细胞08年课件-32208第1章a minimizer

1、1 CHAPTER 1 Overview of Cells21.1 DISCOVERY OF CELLS AND FORMULATION OF THE CELL THEORY1.1.1 Discovery of Cells 第一个发现细胞的是英国学者胡克(Rorbert Hooke)。1665年，胡克发表了 Micrographia一书, 报道用自制的显微镜(30倍)观察栎树软木塞切片时发现“cella”。1674年，荷兰布商列文虎克(Anton van Leeuwenhoek)自制了高倍显微镜(300倍左右)观察到池塘水滴中的原生动物、人类和哺乳类动物的精子。31.1.2 Formulati

2、on of the Cell Theory 1838年, 德国植物学家施来登(MathiasSchleiden)发表论文指出植物是由细胞构成的; 1839年,德国动物学家施旺(Theodor Schwan首次提出细胞学这个名称, 并提出了细胞学说的前两条原理所有的生物都是由一个或多个细胞组成的；细胞是生命的基本单位; 1858年,德国医生和病理学家魏尔肖(Rudolf Virchow)对细胞学说进行了重要补充并提出一切细胞产自细胞。41.1.3 Brief History of Cell Biology 细胞的发现及细胞学说的创立 (1665-1858-1875) 这个时期的主要事件就是上面所

3、述的细胞的发现、细胞学说的提出等。5 细胞学的经典时期(1875-1900)原生质(protoplasm)理论的提出 在动物、植物中发现“肉样质”的物质,并命名为“原生质”; 1861年舒尔策提出原生质理论:有机体的组织单位是一小团原生质, 这种物质在一般有机体中是相似的。 并把细胞明确地定义为: “细胞是具有细胞核和细胞膜的活物质”。6 重要细胞器的发现1883年范.贝内登和博费里在动、植物细胞中发现了中心体;1888年沃尔德耶提出染色体概念;1894年范.阿尔特曼发现了线粒体;1898年高尔基(Golgi)发现了高尔基体。7 实验细胞学时期(1900-1953)experimental c

4、ytology是指采用实验的手段研究细胞学的问题,即从形态结构的观察深入到生理功能、生物化学及遗传发育机理的研究。8 cytogenetics的研究 cytophysiology的研究 1912年, Carrel研制成Carrel培养瓶,采用严格的组织培养技术,成功地培养了鸡胚胎成纤维细胞持续了34年之久(1912-1946); cytochemistry的研究9 细胞生物学的诞生 Molecular Biology 1953年Watson和Crick提出DNA双螺旋结模型标志分子生物学的诞生；Cell Biology 1965年，DPDerobetis将其普通细胞学改为细胞生物学，标志着细胞

5、生物学的诞生；Molecular Cell Biology 80年代开始出现了分子细胞生物学。101.2 Basic Properties of Cells1.2.1 Cells Have Membrane Barriers Protoplasm： 被质膜包裹在细胞内的所有的生活物质，包括细胞 核和细胞质。 Cell Plasma: 是指细胞内除核以外的原生质, 即细胞中细胞核以 外和细胞膜以内的原生质部分, Protoplast： 1.2.2 Cells Possess a Genetics Program Genetic Information Flow 111.2.3 Cells Hav

6、e Ribosomes 细胞功能的体现者是蛋白质(包括酶)，蛋白质是在核糖体上合成的。1.2.4 Cells Are Capable of Producing More of Themselves 细胞能够用一分为二的分裂方式进行增殖，动、植物细胞、细菌细胞都是如此。121.2.5 Cells Carry Out a Variety of Chemical Reactions1.2.6 Motility of Some Type is a Characteristic of Virtually All Cells131.2.7 Other Properties of Cells Cells S

7、hapes And Cells Sizes Cells Shapes 细胞的形态与功能相适应 14细胞维持体积的相对恒定 典型的原核细胞直径平均在110m之间，而真核细胞的直径平均为330m; 某些不同来源的细胞大小变化很大,如人的卵细胞直径只有0.1mm,而鸵鸟的卵细胞的直径则有5cm; 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; 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,把这种现象为“细胞体积的守恒定律”。15 细胞维持体积相对恒定的两个因素是: Relationship Between

