细胞的统一性和多样性.ppt

细胞的统一性和多样性细胞的统一性和多样性The dynamic cell Chapter 2 1 1可编辑版可编辑版n n2.12.1细胞是生命活动的基本单元细胞是生命活动的基本单元n n2.2 2.2 原核细胞原核细胞 prokaryotic cellprokaryotic celln n2.3 2.3 真核细胞真核细胞 eukaryotic celleukaryotic celln n2.42.4古核细胞以及三类细胞的关系古核细胞以及三类细胞的关系n n2.5 2.5 细胞大小以及细胞形态结构一致性细胞大小以及细胞形态结构一致性n n2.6.2.6.由细胞到组织由细胞到组织n n2.7 2.7 非细胞形态的生命非细胞形态的生命病毒病毒2 2可编辑版可编辑版2.1细胞是生命活动的基本单元细胞是生命活动的基本单元n n一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位。n n细胞是独立的，有序的自控代谢体系，是代谢与功能的基本单位。n n细胞是有机体生长与发育的基础。n n细胞是遗传的基本单位，具有遗传的全能性。n n没有细胞就没有完整的生命。3 3可编辑版可编辑版细胞细胞(cell)的基本概念的基本概念 是有膜包围的能独立进行繁殖的原生质团。细胞是有膜包围的能独立进行繁殖的原生质团。细胞是生物体最基本的结构和功能单位，它具有进行是生物体最基本的结构和功能单位，它具有进行生命活动的最基本的要素：即生命活动的最基本的要素：即l l具有一套基因组；具有一套基因组；l l具有一层质膜，通过质膜与周围环境进行物质和具有一层质膜，通过质膜与周围环境进行物质和信息交流；信息交流；l l具有一套完整的代谢机构。具有一套完整的代谢机构。4 4可编辑版可编辑版细胞概念的新思考细胞概念的新思考n n细胞是多层次非线性的复杂结构体系。细胞是多层次非线性的复杂结构体系。n n细胞是物质，能量与信息过程精巧结合的细胞是物质，能量与信息过程精巧结合的综合体。综合体。n n细胞是高度有序的，具有自装配与自组织细胞是高度有序的，具有自装配与自组织能力的体系。能力的体系。5 5可编辑版可编辑版细胞的基本共性细胞的基本共性n n组成细胞的基本元素是相同的。n n所有的细胞表面都由细胞膜。n n所有的细胞均有两种核酸。n n所有的细胞均含有合成蛋白质的核糖体。n n所有的细胞均以一分为二的方式进行增殖。6 6可编辑版可编辑版Non-cellularprokaryotic cellprokaryotic cell原核细胞原核细胞virusvirusLife Cellulareukaryotic celleukaryotic cell真核细胞真核细胞7 7可编辑版可编辑版2.2 原核细胞 prokaryotic celln n无核膜，无核膜，DNADNA游离在游离在细胞质中细胞质中n n缺少内膜系统，至少缺少内膜系统，至少不发达不发达n n无细胞骨架无细胞骨架n n单倍体，染色体为环单倍体，染色体为环状，一条状，一条n n细胞小，多在细胞小，多在1-101-10微微米米8 8可编辑版可编辑版一、一、最小最简单的细胞支原体最小最简单的细胞支原体n n是目前发现的最小，最简单的细胞，具备了细胞的基本形态结构，并具有作为生命活动基本单位存在的主要特征。n n具有细胞生存所需要的最低数量的蛋白，约700多种。n n以一分为二的方式进行繁殖。n n维持细胞基本生命活动细胞直径最小的极限不能小于100纳米，支原体已经接近该极 9 9可编辑版可编辑版二、二、原核细胞的代表细菌和蓝藻原核细胞的代表细菌和蓝藻（一（一（一（一 ）细菌细菌细菌细菌1.1.细菌细胞的核区与基因组细菌细胞的核区与基因组没有典型的核结构，只有类核，核区不表现没有典型的核结构，只有类核，核区不表现FeulgenFeulgen的正反的正反应。应。2.2.细菌细胞的表面结构细菌细胞的表面结构表面结构包含细胞膜，中膜体，细胞壁，荚膜，鞭毛。表面结构包含细胞膜，中膜体，细胞壁，荚膜，鞭毛。3.3.细菌细胞的核糖体细菌细胞的核糖体核糖体沉降系数为核糖体沉降系数为70S70S。部分为附着核糖体，大部分为游离。部分为附着核糖体，大部分为游离核糖体。核糖体。4.4.