new-2-第二章细胞的统一性与多样性(第四版-2016-17-02)

第二章细胞的统一性与多样性（基本知识概要）第一节细胞的基本特征第二节原核细胞与古核细胞第三节真核细胞第四节非细胞形态的生命体

——病毒及其与细胞的关系（序）////本章学习要点（▼）第一节细胞的基本概念一、细胞是生命活动的基本单位(▼)二、细胞的基本共性(▼)第四节非细胞形态的生命体

—病毒及其与细胞的关系

一、病毒的基本知识二、病毒在细胞内增殖（复制）三、病毒与细胞在起源与进化中的关系第二节原核细胞与古核细胞（▼）

一、原核细胞（Prokaryoticcell）二、最小最简单的细胞---支原体（mycoplast）三、原核细胞的两个代表类群：细菌和蓝藻四、古核细胞（古细菌）（Archaebacteria）一、细胞是生命活动的基本单位（本质属性）

（一）细胞是有机体构成的基本单位。不管是单细胞生物体、细胞集合体、多细胞生物体，一切生物体都是由细胞构成，细胞是有机体的基本结构单位。

（二）细胞是代谢与功能的基本单位。

有机体的所有代谢活动最终要靠细胞完成（例：人（图2-1）），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。（三）

细胞是生物体生长发育的基础。（四）

细胞是繁殖的基本单位，是遗传的桥梁。细胞具有遗传的全能性，细胞核中的遗传信息指导下一代生命的构建。（五）

细胞是生命起源的归宿，是生物进化的起点。细胞是生命起源和进化的基本单位，没有细胞就没有完整的生命。（六）关于细胞概念的一些思考（※）细胞概念的一些新思考1、细胞是多层次非线性的复杂结构体系：具有高度复杂性和自组织性2、细胞是物质（结构）、能量与信息过程精巧结合的综合体 （1）细胞可完成各种化学反应； （2）细胞需要和利用能量，具备产生、利用能量的机制； （3）细胞参与大量机械活动； （4）细胞对刺激作出反应；3、细胞是高度有序的，是具有自组装能力的自组织体系。

（1）细胞能进行自我调控；（2）繁殖和传留后代；

二、细胞的基本共性

（一）所有的细胞相似的化学组成（二）脂-蛋白体系的生物膜：所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜。（三）相同的遗传装置：所有的细胞都含有两种核酸，即以DNA与RNA作为遗传信息复制与转录的载体。（四）所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂（五）作为蛋白质合成的机器─核糖体，毫无例外地存在于一切细胞内。病毒的基本知识病毒的基本结构及其多样性

举例（图2-14）病毒（virus）类群——核酸分子（DNA或RNA）与蛋白质构成的核酸-蛋白质复合体；根据病毒的核酸类型划分为两大类：

DNA病毒与RNA病毒根据宿主感染范围划分：动物病毒；植物病毒；细菌病毒（噬菌体）

根据核壳体形态划分：立体对称、螺旋对称亚病毒（subvirus）：结构比病毒更简单，约几十种。类病毒（viroid）—仅由感染性的RNA构成,通常只感染植物，如马铃薯纺锤块茎类病毒；朊病毒（prion）——仅由感染性的蛋白质亚基构成；二、病毒在细胞内的增殖过程（病毒的复制）（简图▼）（一）病毒识别和侵入细胞--病毒核酸的侵染（HIV入侵关键分子）（二）病毒核酸的复制（图示）、转录与蛋白质的合成。

1、DNA病毒双链DNA病毒的复制；

噬菌体（单链DNA病毒）的复制

；

2、RNA病毒ssRNA(Single-StrandedRibonucleicAcid)病毒的复制；双链RNA病毒的复制

；3、反转录病毒（三）病毒的装配、成熟与释放：

出芽（囊膜病毒,疱疹病毒）或细胞崩解（无囊膜病毒，腺病毒）

☆病毒复制的特点▼；

☆病毒的特征总结▼

病毒与细胞在起源与进化中的关系

病毒是非细胞形态的生命体，它的主要生命活动必须要在细胞内实现。病毒与细胞在起源上的关系，目前存在3种主要观点：生物大分子→病毒→细胞 病毒生物大分子细胞生物大分子→细胞→病毒一、原核细胞

