細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞基本知識

細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞基本知識第1頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二第一節(jié)細(xì)胞的基本概念細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位

所有有機(jī)體都由細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位；細(xì)胞具有獨(dú)立的、有序的自控代謝體系第2頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二●細(xì)胞是生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)的基本單位●細(xì)胞是生物體代謝的基本單位●細(xì)胞是生物體生理功能的基本單位●細(xì)胞是生物體疾病發(fā)生、發(fā)展的基本單位

第3頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二●細(xì)胞是生長發(fā)育的基本單位細(xì)胞分裂—細(xì)胞數(shù)目增加細(xì)胞生長---細(xì)胞體積增加細(xì)胞分化---細(xì)胞種類增加---發(fā)育生長第4頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二●細(xì)胞是遺傳的基本單位（全能性）生物個(gè)體中，每個(gè)細(xì)胞都包含有全套的遺傳信息，都有分化為各類細(xì)胞或發(fā)育為完整個(gè)體的潛能。第5頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二細(xì)胞概念的一些新思考★細(xì)胞是多層次非線性的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系------細(xì)胞具有高度復(fù)雜性和組織性第6頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二★細(xì)胞是物質(zhì)（結(jié)構(gòu)）、能量與信息過程精巧結(jié)合的綜合體----細(xì)胞完成各種化學(xué)反應(yīng)----細(xì)胞需要和利用能量----細(xì)胞參與大量機(jī)械活動(dòng)----細(xì)胞對刺激作出反應(yīng)第7頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二★細(xì)胞是高度有序的，具有自組裝能力與自組織體系----細(xì)胞能進(jìn)行自我調(diào)控----繁殖和傳留后代第8頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二細(xì)胞的基本共性

★所有的細(xì)胞表面均有由磷脂雙分子層與鑲嵌蛋白質(zhì)構(gòu)成的生物膜，即細(xì)胞膜（cellmembrane）?！锼械募?xì)胞都含有兩種核酸：即DNA與RNA，與蛋白質(zhì)組成遺傳裝置。第9頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二細(xì)胞的基本共性

★所有細(xì)胞中都有蛋白質(zhì)合成的機(jī)器─核糖體（ribosome）?！锼屑?xì)胞的增殖都以一分為二的方式進(jìn)行分裂?！锛?xì)胞具有相似的化學(xué)組成----元素、生物小分子、生物大分子第10頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二●被質(zhì)膜包裹在細(xì)胞內(nèi)的所有生活物質(zhì)稱為原生質(zhì)(protoplasm)，包括細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)?！裰参锛?xì)胞質(zhì)膜的外面還有一層細(xì)胞壁。在離體條件下細(xì)胞壁很容易被酶水解掉，脫去細(xì)胞壁的細(xì)胞就稱為原生質(zhì)體(protoplast)。

第11頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)原核細(xì)胞與古核細(xì)胞生物界的基本類群第12頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二上個(gè)世紀(jì)60年代，H.Ris提出原核細(xì)胞（prokaryoticcell)真核細(xì)胞(eukaryoticcell)的概念。生物界由此分成原核生物（prokaryote)和真核生物(eukaryote)兩大類群。近年，通過對生活在極端環(huán)境中的古細(xì)菌的研究，發(fā)現(xiàn)了區(qū)別上述兩類細(xì)胞的古核生物（archaeon)。這樣生物界就可分為三界----原核生物，真核生物和古核生物。第13頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二原核生物----原核細(xì)胞古核生物----古核細(xì)胞真核生物----真核細(xì)胞第14頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二原核細(xì)胞（prokaryoticcell)第15頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二基本特點(diǎn)：★遺傳的信息量小，遺傳信息載體僅由一個(gè)環(huán)狀DNA構(gòu)成★細(xì)胞內(nèi)沒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★核糖體是其唯一的細(xì)胞器原核細(xì)胞（prokaryoticcell)第16頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二主要代表：★支原體（mycoplast）——目前發(fā)現(xiàn)的最小、最簡單、可獨(dú)立生活的細(xì)胞★衣原體、立克次氏體（細(xì)胞內(nèi)寄生）★細(xì)菌、放線菌★藍(lán)藻又稱藍(lán)細(xì)菌（Cyanobacteria）原核細(xì)胞（prokaryoticcell)第17頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二支原體可通過濾菌器，無細(xì)胞壁，分裂增殖，能在體外生長，也能寄生在細(xì)胞內(nèi)原核細(xì)胞（prokaryoticcell)第18頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二細(xì)菌可分為：球菌、桿菌和螺旋菌（弧形菌）直徑0.5~5μm之間。原核細(xì)胞（prokaryoticcell)第19頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二大腸桿菌淋病球菌肉毒梭菌弧形霍亂菌第20頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二細(xì)菌的表面結(jié)構(gòu)原核細(xì)胞（prokaryoticcell)細(xì)胞壁（cellwall）：機(jī)械強(qiáng)度高，對細(xì)胞起保護(hù)作用革蘭氏陰性菌（G-）和革蘭氏陽性菌（G+）的主要差別在細(xì)胞壁上第21頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二原核細(xì)胞（prokaryoticcell)革蘭氏染色：1884年由丹麥人革蘭（ChristianGram）發(fā)明的，經(jīng)染色處理后，呈紅色的是G-，呈紫色的，是G+。著色性質(zhì)的不同是因?yàn)榧?xì)胞壁結(jié)構(gòu)的不同。G+G-第22頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二原核細(xì)胞（prokaryoticcell)G+的細(xì)胞壁中壁酸含量高達(dá)90%,G-的細(xì)胞壁中壁酸含量只有5%，青霉素的主要作用是抑制壁酸的合成。第23頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二原核細(xì)胞（prokaryoticcell)細(xì)菌的表面結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜：磷脂雙分子層和蛋白質(zhì)組成。膜蛋白有受體、酶等，能完成真核細(xì)胞膜性細(xì)胞器的大部分功能。中膜體（間體）：細(xì)胞膜內(nèi)折形成，擴(kuò)大了膜面積。莢膜：保護(hù)作用第24頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二細(xì)菌細(xì)胞的擬核與基因組擬核：DNA分子聚集的區(qū)域，不規(guī)則，無核膜基因組：一條環(huán)狀的DNA分子（線狀DNA、多條DNA），半保留復(fù)制復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯沒有在空間上分隔，可同時(shí)進(jìn)行。原核細(xì)胞（prokaryoticcell)第25頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二質(zhì)粒(plasmid)：是細(xì)菌核區(qū)DNA外，可進(jìn)行自主復(fù)制的遺傳因子，環(huán)狀的雙鏈DNA，遺傳信息量2~200個(gè)基因；常常賦予細(xì)胞對抗生素的抗性。質(zhì)粒DNA可以整合到核區(qū)DNA中