细菌细胞核外细菌细胞核外DNADNA细菌中除了核区细菌中除了核区DNADNA外，还存在可自主复制的遗传因子，称外，还存在可自主复制的遗传因子，称为质粒。质粒为质粒。质粒DNADNA常用作基因重组与基因基因转移的载体。常用作基因重组与基因基因转移的载体。5.5.细菌细胞内生孢子细菌细胞内生孢子是不良条件下的休眠体，是单细胞特殊的分化方式。是不良条件下的休眠体，是单细胞特殊的分化方式。1010可编辑版可编辑版根据其形态分为：球菌(球形或椭圆形）;杆菌（杆状或圆柱形）;螺 旋菌（螺 旋形)在进化上又分为：原细菌（古细菌）真细菌1111可编辑版可编辑版 蓝藻又称蓝细菌（Cyanobacteria）1212可编辑版可编辑版（二）蓝藻（二）蓝藻n n遗传物质的所在部位为中心质，遗传物质的所在部位为中心质，DNADNA含量比原核生物大。含量比原核生物大。n n最简单的光能自养生物之一，仅有十分简单的光合作用装最简单的光能自养生物之一，仅有十分简单的光合作用装置。置。n n光合作用片层上附有藻胆蛋白体，将光能传递给叶绿素。光合作用片层上附有藻胆蛋白体，将光能传递给叶绿素。仅含叶绿素仅含叶绿素a a，属于原始低效的光合作用，可放出氧气，属于原始低效的光合作用，可放出氧气，不同于光合细菌。不同于光合细菌。n n细胞内有丰富的内含物。细胞内有丰富的内含物。n n细胞脂膜外有细胞壁和一层角胶质层，胶质层也称鞽。细胞脂膜外有细胞壁和一层角胶质层，胶质层也称鞽。n n细胞体积较其他原核细胞大，常以单细胞，群体，丝状体细胞体积较其他原核细胞大，常以单细胞，群体，丝状体等形式存在。依靠分裂进行繁等形式存在。依靠分裂进行繁 1313可编辑版可编辑版2.3 真核细胞 eukaryotic celln n 生物膜的分化，使细胞内部结构和功能更复杂和生物膜的分化，使细胞内部结构和功能更复杂和高级，内膜系统的出现，形成核和质两大区域，高级，内膜系统的出现，形成核和质两大区域，并形成多种细胞器，保证各种物质代谢过程互不并形成多种细胞器，保证各种物质代谢过程互不干扰，有序进行，各区域分工明确精细，功能专干扰，有序进行，各区域分工明确精细，功能专一；一；n n 遗传物质和遗传结构装置的增多和复杂化，使遗遗传物质和遗传结构装置的增多和复杂化，使遗传信息更加稳定，基因转录转录和翻译有严格的传信息更加稳定，基因转录转录和翻译有严格的阶段性和区域性，基因表达调控有多层次性；阶段性和区域性，基因表达调控有多层次性；n n具有庞大复杂的细胞骨架系统，对维持细胞形态具有庞大复杂的细胞骨架系统，对维持细胞形态和多种生理功能有重要的作用。和多种生理功能有重要的作用。1414可编辑版可编辑版1515可编辑版可编辑版真核细胞的主要结构n n细胞质膜细胞质膜 cytoplasm membrane cytoplasm membranen n细胞核细胞核 nucleolus nucleolusn n内质网内质网 endoplasmic reticutum endoplasmic reticutumn n高尔基体高尔基体 golgi apparatus golgi apparatusn n溶酶体溶酶体 lysosome lysosomen n过氧物酶体过氧物酶体 peroxisome peroxisomen n线粒体线粒体 mitochondrion mitochondrionn n细胞骨架细胞骨架 cytoskeleton cytoskeletonn n核糖体 ribosome1616可编辑版可编辑版Animal Cell1717可编辑版可编辑版1818可编辑版可编辑版动、植物细胞的比较动、植物细胞的比较n n要点要点 动物细胞动物细胞 植物细胞植物细胞n n中心体中心体 有有 无无n n叶绿体叶绿体 无无 有有n n细胞壁细胞壁 无无 有有n n大液泡大液泡 无无 有有n n胞质分裂方式胞质分裂方式 缢缩缢缩 形成细胞板形成细胞板1919可编辑版可编辑版2020可编辑版可编辑版2121可编辑版可编辑版2222可编辑版可编辑版2323可编辑版可编辑版2424可编辑版可编辑版真核细胞的共生起源n n线粒体的来源线粒体的来源n n叶绿体的来源叶绿体的来源内共生学说内共生学说 线粒体和叶绿体是由被吞噬的线粒体和叶绿体是由被吞噬的细菌和蓝细菌和蓝 藻演化来的藻演化来的半自主性2525可编辑版可编辑版2.4古核细胞以及三类细胞的关系古细菌古细菌 ArchaeobacteriaArchaeobacteria真细菌真细菌 Eubacteria)Eubacteria)真核细胞真核细胞 Eukaryotic cellEukaryotic cell原核细胞2626可编辑版可编辑版古核生物古核生物 生长在极端特殊环境中的细菌，可能代表了原始地球环境中生命存在与繁衍的特定形式，也许在细胞起源和进化中扮演重要角色。