03第二章细胞的基本知识概要-文档资料.ppt

细胞（cell)： 细胞是生命活动的基本单位。,由于已经证实： 一切有机体都是由细胞构成，细胞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，细胞是代谢与功能的基本单位； 细胞是有机体生长和发育的基础； 细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传全能性。 没有细胞就没有生命。,为什么这样说呢?,细胞的概念：,生命的组成单位细胞,植物由细胞组成 动物由细胞组成 人由细胞组成 微生物由细胞组成 细胞生物学的任务就是认识细胞！,细胞的化学组成,细胞是高度有组织的复杂分子的集合，组成细胞的各种分子都按严格的秩序和结构体制执行其生命功能。 （）分子组织层次 细胞 细胞器： 细胞核，线粒体，叶绿体，高尔基体等 超分子复合物：核糖体，酶系，膜，微管等 生物大分子：核酸，蛋白质，多糖，脂类 结构单位： 核苷酸，氨基酸，单糖，脂肪酸、甘油 中间代谢物：磷酸五碳糖、尿素，酮酸，磷酸丙酮酸，醋酸 环境前体： 二氧化碳，水，氨，氮等 （）化学组成 水、无机盐和离子，蛋白质，酶，核酸，脂类，糖类。（生物化学中讲）,生物大分子,构成细胞的基本结构，并且执行细胞基本功能的巨大的、高度组织起来的、具有特定的空间构型和特殊生物学功能的生物分子称为生物大分子。 细胞内大多数生物大分子的半寿期都很短，它们不断地被降解，并被新的生物大分子所取代。 细胞内有四种类型的生物大分子: 核酸、蛋白质、多糖，以及某些类型的脂类，前三种是由单体构成的多聚体。 细胞内大约有3000种大分子。 生物大分子的功能取决于构成它们亚单位的种类和排列顺序。,细胞结构体系的组装,细胞是由化学物质物质组成的。 由于细胞的生命活动是高度有序的，所以细胞内的化学物质不可能杂乱无章地堆集在一起， 而是有规则地分级组装成复杂的细胞结构。 不仅如此，在多细胞有机体中，细胞要组成不同的组织，再由组织形成器官。,构成细胞的原子及其组织,分级组装 由生物分子组装成细胞，可以粗略地分成四级 第一级是构成细胞的小分子有机物的形成，包括碱基、氨基酸、葡萄糖、软脂酸，这些构成了细胞的基石； 第二级由基石组装成生物大分子，包括DNA、RNA、蛋白质、多糖; 第三级由生物大分子进一步组装成细胞的高级结构， 如细胞膜、核糖体、染色体、微管、微丝等; 第四级由生物大分子组装成具有空间结构和生物功能的细胞器，如细胞核、线粒体、叶绿体、内质网、高尔基复合体、溶酶体、微体等。 最后再由细胞器组成细胞。,细胞的分子组成层次: 细胞 细胞器 超分子复合物生物大分子 结构单位 中间代谢物环境前体,组装的机制 各种生物大分子到底如何组装成有功能的细胞结构和组织是当前细胞生物学所要研究的基本问题。曾经对组装的机制提出过一些假说： 模板组装(template assembly) 酶效应组装(enzymatic assembly) 自体组装(self assembly),反应复合物的组装 随着分子生物学研究的深入，人们更多地注意反应复合物的其在生命活动中的作用。如DNA复制的引发体 (primosome)、RNA加工时形成的剪接体(splicesome)等都是蛋白质组装成的反应复合物。,细胞概念的各种提法,细胞是有机体形态结构的基本单位; 细胞是有机体形态与生理的基本单位; 细胞是组成有机体结构和功能的基本单位; 细胞是由细胞膜包围的一原生质团。,All right！,细胞概念的一些新思考 细胞是多层次非线性的复杂结构体系； 细胞是物质、能量与信息过程精巧结合的综合体； 细胞是高度有序、能自装配和自组织的体系。,细胞的基本共性 1.所有细胞的表面均有由磷脂双分子层与相嵌蛋白质构成的生物膜。 2.所有细胞都具有两种核酸：DNA与RNA。 3.作为蛋白质的合成机器核糖体，毫无例外地是存在一切细胞内，是任何细胞不可缺少的基本结构，他们在翻译多肽时与mRNA 形成多聚核糖体。 4.所有细胞的增殖均以一分为二的分裂方式，遗传物质在分裂前复制加倍，在分裂时均匀分配到两个子细胞中，这是生命繁衍的基础与保证。