细胞的基本知识概要.pptx

上页返回下页结束细胞（细胞（cell)cell)：细胞是生命活动的基本单位细胞是生命活动的基本单位。由于已经证实：一切有机体都是由细胞构成，一切有机体都是由细胞构成，细胞是构成有机体细胞是构成有机体的基本单位；的基本单位；细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是细胞是代谢与功能的基本单位；代谢与功能的基本单位；细胞是有机体生长和发育的基础；细胞是有机体生长和发育的基础；细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传全能性。细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传全能性。没有细胞就没有生命。没有细胞就没有生命。为什么这样说呢?细胞的概念：上页返回下页结束生命的组成单位细胞生命的组成单位细胞n植物由细胞组成植物由细胞组成n动物由细胞组成动物由细胞组成n人由细胞组成人由细胞组成n微生物由细胞组成微生物由细胞组成 细胞生物学的任务就是认识细胞！细胞生物学的任务就是认识细胞！上页返回下页结束上页返回下页结束细胞的化学组成n 细胞是高度有组织的复杂分子的集合，组成细胞的各种分子都按严格细胞是高度有组织的复杂分子的集合，组成细胞的各种分子都按严格的秩序和结构体制执行其生命功能。的秩序和结构体制执行其生命功能。n（）分子组织层次（）分子组织层次n细胞细胞nn细胞器：细胞核，线粒体，叶绿体，高尔基体等细胞器：细胞核，线粒体，叶绿体，高尔基体等nn超分子复合物：核糖体，酶系，膜，微管等超分子复合物：核糖体，酶系，膜，微管等nn生物大分子：核酸，蛋白质，多糖，脂类生物大分子：核酸，蛋白质，多糖，脂类nn结构单位：核苷酸，氨基酸，单糖，脂肪酸、甘油结构单位：核苷酸，氨基酸，单糖，脂肪酸、甘油nn中间代谢物：磷酸五碳糖、尿素，中间代谢物：磷酸五碳糖、尿素，酮酸，磷酸丙酮酸，醋酸酮酸，磷酸丙酮酸，醋酸nn环境前体：二氧化碳，水，氨，氮等环境前体：二氧化碳，水，氨，氮等n（）化学组成（）化学组成n水、无机盐和离子，蛋白质，酶，核酸，脂类，糖类。（生物化学中讲）水、无机盐和离子，蛋白质，酶，核酸，脂类，糖类。（生物化学中讲）上页返回下页结束生物大分子生物大分子 构成细胞的基本结构，并且执行细胞基本功能的构成细胞的基本结构，并且执行细胞基本功能的巨大的巨大的、高度组织起高度组织起来的、具有特定的空间构型和特殊生物学功能的来的、具有特定的空间构型和特殊生物学功能的生物分子称为生物大分生物分子称为生物大分子。子。n 细胞内大多数生物大分子的半寿期都很短，它们不断地被降解，并细胞内大多数生物大分子的半寿期都很短，它们不断地被降解，并被新的生物大分子所取代。被新的生物大分子所取代。细胞内有四种类型的生物大分子细胞内有四种类型的生物大分子:核酸、蛋白质、多糖，以及某些类核酸、蛋白质、多糖，以及某些类型的脂类，前三种是由单体构成的多聚体。型的脂类，前三种是由单体构成的多聚体。细胞内大约有细胞内大约有3000种大分子。种大分子。生物大分子的功能取决于构成它们亚单位的种类和排列顺序。生物大分子的功能取决于构成它们亚单位的种类和排列顺序。上页返回下页结束细胞结构体系的组装细胞结构体系的组装n细胞是由化学物质物质组成的。细胞是由化学物质物质组成的。n由于细胞的生命活动是高度有序的，所以细胞由于细胞的生命活动是高度有序的，所以细胞内的化学物质不可能杂乱无章地堆集在一起，内的化学物质不可能杂乱无章地堆集在一起，而是有规则地分级组装成复杂的细胞结构。而是有规则地分级组装成复杂的细胞结构。