基本特点

遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个环状DNA构成；细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功能的细胞器和细胞核膜，主要细胞器是70s的核糖体。均为单细胞生物（主要代表：支原体、细菌、蓝藻）。数量少于真核生物。

分布广泛。二、最小最简单的细胞---支原体（mycoplast）

支原体是目前发现的能够独立生活的最小最简单的细胞三、原核细胞的两个代表类群：细菌和蓝藻

细菌

蓝藻又称蓝细菌（Cyanobacteria）

四、古核细胞（古细菌,

Archaebacteria）第三节真核细胞基本知识概要

一、真核细胞的基本结构体系二、细胞的大小及其影响因素三、原核细胞与真核细胞的比较四、动物细胞与植物细胞的比较真核细胞的基本结构体系以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构系统；

以核酸（DNA或RNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统

由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统。

二、细胞的大小及其影响因素（返回目录）

1、各类细胞直径的比较细胞和细胞组分的相对大小各类细胞直径比较〈三、原核细胞与真核细胞的比较（图示）

原核细胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较

小结原核细胞与真核细胞基本特征的比较

小结四、植物细胞与动物细胞的比较原核细胞与真核细胞基本特征的比较原核细胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较

植物细胞与动物细胞的比较细胞壁液泡叶绿体

古细菌

现在认为：古细菌（archaebacteria）与真核细胞曾在进化上有过共同历程。

与真核细胞起源关系紧密的

主要证据

进化系统树主要证据（1）细胞壁：成分与真核细胞类似，而非由含壁酸的肽聚糖构成，因此抑制壁酸合成的链霉素，抑制肽聚糖前体合成的环丝氨酸，抑制肽聚糖合成的青霉素与万古霉素等对真细菌类有强的抑制生长作用，而对古细菌与真核细胞却无作用。（2）质膜：与真细菌和真核生物的膜都不同，烃链（C-H）以醚键与甘油结合，含有非极性脂质。极端耐热菌中的膜是由C40四乙醚组成的单层脂质。（3）DNA与基因结构：环状DNA，有操纵子结构，大多数基因中没有内含子、有多基因mRNA存在。//。有“类核小体”结构：古细菌具有组蛋白，而且能与DNA构建成类似核小体的结构；tRNA、rRNA及部分编码蛋白质的基因中含有内含子，RNA聚合酶为复杂多聚体，起始氨基酸为Met(细菌中为fMet)。//。还有古细菌特有的结构特点（如tRNA的TΨC臂上无胸腺嘧啶）。（4）核糖体：70S，多数古细菌类的核糖体较真细菌有增大趋势，含有60种以上蛋白，介于真核细胞（70～84）与真细菌（55）之间，其中的RNA和蛋白的性质类似真核细胞。根据对5SrRNA的分子进化分析，认为古细菌与真核生物同属一类，而真细菌却与之差距甚远。5SrRNA二级结构的研究也说明很多古细菌与真核生物相似。抗生素同样不能抑制古核细胞类的核糖体的蛋白质合成。

除上述各点外，根据DNA聚合酶分析、氨基酰tRNA合成酶的作用，起始氨基酰tRNA与肽链延长因子分析等，也提供了类似依据，说明古细菌与真核生物在进化上的关系较真细菌类更为密切。因此近年来，真核细胞起源于古细菌的观点得到了加强。（细菌的结构特征）信号转导网络与细胞体积控制mTOR(mammalianTagrgetofrapamycin)PI3K:磷脂酰肌醇-3-羟基酶phosphatidylinositol3-OH-kinaseAKT/PKB：蛋白激酶BS6K:核糖体蛋白s6（rpS6）的激酶PI3K-PKB(Akt)信号通路(效应之一)成年人细胞数1014，新出生婴儿细胞数2*1012，人的大脑约1012双链DNA、单链DNA、双链RNA、单链RNA。单链RNA病毒又分为侵染性RNA病毒，即正链RNA病毒；非侵染性RNA病毒，即负链RNA病毒。此外，还有病毒粒子中携带反转录酶的单链RNA病毒和复制过程中涉及反转录的，部分双链DNA病毒。病毒核酸类型的7种形式：（↓）生态系统多样性生态系统多样性生物大量人为灭绝四、细胞与原生质细胞是由膜包围的，能进行独立繁殖的最小原生质团，是生命活动的基本单位，是生物体最基本的形态结构和功能活动单位。

Cellisthesmallest，membraneboundprotoplasmicbodycapableofindependentreproduction.

