第二章 細(xì)胞基本知識(shí)概要

第二章

細(xì)胞基本知識(shí)概要第一節(jié)細(xì)胞的基本概念一、細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位一切有機(jī)體都由細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞是有機(jī)體的基本構(gòu)成單位；細(xì)胞具有獨(dú)立的、有序的自控代謝體系，是代謝與功能的基本單位；細(xì)胞是有機(jī)體生長(zhǎng)與發(fā)育的基礎(chǔ)；細(xì)胞是遺傳的基本單位，細(xì)胞具有遺傳的全能性；沒(méi)有細(xì)胞就沒(méi)有完整的生命。（病毒的生命活動(dòng)離不開(kāi)細(xì)胞）細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位，一切有機(jī)體都由細(xì)胞構(gòu)成（除病毒是非細(xì)胞形態(tài)的生命體外）一、細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位細(xì)胞具有獨(dú)立的、有序的自控代謝體系，細(xì)胞是代謝與功能的基本單位細(xì)胞生命活動(dòng)：以物質(zhì)代謝為基礎(chǔ)；以能量代謝（ATP）為動(dòng)力；以信息調(diào)控為機(jī)制一、細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位細(xì)胞是有機(jī)體生長(zhǎng)與發(fā)育的基礎(chǔ)精子穿卵受精卵6周胚胎11周胚胎12周胚胎4月胚胎細(xì)胞是遺傳的基本單位，細(xì)胞具有遺傳的全能性Dolly的標(biāo)本和伊恩博士Dolly：1996.7.5.世界上第一只克隆羊Dolly由英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)的伊恩博士研制成功，2003.2.14.由于肺結(jié)核而被安樂(lè)死，它的標(biāo)本于2003年4月9日陳列于蘇格蘭首都愛(ài)丁堡國(guó)家博物館。

多莉的出生與三只母羊有關(guān)，而多莉與提供細(xì)胞核的母羊最相似。遺傳信息來(lái)自哪里？二、細(xì)胞的基本共性

組成細(xì)胞的基本化學(xué)元素是相同的，并由這些元素構(gòu)成無(wú)機(jī)與有機(jī)化合物。生物膜體系與遺傳信息的復(fù)制與表達(dá)體系是構(gòu)建細(xì)胞所必需的。

細(xì)胞的基本共性有：

①所有細(xì)胞都有細(xì)胞膜；②所有細(xì)胞都含有兩種核酸（DNA與RNA）；③細(xì)胞都有核糖體；④細(xì)胞都以一分為二的方式分裂增殖。

第二節(jié)病毒一、病毒的基本知識(shí)病毒——由一個(gè)核酸分子(DNA或RNA)與蛋白質(zhì)構(gòu)成的非細(xì)胞形態(tài)的生命體。類病毒——僅由一個(gè)有感染性的RNA構(gòu)成。朊病毒——僅由有感染性的蛋白質(zhì)構(gòu)成。（病毒是完全的寄生物。根據(jù)核酸類型不同，病毒可分為DNA病毒與RNA病毒。依據(jù)宿主可分為動(dòng)物病毒、植物病毒和噬菌體等。）二、病毒在細(xì)胞內(nèi)的增殖（復(fù)制）病毒在細(xì)胞內(nèi)的增殖又叫復(fù)制。其復(fù)制過(guò)程大致可分為：

1.侵染；

2.脫去衣殼，早基因的復(fù)制與表達(dá)，晚基因的復(fù)制、結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的合成；

3.裝配、成熟與釋放。三、病毒與細(xì)胞在起源和進(jìn)化中的關(guān)系病毒是非細(xì)胞形態(tài)的生命體，它的主要生命活動(dòng)必須要在細(xì)胞內(nèi)實(shí)現(xiàn)。病毒與細(xì)胞在起源上的關(guān)系，目前存在3種主要觀點(diǎn)：（1）生物大分子→病毒→細(xì)胞（2）病毒→生物大分子→細(xì)胞（3）生物大分子→細(xì)胞→病毒

