和组织性细胞是物质（结构）、能量与信息过程精巧结合的细胞是物质（结构）、能量与信息过程精巧结合的综合体综合体 细胞完成各种化学反应细胞完成各种化学反应；细胞需要和利用能量细胞需要和利用能量；细胞参与大量机械活动；细胞参与大量机械活动；细胞对刺激作出反应。细胞对刺激作出反应。细胞是高度有序的，具有自组装能力与自组织体系。细胞是高度有序的，具有自组装能力与自组织体系。细胞能进行自我调控；细胞能进行自我调控；繁殖和传留后代繁殖和传留后代。细胞的基本共性细胞的基本共性所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌 蛋白质构成的生物膜，即细胞膜。蛋白质构成的生物膜，即细胞膜。所有的细胞都含有两种核酸：即所有的细胞都含有两种核酸：即DNA与与RNA 作为遗传信息复制与转录的载体。作为遗传信息复制与转录的载体。作为蛋白质合成的机器作为蛋白质合成的机器核糖体，毫无例外地核糖体，毫无例外地 存在于一切细胞内。存在于一切细胞内。所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。病毒的基本知识病毒的基本知识 病毒病毒（virus）核酸分子（核酸分子（DNA或或RNA）与蛋）与蛋白质构成的核酸白质构成的核酸-蛋白质复合体；蛋白质复合体；根据病毒的核酸类型可以将其分为两大类：根据病毒的核酸类型可以将其分为两大类：DNA病毒与病毒与RNA病毒病毒 病毒的多样性病毒的多样性 类病毒类病毒 (viroid)仅由感染性的仅由感染性的RNA构成；构成；朊病毒朊病毒 (prion)仅由感染性的蛋白质亚基构成。仅由感染性的蛋白质亚基构成。病毒在细胞内病毒在细胞内增殖增殖（复制）（复制）病毒侵入细胞，病毒核酸的侵染病毒侵入细胞，病毒核酸的侵染病毒核酸的病毒核酸的复制复制、转录与蛋白质的合成、转录与蛋白质的合成病毒的装配、成熟与释放病毒的装配、成熟与释放病毒与细胞在起源与进化中的关系病毒与细胞在起源与进化中的关系 病毒是非细胞形态的生命体，它的主要生命活动必须要病毒是非细胞形态的生命体，它的主要生命活动必须要在细胞内实现。病毒与细胞在起源上的关系，目前存在在细胞内实现。病毒与细胞在起源上的关系，目前存在3 3种主要观点：种主要观点：生物大分子生物大分子病毒病毒细胞细胞 病毒病毒 生物大分子生物大分子 细胞细胞 生物大分子生物大分子细胞细胞 病毒病毒基本特点：基本特点：遗传的信息量小，一个环状遗传的信息量小，一个环状DNA构成；构成；细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功 能的细胞器和细胞核膜。能的细胞器和细胞核膜。主要代表：主要代表：支原体支原体（mycoplast）最小最简单的细胞；最小最简单的细胞；细菌细菌蓝藻又称蓝细菌蓝藻又称蓝细菌（Cyanobacteria）原原 核核 细细 胞胞真核细胞真核细胞真核细胞的基本结构体系真核细胞的基本结构体系细胞的大小及其分析细胞的大小及其分析原核细胞与真核细胞的比较原核细胞与真核细胞的比较真核细胞的真核细胞的基本结构体系基本结构体系以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构系统；以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构系统；以核酸以核酸（DNA或或RNA）与蛋白质为主要成分的与蛋白质为主要成分的 遗传信息表达系统遗传信息表达系统 由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统。由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统。