细胞生物学-第二章细胞的基本知识

细胞生物学CellBiology,第二章细胞基本知识概要,第二章细胞基本知识概要,第一节细胞的基本概念第二节非细胞形态的生命体病毒及其与细胞的关系第三节原核细胞与真核细胞,第一节细胞的基本概念,一、细胞是生命活动的基本单位1、一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位2、细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位3、细胞是有机体生长与发育的基础4、细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性5、没有细胞就没有完整的生命6、关于细胞新概念的一些新思考,1、一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位,一切有机体均由细胞构成，只有病毒是非细胞形态的生命体。单细胞生物的有机体只有一个细胞构成多细胞生物的有机体由数量繁多，各种种类的细胞有机结合构成。,单细胞生物细胞的形态通常与细胞外沉积物或细胞骨架有关，如硅藻呈各种奇异的形态、草履虫像鞋底。高等生物细胞的形状与细胞功能及细胞间的相互作用有关。如肌肉细胞呈梭形；红细胞为圆盘状；植物叶表皮的保卫细胞成半月形，2个细胞围成一个气孔，以利于呼吸和蒸腾。高等动物的细胞离开有机体分散存在时，形状往往发生变化。如平滑肌细胞在体内成梭形，而在离体培养时则可成多角形。,草履虫,眼虫,钟形虫,植物气孔细胞,植物薄壁细胞,木材中的导管,人类红细胞,巨噬细胞,神经元细胞,大多数动植物细胞直径在2030m间。一般真核细胞的体积大于原核细胞，卵细胞大于体细胞。鸵鸟的卵黄直径可达5cm；支原体只有0.1m；人的坐骨神经细胞可长达1m。,几种细胞的大小,人卵与精子,2、细胞具有独立的、有序的自控代谢体系。细胞是代谢与功能的基本单位,细胞本身有一套严格程序的、自动控制的代谢体系，这是由细胞自身结构的装置及其协调笥所决定的，是长期进化的产物，细胞结构完整性的任何破坏，都会导致细胞代谢的有序性与自控性的失调。（细胞内的生化反应不同于试管中的反应，）各种分泌细胞的主要功能是合成分泌蛋白质或激素，都是以细胞作为基本的独立单位完成代谢过程的。,3、细胞是有机体生长与发育的基础,一切有机体的生长与发育是以细胞的增殖与分化为基础的，这是研究生物发育的基点。有机体的生长与发育是依靠细胞的分裂，细胞体积的增长，细胞的分化与凋来实现的，细胞是生物生长与发育的基本单位。研究生物的生长与发育必须要以研究细胞的增殖、生长、分化与凋亡为基础。,4、细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性,每一个细胞，不论是低等生物还是高等生物的细胞，单细胞生物或多细胞生物的细胞，结构简单或复杂的细胞，未分化或分化的细胞，性细胞或体细胞，都包含着全套的遗传信息，即全套的基因，也就是说它们具有遗传的全能性。如从动物的大部分组织游离分散出来的单个细胞，大多数可以在体外培养、生长、增殖、传代。每一个细胞虽然是一个小小的“王国”，但它又受到整体活动的制约。（克隆的多莉羊。）,多胞胎胞胎的形成：由于一个受精卵在分裂过程中，分离成两个或多个独立的胚胎细胞或细胞群体，它们分别发育成不同的个体。这种分裂产生的孪生子具有相同的遗传特征，因此，性别相同，性格和容貌酷似。在受精卵分裂5次，即细胞仅有32个时，每个细胞都有全能性，这三十二个细胞在理论上说，都可以成为三十二个个体。