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细胞的概念与分子基础.ppt
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1、 第二章第二章 细胞的概念和分子基础细胞的概念和分子基础 Basic Concepts and Molecular Basis of CellBasic Concepts and Molecular Basis of Celln n第一节第一节 真核细胞真核细胞n n第二节第二节 原核与古核细胞原核与古核细胞n n第三节第三节 病毒、类病毒、阮病毒病毒、类病毒、阮病毒n n第四节第四节 细胞的化学成分细胞的化学成分1 1可编辑版可编辑版精子穿卵受精卵6周胚胎11周胚胎12周胚胎4月胚胎2 2可编辑版可编辑版n n细胞是一切生命活动的基本结构和功能单位。细胞是一切生命活动的基本结构和功能单位。1
2、.1.细胞是由膜包围的原生质团,通过质膜与周围环境进细胞是由膜包围的原生质团,通过质膜与周围环境进行物质和信息交流;行物质和信息交流;2.2.是是构构成成有有机机体体的的基基本本单单位位,具具有有自自我我复复制制的的能能力力,是是有机体生长发育的基础;有机体生长发育的基础;3.3.是是代代谢谢与与功功能能的的基基本本单单位位,具具有有完完整整的的代代谢谢和和调调节节体体系,不同的细胞执行不同的功能;系,不同的细胞执行不同的功能;4.4.是遗传的基本单位,具有发育的全能性。是遗传的基本单位,具有发育的全能性。3 3可编辑版可编辑版第一节第一节 真核细胞真核细胞 Eukaryotic cell一、
3、基本结构一、基本结构二、细胞的形状和大小二、细胞的形状和大小4 4可编辑版可编辑版n n1 1、原生质、原生质(protoplasm)(protoplasm):1839 Purkinje 1839 Purkinje用原生质一词指细胞的全部活用原生质一词指细胞的全部活性物质,从现代概念来说它包括质膜、细胞质和细胞核性物质,从现代概念来说它包括质膜、细胞质和细胞核(或拟核或拟核)。n n2 2、质膜(、质膜(plasma membraneplasma membrane):是细胞表面的单位膜。):是细胞表面的单位膜。n n3 3、细胞核(、细胞核(nucleusnucleus):):是细胞内最重要的
4、细胞器,核表面是由双层是细胞内最重要的细胞器,核表面是由双层膜构成的核被膜(膜构成的核被膜(nuclear envelopenuclear envelope),核内包含有由),核内包含有由DNADNA和蛋白质构和蛋白质构成的染色体(成的染色体(chromosomechromosome)。核内一至数个小球形结构,称为核仁)。核内一至数个小球形结构,称为核仁(nucleolusnucleolus)。细胞核中的原生质称为核质。)。细胞核中的原生质称为核质。细胞结构5 5可编辑版可编辑版n n4 4、细胞质(、细胞质(cytoplasmcytoplasm):质膜与核被膜之间的原生质。):质膜与核被膜之
5、间的原生质。n n5 5、细细胞胞器器(organelle)(organelle):具具有有特特定定形形态态和和功功能能的的显显微微或或亚亚显显微微结结构构称称为为细细胞胞器器,如如:endoplasmic endoplasmic reticulumreticulum、Golgi Golgi bodybody、lysosomelysosome、mitochondrionmitochondrion、chloroplastchloroplast、cytoskeletoncytoskeleton、centriolecentriole、microbodymicrobody。n n6 6、细细胞胞质质基
6、基质质(cytoplasmic cytoplasmic matrixmatrix)细细胞胞质质中中除除细细胞胞器器以以外外的的部部分分。又称为或胞质溶胶(又称为或胞质溶胶(cytosolcytosol),其体积约占细胞质的一半。),其体积约占细胞质的一半。6 6可编辑版可编辑版n n细胞质基质的功能:细胞质基质的功能:a.a.为细胞内各类生化反应的正常进行提供了相对稳定的离子环境。为细胞内各类生化反应的正常进行提供了相对稳定的离子环境。b.b.许许多多代代谢谢过过程程是是在在细细胞胞基基质质中中完完成成的的,如如蛋蛋白白质质的的合合成成;核核苷苷酸酸的的合合成成;脂脂肪肪酸酸合合成成;糖糖酵酵
