细胞的基本概念cell.ppt

第三章第三章 细胞的基本概念细胞的基本概念1可编辑版主要内容主要内容l细胞的基本特征细胞的基本特征l原核细胞真核细胞的主要特征原核细胞真核细胞的主要特征l细胞的一般常识细胞的一般常识l细胞的化学成分细胞的化学成分重点：原核细胞与真核细胞的比较重点：原核细胞与真核细胞的比较2可编辑版第一节第一节 细胞的基本特征细胞的基本特征一、细胞的基本概念一、细胞的基本概念l细胞一词是由罗伯特细胞一词是由罗伯特.胡克（胡克（R.Hooke）于于1665年提出的。年提出的。l细胞（细胞（cell）：细胞是有膜包围的，能进细胞是有膜包围的，能进行独立繁殖的最小原生质团，同时细胞行独立繁殖的最小原生质团，同时细胞是生命活动的基本结构和功能单位。是生命活动的基本结构和功能单位。3可编辑版细胞是多层次的细胞是多层次的结构体系结构体系：复杂而有序：复杂而有序细胞能进行细胞能进行自我调控自我调控细胞能细胞能繁殖和留传后代繁殖和留传后代细胞是细胞是有序的有序的动态的结构体系动态的结构体系4可编辑版 细细胞胞是是物物质质、能能量量与与信信息息过过程程精精巧巧结结合合的综合体的综合体 细胞完成各种化学反应；细胞完成各种化学反应；细胞需要和利用能量；细胞需要和利用能量；细胞对刺激作出反应；细胞对刺激作出反应；细胞参与大量机械活动；细胞参与大量机械活动；5可编辑版细胞的基本构成：细胞的基本构成：质膜质膜 细胞器细胞器 细胞质细胞质 胞质溶质（胞质溶胶）胞质溶质（胞质溶胶）细胞核（或类核）细胞核（或类核）细胞骨架细胞骨架原生原生质体质体质膜外结构质膜外结构6可编辑版 名称：名称：protoplasm（原生质）（原生质）protoplast（原生质体）（原生质体）cytoplasm（细胞质）（细胞质）organelle（细胞器）（细胞器）cytosol（胞质溶胶）（胞质溶胶）7可编辑版l原原生生质质（protoplasmprotoplasm）：原原生生质质是是具具有有生生命命现现象象的的细细胞胞活活物物质质，指指构构成成细细胞胞的的全全部部活物质。活物质。l原原生生质质体体（protoplastprotoplast）：由由脂脂双双层层膜膜包包围围着着原原生生质质的的活活细细胞胞。也也有有这这样样说说的的原原生生质质体体是是除除去去全全部部细细胞胞壁壁的的“细细胞胞”，或或是是一一个为脂膜所包围的裸露个为脂膜所包围的裸露“细胞细胞”。8可编辑版l细细胞胞器器（organelleorganelle）：细细胞胞质质中中的的在在光光学学和和电电子子显显微微镜镜下下能能够够分分辨辨出出的的，具具有有一一定定形形态态特特点点，执执行行特特定定功功能能的的结结构构，称称为为细细胞胞器器。如如质质体体、线线粒粒体体、内内质质网网、核核糖糖体体、高高尔尔基基体、溶酶体、中心体、液泡。体、溶酶体、中心体、液泡。9可编辑版l细细胞胞质质(cytoplasm)cytoplasm)：细细胞胞质质是是指指细细胞胞核核与与细细胞膜之间的原生质。胞膜之间的原生质。l细细胞胞质质中中除除了了膜膜围围细细胞胞器器以以外外的的部部分分称称为为细细胞胞质质溶溶质质或或胞胞质质溶溶胶胶（cytosolcytosol），内内含含有有水水、无机离子、酶以及可溶性大分子和代谢产物。无机离子、酶以及可溶性大分子和代谢产物。10可编辑版二、细胞的基本共性二、细胞的基本共性l细胞进行生命活动的最基本要素细胞进行生命活动的最基本要素：（1 1）一套基因组；）一套基因组；（2 2）一层质膜；）一层质膜；（3 3）一套完整的代谢系统。）一套完整的代谢系统。11可编辑版l细胞区别于无机界的最主要的特征：细胞区别于无机界的最主要的特征：（1 1）在结构上具有自我装配的能力；）在结构上具有自我装配的能力；（2 2）在生理活动中具有自我调节的能力；）在生理活动中具有自我调节的能力；（3 3）在增殖上具有自我复制的能力。）在增殖上具有自我复制的能力。