病毒（virus）多数在0.1μm以下，只有一层蛋白质外壳和遗传物质DNA或RNA，无核糖体等细胞器，不能独立繁殖，故不能算是细胞，有人称其为“半生命”，只有部分生命特征。（↓）四、细胞与原生质（续）原生质（Protoplasm）：原生质一词最早是1839年Purkinje提出，指细胞内所含有的生活物质（构成细胞的生活物质），真核细胞包括细胞膜、细胞质和细胞核。细胞质（Cytoplasm）指质膜以内核以外的原生质。它不是匀质的，其结构大体划分为两部分，一部分是有形结构，称为细胞器（Organelle），另一部分是可溶相，称细胞质基质（Cytoplasmicmiatrix）。细胞器（Organelle）指存在于细胞中，用光镜或电镜能够分辩出的，具有一定形态特点，并执行特定功能的结构。核糖体是细胞中最小的细胞器，但也有人提出tRNA才是最小的细胞器。细胞核也被认为是一种细胞器，且是细胞中最大的细胞器。有人把细胞膜也看作是一种细胞器。细胞质基质（Gytoplasmicmatrix），是细胞质的可溶相，是作为细胞器的环境而存在的。细胞核（nucleus）：遗传物质的集中区域，在原核生物细胞称拟核（nucleoid）或类核区。在细胞膜以外还有些结构，如纤毛、鞭毛等细胞质衍生物，现在观点是把这些结构统称为质膜外结构，连细胞膜在内，共称为细胞表面（Cellsurface）。原核细胞是什么？

是一类没有明确细胞核，体积小，结构简单，进化地位原始的细胞。种类较少，包括支原体、细菌、立克次氏体、放线菌和兰绿藻等，全为单细胞或细胞群体。

经典分类法：动物界、植物界现代分类法（Dodson1971）将地球上出现过的生物根据其进化程度和结构的复杂程度以及遗传装置的类型，可以划分为原核细胞和真核细胞两大类。是HansRis在60年代提出来的。原核细胞和真核细胞称为细胞世界的两大家族。原核细胞（Prokaryoticcell）具有两个基本特点：（1）遗传信息量少（仅有一个环状DNA）（2）无膜围细胞器及核膜。

原核生物可算是现在地球上历史最悠久的生物，其祖先大约在30—35亿年以前就已出现。原核细胞→真核细胞的过度类型—甲藻，有核膜，但无核孔，称中核细胞。（mesocaryoticcell）迄今已知的原核生物均为单细胞生物。二、最小最简单的细胞—支原体（mycoplasma）

这是目前发现的最小、最简单的细胞，是介于病毒和细菌之间的一种微生物。直径在0.1~0.3μm，可通过一般的细菌过滤器，生活在污水、土壤及许多动物体内，是动物、植物、人的病原菌之一。有人将支原体归为细菌，但它无细胞壁，具质膜、核蛋白体，一个环状DNA双螺旋散布于整个细胞内，不象细菌那样集中成核区。最初发现的一种支原体是类胸膜肺炎病原菌，又称为类胸膜肺炎球菌（Pleuro-pneumoniaLikeorganism）英文缩写PPLO，现已分离出30多种支原体。