,病毒的结构,DNA 核酸芯髓（core） 双股或单链核酸 或RNA 病毒粒子 识别受体 蛋白质 核衣壳（capsid） 酶 囊膜 类脂质和碳水化合物 红细胞凝集素,病毒-非细胞的生命体 细胞虽然是地球上主要的生命形式，但并非是唯一的生命形式，病毒也是生命体，但它却不具有细胞结构。 病毒是比细胞更小的生命体 病毒是19世纪末通过对疾病的研究发现的，无法用光学显微镜观察。病毒没有细胞结构，不能在体外独立生活。,病毒的形态各异，有正二十面体、有柱形、也有丝状。,常见病毒的形态和结构,病毒的生活方式,病毒虽然没有细胞结构，但它必须在细胞中才能表现出生命活动。所以 “细胞是生命活动的基本单位”与病毒的存在并不矛盾。,病毒在细胞内的增殖 1、病毒侵入细胞，病毒核酸的侵染 2、病毒核酸的复制、转录与蛋白质的合成 3、病毒的装配、成熟与释放。 病毒不仅没有细胞结构，而且也不能独立生存，只能在活细胞中进行增殖。病毒的生活史包括五个基本过程。,病毒的生活史,3种主要观点： （1）生物大分子 病毒 细胞 病毒 （2）生物大分子 细胞 （3）生物大分子 细胞 病毒,病毒与细胞在起源和进化中的关系,病毒是细胞演化的观点： （1）病毒是寄生性的； （2）有些病毒的核酸与哺乳动物细胞DNA的某些片段的碱基序列十分相似； （3）病毒可以看作是DNA与蛋白质或RNA与蛋白质形成的复合大分子。,不同功能的细胞形态不同,这是您肉眼可见的 特殊细胞：,鸡蛋 (未受精的卵细胞),大变形虫,植物细胞比动物细胞大。 原生动物由一个细胞组成，体积较大，如大变形虫的直径约300 m。 动物细胞直径一般在10-100m左右，如 人口腔粘膜上皮细胞的直径75m。 人红细胞的直径7.5m。 卵细胞是特殊的大细胞，如驼鸟蛋的直径约10cm，是现今最大的细胞。 原核细胞较小，如细菌的直径1m 。 现今最小的细胞为支原体，其直径约0.070.25m.,想一想 cm的位置可容纳多少细胞 ？ 1滴血中可能有多少细胞？,1cm=10mm 1mm=1000 m 1 m=1000nm 1nm=10A,动物细胞,植物细胞,动物细胞与植物细胞的区别：,动物细胞无细胞壁 无液泡 无叶绿体 有中心粒,原核细胞（Prokaryotic cell）,原核细胞是只有质膜和少数简单的细胞器，无核膜、内膜系统和细胞骨架的细胞。如细菌、支原体细胞。 真核细胞是有质膜和许多复杂的细胞器，有核膜、复杂的内膜系统和细胞骨架的细胞。如人体细胞等绝大多数动植物细胞。,生物学上将细胞分为两大类：,真核细胞（Eukaryotic cell）,原核细胞,真核细胞,原核细胞与真核细胞基本特征的比较 特征 原核细胞 真核细胞 细胞膜 有（多功能性） 有 核膜 无 有 染色体 由一个环状DNA构成的单个染色体， 个染色体以上染色体由线状 DNA不与或很少与蛋白质结合 DNA与蛋白质结合组成 核仁 无 有 线粒体 无 有 内质网 无 有 高尔基体 无 有 溶酶体 无 有,原核细胞与真核细胞基本特征的比较（续表） 特征 原核细胞 真核细胞,核糖体 （包括和的大小亚基） （包括和的大小亚基） 光合作用结构 蓝藻含有叶绿素的膜层结构，细菌 植物叶绿素具有叶绿素和 具有菌色素 核外DNA 细菌具有裸露的质粒DNA 线粒体DNA，叶绿体DNA 细胞壁 主要成分为氨基酸和壁酸 动物细胞无细胞壁，植物细胞壁主要 成分为纤维素和果胶 细胞骨架 无 有 细胞增殖（分裂）方式 无丝分裂（直接分裂） 以有丝分裂（间接分裂）为主,原核细胞和真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较 特征 原核细胞 真核细胞 DNA量（信息量） 少 多 DNA分子数 个以上DNA 分子结构 环状 线状 基因组数 ，多n 基因数 几千 大于几万，十万 大量“多余”的“重复” DNA序列 基因中插入内含子 ,DNA与组蛋白结合 不或与少量类组蛋白结合 与种组蛋白结合 DNA与组蛋白以核小体 及各级高级结构构成 染色质与染色体DNA 复制的明显周期性 基因表达的调控 主要以操纵子方式 复杂性，多层次性 转录与翻译的时空关系 转录与翻译同时同地进行 核内转录，细胞质内翻译，严格的 阶段性与区域性 转录后与翻译后大分子 的加工与修饰 细胞复制与分裂 无丝分裂 有丝分裂，减数分裂 （DNA的传递与分配）,原核细胞和真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较（续表）,特征 原核细胞 真核细胞,原核细胞与真核细胞的相同点,序号 内 容 1. 