第二章细胞的基本知识概要

第二章第二章 细胞基本知识概要细胞基本知识概要 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病毒 原核细胞与真核细胞原核细胞与真核细胞第一节第一节 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 没有细胞就没有完整的生命没有细胞就没有完整的生命 细胞是构成有机体的基本单位细胞是构成有机体的基本单位 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 细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性全能性二、二、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 细胞是物质细胞是物质(结构结构)、能量与信息过程精巧结合的、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，具有自组装与自组织能力的体系细胞是高度有序的，具有自组装与自组织能力的体系 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三、三、细胞的基本共性细胞的基本共性基本元素基本元素无机、有机化合物无机、有机化合物生物小分子生物小分子生物大分子生物大分子蛋白质脂类蛋白质脂类蛋白质核酸蛋白质核酸特异蛋白质特异蛋白质生物膜生物膜遗传信息遗传信息细胞骨架细胞骨架1.3 细胞的基本共性细胞的基本共性 细胞表面都有细胞膜细胞表面都有细胞膜(磷脂双分子层与蛋白质磷脂双分子层与蛋白质)细胞都含有两种核酸细胞都含有两种核酸(DNA(DNA与与RNA)RNA)细胞细胞蛋白质合成的机器蛋白质合成的机器核糖体核糖体 细胞细胞增殖的方式增殖的方式一、病毒的基本特征l是一类非细胞形态的微生物，特征：个体微小，可通过滤菌器，大多数病毒必须用电镜才能看见，一般在2030nm之间；核酸为DNA或RNA，没有含两种核酸的病毒；专营细胞内寄生生活；具有受体连结蛋白(receptor binding protein)，与敏感细胞表面的病毒受体连结，进而感染细胞。二、病毒的结构 由核酸(DNA或RNA)芯和蛋白质衣壳所构成，称核衣壳。各种病毒所含的遗传信息量不同，少的只含有3个基因，多的可达300个基因。有的病毒衣壳外面尚有一层被膜(envelope)，这层被膜是病毒粒子脱离细胞时，包被上的宿主细胞的质膜，被膜中含有病毒融合蛋白，如流感病毒。病毒融合蛋白在病毒进入宿主细胞时起着关键作用。组成病毒衣壳的亚单位称壳微粒(capsomer)。病毒的形成不需要酶的参加，只要条件具备，便可完成自我装配。一个成熟有感染性的病毒颗粒称“病毒体”（virion）。其装配形式有二十面体对称、螺旋对称和复合对称三种类型 病毒只有在侵入细胞以后才表现出生命现象。病毒的生活周期可分为两个阶段：细胞外阶段，以成熟的病毒粒子形式存在；细胞内阶段，即感染阶段，在此阶段中进行复制和繁殖。感染阶段开始时，病毒的遗传物质由衣壳中释放出来，注入宿主细胞中，然后在病毒核酸信息的指导控制下，形成新的病毒粒子。（吸附侵入复制成熟释放）根据寄生的宿主不同，病毒可分为：动物病毒、植物病毒、细菌病毒(即噬菌体)类病毒 没有蛋白质外壳，仅为一裸露的RNA分子。不能像病毒那样感染细胞，只有当植物细胞受到损伤，失去了膜屏障，它们才能在供体植株与受体植株间传染。马铃薯锤管类病毒仅由一个含359个核苷酸单链环状RNA分子组成，链内有一些互补序列。分子长约4050nm，不能制造衣壳蛋白。S.B.Prusiner 1982年发现了患羊瘙痒病（scrapie）的仓鼠，命名为prion。Prusiner因此于1997年获得诺贝尔奖。蛋白质感染子蛋白(prion protein，简称PrP)，由Prnp基因编码，该基因位于人20号染色体，小鼠2号染色体。这种蛋白质存在于神经元和神经胶质细胞表面上，可能具信号转导作用。正常Prnp基因产物为PrPc蛋白，对蛋白酶很敏感，具有致病作用的是PrPSc蛋白。PRIONPrPCPrPSCvCJD病人大脑组织切片，左、海绵状病变及周围的沉淀斑，右、淀粉样蛋白沉淀第三节第三节 原核细胞（原核细胞（Prokaryotic cell）古细菌古细菌（Archaebacteria）真核细胞（真核细胞（Eukaryotic cell）细胞的进化系统细胞的进化系统原核细胞原核细胞古细菌（古核细胞）古细菌（古核细胞）真核细胞真核细胞三者的不同表现在:细胞壁成分 DNA与基因结构 核小体结构 核糖体 5StRNA一、一、原核细胞原核细胞 1.