《生物》第二章课件

生物第二章生命的结构基础目录01细胞概述02细胞分裂03细胞分化、衰老与凋亡目录01细胞概述一、细胞学说300多年前，荷兰人列文虎克发明了显微镜，成为世界上最早看到细菌等微生物的人。1665年，英国皇家科学学会的罗伯特•虎克用显微镜观察了一小片软木，发现软木是由许多蜂窝状的小格子组成的，罗伯特•虎克将其命名为“细胞”。后来，“细胞是组成生物体的基本单位”逐步成为科学家们的共识。细胞学说可以归纳为以下几点：①

所有生物都是由细胞及其产物构成的；②新的细胞必须经过已存在细胞的分裂而产生；③每一个细胞可以是独立的生命单位，许多细胞又可以共同形成生物体或组织。二、细胞的形态与大小细胞的形态多种多样，有球形、星形、扁平形、立方形、柱形、梭形等。细胞形态的多样性与其功能特点和分布位置有关。（一）细胞的形态细胞的各种形态二、细胞的形态与大小细胞一般都很小，直径为1～100m，要用显微镜才能观察到。支原体是最小、最简单的细胞，直径只有100～200nm。大多数动植物细胞的直径为20～30μm，一些植物纤维细胞可长达10cm，人体的坐骨神经细胞可长达1m以上，这与神经细胞的传导功能一致。（二）细胞的大小三、细胞的分类原核细胞的主要特征是没有明显可见的细胞核，也没有核膜和核仁，只有拟核，进化地位较低。原核细胞的直径为1～10m，内部结构较简单。（一）原核细胞原核细胞的结构三、细胞的分类真核细胞的直径为50～100m，结构复杂。真核细胞内不仅有由核膜包被的典型的细胞核，其核内具有结构复杂的染色质和核仁等，还有许多由膜包被形成的具有特定功能的细胞器，包括细胞核、线粒体、质体、内质网、高尔基体、溶酶体、微体、液泡等。（二）真核细胞动物细胞植物细胞真核细胞的结构四、细胞的结构及其功能植物细胞壁的主要成分是纤维素，经过有系统的编织形成网状的外壁，可分为胞间层、初生壁和次生壁。（一）细胞壁1．植物的细胞壁胞间层：是在细胞分裂产生新细胞时形成的，是相邻两个细胞所共有的一层薄膜，其主要成分是胶粒柔软的果胶质（一种多糖类）。初生壁：在细胞分裂末期胞间层形成后，原生质体就分泌纤维素、半纤维素和少量的果胶质，添加在胞间层上，构成细胞的初生壁。次生壁：细胞停止生长后，原生质体仍继续分泌纤维素和其他物质，增添在初生壁内，使细胞壁加厚，这部分加厚的细胞壁即为次生壁。四、细胞的结构及其功能真菌的细胞壁由几丁质、纤维素、葡聚糖、甘露聚糖等多糖组成。其中，几丁质含有碳水化合物和氨，性柔软，有弹性，与钙盐混杂则硬化，形成节肢动物的外骨骼。（一）细胞壁2．真菌的细胞壁细菌的细胞壁的主要成分是肽聚糖。3．细菌的细胞壁四、细胞的结构及其功能一个多世纪以前，科学家对细胞膜的组成就进行了富有成就的探索。1895年，奥弗顿（E.Overton）发现，凡是溶于脂肪的物质很容易透过植物的细胞膜，而不溶于脂肪的物质则不易透过细胞膜，因此推测细胞膜是由连续的脂类物质组成的。（二）细胞膜1．细胞膜的组成四、细胞的结构及其功能细胞膜的特性主要表现在以下几个方面：（二）细胞膜2．细胞膜的特性（1）磷脂双分子层构成膜的基本骨架。（2）组成膜的磷脂双分子和嵌在其中的蛋白质分子的位置是不固定的，它们在膜的水平方向甚至垂直方向都可以流动、翻转和变化。（3）膜的内外两侧的组分和含量有明显差异。四、细胞的结构及其功能自由扩散是指被选择吸收的物质，从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运。（二）细胞膜3．细胞膜的主要功能1）自由扩散协助扩散是指被选择吸收的物质，从浓度高的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运，但需要载体蛋白质的协助。例如，葡萄糖通过红细胞。