但那是非常渺小的机会，当细胞进行再一次分裂时，它们在自然条件下的全能性就会丧失，以致它们最多只可以发育成为一个如耳朵的器官。（利用克隆技术，高度分化的体细胞也能表现出全能性）,细胞具有遗传的全能性,5、没有细胞就没有完整的生命,无数的实验证明，任何破坏细胞结构的完整性，都不能实现细胞完整性的生命活动。从细胞中分离出的任何结构与成分如叶绿体与线粒体等，都不能在体外培养中持续生存，并作为生命活动的单位而存在。,6、细胞概念的一些新思考,（1）、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,（2）、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；,3、细胞是高度有序的，具有自组装能力与自组织体系。细胞能进行自我调控；繁殖和传留后代；,二、细胞的基本共性,不同的细胞具有高度的相似性：1、相似的化学组成2、脂-蛋白体系的生物膜3、DNA-RNA的遗传装置4、蛋白质合成的机器核糖体5、一分为二的分裂方式,1、细胞具有相同的化学组成,组成细胞的基本化学元素是碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、硫（S）、钙（CA）、钾（K）、铁（FE）、钠（NA）、氯（CL）、镁（MG）等，这些元素构成细胞结构与功能需要的许多无机化合物和有机化合物。生物小分子，如核苷酸、氨基酸、脂肪、单糖生物大分子，如核酸、蛋白质、脂质、多糖、核蛋白、脂蛋白、糖蛋白等。,2、脂-蛋白体系的生物膜,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。细胞膜使细胞与周围环境保持相对的独立性，造成相对稳定的细胞内环境，并通过细胞膜与周围环境进行物质交换和信号转导。真核细胞内，细胞内陷演变成各种以膜为基础的功能单一的细胞器生物膜也是细胞能量转换的基地,3、DNA-RNA的遗传装置,所有的细胞都有两种核酸，即DNA，RNA，作为遗传信息复制与转录的载体。如DNA是遗传信息的载体可进行永久储存与精密复制（双链DNA增强了修复能力），而RNA则专司遗传信息的转录与指导蛋白质分子的翻译。,4、蛋白质合成的机器核糖体,作为蛋白质合成的机器核糖体，是任何细胞不可缺少的基本结构。最小最简单的细胞支原体，包含核糖体,5、一分为二的分裂方式,所有细胞的增殖都是一分为二的方式进行分裂，遗传物质在分裂前复制加倍，在分裂时均匀地分配到两个子细胞内，这是生物繁衍的基础与保证。,第二节非细胞形态的生命体病毒及其与细胞的关系,一、病毒的基本知识1、什么病毒？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；,病毒的多样性,类病毒是当今所知道的只含RNA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（“真病毒”均敏感），在90下仍能存活（“真病毒”在5060下失活）。类病毒现在仅在高等植物中发现，一般通过接触，擦伤，节肢动物和菟丝子传播。类病毒在传播方式上明显不同于“真病毒”的是可以通过花粉和种子垂直传播。,菟丝子是一种生理构造特别的寄生植物，其组成的细胞中没有叶绿体，利用爬藤状构造攀附在其他植物，并且从接触宿主的部位伸出尖刺，戳入宿主直达韧皮部，吸取养分以维生，更进一步还会储存成淀粉粒于组织中。