分子生物学大学ppt第二章.ppt

第二章细胞的基本知识 内容提要 一 细胞基本概念二 真核细胞三 原核细胞四 病毒 一 细胞是生命活动的基本单位 第一节 细胞基本概念 二 细胞的形状 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 草履虫 眼虫 钟形虫 植物气孔细胞 植物薄壁细胞 木材中的导管 人类红细胞 巨噬细胞 神经元细胞 三 细胞大小原核细胞1 10 m 真核细胞10 20 m 不同细胞的大小变化很大 如人的卵细胞的直径只有0 1mm 而鸵鸟的卵细胞的直径则有5cm 支原体只有0 1 m 人的坐骨神经细胞可长达1m 人卵与精子 四 细胞体积的守恒定律同类型细胞的体积一般是相近的 不依生物个体的大小而增大或缩小 如人 牛 马 鼠 象的肾细胞 肝细胞的大小基本相同 因此 器官的大小主要决定于细胞的数量 与细胞的数量成正比 而与细胞的大小无关 把这种现象称之为细胞体积的守恒定律 细胞体积的限制性因素 1 体积与表面积关系2 核物质3 细胞内生物分子的浓度4 细胞内物质的流通运输5 细胞生命活动必需的生物物质 五 细胞的物质组成 一 水和无机盐 二 有机分子 三 酶与生物催化剂 四 萜类和类固醇类 蛋白质核酸糖脂 1 水是原生质最基本的物质存在方式 游离水95 结合水5 随着细胞的衰老 细胞的含水量逐渐下降 活细胞的含水量不低于75 作用 溶解无机物 调节温度 参加酶反应 参与物质代谢和形成细胞有序结构 2 无机盐 约占1 除具有调节渗透压和维持酸碱平衡的作用外 还有许多重要的作用 阳离子 Na K Ca2 Mg2 Fe2 Fe3 Mn2 Cu2 Co2 Mo2 阴离子 Cl PO4 和HCO3 其中磷酸根离子在细胞代谢活动中最为重要 在细胞的能量代谢中起着关键作用 是核苷酸 磷脂 磷蛋白和磷酸化糖的组成成分 调节酸碱平衡 阳离子在细胞中的作用 六 细胞的共性 1 细胞都具有选择透性的膜结构2 细胞都具有遗传物质和遗传体系3 细胞都具有核糖体 4 细胞都能进行新陈代谢5 细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂6 细胞都具有运动性 包括细胞自身的运动和细胞内的物质运动 第二节 真核细胞Eukaryoticcell 一 基本结构 生物膜系统 细胞膜与内膜遗传信息系统 细胞核和核糖体细胞骨架系统 细胞膜骨架细胞质骨架细胞核骨架 Animalcell Plantcell 动物细胞与植物细胞的比较 第三节原核细胞Prokaryoticcell 没有核膜 遗传物质集中在一个没有明确界限的低电子密度区 称为拟核 nucleoid DNA为裸露的环状双螺旋分子 通常没有结合蛋白 没有恒定的内膜系统 核糖体为70S型 原核细胞构成的生物称为原核生物 均为单细胞生物 一般以二分裂的方式繁殖 也有的产生孢子 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 5 5 m之间 TEMimage Escherichiacoli 大肠杆菌 淋病球菌 肉毒梭菌 弧形霍乱菌 1 细胞壁 厚度一般15 30nm 主要成分是肽聚糖 2 细胞膜 厚约8 10nm 外侧紧贴细胞壁 具多能性 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 3 拟核 无核膜 DNA分子裸露 所含的遗传信息量可编码2000 3000种蛋白质 空间构建十分精简 4 核糖体 部分附着在细胞膜内侧 大部分游离于细胞质中 约含5000 50000个 沉降系数为70S 5 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2 200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 6 荚膜 细菌最外表的一层多糖类物质 边界明显的称荚膜 capsule 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 Negativestainedbacteria 7 鞭毛 是某些细菌的运动器官 由一种称为鞭毛蛋白的弹性蛋白构成 结构上不同于真核生物的鞭毛 8 菌毛 是菌体表面极其的蛋白纤细 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 前者与细菌吸附和侵染宿主有关 后者为中空管子 与传递遗传物质有关 9 繁殖 以二分裂的方式繁殖 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 分裂中的链球菌 分裂中的大肠杆菌 二 支原体mycoplasma 为什么说支原体是最小最简单的细胞 肺炎支原体 三 蓝藻 又称蓝细菌 是最简单的自养生物 它的光合作用类似于高等植物 而不同于光合细菌 没有叶绿体 但有质膜内陷形成的捕光装置 DNA分子环状 但遗传信息量很大 可与高等植物相比 体积比其它原核细胞大得多 直径约10 m左右 甚至可达70b m 颤藻 Cyanobacteria 原核与真核细胞的区别 基本结构与遗传系统 第四节病毒Virus 判断病毒是细胞形态的生命体吗 为什么 病毒结构 生命活动特点 LambdaBacteriophageDNA TEMx153 000 一 病毒的结构 由核酸 DNA或RNA 和蛋白质衣壳 capsid 所构成 且只带有DNA或RNA 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 根据病毒所含的核酸的性质和状态不同 可将病毒分为6类 双链 DNA mRNA 蛋白质 如天花病毒单链 DNA DNA RNA 蛋白质 如细小DNA病毒 3 双链 RNA mRNA 蛋白质 如呼肠孤病毒 4 单链 RNA RNA RNA 蛋白质脊髓灰质炎病毒 5 单链 RNA RNA 蛋白质 如流感病毒 狂犬病毒 6 单链 RNA DNA DNA mRNA 蛋白质 即逆转录病毒 retrovirus 又称RNA肿瘤病毒 oncornavirus 有的病毒衣壳外面尚有一层被膜 envelope 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 Viruses 脊髓灰质炎病毒球形病毒 烟草花叶病毒线形病毒 痘病毒砖形病毒 狂犬病毒子弹形病毒 有被膜 T4噬菌体蝌蚪形病毒 流感冒病毒丝状有被膜的病毒 二 病毒生活史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 1 细胞外阶段 以成熟的病毒粒子形式存在 2 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 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 病毒生活史 三 病毒的进化地位 无论是病毒还是类病毒都不具有独立进行生物合成的能力 它们都是细胞的寄生物 因此在进化上病毒的出现不可能早于细胞 病毒的前身很可能是在宿主染色体外独立进行复制的质粒 plasmid