2）协助扩散四、细胞的结构及其功能主动运输的特点是被选择吸收的物质，从浓度低的一侧通过细胞膜运输到浓度高的一侧。（二）细胞膜3．细胞膜的主要功能3）主动运输大分子和颗粒性物质主要通过胞吞作用进入细胞。这些物质附着在细胞膜上，由于细胞膜内陷形成小囊，这些物质就被包围在小囊内。4）大分子的跨膜运输四、细胞的结构及其功能（二）细胞膜3．细胞膜的主要功能跨膜运输的三种方式四、细胞的结构及其功能（三）细胞质1．细胞质基质1）细胞质基质的主要成分细胞质基质包括水、无机离子、脂类、糖类、氨基酸、核苷酸、蛋白质、脂蛋白、RNA等多类物质。2）细胞质基质的功能多数中间代谢过程都在细胞质基质中进行，如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等。四、细胞的结构及其功能（三）细胞质2．细胞器1）线粒体线粒体普遍存在于植物细胞和动物细胞中。在光学显微镜下，可看到线粒体呈粒状、棒状。线粒体的结构

四、细胞的结构及其功能（三）细胞质2．细胞器2）叶绿体叶绿体主要存在于绿色植物的叶肉细胞里。它含有叶绿素、叶黄素和胡萝卜素，还含有蛋白质、脂类以及少量的RNA和DNA。叶绿体是绿色植物进行光合作用的细胞器。叶绿体的结构四、细胞的结构及其功能（三）细胞质2．细胞器3）内质网绝大多数植物和动物的细胞内都有内质网。在电子显微镜下观察细胞切片，可以看到内质网是由管状、泡状、扁平囊状的膜结构连接而成的网状物。内质网的结构四、细胞的结构及其功能（三）细胞质2．细胞器4）核糖体核糖体是椭球形的粒状小体，有些附着在内质网上，有些游离在细胞质的基质中。核糖体是细胞内将氨基酸合成蛋白质的场所，因此，有人把它比喻成蛋白质的“装配机器”。四、细胞的结构及其功能（三）细胞质2．细胞器5）高尔基体高尔基体普遍存在于植物细胞和动物细胞中。一般认为，植物细胞中的高尔基体与细胞壁的形成有关；动物细胞中的高尔基体与细胞分泌物的形成有关。高尔基体的结构（左）及其在电子显微镜下的亚显微结构（右）四、细胞的结构及其功能（三）细胞质2．细胞器6）中心体动物细胞和低等植物细胞中都有中心体，它总是位于细胞核附近的细胞质中，接近于细胞的中心，因此叫作中心体。四、细胞的结构及其功能（四）细胞核细胞核是细胞遗传和代谢活动的控制中心。所有真核细胞，除高等植物韧皮部成熟的筛管和哺乳动物成熟的红细胞等极少数特例外，都含有细胞核。如果失去细胞核，一般来说，最终将导致细胞死亡。细胞核包括核膜、染色质、核仁和核基质等部分。细胞核的结构四、细胞的结构及其功能（四）细胞核又称为核被膜，是细胞核与细胞质之间的界膜，由两层生物膜围绕而成。核膜：细胞核内除了DNA外，还有蛋白质和RNA。细胞分裂时，DNA高度折叠包装形成光镜下就可以观察到的一条条染色体。染色体：处于分裂间期的细胞核中，用光镜可以看到圆形或椭圆形的核仁，其主要功能是进行核糖体RNA的合成。核仁：又称核骨架，有广义和狭义两种概念。核基质：目录02细胞分裂一、无丝分裂细胞无丝分裂的过程比较简单，一般是细胞核先延长，从核的中部向内凹陷，缢裂成两个细胞核；接着，整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。蛙的红细胞的无丝分裂二、有丝分裂细胞进行有丝分裂，具有一定的周期性。连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，是一个细胞周期。一个细胞周期包括分裂间期和分裂期两个阶段。从细胞一次分裂结束之后到下一次分裂之前，是分裂间期；分裂间期结束之后，就进入分裂期。有丝分裂的细胞周期二、有丝分裂细胞分裂间期是新的细胞周期的开始，这个时期为细胞分裂准备了条件。