,朊病毒,朊病毒就是蛋白质病毒，是只有蛋白质而没有核酸的病毒。1997年诺贝尔医学或生理学奖的获得者美国生物学家斯垣利普鲁辛纳（S.B.Prusiner）就是由于研究朊病毒作出卓越贡献而获此殊荣的。朊病毒不仅与人类健康、家畜饲养关系密切，而且可为研究与痴呆有关的其他疾病提供重要信息。就生物理论而言，朊病毒的复制并非以核酸为模板，而是以蛋白质为模板，这必将对探索生命的起源与生命现象的本质产生重大的影响。,朊病毒传播史,早在三百年前，人类在绵羊和小山羊中首次发现了感染朊病毒病的患病动物。因患病动物的奇痒难熬，常在粗糙的树干和石头表面不停摩擦，以致身上的毛都被磨脱，而被称为“羊搔痒症”。该病广泛传播于欧洲和澳洲，潜伏期为18到26个月，患病动物兴奋、搔痒、瘫痪直至死亡。后来又相继发现了传染性水貂脑软化病、马鹿和鹿的慢性消瘦病、猫的海绵状脑病等等。经病理性研究表明，这些病都侵犯动物中枢神经系统，随病程进展，在神经元树突和细胞本身，特别是在小脑区星形细胞和树枝状细胞内发生进行性空泡化，星形细胞胶质增生，灰质中出现海绵状病变。这些病均以潜伏期长、病程缓慢、进行性脑功能紊乱、无缓解康复、终至死亡为主要特征。,20世纪50年代初，居住在大洋洲巴布亚新几内亚高原的一个叫Fore的部落还处在原始社会，他们一直沿袭着一种宗教性食尸习惯，若干年后(一般530年)食尸者中不少人会出现震颤病最终发展成失语直至完全不能运动，不出一年被染者全部死亡。这种现代医学所说的震颤病，当地土语称之为“Kuru”。Fore部落原有160个村落、35000人，疾病流行期间80%的人皆患此病，整个民族陷入危亡。50年代后期，在世界卫生组织和澳大利亚政府的干预下禁止了这种人吃人的陋习，发病率逐渐下降。,成为人类关注焦点的家畜朊病毒当推1996年春天英国蔓延的“疯牛病”，它不仅引起英国一场空前的经济和政治动荡，而且也波及了整个欧洲，加上法国克罗伊茨菲尔德雅各布氏症（简称克雅氏综合症，人类的一种朊病毒病）患者增多，人们很自然与食用来自英国的进口牛肉相联系，因而引起极大恐慌。尽管后来找出了法国克雅氏综合症的主要原因是医源性传染（含朊病毒蛋白的生长激素），但其它一些例证却又排除不了疯牛病与人类朊病毒病的关联性。,1982年普鲁宰纳提出的朊病毒致病的“蛋白质构象致病假说”其要点如下：朊病毒蛋白有两种构象：细胞型（正常型PrPc）和搔痒型（致病型PrPsc）。两者的主要区别在于其空间构象上的差异。PrPc仅存在螺旋，而PrPsc有多个折叠存在，后者溶解度低，且抗蛋白酶解；Prpsc可胁迫PrPc转化为Prpsc，实现自我复制，并产生病理效应；基因突变可导致细胞型PrPc中的螺旋结构不稳定，至一定量时产生自发性转化，片层增加，最终变为Prpsc型，并通过多米诺效应倍增致病。,2、病毒的特征,绝大多数病毒必须是在电子显微镜下才能看到。病毒虽然具备了生命活动的最基本特征（复制与遗传），但不具备细胞的形态结构，是不“完全”的生命体。因为它们的主要生命活动必须在细胞内才能表现，在宿主细胞内复制增殖。病毒自身没有独立的代谢与能量转化系统，必须利用宿主细胞结构、“原料”、能量与酶系统进行增殖，因此，病毒是彻底的寄生物。病毒的增殖过程，主要是以病毒的核酸为模板进行复制、转录，并翻译成病毒的蛋白质，由这些物质装配成新的子代病毒。因此，一般把病毒的增殖称为复制。,3、病毒的成分与结构,很多病毒仅由核酸与蛋白质组成，有不少病毒还含一定量的脂质，糖复合物与聚胺类化合物。每个病毒仅含有一个核酸分子，即一个DNA分子或一个RNA分子，在一种病毒内两种核酸不能兼得，这是病毒的最基本的特点之一。