细胞的统一性与多样性3

细胞的统一性与多样性3第1页/共76页定义：细胞是有膜包围的能独立进行繁殖的原生质团。

质膜

细胞质(cytoplasm)

核质(nucleoplasm;karyoplasm)

核膜(nuclearenvelope)原生质(protoplasm)：指活细胞的全部活物质，包括质膜、细胞质和细胞核（或类核）。第一节细胞的基本概念第2页/共76页细胞的结构组成图解：质膜外结构原生质体细胞质质膜细胞核（或类核）细胞器细胞质基质细胞骨架细胞外基质细胞壁细胞第3页/共76页一、

细胞是生命活动的基本单位

没有细胞就没有完整的生命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与发育的基础细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性第4页/共76页

细胞遗传的全能性:

每一个细胞，不论是低等生物或高等生物的细胞，性细胞或体细胞，都包含着全套的遗传信息，即全套的基因，也就是说它们具有遗传的全能性。

每一个细胞，都有发育成个体的潜在能力。

第5页/共76页1.细胞全能性的早期证据：植物单个的生殖细胞或单个体细胞，或未受精的两栖类动物卵细胞，经人工培养与诱导可发育为完整的个体。

2.研究进展：

哺乳动物已分化的体细胞克隆被诱导发育为动物个体。

第6页/共76页

1962年约翰·

高登声称通过成年蛙细胞成功克隆蛙。（蛙卵细胞）

1963年J.哈尔丹纳创造“克隆”

(clone)一词。

1984年丹麦科学家斯丁·

维拉德森利用胚胎细胞克隆出一头绵羊。（胚胎细胞）

1986年斯丁·

维拉德森用已生长一周的胚胎细胞克隆出一头母牛。（胚胎细胞）第7页/共76页

1996年7月5日:绵羊多莉(Dolly)诞生。

多莉”的特别之处:

它的生命的诞生没有精子参与。乳腺细胞的核＋卵细胞的细胞质(去核)

英国罗斯林研究所

将6岁母羊乳腺细胞的细胞核吸出，与另一只母羊去核的卵细胞融合，形成新的卵细胞.

这个卵细胞分裂、增殖形成胚胎，再被植入母羊子宫内---分娩----“多莉”诞生。

第8页/共76页

1999年6月,世界上首例利用体细胞克隆成功的雄性鼠，在夏威夷问世。细胞取自雄性鼠的尾巴!9月美国研究人员用一头21岁公牛的体细胞克隆出一头小牛。

2001年11月25日，美国马萨诸塞州的高等细胞技术公司(简称ACT)宣称他们已成功利用成年人皮肤细胞获得了含有6个细胞的人类早期胚胎。第9页/共76页

2005年2月18日第59届联合国大会法律委员会以71票赞成、35票反对、43票弃权的表决结果，通过一项政治宣言，要求各国禁止有违人类尊严的任何形式的克隆人。

中国投了反对票!

是因为宣言的表述含混不清，宣言提到的禁止克隆人可能会被误解为也涵盖治疗性克隆研究。

中国政府将坚持反对生殖性克隆人的立场，并将加强对治疗性克隆研究的管理和控制，确保人类的尊严和国际公认的生命伦理原则不受损害。第10页/共76页第11页/共76页克隆的人耳鼠

第12页/共76页二、细胞的基本共性1.所有的细胞都有细胞膜2.都有两种核酸3.都含有蛋白合成机器—核糖体4.都进行一分为二的分裂方式第13页/共76页第二节原核细胞细菌的遗传物质则集中在一个无明确界限的低电子密度的拟核(nucleoid)区中。

重要特征：原核细胞最主要的特征是

————没有由膜包围的细胞核原核细胞-细菌的电镜照片（示拟核）拟核第14页/共76页原核细胞中的DNA为裸露的直径2.5nm的环状双螺旋分子（长约几十nm）。原核细胞构成的生物称为原核生物，为单细胞生物。第15页/共76页一、支原体:

最小的细胞，直径仅有0.1um,无细胞壁的原核细胞。

支原体的遗传物质分布于整个细胞中。

致病性：呼吸道病、胸膜肺炎、关节炎、尿道炎第16页/共76页肺炎枝原体第17页/共76页为什么说支原体是最小、最简单的细胞？

①为什么说支原体是一个细胞？

具备细胞的基本形态结构，并具生命活动基本单位存在的主要特征。能在培养基上生长，具典型的细胞膜、环状DNA、核糖体。第18页/共76页

②为什么说支原体是最小、最简单的细胞？

质膜10nm

蛋白酶50nm

核糖体20nmDNA、RNA20nm——————————100nm

经推算，一个细胞体积的最小极限直径不可能小于100nm。而最小支原体细胞的直径已接近这个极限。

因此，比支原体更小、更简单的细胞，又要维持细胞生命活动的基本要求，似乎是不可能存在的。第19页/共76页二、细菌形态：0.5-5.0μm

第20页/共76页

球状第21页/共76页

杆状第22页/共76页弧状第23页/共76页(一)细胞表面结构ElectronmicrographofaG-cellwall.1.细胞壁第24页/共76页细胞壁功能：①决定了革兰氏染色的性质；②决定细菌的基本形态；③决定细胞的抗膨压（保护细胞免受渗透压变化的破坏）④决定了对青霉素的抗性；⑤为鞭毛运动提供支点；⑥决定细菌的毒性（致病性）第25页/共76页2.细胞膜由脂质双分子层与镶嵌的蛋白构成的半透性膜，厚约8-10nm。第26页/共76页细胞膜功能1)

合成细胞壁各种组分（肽聚糖等）和荚膜2)

进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地（原核细胞）3)

提供鞭毛的着生点及其运动所需能量。第27页/共76页3.间体细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物，一般位于细胞分裂的部位或附近。第28页/共76页间体的功能（1）参与隔膜形成（2）与核分裂有关（3）类似线粒体功能第29页/共76页4.荚膜是某些细菌表面的特殊结构，位于细胞壁表面，由一层松散的粘液物组成。第30页/共76页荚膜的功能1、荚膜富含水分，可保护细胞免于干燥；2、能抵御吞噬细胞的吞噬；3、为主要表面抗原（K抗原），是有些病原菌的毒力因子；4、能保护菌体免受噬菌体和其他物质（溶菌酶和补体）的侵害；5、贮藏养料，细胞外碳源和能源的储备物质第31页/共76页5.鞭毛由鞭毛蛋白构成，3万~6万Dolton，不同种由不同球蛋白分子亚基构成，有些含多糖、类脂等，为极好抗原。第32页/共76页(二)细菌细胞的基因组与辅遗传物质1）主遗传物质双链环状，106bp2350基因，无核膜包被，无蛋白与之结合2）辅遗传物质自主复制，或可整合到主遗传物质上。质粒（plasmid）基因工程载体第33页/共76页(三)细菌细胞核糖体

由核酸（占60%）和蛋白质（占40%）组成。附着于细胞膜或游离于胞质。

沉降系数为：70s

由50s的大亚基和30s的小亚基构成。功能：是细胞合成蛋白质的机构。第34页/共76页(四)细菌细胞的内生孢子

内生孢子，又称芽孢。即不是细菌生活周期的必经阶段，也不是细菌繁殖的一种形式，而是一种特殊的生命形式。第35页/共76页

内生孢子

细菌细胞内的DNA，积聚在细胞的一端，形成一种含水量较丰富的致密体，外被很厚的壁.

是对不良环境有强抵抗力的休眠体。

特性：

折光性很强，不易染色，具有度过恶劣环境的能力，可以在杀死普通细菌或营养型细菌的条件下依然存活。

第36页/共76页三、蓝细菌可以进行光合作用原核自养生物第37页/共76页1.形态特点比一般原核细胞大很多，直径在10um左右，甚至可达70um。蓝细菌虽然属单细胞生物，但有些蓝细菌经常以丝状的细胞群体存在(如发菜)。第38页/共76页2.结构特点胶质鞘:

酸性粘多糖、果胶细胞壁:

纤维素、肽聚糖（G-）DNA:

环状、信息量大无蛋白与之结合核糖体:

70S第39页/共76页光合片层细胞质中的环状的单膜片状结构(绿色)

，上有35nm的藻蛋白体(兰色)。光合作用释放氧气DNA（黄色）多面体（紫色）粘质鞘（深绿色）还含有间体（橘色）第40页/共76页第三节真核细胞主要特点:由膜间隔成了许多功能区。内膜系统:核膜、内质网、高尔基体在结构上形成连续的体系，称为内膜系统。如:细胞核、细胞器（线粒体、叶绿体等）。第41页/共76页

一、真核细胞的基本结构体系1.生物膜结构系统:

