细胞的基本概念cell

第三章细胞的基本概念,主要内容,细胞的基本特征原核细胞真核细胞的主要特征细胞的一般常识细胞的化学成分重点：原核细胞与真核细胞的比较,第一节细胞的基本特征,一、细胞的基本概念细胞一词是由罗伯特.胡克（R.Hooke）于1665年提出的。细胞（cell）：细胞是有膜包围的，能进行独立繁殖的最小原生质团，同时细胞是生命活动的基本结构和功能单位。,细胞是多层次的结构体系：复杂而有序细胞能进行自我调控细胞能繁殖和留传后代,细胞是有序的动态的结构体系,细胞是物质、能量与信息过程精巧结合的综合体细胞完成各种化学反应；细胞需要和利用能量；细胞对刺激作出反应；细胞参与大量机械活动；,细胞的基本构成：质膜细胞器细胞质胞质溶质（胞质溶胶）细胞核（或类核）细胞骨架,原生质体,质膜外结构,名称：protoplasm（原生质）protoplast（原生质体）cytoplasm（细胞质）organelle（细胞器）cytosol（胞质溶胶）,原生质（protoplasm）：原生质是具有生命现象的细胞活物质，指构成细胞的全部活物质。原生质体（protoplast）：由脂双层膜包围着原生质的活细胞。也有这样说的原生质体是除去全部细胞壁的“细胞”，或是一个为脂膜所包围的裸露“细胞”。,细胞器（organelle）：细胞质中的在光学和电子显微镜下能够分辨出的，具有一定形态特点，执行特定功能的结构，称为细胞器。如质体、线粒体、内质网、核糖体、高尔基体、溶酶体、中心体、液泡。,细胞质(cytoplasm)：细胞质是指细胞核与细胞膜之间的原生质。细胞质中除了膜围细胞器以外的部分称为细胞质溶质或胞质溶胶（cytosol），内含有水、无机离子、酶以及可溶性大分子和代谢产物。,二、细胞的基本共性细胞进行生命活动的最基本要素：（1）一套基因组；（2）一层质膜；（3）一套完整的代谢系统。,细胞区别于无机界的最主要的特征：（1）在结构上具有自我装配的能力；（2）在生理活动中具有自我调节的能力；（3）在增殖上具有自我复制的能力。,支原体(0.1-0.3m)是最小的最简单的细胞三要素具备完成细胞功能至少需100种酶，酶促反应必须占的空间50nm，核糖体大小10-20nm，再加上质膜核酸等，可以推算细胞体积最小极限不可能小于100nm。最早发现的支原体是拟胸膜肺炎球菌病毒、类病毒、蛋白感染因子等不是细胞,第二节原核细胞与真核细胞一、概念prokaryticcell：没有典型细胞核的细胞，包括细菌和蓝藻eukaryoticcell：有细胞核和膜围细胞器的细胞，包括单细胞生物、全部多细胞生物的细胞,立克次氏体是原核细胞，有细胞壁，能引起人类患病，如斑疹伤寒。体虱是立克次体的宿主，通过它们感染人。立克次氏体是1909年美国病理学副教授立克次HowardTaylorRicketts首先发现的他不幸因感染斑疹伤寒而为科学献身。1916年罗恰利马首先从斑疹伤寒病人的体虱中找到，并建议取名为普氏立克次氏体，以纪念从事斑疹伤寒研究而牺牲的立克次和捷克科学家普若瓦帅克。,1、原核细胞（procaryoticcell）,最主要特征是没有由膜包围的细胞核，遗传物质通常集中于细胞的一个或几个区域中，这些区域与细胞质之间没有核膜隔开，所以一般把这种区域称为类核（nucleoid）又称拟核。,原核细胞主要形态特征：（1）细胞膜：单位膜，约10nm厚，暗亮暗形式,没有内膜系统。（2）类核：遗传物质集中区域，为一裸露环状DNA分子。（3）细胞质：没有内膜系统、细胞器（核糖体除外）。（4）细胞壁：肽聚糖等成分构成。,2、真核细胞（eucaryoticcell）,（一）电镜下真核细胞结构：（1）质膜：即细胞膜,为暗明暗三层结构的单位膜。（2）细胞核：a.核膜：双层核膜b.遗传物质：DNA组蛋白核小体染色质染色体c.核仁：一或多个核仁d.核质：核基质，内有核骨架。,（3）细胞质：存在于质膜与核被膜之间的原生质。有各种细胞器：内质网、高尔基体、溶酶体、线粒体、叶绿体、细胞骨架、中心粒、微体等。