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第三章 细胞的分子基础和基本概念,第一节 细胞的化学组成,第二节 细胞的起源与进化 一、从分子到细胞 （一）多核苷酸的形成 地球大约是在46亿年前形成的。 原始地球上存在着大量的CH4、NH3、H2、H2O、N2、CO、CO2和H2S等，这些物质在当时的雷电、紫外线和火山爆发等因素作用下，可以合成氨基酸、核苷酸、单糖和脂肪酸等简单的有机小分子。,据推测，核苷酸之类简单的有机小分子能随机连接在一起形成多聚体（多核苷酸），目前认为无机矿物质催化剂可能促使这些反应发生。,（二）多肽的合成 当RNA催化剂结合上了氨基酸就有可能合成最初的蛋白质。,（三）原始细胞的形成 原始细胞大约是在35亿年前出现的。 有人设想在生命出现前的原始液体表面，磷脂分子能自发地装配成包围RNA和蛋白质的膜结构，这种初级的形态实体经过自然选择便形成了原始细胞。 然后，RNA发展为DNA。,第一个活细胞形成的一系列事件可能起源于RNA。RNA在生命起源中起主导与中心作用。 在进化的早期阶段，RNA具有功能二重性：既能储存信息也能催化化学反应。 核酶。1982年，Cech等，RNA具有催化RNA剪接过程的活性。1992年，Noller等，肽酰转移酶活性：肽酰转移酶催化氨基酸间形成肽键，这是蛋白质合成过程中的关键反应。用蛋白酶K、去垢剂SDS以及苯酚等试剂处理大肠杆菌核糖体的50S大亚基，彻底去掉蛋白质，结果仍然具有肽酰转移酶的活性。用核酸酶处理将rRNA降解后，肽酰转移酶的活性也随之消失。 “RNA世界。”,在进化的过程中RNA将储存信息的功能交给DNA，使得遗传信息更为稳定、丰富；将催化的功能交给蛋白质，使得催化功能更为特异和多样。,二、从原核细胞到真核细胞 一切现代细胞看来都是从同一祖先细胞进化而来。 真核细胞大约是在15亿年前出现的，是由原核细胞进化而来。 真细菌（bacteria, eubacteria）与古细菌（archaea, archaebacteria）。 古细菌形态、大小与真细菌相似,而细胞的分子组织类似真核生物。许多嫌气、嗜盐、嗜酸(例如pH2) 和嗜热(例如110C)菌属之。,甲烷球菌。,真核细胞更可能起源于古细菌。,贾第鞭毛虫可能代表真核细胞进化过程中的一个中间阶段。 单细胞生物贾第鞭毛虫有细胞核(其实有两个),且有细胞骨架,但是它没有线粒体,也没有检测到内质网或高尔基复合体。,核被膜，内质网、高尔基复合体和溶酶体的膜，相信是起源于质膜内陷。核被膜、内质网、高尔基复合体和溶酶体都是总称为内膜系统的一部分。,。,有证据表明，线粒体起源于被一种原始的厌氧真核细胞所吞食的需氧细菌；叶绿体也起源于一种被吞入的细菌，这种细菌为光合细菌。,三、从单细胞到多细胞 单细胞向多细胞生物进化的过程可能是：首先形成群体，然后再演变为具有不同特化细胞的多细胞生物。,第三节 原核细胞与真核细胞 原核细胞（prokaryotic cell）与真核细胞（eukaryotic cell）。 原核生物（prokaryote）与真核生物(eukaryote)。 一、原核细胞 原核细胞有支原体、衣原体、立克次氏体、细菌、放线菌与蓝细菌等。 原核细胞一般都有：（1）细胞壁；（2）细胞膜；（3）细胞质（其中有核糖体）；（4）拟核（nucleoid）。,（一）支原体 （二）细菌,大肠杆菌。,二、真核细胞 真核细胞区别于原核细胞的最主要特征是出现了有核被膜包围的细胞核。 （一）真核细胞的基本结构 细胞膜，细胞质，细胞核。,1、生物膜结构 2、细胞骨架结构 3、细胞质溶胶 4、细胞核与遗传信息储存结构,（二）真核细胞的形态与大小,三、原核细胞与真核细胞的比较,原核细胞 真核细胞 大小 较小 较大 细胞核 无 有 细胞膜 有 有 其它细胞器 无 有内质网、高尔基复合体、 溶酶体、线粒体和细胞骨架等 核糖体 有,70S 有,80S 遗传物质的存在方式 DNA环状 DNA线性 不与组蛋白结合 与组蛋白结合, 形成完善的染色体结构 基因组缺乏重复序列 基因组富含重复序列 基因一般无内含子 基因有内含子 基因表达 转录与翻译在同一区域进行 转录在细胞核中， 翻译在细