細(xì)胞基礎(chǔ)知識

第二章細(xì)胞基本知識概要

第一節(jié)細(xì)胞的基本概念第二節(jié)非細(xì)胞形態(tài)的生命體—病毒及其與細(xì)胞的關(guān)系第三節(jié)原核細(xì)胞與真核細(xì)胞第四節(jié)真核細(xì)胞基本知識概要

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章1第一節(jié)細(xì)胞的基本概念一、細(xì)胞是生命活動的基本單位細(xì)胞區(qū)別于無機(jī)界的主要特征：在結(jié)構(gòu)上具有自我裝配的能力；在生理活動中具有自我調(diào)節(jié)能力；在增殖上具有自我復(fù)制的能力。

這些特征也可以說是生命的特征，它們的喪失即意味著死亡。

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章2在前人的著述中，對細(xì)胞的概念有著多種定義，最終認(rèn)為“細(xì)胞是生命活動的基本單位”是具有概括性的概念，因此應(yīng)從以下一些角度去認(rèn)識細(xì)胞作為生命活動基本單位這一概念：

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章31.一切有機(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

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章4高等動植物有機(jī)體由無數(shù)的功能與形態(tài)結(jié)構(gòu)不同的細(xì)胞組成，成人的有機(jī)體大約含有1014個細(xì)胞，人的大腦是由1012的細(xì)胞構(gòu)成的有機(jī)體。構(gòu)成高等生物體的細(xì)胞雖然都是高度“社會化”的細(xì)胞，但它們保持著形態(tài)結(jié)構(gòu)的獨立性，每一個細(xì)胞具有自己完整的結(jié)構(gòu)體系。2.細(xì)胞具有獨立的、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：以物質(zhì)代謝為基礎(chǔ)；以能量代謝（ATP）為動力；以信息調(diào)控為機(jī)制。

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章5個體中不同組織的細(xì)胞形態(tài)3.細(xì)胞是有機(jī)體生長和發(fā)育的基礎(chǔ)

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章6精子穿卵受精卵6周胚胎11周胚胎12周胚胎4月胚胎

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章74.細(xì)胞是遺傳的基本單位，細(xì)胞具有遺傳的全能性植物單個的生殖細(xì)胞或體細(xì)胞，經(jīng)人工培養(yǎng)與誘導(dǎo)可發(fā)育為完整的個體，是細(xì)胞全能性有力的證據(jù)之一近年來通過哺乳動物已分化的體細(xì)胞克隆而被誘導(dǎo)發(fā)育為個體的事實，將細(xì)胞全能性的研究推向新的高潮，從而可以概括的說，每一種細(xì)胞都有發(fā)育為個體的潛在能力

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章81996年7月5日，世界上第一只克隆羊“多利”在英國蘇格蘭盧斯林研究所的試驗基地誕生。2003.2.14.由于肺結(jié)核而被安樂死，它的標(biāo)本于2003年4月9日陳列于蘇格蘭首都愛丁堡國家博物館。

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章9克隆羊制備原理細(xì)胞生物學(xué)第二章10從細(xì)胞分離出的任何結(jié)構(gòu)，甚至是保存完好的細(xì)胞核與含有遺傳信息的葉綠體和線粒體，都不能在體外培養(yǎng)持續(xù)生存，并作為生命活動的單位而存在舉例：假如我們將10個基因放在試管里，只要條件充分滿足它們都可復(fù)制與表達(dá)，但將10個基因放在細(xì)胞內(nèi)能否表達(dá)則取決于細(xì)胞整體內(nèi)環(huán)境在時間與空間上嚴(yán)格有序的控制

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章115、沒有細(xì)胞就沒有完整的生命

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章126.關(guān)于細(xì)胞概念的一些新思考細(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)胞是多層次、非線性與多層面的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系細(xì)胞是高度有序的、具有自組裝與自組織能力的體系

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章13化學(xué)組成上的共性——相似的化學(xué)組成組成細(xì)胞的基本元素—CHONPSCaK...組成細(xì)胞的生物大分子：核苷酸——核糖氨基酸——蛋白質(zhì)脂肪酸——脂質(zhì)單糖——多糖

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章14二、細(xì)胞的基本共性

細(xì)胞結(jié)構(gòu)上的共性所有的細(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)胞膜所有的細(xì)胞都有兩種核酸：DNA和RNA，作為遺傳信息復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的載體作為合成蛋白質(zhì)的機(jī)器—核糖體存在于一切細(xì)胞里，同時在翻譯多肽鏈時與mRNA形成多聚核糖體