★

为何说支原体是最小的细胞？

三、原核细胞的两个代表：

（一）细菌（bacteria，bacterium）

主要来自对大肠杆菌（E.coli）的研究。细菌是原核细胞的典型代表，无典型的细胞核，有细胞壁，细胞质中除核糖体外无其它细胞器（图2-4）。

1、细菌细胞的表面结构（1）细胞壁（cellwall）：主要成分是肽聚糖（Peiptidoglyean）（亦称膜素）和胞壁酸（teichoicacid），均为蛋白多糖。胞壁质作用在于使细胞保持一定的外形和渗透压，起保护作用，与致病性、病毒敏感性等相关，革兰氏阳性菌（G+）不仅细胞壁厚（20-80nm），其中胞壁酸含量可达90%，G-则不同（图2-5）。（2）细胞质膜：基本结构同真核细胞的膜，厚约10nm。但含有丰富的酶系，决定了较真核细胞的膜有更多的功能（具线粒体部分功能、内质网部分功能、高尔基体部分功能等）。（3）中体（mesosome）：又叫中膜体、中间体、间体、质膜体。是质膜内陷形成的。DNA常附在上面（核质体）。推测，它有类似纺锤体的功能（指导细胞分裂）和线粒体的功能，与能量代谢有关。为DNA复制起支点作用。

有些细菌还有荚膜、鞭毛等附属结构，起保护作用或作为运动器官。（↓）2、细菌细胞的核区与基因组核区（nucleararea）或拟核（nucleoid）：（一个）

裸露环状DNA分子经折叠而成类核区，无核膜和核仁，主要由一个连锁群，无重复序列;DNA长约1200—1400μm（可称细菌染色体），编码2000-5000种蛋白质。核区无强的孚尔根反应（Feulgenreacton）DNA行半保留复制，在整个分裂周期连续进行。DNA分子一端常附在质膜或中体上，这有助于细胞分裂。复制与转录可在同一空间、时间内进行（图2-6）。

一个复制子，Ɵ模型复制。(E.coli:基因组有4.2*106bp，包含2350个基因)3、核外DNA，亦称质粒（plasmid）是独立于染色体以外的环状裸露DNA分子，能自我复制，并能整合到类核DNA中去，还能在细菌之间转移，所以在遗传工程中常用作基因转移的载体。如大肠杆菌的性因子（f因子）、大肠杆菌素因子（col因子）、抗药性因子（r因子）。4、细菌的核糖体（ribosome）：

约5千—5万个/细菌，一部分附在质膜上，多数游离在细胞质中，沉降系数为70s（50s、30s两个亚基）。5、细菌细胞的内生孢子：一种含水丰富的、外被很厚的致密体。6、细菌细胞的增殖及调控：分裂方式：一分为二、出芽生殖等简单分裂方式。包括：（1）细菌细胞的增殖

(2)细菌细胞的增殖调控

（↓蓝藻）2、蓝藻（Blue-greenalgae）--自养型细菌的代表

又称蓝绿藻或蓝细菌，是绿色植物中最原始的自养类型，含有兰色素、红色素、黄色素、叶绿素等，故不一定都是兰色。蓝藻的体积是原核细胞中最大的，可达10μm，可以是单细胞，也可以是群体。分布在水、陆地、植物、木头、石头、动物上。如：颤藻直径达70μm，食用的“发菜”也是蓝藻的丝状体，绿肥红萍是一种固氮蓝藻与水生蕨类满江红的共生体。蓝藻的结构：简单，包括以下六部分主要结构。中心质或中央体（Centralbody）：光镜下明亮，是遗传物质所在部位，相当于核区；光合作用片层（类囊体）：同心环样的膜片层，仅含叶绿素α和类胡萝卜素；

细胞膜：

细胞壁：与G-细菌细胞壁的成分相似，

又有纤维素成分（类似于植物）。细胞分裂：一分为二。异形胞/异胞体：氮源不足时产生，个体

大，厚壁、缺少光系统Ⅰ，合成

固氮酶，将N2还原为NH3。一种

特别的蓝藻细胞的适应形式。表面结构：最外层的胶质层，为

酸性粘多糖和果胶质，又称鞘。

图2-7蓝藻A、蓝藻的细胞结构；B、荧光显微镜下的丝状蓝藻—鱼腥藻

第三节真核细胞基本知识概要

真核细胞（EukaryoticCell）种类繁多：从原生动物到人，从绿藻到高等植物。大约在12—16亿年前在地球上出现，是具有典型细胞核和核膜、核仁，体积较大，结构较复杂，进化程度较高的一类细胞。可以是单细胞（原生动物和单细胞藻类、草履虫、变形虫），也可以是多细胞生物（几乎包括所有的动、植物），成年人约有1014个细胞，新生儿约有2×1012个细胞。一、真核细胞的基本结构体系

