细胞生物学教学课件第02章 细胞的基本概念

第二章细胞的统一性与多样性,本章内容提要,第一节细胞的基本特征,第二节原核细胞与真核细胞概念的确立,第三节细胞的形状和大小,第四节病毒,复习思考题,第一节细胞的基本特征,定义：细胞是有膜包围的能独立进行繁殖的原生质团。,原生质(protoplasm)：指活细胞的全部活物质，包括质膜、细胞质和细胞核（或类核）。,细胞的结构组成图解：,细胞,第一节细胞的基本特征,(2)具有一层细胞质膜,(3)具有一套完整的代谢机构,1.细胞进行生命活动应具有的最基本的要素：,第一节细胞的基本特征,枝原体(mycoplast)：最小0.1m，具备了进行生命活动最基本的三项要素。,病毒：体积小（多小于0.1m），缺少进行独立代谢的某些基因和机构（单独存在时不能自我繁殖，必须依赖于宿主细胞）。,第一节细胞的基本特征,病毒不是细胞，只是具有部分生命特征的感染物，最多只能被称为“半生命”。,枝原体是细胞！,2.细胞区别于无机界的最主要的特性：,在结构上具有自我装配的能力；在生理活动中具有自我调节的能力；在增殖上具有自我复制的能力。,这些特性也可以说是生命的特征，它们的丧失即意味着死亡。,第一节细胞的基本特征,细胞是多层次非线性的复杂结构体系细胞具有高度复杂性和组织性细胞是物质（结构）、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；细胞参与大量机械活动；细胞对刺激作出反应；,细胞概念的一些新思考,第二节原核细胞与真核细胞概念的确立,具有细胞壁和叶绿体,对于某些生物来说却遇到了分类上的困难：,眼虫(Euglena)有叶绿体却无细胞壁;细菌和真菌虽有细胞壁但无叶绿体;,400余万种生物：,没有细胞壁和叶绿体,早期,营养方式运动能力细胞结构,根据进化地位、结构的复杂程度、遗传装置的类型与主要生命活动的方式等H.Ris将细胞分为原核细胞（prokaryoticcell)和真核细胞(eukaryoticcell)。原核细胞-原核生物真核细胞-真核生物,第二节原核细胞与真核细胞概念的确立,枝原体的遗传物质分布于整个细胞中；细菌的遗传物质则集中在一个无明确界限的低电子密度的拟核(nucleoid)区中。原核细胞中的DNA为裸露的直径2.5nm的环状双螺旋分子（长约几十nm）。,一、原核细胞(Prokaryoticcells),1.原核细胞最主要的特征是没有由膜包围的细胞核,拟核,原核细胞-细菌的电镜照片（示拟核）,细菌的三维模式图,大多数原核细胞比较小，平均只有110m。枝原体、立克次体和鹦鹉热菌最小只有0.10.3m。大的原核细胞如蓝细菌中的颤藻(Oscilatoliaprinceps)，直径可达60m。有的物种，细胞分裂后可连成链或丝，也有的形成群体。它们的繁殖方式一般为二分裂，也有的产生孢子，少数行出芽生殖。,2.大多数原核细胞比较小、繁殖方式简单,质膜内为细胞质和拟核，多数在质膜外还有一层硬的细胞壁。,枝原体(mycoplasma)的质膜外面没有细胞壁，为原生质体(protoplast)。如人体中的类胸膜炎球菌(pleuropneumonia-likeorganism)和植物细胞中的螺原体(spiroplasma,citrii)。,2.原核细胞的形态和结构比较简单,螺原体(一种枝原体),类胸膜炎球菌,原核细胞的质膜具有单位膜的典型特征，厚约10nm。某些原核生物的质膜在有的部位发生内褶，形成间体(mesosome)(与细胞呼吸和分裂有关)。大多数原核生物没有恒定的内膜系统，没有分区化（原核细胞区别于真核细胞的重要特征之一）。原核生物的核糖体较小(70S)，直径约1520nm，其所含的RNA和蛋白质亦不同于真核细胞。,质膜是细胞进行生命活动的一种基本结构，质膜遭到破坏后任何细胞都不能存活。,细菌鞭毛,细菌荚膜,真核细胞最主要的特点是，细胞内由膜间隔成了许多功能区。,二、真核细胞(eukaryoticcells),其中，核膜、内质网、高尔基体在结构上形成了一个连续的体系，称为内膜系统。,内膜系统将细胞质分隔成了一些区间，即所谓的分区化(compartmentalization)。,最明显的是含有由膜围成的细胞核和细胞器（线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体等）。,质膜、溶酶体和分泌泡均可看作是内膜系统的产物。,分区化是细胞进化高等的特征，它使细胞的代谢活动的效率比原核细胞大为提高。,线粒体和叶绿体则承担了一些特殊功能：氧化磷酸化作用主要集中在线粒体中进行；,植物细胞的光合作用则集中在叶绿体中进行。,细胞表面的一层单位膜，特称为质膜,真核细胞的主要结构有如下几种：,1.质膜(plasmamembrane)：,核表面是由双层膜构成的核被膜(nuclearenvelope)，核内包含有由DNA和蛋白质构成的染色质(chromatin)。分裂期染色质凝缩成短棒状，称为染色体(chromosome)。,2.细胞核,(nucleus),存在于质膜与核被膜之间的原生质称为细胞质，各种细胞器与细胞骨架均存在于细胞质中。除膜围细胞器和细胞骨架外，细胞质的其余部分称为细胞质溶质(cytosol)或胞质溶胶（过去曾称为细胞质基质，cytoplasmicmatrix)。,3.细胞质,(cytoplasm),原核细胞与真核细胞的主要区别,两类细胞在结构、代谢和遗传活动上有很大的差异,古核细胞（古细菌）（archaebacteria）,原核生物在极早世代演化为两大类，古细菌与真细菌。真细菌包括目前已知的绝大多数原核生物，而古细菌则是一些在地球上特殊环境中的细菌，代表了原始地球环境中生命存在与繁衍的特定形式。最早发现的古细菌有甲烷细菌类，16SrRNA序列分析发现其与原核细胞相差甚远；其它的古细菌有：盐细菌（halobacteria)、热原质体（thermoplasma)、硫氧化菌（sulfolobus)等几百种,与真核细胞曾在进化上有过共同历程:（1）细胞壁的成分:与真核细胞一样，对抑制壁酸合成的抗生素不敏感。（2）DNA与基因结构：古细菌DNA中有重复序列的存在。存在内含子。（3）有类核小体结构：古细菌具有组蛋白,有类似核小体结构。（4）核糖体：介于真核细胞核糖体80S（70-84种蛋白）与真细菌70S（55种蛋白）之间，有60种以上蛋白。（5）5SrRNA：古细菌与真核生物同属一类，而真细菌却与之差距甚远。5SrRNA二级结构的研究也说明很多古细菌与真核生物相似。除上述各点外，根据DNA聚合酶分析，氨基酰tRNA合成酶的作用，起