質(zhì)粒常用作基因重組與基因轉(zhuǎn)移的載體。原核細(xì)胞（prokaryoticcell)細(xì)菌的質(zhì)粒第26頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二約含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。小亞單位(30S)對四環(huán)素、鏈霉素敏感，大亞單位(50S)對紅霉素、氯霉素敏感。原核細(xì)胞（prokaryoticcell)細(xì)菌的核糖體第27頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二原核細(xì)胞（prokaryoticcell)細(xì)菌的內(nèi)生孢子細(xì)菌的增殖----直接分裂又稱芽孢，是對不良環(huán)境有強(qiáng)抵抗力的休眠體分裂中的鏈球菌分裂中的大腸桿菌第28頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二原核細(xì)胞（prokaryoticcell)藍(lán)藻（藍(lán)細(xì)菌）：產(chǎn)氧光合自養(yǎng)的原核生物第29頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二原核細(xì)胞（prokaryoticcell)藍(lán)藻（藍(lán)細(xì)菌）：產(chǎn)氧光合自養(yǎng)的原核生物光合作用：含有葉綠素a，藻膽素等，光系統(tǒng)Ⅱ以水為電子供體，放出O2第30頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二原核細(xì)胞（prokaryoticcell)藍(lán)藻（藍(lán)細(xì)菌）：產(chǎn)氧光合自養(yǎng)的原核生物類囊體是光合作用的場所核區(qū)含多個(gè)拷貝的環(huán)狀DNA增殖是直接分裂第31頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二古核細(xì)胞（古細(xì)菌archaeobacteria）古核生物：又稱古細(xì)菌（archaeobacteria),已經(jīng)發(fā)現(xiàn)幾百種。如鹽細(xì)菌，硫氧化細(xì)菌，嗜熱細(xì)菌，產(chǎn)甲烷菌類等。進(jìn)化中與真核細(xì)胞更為密切第32頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二古核細(xì)胞（古細(xì)菌archaeobacteria）細(xì)胞壁成分：與真核細(xì)胞相同。青霉素等抗菌素不能抑制其生長。DNA與基因結(jié)構(gòu)：具有內(nèi)含子與重復(fù)序列核小體結(jié)構(gòu)：具有組蛋白和類核小體結(jié)構(gòu)核糖體：與真核細(xì)胞類似，且蛋白質(zhì)合成不受抑制原核生物的抗菌素抑制5srRNA的分子進(jìn)化分析：與真核生物類似第33頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二古核細(xì)胞（古細(xì)菌archaeobacteria）目前的研究證據(jù)顯示：古細(xì)菌與真核細(xì)胞在進(jìn)化關(guān)系上較原核細(xì)胞更為密切。古細(xì)菌包括3類不同的細(xì)菌:、極端嗜鹽細(xì)菌，嗜酸嗜熱細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌。PCR（多聚酶鏈反應(yīng)）中所使用的Taq酶就是從T.aquaticus嗜熱細(xì)菌中分離到的。第34頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二第三節(jié)真核細(xì)胞真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系生物膜系統(tǒng)細(xì)胞骨架系統(tǒng)遺傳信息表達(dá)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)第35頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二生物膜結(jié)構(gòu)體系真核細(xì)胞(eukaryoticcell)第36頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二●生物膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)（面）成分：脂質(zhì)、蛋白質(zhì)★以生物膜為基本結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)構(gòu)建各種相對獨(dú)立的細(xì)胞器★完成各種化學(xué)反應(yīng)★完成物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸★信息與能量的傳遞第37頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二細(xì)胞骨架系統(tǒng)真核細(xì)胞(eukaryoticcell)第38頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二●細(xì)胞骨架系統(tǒng)（線）成分：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)：由特異的結(jié)構(gòu)蛋白裝配成的網(wǎng)架系統(tǒng)★對細(xì)胞形態(tài)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)的合理排布起支架作用★與細(xì)胞內(nèi)大分子的運(yùn)輸、細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞器的位移有關(guān)★參與細(xì)胞信息的傳遞、基因表達(dá)、蛋白質(zhì)合成、細(xì)胞的分裂、分化等重要的細(xì)胞活動(dòng)第39頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二■遺傳信息表達(dá)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)(圖1-22)遺傳信息表達(dá)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