n不仅如此，在多细胞有机体中，细胞要组成不不仅如此，在多细胞有机体中，细胞要组成不同的组织，再由组织形成器官。同的组织，再由组织形成器官。上页下页返回结束上页返回下页结束分级组装分级组装由生物分子组装成细胞，可以粗略地分成四级由生物分子组装成细胞，可以粗略地分成四级 第一级是构成细胞的小分子有机物的形成，包括碱基、第一级是构成细胞的小分子有机物的形成，包括碱基、氨基酸、葡萄糖、软脂酸，这些构成了细胞的氨基酸、葡萄糖、软脂酸，这些构成了细胞的基石基石；第二级由基石组装成第二级由基石组装成生物大分子生物大分子，包括，包括DNA、RNA、蛋白质、多糖蛋白质、多糖;第三级由生物大分子进一步组装成细胞的第三级由生物大分子进一步组装成细胞的高级结构高级结构，如细胞膜、核糖体、染色体、微管、微丝等如细胞膜、核糖体、染色体、微管、微丝等;第四级由生物大分子组装成第四级由生物大分子组装成具有空间结构和生物功能具有空间结构和生物功能的细胞器的细胞器，如细胞核、线粒体、叶绿体、内质网、高尔基，如细胞核、线粒体、叶绿体、内质网、高尔基复合体、溶酶体、微体等。复合体、溶酶体、微体等。最后再由细胞器最后再由细胞器组成细胞组成细胞。上页返回下页结束n细胞的分子组成层次细胞的分子组成层次:n细胞细胞 细胞器细胞器 超分子复合物超分子复合物生物大分子生物大分子 结构单位结构单位 中间代谢物中间代谢物环境前体环境前体 上页返回下页结束组装的机制组装的机制各种生物大分子到底如何组装成有功能的细胞结构各种生物大分子到底如何组装成有功能的细胞结构和组织是当前细胞生物学所要研究的基本问题。曾经对和组织是当前细胞生物学所要研究的基本问题。曾经对组装的机制提出过一些假说：组装的机制提出过一些假说：模板组装模板组装(templateassembly)酶效应组装酶效应组装(enzymaticassembly)自体组装自体组装(selfassembly)上页返回下页结束反应复合物的组装反应复合物的组装随着分子生物学研究的深入，人们更多地注意反应复合物随着分子生物学研究的深入，人们更多地注意反应复合物的其在生命活动中的作用。如的其在生命活动中的作用。如DNA复制的引发体复制的引发体(primosome)、RNA加工时形成的加工时形成的剪接体剪接体(splicesome)等都等都是蛋白质组装成的反应复合物。是蛋白质组装成的反应复合物。上页返回下页结束细胞概念的各种提法细胞概念的各种提法n细胞是有机体形态结构的基本单位细胞是有机体形态结构的基本单位;n细胞是有机体形态与生理的基本单位细胞是有机体形态与生理的基本单位;n细胞是组成有机体结构和功能的基本单位细胞是组成有机体结构和功能的基本单位;n细胞是由细胞膜包围的一原生质团。细胞是由细胞膜包围的一原生质团。上页返回下页结束细胞概念的一些新思考细胞概念的一些新思考 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；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的综合体；综合体；细胞是高度有序、能自装配和自组织的体细胞是高度有序、能自装配和自组织的体系。系。上页返回下页结束细胞的基本共性细胞的基本共性 1.所所有有细细胞胞的的表表面面均均有有由由磷磷脂脂双双分分子子层层与与相相嵌嵌蛋蛋白白质质构成的生物膜。构成的生物膜。2.所有细胞都具有两种核酸：所有细胞都具有两种核酸：DNA与与RNA。3.作作为为蛋蛋白白质质的的合合成成机机器器核核糖糖体体，毫毫无无例例外外地地是是存存在在一一切切细细胞胞内内，是是任任何何细细胞胞不不可可缺缺少少的的基基本本结结构构，他他们们在翻译多肽时与在翻译多肽时与mRNA形成多聚核糖体。形成多聚核糖体。4.