第2章-细胞的统一性与多样性-3.ppt

Welcome!,第二章细胞的统一性与多样性,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）。,第一节细胞的基本概念,细胞的结构组成图解：,细胞,一、细胞是生命活动的基本单位,没有细胞就没有完整的生命,细胞是构成有机体的基本单位,细胞是代谢与功能的基本单位,细胞是有机体生长与发育的基础,细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性,细胞遗传的全能性:每一个细胞，不论是低等生物或高等生物的细胞，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。每一个细胞，都有发育成个体的潜在能力。,1.细胞全能性的早期证据：植物单个的生殖细胞或单个体细胞，或未受精的两栖类动物卵细胞，经人工培养与诱导可发育为完整的个体。2.研究进展：哺乳动物已分化的体细胞克隆被诱导发育为动物个体。,1962年约翰高登声称通过成年蛙细胞成功克隆蛙。（蛙卵细胞）1963年J.哈尔丹纳创造“克隆”(clone)一词。1984年丹麦科学家斯丁维拉德森利用胚胎细胞克隆出一头绵羊。（胚胎细胞）1986年斯丁维拉德森用已生长一周的胚胎细胞克隆出一头母牛。（胚胎细胞）,1996年7月5日:绵羊多莉(Dolly)诞生。多莉”的特别之处:它的生命的诞生没有精子参与。乳腺细胞的核卵细胞的细胞质(去核)英国罗斯林研究所将6岁母羊乳腺细胞的细胞核吸出，与另一只母羊去核的卵细胞融合，形成新的卵细胞.这个卵细胞分裂、增殖形成胚胎，再被植入母羊子宫内-分娩-“多莉”诞生。,1999年6月,世界上首例利用体细胞克隆成功的雄性鼠，在夏威夷问世。细胞取自雄性鼠的尾巴!9月美国研究人员用一头21岁公牛的体细胞克隆出一头小牛。2001年11月25日，美国马萨诸塞州的高等细胞技术公司(简称ACT)宣称他们已成功利用成年人皮肤细胞获得了含有6个细胞的人类早期胚胎。,2005年2月18日第59届联合国大会法律委员会以71票赞成、35票反对、43票弃权的表决结果，通过一项政治宣言，要求各国禁止有违人类尊严的任何形式的克隆人。中国投了反对票!是因为宣言的表述含混不清，宣言提到的禁止克隆人可能会被误解为也涵盖治疗性克隆研究。中国政府将坚持反对生殖性克隆人的立场，并将加强对治疗性克隆研究的管理和控制，确保人类的尊严和国际公认的生命伦理原则不受损害。,克隆的人耳鼠,二、细胞的基本共性,1.所有的细胞都有细胞膜,2.都有两种核酸,3.都含有蛋白合成机器核糖体,4.都进行一分为二的分裂方式,第二节原核细胞,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。,重要特征：原核细胞最主要的特征是没有由膜包围的细胞核,原核细胞-细菌的电镜照片（示拟核）,拟核,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）。,原核细胞构成的生物称为原核生物，为单细胞生物。,一、支原体:,最小的细胞，直径仅有0.1um,无细胞壁的原核细胞。支原体的遗传物质分布于整个细胞中。致病性：呼吸道病、胸膜肺炎、关节炎、尿道炎,肺炎枝原体,为什么说支原体是最小、最简单的细胞？为什么说支原体是一个细胞？具备细胞的基本形态结构，并具生命活动基本单位存在的主要特征。能在培养基上生长，具典型的细胞膜、环状DNA、核糖体。,为什么说支原体是最小、最简单的细胞？质膜10nm蛋白酶50nm核糖体20nmDNA、RNA20nm100nm经推算，一个细胞体积的最小极限直径不可能小于100nm。而最小支原体细胞的直径已接近这个极限。因此，比支原体更小、更简单的细胞，又要维持细胞生命活动的基本要求，似乎是不可能存在的。,二、细菌,形态：0.5-5.0m,球状,杆状,弧状,(一)细胞表面结构,ElectronmicrographofaG-cellwall.,1.细胞壁,细胞壁功能：,决定了革兰氏染色的性质；,决定细菌的基本形态；,决定细胞的抗膨压（保护细胞免受渗透压变化的破坏）,决定了对青霉素的抗性；,为鞭毛运动提供支点；,决定细菌的毒性（致病性）,2.细胞膜,由脂质双分子层与镶嵌的蛋白构成的半透性膜，厚约8-10nm。,细胞膜功能,1)合成细胞壁各种组分（肽聚糖等）和荚膜,2)进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地（原核细胞）,3)提供鞭毛的着生点及其运动所需能量。,3.间体,细胞膜内褶形成的一种管状、层状或串状物，一般位于细胞分裂的部位或附近。,间体的功能,（1）参与隔膜形成,（2）与核分裂有关,（3）类似线粒体功能,4.