第二章细胞基本概念

第二章细胞基本概念第1页，共52页，2023年，2月20日，星期一内容提要掌握细胞的基本概念、生命体的三大基本类型（病毒、原核生物和真核生物）以及它们的基本结构和基本生命活动等基础知识。第2页，共52页，2023年，2月20日，星期一第一节细胞的基本概念第3页，共52页，2023年，2月20日，星期一一、细胞是一切生命活动的基本结构和功能单位。

由于已经证实：

细胞是构成有机体的基本单位；

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。为什么这样说呢?第4页，共52页，2023年，2月20日，星期一特化的细胞分工合作，共同完成复杂的生命活动第5页，共52页，2023年，2月20日，星期一二、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。第6页，共52页，2023年，2月20日，星期一三、细胞的基本共性1、具有相似的化学组成；2、都具有脂-蛋白体系的选择透性膜;3、都具有遗传物质(DNA和RNA);4、都具有核糖体；5、一分为二的分裂方式高尔基体线粒体细胞质细胞膜细胞核粗面内质网光面内质网中心体纤毛第7页，共52页，2023年，2月20日，星期一第三节原核细胞与古核细胞

ProkaryoticcellandArchaeon

第8页，共52页，2023年，2月20日，星期一没有核膜，遗传物质集中在一个没有明确界限的低电子密度区，称为拟核(nucleoid)。DNA为裸露的环状双螺旋分子，通常没有结合蛋白，没有恒定的内膜系统，核糖体为70S型。原核细胞构成的生物称为原核生物，均为单细胞生物。一般以二分裂的方式繁殖，也有的产生孢子。原核细胞的特征：第9页，共52页，2023年，2月20日，星期一一、支原体mycoplasma支原体是最小,最简单的细胞.大小通常为0.1~0.3μm，可通过滤菌器;具有细胞膜和核糖体;能在培养基上生长;有700多种蛋白质(细胞生存所必须的最低数量的蛋白;DNA均匀分布于细胞内;第10页，共52页，2023年，2月20日，星期一肺炎支原体

第11页，共52页，2023年，2月20日，星期一二、原核细胞的两个代表----细菌和蓝藻1细菌Bacteria是在自然界分布最广、个体数量最多的有机体。可分为：球菌、杆菌和螺旋菌（弧形菌）。绝大多数细菌的直径在0.5~5μm之间。第12页，共52页，2023年，2月20日，星期一大肠杆菌淋病球菌第13页，共52页，2023年，2月20日，星期一弧形霍乱菌肉毒梭菌第14页，共52页，2023年，2月20日，星期一1、细胞壁：厚度一般15-30nm。主要成分是肽聚糖，由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸构成双糖单元，以β（1-4）糖苷键连接成大分子。N-乙酰胞壁酸分子上有四肽侧链，相邻聚糖纤维之间的短肽通过肽桥（革兰氏阳性菌）或肽键（革兰氏阴性菌）桥接起来，形成了肽聚糖片层，像胶合板一样，粘合成多层。革兰氏阳性菌细胞壁厚约20～80nm，有15-50层肽聚糖片层，每层厚1nm，含20-40％的磷壁酸（teichoicacid），有的还具有少量蛋白质。革兰氏阴性菌细胞壁厚约10nm，仅2-3层肽聚糖，另外还有脂多糖、细菌外膜和脂蛋白。第15页，共52页，2023年，2月20日，星期一图3-10细胞壁的结构

Grampositivebacterialcellwallstructurediagram

第16页，共52页，2023年，2月20日，星期一2、细胞膜：厚约8~10nm，外侧紧贴细胞壁，通常不形成内膜系统。一些行光合作用的原核生物，质膜具有与捕光反应有关的内褶。一些革兰氏阳性菌质膜内褶形成小管状结构，称为间体(mesosome)，因其与DNA有联系，推测可能起DNA复制的支点作用。3、拟核：没有核膜，DNA分子裸露，所含的遗传信息量可编码2000~3000种蛋白质，空间构建十分精简。白喉杆菌的间体第17页，共52页，2023年，2月20日，星期一4、核糖体：约含5000~50000个。部分附着在细胞膜内侧，大部分游离于细胞质中。沉降系数为70S。由大亚单位(50S)与小亚单位(30S)组成。30S的小亚单位对四环素与链霉素敏感，50S的大亚单位对红霉素与氯霉素敏感。5、质粒(plasmid)