所有细胞的增殖均以一分为二的分裂方式，遗传物所有细胞的增殖均以一分为二的分裂方式，遗传物质在分裂前复制加倍，在分裂时均匀分配到两个子细胞中，质在分裂前复制加倍，在分裂时均匀分配到两个子细胞中，这是生命繁衍的基础与保证。这是生命繁衍的基础与保证。上页返回下页结束病毒的结构病毒的结构上页返回下页结束DNA核酸芯髓（核酸芯髓（core）双股或单链核酸双股或单链核酸或或RNA病毒粒子病毒粒子识别受体识别受体蛋白质蛋白质核衣壳（核衣壳（capsid）酶酶囊膜囊膜类脂质和碳水化合物类脂质和碳水化合物红细胞凝集素红细胞凝集素上页返回下页结束病毒病毒-非细胞的生命体非细胞的生命体细胞虽然是地球上主要的生命形式，但并非细胞虽然是地球上主要的生命形式，但并非是唯一的生命形式，病毒也是生命体，但它却不是唯一的生命形式，病毒也是生命体，但它却不具有细胞结构。具有细胞结构。病毒是比细胞更小的生命体病毒是比细胞更小的生命体病毒是病毒是19世纪末通过对疾病的研究发现的，世纪末通过对疾病的研究发现的，无法用光学显微镜观察。病毒没有细胞结构，不无法用光学显微镜观察。病毒没有细胞结构，不能在体外独立生活。能在体外独立生活。上页下页返回结束上页返回下页结束病毒的生活方式病毒的生活方式n病毒虽然没病毒虽然没有细胞结构，有细胞结构，但它必须在但它必须在细胞中才能细胞中才能表现出生命表现出生命活动。所以活动。所以“细胞是生细胞是生命活动的基命活动的基本单位本单位”与与病毒的存在病毒的存在并不矛盾。并不矛盾。上页返回下页结束病毒在细胞内的增殖病毒在细胞内的增殖1、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2、病毒核酸的复制、转录与蛋白质的合成、病毒核酸的复制、转录与蛋白质的合成3、病毒的装配、成熟与释放。、病毒的装配、成熟与释放。病毒不仅没有细胞结构，而且也不能独立生存，只能病毒不仅没有细胞结构，而且也不能独立生存，只能在活细胞中进行增殖。病毒的生活史包括五个基本过程。在活细胞中进行增殖。病毒的生活史包括五个基本过程。上页下页返回结束上页返回下页结束上页返回下页结束3种主要观点：种主要观点：（1）生物大分子）生物大分子病毒病毒细胞细胞病毒病毒（2）生物大分子）生物大分子细胞细胞（3）生物大分子）生物大分子细胞细胞病毒病毒病毒与细胞在起源和进化中的关系病毒与细胞在起源和进化中的关系上页返回下页结束病毒是细胞演化的观点：病毒是细胞演化的观点：（1）病毒是寄生性的；）病毒是寄生性的；（2）有有些些病病毒毒的的核核酸酸与与哺哺乳乳动动物物细细胞胞DNA的某些片段的碱基序列十分相似；的某些片段的碱基序列十分相似；（3）病毒可以看作是）病毒可以看作是DNA与蛋白质或与蛋白质或RNA与蛋白质形成的复合大分子。与蛋白质形成的复合大分子。上页返回下页结束神经细胞卵细胞血细胞上皮细胞肌细胞视杆细胞不同功能的细胞形态不同不同功能的细胞形态不同上页返回下页结束这是您肉眼可见的特殊细胞：鸡蛋(未受精的卵细胞)大变形虫上页返回下页结束n植物细胞比动物细胞大。植物细胞比动物细胞大。n原生动物由一个细胞组成，体积较大，如大变形虫的原生动物由一个细胞组成，体积较大，如大变形虫的直径约直径约300 300 m m。n动物细胞直径一般在动物细胞直径一般在10-10010-100 m m左右，如左右，如 人口腔粘膜上皮细胞的直径人口腔粘膜上皮细胞的直径7575 m m。人红细胞的直径人红细胞的直径7.57.5 m m。n卵细胞是特殊的大细胞，如驼鸟蛋的直径约卵细胞是特殊的大细胞，如驼鸟蛋的直径约10cm10cm，是，是现今最大的细胞。现今最大的细胞。n原核细胞较小，如细菌的直径原核细胞较小，如细菌的直径11 m m。