生命的基本结构.ppt
第四章 生命的基本结构,细胞的发现与细胞学说的确立,1665年，英国物理学家胡克用自己制作的显微镜观察软木发现许多蜂窝状的小格子,称为（cell)“细胞”,1677年，荷兰的列文虎克观察到池塘水中的原生动物、人和哺乳动物的精子。,细胞的发现离不开显微镜的发明，,返回,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。,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。,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。,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。,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论证。 细胞学说被认为是 19 世纪自然科学的重大发现之一。,第一节 细胞的结构,一.细胞的形状,细胞的形态是多种多样的，大小也不相同，细胞的形状与大小与它们行使的功能密切相关。,形状与大小各异的细胞是生物进化的结果。,二、细胞的大小和数目,各类细胞直径的比较,细胞的数目,单细胞生物仅一个细胞,多细胞生物的细胞数量一般与生物体个体大小有关， 个体越大细胞数目越多。 如：新生儿约有2×1012 成年人约有6×1013,三、细胞的类别,原核细胞、真核细胞,（一）原核细胞 遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个环状DNA构成 细胞内没有核膜和具有专门结构与功能的细胞器的分化,原核细胞,细菌,支原体的电镜照片(链上细胞直径约0.5 m),(二) 真核细胞,真核细胞最主要的特点，是细胞内有膜把细胞区分成了许多功能区。最明显的是含有内膜包围的细胞核，此外还有由膜围成的细胞器，(如线粒体、叶绿体、内质网、高尔基复合体等)。,一些单细胞的原生生物、多细胞的植物与动物及真菌都是由真核细胞构成。,原核细胞和真核细胞比较,细胞大小,染色体,细胞核,细胞器,内膜系统,细胞骨架,细胞分裂,转录和转译,较小 (1-10m),较大 (10-100m),一条DNA。不与蛋白质结合。,几条染色体。与蛋白质结合在一起。,没有核膜,有核膜和核仁和核质,简单，有核糖体,有(线粒体,内质网等),无,复杂,无,微管和微丝,二分体,出芽分裂,有丝分裂和减数分裂,同一时间和地点,不同时间和地点,代表生物,细菌,蓝细菌,原生生物，动植物等,真核细胞：植物细胞,动物细胞,动物细胞与植物细胞的区别,细胞器 动物细胞 植物细胞 细胞壁 无 有 叶绿体 无 有 大的中央液泡 无 有 溶酶体 有 无 圆球体 无 有 乙醛酸循环体 无 有 通讯连接方式 间隙连接 胞间连接 中心体 有 无 胞质分裂方式 收缩环 细胞板,四、真核细胞的亚显微结构,高尔基体,滑面内质网,粗面内质网,核糖体,细胞核,（一）细胞膜或质膜,细胞表面都包有一层膜，称为质膜(plasma membrane)或细胞膜(cell membrane)。主要由膜脂和膜蛋白所组成。 质膜的基本作用是维护细胞内微环境的相对稳定，并参与同外界环境进行物质交换、能量和信息传递，在细胞的生存、生长、分裂、分化中起重要的作用。,1、,生物膜的“流动镶嵌模型”主要特点,有序性 流动性 不对称性,生物膜的结构是与其功能相一致的。,2.