细胞的大小及其分析细胞的大小及其分析各类细胞直径的比较各类细胞直径的比较细胞类型直径大小（m）最小的病毒支原体细胞细菌细胞动植物细胞原生动物细胞0.020.10.3122030（1050）数百至数千细胞和细胞组分的相对大小细胞和细胞组分的相对大小原核细胞与真核细胞原核细胞与真核细胞的的比较比较原核细胞与真核细胞基本特征的比较原核细胞与真核细胞基本特征的比较原核细胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表达原核细胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较的比较植物细胞与动物细胞的比较植物细胞与动物细胞的比较特 征原核细胞真核细胞细胞膜核膜染色体核仁线粒体内质网高尔基体溶酶体核糖体光合作用结构核外 DNA细胞壁细胞骨架细胞增殖（分裂）方式有（多功能性）无由一个环状 DNA 分子构成的单个染色体，DNA 不与或很少与蛋白质结合无无无无无70S（包括 50S 与 30S 的大小亚单位）蓝藻含有叶绿素 a 的膜层结构，细菌具有菌色素细菌具有裸露的质粒 DNA主要成分是氨基糖与壁酸无无丝分裂（直接分裂）有有2 个染色体以上，染色体由线状 DNA 与蛋白质组成有有有有有80S（包括 60S 与 40S 的大小亚单位）植物叶绿体具有叶绿素 a 与 b线粒体 DNA，叶绿体 DNA动物细胞无细胞壁，植物细胞壁的主要成分为纤维素与果胶有以有丝分裂（间接分裂）为主原核细胞与真核细胞基本特征的比较原核细胞与真核细胞基本特征的比较原核细胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较原核细胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较植物细胞与动物细胞植物细胞与动物细胞的的比较比较 细胞壁细胞壁 液泡液泡 叶绿体叶绿体 古细菌古细菌 古细菌古细菌（archaebacteria）与真核细胞曾在进化上有与真核细胞曾在进化上有过共同历程过共同历程 主要证据主要证据 进化系统树进化系统树主要证据主要证据（1）细胞壁成分与真核细胞相似，而非由含壁酸的肽聚糖构成，因此抑制壁酸合成的链霉素，细胞壁成分与真核细胞相似，而非由含壁酸的肽聚糖构成，因此抑制壁酸合成的链霉素，抑制肽聚糖前体合成的环丝氨酸，抑制肽聚糖合成的青霉素与万古霉素等对古细菌与真核细抑制肽聚糖前体合成的环丝氨酸，抑制肽聚糖合成的青霉素与万古霉素等对古细菌与真核细胞无作用。胞无作用。（2）DNA与基因结构：古细菌与基因结构：古细菌DNA中有重复序列的存在。多数古核细胞的基因组中存在内含子。中有重复序列的存在。多数古核细胞的基因组中存在内含子。（3）有类核小体结构：古细菌具有组蛋白，而且能与有类核小体结构：古细菌具有组蛋白，而且能与DNA构建成类似核小体结构。构建成类似核小体结构。（4）有类似真核细胞的核糖体：多数古细菌类的核糖体较真细菌有增大趋势，含有有类似真核细胞的核糖体：多数古细菌类的核糖体较真细菌有增大趋势，含有60种以上蛋白，种以上蛋白，介于真核细胞介于真核细胞（7084）与真细菌与真细菌（55）之间。抗生素同样不能抑制古核细胞类的核糖体的之间。抗生素同样不能抑制古核细胞类的核糖体的蛋白质合成。蛋白质合成。（5）5S rRNA：根据对：根据对5S rRNA的分子进化分析，认为古细菌与真核生物同属一类，而真细菌却的分子进化分析，认为古细菌与真核生物同属一类，而真细菌却与之差距甚远。与之差距甚远。5S rRNA二级结构的研究也说明很多古细菌与真核生物相似。二级结构的研究也说明很多古细菌与真核生物相似。除上述各点外，根据除上述各点外，根据DNA聚合酶分析，氨基酰聚合酶分析，氨基酰tRNA合成酶的作用，起始氨基酰合成酶的作用，起始氨基酰tRNA 与肽链延长因子等分析，也提供了以上类似依据，说明古细菌与真核生物在进化上的关与肽链延长因子等分析，也提供了以上类似依据，说明古细菌与真核生物在进化上的关系较真细菌类更为密切。系较真细菌类更为密切。贾第鞭毛虫