n现今最小的细胞为支原体，其直径约现今最小的细胞为支原体，其直径约0.070.070.250.25 m.m.上页返回下页结束想一想想一想 cmcm的位置可容纳多少细胞的位置可容纳多少细胞？1 1滴血中可能有多少细胞？滴血中可能有多少细胞？n1cm=10mmn1mm=1000 mn1 m=1000nmn1nm=10A10000 m10000 m/50=200个细胞上页返回下页结束动物细胞植物细胞上页返回下页结束动物细胞与植物细胞的区别：动物细胞与植物细胞的区别：n动物细胞无细胞壁n无液泡n无叶绿体n有中心粒上页返回下页结束原核细胞（原核细胞（Prokaryotic cellProkaryotic cell）原核细胞是只有质膜和少数简单的细胞器，无核膜、内膜系统和细胞骨架的细胞。如细菌、支原体细胞。真核细胞是有质膜和许多复杂的细胞器，有核膜、复杂的内膜系统和细胞骨架的细胞。如人体细胞等绝大多数动植物细胞。生物学上将细胞分为两大类：生物学上将细胞分为两大类：真核细胞（真核细胞（Eukaryotic cellEukaryotic cell）上页返回下页结束原核细胞原核细胞上页返回下页结束真核细胞真核细胞上页返回下页结束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基本特征的比较特征特征原核细胞真核细胞原核细胞真核细胞细胞膜细胞膜有（多功能性）有（多功能性）有有核膜核膜无无有有染色体由一个环状染色体由一个环状DNA构成的单个染色体，个染色体以上染色体由线状构成的单个染色体，个染色体以上染色体由线状DNA不与或很少与蛋白质结合不与或很少与蛋白质结合DNA与蛋白质结合组成与蛋白质结合组成核仁无有核仁无有线粒体无有线粒体无有内质网无有内质网无有高尔基体无有高尔基体无有溶酶体无有溶酶体无有上页返回下页结束原核细胞与真核细胞基本特征的比较（续表）原核细胞与真核细胞基本特征的比较（续表）特征特征原核细胞真核细胞原核细胞真核细胞核糖体核糖体（包括和的大小亚基）（包括和的大小亚基）（包括和的大小亚基）（包括和的大小亚基）光合作用结构光合作用结构蓝藻含有叶绿素的膜层结构，细菌植物叶绿素具有叶绿素和蓝藻含有叶绿素的膜层结构，细菌植物叶绿素具有叶绿素和具有菌色素具有菌色素核外核外DNA细菌具有裸露的质粒细菌具有裸露的质粒DNA线粒体线粒体DNA，叶绿体，叶绿体DNA细胞壁细胞壁主要成分为氨基酸和壁酸动物细胞无细胞壁，植物细胞壁主要主要成分为氨基酸和壁酸动物细胞无细胞壁，植物细胞壁主要成分为成分为纤维素和果胶纤维素和果胶细胞骨架细胞骨架无无有有细胞增殖（分裂）方式细胞增殖（分裂）方式无丝分裂（直接分裂）以有丝分裂（间接分裂）为主无丝分裂（直接分裂）以有丝分裂（间接分裂）为主上页返回下页结束原核细胞和真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较原核细胞和真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较特征特征原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞DNA量（信息量）量（信息量）少少多多DNA分子数分子数个以上个以上DNA分子结构分子结构环状环状线状线状基因组数基因组数，多，多n基因数基因数几千几千大于几万，十万大于几万，十万大量大量“多余多余”的的“重复重复”DNA序列序列基因中插入内含子基因中插入内含子上页返回下页结束DNA与组蛋白结合与组蛋白结合不或与少量类组蛋白结合不或与少量类组蛋白结合与种组蛋白结合与种组蛋白结合DNA与组蛋白以核小体与组蛋白以核小体及各级高级结构构成及各级高级结构构成染色质与染色体染色质