用光学显微镜观察分裂间期的细胞，往往看不出细胞有什么明显的变化，细胞似乎是静止的。实际上细胞内部正发生着复杂的变化，主要是完成组成染色体的DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。（一）分裂间期二、有丝分裂在细胞分裂期，细胞核明显地发生着连续变化，其变化过程主要是染色体和纺锤体出现，染色体平均分配到两个子细胞中去。人们为了研究方便，人为地把分裂期分为四个时期：前期、中期、后期和末期。其实，分裂期的各个时期的变化是连续的，并没有严格的界限。下面以高等植物细胞为例，讲述有丝分裂的过程。植物细胞的有丝分裂（二）分裂期二、有丝分裂（二）分裂期在细胞分裂前期，最明显的变化是细胞核中出现染色体。在细胞分裂后期，每一个着丝点分裂成两个，原来连接在同一个着丝点上的两条姐妹染色单体也随着分离开来，成为两条染色体。在细胞分裂中期，纺锤体清晰可见。当这两套染色体分别到达细胞的两极以后，每条染色体又逐渐变成细长而盘曲的丝。1．前期2．中期3．后期4．末期二、有丝分裂动物细胞有丝分裂的过程与植物细胞基本相同。不同的是：第一，动物细胞有中心体，在细胞分裂的间期，中心体内的两个中心粒各自产生了一个新的中心粒，因而细胞中有两组中心粒。动物细胞的有丝分裂（三）动物细胞有丝分裂与植物细胞有丝分裂的区别目录03细胞分化、衰老与凋亡一、细胞分化与全能性细胞分化就是由一种相同的细胞类型经过细胞分裂后，逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异，产生不同的细胞类群的过程。（一）细胞分化1．细胞分化的特点一、细胞分化与全能性细胞分化的特点主要可以概括为以下四点：（一）细胞分化1．细胞分化的特点①持久性。细胞分化贯穿于生物体的整个生命进程中，在胚胎期达到最大程度。②稳定性和不可逆性。一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。③普遍性。细胞分化在生物界普遍存在，是生物个体发育的基础。④遗传物质不变性。一、细胞分化与全能性细胞分裂是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础，其特点是：（一）细胞分化2．细胞分化与细胞分裂的关系①使单细胞生物产生新的个体；②使多细胞生物产生新细胞，使生物幼体由小长大；③通过分裂，将复制的遗传物质平均分配到两个子细胞中。一、细胞分化与全能性细胞分化的不可逆性突出表现在，随着发育过程向前推进，细胞的分化发育潜能愈来愈窄。例如，1958年，美国科学家斯图尔德将胡萝卜韧皮部的一些细胞进行培养，由于细胞分化而最终发育成完整的植株。（二）细胞全能性植物体细胞培养产生完整植株二、细胞的衰老与死亡生物体内的绝大多数细胞都要经过未分化、分化、衰老、死亡这几个阶段。可见，细胞的衰老和死亡也是正常的生命现象。我们知道，生物体内每时每刻都有细胞在衰老、死亡，同时又有新增殖的细胞来代替它们。（一）细胞的衰老二、细胞的衰老与死亡衰老的细胞具有以下主要特征：（一）细胞的衰老①水分减少，使细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢的速度减慢；②有些酶的活性降低，例如，人的头发基部的黑色素细胞衰老时，细胞中的酪氨酸酶活性降低，就会导致头发变白；③

细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累，由于细胞内脂褐素占有的面积增大，阻碍了细胞内物质的交流和信息的传递，影响了细胞正常生理功能的进行，最终导致细胞的衰老和死亡；④衰老的细胞呼吸速度减慢，细胞核体积增大，染色质固缩、染色加深；⑤细胞膜通透性功能改变