第4讲细胞ppt课件.ppt
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1、 第四讲第四讲 细胞细胞生物体的基本结构生物体的基本结构 单位单位 一、细胞学说的建立 二、细胞的结构与功能 三、细胞分裂和细胞周期 四、细胞分化、衰老与死亡 1、 细胞学说的主要的内容 17世纪中叶,显微镜被用于生 物学研究,用显微镜观察来自树皮 的木栓,看到一个个“小室”结构, 称之谓“Cell”(细胞)。 一、细胞学说的建立 人们用显微镜观察各种生物, 包括微生物和动、植物的细微构造 ,到处都看到细胞结构。逐渐形成 一个观念:各种生物都是由细胞组 成的。 英国科学家霍 克(R.Hook,1635- 1703),27岁成为英 国皇家 学 会领导 成员, 发表对木栓 的观察,命名Cell 。
2、 荷兰人列文虎克(Antoni von Leeuwenhoek,1623-1723)用 自磨镜片做成显微镜第一次 观察了活的细菌和原生动物 。 19世纪初,两位德国生物学家施 莱登和施旺正式明确提出: 细胞是植物体和动物体的基本结 构单位。 这个观点,经过后来的丰富和发展 ,形成公认的细胞学说: (1)细胞是所有动、植物的基本结构单位 。 (2)每个细胞相对独立,一个生物体内各 细胞之间协同配合。 (3)新细胞由老细胞繁殖产生。 2、细胞学说的科学意义 细胞学说的提出先于进化论约 20年,它与进化论一起,奠定了生 物科学的基础。细胞学说使生命世 界有机结构多样性的统一,从哲学 推断走向自然科学
3、论证。 细胞学说被认为是19世纪自然 科学的重大发现之一。 值得注意的是,从两篇经典的 论文看来,细胞学说不但关系到生 物体的构造,也关系到生物体的生 长与发育。 最初提出细胞学说观点的 两篇论文是: 德国植物学家施莱登 1838 年发 表的论文 : 论植物发现; 德国动物学家施旺 1839 年发表 的论文: 动、植物结构与生长相似 性的显微研究。 有没有非细胞生命? 19 世纪末,人们逐渐发现比细菌还 小的“传染性的活性成份”,称为病毒。 1930s1940s 期间弄清病毒的化学 本质和电镜结构。 看来,病毒是一类不具细胞结构的 生命形态。 最简单的病毒仅由核酸大分子 和蛋白质大分子组成。但
4、是,病毒 颗粒必需进入寄主活细胞才能表现 出生命的各方面特性。 二、细胞的结构和功能 1、 动物细胞的典型结构 细胞膜和生物膜 磷脂和鞘脂分子具有一个共同 的特征一个极性的头两个非极 性的尾巴。在水环境中,这类分子 会自发形成脂双层微囊。 动物细胞模式图 在水中的脂双层微囊 细胞膜的框架,就是脂双层 ,还有蛋白质“镶嵌”其中。 1970s 提出的流动镶嵌学说, 强调了生物 膜中脂分子和蛋白质分子的运动。 这样的膜结构不但用以组成细胞膜 ,还用以分割形成各种细胞器,所 以, 统称生物膜。 细胞膜结构 内质网 由单层生物膜围成。 是蛋白质合成、修饰和分泌;脂类 合成的场所。 细胞核 由两层生物膜围
5、成, 遗传信息贮藏在核内,是 DNA 复制 和 RNA 合成场所。 细胞核结构 内质网结构 溶酶体 由单层生物膜围成, 是生物大分子分解的场所。 高尔基体 由单层生物膜围成, 与蛋白质修饰和分泌有关。 溶酶体结构 高尔基体结构 细胞质 有多种蛋白质和酶, 是糖酶解和糖元合成等反应的场 所。 线粒体 由双层生物膜围成, 是生物氧化、产生能量的场所。 线粒体结构 细胞骨架 由蛋白质亚基组装 成,和细胞形状、迁移、信息传导 等有关。 核糖体 由 RNA 和蛋白质形 成的大颗粒,是 蛋白质合成的场所 。 微管微丝中间纤维 细胞骨架结构 2、植物细胞的典型结构 与动物细胞相比, 有几点不同: 植物细胞
6、动物细胞 有细胞壁 没有细胞壁 有叶绿体 没有叶绿体 有中央液泡 没有中央液泡 植物细胞结构 3、真核细胞和原核细胞 细菌细胞结构与动、植物细胞不 同,要简单的多。最主要的差别是细 菌没有细胞核结构,核物质DNA还 是有的,形成类核区(又称拟核)。并 且细菌细胞也没有其他各种细胞器。 细菌细胞结构 依据有无细胞核,整个生命世界可 以区分为两大类: 原核生物 真核生物 细菌 植物 放线菌 动物 蓝藻 真菌(霉菌、酵母) 等等 原生动物 藻类 三、细胞分裂和细胞周期 1、为什么会有细胞分裂? 随着细胞生长,细胞体积增大,而 细胞表面积和体积之比(表面积/体积)却 在变小。 活细胞不断进行新陈代谢,
7、细胞表 面担负着输入养分,排出废物的重任。 表面积/体积 比值的下降, 意 味着代谢速率的受限和下降。所以 ,细胞分裂是细胞生长过程中保持 足够表面积,维持一定的生长速率 的重要措施。 随着体积增大, 表面积/体积 比值下降 半径增大 4倍 体积增大 64倍 表面积增大 16倍 表面积/体积 从 3/1 下降到 0.7/1 表面积/体积 比值 老鼠 大象 老鼠重 25 克,大象重 4 吨 表面积/体积 老鼠是大象的 24 倍 所以, 老鼠的代谢速率大于大象 2、 原核生物的细胞分裂 原核生物以细菌为例,细胞分裂比较 简单。 细胞生长增大到一定程度,DNA 复制 ,形成两个 DNA 分子,分别移
8、到拉长了的 细胞两端,中间形成新的细胞间隔,进而 形成细胞壁,成为两个细胞。这个过程称 为二分分裂。 细菌细胞分裂 3、 真核细胞的有丝分裂 大多数真核生物是多细胞生物 。体细胞的分裂称为有丝分裂; 生殖细胞形成过程中,则有与之不 同的减数分裂。 细胞从前一次分裂开始到后一次 分裂开始,这段时间称为一个: 细胞周期。 (1) 细胞分裂周期 细胞周期 通常, 细胞周期可以区分为四个 阶段: M 期 分裂期,在这个阶段 可以在显微镜下看到 细胞分裂过程。 G1 期 S 期 DNA 合成期 G2 期 G1 期,S 期和 G2 期又总称为: 分裂间期。 (2)有丝分裂过程 前期 染色质浓缩,折叠,包装
9、 ,形成光镜下可见的染色体。每条 染色体含两条姊妹染色单体。 中期 核膜消失,染色体排列在 赤道板上。 分裂间期 有丝分裂 前期中期 后期 姐妹染色单体分开,被 分别 拉向细胞两侧 末期 重新形成核膜,染色体 消失 细胞质分裂 胞质形成间隔,最终分 开为两个细胞 中期后期末期 细胞质分裂 有丝分裂 现在集中看一下在 M 期发生的有丝分 裂过程: 前期:染色质浓缩,折叠,包装,形成光 镜下 可见的染色体,每条染色体含两条染色单体。 中期:核膜消失,染色体排列在赤道板上。 后期:姐妹染色单体分开,被分别拉向细胞两 侧。 末期:重新形成核膜,染色体消失。 细胞质分裂:胞质形成间隔,最终分开为两 个细
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