真核细胞的典型结构可归纳为如下：

1、体积较大：直径在10—100μm，多数20~30μm。

2、细胞核：遗传物质DNA、RNA、蛋白质结合在一起成为染色质，由核膜包绕，在细胞分裂期可凝集成染色体，并成对存在。细胞核中还有核仁存在。

3、具有典型的细胞质：故其转录和转译在不同时间和地点进行。

4、内膜系统：将细胞划分为许多功能区，大大提高细胞代谢的活动效率

5、细胞骨架系统：

6、具有多种细胞器

7、生殖方式多样：有丝分裂、减数分裂、无丝分裂

8、细胞壁：植物细胞有，其组成成分为纤维素。（↓）上述真核细胞虽然结构复杂，但可在亚显微结构水平上划分为三大基本结构体系：生物膜系统、遗传信息传递与表达系统、细胞骨架系统。（一）生物膜系统以脂质及蛋白质成分为基础构建而成，包括细胞表面的细胞质膜及其相关结构、细胞质内的膜性细胞器、细胞核膜，等。细胞质膜与细胞核膜将细胞分割成两个相对独立的代谢空间。（二）遗传信息传递与表达系统以核酸（DNA、RNA）与蛋白质为主要成分构建而成。传递：以核小体作为基本单位，借助于DNA聚合酶、染色体完成；表达：以RNA作为表达主体，借助于RNA聚合酶、核糖体、核仁完成。（三）细胞骨架系统由特异的纤维蛋白质分子装配而成，包括细胞质骨架和细胞核骨架。（↓）

综合原核细胞和真核细胞的特点，二者的根本区别可归纳为两个方面：

第一，细胞膜系统的分化与演变

真核细胞以膜分化为基础，分化为结构更精细，功能更专一的单位——各种膜围细胞器，使细胞内部结构与职能发生了明确的分工。而原核细胞无此情况。

第二，遗传信息量大与遗传装置的复杂化

真核细胞的遗传信息可达上万个基因，并具重复序列，染色体功能具二倍性或多倍性。原核细胞为单倍性。仅为一条环状DNA分子，细菌只有几千个基因。此外，遗传信息的转录和翻译有严格地阶段性与区域性，原核细胞则不具备这些。假如，真核细胞是结构复杂、功能专一与自动化程度较高的“工厂”，那么，原核细胞就象结构简单、职能上却是多面手的“作坊”。前者固然结构复杂，但在特定条件下，原核细胞却比真核细胞有更强的适应性。

动、植物细胞之差别

动物细胞植物细胞细胞壁无有质体（叶绿体）无有中心体有无溶酶体有无圆球体无有糊粉粒无有（种子中）过氧化物酶体有有乙醛酸循环体无有线粒体多少有丝分裂有星体形成无星体形成靠分裂沟收缩靠纺锤体中心部位形成隔膜

此外，植物细胞在有丝分裂后，细胞体积的增长和成熟过程较之动物细胞要明显的多。还有，相邻植物细胞间有一层胶状物粘合，称中层或胞间层，在相邻两细胞间的壁上，有原生质丝相连，称胞间连丝（Plasmodesmata）。二、细胞的大小及影响因素计量单位及其换算：细胞大小（显微结构）常以μm作单位。由于电镜的使用，现把国际单位纳米（Nanometre，nm）和埃（A，Angstrom）作为超微结构的度量单位。1m=100cm=1000mm=106μm（micrometer）；1mm=1000μm；1μm=1000nm；1nm=10A。1、各类细胞直径的比较生物体各种细胞的体积差别很大，既使同一个细胞，培养过程中也随生理状态不同表现出差异。一般讲来，真核细胞大于原核细胞，植物细胞大于动物细胞，高等动物的卵细胞大于体细胞。原核细胞：1—10或1—5μm。细菌多在3—4μm，支原体只有0.1μm。动物细胞：（10—100μm，20—30μm，15—70μm）。