12可编辑版 l支原体支原体(0.1-0.3m)是最小的最简单的细胞是最小的最简单的细胞 三要素具备三要素具备 完成细胞功能至少需完成细胞功能至少需100100种酶，酶促反应种酶，酶促反应必须占的空间必须占的空间50nm50nm，核糖体大小，核糖体大小10-20nm10-20nm，再加，再加上质膜核酸等，可以推算细胞体积最小极限不上质膜核酸等，可以推算细胞体积最小极限不可能小于可能小于100nm100nm。最早发现的支原体是拟胸膜肺炎球菌最早发现的支原体是拟胸膜肺炎球菌l病毒、类病毒、蛋白感染因子等不是细胞病毒、类病毒、蛋白感染因子等不是细胞13可编辑版 第二节第二节 原核细胞与真核细胞原核细胞与真核细胞一、概念一、概念prokarytic cell：没有典型细胞核的细胞，没有典型细胞核的细胞，包括细菌和蓝藻包括细菌和蓝藻 eukaryotic cell：有细胞核和膜围细胞器有细胞核和膜围细胞器的细胞，包括单细胞生物、全部多细胞生的细胞，包括单细胞生物、全部多细胞生物的细胞物的细胞14可编辑版 l立克次氏体是立克次氏体是原核细胞原核细胞，有细胞壁，能引起，有细胞壁，能引起人类患病，如斑疹伤寒。体虱是立克次体的人类患病，如斑疹伤寒。体虱是立克次体的宿主，通过它们感染人。宿主，通过它们感染人。l立克次氏体是立克次氏体是1909年年美国美国病理学副教授立克病理学副教授立克次次Howard Taylor Ricketts首先发现的他不首先发现的他不幸因感染斑疹伤寒而为科学献身。幸因感染斑疹伤寒而为科学献身。1916年罗年罗恰恰利马首先从斑疹伤寒病人的利马首先从斑疹伤寒病人的体虱体虱中找到，中找到，并建议取名为普氏立克次氏体，以纪念从事并建议取名为普氏立克次氏体，以纪念从事斑疹伤寒研究而牺牲的立克次和捷克科学家斑疹伤寒研究而牺牲的立克次和捷克科学家普若瓦帅克。普若瓦帅克。15可编辑版16可编辑版17可编辑版1 1、原核细胞（、原核细胞（procaryotic cellprocaryotic cell）l最最主主要要特特征征是是没没有有由由膜膜包包围围的的细细胞胞核核，遗遗传传物物质质通通常常集集中中于于细细胞胞的的一一个个或或几几个个区区域域中中，这这些些区区域域与与细细胞胞质质之之间间没没有有核核膜膜隔隔开开，所所以以一一般般把把这这 种种 区区 域域 称称 为为 类类 核核（nucleoidnucleoid）又称又称拟核拟核。18可编辑版 原核细胞主要形态特征：原核细胞主要形态特征：l（1 1）细细胞胞膜膜：单单位位膜膜，约约1010nmnm厚厚，暗暗亮亮暗暗形形式式,没有内膜系统。没有内膜系统。l（2 2）类类核核：遗遗传传物物质质集集中中区区域域，为为一一裸裸露露环环状状DNADNA分子。分子。l（3 3）细细胞胞质质：没没有有内内膜膜系系统统、细细胞胞器器（核核糖糖体体除除外）。外）。l（4 4）细胞壁：肽聚糖等成分构成。）细胞壁：肽聚糖等成分构成。19可编辑版2 2、真核细胞（、真核细胞（eucaryoticeucaryotic cellcell）（一）电镜下真核细胞结构：（一）电镜下真核细胞结构：（1 1）质质膜膜：即即细细胞胞膜膜,为为暗暗明明暗暗三三层层结结构构的的单单位位膜。膜。（2 2）细胞核）细胞核：a.a.核膜：双层核膜核膜：双层核膜 b.b.遗遗传传物物质质：DNADNA组组蛋蛋白白 核核小小体体 染染色色 质质 染色体染色体 c.c.核仁：一或多个核仁核仁：一或多个核仁 d.d.核质：核基质，内有核骨架。核质：核基质，内有核骨架。20可编辑版l（3 3）细细胞胞质质：存存在在于于质质膜膜与与核核被被膜膜之之间间的的原原生质。生质。有有各各种种细细胞胞器器：内内质质网网、高高尔尔基基体体、溶溶酶酶体体、线粒体、叶绿体、细胞骨架、中心粒、微体等。线粒体、叶绿体、细胞骨架、中心粒、微体等。l（4 4）细胞壁）细胞壁：由纤维素组成。：由纤维素组成。