也是与细胞的最根本的区别之一。,4、病毒的分类,DNA病毒：其中又有双链DNA与单链DNA分子的区别。RNA病毒：也有单链RNA与双链RNA分子的区别。,无论是DNA还是RNA都是遗传信息的唯一储存场所，是病毒的感染单位。因此在功能上，核酸是病毒最重要的成分。,5、病毒的结构,壳体（capsid）：主要由蛋白质组成，少数病毒还带有酶蛋白与糖蛋白。它有保护核酸的作用。壳体又由更小的形态单位（子粒）所构成。有些病毒在核壳之外，还有包膜，其主要成分为脂质与蛋白质。在包膜表面具有包膜小体，主要成分为糖蛋白类，有“识别”的功能，并具有一定的抗原性。核壳：壳体与核酸构成病毒的核壳体（nucleocapsid）,病毒衣壳的排列方式,人类易感常见病毒,6、根据形态动物病毒可分为：,立体对称型，其病毒的壳体呈20面体，每一个面又呈三角形，核酸折叠在壳体之内。根据有无包膜，又可分为，有包膜病毒，如疱疹病毒，披盖病毒等。无包膜病毒，称为裸露病毒，如腺病毒，呼肠孤病毒，小DNA病毒，小RNA病毒等。螺旋对称型病毒：核酸与壳体的子粒按特殊的结构方式结合在一起，即核壳体，大部分螺旋对称型的病毒均有包膜与包膜小体。如粘液病毒，副粘液病毒。病毒电镜观察的5种形态：球形（最常见），丝形（多见于植物病毒），弹型，砖形，蝌蚪形（复合对称）。,二、病毒在细胞内增殖（复制）,病毒的增殖又称病毒的复制，与细胞的一分为二的增殖方式是完全不同。病毒的增殖（复制）必须是在细胞内进行。病毒在宿主细胞内分别复制病毒核酸与翻译病毒蛋白，然后将核酸与蛋白装配成病毒的基本结构。,病毒在宿主细胞内的增殖（复制）是病毒生命活动与遗传性的具体表现。其过程：,增殖步骤1、病毒侵入细胞，病毒核酸的侵染2、病毒核酸的复制、转录与蛋白质的合成3、病毒的装配、成熟与释放,1、病毒侵入细胞，病毒核酸的侵染,病毒吸附于细胞表面，病毒表面的识别结构与细胞表面的特异受体结合，制动吞饮进入细胞内，在细胞内的蛋白质水解酶（脱衣酶）作用下，壳体被裂解，释放出核酸。,2、病毒核酸的复制、转录与蛋白质的合成,1、DNA病毒的复制、转录与蛋白质的合成被释放的DNA分子进入细胞核，在病毒DNA的指导下，细胞的代谢体系首先翻译早期蛋白早期蛋白作用：1、关闭宿主细胞的基因调控2、病毒DNA的聚合酶,2、RNA病毒的复制、转录与蛋白质的合成被释放的RNA分子进入细胞核，在病毒DNA的指导下，细胞的代谢体系首先翻译早期蛋白,病毒在细胞内增殖,3、病毒的装配、成熟与释放,病毒的装备、成熟是完成繁殖的最后的重要环节，病毒的核酸与蛋白质在宿主细胞内分别和成，两者装备成核壳体无包膜的立体对称型病毒：(1)当其核与蛋白质装配成核壳时，就成为具有感染性的完整病毒粒子，对这些病毒来说，装备就是成熟。(2)核壳体在穿过细胞膜的时候释放无包膜的病毒，其释放的速度很快。(3)当病毒释放时，引起细胞崩解。有包膜的病毒：是以出芽的方式释放，使细胞膜外卸的一种方式，是逐步释放的,病毒的增值周期：病毒侵入细胞到子代病毒的成熟释放的一个完整过程，又称复制周期，不同病毒的增殖周期长短不一。,三、病毒与细胞在起源与进化中的关系,病毒是非细胞形态的生命体，它的主要生命活动必须要在细胞内实现。病毒与细胞在起源上的关系，目前存在3种主要观点：生物大分子病毒细胞病毒生物大分子细胞生物大分子细胞病毒,认为病毒是细胞的演化产物的观点主要论点如下：1.由于病毒的彻底寄生性，所有病毒都必须在细胞内复制与增殖，才能表现其基本生命现象，没有细胞的存在也就没有病毒繁殖。