8、Cells Volume And Cell Surface Area Concentration of Some Important Molecules 一些重要的分子在细胞内的拷贝数很少，当细胞体积增大时，这些分子的浓度就越来越稀释，一些重要的生化反应需要一定的浓度才能进行，所以细胞内分子浓度就成了细胞体积无限增大的一个限制因素。 真核细胞如何解决细胞内重要分子的浓度问题?16 细胞不仅对其体积的增大有限制，而且对细胞变小也有限制。为什么？ 一个生活细胞要维持正常的独立生活功能，最低限度需要5001000种不同类型的酶和蛋白质。17细胞的计量单位 细胞大小的计量单位，一般都用微米计算。自使用

9、电子显微镜后又提出埃(Angstrom, )为超显微结构计量单位。现在常用的国际单位是纳米(nanometre)。 1毫米=1000微米 (m) 1微米=10000埃() =1000纳米(nm） 1纳米(nm)=10埃 1埃=0.1纳米（nm)181.3 Molecular Composition of Cells 细菌和哺乳动物细胞的化学组成百分比 物质 细菌 哺乳动物 水 70 70 无机盐 1 1 混合的小分子 代谢物 3 3 蛋白质 15 18 磷脂 2 3 其它脂 2 多糖 2 2 RNA 6 1.1 DNA 1 0.2519 1.3.1. Small Biological Mole

10、cules 无机物 细胞中的无机物主要是水和无机盐。 细胞中的水以两种形式存在: 游离水和结合水 水的作用机制： Chemical Reactant and Solvent 水在细胞中的作用:20 水的溶剂作用 21 根据无机离子在细胞内的作用分为四 大类大分子的结构成分主要是C、H、N、O、P、S 等；各种酶反应所需的主要离子，包括Ca2+、 Cu2+、Mg2+、K+、Na+、 Cl-等；各种酶活性所需的基础微量元素，包括 Co2+、Cu2+、Fe3+ 、Mn2+ 、Zn2+等；某些生物特殊需要的微量元素，如碘、 铯、溴等。22 无机离子的功能有: 维持细胞内外液的pH和渗透压, 以保 持细

11、胞的正常生理活动; 同蛋白质或脂类结合, 组成具有特定 功能的结合蛋白; 参与细胞的生命活动, 是酶反应的辅 助因子。23有机化合物:细胞内有四类有机小分子: Sugars 单纯的多糖由许多葡萄糖残基组成，在动物细胞内主要是糖原，在植物细胞内主要是淀粉。Fatty Acids 脂肪酸是脂的主要成分，是细胞膜的组份。Nucleotides 核苷酸是组成核酸的基本单位。Amino Acids 细胞内主要有20种氨基酸，它们的差别主要是 R侧链不同，决定了氨基酸的化学性质。241.3.2 Biological Macromolecules细胞内有三种类型生物大分子: Nucleic Acids、Pr

12、oteins、Polysaccharides。 细胞内大约有3000种大分子。生物大分子的功能由构成它们的亚单位的种类和排列顺序决定。25核酸的结构组成26 多糖与糖蛋白 糖蛋白的功能有 参与细胞粘着，细胞信息的传递，细胞代谢的调控，发育和分化，机体的防御，以及作为机体内外表面的保护及润滑剂。 参与细胞识别:是细胞识别机理的必要组分。几乎所有动物细胞表面都有少量糖, 它的作用好比是细胞联络的文字或语言。 糖基化对蛋白质合成后的加工和运输的影响也是很大的。27糖原、淀粉和纤维素的结构28DNA双螺旋结构29Protein 细胞内蛋白质的某些功能功能 举例 功能 举例结构材料 胶原、角蛋白 激素

13、胰岛素、 运动 肌动蛋白、肌球蛋白 物质运输 Na+-K+泵营养储存 酪蛋白、 信号转导 乙酰胆 铁蛋白 碱受体基因调控 Lac操纵子 渗透压调节 血清白蛋白免疫作用 抗体 毒素 白喉和霍 乱毒素电子转移 细胞色素 酶(催化作用) 氧化还原酶、 连接酶等30 组成蛋白质的基本构件只是20种氨基酸, 为什么蛋白质却具有如此广泛的功能? 结构域(domain) 结构域是指生物大分子中具有特异结构和独立功能的区域。31蛋白质的结构域321.3.3 Assembly of Cell Structure Systems 四级装配 第一级:小分子有机物的形成; 第二级:小分子有机物组装成生物大分子； 第三级:由