病毒可能是細(xì)胞在特定條件下“扔出”的一個(gè)基因組，或者是具有復(fù)制與轉(zhuǎn)錄能力的mRNA。這些游離的基因組只有回到它們?cè)瓉?lái)的細(xì)胞內(nèi)環(huán)境中才能進(jìn)行復(fù)制與轉(zhuǎn)錄。第三節(jié)原核細(xì)胞與古核細(xì)胞種類繁多的細(xì)胞可以分為原核細(xì)胞與真核細(xì)胞兩類大類。近年有些生物學(xué)家建議將生物劃分原核生物、古核生物和真核生物三大界，將細(xì)胞相應(yīng)分為三大類型：原核細(xì)胞、古核細(xì)胞與真核細(xì)胞。

原核細(xì)胞大約出現(xiàn)在35億年前，包括支原體、衣原體、立克次體、細(xì)菌、放線菌及藍(lán)藻(藍(lán)細(xì)菌)等6類。

一、基本特點(diǎn)：沒(méi)有核膜，遺傳物質(zhì)集中在一個(gè)沒(méi)有明確界限的低電子密度區(qū)，稱為擬核(nucleoid)。DNA為裸露的環(huán)狀雙螺旋分子，通常沒(méi)有結(jié)合蛋白，沒(méi)有恒定的內(nèi)膜系統(tǒng)，核糖體為70S型。原核細(xì)胞構(gòu)成的生物稱為原核生物，均為單細(xì)胞生物。一般以二分裂的方式繁殖，也有的產(chǎn)生孢子。遺傳的信息量小，一個(gè)環(huán)狀DNA構(gòu)成；細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有分化為以膜為基礎(chǔ)的具有專門結(jié)構(gòu)與功能的細(xì)胞器和細(xì)胞核膜。二、主要代表：1、支原體支原體是目前發(fā)現(xiàn)的最小、最簡(jiǎn)單的細(xì)胞，直徑只有0.1-0.3μm,能在體外生長(zhǎng)，也能寄生在細(xì)胞內(nèi)。2、細(xì)菌是在自然界分布最廣、個(gè)體數(shù)量最多的有機(jī)體。細(xì)菌有3種形態(tài)：球菌、桿菌、螺旋菌。進(jìn)化上，細(xì)菌又可分為原細(xì)菌（古細(xì)菌）與真細(xì)菌兩類大類。結(jié)構(gòu)：（1）細(xì)胞壁：厚度一般15-30nm。主要成分是肽聚糖。（2）細(xì)胞膜：厚約8-10nm，外側(cè)緊貼細(xì)胞壁，通常不形成內(nèi)膜系統(tǒng)。（3）擬核：沒(méi)有核膜，DNA分子裸露，所含的遺傳信息量可編碼2000-3000種蛋白質(zhì)，空間構(gòu)建十分精簡(jiǎn)。（4）核糖體：約含5000-50000個(gè)。部分附著在細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)，大部分游離于細(xì)胞質(zhì)中。沉降系數(shù)為70S。。由大亞單位(50S)與小亞單位(30S)組成。30S的小亞單位對(duì)四環(huán)素與鏈霉素敏感，50S的大亞單位對(duì)紅霉素與氯霉素敏感。（5）質(zhì)粒(plasmid)：除核區(qū)DNA外，可進(jìn)行自主復(fù)制的遺傳因子，是裸露的環(huán)狀DNA分子，所含遺傳信息量為2-200個(gè)基因，能進(jìn)行自我復(fù)制，有時(shí)能整合到核DNA中去。質(zhì)粒常用作基因重組與基因轉(zhuǎn)移的載體。（6）莢膜：細(xì)菌最外表的一層多糖類物質(zhì)。

功能：抵御不良環(huán)境；保護(hù)自身不受吞噬；選擇性的粘附到特定細(xì)胞的表面上。（7）鞭毛：是某些細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官，由一種稱為鞭毛蛋白的彈性蛋白構(gòu)成，結(jié)構(gòu)上不同于真核生物的鞭毛。（8）菌毛：須用電鏡觀察。與細(xì)菌運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，根據(jù)形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能，分為普通菌毛和性菌毛兩類。前者與細(xì)菌吸附和侵染宿主有關(guān)，后者為中空管子，與傳遞遺傳物質(zhì)有關(guān)。繁殖：

