细胞基本知识概要

关于细胞基本知识概要

细胞是有机体形态结构与功能的基本单位，是生命活动的基本单位。但细胞并不是生命的唯一表现形式。

第一节细胞的基本概念第2页,共43页，2024年2月25日，星期天一、细胞是生命的基本单位

●一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位

●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

●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

●没有细胞就没有完整的生命第3页,共43页，2024年2月25日，星期天

所有细胞表面均具有脂蛋白体系构成的细胞膜；

所有的细胞都有两种核酸（DNA与RNA）作为遗传信息复制与转录的载体；

所有的细胞都具有作为蛋白质合成的机器——核糖体；

所有细胞都以一分为二的方式进行分裂增殖。

二、细胞的基本共性第4页,共43页，2024年2月25日，星期天第二节

细胞的形态、大小细胞具有多种多样的形态，有球形、杆状、星形、多角形、梭形、圆柱形等。多细胞生物体，依照细胞在各种组织和器官中所承担的不同功能，分化形成了各种不同的形状。2.4.1细胞的形态第5页,共43页，2024年2月25日，星期天1.大肠杆菌2.念珠藻；3.小球藻；4.酵母菌；5.火丝菌；6.眼虫；7.分生组织细胞；10.大鼠肝细胞；11.成纤维细胞；12.肾近曲小管上皮细胞13.人红血细胞；14.人精子；15.哺乳动物横纹肌细胞16.哺乳动物三极平滑肌细胞；17.中枢神经系统的神经元本体部分第6页,共43页，2024年2月25日，星期天细胞的形态结构与功能具有相关性与一致性，如红细胞的结构、精细胞与卵细胞的结构。第7页,共43页，2024年2月25日，星期天细胞大小及体积恒定典型的原核细胞直径平均在0.1～10μm之间，而真核细胞的直径平均为3～30μm;一般地，动植物细胞比细菌大10倍第8页,共43页，2024年2月25日，星期天■同类型细胞的体积一般是相近的，不依生物个体的大小而增大或缩小。如人、牛、马、鼠、象的肾细胞、肝细胞的大小基本相同。例外：某些不同来源的细胞大小变化很大,如人的卵细胞直径只有0.1mm,而鸵鸟的卵细胞的直径则有5cm■器官的大小主要决定于细胞的数量，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"细胞体积的守恒定律"。■细胞体积的守恒定律第9页,共43页，2024年2月25日，星期天细胞的大小并非是随意改变的，细胞的体积维持相对恒定。其大小受下列因素控制：1细胞的体积与表面积成反比关系，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。第10页,共43页，2024年2月25日，星期天细胞分裂的原因12483264610162464966:15:14:13:12:11.5:1VSS/V第11页,共43页，2024年2月25日，星期天

2细胞质与细胞核的关系3细胞内物质的交流运输与细胞体积的关系5

酶蛋白质种类的限制细胞不仅对体积的增大有限制，而且对体积的减少也有限制。细胞要维持正常的独立生活功能，最低限度需要500~1000种不同类型的酶和蛋白质，因此细胞不能无限减小。第12页,共43页，2024年2月25日，星期天一、原核细胞原核细胞(Prokaryoticcell)是组成原核生物的细胞。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。第三节细胞类型和结构体系古细菌与真细菌（古核生物与原核生物）第13页,共43页，2024年2月25日，星期天（一）原核细胞

prokaryoticcell无核膜，DNA游离在细胞质中缺少内膜系统无细胞骨架染色体为环状，一条细胞小，多在1-10微米原核细胞包括支原体、细菌、蓝藻等。第14页,共43页，2024年2月25日，星期天

最小最简单的细胞—支原体（mycoplastgenitalium）

大小0.1～0.3μm，仅为细菌的十分之一

支原体的形态结构第15页,共43页，2024年2月25日，星期天肺炎支原体侵染仓鼠气管组织的TEM照片

第16页,共43页，2024年2月25日，星期天原核细胞——细菌可分为：球菌、杆菌和螺旋菌（弧形菌）。肉毒梭菌淋病球菌大肠杆菌第17页,共43页，2024年2月25日，星期天细菌基本结构拟核细胞壁细胞膜中膜体荚膜鞭毛第18页,共43页，2024年2月25日，星期天二、古核细菌（古细菌）：是一些生长在极端特殊环境中的细菌。如盐细菌、热原质体、硫氧化菌等。第19页,共43页，2024年2月25日，星期天a:Aquificialespyrophilus；b:Pyrolobusfumarii；Pyrolobusfumarii

可以生活在90-113℃，pH4.0-6.5。其最适生存温度为106℃，低于85℃和高于115℃则不生长，能在121℃的高温中存活1小时。第20页,共43页，2024年2月25日，星期天各类生物能忍受的上限温度：古细菌113℃细菌90℃真菌60℃藻类55-60℃原生动物56℃维管束植物49℃鱼类和其他水生脊椎动物38℃第21页,共43页，2024年2月25日，星期天古细菌与真细菌、真核细胞的关系古细菌尽管属于原核类，但与真细菌有明显差别,与真核细胞更相似：

