生命活动基本单位-细胞

1、 1665年，英国科学家胡克Hooke定名细胞(cell)细胞的发现1673年，荷兰科学家列文虎克Leeuwenhoek 第一次观察到完整的活细胞，如细菌、原生动物、轮虫和性细胞等 细胞的发现1938年，德国科学家施莱登Schleiden发表了“论植物的发生”，指出细胞是一切植物结构的基本单位。这篇论文的发表标志着细胞学说的形成。1839年，德国科学家施旺Schwann发表“显微研究”，首次提出细胞学名词，并指出，动物及植物结构的基本单位都是细胞。拉马克进化论Lamarck所有细胞来自于先前存在的细胞Virchow 1858细胞有共同祖先Weissmann 1880显微镜的发明打开了微观世界的

2、大门光学显微镜透射电子显微镜扫描电子显微镜显微镜下的细胞光学显微镜可见光：300-700 nm电子显微镜电子束：0.01-0.9 nm所有生物都是由细胞和细胞产物所构成；新细胞只能由原来的细胞经分裂而产生；所有细胞都具有基本上相同的化学组成和代谢活性；生物体总的活性可以看成是组成生物体的各相关细胞的相互作用和集体活动的总和；细胞学说细胞是生殖和遗传的基础与桥梁；具有相同的 遗传语言非常狭窄的遗传桥梁，惟妙惟肖的表型特征细胞是生物体生长发育的基础精子穿卵受精卵6周胚胎11周胚胎12周胚胎4月胚胎生命形态结构单位细胞独立的生命单位限制细胞大小的自然规律原核细胞、真核细胞结构纳米生物大分子复合体细胞

3、凋亡细胞周期生命的基本单位直观：一个受精卵成年人（约婴儿的30倍）婴儿（约2万亿个细胞）细 胞一、细胞独立的生命单位细胞是一个独立的生命单位，它包含了全部的生命信息，体现了生命所有的基本特点，除病毒外的所有生物都是由细胞构成。构成细胞的主要体系有： 遗传信息的复制、维持和表达体系 新陈代谢体系 维持生命结构有序性体系水: 85% 无机盐: 1.5% 蛋白质 : 10% 脂质 : 2% 糖类: 0.4% DNA : 0.4% RNA : 0.7% 细胞化学成分细胞的基本共性 所有细胞表面均具有脂蛋白体系构成的细胞膜； 所有的细胞都有两种核酸（DNA与RNA）作为 遗传信息复制与转录的载体； 所有

4、的细胞都具有作为蛋白质合成的机器； 所有细胞都以一分为二的方式进行分裂增殖。 细胞分为原核细胞和真核细胞，它们内部差异十分悬殊，并缺少过渡类型原核细胞在35亿年前就出现了，真核细胞在18亿年前出现传统的看法认为真核细胞由原核细胞进化而来，如何进化？现在有两种观点两种观点内共生假说：真核细胞是一种复合体，它是若干原核细胞与真核细胞祖先的胞质共生的结果 如:真核细胞中细胞器DNA与原核细胞DNA序列相同渐进式进化：原核细胞到真核细胞是一种渐进、直接进化的过程然而根据分子分类研究结果，却认为真核细胞、原核细胞和古细菌细胞同属于由共同祖先平行进化而来的种类。通过对不同生物16S和18SrRNA寡核苷酸

5、序列的同源性测定，1978年伍斯等提出了生命起源的三原界系统，现称为三域学说，将整个生物界分为3个域： 即古生菌域、细菌域、真核生物域。孰是孰非，现在尚无定论。二、限制细胞大小的自然规律细胞的大小和形状跟它们的功能密切相关 最小的细胞：支原体 个体仅为0.1m最大的细胞：鸵鸟卵 个体可达150mm最长的细胞：神经细胞 神经纤维长度可大于1m，棉花、麻纤维（单个细胞）长度为10cm限制细胞大小的自然规律核质比:指一个细胞的核与细胞质在量（容积）上的比例比表面积:指一个细胞的表面积和体积的比例细胞核对细胞质中的生命活动起重要的调控作用，要求每个细胞要有合适的核质比。最小的细胞也得能容纳下自身生存和