,2.已经证明，有些病毒如腺病毒的核酸与哺乳动物细胞DNA某些片段的碱基序列十分相似。另外，细胞癌基因（cellularoncogene）与病毒癌基因(viraloncogene)具有相似的同源序列，从而普遍认为病毒癌基因起源于细胞癌基因。,3.病毒可以看作是DNA与蛋白质或RNA与蛋白质形成的复合大分子，与细胞内核蛋白分子有相似之处。,由此可见，病毒可能是细胞在特定的条件下“扔出”的一个基因组，或者是具有复制与转录能力的mRNA。这些游离的基因组，只有回到它们原来的细胞内环境中才能进行复制与转录。,第三节原核细胞与真核细胞,根据细胞进化地位、结构的复杂程度、遗传装置的类型与主要生命活动的方式，可分为:1.原核细胞（prokaryoticcell）2.真核细胞（eucaryoticcell）原核生物（prokaryote）：由原核细胞构成的有机体，大多为单个原核细胞构成。真核生物（eukaryote）：可分为多细胞真核生物与单细胞真核生物。,一、原核细胞,基本特点：1、遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一环状DNA构成。2、原核细胞没有典型的细胞核：没有核膜将遗传物质和细胞质分开。3、细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功能的细胞器。4、原核细胞的体积很小，直径由0.210m不等。5、原核细胞在细胞膜外，还有一个坚韧的细胞壁（蛋白多糖、糖脂）,（一）、原核细胞的形成,在生命出现前的原始液体表面，磷脂分子会自发装配成包裹RNA和蛋白质的膜结构。这种原始的形态实体经过自然选择形成原始细胞。原始细胞具有一个原始界膜，它能自成体系地生活于海水中。但这种界膜是极其简单的，它的物质交换机制主要是依靠渗透作用。由原始界膜向细胞膜的过渡，在原始的细胞膜内，遗传系统逐渐完善，较多种类的酶也产生出来，并逐渐提高代谢作用的效率。这一切，推动了细胞内物质的进一步分化，从而向更高的细胞形态发展。,（一）、原核细胞的形成,原始细胞体内没有任何组织上的分化。细胞质内所含的核酸、蛋白质和一些简单的酶系等都相互混杂在一起。细胞内酶系的混杂使细胞体的调控机制很不完善。这就促使了原始细胞的进一步分化。在这一过程中，细胞质内不同的酶系逐渐集中于一定的区域内，使细胞的代谢系统趋向于有序化。随着DNA大分子的进化，原始的染色质体也逐渐形成了。这些染色质体也相对集中于细胞中央区，并进一步形成细胞的控制中心核区。细胞控制中心的出现，意味着细胞控制能力即有序化和组织化程度的进一步提高。原核细胞也就诞生了。,（二）、原核细胞的分类,近年来，大量的分子进化与细胞进化的研究表明，原核生物在极早时期，就演化成了两大类：1.古细菌（原细菌archaeobacteria）：又称古核生物（archaeon）。其形态结构与遗传结构装置与原核细胞相似，但有些分子进化特征更接近真核细胞。2.真细菌（eubacteria）,目前有些生物学家建议将生物划分为原核生物、古核生物和真核生物三大类。将细胞也相应地分为原核细胞、古核细胞与真核细胞。根据现代研究，原核细胞应该包括细菌、支原体、衣原体、立克次氏体、放线菌、蓝藻等。,（二）、原核细胞的分类,（三）、支原体,支原体(mycoplast)，又称霉形体，是目前发现的最小的，最简单的细胞。是介于病毒和细胞之间的但细胞生物，营寄生生活，无细胞壁，细胞膜所需脂肪酸不能自我合成，无核膜核区，DNA散落分布与细胞中。