：除核区DNA外，可进行自主复制的遗传因子，是裸露的环状DNA分子，所含遗传信息量为2~200个基因，能进行自我复制，有时能整合到核DNA中去。质粒常用作基因重组与基因转移的载体。第18页，共52页，2023年，2月20日，星期一6、荚膜：细菌最外表的一层多糖类物质。功能：抵御不良环境；保护自身不受吞噬；选择性的粘附到特定细胞的表面上。Negativestainedbacteria7、鞭毛：是某些细菌的运动器官，由一种称为鞭毛蛋白的弹性蛋白构成，结构上不同于真核生物的鞭毛。第19页，共52页，2023年，2月20日，星期一8、菌毛：是菌体表面极其的蛋白纤细，须用电镜观察。与细菌运动无关，根据形态、结构和功能，分为普通菌毛和性菌毛两类。前者与细菌吸附和侵染宿主有关，后者为中空管子，与传递遗传物质有关。9、繁殖：以二分裂的方式繁殖，某些细菌处于不利的环境，或耗尽营养时，形成内生孢子，又称芽孢，是对不良环境有强抵抗力的休眠体。

分裂中的链球菌分裂中的大肠杆菌第20页，共52页，2023年，2月20日，星期一2.蓝藻Cyanobacteria又称蓝细菌，是最简单的自养生物。它的光合作用类似于高等植物，而不同于光合细菌。没有叶绿体，但有质膜内陷形成的捕光装置。DNA分子环状，但遗传信息量很大，可与高等植物相比。体积比其它原核细胞大得多，直径约10μm左右，甚至可达70bμm(颤藻)。属单细胞生物，但有些蓝藻经常以丝状的细胞群体存在，如：属蓝藻门念珠藻类的发菜(nostoccommunevar,flagtlliforme)就是蓝藻的丝状体。

第21页，共52页，2023年，2月20日，星期一Cyanobacteria第22页，共52页，2023年，2月20日，星期一五、古细菌（archaebacteria）

具有原核生物的某些特征，无核膜及内膜系统；也有真核生物的特征，甲硫氨酸起始蛋白质的合成、核糖体对氯霉素不敏感、RNA聚合酶和真核细胞的相似、DNA具有内含子并结合组蛋白。此外，细胞膜中的脂类是不可皂化的，细胞壁不含肽聚糖。生活在极端环境中(厌氧高盐,高热)，如：产甲烷菌、极端嗜盐菌、嗜热嗜酸菌。第23页，共52页，2023年，2月20日，星期一第四节、真核细胞Eukaryoticcell叶绿体线粒体细胞壁细胞膜液泡细胞质光面内质网细胞核粗面内质网高尔基体高尔基体线粒体细胞质细胞膜细胞核粗面内质网光面内质网中心体纤毛第24页，共52页，2023年，2月20日，星期一一、基本结构具有核膜，由膜围成的各种细胞器，如核膜、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等在结构上形成了一个连续的体系，称为内膜系统。内膜系统将细胞质分隔成不同的区域，即所谓的区隔化(compartmentalization)。区隔化使细胞内表面积增加了数十倍，代谢能力增强。第25页，共52页，2023年，2月20日，星期一1、原生质体(protoplasm)：1839Purkinje用原生质一词指细胞的全部活性物质，从现代概念来说它包括质膜、细胞质和细胞核(或拟核)。2、质膜（plasmmembrane）：是细胞表面的单位膜。3、细胞核：细胞核（nucleus）是细胞内最重要的细胞器，核表面是由双层膜构成的核被膜（nuclearenvelope），核内包含有由DNA和蛋白质构成的染色体（chromosome）。核内1至数个小球形结构，称为核仁（nucleolus）。细胞核中的原生质称为核质。第26页，共52页，2023年，2月20日，星期一4、细胞质（cytoplasm）：质膜与核被膜之间的原生质。5、细胞器(organelle)：具有特定形态和功能的显微或亚显微结构称为细胞器。6、细胞质基质（cytoplasmicmatrix）细胞质中除细胞器以外的部分。又称为胞质溶胶（cytosol），其体积约占细胞质的一半。第27页，共52页，2023年，2月20日，星期一第28页，共52页，2023年，2月20日，星期一真核细胞的三大结构体系1、生物膜体系以及以生物膜为基础构建的各种独立的细胞器。2、遗传信息表达的结构体系。3、细胞骨架体系。第29页，共52页，2023年，2月20日，星期一植物细胞与动物细胞的比较第30页，共52页，2023年，2月20日，星期一Prokaryoticandeukatypticcells第31页，共52页，2023年，2月20日，星期一

