第2章 細(xì)胞的統(tǒng)一性和多樣性PPT

1、1,緒論,細(xì)胞生物學(xué)的主要內(nèi)容 細(xì)胞的發(fā)現(xiàn) 細(xì)胞學(xué)說,2,第二章 細(xì)胞的統(tǒng)一性與多樣性,細(xì)胞？種類？結(jié)構(gòu)、功能特點(diǎn)？,3.病毒(Virus)（了解）,1. 細(xì)胞基本特性,2.細(xì)胞的兩大基本類型,3,1. 細(xì)胞基本特性(Basic Property),4,二、細(xì)胞的基本特性,1.細(xì)胞有細(xì)胞膜（Membrane),Protoplasm：原生質(zhì) 被質(zhì)膜包裹在細(xì)胞內(nèi)的所有的生活物質(zhì)，包括膜、細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)。 Cell Plasma (cytoplasm):細(xì)胞質(zhì) 是指細(xì)胞內(nèi)除核以外的原生質(zhì), 即細(xì)胞中細(xì)胞核以外和細(xì)胞膜以內(nèi)的原生質(zhì)部分 Protoplast：原生質(zhì)體,2.細(xì)胞有核糖體（Ribosome

2、s）,細(xì)胞功能的體現(xiàn)者是蛋白質(zhì)(包括酶)，蛋白質(zhì)是在核糖體上合成的。,5,3.細(xì)胞有一整套控制遺傳信息表達(dá)的結(jié)構(gòu)體系,細(xì)胞能夠用一分為二的分裂方式進(jìn)行增殖，動(dòng)、植物細(xì)胞、細(xì)菌細(xì)胞都是如此。,5. 所有的細(xì)胞都具有相似的化學(xué)組成,4.細(xì)胞能產(chǎn)生細(xì)胞,6,三、細(xì)胞的物質(zhì)組成,細(xì)菌和哺乳動(dòng)物細(xì)胞的化學(xué)組成百分比 物質(zhì) 細(xì)菌 哺乳動(dòng)物 水 70 70 無機(jī)鹽 1 1 代謝物 3 3 蛋白質(zhì) 15 18 磷脂 2 3 其它脂 2 多糖 2 2 RNA DNA,7,有機(jī)化合物:,Sugars 單純的多糖由許多葡萄糖殘基組成，在動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)主要是糖原，在植物細(xì)胞內(nèi)主要是淀粉。 Fatty Acids 脂肪酸是

3、脂的主要成分，是細(xì)胞膜的組份。 Nucleotides 核苷酸是組成核酸的基本單位。 Amino Acids 細(xì)胞內(nèi)主要有20種氨基酸，它們的差別主要是 R側(cè)鏈不同，決定了氨基酸的化學(xué)性質(zhì)。,有機(jī)小分子:,生物大分子:,8,生物大分子 (Biological Macromolecules),細(xì)胞內(nèi)有三種類型生物大分子: Nucleic Acids Proteins Polysaccharides,9,Proteins,細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的某些功能 功能 舉例 功能 舉例 結(jié)構(gòu)材料 膠原、角蛋白 激素 胰島素、 運(yùn)動(dòng) 肌動(dòng)蛋白、肌球蛋白 物質(zhì)運(yùn)輸 Na+-K+泵 營養(yǎng)儲(chǔ)存 酪蛋白、 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 乙酰膽

4、鐵蛋白 堿受體 基因調(diào)控 Lac操縱子 滲透壓調(diào)節(jié) 血清白蛋白 免疫作用 抗體 毒素 白喉和霍 亂毒素 電子轉(zhuǎn)移 細(xì)胞色素 酶(催化作用) 氧化還原酶、 連接酶等,10,多糖與糖蛋白,蛋白質(zhì)糖基化:影響著蛋白質(zhì)合成后的加工和運(yùn)輸。 糖蛋白的功能有 參與細(xì)胞粘著，細(xì)胞信息的傳遞，細(xì)胞代謝的調(diào)控，發(fā)育和分化，機(jī)體的防御，以及作為機(jī)體內(nèi)外表面的保護(hù)及潤滑劑。 參與細(xì)胞識(shí)別:是細(xì)胞識(shí)別機(jī)理的必要組分。幾乎所有動(dòng)物細(xì)胞表面都有少量糖, 它的作用好比是細(xì)胞聯(lián)絡(luò)的文字或語言。,11,四、細(xì)胞結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的組裝 （Assembly）,四級(jí)裝配 第一級(jí):小分子有機(jī)物的形成; 第二級(jí):小分子有機(jī)物組裝成生物大分子；

