细胞的统一性与多样性

细胞生物学第二章细胞的统一性与多样性第二章细胞的统一性与多样性第一节细胞的基本概念细胞是生命活动的基本单位细胞的基本共性第二节原核细胞和古核细胞原核细胞古核细胞第三节真核细胞真核细胞的基本结构体系细胞的大小细胞的形态结构与功能的关系原核细胞与真核细胞的比较植物细胞与动物细胞的比较第四节非细胞形态的生命体——病毒及其与细胞的关系病毒的基本知识病毒在细胞内的增殖病毒在细胞起源与进化中的关系§1细胞的基本概念一、细胞的概念

细胞是生物形态结构和生命活动的基本单位．绝大多数有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位细胞具有独立的、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没有细胞就没有完整的生命

细胞进行生命活动的基本要素（1）具有一套基因组（2）具有一层细胞膜（3）具有一套完整的结构细胞区别于无机界的特性（1）在结构上具有自我装配的能力（2）在生理活动上具有自我调节的能力（3）在增殖上具有自我复制的能力二、细胞概念的新思考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

繁殖和传留后代细胞的基本共性所有细胞都具有相似的化学组成脂-蛋白质体系的生物膜DNA-RNA的遗传装置蛋白质合成的机器——核糖体一分为二的分裂方式§2原核细胞与古核细胞一、原核细胞prokaryoticcell基本特点1.遗传信息量小，遗传信息载体仅为一环状DNA2.细胞内结构简单，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和细胞核膜，即无内膜系统与核膜3.以无丝分裂或出芽繁殖主要代表支原体（mycoplast）——目前发现的最小最简单的细胞细菌蓝藻：又称蓝细菌（Cyanobacteria） 细菌模式图菌毛核糖体间体鞭毛性菌毛颗粒二、古核细胞（古细菌）

与真核生物相似的特征细胞壁的成分DNA与基因结构有类核小体结构有类似真核细胞的核糖体5SrRNA

与真核细胞一样，而非由含壁酸的肽聚糖构成，因此抑制壁酸合成的链霉素，抑制肽聚糖前体合成的环丝氨酸，抑制肽聚糖合成的青霉素与万古霉素等对真细菌类有强的抑制生长作用，而对古细菌与真核细胞却无作用。二、古核细胞与真核生物相似的特征细胞壁的成分DNA与基因结构有类核小体结构有类似真核细胞的核糖体5SrRNA

古细菌DNA中有重复序列的存在。此外，多数古核细胞的基因组中存在内含子。二、古核细胞与真核生物相似的特征细胞壁的成分DNA与基因结构有类核小体结构有类似真核细胞的核糖体5SrRNA

古细菌具有组蛋白，而且能与DNA构建成类似核小体结构。二、古核细胞与真核生物相似的特征细胞壁的成分DNA与基因结构有类核小体结构有类似真核细胞的核糖体5SrRNA多数古细菌类的核糖体较真细菌有增大趋势，含有60种以上蛋白，介于真核细胞（70-84）与真细菌（55）之间。抗生素同样不能抑制古核细胞类的核糖体的蛋白质合成。二、古核细胞与真核生物相似的特征细胞壁的成分DNA与基因结构有类核小体结构有类似真核细胞的核糖体5SrRNA根据对5SrRNA的分子进化分析，认为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。二、古核细胞（一）与真核生物相似的特征细胞壁的成分DNA与基因结构有类核小体结构有类似真核细胞的核糖体5SrRNA真核细胞起源于古细菌除上述各点外，根据DNA聚合酶分析，氨基酰tRNA合成酶的作用，起始氨基酰tRNA与肽链延长因子等分析，也提供了以上类似依据，说明古细菌与真核生物在进化上的关系较真细菌类更为密切。因此近年来，真核细胞起源于古细菌的观点得到了加强。新的进化树§3真核细胞真核细胞的基本结构体系真核细胞的结构细胞质线粒体质体中心体细胞质基质1.显微结构细胞膜细胞核核膜核仁染色质核基质2.亚显微（超显微）结构膜相结构细胞膜内质网高尔基体溶酶体过氧化物酶体线粒体质体核膜非膜相结构核糖体中心体微管微丝中间纤维细胞质基质核仁染色质核基质（核骨架）单层膜双层膜真核细胞的基本结构体系生物膜系统遗传信息表达结构体系细胞骨架体系细胞的大小各类细胞直径比较细胞守恒定律一定细胞类型其体积是恒定的细胞大小的计量单位μm、nm、pm1m=102cm=103mm=106um=109nm控制细胞体积的因素细胞相对表面积与体积的关系细胞核与细胞质的比例细胞内物质的交流运输与细胞体积的关系各类细胞直径比较类型直径（μm）最小的病毒0.02支原体细胞0.1-0.3细菌细胞1-2动植物细胞20-30（10-50）原生动物细胞数百至数千三、细胞的形态结构与功能的关系细胞的形态结构与功能具有相关性与一致性实例红细胞分泌细胞生殖细胞原核细胞与真核细胞的比较1.共同特征1）具有细胞的共同特征：（1）细胞膜（2）遗传物质：DNA、RNA（3）核糖体（4）以细胞分裂方式进行增殖2）遗传信息表达系统基本相似原核细胞与真核细胞基本特征的比较原核细胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较原核细胞、古核细胞、真核细胞的比较特征原核细胞古核细胞真核细胞细胞壁成分肽聚糖不含肽聚糖纤维素DNA环状环状线状基因组结构无重复序列有重复序列有大量的重复序列核小体结构无有类似于核小体的结构有核糖体70S，含有55种蛋白质介于二者之间，含60种以上的蛋白质80S，含70-84种蛋白质5SrRNA与其他两种不同属于同一类组蛋白无有有细胞分裂无丝分裂无丝分裂有丝分裂（或减数分裂）细胞核拟核拟核真核细胞器无（除核糖体外）无（除核糖体外）有转录与翻译同一时间与地点同一时间与地点不同时间与地点植物细胞与动物细胞的比较植物细胞所特有的特征

1.细胞壁

2.液泡

3.质体

4.植物细胞有丝分裂后普遍有一个体积增大与成熟的过程动物细胞特有的特征

具有中心粒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§4非细胞形态的生命体

——病毒及其与细胞的关系一、病毒（virus）的基本知识1.病毒的基本特征（1）形体微小，形态多种多样（2）无细胞结构（3）化学成分简单蛋白质、核酸、少量的脂类物质、糖类及聚胺类化合物（4）病毒的结构：核酸芯子、蛋白质2、病毒的分类根据宿主范围动物病毒植物病毒细菌病毒（噬菌体）根据核酸类型不同DNA病毒RNA病毒二、病毒在细胞内增殖（复制）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 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