1、 第三章第三章 细胞的结构和功能细胞的结构和功能第一节第一节 生命活动的基本单位生命活动的基本单位 细胞细胞1665年年 1665 1665年年,英国科学家英国科学家胡克胡克用自用自己设计与制造的的简易显微镜观察己设计与制造的的简易显微镜观察栎栎树树软木塞软木塞切片时,发现其中有许切片时,发现其中有许多小室,他把这些小室称为细胞,多小室,他把这些小室称为细胞,实际上胡克当时看到的是实际上胡克当时看到的是细胞壁细胞壁。这是人类发现细胞的第一步。这是人类发现细胞的第一步。一、细胞学说的建立与发展1838年年 1838 1838年,德国植物学家年,德国植物学家施莱登施莱登使使用分辨率达用分辨率达1
2、1m m的显微镜,观察了大量的显微镜,观察了大量的的植物植物组织后提出:组织后提出:“植物,不论发植物,不论发展展到多么高级,都是由充分个体化的、到多么高级,都是由充分个体化的、各自独立的、分离的各自独立的、分离的细胞组成细胞组成的聚合的聚合物。物。”一、细胞学说的建立与发展 1839 1839年,德国动物学家年,德国动物学家施旺施旺通通过对鱼、蛙、猪、等多种多细胞的系过对鱼、蛙、猪、等多种多细胞的系统观察后提出:统观察后提出:“细胞是有机体,整细胞是有机体,整个个动物和植物动物和植物都是都是细胞的集合体细胞的集合体,它,它们依照一定的规律排列在动植物体内。们依照一定的规律排列在动植物体内。”
3、1839年年一、细胞学说的建立与发展 1858 1858年,德国医生和病理学家年,德国医生和病理学家魏魏尔肖尔肖指出:指出:“细胞只能来自细胞细胞只能来自细胞,细,细胞胞是一个是一个相对独立的相对独立的生命活动的基本单生命活动的基本单位。这被认为是对细胞学说的重要补位。这被认为是对细胞学说的重要补充。充。”1858年年一、细胞学说的建立与发展“细胞学说细胞学说”一切动物和植物都是由细胞构成的,一切动物和植物都是由细胞构成的,细胞是一切动植物的基本单位。细胞是一切动植物的基本单位。它使动物和植物统一到细胞的基础上,对它使动物和植物统一到细胞的基础上,对现代生物科学的发展具有重要的意义。现代生物科
4、学的发展具有重要的意义。二、生物学研究的重要工具 显微镜1、什么是显微镜?显微镜是由不同功能的透镜和显微镜机械本体所共同组合而成的一种仪器,它可以使受观察的物体产生一放大的物像,而便于观察,通常用来观察眼睛无法直接看到的微小物体和物体微细构造。2 2、显微镜的分辨力、显微镜的分辨力 分辨力是指显微镜能分辨物体最小间隔的能力,分辨分辨力是指显微镜能分辨物体最小间隔的能力,分辨力的大小决定于光的波长和镜口率以及介质的折射率,用公力的大小决定于光的波长和镜口率以及介质的折射率,用公式表示为:式表示为:R=0.61/NR=0.61/NA A N NA Asin/2sin/2 式中:式中:n=n=介质折
5、射率;介质折射率;=镜口角(标本对物镜镜口的镜口角(标本对物镜镜口的张角),张角),N.A.=N.A.=镜口率(镜口率(numeric aperturenumeric aperture)。镜口角总是)。镜口角总是要小于要小于180180,所以,所以sina/2sina/2的最大值必然小于的最大值必然小于1 1。二、生物学研究的重要工具 显微镜显微镜的发明显微镜的发明发现的各种细胞发现的各种细胞雨水中的微生物雨水中的微生物列文列文虎克虎克自制的显微镜自制的显微镜(300300)普通光学显微镜的构造普通光学显微镜的构造目镜目镜粗准焦螺旋粗准焦螺旋 镜筒镜筒细准焦螺旋细准焦螺旋转换器转换器物镜物镜镜
6、臂镜臂聚光器聚光器反光镜反光镜镜座镜座光学显微镜的原理光学显微镜的原理1 1、在观察细胞样品时,被观察的物像通过物镜到达目镜,物像被两次放、在观察细胞样品时,被观察的物像通过物镜到达目镜,物像被两次放大。所以:大。所以:放大倍数放大倍数=物镜的放大倍数物镜的放大倍数目镜的放大倍数目镜的放大倍数2 2、由于可见光的波长在、由于可见光的波长在380760nm380760nm范围内,因此,最精确的光学显微镜范围内,因此,最精确的光学显微镜的放大倍数也只有的放大倍数也只有15001500倍,分辨率最大为倍,分辨率最大为0.2m0.2m。被观察的材被观察的材料必须是:料必须是:薄而透明薄而透明的的电子显
7、微镜的发明电子显微镜的发明电子显微镜下的蚊子电子显微镜下的蚊子最最早早的的电电子子显显微微镜镜高电压下电子流波长很短高电压下电子流波长很短(10 0000 10 0000)卢斯卡卢斯卡(Ernst RuskaErnst Ruska)20C30s20C30s常用的电子显微镜透射电子显微镜扫描电子显微镜扫描电子显微镜大肠杆菌大肠杆菌常用的电子显微镜其他显微镜其他显微镜1 1)荧光显微镜)荧光显微镜 尼康尼康E800E800荧光荧光DICDIC显微镜显微镜 荧光显微镜照片(微管呈绿色、微丝红色、核蓝色)荧光显微镜照片(微管呈绿色、微丝红色、核蓝色)其他显微镜其他显微镜2 2)激光共聚焦扫描显微镜)激
8、光共聚焦扫描显微镜其他显微镜其他显微镜3 3)相差显微镜)相差显微镜草履虫相差显微图草履虫相差显微图肉毒梭菌相差显微图肉毒梭菌相差显微图其他显微镜其他显微镜4 4)暗视野显微镜)暗视野显微镜梅毒螺旋体暗视野显微图团藻和水绵暗视野显微图原理图原理图细胞的大小和形态细胞的大小和形态 除病毒等少数种类以外,生物体除病毒等少数种类以外,生物体都是由细胞构成的,细胞的形状和大都是由细胞构成的,细胞的形状和大小各不相同。小各不相同。细胞的大小细胞的大小细胞的形态细胞的形态细胞的大小细胞的大小(10m100m)最小的如人体的淋巴最小的如人体的淋巴细胞细胞,仅仅6m 6m;血小板;血小板仅仅4m,4m,细胞的大小各不相同细胞的大小各不相同人体内最大的是成熟人体内最大的是成熟的卵细胞的卵细胞0.1mm0.1mm细胞的各细胞的各种形态种形态 细胞内在的结构、自身的细胞内在的结构、自身的表面张力和外部的机械压力等表面张力和外部的机械压力等相互作用,使各种细胞总能保相互作用,使各种细胞总能保持一定的形态。持一定的形态。思考:思考:细胞的形态与功能间细胞的形态与功能间有什么关系?有什么关系?