细胞壁成分不同，对抗菌素的反应不同DNA与基因结构核小体结构核糖体对抗菌素的反应更类似于真核细胞的5SrRNA与真核细胞更接近目前认为真核生物可能起源于古核生物第22页,共43页，2024年2月25日，星期天三类细胞的关系古细菌Archaeobacteria真细菌Eubacteria)真核细胞Eukaryoticcell第23页,共43页，2024年2月25日，星期天三、真核细胞

真核细胞是构成真核生物的细胞，具有典型的细胞结构，有明显的细胞核、核膜、核仁和核基质。真核细胞主要特点是以生物膜为基础进一步分化，使细胞内部产生许多功能区室，它们各自分工负责又相互协调和协作。第24页,共43页，2024年2月25日，星期天真核细胞的结构与功能

真核细胞区域化（Compartmentalization）

代谢有序性和自控性细胞核---“中心调度室”,细胞生命活动的控制中心内质网---合成蛋白质、脂类和糖类的“生产车间”高尔基体---生物大分子加工、包装的“加工车间”线粒体和叶绿体---产能的“动力车间”核糖体---蛋白质生产的机器溶酶体---“回收车间”和“保卫处”

细胞骨架系统（MF,MT,IF）---支架、运输、运动膜流---生产“流水线”和“传送带”

第25页,共43页，2024年2月25日，星期天真核细胞的一般结构高尔基体滑面内质网粗面内质网核糖体细胞核第26页,共43页，2024年2月25日，星期天（一）

真核细胞的基本结构体系

脂蛋白体系构成的生物膜系统

核酸-蛋白质复合体构成的遗传信息表达结构系统

由特异的结构蛋白装配而成的细胞骨架系统

第27页,共43页，2024年2月25日，星期天第28页,共43页，2024年2月25日，星期天★

生物膜结构体系：

真核生物在进化过程中，细胞体积不断增大，出现细胞内部结构的分化，最主要的特征是以质膜为基础的既独立又相互联系的膜结构系统。这些结构及细胞器包括细胞质膜、核膜、内质网、高尔基体、溶酶体、线粒体和叶绿体等。第29页,共43页，2024年2月25日，星期天第30页,共43页，2024年2月25日，星期天膜结构体系的基本作用：（1）为细胞提供保护；（2）为细胞提供较多的质膜表面；使细胞内部结构区室化。（3）为细胞内的物质运输提供了特殊的运输通道，保证了各种功能蛋白及时准确地到位而又互不干扰。第31页,共43页，2024年2月25日，星期天遗传信息表达结构系统：又称为颗粒纤维结构系统，包括细胞核和核糖体。第32页,共43页，2024年2月25日，星期天★细胞骨架系统：细胞骨架是由蛋白质与蛋白质搭建起的骨架网络结构，包括细胞质骨架和细胞核骨架。细胞骨架系统首要作用是维持细胞的一定形态；细胞内物质运输的动脉；细胞内基质区域化；帮助细胞移动或行走；主要成分:微管、微丝和中间纤维。第33页,共43页，2024年2月25日，星期天第34页,共43页，2024年2月25日，星期天（二）真核细胞与原核细胞的比较1、细胞膜系统的分化与演变，真核细胞以膜系统的分化为基础，首先分化为两个独立的部分——核与质，细胞质内又以膜系统为基础分隔为结构更精细、功能更专一的单位——各种重要的细胞器。

细胞内部结构与职能的分工是真核细胞区别于原核细胞的重要标志。根本区别：第35页,共43页，2024年2月25日，星期天原核细胞真核细胞第36页,共43页，2024年2月25日，星期天2、遗传信息量与遗传装置的扩增与复杂化。真核细胞内出现遗传信息重复序列与染色体多倍性；真核细胞基因表达及其调控方式区别于原核细胞：基因表达程序具有严格的时空关系，多层次的调控第37页,共43页，2024年2月25日，星期天

真核细胞与原核细胞基本特征的比较

特征原核细胞真核细胞细胞膜核膜染色体核外DNA胞质区域化细胞骨架核糖体细胞增殖有（行使多种功能）有

无

有裸露DNA，无组蛋白

DNA与组蛋白结合含有质粒DNA线粒体与叶绿体DNA

简单（无细胞器）复杂有各种细胞器

无

有（MT、MF、IF）70S型（30S和50S）80S型（40S和60S）

无丝分裂有丝分裂、减数分裂第38页,共43页，2024年2月25日，星期天

真核细胞与原核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较

特征

原核细胞真核细胞遗传信息量基因组

DNA重复序列内含子

RNA聚合酶

DNA复制转录与翻译加工与修饰表达调控

大小

n2n

环状、裸露DNA

线形、染色体罕见大量存在无有一种复合体三种：