6、繁殖所必需的足够量的DNA、蛋白质分子以及其他内部结构的空间。一般认为，在细胞生长中如果核质比率降低到一定程度时，则细胞将发生分裂。 细胞必须要有足够的表面积才能从环境中获得充足的营养和水分，要求适当的表面积与体积比（比表面积）。小的细胞拥有相对大的质膜表面积，有利于与外界进行物质交换。古核细胞原核细胞真核细胞古核生物与原核生物的比较古核细胞原核细胞细胞壁G-是糖蛋白或蛋白G+是假肽聚糖或复杂多糖G-是外膜+肽聚糖网G+是肽聚糖细胞膜C20二乙醚脂双层膜或C40四乙醚脂单层膜磷脂+蛋白质染色体DNA单链环状DNA，存在重复序列双链环状DNA，不含重复序列质粒很少有有核糖体与真细菌差异大，类似于

7、真核细胞70S获能方式通过氧化H2、还原S、CO2等获能通过氧化磷酸化获能繁殖方式裂殖、芽殖等裂殖或有性生殖真核细胞除了有质膜外，还存在特有的分隔的内膜系统：内膜系统的出现使生命系统实现了分隔化、组织化、有序化和个体化。核被膜内质网膜高尔基体膜线粒体膜叶绿体膜微体膜溶酶体膜原核细胞真核细胞三、原核细胞主要特点：1. 遗传物质仅一个环状DNA2. 无核膜3. 无细胞器, 无细胞骨架4. 以无丝分裂或出芽繁殖代表生物：细菌、蓝藻、支原体细菌的结构模式图基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞细菌模式图菌毛核糖体间体鞭毛性菌毛颗粒四、真 核 细 胞植物细胞动物细胞结构质

8、膜及其表面结构细胞器和细胞质骨架细胞核动物细胞模式图细胞核溶酶体内质网高尔基体微丝微管质膜线粒体中心体植物细胞模式图液泡细胞核内质网微管质膜细胞壁线粒体叶绿体微丝高尔基体植物细胞与动物细胞的比较 特 征 动物细胞 植物细胞有无质体（叶绿体）有无细胞壁有无大的中央液胞细胞膜离子泵无，异养营养 有，自养营养 无 有（纤维素和果胶质） 无 有（代谢调节作用） 钠-钾ATP酶 质子ATP酶 Na+驱动共运转 H+驱动共运转 细胞壁（cell wall)叶绿体（chloroplast)大液泡（vacuole)胞间连丝（plasmodesmata)植物细胞特有的结构原核细胞与真核细胞的差别（续）原核细胞真

9、核细胞代表生物细菌、蓝藻和支原体真菌、植物和动物细胞大小较小（110 m ）较大（一般5100 m ）细胞膜有（多功能性）有核糖体70S（由50S和30S两个大小亚基组成）80S（由60S和40S两个大小亚基组成）原核细胞真核细胞细胞器极少或无有线粒体、叶绿体、内质网、溶酶体等细胞核无核膜和核仁有核膜和核仁染色体一个细胞只有一条双链DNA，DNA不与或很少与组蛋白结合一个细胞有两个以上的染色体，DNA与蛋白质联结在一起原核细胞与真核细胞的差别（续）原核细胞真核细胞DNA环状，存在于细胞质很长的线状分子，含有很多非编码区，并被核膜所包裹核外DNA细菌有裸露的质粒DNA线粒体DNA、叶绿体 DNARNA和蛋白质合成RNA和蛋白质合成相耦联（同一时间地点）RNA的合成和加工在核内，蛋白质的合成在细胞质中细胞质无细胞骨架、内吞作用、胞饮作用、胞质流动有蛋白质丝组成的细胞