原核细胞与真核细胞的比较第32页，共52页，2023年，2月20日，星期一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＜5m１０－１００

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７０S(30\50)８０S(40\60)内膜结构简单复杂（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第33页，共52页，2023年，2月20日，星期一主要有两个基本差异1、真核细胞形成了复杂的内膜系统。2、遗传结构装置的扩增与基因表达方式的相应变化。第34页，共52页，2023年，2月20日，星期一各类细胞及病毒直径的比较二、细胞的大小及其分析第35页，共52页，2023年，2月20日，星期一肉眼可见的特殊细胞鸡蛋(未受精的卵细胞)大变形虫第36页，共52页，2023年，2月20日，星期一名称人卵口腔上皮细胞肝细胞红细胞变形虫海胆卵伤寒菌肺炎球菌μm12075207100702.4x0.50.2x0.1大多数动植物细胞直径在20~30μm间。一般真核细胞的体积大于原核细胞，卵细胞大于体细胞。鸵鸟的卵黄直径可达5cm；支原体只有0.1μm；人的坐骨神经细胞可长达1m。几种细胞的大小人卵与精子第37页，共52页，2023年，2月20日，星期一想一想１cm的位置可容纳多少细胞？

1滴血中可能有多少细胞？1cm=10mm1mm=1000m1m=1000nm1nm=10A10000m10000m/50=200个细胞第38页，共52页，2023年，2月20日，星期一细胞体积的控制因素:1.细胞体积与相对表面积成反比关系;2.细胞内关键分子的浓度;3.细胞内物质交流与细胞体积的关系;4.细胞体积的最小化受制于维持细胞生命活动所需的酶和蛋白质种类的最低量.第39页，共52页，2023年，2月20日，星期一三、细胞的形态结构与功能的关系单细胞生物细胞的形态通常与细胞外沉积物或细胞骨架有关，如硅藻呈各种奇异的形态、草履虫像鞋底。高等生物细胞的形状与细胞功能及细胞间的相互作用有关。第40页，共52页，2023年，2月20日，星期一神经细胞卵细胞血细胞上皮细胞肌细胞视杆细胞动物不同功能的细胞形态不同第41页，共52页，2023年，2月20日，星期一眼虫钟形虫草履虫第42页，共52页，2023年，2月20日，星期一植物薄壁细胞木材中的导管植物气孔细胞第43页，共52页，2023年，2月20日，星期一神经元细胞人类红细胞巨噬细胞第44页，共52页，2023年，2月20日，星期一第二节非细胞形态的生命体--病毒Virus蝌蚪形第45页，共52页，2023年，2月20日，星期一是一类非细胞形态的微生物，特征：①个体微小，可通过滤菌器，大多数病毒必须用电镜才能看见，一般在20~30nm之间；②核酸为DNA或RNA，没有含两种核酸的病毒；③专营细胞内寄生生活；④具有受体连结蛋白(receptorbindingprotein)，与敏感细胞表面的病毒受体连结，进而感染细胞。一、病毒的基本特征第46页，共52页，2023年，2月20日，星期一