细胞基本知识

细胞基本知识第1页，共27页，2023年，2月20日，星期六第一节基本概念一、生命活动的基本单位(thecellisthebasicunitoflifeactivity)1、有机体的组成和结构单位2、代谢和功能的单位3、生长和发育的基础4、具有遗传的全能性5、没有细胞就没有完整的生命第2页，共27页，2023年，2月20日，星期六二、细胞概念的一些新思考（thenewthinkingofcell）

1、细胞是多层次非线性的复杂结构体系细胞具有高度复杂性和组织性2、细胞是物质（结构）、能量与信息过程精巧结合的综合体（1）细胞完成各种化学反应；（2）细胞需要和利用能量；（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，具有自组装能力与自组织体系。（1）细胞能进行自我调控；（2）繁殖和传留后代；第3页，共27页，2023年，2月20日，星期六三、细胞的基本共性(thefundamentalfeatureofcell)1、化学组成：基本元素：C、H、O、N、P、S、K、Na、Cl、Ca组成：无机物（水和无机盐）、有机物（生物大分子和生物小分子）2、结构和功能上的共性：a.具有生物膜结构b.具有DNA和RNA两种核酸c.具有蛋白质合成的机器d.以一分为二的方式进行增殖第4页，共27页，2023年，2月20日，星期六第二节非细胞形态的生命体(Thelifewithnon-cellappearance--relationbetweenvirusandthecell)一、病毒的基本知识(basicknowledgeofvirus)1、形态和大小：多样、能通过细菌过滤器非细胞形态：不能称之为细胞；与细胞关系密切——彻底的寄生性小：能通过细菌过滤器第5页，共27页，2023年，2月20日，星期六2、分类：根据寄主的不同：动物、植物、微生物（噬菌体）根据核酸的不同：DNA、RNA根据所含大分子的不同：真病毒，或普通病毒；亚病毒（拟病毒、类病毒和朊病毒）病毒（virus）：一种核酸分子（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可以将其分为两大类：DNA病毒与RNA病毒拟病毒（virusoid）又称为类类病毒。仅由不具单独感染性的RNA构成的病毒类病毒（viroid）:仅由感染性的RNA构成；朊病毒(prion)：朊病毒又称非寻常病毒、慢病毒、传染性大脑样变病毒。是一种对各种理化作用具有很强抵抗力，传染性极强，能在人和动物中引起可传染性致死性中枢神经系统的慢性退化性脑病的蛋白质颗粒。第6页，共27页，2023年，2月20日，星期六常见病毒及其核酸类型核酸常见病毒DNARNA蛋白质DNA±DNA±RNA＋RNA＋RNA（反转录）－RNA蛋白感染因子Ф174T4：天花呼肠孤病毒SARSHIV禽流感、狂犬病各种朊病毒（疯牛病、羊瘙痒病、震颤性疾病）3、结构（包膜）病毒核壳子粒核壳体核酸第7页，共27页，2023年，2月20日，星期六二、病毒在细胞内的增殖(virusreproductioninthecell)

1，病毒侵入细胞（吞饮或膜融合）

2，病毒核酸的复制、转录与蛋白质合成

3，病毒的装配、成熟与释放（膜融合或裂解）概念复习：编码链（+DNA）：与mRNA序列完全相同的DNA链反义链（-RNA）：与mRNA序列互补，指导与mRNA的合成的DNA链+RNA：与编码蛋白的AA序列完全相同的RNA链-RNA：与mRNA序列互补的RNA链第8页，共27页，2023年，2月20日，星期六病毒与细胞在起源上的关系，目前存在3种主要观点，实验支持第三种1.生物大分子→病毒→细胞→病毒2.生物大分子→细胞3.生物大分子→细胞→病毒三、病毒与细胞在起源和进化中的关系(therelationshipbetweenvirusandcellsintheoriginandevolution)推论：病毒可能是细胞在特定条件下“扔出”的一个基因组，或者是具有复制与转录能力的mRNA，只有回到它们原来的细胞内环境中才能进行复制与转录。