7、解解;磷磷酸酸戊戊糖糖途途径径;糖糖原代谢;原代谢;信号转导。信号转导。c.c.供给细胞器行使其功能所需要的一切底物。供给细胞器行使其功能所需要的一切底物。d.d.控制基因的表达,与细胞核一起参与细胞的分化。控制基因的表达,与细胞核一起参与细胞的分化。e.e.参与蛋白质的合成、加工、运输、选择性降解。参与蛋白质的合成、加工、运输、选择性降解。7 7可编辑版可编辑版Animal cellAnimal cell8 8可编辑版可编辑版Plant cellPlant cell9 9可编辑版可编辑版细胞的形状和大小细胞的形状和大小细胞的形状和大小细胞的形状和大小n n单单细细胞胞生生物物细细胞胞的的形形
8、态态通通常常与与细细胞胞外外沉沉积积物物或或细细胞胞骨骨架架有有关关,如如硅硅藻藻呈呈各各种种奇异的形态、草履虫像鞋底。奇异的形态、草履虫像鞋底。n n高高等等生生物物细细胞胞的的形形状状与与细细胞胞功功能能及及细细胞胞间间的的相相互互作作用用有有关关。如如肌肌肉肉细细胞胞呈呈梭梭形形;红红细细胞胞为为圆圆盘盘状状;植植物物叶叶表表皮皮的的保保卫卫细细胞胞成成半半月月形形,2 2个个细细胞胞围围成成一一个个气气孔,以利于呼吸和蒸腾。孔,以利于呼吸和蒸腾。n n高高等等动动物物的的细细胞胞离离开开有有机机体体分分散散存存在在时时,形形状状往往往往发发生生变变化化。如如平平滑滑肌肌细细胞胞在体内成
9、梭形,而在离体培养时则可成多角形。在体内成梭形,而在离体培养时则可成多角形。1010可编辑版可编辑版神经细胞卵细胞血细胞上皮细胞肌细胞视杆细胞1111可编辑版可编辑版草草履履虫虫1212可编辑版可编辑版眼眼 虫虫钟形虫钟形虫1313可编辑版可编辑版植植物物气气孔孔细细胞胞1414可编辑版可编辑版植植物物薄薄壁壁细细胞胞1515可编辑版可编辑版人人类类红红细细胞胞1616可编辑版可编辑版巨巨噬噬细细胞胞1717可编辑版可编辑版神神经经元元细细胞胞1818可编辑版可编辑版细细细细胞胞胞胞和和和和细细细细胞胞胞胞组组组组分分分分的的的的相相相相对对对对大大大大小小小小1919可编辑版可编辑版名称名称
10、名称名称人卵人卵人卵人卵口腔上口腔上口腔上口腔上皮细胞皮细胞皮细胞皮细胞肝细胞肝细胞肝细胞肝细胞红细胞红细胞红细胞红细胞变形虫变形虫变形虫变形虫海胆卵海胆卵海胆卵海胆卵伤寒菌伤寒菌伤寒菌伤寒菌肺炎球菌肺炎球菌肺炎球菌肺炎球菌大小大小大小大小120120757520207 710010070702.4x0.2.4x0.5 50.2x0.10.2x0.1大多数动植物细胞直径在2030m间。一般真核细胞的体积大于原核细胞,卵细胞大于体细胞。鸵鸟的卵黄直径可达5cm;支原体只有0.1m;人的坐骨神经细胞可长达1m。几种细胞的大小几种细胞的大小(m)m)人卵与精子2020可编辑版可编辑版第二节第二节 原
11、核细胞原核细胞 Prokaryotic cell一、细菌一、细菌二、支原体二、支原体三、衣原体与立克次氏体三、衣原体与立克次氏体四、蓝藻四、蓝藻五、古细菌五、古细菌2121可编辑版可编辑版n n没没有有核核膜膜,遗遗传传物物质质集集中中在在一一个个没没有有明明确确界界限限的的低低电电子子密密度度区区,称称为拟核为拟核(nucleoid)(nucleoid)。n nDNADNA为为裸裸露露的的环环状状双双螺螺旋旋分分子子,通通常常没没有有结结合合蛋蛋白白,没没有有恒恒定定的的内内膜系统,核糖体为膜系统,核糖体为70S70S型。型。n n原原核核细细胞胞构构成成的的生生物物称称为为原原核核生生物物
12、,均均为为单单细细胞胞生生物物。一一般般以以二二分分裂的方式繁殖,也有的产生孢子。裂的方式繁殖,也有的产生孢子。TEM image,Escherichia coli2222可编辑版可编辑版一、细菌一、细菌(bacteria)n n是是在在自自然然界界分分布布最最广广、个个体体数数量最多的有机体。量最多的有机体。n n可可分分为为:球球菌菌、杆杆菌菌和和螺螺旋旋菌菌(弧形菌)等。(弧形菌)等。n n绝绝 大大 多多 数数 细细 菌菌 的的 直直 径径 在在0.55m0.55m之间。之间。2323可编辑版可编辑版大大肠肠杆杆菌菌2424可编辑版可编辑版淋淋病病球球菌菌2525可编辑版可编辑版肉肉毒