5、第三級(jí):由生物大分子進(jìn)一步組裝成細(xì)胞的高級(jí)結(jié)構(gòu)(超分子結(jié)構(gòu))； 第四級(jí):由生物大分子或超分子結(jié)構(gòu)組裝成具有空間結(jié)構(gòu)和生物功能的細(xì)胞器。,12,細(xì)胞的結(jié)構(gòu)水平,13,2. 細(xì)胞的兩大基本類型,一、原核細(xì)胞（Prokaryotic Cells）,原核細(xì)胞的基本特點(diǎn): 沒有明顯可見的細(xì)胞核,同時(shí)也沒有核膜和核仁,只有擬核(核區(qū)，類核)，進(jìn)化地位較低。,遺傳信息量少; 內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,特別是沒有分化為以膜為基礎(chǔ)的專門結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)胞器和細(xì)胞核。,14,細(xì)菌(Bacteria) 藍(lán)藻又稱藍(lán)細(xì)菌（Cyanobacteria） 支原體（mycoplast）目前發(fā)現(xiàn)的最小最簡(jiǎn)單的細(xì)胞；,主要代表：,15,支原體

6、 （Mycoplasma）,是最簡(jiǎn)單的原核細(xì)胞，直徑為0.10.3 m; 具有細(xì)胞質(zhì)膜，但沒有細(xì)胞壁;,環(huán)狀雙螺旋DNA，沒有擬核,能指導(dǎo)合成750多種蛋白質(zhì); 唯一的細(xì)胞器是核糖體，每個(gè)細(xì)胞中約有8001500個(gè);,具感染性,可在培養(yǎng)基上培養(yǎng); 培養(yǎng)細(xì)胞很容易被支原體污染,污染源主要是血清。,16,A Typical Mycoplasma Cell,17,細(xì)菌的模式圖,18,Bacteria, 細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)膜的多功能性, Mesosome,中膜體又稱間體或質(zhì)膜體,每個(gè)細(xì)胞有 一個(gè)或數(shù)個(gè); 其中含有細(xì)胞色素和琥珀酸脫氫酶,為細(xì) 胞提供呼吸酶; 具有類似線粒體的作用,故稱為擬線粒體。,19,A T

7、ypical Bacteria Cell,20,二、真核細(xì)胞（Eukaryotic Cells）,21,A Typical Animal Cell,22,A Typical Plant Cell,23,1. 生物膜系統(tǒng) Cell membrane,Define Boundaries and Serve as Permeability Barriers Detect and Transmit Electrical and Chemical Signals Regulate the Transport of Solutes Are Sites of Specific Functions Media

8、te the Junction of Cell-Cell, and of Cell-Matrix,真核細(xì)胞的三大基本結(jié)構(gòu)體系,24,2、Gene Expression System 遺傳信息表達(dá)體系,該系統(tǒng)又稱為顆粒纖維結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括細(xì)胞核和核糖體。,25,纖維結(jié)構(gòu),26,顆粒結(jié)構(gòu),27,3、 Cytoskeletal System,細(xì)胞骨架是蛋白與蛋白搭建起的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),包括細(xì)胞質(zhì)骨架和細(xì)胞核骨架。,細(xì)胞骨架系統(tǒng)首要作用是維持細(xì)胞的一定形態(tài)； 細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)膭?dòng)脈； 細(xì)胞內(nèi)基質(zhì)區(qū)域化； 幫助細(xì)胞移動(dòng)或行走； 主要成分:微管、微絲和中間纖維。,28,Cytoskeletal Functio

9、ns,29,三、細(xì)胞的大小, 細(xì)胞維持體積的相對(duì)恒定,典型的原核細(xì)胞直徑平均在0.110m（細(xì)菌12m）之間，而真核細(xì)胞的直徑平均為330m;一般地，動(dòng)植物細(xì)胞（2030m）比細(xì)菌大10倍 同類型細(xì)胞的體積一般是相近的,不依生物個(gè)體的大小而增大或縮小。如人、牛、馬、鼠、象的腎細(xì)胞、肝細(xì)胞的大小基本相同。 例外：某些不同來源的細(xì)胞大小變化很大,如人的卵細(xì)胞直徑只有0.1mm,而鴕鳥的卵細(xì)胞的直徑則有5cm 器官的大小主要決定于細(xì)胞的數(shù)量,與細(xì)胞的數(shù)量成正比,而與細(xì)胞的大小無關(guān),把這種現(xiàn)象為“細(xì)胞體積的守恒定律”。,30,細(xì)胞維持體積相對(duì)恒定的兩個(gè)因素, Relationship Between