21可编辑版（二）动物细胞和植物细胞结构上的差异（二）动物细胞和植物细胞结构上的差异22可编辑版真核细胞与原核细胞比有以下特点真核细胞与原核细胞比有以下特点 二、原核细胞与真核细胞的区别二、原核细胞与真核细胞的区别23可编辑版1、细胞膜系统的分化与演变、细胞膜系统的分化与演变结构与功能区域化结构与功能区域化(compartmentalization)与与专一化专一化：原核细胞没有：原核细胞没有膜包围的细胞核膜包围的细胞核，而真核，而真核细胞的细胞核是有膜包围的细胞的细胞核是有膜包围的;：真核细胞有：真核细胞有内膜系统内膜系统、及内膜系统演变、及内膜系统演变的细胞器，原核生物没有内膜系统；的细胞器，原核生物没有内膜系统；24可编辑版25可编辑版2 2、遗传装置及基因表达调控方式差异：遗传装置及基因表达调控方式差异：.基因结构：基因结构：l原原核核细细胞胞DNADNA环环状状，一一个个，DNADNA裸裸露露或或与与少少量量蛋蛋白质结合；白质结合；l真真核核细细胞胞DNADNA线线状状，多多个个，DNADNA与与多多种种蛋蛋白白质质结结合成核小体结构。合成核小体结构。DNA DNA组蛋白组蛋白 核小体核小体 染色质染色质 染色体染色体26可编辑版27可编辑版.基因表达调控：基因表达调控：l 原原 核核 细细 胞胞：DNADNA没没 有有 无无 用用 序序 列列，均均 为为 编编 码码 序序 列；列；l真真核核细细胞胞：DNADNA常常有有内内含含子子(intron(intron）与与外外显显子子（exonexon）相间排列。相间排列。内含子：内含子：DNADNA中不编码蛋白质的序列中不编码蛋白质的序列 外显子：外显子：DNADNA中编码蛋白质的序列中编码蛋白质的序列28可编辑版 基因（基因（DNADNA）exon intron exon intron转录（转录（mRNAmRNA）切掉切掉 切掉切掉 翻译（蛋白质翻译（蛋白质)29可编辑版3、细胞骨架系统出现、细胞骨架系统出现30可编辑版原核细胞与真核细胞比较 细胞细胞 原核细胞原核细胞 真核细胞真核细胞 代表生物代表生物 细菌、蓝藻和支原体细菌、蓝藻和支原体 原生生物、真菌、原生生物、真菌、植物和动物植物和动物 细胞大小细胞大小 较小较小(1-10m)(1-10m)较大较大(10(10100m)100m)细胞壁细胞壁 肽聚糖壁肽聚糖壁(支原体无支原体无)植物细胞有纤维素壁植物细胞有纤维素壁 细胞膜细胞膜 有有 有有 核糖体核糖体 70S(50S70S(50S +30S)30S)80S(60S80S(60S +40S)40S)内膜系统内膜系统 无无 有，分化为细胞器有，分化为细胞器 细胞骨架细胞骨架 无无 有有 31可编辑版 细胞核细胞核 拟核（无核膜和核仁）拟核（无核膜和核仁）有核膜和核仁有核膜和核仁 染色体染色体 一条裸露环状双链一条裸露环状双链DNADNA 两条以上线性两条以上线性DNADNA 与蛋白质结合与蛋白质结合 核外核外DNADNA 细菌有质粒细菌有质粒DNADNA 线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体DNADNA 分裂方式分裂方式 无丝分裂无丝分裂 有丝分裂，减数分裂有丝分裂，减数分裂 32可编辑版 第三节第三节 关于细胞的一般常识关于细胞的一般常识33可编辑版 细胞的计量单位细胞的计量单位 光、电镜下计量单位：光、电镜下计量单位：m，nm 1毫米毫米=1000微米微米(m)1微米微米=1000纳米纳米(nm）=10000埃埃()1纳米纳米(nm)=10埃埃1埃埃=0.1纳米（纳米（nm)一、细胞的大小一、细胞的大小34可编辑版 动植物细胞直径动植物细胞直径2030 m。鸵鸟的卵黄直径可达。鸵鸟的卵黄直径可达5cm，支原体仅，支原体仅0.1 m，人坐骨神经细胞可达，人坐骨神经细胞可达1m。35可编辑版人体内几种类型细胞的大小人体内几种类型细胞的大小36可编辑版人卵与精子人卵与精子37可编辑版二、细胞的数目二、细胞的数目生物体体积的大小由细胞数目决定生物体体积的大小由细胞数目决定 一个健康人总细胞数大约一个健康人总细胞数大约40109个。每小时个。每小时有几十亿个骨髓细胞和肠细胞死亡。有几十亿个骨髓细胞和肠细胞死亡。细胞数目的增加依靠细胞的增殖细胞数目的增加依靠细胞的增殖38可编辑版三、细胞的形态细胞的形状与功能及存在细胞的形状与功能及存在位置有关。位置有关。