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1、第二章第二章 细胞的统细胞的统 一性与多样性一性与多样性 内容提要内容提要 第一节 细胞的基本特征 一、细胞是生命活动的基本单 位 二、细胞的基本共性 第二节 原核细胞与古核细 胞 一、支原体 二、细菌和蓝藻 三、古核细胞 第三节 真核细胞 一、真核细胞的基本结构体系 二、细胞的大小 三、细胞形态结构与功能的关系 四、原核细胞与真核细胞的比较 五、植物细胞与动物细胞的比较 第四节 非细胞形态的生命 体病毒及其与细胞的 关系 一、病毒的基本知识 二、病毒在细胞内增殖 三、病毒与细胞在起源于进化上 的关系 第一节第一节 细胞的基本特征细胞的基本特征 细胞是生命活动的基本单位 细胞的基本共性 一、细
2、胞是生命活动的基本单位一、细胞是生命活动的基本单位 一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有 机体的基本单位 细胞是代谢与功能的基本单位 细胞是有机体生长与发育的基础 细胞是繁殖的基本单位，是遗传的桥梁 细胞是生命起源的归宿，是生物进化的起 点 关于细胞概念的一些新思考 植物细胞植物细胞 的全能性的全能性 受精卵的受精卵的 全能性全能性 动物体细胞的全能性动物体细胞的全能性克隆羊克隆羊 “ “DollyDolly” ” 细胞概念的一些新思考细胞概念的一些新思考 细胞是多层次非线性的复杂结构体系细胞是多层次非线性的复杂结构体系 细胞具有高度复杂性和组织性细胞具有高度复杂性和组织性 细胞是物质（结构）
3、、能量与信息过程精巧结合的细胞是物质（结构）、能量与信息过程精巧结合的 综合体综合体 细胞完成各种化学反应；细胞完成各种化学反应； 细胞需要和利用能量；细胞需要和利用能量； 细胞参与大量机械活动；细胞参与大量机械活动； 细胞对刺激作出反应；细胞对刺激作出反应； 细胞是高度有序的、具有自组装能力的自组织体系细胞是高度有序的、具有自组装能力的自组织体系 。 细胞能进行自我调控；细胞能进行自我调控； 繁殖和传留后代。繁殖和传留后代。 代谢分子 二、细胞的基本共性二、细胞的基本共性 所有的细胞都有相似的化学组成 脂蛋白体系的生物膜 DNARNA的遗传装置 蛋白质合成的机器核糖体 一分为二的分裂方式 原
4、核细胞原核细胞（没有核膜）（没有核膜） 原核生物原核生物 细胞的分类细胞的分类 古核细胞古核细胞( (古细菌古细菌/ /原细菌原细菌) ) 古核生物古核生物 细菌细菌( (球菌、杆菌、螺旋菌球菌、杆菌、螺旋菌) ) 蓝藻蓝藻 衣原体、立克次体、放线菌衣原体、立克次体、放线菌 支原体支原体 真核细胞真核细胞（典型细胞核）（典型细胞核） 真核生物真核生物 （单细胞（单细胞/ /多细胞真核生物多细胞真核生物 ） 生物界生物界 细胞细胞 第二节第二节 原核细胞与古核细胞原核细胞与古核细胞 古核细胞古核细胞（古细菌）古细菌） 原核细胞： uu原核细胞的基本特点原核细胞的基本特点 uu原核细胞的主要类型：
5、原核细胞的主要类型： 支原体支原体、细菌细菌、蓝藻蓝藻 遗传的信息量小，一个环状遗传的信息量小，一个环状DNADNA构成；构成； 细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门 结构与功能的细胞器和细胞核膜。结构与功能的细胞器和细胞核膜。 原核细胞基本特点原核细胞基本特点 一、最小、最简单的细胞支原体 （Mycoplasma, the simplest & smallest cell ） 大小介于细菌与病毒之间，一般直径为010 3m，不能用滤器。 无细胞壁，不能维持固定的形态而呈现多形性。 二、细二、细 菌菌 是在自然界分布最广、个体数量最多的有机体 可分为：球菌、