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章15

細(xì)胞功能上的共性所有細(xì)胞的增殖都是以一分為二的方式進(jìn)行分裂遺傳物質(zhì)在分裂前復(fù)制加倍，在分裂時均勻的分配到兩個子細(xì)胞內(nèi)，這是生命繁衍的基礎(chǔ)與保證

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章16細(xì)胞都能進(jìn)行新陳代謝細(xì)胞內(nèi)有機(jī)分子的合成和分解反應(yīng)都是由酶催化的，即細(xì)胞的代謝作用是由酶控制的。細(xì)胞代謝包括物質(zhì)代謝和能量代謝，這也是細(xì)胞的基本特性。

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章17細(xì)胞都具有運動性所有細(xì)胞都具有一定的運動性，包括細(xì)胞自身的運動和細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運動。

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章18第二節(jié)非細(xì)胞形態(tài)的生命體

—病毒及其與細(xì)胞的關(guān)系

病毒的定義隨著對病毒研究的不斷深入，原先對病毒的定義不斷地被修改，至今仍無一個科學(xué)而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩x。但有一個基本的定義：病毒是一類超顯微的非細(xì)胞生物，每一種病毒是由一種核酸分子（DNA或RNA）與蛋白質(zhì)構(gòu)成的核酸-蛋白質(zhì)復(fù)合體；它們只能在活細(xì)胞內(nèi)專營性寄生，靠其宿主代謝系統(tǒng)的協(xié)助復(fù)制核酸、合成蛋白質(zhì)等組分，然后進(jìn)行裝配得以繁殖；在離體條件下，以無生命的大分子狀態(tài)長期存在并保持其侵染活性。

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章19

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；根據(jù)病毒的核酸類型可以將其分為兩大類：

DNA病毒與RNA病毒

病毒的多樣性類病毒（viroid）——僅由感染性的RNA構(gòu)成；朊病毒（prion）——僅由感染性的蛋白質(zhì)亞基構(gòu)成；

病毒的基本知識

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章20病毒的個體特點形體極其微小，必須在電子顯微鏡下才能觀察，一般都可通過細(xì)菌過濾器；無細(xì)胞構(gòu)造；主要成分僅為核酸和蛋白質(zhì)；

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章21每一種病毒只含一種核酸，DNA或RNA；根據(jù)病毒的核酸類型可以將其分為兩大類：DNA病毒與RNA病毒無產(chǎn)能酶系，也無蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)；不存在個體的生長； 細(xì)胞內(nèi)專營性寄生；在離體條件下，以無生命的大分子存在。

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章22病毒的結(jié)構(gòu)包膜（囊膜，被膜；envelop）衣殼(capsid)核酸核酸結(jié)合蛋白}核衣殼(nucleocapsid)刺突（spike）衣殼粒(capsome)間質(zhì)(tegument)

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章23病毒有五種形態(tài)：①球形(Sphericity)：大多數(shù)人類和動物病毒為球形，如脊髓灰質(zhì)炎病毒、皰疹病毒及腺病毒等；②絲形(Filament)：多見于植物病毒，如煙草花葉病病毒；脊髓灰質(zhì)炎球形病毒（為二十面體對稱）煙草花葉病毒線形病毒（為螺旋對稱）流感冒病毒絲狀有被膜的病毒

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章24③彈形(Bullet-shape)：形似子彈頭，如狂犬病病毒等。④磚形(Brick-shape)：如痘病毒、天花病毒等；⑤蝌蚪形(Tadpole-shape)：如噬菌體。

痘病毒磚形病毒（為復(fù)合對稱）狂犬病毒子彈形病毒（為螺旋對稱）T4噬菌體蝌蚪形病毒（為復(fù)合對稱）

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章25

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

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章26

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章27病毒在細(xì)胞內(nèi)的增殖（復(fù)制）

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章28病毒與細(xì)胞在起源與進(jìn)化中的關(guān)系病毒是非細(xì)胞形態(tài)的生命體，它的主要生命活動必須要在細(xì)胞內(nèi)實現(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：

生物大分子→病毒→細(xì)胞

病毒

生物大分子細(xì)胞

生物大分子→細(xì)胞→病毒

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章29

第三節(jié)原核細(xì)胞與古核細(xì)胞原核細(xì)胞

20世紀(jì)60年代，H.Ris提出將細(xì)胞分為兩大類：原核細(xì)胞和真核細(xì)胞大腸桿菌

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章30原核細(xì)胞的特點：①遺傳信息量少（僅有一個環(huán)狀DNA）②無核膜將遺傳物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開