都具有类似的细胞质膜结构 2. 都以DNA作为遗传物质，并使用相同的遗传密码 3. 都是以一分为二的方式进行细胞分裂 4. 具有相同的遗传信息转录和翻译机制，有类似的核糖体结构 5. 代谢机制相同(如糖酵解和TCA循环) 6. 具有相同的化学能贮能机制，如ATP合成酶(原核位于细胞质膜，真核位于线粒体膜上) 7. 光合作用机制相同(蓝细菌与植物相比较) 8. 膜蛋白的合成和插入机制相同 9. 都是通过蛋白酶体(蛋白质降解结构)降解蛋白质(古细菌与真核细胞相比较),真核细胞特有的特点,序号 内 容 1. 细胞分裂分为核分裂和细胞质分裂，并且分开进行 2. DNA和蛋白质结合压缩成染色体结构，形成有丝分裂的结构 3. 具有复杂的内膜系统和细胞内的膜结构(内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体等） 4. 具有特异的进行有氧呼吸的细胞器(线粒体)和光合作用的细胞器(叶绿体) 5. 具有复杂的骨架系统(包括微丝、中间纤维和微管) 6. 有复杂的鞭毛和纤毛 7. 具有小泡运输系统(胞吞作用和胞吐作用) 8. 含有纤维素的细胞壁(如植物细胞) 9. 利用微管形成的纺锤体进行细胞分裂和染色体分离 10. 每个细胞中的遗传物质成双存在，二倍体分别来自于两个亲本 11. 通过减数分裂和受精作用进行有性生殖,原核细胞与真核细胞的主要区别：,原核细胞 真核细胞 大小 细胞大小 m m 细胞核 无核膜、核仁 有核膜、核仁 DNA 一条、环状、裸露 多条、线状、与蛋白质结合 核糖体 S S 内膜结构 简单（只有间体和内囊体） 复杂（有内质网、线粒体、 高尔基体等） 细胞骨架 无 有 细胞增殖 无丝分裂 有丝分裂 DNA复制 无周期性 有周期性 转录和翻译 在同一时间和地点 在不同时间和地点,真核细胞的基本结构体系,生物膜的出现使真核细胞内部结构进一步构建成更为精细的具有专门功能的结构单位。 在亚显微结构水平上划分为3大基本结构体系： 以脂质和蛋白质成为分基础的生物膜结构系统 以核酸和蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统 由特异蛋白质分子装配构成的细胞骨架系统 以上三种基本结构体系构成了细胞内部结构精密、分工明确、职能专一的各种细胞器，保证细胞生命活动的高度程序化与高度自控性。,生理学上将机体细胞分为：,上皮组织细胞 结缔组织细胞 肌细胞 神经组织细胞,上皮组织细胞(柱状、扁平状）,结缔组织细胞（形态多样）,肌细胞,神经组织细胞,细胞的结构,光镜观察的结构 显微结构 电镜观察的结构 亚微结构 高级电镜及 x线衍射的结构 超微结构,细胞的显微结构三部结构 细胞膜 细胞质：线粒体、高尔基体、中心体、基质 细胞核：核膜、核仁、染色质、核质,细胞膜,细胞质,染色质,核仁,核膜,细胞的超微结构：,膜相结构：具有膜成份的细胞结构。 非膜相结构：不具有膜成份的细胞结构。,细胞膜（cell membrane ） 内质网（endoplasmic reticulum） 高尔基复合体（Golgi complex） 核膜（nuclear envelope） 线粒体（mitochondrion ） 溶酶体（lysosome ） 过氧化氢体（peroxisome） 小泡等（vesicle）,不具有膜成 份的细胞结 构。,具有膜成份 的细胞结构,核糖体（ribosome ） 中心体（centriole ） 微管（microtubule） 微丝（microfilament） 中间纤维（intermediate filament） 染色质（chromatin） 核仁（nucleolus ） 基质（matrix),1、如何理解“细胞是生命活动的基本单位”这一概念？ 2、最小、最简单的有机体和细胞各是什么？ 3、何为原核细胞？何为真核细胞？二者有何主要差别？ 4、何为膜相结构？何为非膜相结构？简述真核细胞的 超微结构。,思考题,