6、杆菌和螺旋菌（弧形菌） 绝大多数细菌的直径在0.55m之间 细菌 1 1. .细菌细胞的核区与基因细菌细胞的核区与基因 一个环状的DNA分子盘绕在核区，没有或有极少的组蛋 白。 DNA复制不受细胞分裂周期的限制，可以连续进行，且 DNA复制、RNA转录、蛋白质翻译可以同时进行,这是细 菌乃至整个原核细胞器与真核细胞最显著的差异之一。 型复制：一个复制起点，双向复制 2 2. .细菌细胞的表面结构细菌细胞的表面结构 主要指细胞膜、细胞壁及其特化结构(中膜体、荚膜、鞭毛 等)。细胞膜是细胞表面的重要结构。 细胞膜的功能包括：选择性地物质运输；细菌细 胞膜含有丰富的酶系，执行重要的代谢功能。 中膜体
7、由细胞膜内陷形成，可能起DNA复制的支点作 用。 细胞壁的共同成分是肽聚糖 ，革兰氏阳性菌与阴性 菌细胞壁成分与结构差异明显。 荚 膜是某些细菌表面的特殊结构，是位于细胞壁表面 的一层粘液物质。 鞭 毛是某些细菌的运动器官，结构简单 3、细菌细胞的核糖体 核糖体的沉降系数为70S，由50S大亚单位和30S小亚单 位组成。大亚单位含有23S rRNA, 5S rRNA和30多种蛋白 质，对红霉素与氯霉素敏感；小亚单位含有16S RNA与20 多种蛋白质，对四环素与链霉素敏感。 4、细菌细胞核外DNA 核外DNA：质粒。裸露的环状DNA，能自我复制，并可整 合到核DNA中。 5、细菌细胞的内生孢子
8、 又称芽孢，是对不良环境有强抵抗力的休眠体。 内生孢子：细菌细胞内的重要物质(特别是DNA)，积聚在 细胞的一端，形成致密体，可度过恶劣环境。 6、细菌细胞的增殖: 细菌的增殖为直接分裂 大肠杆菌 淋病球菌 肉毒梭菌 弧形霍乱菌 三、蓝 藻 （光合片层） （中央体，即核区） 原核细胞原核细胞蓝藻细胞蓝藻细胞 颤藻、蓝球藻、项圈藻、念珠藻（发菜）等属于蓝藻 颤藻 项圈藻 念珠藻 古古 核核 细细 胞胞 （古细菌，（古细菌，archaebacteriaarchaebacteria） 多生活在极端的生态环境中。多生活在极端的生态环境中。 具原核生物某些特征，也有真核生物的特具原核生物某些特征，也有真
9、核生物的特 征，还有不同于原核生物和真核生物的特征征，还有不同于原核生物和真核生物的特征 。 与真核细胞曾在进化上有过共同历程与真核细胞曾在进化上有过共同历程 可能是可能是真核细胞的祖先真核细胞的祖先。 主要特征主要特征 主要证据主要证据 进化系统树进化系统树 古细菌（古细菌（archaebacteriumarchaebacterium） 无核膜及内膜系统； 以甲硫氨酸起始蛋白质的合成，核糖体对氯霉素 不敏感、RNA聚合酶和真核细胞的相似、具有内 含子和组蛋白。 细胞膜中的脂类不可皂化，细胞壁不含肽聚糖。 生活在极端环境中，如：产甲烷菌、极端嗜盐菌 、极端嗜热菌。 各类生物能忍受的上限温度：
10、古细菌113 细菌90 真菌60 藻类55-60 原生动物56 维管束植物49 鱼类和其他水生脊椎动物38 主要证据主要证据 （1 1）细胞壁细胞壁成分与真核细胞相似。成分与真核细胞相似。 （2 2）DNADNA与基因结构：古细菌与基因结构：古细菌DNADNA中有中有重复序列重复序列的存在的存在 。多数古核细胞的基因组中存在。多数古核细胞的基因组中存在内含子内含子。 （3 3）有有类核小体类核小体结构：古细菌具有组蛋白，与结构：古细菌具有组蛋白，与DNADNA构构 建成类似核小体结构。建成类似核小体结构。 （4 4）有类似真核细胞的）有类似真核细胞的核糖体核糖体。 （5 5）5 5 S S r