最大的细胞要属鸵鸟卵，可达10cm，卵黄只有5cm。隆鸟卵直径可达20cm。人体：卵细胞200μm（最大）；白血球4μm（最小）；

口腔粘膜上皮细胞75μm；骨细胞35μm；巨噬细胞25μm；

肝实质细胞18—25μm；红血细胞7μm。（↓）

*鸟类各种蛋被称为卵细胞，实际上是指卵黄膜以内的部分。其它部分是在卵通过输卵管时外包上去的，是输卵管和子宫形成的分泌物。通常，卵受精后孵出时已是多个细胞的幼胚（鸡蛋可达32—64细胞），未受精卵可看作是一个细胞，此时处在第二次减数分裂期。

细胞体积的守恒定律：器官的总体积与细胞的数量成正比，而与细胞的大无关。如：牛、小鼠的肾细胞和肝细胞的大小基本相同。2、细胞体积的影响因素主要有3个方面影响因素：（1）蛋白质与核糖体RNA的含量，其中核糖体的活性和蛋白质是更为主要的影响因素。（2）细胞信号传递与细胞体大小的关系：网络的改变会影响大小：调控动物细胞大小的信号传递途径（3）其他因素：细胞内代谢活跃程度、环境（水分、温度）等。（↓）

细胞的大小是怎样决定的呢？

现在认为，一个细胞的体积有其最小极限，这一极限决定于得容纳细胞独立生活最基本的成份。有人这样估算，一个能自由生活的细胞在正常情况下，至少要有150个大分子。假定每个大分子由500个氨基酸或核苷酸组成，则需75000个，这样算来，细胞的直径在理论上不会小于500A，再加上外包膜约200A，所以细胞在理论上是有下限的。同样，细胞的体积也不能过大，数百微米的细胞可能是细胞大小的上限了。那么哪些因素制约着细胞大小的上限呢？（主要有三方面的因素）

（↓）决定细胞大小的三个方面因素：

首先，细胞的核质比与细胞大小有关，决定细胞上限。每一种细胞核内的遗传物质是一定的，能控制细胞质的活动也是有一定限度的。因此细胞质的体积不能无限增大，这样就决定了细胞的大小。有些体积较大的细胞，则用多核的办法来调节其核质比例失调的矛盾，如横纹肌细胞。

其次，细胞的相对表面积与细胞大小有关。细胞相对表面积与体积成反比关系，若体积过大，则相对表面积小，细胞与周围环境交换物质的能力势必减弱。故细胞体积不会无限增大。最后，细胞内物质的交流与细胞大小有关。细胞内物质交流和信息传递是有时间和空间关系的，假如体积过大，则影响交流传递速度，细胞内部生命活动就不能灵敏的调控与缓冲。（↓）3、细胞形态结构与功能的关系

细胞由于内部构造不同，生理功能各异，以及它们所处的环境条件有差别，故在形状上发生着千差万别的变化，可以说是千姿百态。主要有圆形、椭圆形、立方形、扁平形、棱形、星形、和多角形。另外还有一些细胞无固定形态。原核细胞的形态较固定、单一，如细菌，有球菌、杆菌、链球菌，就是以形状不同而划分的。在真核单细胞生物，有些形状较固定，如草履虫的形状象草鞋底，有些藻类呈圆形或丝状，但也有些无固定形状，如变形虫。在真核多细胞生物，当细胞单独存在时，称游离细胞（freecell），形状也较固定。当细胞构成组织，称为组织细胞（tissuecell），组织细胞间发生结构和功能上的分化，故在形状上表现出多样，（↓）

细胞的形态结构与功能的相关性和一致性是多数细胞的共性。（举例）

综上所述，细胞形状主要决定于细胞的功能性适应和所处环境，同时也部分地受表面张力，原生质的粘滞性，相邻细胞的压力及细胞膜的坚韧度所决定。值得一提的是，微管和微丝在细胞形状维持方面起重要作用。乔治·沃克·布什：美国第43任总统。著名事件：911事件后的反恐怖战争