包括支原體、衣原體、立克次體、細(xì)菌、放線菌與藍(lán)藻等多種龐大的家族。

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章31為什么說支原體是最小最簡單的細(xì)胞？

支原體很小，直徑一般為0.1~0.3μm，僅為細(xì)菌的1/10，目前再沒有發(fā)現(xiàn)比支原體更小更簡單的細(xì)胞了。支原體盡管為細(xì)胞結(jié)構(gòu)卻幾乎沒有什么稱得上結(jié)構(gòu)復(fù)雜的裝置，有細(xì)胞膜但是自身不能合成長鏈脂肪酸和不飽和脂肪酸；有DNA分子卻沒有細(xì)菌一樣的核區(qū)，而是均勻的分散于細(xì)胞內(nèi)；核糖體是在電子顯微鏡下唯一可見的細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)；但是它具有細(xì)胞的基本形態(tài)結(jié)構(gòu)和作為生命活動基本單位存在的特征：具有典型的細(xì)胞膜；環(huán)狀的雙螺旋DNA分子，能夠指導(dǎo)合成700多種蛋白質(zhì)；能在培養(yǎng)基上獨立生長，以一分為二的方式分裂繁殖，這些都是與其體積、結(jié)構(gòu)相似的立克次氏體及衣原體等所不具備的（它們都不能在培養(yǎng)基上獨立生活，而必須在活細(xì)胞內(nèi)寄生生活）。因此，可以說支原體是最小最簡單的生命單位。

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章32細(xì)菌（bacteria）主要來自對大腸桿菌（E.coli）的研究。細(xì)菌是原核細(xì)胞的典型代表，特點是：無典型的細(xì)胞核，有細(xì)胞壁，細(xì)胞質(zhì)中除核糖體外無其它細(xì)胞器。細(xì)菌細(xì)胞的表面主要是指細(xì)胞膜、細(xì)胞壁及其特化結(jié)構(gòu)：中膜體、莢膜與鞭毛等。

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章33原核細(xì)胞的兩個代表——細(xì)菌和藍(lán)藻細(xì)胞膜的主要功能是選擇性的交換物質(zhì)：吸收營養(yǎng)物質(zhì)，排除代謝廢物，并且有分泌與運輸?shù)鞍踪|(zhì)的作用。中膜體又稱間體或質(zhì)膜體，由細(xì)胞膜內(nèi)陷形成，每個細(xì)胞內(nèi)有一個或多個中膜體，細(xì)胞分裂時先形成兩個中膜體，然后核物質(zhì)再一分為二。

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章34莢膜是某些細(xì)菌表面的特殊結(jié)構(gòu)，是位于細(xì)胞壁表面的一層松散的粘液物質(zhì)，對細(xì)胞具有一定的保護(hù)作用，本身還可作為細(xì)胞的營養(yǎng)物質(zhì)，在營養(yǎng)缺乏時能被細(xì)菌所利用。鞭毛是某些細(xì)菌的運動器官，是一種稱為鞭毛蛋白的彈性蛋白所構(gòu)成。

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章35

細(xì)菌的結(jié)構(gòu)

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章36

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章37細(xì)菌的鞭毛大腸桿菌的菌毛一分為二的分裂方式

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章38肺炎支原體衣原體附著在內(nèi)皮細(xì)胞表面的立克次氏體和細(xì)胞內(nèi)包含立克次氏體的內(nèi)吞體

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章39

藍(lán)藻（Blue-greenalgae）又稱藍(lán)綠藻或藍(lán)細(xì)菌，是綠色植物中最原始的自養(yǎng)類型，含有蘭色素、紅色素、黃色素、葉綠素等，故不一定都是蘭色。項圈藻

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章40中心質(zhì)：在光鏡下可以觀察到藍(lán)藻細(xì)胞中央部位較周圍原生質(zhì)明亮，是遺傳物質(zhì)DNA所在部位，它相當(dāng)于細(xì)菌的核區(qū)，稱為中心質(zhì)或中央體。光合（作用）片層：位于細(xì)胞質(zhì)部分的同心環(huán)樣的膜片層結(jié)構(gòu)，上面規(guī)則地排列著直徑約35nm左右的小體，稱為藻膽蛋白體。

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章41

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章42古核細(xì)胞（古細(xì)菌）古細(xì)菌可能是細(xì)胞生存的最為原始的類型。古細(xì)菌是20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的名稱，是在特殊條件（高溫、高鹽）下生存的一類細(xì)菌。隨著進(jìn)化分子生物學(xué)和進(jìn)化細(xì)胞生物學(xué)的興起，設(shè)想古細(xì)菌可能在細(xì)胞起源與進(jìn)化中有重要角色。近年研究發(fā)現(xiàn)，古核細(xì)胞與真核細(xì)胞曾在進(jìn)化上有著共同歷程。

