生命的基本结构

1、 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, 称为（cell) 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。 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。 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

2、 的论文: 动、植物结构与生长相似 性的显微研究。 （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。 第一节第一节 细胞的结构细胞的结构 一一.细胞的形状细胞的形状 细胞的形态是细胞的形态是多种多样多种多样的，大小也不相的，大小也不相 同，细胞的形状与大小与它们行使的功能同，细胞的形状与大小与它们行使的功能 密切相关。密切相关。 l形状与大小各异 的细胞是生物进

3、化的结果。 二、细胞的大小和数目二、细胞的大小和数目 细 胞 类 型直 径 大 小（ m） 最 小 的 病毒 支 原 体 细胞 细 菌 细 胞 动 植 物 细胞 原 生 动 物细 胞 0.02 0.1 0.3 1 2 20 30（ 10 50） 数 百 至 数千 细胞的数目细胞的数目 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21012 成年人约有61013 三、细胞的类别 （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 原核细胞原核细胞 细菌细菌

4、支原体的电镜照片(链上细胞直径约0.5 m) (二二) 真核细胞真核细胞 真核细胞最主要的特点，是细胞真核细胞最主要的特点，是细胞 内有内有膜膜把细胞区分成了许多把细胞区分成了许多功能区功能区。 最明显的是含有内膜包围的细胞核，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，此外还有由膜围成的细胞器，(如如线粒线粒 体体、叶绿体叶绿体、内质网内质网、高尔基复合体高尔基复合体 等等)。 原核细胞和真核细胞比较原核细胞和真核细胞比较 细胞细胞大小大小 染色体染色体 细胞细胞核核 细胞细胞器器 内膜内膜系统系统 细胞骨架细胞骨架 细胞细胞分裂分裂 转录转录和和转译转译 较小较小 (1-1

5、0m)较大较大 (10-100m) 一一条条DNA。不与。不与 蛋白质结合。蛋白质结合。 几条染色体。与蛋几条染色体。与蛋 白质结合在一起白质结合在一起。 没有核膜没有核膜有有核膜核膜和和核仁和核质核仁和核质 简单，有核糖体简单，有核糖体有有(线粒体线粒体,内质网等内质网等) 无无复杂复杂 无无微管和微丝微管和微丝 二分体二分体,出芽出芽分裂分裂有丝有丝分裂和减数分裂分裂和减数分裂 同同一时间和地点一时间和地点不同不同时间和地点时间和地点 真核细胞：植物细胞真核细胞：植物细胞 四、真核细胞的亚显微结构四、真核细胞的亚显微结构 （一）细胞膜或质膜（一）细胞膜或质膜 细胞表面都包有一层膜，称为细胞

6、表面都包有一层膜，称为质膜质膜 (plasma membrane)或细胞膜或细胞膜(cell membrane)。主要由膜脂膜脂和膜蛋白膜蛋白所组成 。 质膜的基本作用是质膜的基本作用是维护细胞内微环境维护细胞内微环境 的相对稳定的相对稳定，并，并参与同外界环境进行物质参与同外界环境进行物质 交换、能量和信息传递交换、能量和信息传递，在细胞的生存、，在细胞的生存、 生长、分裂、分化中起重要的作用。生长、分裂、分化中起重要的作用。 生物膜的“流动镶嵌模型”主要特点 有序性 流动性 不对称性 2.2.细胞膜的功能：细胞膜的功能： 物质的跨膜运输物质的跨膜运输 细胞维持正常生命细胞维持正常生命 活动

7、的基础之一活动的基础之一 物质的跨膜运输 被动运输简单扩散 （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 ( (二二) )细胞质细胞质 （1）内质网内质网 形态结构：由一层单位膜形成的管状形态结构：由一层单位膜形成的管状(tuble)(tuble)、 泡状泡状(vesicle)(vesicle)及扁平囊及扁平囊(lamina)(lamina)组成的三维网组成的

8、三维网 状膜系统，可与核膜外层及细胞膜的内褶相连。状膜系统，可与核膜外层及细胞膜的内褶相连。 膜厚膜厚5 56 nm6 nm，不同的细，不同的细 胞及细胞不同状态内胞及细胞不同状态内 质网形态变异很大。质网形态变异很大。 类型：类型： 粗面内质网（粗面内质网（rough ER rough ER ）有有核糖体核糖体附着附着， 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（滑面内质网（Smooth ERSmooth ER）无核糖体附着，与）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（粗面内质网（ RERRER ）和）和 滑面内质网（滑面内质网（ SER

9、SER ） （2）核糖体）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)； 核糖体核糖体 由大亚基（由大亚基（Large Subunit) Large Subunit) 和小和小 亚基（亚基（Small Subunit) Small Subunit) 组成组成 （3）高尔基器高尔基器： 呈网状结构，由呈网状结构，由扁平囊扁平囊和和小泡小泡组成的细组成的细 胞器。是细胞内部运输系统。胞器。是细胞内部运输系统。

10、功能功能：参与细胞分泌过程，将内质网核：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，分送到细胞的特定部位。同时也是糖合成 的场所。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 蛋白质修饰与加工,多糖合成,蛋白质分类、 包装、运输 （4）溶酶体溶酶体：动物细胞内含有水解酶

11、的：动物细胞内含有水解酶的 一种一种小泡，是细胞内的小泡，是细胞内的“消化器官消化器官”。 内有内有60多种水解酶、特征性的酶是酸性磷酸多种水解酶、特征性的酶是酸性磷酸 酶等。酶等。 （5）线粒体：细胞的动力工厂）线粒体：细胞的动力工厂 双层囊状结构双层囊状结构，外膜将线粒体与细胞质，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。，是生物体氧化产能的场所。 线线 粒粒 体体 是进行光合作用的场所 前 质 体 光 （三）细胞核（三）细胞核

12、由核膜、核仁、染色体等组成由核膜、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（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、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。 核核 膜膜 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，是周期性出现的一种致密团。精子， 肌肉无核仁。核仁无

13、膜为界。肌肉无核仁。核仁无膜为界。 2、核仁：、核仁： 3 3、染色体、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DNADNA和蛋白质和蛋白质， 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) 染染 色色 质质 核小体核小体 染色体染色体 染色体结构 （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。 （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。 （1）内质网内质网 形态结构：由一

14、层单位膜形成的管状形态结构：由一层单位膜形成的管状(tuble)(tuble)、 泡状泡状(vesicle)(vesicle)及扁平囊及扁平囊(lamina)(lamina)组成的三维网组成的三维网 状膜系统，可与核膜外层及细胞膜的内褶相连。状膜系统，可与核膜外层及细胞膜的内褶相连。 膜厚膜厚5 56 nm6 nm，不同的细，不同的细 胞及细胞不同状态内胞及细胞不同状态内 质网形态变异很大。质网形态变异很大。 类型：类型： 粗面内质网（粗面内质网（rough ER rough ER ）有有核糖体核糖体附着附着， 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（滑面内质网（Smooth ERSmooth ER）无核糖体附着，与）无核糖体附着，与 脂类合成、糖原和其他糖类的代谢有关。 （三）细胞核（三）细胞核 由核膜、核仁、染色体等组成由核膜、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