乔治·赫伯特·沃克·布什：

美国第41任总统，1924年6月12日生人。著名事件：1991年1月17日～2月28日的海湾战争。▲双链DNA病毒的复制

▲双链DNA病毒中的腺病毒、疱疹病毒和乳多孔病毒都在寄主细胞的核内进行基因组的复制和衣壳的装配（见课本上P26图2-17中腺病毒的装配电镜图）；一些病毒的基因组复制基本上寄主细胞的核内进行，而衣壳的装配却在细胞浆内。（P27图2-19中山羊痘病毒的装配完成示意图）复制过程：病毒在胞浆内脱壳后，DNA进入核内，在寄主细胞转录酶的作用下合成mRNA，一部分基因组转录早期mRNA并转译早期蛋白质，包括酶和T抗原等。T抗原即肿瘤抗原，能促进细胞合成DNA。病毒DNA的复制依赖于细胞的核酸聚合酶，由此产生的子代DNA用于转录晚期mRNA，在胞浆内转译病毒的结构蛋白（晚期蛋白），并转移到细胞核内，供装配病毒粒子的衣壳。复制过程复杂，而且各病毒科间的差异很大。

噬菌体的复制---滚环复制▲

大肠杆菌的噬菌体：φX174，是一种单链环状DNA噬菌体。ⅰ）侵入寄主.侵入的单链DNA称为正链DNA。ⅱ）以正链DNA为模板、利用寄主细胞的DNA聚合酶复制出与之互补的负链DNA，然后形成双链DNA。ⅲ）在DNA酶的作用下，正链DNA被切断，它的某些内部结构被暴露出来。此时DNA聚合酶以负链DNA为摸板进行复制，按碱基配对原理，把适当的脱氧核苷酸加至上述被暴露的结构部分。ⅳ）随着复制的进行像一条长尾巴似的被滚出去，所以这种方式叫滚环复制（图示）。不断的滚动，复制不断重复，因而新合成的单股长链是一条重复的DNA环状链条。ⅴ）由核酸内切酶把大链条切成一节一节的线状DNA，每一节都含有相同的碱基序列，最后由DNA连接酶将每一节的首尾相连，形成单链环状DNA。ssRNA病毒的复制

▲有些ssRNA病毒，一旦病毒颗粒中的RNA进入寄主细胞，就直接作为mRNA，翻译出所编码的蛋白质，其中包括衣壳蛋白和病毒的RNA聚合酶。然后在病毒RNA聚合酶的作用下复制病毒RNA，最后病毒RNA和衣壳蛋白自我装配成成熟的病毒颗粒。这类病毒很多，如ssRNA噬菌体、脊髓灰质炎病毒、鼻病毒、TMV等。还有另一类ssRNA病毒，它们的复制特点是病毒颗粒中的ssRNA病毒为负链，进入寄主后不能直接作为mRNA，而是先以负链RNA为模板由转录酶转录出与负链RNA互补的RNA，再以这个互补RNA作为mRNA翻译出遗传密码所决定的蛋白质。这类病毒称之为负链非侵染型病毒，如滤泡性口腔炎病毒、流感病毒、副流感病毒、莴苣坏死黄化病毒等。此外，还有一类特殊的ssRNA病毒即反转录病毒。该类病毒通常引起人和动物的肿瘤，其中包括造成人免疫性缺陷症的爱滋病病毒、白血病病毒、肉瘤病毒等。在它们的髓核中携带反转录酶，能使RNA反向转录成DNA，丰富和发展了分子生物学的中心法则。其复制过程具有独特性.（▼)双链RNA病毒的复制

▲双链RNA病毒有两个特点，一是它的基因组为10-12条双链RNA分子；二是它有双层衣壳，而没有囊膜。病毒的RNA-RNA聚合酶存在于髓核中，在该聚合酶的作用下病毒基因组转录正链RNA，它们自髓核逸出。它们既能作为mRNA，又能作为病毒基因组的模板；mRNA翻译结构蛋白、装配内层衣壳后，正链RNA进入，并形成双链RNA。然后又重复上述过程，最后获得了外层衣壳。病毒的特征▲主要特点是：