真核細(xì)胞(eukaryoticcell)第40頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二●遺傳信息表達(dá)系統(tǒng)（點(diǎn)）以核酸（DNA、RNA）及蛋白質(zhì)為主要成分，包括細(xì)胞核和核糖體。①通過遺傳物質(zhì)的復(fù)制，使細(xì)胞分裂時(shí)保持遺傳物質(zhì)的連續(xù)傳遞②通過基因的選擇性表達(dá)，控制細(xì)胞的活動(dòng)第41頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二細(xì)胞的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)代謝網(wǎng)絡(luò)（metabolicnetwork）運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)（transportnetwork）生物膜網(wǎng)絡(luò)（biomembranenetwork）細(xì)胞骨架網(wǎng)絡(luò)（cytoskeletonnetwork）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)（signaltransductionnetwork）真核細(xì)胞(eukaryoticcell)第42頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二真核細(xì)胞(eukaryoticcell)第43頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二真核細(xì)胞(eukaryoticcell)第44頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二真核細(xì)胞(eukaryoticcell)第45頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二真核細(xì)胞(eukaryoticcell)第46頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二真核細(xì)胞與原核細(xì)胞的比較第47頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二真核細(xì)胞與原核細(xì)胞的比較細(xì)胞大小與結(jié)構(gòu)特征：細(xì)胞核，細(xì)胞器，細(xì)胞骨架，細(xì)胞壁，核糖體，細(xì)胞大小遺傳裝置：DNA形狀與大小,核小體，DNA重復(fù)序列，內(nèi)含子第48頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二真核細(xì)胞與原核細(xì)胞的比較基因及其表達(dá)調(diào)控：調(diào)控方式，時(shí)空關(guān)系，加工與修飾細(xì)胞周期與分裂方式：無絲分裂、有絲分裂進(jìn)化中的地位：出現(xiàn)年代第49頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的比較第50頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的比較第51頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的比較★細(xì)胞壁★液泡★葉綠體★其他第52頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二第四節(jié)非細(xì)胞形態(tài)的生命體----病毒病毒（virus）——核酸分子（DNA或RNA）與蛋白質(zhì)構(gòu)成的核酸-蛋白質(zhì)復(fù)合體------非細(xì)胞的生命體引起鼻咽癌的eb病毒第53頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二第54頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二①個(gè)體微小，20~200nm之間，可通過濾菌器，大多數(shù)病毒必須用電鏡才能看見；②結(jié)構(gòu)簡單：核酸+蛋白質(zhì)衣殼③含DNA或RNA，沒有含兩種核酸的病毒；專營細(xì)胞內(nèi)寄生生活----分子水平的寄生；第55頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二第56頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二第57頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二第58頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二第59頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二★病毒的結(jié)構(gòu)----由核酸(DNA或RNA)芯和蛋白質(zhì)衣殼(capsid)構(gòu)成，稱核衣殼(nucleocapsid)。----基因組小，少的只含有3個(gè)基因，多可達(dá)300個(gè)。第60頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二衣殼：蛋白質(zhì)外殼，保護(hù)核酸，決定抗原性。某些種類的病毒衣殼內(nèi)含有少數(shù)幾種酶分子，主要與病毒核酸的復(fù)制有關(guān)。囊膜：主要成分為脂類與蛋白質(zhì)。脂類通常來自于宿主細(xì)胞的核膜或質(zhì)膜。包膜蛋白通常由病毒基因編碼，幫助病毒識別宿主細(xì)胞。第61頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二★病毒只有在侵入細(xì)胞以后才表現(xiàn)出生命現(xiàn)象，生活周期可分為兩個(gè)階段：----細(xì)胞外階段，以成熟的病毒粒子形式存在----細(xì)胞內(nèi)階段，即感染階段，進(jìn)行復(fù)制和組裝第62頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二第63頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二第64頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二第65頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二★病毒在細(xì)胞內(nèi)增殖（復(fù)制）----病毒侵入細(xì)胞，病毒核酸的侵染----病毒核酸的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與蛋白質(zhì)的合成----病毒的裝配、成熟與釋放第66頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二第67頁，共75頁，2023年，2月20日，星期二第68頁，共75頁，2023年，2