（4）细胞壁：由纤维素组成。,（二）动物细胞和植物细胞结构上的差异,真核细胞与原核细胞比有以下特点,二、原核细胞与真核细胞的区别,1、细胞膜系统的分化与演变结构与功能区域化(compartmentalization)与专一化：原核细胞没有膜包围的细胞核，而真核细胞的细胞核是有膜包围的;：真核细胞有内膜系统、及内膜系统演变的细胞器，原核生物没有内膜系统；,2、遗传装置及基因表达调控方式差异：.基因结构：原核细胞DNA环状，一个，DNA裸露或与少量蛋白质结合；真核细胞DNA线状，多个，DNA与多种蛋白质结合成核小体结构。DNA组蛋白核小体染色质染色体,.基因表达调控：原核细胞：DNA没有无用序列，均为编码序列；真核细胞：DNA常有内含子(intron）与外显子（exon）相间排列。内含子：DNA中不编码蛋白质的序列外显子：DNA中编码蛋白质的序列,基因（DNA）exonintron转录（mRNA）切掉切掉翻译（蛋白质),3、细胞骨架系统出现,原核细胞与真核细胞比较,细胞原核细胞真核细胞代表生物细菌、蓝藻和支原体原生生物、真菌、植物和动物细胞大小较小(1-10m)较大(10100m)细胞壁肽聚糖壁(支原体无)植物细胞有纤维素壁细胞膜有有核糖体70S(50S+30S)80S(60S+40S)内膜系统无有，分化为细胞器细胞骨架无有,细胞核拟核（无核膜和核仁）有核膜和核仁染色体一条裸露环状双链DNA两条以上线性DNA与蛋白质结合核外DNA细菌有质粒DNA线粒体、叶绿体DNA分裂方式无丝分裂有丝分裂，减数分裂,第三节关于细胞的一般常识,细胞的计量单位光、电镜下计量单位：m，nm,1毫米=1000微米(m)1微米=1000纳米(nm）=10000埃()1纳米(nm)=10埃1埃=0.1纳米（nm),一、细胞的大小,动植物细胞直径2030m。鸵鸟的卵黄直径可达5cm，支原体仅0.1m，人坐骨神经细胞可达1m。,人体内几种类型细胞的大小,人卵与精子,二、细胞的数目,生物体体积的大小由细胞数目决定一个健康人总细胞数大约40109个。每小时有几十亿个骨髓细胞和肠细胞死亡。细胞数目的增加依靠细胞的增殖,三、细胞的形态,细胞的形状与功能及存在位置有关。红血细胞为双面凹的圆盘状，表面积大，有利于O2和CO2交换；神经细胞具有传导作用，有很长的突起；保卫细胞呈半圆形，两个半月形细胞围成一个气孔。,第四节病毒,一、病毒的结构和分类结构：核酸(DNA或RNA)芯+蛋白质外壳分类：A.宿主：动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）。B.核酸：DNA病毒和RNA病毒。C.结构：真病毒、类病毒和朊病毒,二、类病毒（viroid)概念：有一类感染物在结构上比病毒还要简单，只由核酸构成，没有蛋白质衣壳。由于它们具有感染作用，类似于病毒，故称为类病毒。类病毒没有蛋白质外壳，仅为一裸露的RNA分子。,三、朊病毒（蛋白质感染因子）1982年，S.B.Prusiner，羊致病因子，prion(朊病毒）。只由蛋白质构成，这种蛋白质具感染能力。1997年诺贝尔奖。蛋白质感染子蛋白：PrPcPrPSc增殖：PrPSc使PrPc变成PrPSc，二聚体。,四、病毒在细胞内的活动(P22)病毒的增殖又称复制，必须利用宿主代谢系统进行。,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,第三章细胞的化学组成,水无机离子有机分子蛋白质酶核酸糖类脂类,蛋白质20种氨基酸一级结构多肽链二级结构螺旋和折叠三级、四级结构：结构域、功能域,酶（enzyme）本质是蛋白质protein高度特异性和专一性要求最适pH值和温度有辅助因子酶的活性受调控酶的类别：氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、异构酶、连接酶,核酸DNARNA（tRNA，mRNA，rRNA）,糖类单糖