《医学生物学》第三章 细胞概述 PPT课件

第二 章 生命的细胞基础,第一节 细胞的基本概念,一、细胞的基本共性,所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜，即细胞膜。所有的细胞都含有两种核酸：即DNA与RNA作为遗传信息复制与转录的载体。作为蛋白质合成的机器核糖体，毫无例外地存在于一切细胞内。所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。,二、非细胞形态的生命体 病毒及其与细胞的关系,病毒的基本知识病毒（virus）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 病毒的多样性类病毒（viroid）仅由感染性的RNA构成；朊病毒（prion） 仅由感染性的蛋白质亚基构成；,类病毒,类病毒仅为一裸露的RNA分子，无衣壳蛋白。不能像病毒那样感染细胞，是当今所知道的一种核酸的最小的，专性细胞内寄生的分子生物。它的基因组为单股闭合环状的RNA分子，仅含330380核苷酸。类病毒能耐受紫外线和作用于蛋白质的各种理化因素，比如对蛋白酶，胰蛋白酶，尿素等都不敏感,在90下仍能存活。类病毒现在仅在高等植物中发现，例如番茄簇顶病，柑桔裂皮病，黄瓜白果病，椰子死亡病等，危害很大。只有当植物细胞受到损伤，失去膜屏障，才能在供体植株与受体植株间传染。防治的方法主要选择无感的种子和繁殖体，以及防止机械传播。,朊毒体,蛋白质性质的感染颗粒。 最早由美国加利福尼亚大学的斯坦利B布鲁辛纳（Stanley B. Prusiner）于1982年发现的朊毒体。普利辛纳荣获1997年度诺贝尔生理学或医学奖。这种蛋白质粒子缺乏核酸，称为病毒并不妥当，故现在称为朊毒体。 研究表明，朊病毒是蛋白质在特定条件下发生突变或构型上的变化，由良性变为恶性，即变为具有传染性的蛋白质颗粒。,利用分子探针技术证明正常人PrP基因位于第20对染色体的短臂上，并证明PrPC是人类及动物细胞内的正常成分。 PrPSC是致病特异性重要成分。 序列测定表明PrPC与PrPSC之间并无差别，同属一种蛋白质却有两种构型。PrPC -螺旋高达42%，-片层(-sheet)仅3%，而PrPSC的蛋白骨架却完全伸展，形成的-片层高达43%，螺旋仅30%。 在培养细胞内，PrPC向PrPSC的转变发生在神经元内部，此后PrPSC在溶酶体中沉积。在大脑中填满PrPSC及伴随的杆状淀粉样(amyloid)颗粒的溶酶体，会突然爆破并损害细胞。当宿主的神经细胞死亡后，在脑组织中留下许多小孔如海绵状，释出的PrPSC会袭击另外的细胞，这是朊毒体的重要特点。,临床变化都局限于中枢神经系统。朊毒体的致病过程是：经一定传播途径（如进食患病动物的肉和内脏）侵入机体并进入脑组织， PrPC向PrPSC的转变其PrPSC沉积于不同的神经元溶酶体内，导致被感染的脑细胞受损、坏死，释出的朊毒体又侵犯其它脑细胞，使病变不断发展；病变的神经细胞死亡后，脑组织中留下大量小孔呈海绵状，并出现相应的临床症状，这就是众所周知的海绵状脑病。,由朊病毒引起的疾病发生在人和动物身上，人的朊病毒病已发现有4种：库鲁病（Ku-rmm）、克雅氏综合症（CJD，疯牛病）、格斯特曼综合症（GSS）及致死性家庭性失眠症（FFI）。随着朊病毒的侵入、在神经元树突和细胞本身，尤其是小脑星状细胞和树枝状细胞内发生进行性空泡化，星状细胞胶质增生，灰质中出现海绵状病变。朊病毒病属慢病毒性感染，皆以潜伏期长，病程缓慢，进行性脑功能紊乱，无缓解康复，终至死亡为特征。,病毒在细胞内增殖（复制）,病毒侵入细胞，病毒核酸的侵染病毒核酸的复制、转录与蛋白质的合成病毒的装配、成熟与释放,三、.细胞的形态,四. 