13、毒梭梭菌菌2626可编辑版可编辑版弧弧形形霍霍乱乱菌菌2727可编辑版可编辑版幽幽门门螺螺旋旋菌菌2828可编辑版可编辑版1、细细胞胞壁壁(Cell Wall):厚度一般15-30nm。主要成分是肽聚糖,由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸(teichoic acid)构成双糖单元,以(1-4)糖苷键连接成大分子。2 2、细细胞胞膜膜(Cell Cell MembraneMembrane):厚厚约约810nm810nm,外外侧侧紧紧贴贴细细胞胞壁壁,通通常常不不形形成成内内膜膜系系统统。一一些些行行光光合合作作用用的的原原核核生生物物,质质膜膜具具有有与与捕光反应有关的内褶。捕光反应有关的内褶。3
14、 3、拟拟核核(Nucleoid)(Nucleoid):没没有有核核膜膜,DNADNA分分子子裸裸露露,所所含含的的遗遗传传信信息量可编码息量可编码2000300020003000种蛋白质,空间构建十分精简。种蛋白质,空间构建十分精简。2929可编辑版可编辑版5 5、质质粒粒(Plasmid)(Plasmid):除除核核区区DNADNA外外,可可进进行行自自主主复复制制的的遗遗传传因因子子,是是裸裸露露的的环环状状DNADNA分分子子,所所含含遗遗传传信信息息量量为为22002200个个基基因因,能能进进行行自自我我复复制制,有有时时能能整整合合到到核核DNADNA中中去去。质质粒粒常常用用作
15、作基基因因重重组组与与基基因因转转移移的的载载体。体。4 4、核核核核糖糖糖糖体体体体(RibosomeRibosome):约约含含500050000500050000个个。部部分分附附着着在在细细胞胞膜膜内内侧侧,大大部部分分游游离离于于细细胞胞质质中中。沉沉降降系系数数为为70S70S。由由大大亚亚单单位位(50S)(50S)与与小小亚亚单单位位(30S)(30S)组组成成。30S30S小小亚亚单单位位对对四四环环素素与与链链霉霉素素敏敏感感,50S50S大大亚亚单单位对红霉素与氯霉素敏感。位对红霉素与氯霉素敏感。3030可编辑版可编辑版 6 6、荚荚膜膜:细细菌菌最最外外表表的的一一层层
16、多多糖糖类类物物 质质,边边 界界 明明 显显 的的 称称 荚荚 膜膜(capsulecapsule),如如肺肺炎炎球球菌菌,边边界界不不明明显显的的称称粘粘液液层层(slime slime layerlayer),如葡萄球菌。如葡萄球菌。功功能能:抵抵御御不不良良环环境境;保保护护自自身身不不受受吞吞噬噬;选选择择性性的的粘粘附附到到特特定定细细胞胞的表面上。的表面上。Negative stained bacteria3131可编辑版可编辑版 7 7、鞭鞭毛毛:是是某某些些细细菌菌的的运运动动器器官官,由由一一种种称称为为鞭鞭毛毛蛋蛋白白的的弹弹性性蛋蛋白白构构成,结构上不同于真核生物的鞭毛
17、。成,结构上不同于真核生物的鞭毛。3232可编辑版可编辑版8 8、菌毛:是菌体表面极其的蛋白纤细,须用电镜观察。与细菌运、菌毛:是菌体表面极其的蛋白纤细,须用电镜观察。与细菌运动无关,根据形态、结构和功能,分为普通菌毛和性菌毛两类。前动无关,根据形态、结构和功能,分为普通菌毛和性菌毛两类。前者与细菌吸附和侵染宿主有关,后者为中空管子,与传递遗传物质者与细菌吸附和侵染宿主有关,后者为中空管子,与传递遗传物质有关。有关。3333可编辑版可编辑版9、繁殖、繁殖:以二分裂二分裂的方式繁殖,某些细菌处于不利的环境,或耗尽营养时,形成内生孢子,又称芽孢,是对不良环境有强抵抗力的休眠体。分裂中的链球菌分裂中
18、的链球菌分裂中的大肠杆菌分裂中的大肠杆菌3434可编辑版可编辑版二、支原体二、支原体 mycoplasman n大大小小通通常常为为0.20.3m0.20.3m,可可通通过过滤滤菌菌器器。无无细细胞胞壁壁,不不能能维维持持固固定定的的形形态态而而呈呈现现多多形形性性。细细胞胞膜膜中中胆胆固固醇醇含含量量较较多多,约约占占36%36%,凡凡能能作作用用于于胆胆固固醇醇的的物物质质(如如二二性性霉霉素素B B、皂皂素素等等)均均可可引引起起支支原原体体膜膜的的破破坏坏而使支原体死亡。而使支原体死亡。n n基基因因组组为为环环状状双双链链DNADNA,分分子子量量小小(仅仅有有大大肠肠杆杆菌菌的的五
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