①含有单一核酸（DNA或RNA）的基因组和蛋白质外壳，没有细胞结构；

②遗传载体具多样性；

③严格的细胞内寄生性；

④以复制和装配的方式增殖，而不是以二分裂方式增殖。遇到宿主细胞它会通过吸附，进入、复制、装配、释放子代病毒而显示典型的生命体特征。所以病毒是介于生物与非生物的一种原始的生命体。病毒繁殖的特点▲一、病毒的复制过程叫做复制周期。其大致可分为连续的五个阶段：吸附、侵入、脱壳、病毒大分子的合成、病毒的装配与释放。二、利用寄主细胞的物质和能量进行病毒生物大分子的合成；三、复制周期短，繁殖效率高；四、反转录病毒的复制方式具特殊性（即：逆转录），丰富了遗传信息传递的中心法则。光合（作用）片层结构特点（1）同心环样的膜片结构。（2）藻胆蛋白体：直径约35nm.

藻胆蛋白体的构成：

藻兰蛋白；异藻兰蛋白（含藻蓝素）；藻红蛋白（藻红素）（藻胆素的作用见叶绿体及其光合作用）。藻胆蛋白的作用：将光能传递给叶绿素a（3）叶绿素结构简单，只含有叶绿素a（高等植物同时含叶绿素a、b），故光合作用效率低。▲原核、真核细胞的结构与功能比较▲1、生物膜系统的分化与演化：真核细胞以生物膜系统的分化演变为基础，形成了核与质、遗传物质转录与蛋白质合成代谢等重要生命活动过程的结构分区化和功能专一化，保障了生命活动的有序性、有效性、高效性，是细胞进化过程的重大飞跃。（从进化角度看细胞）2、遗传信息与遗传装置的扩增与复杂化：核膜的出现为遗传物质演化提供了微环境，实现了遗传装置与基因表达的复杂化与多层次化。复杂化：（1）DNA→核小体→染色质（染色体）（2）遗传物质结构的复杂化（表现在特殊结构如内含子、外显子、重复序列、假基因等）多层次化：（1）分布区域的分开、转录与翻译表达区域的分开;（2）基因表达调控的时空特点、多层次（水平）调控机制（例：转录前的基因重排、转录过程中的增强子作用、mRNA的拼接等）等3、细胞骨架的形成及动态特点，细胞骨架的出现，为细胞形态结构与功能相适应提供基础和保障，提高了生命活动效率。（用动态的观点看细胞）原核、真核细胞遗传装置与基因表达方式比较的总结一、核膜的出现为遗传物质演化提供了微环境，实现了遗传装置与基因表达的复杂化与多层次化。复杂化：（1）DNA→核小体→染色质（染色体）（2）遗传物质结构的复杂化（表现在特殊结构如内含子、外显子、重复序列、假基因等）多层次化：（1）分布区域的分开、转录与翻译表达区域的分开;

（2）基因表达调控的时空特点、多层次（水平）调控机制（例：转录前的基因重排、转录过程中的增强子作用、mRNA的拼接等）等二、进化出了繁杂而严格有序的细胞增（繁）殖方式，保障遗传物质的准确复制与有序分配。▲本章学习要求（▲）1、掌握有关细胞的几个概念（细胞、原生质、细胞器等）和几个主要细胞结构组成方面。2、了解细胞的基本特征；各种化学组份在细胞中的存在形式等。3、掌握真、原核细胞、古核细胞的一般结构特点、差别及其特征比较,生命世界的三界划分依据。4、理解并掌握病毒复制的特点----非细胞形态生命体（病毒）与细胞的关系，特别是双链DNA病毒复制的特点、简要过程。细胞与生命的关系？（▲）细胞是什么？细胞有哪些不同类型？不同细胞之间有什么相同点、不同点、特别点？细胞与生命之间存在什么样的根本关系？不同生命体之间的细胞是怎样的关系？。。。。。。为什么说支原体是最小的细胞？

一个细胞的生存与繁殖必须具备基本的装置和机能：DNA、RNA、酶、基本膜结构、蛋白质合成装置与场所等。从这个角度看，支原体的基本结构和机能已简单到极限，支原体的体积十分小，仅有不到0.3μm,作为细胞，其结构中包涵了细胞膜（10nm）、遗传信息DNA（基因组中有482个基因）和RNA、核糖体（800-1500个