10、Cells Volume And Cell Surface Area Concentration of Some Important Molecules 一些重要的分子在細(xì)胞內(nèi)的拷貝數(shù)很少，當(dāng)細(xì)胞體積增大時(shí)，這些分子的濃度就越來越稀釋，一些重要的生化反應(yīng)需要一定的濃度才能進(jìn)行，所以細(xì)胞內(nèi)分子濃度就成了細(xì)胞體積無限增大的一個(gè)限制因素。 一個(gè)生活細(xì)胞要維持正常的獨(dú)立生活功能，最低限度需要5001000種不同類型的酶和蛋白質(zhì)。,31, 細(xì)胞的計(jì)量單位,細(xì)胞大小的計(jì)量單位，一般都用微米計(jì)算?，F(xiàn)在常用的國際單位是納米(nanometre)。 自使用電子顯微鏡后又提出埃(Angstrom, )為超顯微結(jié)構(gòu)

11、計(jì)量單位。 1毫米=1000微米 (m) 1微米=1000納米(nm） 1納米(nm)=10埃() 1埃=0.1納米（nm),32,四、真核與原核、植物與動(dòng)物細(xì)胞比較,若是從進(jìn)化上進(jìn)行比較，你能說些什么？,功能上的共同點(diǎn) 結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn):,都是生命的基本結(jié)構(gòu)單位； 都有細(xì)胞膜； 都能進(jìn)行分裂； 都有DNA和RNA； 都能遺傳。 都有核糖體,真核與原核的比較,33,原核細(xì)胞與真核細(xì)胞比較(不同點(diǎn)),原核細(xì)胞 真核細(xì)胞 代表生物 細(xì)菌、藍(lán)藻和支原體 原生生物、真菌、植物和動(dòng)物 細(xì)胞大小 較小(1-10m) 較大(一般2030m) 細(xì)胞膜 有(多功能性) 有 核糖體 70S(由50S和30S兩個(gè) 8

12、0S(由60S和40S兩個(gè)大小 大小亞基組成) 亞基組成) 細(xì)胞器 極少 有細(xì)胞核、線粒體、 葉綠體,內(nèi)質(zhì)網(wǎng),溶酶體等 細(xì)胞核 無核膜和核仁 有核膜和核仁 染色體 一個(gè)細(xì)胞只有一條 一個(gè)細(xì)胞有兩條以上的染色體 雙鏈DNA, DNA不與或 DNA與蛋白質(zhì)聯(lián)結(jié)在一起 很少與組蛋白結(jié)合 DNA 環(huán)狀，存在于細(xì)胞質(zhì) 很長的線狀分子，含有 很多非編碼區(qū)，并被核 膜所包裹。,結(jié)構(gòu)：細(xì)胞器、核、細(xì)胞骨架 遺傳信息表達(dá)系統(tǒng),原核細(xì)胞和真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)比較。 原核細(xì)胞和真核細(xì)胞比較。,34,Comparison of Some Properties of Animal and Plant Cells,Organel

13、les Animal Cells Plant CellS 細(xì)胞壁 無 有 葉綠體 無 有 液泡 無 有 圓球體、 糊粉粒 無 有 乙醛酸循環(huán)體 無 有 溶酶體 有 無 中心體 有 無 通訊連接方式 間隙連接 胞間連絲 胞質(zhì)分裂方式 收縮環(huán) 細(xì)胞板,35,3.病毒(Virus),非細(xì)胞生命體,寄生于生物細(xì)胞內(nèi),Structures：,多面體柱形絲狀圓形,36,結(jié)構(gòu)：,復(fù)合體：核酸分子蛋白質(zhì) (真病毒）,亞病毒：如類病毒，有感染性的RNA 朊病毒：有感染性的蛋白質(zhì),根據(jù)其核酸分子的類型分：4種 DNA病毒雙鏈DNA病毒、單鏈DNA病毒 RNA病毒雙鏈RNA 病毒、單鏈RNA 病毒,37,病毒核酸的復(fù)制類型： 雙鏈DNA病毒 單鏈DNA病毒 雙鏈RNA 病毒 單鏈RNA 病毒 侵染性 非侵染性 反轉(zhuǎn)錄,利用宿主的條件復(fù)制出新的DNA、RNA,利用宿主的條件復(fù)制出新RNA,利用自身的RNA聚合酶合成新RNA,利用自身的反轉(zhuǎn)錄酶合成新DNA，整合到寄主的DNA上,38,禽流感病毒圖解,39,同舟共濟(jì)、戰(zhàn)勝非典,40,What Is SARS?,Severe Acute Respiratory Syndrome 重型急性呼吸綜合征 經(jīng)診斷是由冠形