[理学]第3章 细胞.ppt

3 细 胞,3.1 显微镜microscope的发明 3.2 细胞cell的基本概念 3.3 细胞的类别 3.4 细胞的结构 3.5 生物膜biomembrane 3.6 细胞成分与结构的分离,3.1 显微镜的发明,300多年前 Leeuwenhoek 世界上最早的显微镜 Robert Hooke 软木 蜂窝状的小格子“细胞” 1838年 Schleiden 1839年 Schwann 细胞是组成生物体的基本单位,显微镜的发明打开了微观世界的大门,光学显微镜 optical microscope,透射电子显微镜 Transmission electron microscope,扫描电子显微镜 Scanning electron microscope,3.2 细胞的基本概念,1855年，Virchow 细胞学说可以归纳为以下两点： 1 所有生物都由细胞和细胞的产物组成； 2 新的细胞必须经过已存在的细胞分裂而产生。 细胞是生命活动的基本单位,细胞是生命活动的功能单位，一切代谢活动 均以细胞为基础； 特化的细胞分工合作，共同完成复杂的生命活动,细胞是生命的基本结构单位，所有生物都是 由细胞组成的；,细胞是生殖reproduction和遗传genetic的基础与桥梁；具有相同的遗传语言； 细胞是生物体生长发育的基础；,形状与大小各异的细胞是生物进化evolution的结果,为什么说细胞是生命的基本单位,细胞是生命的基本结构单位，所有生物都是由细胞组成的； 细胞是生命活动的功能单位，一切代谢活动均以细胞为基础； 细胞是生殖和遗传的基础与桥梁；具有相同的遗传语言； 细胞是生物体生长发育的基础； 形状与大小各异的细胞是生物进化的结果 没有细胞就没有完整的生命（病毒的生命活 动离不开细胞）,3.3 细胞的类别,原核细胞、真核细胞,原核细胞prokaryotic cell 遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个环状DNA构成 细胞内没有核膜和具有专门结构与功能的细胞器的分化,植物细胞和动物细胞,植物细胞和动物细胞,3.4 细胞的结构,细胞膜plasma membrane和细胞壁cell wall 细胞膜又称质膜，具有半透性，可选择地让物质通过；它还有一些细胞识别位点如激素的受体、抗原结合点等，具有接受外界信息、与外界通讯等功能。 植物细胞的细胞膜外还有细胞壁，具有支持和保护植物细胞的功能。,核被膜nuclear envelope是包在核外的双层膜，外膜可延伸与细胞质中的内质网相连。一些蛋白质和RNA分子可通过核被膜或核被膜上的核孔进入或输出细胞核。 染色质chromatin是核中由DNA和蛋白质组成并可被苏木精等染料染色的物质，染色质DNA含有大量基因片段，是生命的遗传物质。 核仁nucleoli是核中颗粒状结构，富含蛋白质和RNA，核糖体的装配场所。 染色质和核仁都被液态的核基质所包围。,细胞核,细胞器organelle 细胞膜内是透明粘稠并可流动的细胞质基质，细胞器分布在细胞质基质中。 细胞器主要包括：内质网endoplasmic reticulum、核糖体ribosome、高尔基体golgi complex、溶酶体lysosome、线粒体mitochondrion、质体plastid、微体、液泡vacuole、微管microtubule、微丝microfiliment等。有的细胞表面还有鞭毛flagella或纤毛cilia。,线粒体 mitochondrion 由内膜和外膜包裹的囊状结构，囊内是液态的基质。外膜平整，内膜向内折入形成一些嵴，内膜面上有ATP酶复合体。线粒体是细胞呼吸和能量代谢中心。线粒体基质中还含有DNA分子和核糖体。,质体 plastid 是植物细胞的细胞器，包括白色体和有色体。 叶绿体 chloroplast 是最重要的有色体，是植物光合作用的细胞器。叶绿体也有两层膜，也含有环状的DNA和核糖体。,内质网 endoplasmic reticulum 脂类双分子层为基础形成的囊腔和管道系统。光面内质网与脂类合成和代谢有关。糙面内质网膜上附有颗粒状的核糖体。核糖体是细胞合成蛋白质的场所，糙面内质网合成并运输蛋白质。,高尔基体 golgi complex 是一些聚集的扁的小囊和小泡。是细胞分泌物的加工和包装场所，最后形成分泌泡将分泌物排出体外。高尔基体还与植物分裂时的新细胞壁和细胞膜的形成有关。,溶酶体 lysosome 是单层膜小泡，由高尔基体断裂而产生, 内含多种水解酶, 可催化蛋白质、核酸、脂类、多糖等生物大分子，消化细胞碎渣和从外界吞入的颗粒。,微体 microbody 液泡vacuole,细胞骨架 cytoskeleton 由微管、肌动蛋白和中间丝构成的，维持着细胞的形态结构和内部结构的有序性。,3.5 生物膜biomembrane,各类细胞器的膜（如内质网膜、内囊体膜等）、质膜和核膜在分子结构上基本相同，它们统称为生物膜。,膜的结构 1895年 Overton 膜是由脂组成的 1917年 Langmuir 磷脂单分子层 1925年 Gorter & Grendel 磷脂双分子层 1932年 Davson & Danielli “三明治”模型 流动镶嵌模型,生物膜的“流动镶嵌模型”主要特点,有序性 流动性 不对称性,生物膜的结构是与其功能相一致的。,物质的跨膜运输transmembrane transport,被动运输passive transport简单扩散simple spreading,水的简单扩散（渗透作用）,被动运输易化扩散facilitated transport,主动运输positive transport钠钾泵（动物细胞） 直接消耗ATP,主动运输质子泵（植物细胞） 直接消耗ATP,主动运输协同运输co-transport 间接消耗ATP,胞吞endocytosis和胞吐exocytosis作用 生物大分子或颗粒物质的运输,物质的跨膜运输 transmembrane transport（总结）,被动运输passive transport简单扩散 易化扩散 主动运输posive transport直接消耗ATP （动物细胞）钠钾泵 （植物细胞）质子泵 间接消耗ATP协同运输 胞吞endocytosis和胞吐exocytosis作用 生物大分子或颗粒物质的运输,3.6 细胞成分与结构的分离,用细胞破碎技术和超离心技术对细胞器或细胞结构成分进行分离和进一步的生物化学分析是探索细胞结构与功能相互关系的重要途径。,300多年前英国人Leeuwenhoek制出了世界上最早的显微镜，打开了微观世界的大门。 细胞学说可以归纳为；所有生物都由细胞和细胞的产物组成；新的细胞必须经过已存在的细胞分裂而产生。 原核细胞prokaryotic cell是地球上起源最早、结构最简单的生命形式。原核细胞的遗传物质分布于核区，没有以膜为基础的具特定结构与功能的细胞器，细胞壁主要化学成分是肽聚糖而区别于以纤维素为主的植物细胞壁。 真核细胞eukaryotic cell具有真正的细胞核，其遗传物质DN