,支原体的特征：,1支原体具有典型的细胞膜。2作为遗传信息的载体是一个环状的双螺旋DNA。3RNA与核糖体结合为多聚核糖体，指导合成约700多种蛋白。4是以一分为二的方式分裂繁殖。这此特征与作为非细胞形态的病毒是根本不相同的。5支原体的体积很小，直径一般是0.1-0.3um。仅为细菌的十分之一。6很多支原体能寄生在细胞内繁殖。7支原体具有多形态性。因为它没有细胞壁，形态可以随机变化。8细胞膜所需的脂肪酸需要从外界的生长培养基中摄取，自身不能合成。9支原体的环状双螺旋DNA较均匀地散布于细胞内，没有像细菌一样的核区。10作为蛋白质合成的“机器”，核糖体是在电镜下唯一可见的细胞内结构,细胞生存与繁殖必须具有的装置和机能有：,细胞膜遗传物质核糖体催化主要酶促反应的酶支原体具有这些基本结构，保证了细胞的正常活动,（四）、原核细胞的两个代表细菌和蓝藻,细菌细胞1、细菌的分类：1)根据细菌的形态可分为：球菌（球状或椭圆形），杆菌（杆状或圆柱形），螺旋菌（螺旋形或弧形），2)在进化上，细菌又可分为原细胞（古细菌）和真细菌两大类。,2、细菌主要特征,A细菌细胞没有典型的核结构，但绝大多数细菌有明显的核区或称类核（nucleoid）,主要由一个环状DNA分子盘绕而成，核区四周是较浓密的胞质物质。B除核糖体外，没有类似真核细胞的细胞器。C细菌细胞膜是典型的生物膜结构，但它具有多功能性。,3、细菌的结构与功能,细菌细胞的核区与基因组细菌细胞只具有原始形态的核，没有核膜，更没有核仁，结构简单，称为核区或类核。细菌细胞DNA主要盘绕在核区，细菌的核区实际主要由一个环状的DNA分子组成（习称细菌染色体）。,4、细菌细胞的表面结构,细菌细胞的表面主要是指细胞膜，细胞壁及其特化结构：中膜体、荚膜与鞭毛等。,1)细胞膜细胞膜又称质膜，是包围细菌原生质的典型生物膜，同磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的富有弹性的半透性膜。主要功能：吸收营养物质，排出代谢废物，并且有分泌与运输蛋白质的作用。,细菌细胞膜的多功能性,1、细胞膜内侧含有电子传递与氧化磷酸化的酶系，具有执行真核细胞线粒体的部分功能2、细胞膜内侧含有一些酶与核糖体共同执行合成向外分泌蛋白质的功能3、细胞膜上还含有细胞色素酶与合成细胞壁成分的酶，相当于真核细胞内置网与高尔基体的部分功能。,2)中膜体中膜体(mesosome)，又称间体或质膜体。由细胞内陷形成，每个细胞内有一个或数个中膜体，其形状差异较大。中膜体可能起DNA复制支点作用，细胞分裂时，先形成2个中膜体，然后再将核物质一分为二。,3)细胞壁细胞壁的共同成分是肽聚糖，由乙酰氨基葡萄糖、乙酰胞壁酸与四五个氨基酸短肽聚合而成的多层网状大分子结构。革兰氏阳性菌与阴性菌的细胞壁成分与结构差异较大。,4)荚膜荚膜是某些细菌表面的特殊结构，是位于细胞壁表面的一层松散的粘液物质。荚膜的主要功能是对细胞的保护作用与营养作用。,5)鞭毛鞭毛是某些细菌的动物器官，鞭毛的结构与真核生物的鞭毛完全不一样，结构十分简单，是由一种称为鞭毛蛋白（flagellin）的弹性蛋白所构成。,5、细菌细胞的核糖体,每个细菌细胞约含有500050000个核糖体，只有部分附着在细胞膜内侧，大部分游离在细胞质中。核糖体与mRNA形成多聚核糖体，是翻译肽链的结构。,5、细菌细胞的核糖体,1）、核糖体的组成细菌核糖体的沉降系数为70S，由大亚单位（50S）与小亚单位（30S）组成，大亚单位含有23SrRNA，5SrRNA与30多种蛋白质，小亚单位含有16SRNA与20多种蛋白质。