细胞的大小,1m=102cm=103mm=106um=109nm,五、细胞的基本结构,真核细胞的基本结构,光镜下结构,细胞膜,细胞质,细胞核,电镜下结构,膜相结构,非膜相结构,细胞膜,内质网,高尔基复合体,线粒体,溶酶体,过氧化氢体,核膜,核糖体,中心粒,微管,微丝,中等纤维,细胞质基质,核仁,染色质,核基质,原核细胞(prokaryotic cell)的基本结构,（一）支原体(mycoplasma),六、原核细胞与真核细胞,（二）细菌(bacteria),质粒,间体,真核细胞(eukaryotic cell)的基本结构,真核细胞的基本结构,光镜下结构,细胞膜,细胞质,细胞核,电镜下结构,膜相结构,非膜相结构,细胞膜,内质网,高尔基复合体,线粒体,溶酶体,过氧化氢体,核膜,核糖体,中心粒,微管,微丝,中等纤维,细胞质基质,核仁,染色质,核基质,原核细胞与真核细胞的比较,特征,原核细胞,真核细胞,细胞大小,较小（110m）,较大（10100 m）,细胞核,无核仁和核膜,有核仁和核膜,细胞器,无（除核糖体外）,有各种细胞器,核糖体,70S（50S+30S）,80S（60S+40S）,染色体,只有一条DNA，DNA裸露不与组蛋白和酸性蛋白结合。,有几条DNA，DNA与组蛋白和酸性蛋白结合，有若干对染色体。,内膜系统,简单,复杂,细胞骨架,无,有微管，微丝,细胞壁,主要组分为肽聚糖,主要组分为纤维素,转录和翻译,出现在同一时间和地点（细胞质中）,出现在不同时间和地点（转录在核内，翻译在细胞质中）,细胞分裂,无丝分裂,有丝分裂和减数分裂,真核细胞与原核细胞最根本的区别,细胞膜系统的分化与演变 1.首先分化为两个独立的部分-核与质2.细胞质内以膜系统为基础分化为结构更为精细、功能更为专一的单位各种重要的细胞器。遗传信息量与遗传装置的扩增与复杂化。1.编码结构蛋白与功能蛋白的基因数量大大增多。2.遗传信息重复序列与染色体多倍体的出现3.遗传信息的复制、转录与翻译的装置和程度相应复杂化。,古核生物（archaeon）,古核生物 最初被命名为古细菌(archaebacteria),现称为古核生物,并被确认为不同于真核生物和细菌的第三类生物,是原始大气缺氧时代生存下来的活化石。它无真正的核;以甲硫氨酸为蛋白质合成的起始氨基酸,但又不同于细菌,壁中无肽聚糖。,古核生物的特征,是一类很持殊的细菌，多生活在极端的生态环境中。具有原核生物的某些特征，如无核膜及内膜系统；有真核生物的特征，如以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；既不同于原核细胞也不同于真核细胞的特征，如：细胞膜中的脂类是不可皂化的；细胞壁不含肽聚糖，有的以蛋白质为主，有的含杂多糖，有的类似于肽聚糖，但都不含胞壁酸、D型氨基酸和二氨基庚二酸。,古核生物的类型,极端嗜热菌（themophiles）：能生长在90以上的高温环境。如斯坦福大学科学家发现的古细菌，最适生长温度为100，80以下即失活，德国的斯梯特（K. Stetter）研究组在意大利海底发现的一族古细菌，能生活在110以上高温中，最适生长温度为98，降至84即停止生长；美国的J. A. Baross发现一些从火山口中分离出的细菌可以生活在250的环境中。嗜热菌的营养范围很广，多为异养菌，其中许多能将硫氧化以取得能量。极端嗜盐菌（extremehalophiles）：生活在高盐度环境中，盐度可达25%，如死海和盐湖中。极端嗜酸菌（acidophiles）：能生活在pH值1以下的环境中，往往也是嗜高温菌，生活在火山地区的酸性热水中，能氧化硫，硫酸作为代谢产物排出体外。,思考题,根据你所掌握的指示，如何理解“细胞是生命活动的基本单位”这一概念？请你在阅读了本章以后对原核