与染色体DNA复制的明显周期性复制的明显周期性基因表达的调控基因表达的调控主要以操纵子方式主要以操纵子方式复杂性，多层次性复杂性，多层次性转录与翻译的时空关系转录与翻译的时空关系转录与翻译同时同地进行转录与翻译同时同地进行核内转录，细胞质内翻译，严格的核内转录，细胞质内翻译，严格的阶段性与区域性阶段性与区域性转录后与翻译后大分子转录后与翻译后大分子的加工与修饰的加工与修饰细胞复制与分裂细胞复制与分裂无丝分裂无丝分裂有丝分裂，减数分裂有丝分裂，减数分裂（DNA的传递与分配）的传递与分配）原核细胞和真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较（续表）原核细胞和真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较（续表）特征特征原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞上页返回下页结束原核细胞与真核细胞的相同点原核细胞与真核细胞的相同点序号序号内内容容1.都具有类似的细胞质膜结构都具有类似的细胞质膜结构2.都以都以DNA作为遗传物质，并使用相同的遗传密码作为遗传物质，并使用相同的遗传密码3.都是以一分为二的方式进行细胞分裂都是以一分为二的方式进行细胞分裂4.具有相同的遗传信息转录和翻译机制，有类似的核糖体结构具有相同的遗传信息转录和翻译机制，有类似的核糖体结构5.代谢机制相同代谢机制相同(如糖酵解和如糖酵解和TCA循环循环)6.具有相同的化学能贮能机制，如具有相同的化学能贮能机制，如ATP合成酶合成酶(原核位于细胞质膜，真核位于线粒体膜上原核位于细胞质膜，真核位于线粒体膜上)7.光合作用机制相同光合作用机制相同(蓝细菌与植物相比较蓝细菌与植物相比较)8.膜蛋白的合成和插入机制相同膜蛋白的合成和插入机制相同9.都是通过蛋白酶体都是通过蛋白酶体(蛋白质降解结构蛋白质降解结构)降解蛋白质降解蛋白质(古细菌与真核细胞相比较古细菌与真核细胞相比较)上页返回下页结束真核细胞特有的特点真核细胞特有的特点序号序号内内容容1.细胞分裂分为核分裂和细胞质分裂，并且分开进行细胞分裂分为核分裂和细胞质分裂，并且分开进行2.DNA和蛋白质结合压缩成染色体结构，形成有丝分裂的结构和蛋白质结合压缩成染色体结构，形成有丝分裂的结构3.具有复杂的内膜系统和细胞内的膜结构具有复杂的内膜系统和细胞内的膜结构(内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体等）内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体等）4.具有特异的进行有氧呼吸的细胞器具有特异的进行有氧呼吸的细胞器(线粒体线粒体)和光合作用的细胞器和光合作用的细胞器(叶绿体叶绿体)5.具有复杂的骨架系统具有复杂的骨架系统(包括微丝、中间纤维和微管包括微丝、中间纤维和微管)6.有复杂的鞭毛和纤毛有复杂的鞭毛和纤毛7.具有小泡运输系统具有小泡运输系统(胞吞作用和胞吐作用胞吞作用和胞吐作用)8.含有纤维素的细胞壁含有纤维素的细胞壁(如植物细胞如植物细胞)9.利用微管形成的纺锤体进行细胞分裂和染色体分离利用微管形成的纺锤体进行细胞分裂和染色体分离10.每个细胞中的遗传物质成双存在，二倍体分别来自于两个亲本每个细胞中的遗传物质成双存在，二倍体分别来自于两个亲本11.