第9页，共27页，2023年，2月20日，星期六第三节原核细胞与古核细胞背景知识:1925年,Chatton提出原核细胞的概念(没有核膜)20世纪60年代,H.Ris提出原核细胞和真核细胞的概念,产生现代生物界分类系统(原核生物和真核生物)分子进化和细胞进化的研究产生了更新的分类方式:原核生物界(原核细胞)、古核生物界（古核细胞）、真核生物界（真核细胞）早在30多亿年前，地球上就出现了原核细胞，在12-16亿年以前，出现了真核细胞。原核细胞（Prokaryoticcell）：遗传信息量小，且细胞内没有核膜将遗传物质与细胞质分开，在细胞中无典型核，进化程度较低的一类细胞。真核细胞（Eukaryoticcell）：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。第10页，共27页，2023年，2月20日，星期六一、支原体(mycoplast)（最小、最简单的细胞）能在培养基上生长，具典型的细胞膜，遗传物质为一环状双螺旋DNA，mRNA与核糖体结合为多聚合糖体，指导约700多种蛋白；可能是细胞生存所必需的最低数量的蛋白；二分裂方式繁殖，这些特征与病毒根本不同。大小约细菌的1/10，(0.1-0.3微米)不少是致病的病原体。与之相似的是立克次氏体和衣原体，但它们不能在培养机上生长。自身的特点：无细胞壁，具多形态性；膜与动物膜类似，但自身不能合成长链脂肪或不饱和脂肪酸，必须依赖生长培养基提供外源脂肪酸来合成膜的脂质。为什么说支原体是最小、最简单的细胞？第11页，共27页，2023年，2月20日，星期六二、细菌和蓝藻（原核细胞的代表）细菌：环状DNA，细胞膜，中膜体，细胞壁，荚膜，鞭毛，核外DNA，内生孢子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。1.细菌细胞的核区与基因组细菌核区主要由一环状DNA分子组成，习惯称细菌染色体。但结构简单，无或只有极少的组蛋白与DNA结合。当处于增殖状态时由于DNA分子复制次数与细胞分裂次数不同步，一细胞内可同时存在几个DNA分子，往往出现几个核区。2.细菌的结构第12页，共27页，2023年，2月20日，星期六三、原核细胞与真核细胞比较蓝藻：环状DNA，中心质，光合片层，内含物，细胞分裂1）细胞壁：主要成分是肽聚糖

2）细胞膜：3）拟核：4）核糖体：沉降系数为70S。由大亚单位(50S)与小亚单位(30S)组成。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。

6）荚膜：细菌最外表的一层多糖类物质

7）鞭毛：细菌的运动器官，由一种称为鞭毛蛋白的弹性蛋白构成

9）繁殖：以二分裂的方式繁殖，8）菌毛：是菌体表面极其的蛋白纤细，须用电镜观察

第13页，共27页，2023年，2月20日，星期六特征原核细胞真核细胞细胞膜核膜染色体核仁线粒体内质网高尔基体溶酶体核糖体光合作用结构核外DNA细胞壁细胞骨架细胞增殖（分裂）方式有（多功能性）无由一个环状DNA分子构成的单个染色体，DNA不与或很少与蛋白质结合无无无无无70S（包括50S与30S的大小亚单位）蓝藻含有叶绿素a的膜层结构，细菌具有菌色素细菌具有裸露的质粒DNA主要成分是氨基糖与壁酸无无丝分裂（直接分裂）有有2个染色体以上，染色体由线状DNA与蛋白质组成有有有有有80S（包括60S与40S的大小亚单位）植物叶绿体具有叶绿素a与b线粒体DNA，叶绿体DNA动物细胞无细胞壁，植物细胞壁的主要成分为纤维素与果胶有以有丝分裂（间接分裂）为主1．原核细胞与真核细胞基本特征的比较第14页，共27页，2023年，2月20日，星期六2．原核细胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较特征原核细胞真核细胞DNA量（信息量）DNA分子数DNA分子结构基因组数基因数大量“多余”的“重复”的DNA序列基因中插入内含子DNA与组蛋白结合DNA与组蛋白以核小体及各级高级结构构成染色质与染色体DNA复制的明显周期性基因表达的调控转录与翻译的时空关系转录后与翻译后大分子的加工与修饰细胞复制与分裂（DNA传递与分配）少1环状1n几千——不与或与少量类组蛋白结合——主要以操纵子方式转录与翻译同时同地进行—无丝分裂多2个以上线状2n，多n大于几万，十万十十与5种组蛋白结合十十复杂性，多层次性核内转录，细胞质内翻译严格的阶段性与区域性十有丝分裂，减数分裂第15页，共27页，2023年，2月20日，星期六四、古核细胞（古细菌）古核生物（archaeon），古细菌(archaebacteria)，或原细菌产甲烷细菌、盐细菌、硫氧化菌等100余种。生于极端环境。古核生物介于原核生物与真核生物之间，更近于真核生物细胞壁组成和结构DNA与基因结构核小体结构核糖体（60种蛋白质）5SrRNA序列第16页，共27页，2023年，2月20日，星期六第四节真核细胞基本知识概要一、基本结构体系

1．以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构系统；•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。2．以核酸（DNA或RNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统3．由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统。第17页，共27页，2023年，2月20日，星期六二、细胞大小及其分析病毒、支原体、细菌、动植物细胞、原生动物细胞各类细胞直径的比较（相差大概10倍）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原生动素细胞数百至数千第18页，共27页，2023年，2月20日，星期六三、细胞形态结构与功能的关系四、植物细胞与动物细胞比较中心体、细胞壁、液泡、色素体、胞间连系•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。

如肌肉细胞呈梭形；红细胞为圆盘状；植物叶表皮的保卫细胞成半月形，2个细胞围成一个气孔，以利于呼吸和蒸腾。•高等动物的细胞离开有机体分散存在时，形状往往发生变化。

如平滑肌细胞在体内成梭形，而在离体培养时则可成多角形

第19页，共27页，2023年，2月20日，星期六动物细胞植物细胞第20页，共