2）、细菌蛋白质合成的特点：在细胞质内转录与翻译同时进行。,6、细菌细胞核外DNA,在细菌细胞内除上述的核区DNA外，还存在可进行自主复制的遗传因子，称为质粒（plasmid）。质粒是裸露的环状DNA分子，所含遗传信息量为2200个基因，能进行自我复制，但它的复制能力或多或少要依赖于宿主细胞的功能。有时质粒能整合到核DNA中去。质粒DNA在遗传工程研究中很重要，常用作基因重组与基因转移的载体。,7、细菌细胞内生孢子,某些细菌处于不利的环境，或耗尽营养时，就容易形成内生孢子，又称芽孢，是对不良环境有强抵抗力的休眠体。细菌细胞内的重要物质，特别是DNA，积聚在细胞的一端，形成一种含水量较丰富的致密体，外被很厚的壁，内生孢子折光性很强，不易染色，具有度过恶劣环境的能力，可以在杀死普通细菌或营养型细菌的条件下依然存活。,8、细菌的增殖方式,先在先在核区DNA与中膜体接触，环状DNA以膜为支点，按双向复制方式复制为两个DNA子环，此时，中膜体一分为二，遗传物质随之均匀地一分为二，形成两个核区，细胞膜在两个核区之间凹陷、延伸，将两个子细胞分隔开，最后形成新的细胞壁，这种分裂为细菌细胞所特有。,蓝藻细胞,蓝藻又称蓝细菌（Cyanobacteria），是原核生物，又是最简单的自养植物之一。它能进行与高等植物类似的光合作用（以水为电子供体，放出O2），与光合细菌的光合作用的机制不一样。蓝藻细胞没有进行光合作用的专门细胞器叶绿体，仅有盐分简单的光合作用结构装置。蓝藻细胞的遗传信息载体与其它原核细胞一样，是一个环状DNA分子，但遗传信息量很大，可与高等植物相比。,蓝藻的大小与种类,蓝藻比其它原核细胞大，直径一般为10um，甚至有的达70um。蓝藻的分布十分广泛。其种类可因所含的色素不同，可有多种。如含蓝藻素与叶绿素，使细胞呈绿色蓝藻，也有含有黄色素，红色素等而呈各种颜色。,蓝藻的结构,1.中心质,在光镜下可观察到蓝藻细胞中央部位较周围原生质明亮，是遗传物质DNA所在部位，它相当于细菌的核区，称为中心质或中央体。胞质与中心质之间无明确的界限，蓝藻的DNA也为裸露的，不与碱性蛋白质结合，复制也是连续的，不局限于某一个特定时间内进行。与细胞的核区不同，中心质DNA含量大，有些种类的DNA平均量比高等动物细胞的含量还多，其量变化也很大。故有人称蓝藻的中心质具有“多倍染色体”的性质。,2、光合（作用）片层,光合片层是位于细胞质部位的同心环样的膜片层结构，上面规则地排列着约35nm左右的小体，称为藻胆蛋白体，它由几种藻胆蛋白构成。蓝藻的光合作用效率低，因为它仅含有叶绿素a，而真核细胞含叶绿素a、b。故它是一种原始的光合作用。蓝藻的光合作用又与某些具有光合作用的细菌不一样，蓝藻在进行光合作用时能放出氧气，而光合细菌则不能放出氧气。,3、细胞质内含物,蓝藻细胞质内含有许多各具特点的内含物，如蓝藻淀粉、脂滴、蓝藻颗粒体、多磷酸酯体、多角体等等。这些内含物各自有其特征性的细胞化学染色性能。,4、细胞表面结构,蓝藻细胞膜外有细胞壁和一层胶质层。在电镜下可见细胞壁有4个结构层，化学分析表明，蓝藻的细胞壁除了有与和高等植物一样的纤维素成分外，还有与细菌相似的肽聚糖。细胞壁外的胶质层也称鞘，易被碱性染色着色，其成分可能是酸性粘多糖和果胶质。鞘内有丰富的纤维丝状结构分布在不定形基质中上，这些纤维的方向随种的不同而具有不同的特征。鞘对于蓝藻抵抗不利环境很重要,5、细胞分裂,蓝藻的藻体有单细胞体、群体和丝状体。它们的繁殖