通过减数分裂和受精作用进行有性生殖通过减数分裂和受精作用进行有性生殖上页返回下页结束原核细胞与真核细胞的主要区别：原核细胞与真核细胞的主要区别：原核细胞 真核细胞大小大小 细胞大小细胞大小 m m m m细胞核细胞核 无核膜、核仁无核膜、核仁 有核膜、核仁有核膜、核仁DNA DNA 一条、环状、裸露一条、环状、裸露 多条、线状、与蛋白质结合多条、线状、与蛋白质结合核糖体核糖体 S S S S内膜结构内膜结构 简单（只有间体和内囊体）简单（只有间体和内囊体）复杂（有内质网、线粒体、复杂（有内质网、线粒体、高尔基体等）高尔基体等）细胞骨架细胞骨架 无无 有有细胞增殖细胞增殖 无丝分裂无丝分裂 有丝分裂有丝分裂DNADNA复制复制 无周期性无周期性 有周期性有周期性转录和翻译转录和翻译 在同一时间和地点在同一时间和地点 在不同时间和地点在不同时间和地点上页返回下页结束真核细胞的基本结构体系真核细胞的基本结构体系n生物膜的出现生物膜的出现使真核细胞内部结构进一步构建成更为精细的具使真核细胞内部结构进一步构建成更为精细的具有专门功能的结构单位。有专门功能的结构单位。n在亚显微结构水平上划分为在亚显微结构水平上划分为3大基本结构体系：大基本结构体系：n 以脂质和蛋白质成为分基础的以脂质和蛋白质成为分基础的生物膜结构系统生物膜结构系统n以核酸和蛋白质为主要成分的以核酸和蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统遗传信息表达系统n由特异蛋白质分子装配构成的由特异蛋白质分子装配构成的细胞骨架系统细胞骨架系统n以上三种基本结构体系构成了细胞内部结构精密、分工明确、职能专以上三种基本结构体系构成了细胞内部结构精密、分工明确、职能专一的各种细胞器，一的各种细胞器，保证细胞生命活动的高度程序化与高度自控性保证细胞生命活动的高度程序化与高度自控性。上页返回下页结束生理学上将机体细胞分为：生理学上将机体细胞分为：n上皮组织细胞n结缔组织细胞n肌细胞n神经组织细胞上页返回下页结束上皮组织细胞上皮组织细胞(柱状、扁平状）柱状、扁平状）上页返回下页结束结缔组织细胞（形态多样）结缔组织细胞（形态多样）上页返回下页结束肌细胞肌细胞上页返回下页结束神经组织细胞神经组织细胞上页返回下页结束细胞的结构n光镜观察的结构 显微结构n电镜观察的结构 亚微结构n高级电镜及 x线衍射的结构 超微结构上页返回下页结束 细胞的显微结构三部结构细胞的显微结构三部结构 细胞膜 细胞质：线粒体、高尔基体、中心体、基质 细胞核：核膜、核仁、染色质、核质细胞膜细胞质染色质核仁核膜上页返回下页结束细胞的超微结构：膜相结构：具有膜成份的细胞结构。膜相结构：具有膜成份的细胞结构。非膜相结构：不具有膜成份的细胞结构。非膜相结构：不具有膜成份的细胞结构。上页返回下页结束上页返回下页结束细胞膜（细胞膜（cellmembrane）内质网（内质网（endoplasmicreticulum）高尔基复合体（高尔基复合体（Golgicomplex）核膜（核膜（nuclearenvelope）线粒体（线粒体（mitochondrion）溶酶体（溶酶体（lysosome）过氧化氢体（过氧化氢体（peroxisome）小泡等（小泡等（vesicle）不具有膜成不具有膜成份的细胞结份的细胞结构。构。具有膜成份具有膜成份的细胞结构的细胞结构核糖体（核糖体（ribosome）中心体（中心体（centriole）微管（微管（microtubule）微丝（微丝（microfilament）中间纤维（中间纤维（intermediatefilament）染色质（染色质（chromatin）核仁（核仁（nucleolus）基质（基质（matrix)上页返回下页结束 1、如何理解“细胞是生命活动的基本单位”这一概念？2、最小、最简单的有机体和细胞各是什么？3、何为原核细胞？何为真核细胞？二者有何主要差别？4、何为膜相结构？何为非膜相结构？简述真核细胞的 超微结构。思考题思考题