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章43

第四節(jié)真核細(xì)胞基本知識概要

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章44真核細(xì)胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)體系歸納起來可分為三大系統(tǒng)生物膜體系遺傳信息表達(dá)體系細(xì)胞骨架體系一、以脂質(zhì)和蛋白質(zhì)成分為基礎(chǔ)的生物膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)主要功能：保證物質(zhì)的交換與跨膜運輸，信息與能量的傳遞和化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。生物膜為生命的化學(xué)反應(yīng)提供了表面，絕大多數(shù)酶定位在膜上，絕大多數(shù)生化反應(yīng)在膜的表面進(jìn)行；細(xì)胞內(nèi)部由雙層核膜將細(xì)胞分為兩大結(jié)構(gòu)與功能區(qū)域—細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞核；在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)以膜的分化為基礎(chǔ)形成很多重要的細(xì)胞器，如葉綠體、線粒體、高爾基體、溶酶體等都為生物膜構(gòu)建的封閉集團(tuán)。

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章45二、以核酸（DNA和RNA）與蛋白質(zhì)為主要成分的遺傳信息的表達(dá)載體主要功能：執(zhí)行細(xì)胞的遺傳信息儲存與復(fù)制、核酸轉(zhuǎn)錄與蛋白質(zhì)翻譯的體系

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章46三、由特異蛋白分子裝配構(gòu)成的細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)主要功能：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，細(xì)胞內(nèi)大分子的運輸，細(xì)胞的運動與細(xì)胞器的位移，細(xì)胞信息的傳遞、基因表達(dá)、蛋白合成、細(xì)胞分裂與分化等重要的生命活動都與細(xì)胞骨架關(guān)系密切

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章47細(xì)胞的大小及分析

細(xì)胞的大小是怎樣決定的呢？細(xì)胞的核質(zhì)比與細(xì)胞大小有關(guān)，決定細(xì)胞上限。

因為一個細(xì)胞核內(nèi)所含的遺傳信息量是有限的，能控制細(xì)胞質(zhì)的活動也是有限的，所以細(xì)胞質(zhì)的體積不能無限增大。

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章48原核細(xì)胞多在1—10或1—5μm，細(xì)菌多在3—4μm，支原體只有0.1μm。動物細(xì)胞多在（10—100μm，20—30μm，15—70μm）。最大的細(xì)胞要屬鴕鳥卵細(xì)胞5cm。細(xì)胞的相對表面積與細(xì)胞大小有關(guān)。

細(xì)胞體積越大，相對表面積就越小，細(xì)胞與外界環(huán)境交換物質(zhì)的能力就越小細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的交流與細(xì)胞大小有關(guān)。

細(xì)胞體積越大，就會影響物質(zhì)傳遞與交流的速度，細(xì)胞內(nèi)部的生命活動就不能靈敏的調(diào)控與緩沖

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章49當(dāng)細(xì)胞增大到一定程度時，質(zhì)膜的表面積就不適應(yīng)細(xì)胞進(jìn)行內(nèi)外物質(zhì)的交換，細(xì)胞為了維持一個最佳的生存條件，必需維持最佳的表面積，從而限制了體積的無限增大。

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章50細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系——相關(guān)性與一致性

符合生物漫長進(jìn)化的過程

哺乳動物紅細(xì)胞呈扁圓形，體積很小，內(nèi)無核，無其他細(xì)胞器，這些都與紅細(xì)胞交換O2和CO2的功能密切相關(guān)；

細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體必然很發(fā)達(dá)，因為要保證蛋白質(zhì)高速度的合成與加工，供能的細(xì)胞器—線粒體的數(shù)量必然很多，而且分布在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)附近，核仁的體積一般較大，因為要保證生產(chǎn)足夠的核糖體。

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章51

植物細(xì)胞與動物細(xì)胞的比較細(xì)胞器動物細(xì)胞植物細(xì)胞細(xì)胞壁無有葉綠體無有液泡無有溶酶體有無圓球體無有乙醛酸循環(huán)體無有通訊連接方式間隙連接胞間連絲中心體有無胞質(zhì)分裂方式收縮環(huán)細(xì)胞板

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)第二章52植物細(xì)胞特有結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁：在細(xì)胞分裂過程中產(chǎn)生的，主要成分是果膠質(zhì)，并且在細(xì)胞壁的間隙可以形成植物細(xì)胞