古核生物细胞的形态结构和遗传装置与原核细胞相似，有些分子进化特征更接近于真核细胞。最早发现的古细菌是产甲烷类细菌。2727可编辑版可编辑版古细菌与真细菌、真核细胞的关系n n跟哪一种也不更近，认为是另一大类n n尽管属于原核类，但与真细菌有明显差别细胞壁成分不同，对抗菌素的反应不同细胞壁成分不同，对抗菌素的反应不同核糖体对抗菌素的反应更类似于真核细胞的核糖体对抗菌素的反应更类似于真核细胞的5SrRNA5SrRNA与真核细胞更接近与真核细胞更接近2828可编辑版可编辑版2.5 2.5 细胞大小以及细胞形态结构一致性细胞大小以及细胞形态结构一致性2929可编辑版可编辑版Why are Cells Small3030可编辑版可编辑版细胞体积守恒定律细胞体积守恒定律n n不论物种间的差异有多大，同一器官与组织的细不论物种间的差异有多大，同一器官与组织的细胞，其大小更倾向在一个恒定的范围之内。胞，其大小更倾向在一个恒定的范围之内。n n细胞的体积与相对表面积成反比关系。相对较大细胞的体积与相对表面积成反比关系。相对较大的表面积，有利于物质的交换和保持新陈代谢。的表面积，有利于物质的交换和保持新陈代谢。n n细胞体积在不同物种间均相差悬殊细胞体积在不同物种间均相差悬殊,而细胞核体而细胞核体积相差不大。积相差不大。n n器官的大小主要取决于细胞的数量，与细胞的数器官的大小主要取决于细胞的数量，与细胞的数量成正比，而与细胞的大小无关。量成正比，而与细胞的大小无关。n n细胞内物质交流的速度与细胞体积成反比关系。细胞内物质交流的速度与细胞体积成反比关系。3131可编辑版可编辑版细胞的形态结构与功能的关系细胞的形态结构与功能的关系n n细胞的形态结构与功能的相关性与一致性是很多细胞的共同特点，分化程度越高的细胞表现越明显。n n哺乳动物的红细胞，分泌细胞以及生殖细胞形态结构与功能的适应是很好的例证。3232可编辑版可编辑版2.6.由细胞到组织由细胞到组织Multicellularity Requires Extracellular Glues 多细胞组织需要细胞外基质The simplest multicellular organisms are single cells embedded in a jelly of protein and polysaccharide called the extracellular matrix.The specialized groups of differentiated cells form tissues,which are themselves the major components of organs.Tissues Are Organized into Organs 3333可编辑版可编辑版2.7 非细胞形态的生命病毒Virus n n病毒，不具有细胞形态和结构，专性寄生，一般只含有一种核酸，靠复制繁殖噬菌体噬菌体病毒（病毒（virusvirus）类病毒（类病毒（viroidviroid）朊病毒（prion3434可编辑版可编辑版植物病毒Virus 动物病毒细菌病毒（噬菌体）宿主细胞Virus DNA virus RNA virusDouble strand Double strandSingle stand Single stand 3535可编辑版可编辑版3636可编辑版可编辑版病毒与细胞的关系病毒与细胞的关系-病毒是细胞演化的产物病毒是细胞演化的产物 n n病毒是专性寄生，离开细胞无法生存。n n病毒的核酸与真核细胞的核酸有相似的序列，病毒癌基因起源于细胞癌基因。n n病毒可以看作是DNA与蛋白质或与蛋白质的复合大分子，与细胞内的核蛋白有相似之处。脊椎动物中的第二类反转录转座子的两端含有末端重复序列，结构与反转录病毒相似。3737可编辑版可编辑版