红血细胞红血细胞为双面凹的圆盘为双面凹的圆盘状，表面积大，有利于状，表面积大，有利于O2和和CO2交换；交换；神经细胞神经细胞具有传导作用，具有传导作用，有很长的突起；有很长的突起；保卫细胞保卫细胞呈半圆形，两个呈半圆形，两个半月形细胞围成一个气半月形细胞围成一个气孔。孔。39可编辑版40可编辑版第四节第四节 病病 毒毒一、病毒的结构和分类一、病毒的结构和分类l结构：核酸结构：核酸(DNADNA或或RNA)RNA)芯芯+蛋白质外壳蛋白质外壳l分类：分类：A.A.宿主宿主：动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬：动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）。菌体）。B.B.核酸核酸：DNADNA病毒和病毒和RNARNA病毒。病毒。C.C.结构结构：真病毒、类病毒和朊病毒：真病毒、类病毒和朊病毒 41可编辑版二、类病毒（二、类病毒（viroid)l概念：概念：有一类感染物在结构上比病毒还要简有一类感染物在结构上比病毒还要简单，只由核酸构成，没有蛋白质衣壳。由于单，只由核酸构成，没有蛋白质衣壳。由于它们具有感染作用，类似于病毒，故称为类它们具有感染作用，类似于病毒，故称为类病毒。类病毒没有蛋白质外壳，仅为一裸露病毒。类病毒没有蛋白质外壳，仅为一裸露的的RNA分子。分子。42可编辑版三、朊病毒（蛋白质感染因子三、朊病毒（蛋白质感染因子）l1982年，年，S.B.Prusiner，羊致病因子，羊致病因子，prion(朊病毒）。只由蛋白质构成，这种蛋朊病毒）。只由蛋白质构成，这种蛋白质具感染能力。白质具感染能力。1997年诺贝尔奖。年诺贝尔奖。l蛋白质感染子蛋白：蛋白质感染子蛋白：PrPcPrPScl增殖：增殖：PrPSc 使使PrPc 变成变成PrPSc，二聚体。二聚体。43可编辑版四、病毒在细胞内的活动四、病毒在细胞内的活动(P22)P22)l 病毒的增殖又称复制，必须利用宿主代病毒的增殖又称复制，必须利用宿主代谢系统进行。谢系统进行。病毒侵入细胞，病毒核酸的侵染病毒侵入细胞，病毒核酸的侵染病毒核酸的病毒核酸的复制复制、转录与蛋白质的合成、转录与蛋白质的合成病毒的装配、成熟与释放病毒的装配、成熟与释放44可编辑版45可编辑版第三章第三章 细胞的化学组成细胞的化学组成46可编辑版 u水水u无机离子无机离子u有机分子有机分子l 蛋白质蛋白质l 酶酶l 核酸核酸l 糖类糖类l 脂类脂类47可编辑版蛋白质蛋白质l20种氨基酸种氨基酸l一级结构多肽链一级结构多肽链l二级结构二级结构螺旋和螺旋和折叠折叠l三级、四级结构：结构域、功能域三级、四级结构：结构域、功能域48可编辑版 酶（酶（enzyme）l本质是蛋白质本质是蛋白质proteinl高度特异性和专一性高度特异性和专一性l要求最适要求最适pH值和温度值和温度l有辅助因子有辅助因子l酶的活性受调控酶的活性受调控l酶的类别：氧化还原酶、转移酶、水解酶、酶的类别：氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、异构酶、连接酶裂解酶、异构酶、连接酶49可编辑版核酸核酸lDNAlRNA（tRNA，mRNA，rRNA）50可编辑版 糖类糖类l单糖：核糖，葡萄糖单糖：核糖，葡萄糖l多糖：淀粉、糖原、纤维素、几丁质多糖：淀粉、糖原、纤维素、几丁质51可编辑版 脂类脂类l脂肪酸脂肪酸l中性脂肪中性脂肪l磷脂磷脂l类固醇类固醇52可编辑版 53可编辑版 胆碱丝氨酸乙醇胺肌醇54可编辑版 卵磷脂卵磷脂55可编辑版磷脂磷脂56可编辑版1.1.细胞的基本要素和基本特征细胞的基本要素和基本特征2.2.比较原核细胞与真核细胞比较原核细胞与真核细胞3.3.名词：名词：cellcell、protoplasm,protoplasm,cytosolcytosol,4.4.cytoplasm cytoplasm，organelleorganelle prokaryoticprokaryotic cell,cell,eukaryoticeukaryotic cellcell nucleoidnucleoid作作 业业57可编辑版