以二分裂的方式繁殖，某些細(xì)菌處于不利的環(huán)境，或耗盡營(yíng)養(yǎng)時(shí)，形成內(nèi)生孢子，又稱芽孢，是對(duì)不良環(huán)境有強(qiáng)抵抗力的休眠體。（二）藍(lán)藻又稱藍(lán)細(xì)菌，是原核生物，又是最簡(jiǎn)單的自養(yǎng)植物類型之一。藍(lán)藻含有豐富的色素，可進(jìn)行類似高等植物的光合作用。體積比其它原核細(xì)胞大得多，直徑約10μm左右，甚至可達(dá)70bμm(顫藻)。

三、古核細(xì)胞（古細(xì)菌）古細(xì)菌（又稱原細(xì)菌）是一些生長(zhǎng)在極端特殊環(huán)境中（高溫或高鹽）的細(xì)菌。最早發(fā)現(xiàn)的是產(chǎn)甲烷細(xì)菌類。古核細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)、遺傳裝置雖與原核細(xì)胞相似，但一些基本分子生物學(xué)特點(diǎn)又與真核細(xì)胞接近。

現(xiàn)已有更多的論據(jù)說(shuō)明真核生物可能起源于古核生物，論據(jù)如下：（1）古細(xì)菌的細(xì)胞壁成分與真核細(xì)胞一樣；（2）古核細(xì)胞DNA中有重復(fù)序列的存在；（3）具有組蛋白；（4）古核細(xì)胞的核糖體與真細(xì)菌的差異很大，從對(duì)抗生素的反應(yīng)看，應(yīng)更類似真核細(xì)胞的核糖體；（5）根據(jù)對(duì)5SrRNA的分子進(jìn)化分析和二級(jí)結(jié)構(gòu)的研究，認(rèn)為古細(xì)菌與真核生物同屬一類。而真細(xì)菌卻與之差別甚遠(yuǎn)。第四節(jié)真核細(xì)胞一、真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系1、生物膜系統(tǒng)細(xì)胞表面是一種多功能結(jié)構(gòu)；核膜又把細(xì)胞分為細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞核。以生物膜系統(tǒng)為基礎(chǔ)形成了各種細(xì)胞器。線粒體、葉綠體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體及溶酶體等。2、遺傳信息表達(dá)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由DNA—蛋白質(zhì)與RNA—蛋白質(zhì)復(fù)合體形成的遺傳信息載體與表達(dá)系統(tǒng)，一般以顆粒或纖維狀的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)存在。包括染色質(zhì)，核仁、核糖體等。3、細(xì)胞骨架系統(tǒng)細(xì)胞骨架由特異的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)構(gòu)成網(wǎng)架系統(tǒng)，可分為胞質(zhì)骨架與核骨架。二、細(xì)胞大小及其分析細(xì)胞體積的守恒規(guī)律。三、細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系細(xì)胞的形態(tài)與功能具有相關(guān)性與一致性。二、細(xì)胞大小及其分析大多數(shù)動(dòng)植物細(xì)胞直徑在20-30μm間。一般真核細(xì)胞的體積大于原核細(xì)胞，卵細(xì)胞大于體細(xì)胞。鴕鳥(niǎo)的卵黃直徑可達(dá)5cm；支原體只有0.1μm；人的坐骨神經(jīng)細(xì)胞可長(zhǎng)達(dá)1m。三、細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系細(xì)胞的形態(tài)與功能具有相關(guān)性與一致性。四、植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的比較植物細(xì)胞特有的細(xì)胞器：細(xì)胞壁（主要成分是纖維素）、液泡、葉綠體等；而動(dòng)物細(xì)胞的中心粒在植物細(xì)胞中不常見(jiàn)到。原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較