荚膜,是某些细菌表面的特殊结构，位于细胞壁表面，由一层松散的粘液物组成。,荚膜的功能,1、荚膜富含水分，可保护细胞免于干燥；,2、能抵御吞噬细胞的吞噬；,3、为主要表面抗原（K抗原），是有些病原菌的毒力因子；,4、能保护菌体免受噬菌体和其他物质（溶菌酶和补体）的侵害；,5、贮藏养料，细胞外碳源和能源的储备物质,5.鞭毛,由鞭毛蛋白构成，3万6万Dolton，不同种由不同球蛋白分子亚基构成，有些含多糖、类脂等，为极好抗原。,(二)细菌细胞的基因组与辅遗传物质,1）主遗传物质双链环状，106bp2350基因，无核膜包被，无蛋白与之结合,2）辅遗传物质自主复制，或可整合到主遗传物质上。质粒（plasmid）基因工程载体,(三)细菌细胞核糖体,由核酸（占60%）和蛋白质（占40%）组成。附着于细胞膜或游离于胞质。,沉降系数为：70s由50s的大亚基和30s的小亚基构成。,功能：是细胞合成蛋白质的机构。,(四)细菌细胞的内生孢子,内生孢子，又称芽孢。即不是细菌生活周期的必经阶段，也不是细菌繁殖的一种形式，而是一种特殊的生命形式。,内生孢子细菌细胞内的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.是对不良环境有强抵抗力的休眠体。特性：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。,三、蓝细菌,原核自养生物,1.形态特点,比一般原核细胞大很多，直径在10um左右，甚至可达70um。蓝细菌虽然属单细胞生物，但有些蓝细菌经常以丝状的细胞群体存在(如发菜)。,2.结构特点,胶质鞘:酸性粘多糖、果胶,细胞壁:纤维素、肽聚糖（G-）,DNA:环状、信息量大无蛋白与之结合,核糖体:70S,光合片层,细胞质中的环状的单膜片状结构(绿色)，上有35nm的藻蛋白体(兰色)。,光合作用释放氧气,DNA（黄色）多面体（紫色）粘质鞘（深绿色）还含有间体（橘色）,第三节真核细胞,主要特点:由膜间隔成了许多功能区。,内膜系统:核膜、内质网、高尔基体在结构上形成连续的体系，称为内膜系统。,如:细胞核、细胞器（线粒体、叶绿体等）。,一、真核细胞的基本结构体系,1.生物膜结构系统:以脂质、蛋白质成分为主2.遗传信息表达系统:核酸(DNA或RNA)和蛋白质3.细胞骨架系统:特异蛋白分子装配构成,1.生物膜系统：8-10nm,2.遗传信息表达系统,遗传信息载体染色体,核糖体,附着于内质网或游离于胞质。,沉降系数为：80s，由60s大亚基和40s小亚基构成。,核仁,3.胞质及细胞骨架系统,微丝为红色，微管为绿色,二、细胞的大小及其分析,各类细胞直径的比较,如鸵鸟蛋,直径可达5cm；鸵鸟卵细胞直径：0.5cm。人卵细胞直径：0.1mm；支原体却只有0.1m；人的坐骨神经细胞可长达1m,（一）生物体各种细胞的大小差别很大：,一般说来，真核细胞的体积要大于原核细胞.大多数动植物细胞：体积一般在2030m,如大象与小鼠相应器官与组织的细胞，其大小却无明显差异。,（二）多细胞生物，细胞的大小与生物个体的体积无关!,细胞体积的守衡定律器官的大小主要决定细胞的数量，与细胞的数量成正比，而与细胞的大小无关，把这种现象称之为“细胞体积的守衡定律”。,（三）细胞的体积受什么因素控制？1细胞的体积与相对表面积成反比关系细胞体积越大，其相对表面积就越小，细胞与周围环境交换物质的效力就越小。2各种细胞核的大小悬殊却不大。细胞核内所含的遗传信息量是有一定限度的，能控制细胞质的活动也是有限度的。3.细胞内物质的交流运输与细胞体积的关系。,结论细胞体积必然要适应其代谢活动的要求。,三、细胞的形态及与功能的关系,不同细胞的形态千差万别：呈圆形、椭圆形、柱形、方形、多角形、扁形、梭形，甚至不定形。,（一）细胞的形态,1、单细胞原核生物往往是单个细胞独立生活，每种生物的细胞往往有自己特有的形状：,如杆菌杆状球菌球状弧菌圆弧状；螺旋体螺旋状,等,2、单细胞动物或植物：细胞形状更复杂,如草履虫鞋底状；,眼虫梭形且有长鞭毛；,游扑虫和钟形虫袋状；,阿米巴不定形等,高等生物是多细胞有机体，其细胞多构成了组织，各种细胞发生了结构和功能上的分化：细胞的形状往往与细胞执行的功能及存在的位置有一定的关系。,3、高等动物：,肌肉细胞：长条形或长梭形,平滑肌细胞,红细胞：双面凹圆盘状。,有利于O2和CO2气体的交换,利于收缩功能,红血细胞,叶表皮保卫细胞：半月形,以利于呼吸,2个保卫细胞围成一个气孔,4、高等植物：,筛管细胞：条形,于植物茎部起支持和输导作用,人类血细胞,巨噬细胞,神经细胞,骨细胞,成纤维细胞,软骨细胞,脂肪细胞,平滑肌细胞,结缔组织中的几种细胞类型,活细胞的形状并不是固定不变的,形态结构与功能的统一是生物体细胞的一个重要特征!,活细胞在体内时的形态和离体后的形态完全不同，发生很大