细胞膜的功能： 物质的跨膜运输 细胞维持正常生命活动的基础之一,物质的跨膜运输,被动运输简单扩散,（1）简单扩散,（2）细胞的协助扩散,被动运输协助扩散,（3）主动运输钠钾泵（动物细胞） 直接消耗ATP,主动运输质子泵（植物细胞） 直接消耗ATP,主动运输协同运输 间接消耗ATP,胞吞和胞吐作用 生物大分子或颗粒物质的运输,分泌泡,运输小泡,溶酶体,早期内体,过氧化物酶体,胞质溶胶,高尔基体,(二)细胞质 细胞膜以内细胞核以外的部分，包括细胞质基质和细胞器,（1）内质网,形态结构：由一层单位膜形成的管状(tuble)、泡状(vesicle)及扁平囊(lamina)组成的三维网状膜系统，可与核膜外层及细胞膜的内褶相连。膜厚56 nm，不同的细 胞及细胞不同状态内质网形态变异很大。 类型： 粗面内质网（rough ER ） 有核糖体附着，是合成蛋白质的场所，并参与蛋白质的修饰、加工和运输。 滑面内质网（Smooth ER）无核糖体附着，与脂类合成、糖原和其他糖类的代谢有关。,粗面内质网（RER）和滑面内质网（SER）,（2）核糖体(ribosome)：,由rRNA和蛋白质按一定规律组成的实心小粒。单个核糖体直径为90nm，由大小两个亚基构成；是细胞合成多肽和蛋白质的工具。每个细胞都有。以分散存在和成串附在细胞膜的内表面(原核)或内质网膜上(真核)；,核糖体 由大亚基（Large Subunit) 和小亚基（Small Subunit) 组成,（3）高尔基器：,呈网状结构，由扁平囊和小泡组成的细胞器。是细胞内部运输系统。 功能：参与细胞分泌过程，将内质网核糖体上合成的蛋白质进行加工、分类和包装，分送到细胞的特定部位。同时也是糖合成的场所。,高尔基网由膜围成的扁囊组成。每一网由4-8层扁囊叠置而成，囊之间距离为25-30nm。扁囊上带有窗孔，扁囊的边缘部分为分支的小管和园泡。复合体由网单元组成,初级内体,次级内体,结构分泌,调节分泌,穿梭小泡,转运小泡,分泌小泡,胞吞作用,胞吐作用,溶酶体,高尔基体的功能,蛋白质修饰与加工,多糖合成,蛋白质分类、 包装、运输,（4）溶酶体：动物细胞内含有水解酶的一种小泡，是细胞内的“消化器官”。,内有60多种水解酶、特征性的酶是酸性磷酸酶等。,主要功能：溶解和消化作用 （1） 吞噬外源异物（如细菌、食物颗粒） （2）自体吞噬（细胞自身物质的消化）：吞噬体内衰老细胞器或蛋白质,溶酶体与疾病 先天性贮积病：缺乏某些溶酶体酶，导致某些物质在组织中大量积累 糖原贮积病（Pompes） 糖原积累，损害肝和肌肉，2岁死亡 矽肺 类风湿关节炎,（5）线粒体：细胞的动力工厂,双层囊状结构，外膜将线粒体与细胞质分开，内膜向内形成许多嵴，嵴间的空间充满了低电子密度的基质。是细胞的呼吸中心，是生物体氧化产能的场所。,线粒体,（6） 叶绿体和质体 植物和藻类中 把太阳能转换成化学能重要场所,叶绿体：是进行光合作用的场所 果实成熟有色质体 白色质体：贮存淀粉 有色质体：果实、花、叶中， 含色素,前 质 体,光,（三）细胞核,由核膜、核仁、染色体等组成,一般说真核细胞失去细胞核后，很快就会死亡，但红细胞失去核后还能生活120天；植物筛管细胞，失去核后，能活好几年。,（三）细胞核,细胞核的形态很多。如球形、铁饼形，纺锤形等。,1、核膜,包围在细胞核外的一层膜，结构与细胞膜一样。核膜上有一核孔，是细胞质和细胞核之间交换物质的通道，如RNA等大分子就由此进入细胞质。,核 膜,核内一个或几个圆泡。主要功能是rRNA (核糖体RNA)的合成，还有tRNA (转移RNA)的合成。,是周期性出现的一种致密团。精子，肌肉无核仁。核仁无膜为界。,2、核仁：,3、染色体,是细胞核的主要部分，由染色质组成。染色质的主要成分是DNA和蛋白质，此外还有少量RNA。蛋白质包括组蛋白(碱性蛋白)和非组蛋白(酸性蛋白),在细胞有丝分裂过程中，染色质高度螺旋化形成具有一定形态结构的染色体。分裂末期染色体又去螺旋化，扩散为染色质。 因此染色质和染色体是细胞周期不同阶段的运动形态，是同一种物质。,染 色 质,核小体,染色体,染色体的装配,染色体结构,人的染色体,