11、RNA rRNA：根据对：根据对5 5 S S rRNA rRNA的分析，认为古细菌与的分析，认为古细菌与 真核生物同属一类，而真细菌却与之差距甚远。真核生物同属一类，而真细菌却与之差距甚远。 （6 6）根据）根据DNADNA聚合酶聚合酶分析、分析、氨基酰氨基酰tRNAtRNA合成酶合成酶的作用的作用 、起始氨基酰起始氨基酰tRNAtRNA与肽链与肽链延长因子延长因子等分析，也说明古等分析，也说明古 细菌与真核生物在进化上的关系较真细菌类更为密切细菌与真核生物在进化上的关系较真细菌类更为密切 。 生命界生命界 生命分三界生命分三界 真细菌真细菌 真核生物真核生物 古细菌古细菌 第三节第三节 真
12、真 核核 细细 胞胞 一、一、真核细胞的基本结构体系真核细胞的基本结构体系 二、二、细胞的大小及其分析细胞的大小及其分析 三、三、原核细胞与真核细胞的比较原核细胞与真核细胞的比较 四、四、植物细胞与动物细胞的比较植物细胞与动物细胞的比较 一、真核细胞的基本结构体系一、真核细胞的基本结构体系 （一）（一）生物膜结构系统生物膜结构系统细胞质膜、核膜、细胞质膜、核膜、 内质网、高尔基体、溶酶体、线粒体和叶绿体内质网、高尔基体、溶酶体、线粒体和叶绿体 （以脂质及蛋白质成分为基础）（以脂质及蛋白质成分为基础） （二）（二）遗传信息表达系统遗传信息表达系统细胞核和核糖体细胞核和核糖体 （以核酸（以核酸DN
13、ADNA或或RNARNA与蛋白质为主要成分）与蛋白质为主要成分） （三）（三）细胞骨架系统细胞骨架系统细胞质骨架和细胞核细胞质骨架和细胞核 骨架（微管、微丝和中间纤维，由特异蛋白分骨架（微管、微丝和中间纤维，由特异蛋白分 子装配构成的）子装配构成的） 二、细胞的大小及其二、细胞的大小及其分析分析 各类细胞直径的比较各类细胞直径的比较 细胞类型直径大小（um） 最小的病毒 支原体细胞 细菌细胞 动植物细胞 原生动物细胞 0.02 0.10.3 12 2030（1050） 数百至数千 高级电子显微镜和高级电子显微镜和X X射射 线衍射线衍射（小于（小于1nm1nm） 超微结构：分子结构超微结构：分
14、子结构 扫描隧道显微镜扫描隧道显微镜（原子（原子 级）级） 原子、电子原子、电子 细胞大小的分析细胞大小的分析 光学显微镜光学显微镜(100(1000.2um)0.2um) 显微结构：组织、细胞显微结构：组织、细胞 肉眼肉眼（0.2mm0.2mm） 器官、系统器官、系统 电子显微镜电子显微镜（0.20.2umum） 亚显微结构：细胞内亚显微结构：细胞内 部结构部结构 真核细胞和原核细胞 植物真核细胞亚显微结构 动物真核细胞亚显微结构 细 菌 原 核 细 胞 模 式 图 蓝藻原核细胞模式图 真核细胞与原核细胞最根本区别： 1. 细胞膜系统的分化与演变； 2. 遗传信息量与遗传装置的扩增与复杂化。
15、 四、植物细胞与动物细胞的比较四、植物细胞与动物细胞的比较 细胞器细胞器 动物细胞动物细胞 植物细胞植物细胞 细胞壁细胞壁 无无 有有 叶绿体叶绿体 无无 有有 液泡液泡 无无 有有 溶酶体溶酶体 有有 无无 圆球体圆球体 无无 有有 乙醛酸循环体乙醛酸循环体 无无 有有 通讯连接方式通讯连接方式 间隙连接间隙连接 胞间连丝胞间连丝 中心体中心体 有有 无无 胞质分裂方式胞质分裂方式 收缩环收缩环 细胞板细胞板 真核细胞：植物细胞和动物细胞 叶绿体 线粒体 细胞壁 细胞膜 液泡 细胞质 光面内质网 细胞核 粗面内质网 高尔基体 高尔基体 线粒体 细胞质 细胞膜 细胞核 粗面内质网 光面内质网 中心体 纤毛 第四节第四节 病毒及其与细胞的关系病毒及其与细胞的关系 一、病毒的基本知识