原核细胞的主要代表：原核细胞的主要代表：支原体（支原体（mycoplast）细细 菌（菌（B Bacteria）蓝藻又称蓝细菌（蓝藻又称蓝细菌（Cyanobacteria）2.原核细胞的特点原核细胞的特点3.支原体的概述支原体的概述为什么说支原体是最小、最简单的细胞？为什么说支原体是最小、最简单的细胞？直径一般直径一般0.10.3um，仅为细菌的十分之一，具寄生性的一分为二的，仅为细菌的十分之一，具寄生性的一分为二的分裂繁殖方式分裂繁殖方式为什么说为什么说支原体是一个细胞？支原体是一个细胞？具备细胞的基本形态结构，并具生命活动基本单位存在的主要特征。具备细胞的基本形态结构，并具生命活动基本单位存在的主要特征。能在培养基上生长，具典型的细胞膜环状能在培养基上生长，具典型的细胞膜环状DNA，核糖体。，核糖体。二、古核细胞（古细菌原细菌）二、古核细胞（古细菌原细菌）古细菌、古细菌、真细菌细菌古细菌古细菌真核生物细胞壁的成分细胞壁的成分含肽聚糖含肽聚糖不含肽聚糖不含肽聚糖不含肽聚糖不含肽聚糖DNA与基因结构与基因结构无重复序列和内含无重复序列和内含子子有重复序列；存在有重复序列；存在内含子内含子有大量重复序列；有大量重复序列；存在内含子存在内含子核小体结构核小体结构仅有裸露有类似核小体结构有类似核小体结构典型核小体结构典型核小体结构核糖体核糖体，种蛋种蛋白白有种以上的蛋有种以上的蛋白白，含种蛋白质5SrRNA与真核生物同属一与真核生物同属一类类真细菌、细菌、真核生物结构成分比较2.3 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2.3.1 真核细胞的基本结构体系真核细胞的基本结构体系 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(DNA或或RNA)RNA)与蛋白质为主要成分的遗传信息与蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统表达系统 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2.3.2 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/um最小的病毒0.02支原体细胞0.10.3细菌细胞12动植物细胞2030(1050)原生动物细胞数百至数千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。鸵鸟的卵黄直径可达5cm；支原体只有0.1m；人的坐骨神经细胞可长达1m。几种细胞的大小相关性与一致性：u哺乳动物红细胞u动物分泌细胞u生殖细胞细胞结构与功能的关系细胞结构与功能的关系2.3.32.3.3 原核细胞与真核细胞的比较原核细胞与真核细胞的比较 结构与功能的结构与功能的比较比较 遗传结构装置和基因表达方式的比较遗传结构装置和基因表达方式的比较 植物细胞与动物细胞的比较植物细胞与动物细胞的比较结构与功能的比较结构与功能的比较真核细胞亚显微结构模式图123456原核细胞亚显微结构模式图原核细胞和真核细胞结构的比较原核细胞和真核细胞结构的比较生物膜生物膜细胞质部分：蛋白质合成、能量代谢细胞核部分：遗传物质的复制和转录细胞器细胞骨架结构合理、功能有序结构与功能的比较结构与功能的比较遗传装置与基因表达方式的比较遗传装置与基因表达方式的比较DNA发生结构和数量上的变化单倍性多倍性环状线状结构上的复杂化基因表达调控的多层次性转录前水平转录水平转录后水平翻译水平遗传信息传递的准确性和确定性植物细胞与动物细胞的比较植物细胞与动物细胞的比较 细胞壁 液泡 叶绿体 植物细胞亚显微结构模式图1.细胞膜2.细胞壁3.细胞质4.叶绿体5.高尔基体 6.核仁7.核液8.核膜9.染色质10.核孔 11.线粒体12.内质网13.游离的核糖体14.液泡15.内质网上的核糖体 动物细胞亚显微结构模式图13.中心体1.细胞膜2.细胞质3.高尔基体4.核液5.染色质 6.核仁7.核膜8.内质网9.线粒体10.核孔11.内质网上的核糖体12.游离的核糖体重点：细胞的基本概况重点：细胞的基本概况 真核细胞的基本结构体系真核细胞的基本结构体系 真核细胞与原核细胞的比较真核细胞与原核细胞的比较