以脂质、蛋白质成分为主2.遗传信息表达系统:

核酸(DNA或RNA)和蛋白质3.细胞骨架系统:

特异蛋白分子装配构成第42页/共76页1.生物膜系统：8-10nm第43页/共76页第44页/共76页第45页/共76页第46页/共76页第47页/共76页

细胞质中几种主要细胞器的结构及其功能主要功能结构特点细胞器与蛋白质和脂类的合成、修饰等多种功能有关连续膜囊和膜管网围成的隧道系统:SER/RER内质网与细胞的分泌活动和溶酶体形成有关由成摞的扁囊和小泡组成高尔基体行细胞内消化作用动物细胞中含有多种酸性水解酶的膜围细胞器溶酶体主要作用是合成ATP由双层膜围成的半自主性细胞器线粒体将光能转化为化学能植物细胞中的双层膜小体叶绿体与细胞各种生命运动有关细胞中的纤维状结构,包括微管、微丝和中间丝细胞骨架中心粒加中心粒周物质称为中心体：微管组织中心动物细胞中由”9/3”微管组成的筒状结构中心粒与分解过氧化氢有关含有多种氧化酶、由单层膜围成的小泡状结构微体第48页/共76页2.遗传信息表达系统遗传信息载体———染色体第49页/共76页核糖体附着于内质网或游离于胞质。沉降系数为：80s，由60s大亚基和40s小亚基构成。第50页/共76页核仁第51页/共76页3.胞质及细胞骨架系统微丝为红色，微管为绿色第52页/共76页

二、细胞的大小及其分析

各类细胞直径的比较细胞类型直径大小/um最小的病毒0.02支原体细胞0.1－0.3细菌细胞1－2动植物细胞20－30(10－50)原生动物细胞数百至数千第53页/共76页

如鸵鸟蛋,直径可达5cm；鸵鸟卵细胞直径：0.5cm。人卵细胞直径：0.1mm；支原体却只有0.1m；人的坐骨神经细胞可长达1m（一）生物体各种细胞的大小差别很大：第54页/共76页

一般说来，真核细胞的体积要大于原核细胞.大多数动植物细胞：体积一般在20~30m

如大象与小鼠相应器官与组织的细胞，其大小却无明显差异。（二）多细胞生物，细胞的大小与生物个体的体积无关!第55页/共76页●细胞体积的守衡定律

器官的大小主要决定细胞的数量，与细胞的数量成正比，而与细胞的大小无关，把这种现象称之为“细胞体积的守衡定律”。第56页/共76页

（三）细胞的体积受什么因素控制？

1．细胞的体积与相对表面积成反比关系细胞体积越大，其相对表面积就越小，细胞与周围环境交换物质的效力就越小。

2．各种细胞核的大小悬殊却不大。

细胞核内所含的遗传信息量是有一定限度的，能控制细胞质的活动也是有限度的。

3.细胞内物质的交流运输与细胞体积的关系。

第57页/共76页

结论

细胞体积必然要适应其代谢活动的要求。第58页/共76页三、细胞的形态及与功能的关系各类细胞结构、功能和所处环境不同形状和大小千差万别

不同细胞的形态千差万别：呈圆形、椭圆形、柱形、方形、多角形、扁形、梭形，甚至不定形。（一）细胞的形态第59页/共76页

1、单细胞原核生物

往往是单个细胞独立生活，每种生物的细胞往往有自己特有的形状：如杆菌——杆状球菌——球状弧菌——圆弧状；螺旋体——螺旋状等第60页/共76页2、单细胞动物或植物：细胞形状更复杂如草履虫——鞋底状；眼虫——梭形且有长鞭毛；游扑虫和钟形虫——袋状；阿米巴——不定形等第61页/共76页高等生物是多细胞有机体，其细胞多构成了组织，各种细胞发生了结构和功能上的分化：细胞的形状往往与细胞执行的功能及存在的位置有一定的关系。3、高等动物：肌肉细胞：长条形或长梭形平滑肌细胞

红细胞：双面凹圆盘状。有利于O2和CO2气体的交换利于收缩功能红血细胞第62页/共76页叶表皮保卫细胞：半月形以利于呼吸2个保卫细胞围成一个气孔4、高等植物：筛管细胞：条形于植物茎部起支持和输导作用第63页/共76页人类血细胞第64页/共76页巨噬细胞第65页/共76页神经细胞第6