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1、第二章 细胞的统一性与多样性（基本知识概要）,第一节 细胞的基本特征 第二节 原核细胞与古核细胞 第三节 真核细胞 第四节 非细胞形态的生命体 病毒及其与细胞的关系,（序） / 本章学习要点（）,第一节 细胞的基本概念,一、细胞是生命活动的基本单位() 二、细胞的基本共性 (),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（复制） 三、病毒与细胞在起源与进化中的关系,第二节 原核细胞与古核细胞（）,一、原核细胞 （Prokaryotic cell） 二、最小最简单的细胞-支原体（mycoplast） 三、原核细胞的两个代表类群：细菌和蓝藻 四、古核
2、细胞 （古细菌）（Archaebacteria）,一、细胞是生命活动的基本单位（本质属性） （一）细胞是有机体构成的基本单位。不管是单细胞生物体、细胞集合体、多细胞生物体，一切生物体都是由细胞构成，细胞是有机体的基本结构单位。 （二）细胞是代谢与功能的基本单位。 有机体的所有代谢活动最终要靠细胞完成（例：人（图2-1），细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位。 （三） 细胞是生物体生长发育的基础。 （四） 细胞是繁殖的基本单位，是遗传的桥梁。细胞具有遗传的全能性，细胞核中的遗传信息指导下一代生命的构建。 （五） 细胞是生命起源的归宿，是生物进化的起点。细胞是生命起源和进
3、化的基本单位，没有细胞就没有完整的生命。 （六）关于细胞概念的一些思考（）,细胞概念的一些新思考,1、细胞是多层次非线性的复杂结构体系：具有高度复杂性和自组织性 2、细胞是物质（结构）、能量与信息过程精巧结合的综合体 （1）细胞可完成各种化学反应； （2）细胞需要和利用能量，具备产生、利用能量的机制； （3）细胞参与大量机械活动； （4）细胞对刺激作出反应； 3、细胞是高度有序的，是具有自组装能力的自组织体系。 （1）细胞能进行自我调控； （2）繁殖和传留后代；,二、细胞的基本共性,（一）所有的细胞相似的化学组成 （二）脂-蛋白体系的生物膜：所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生
4、物膜。 （三）相同的遗传装置：所有的细胞都含有两种核酸，即以DNA与RNA作为遗传信息复制与转录的载体。 （四）所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂 （五）作为蛋白质合成的机器核糖体，毫无例外地存在于一切细胞内。,病毒的基本知识, 病毒的基本结构及其多样性 举例（图2-14） 病毒（virus）类群核酸分子（DNA或RNA）与蛋白质构成的核酸-蛋白质复合体； 根据病毒的核酸类型划分为两大类： DNA病毒与RNA病毒 根据宿主感染范围划分：动物病毒；植物病毒；细菌病毒（噬菌体） 根据核壳体形态划分：立体对称、螺旋对称 亚病毒（subvirus） ：结构比病毒更简单，约几十种。类病毒（viro
5、id）仅由感染性的RNA构成,通常只感染植物，如马铃薯纺锤块茎类病毒； 朊病毒（prion） 仅由感染性的蛋白质亚基构成；,二、病毒在细胞内的增殖过程（病毒的复制）（简图）,（一）病毒识别和侵入细胞-病毒核酸的侵染（HIV入侵关键分子） （二）病毒核酸的复制（图示）、转录与蛋白质的合成。 1、DNA病毒 双链DNA病毒的复制； 噬菌体（单链DNA病毒）的复制 ； 2、RNA病毒 ssRNA(Single-Stranded Ribonucleic Acid )病毒的复制 ； 双链RNA病毒的复制 ； 3、反转录病毒 （三）病毒的装配、成熟与释放： 出芽（囊膜病毒,疱疹病毒）或细胞崩解（无囊膜病毒
6、，腺病毒） 病毒复制的特点； 病毒的特征总结,病毒与细胞在起源与进化中的关系,病毒是非细胞形态的生命体，它的主要生命活动必须要在细胞内实现。病毒与细胞在起源上的关系，目前存在3种主要观点： 生物大分子病毒细胞 病毒 生物大分子 细胞 生物大分子细胞病毒,一、原核细胞,基本特点 遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个环状DNA构成； 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，主要细胞器是70s的核糖体。 均为单细胞生物（主要代表：支原体、细菌、蓝藻 ）。数量少于真核生物。 分布广泛。 二、最小最简单的细胞-支原体（mycoplast） 支原体是目前发现的能够独立生活的最小最
7、简单的细胞 三、原核细胞的两个代表类群：细菌和蓝藻 细菌 蓝藻又称蓝细菌（Cyanobacteria） 四、古核细胞（古细菌, Archaebacteria）,第三节 真核细胞基本知识概要,一、真核细胞的基本结构体系 二、细胞的大小及其影响因素 三、原核细胞与真核细胞的比较 四、动物细胞与植物细胞的比较,真核细胞的基本结构体系,以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构系统； 以核酸（DNA或RNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统 由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统。,二、细胞的大小及其影响因素 （返回目录）,1、各类细胞直径的比较,细胞和细胞组分的相对大小,各类细胞直径比较,三、原核细胞与
8、真核细胞的比较（图示）,原核细胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较 小结 原核细胞与真核细胞基本特征的比较 小结 四、植物细胞与动物细胞的比较,原核细胞与真核细胞基本特征的比较,原核细胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较,植物细胞与动物细胞的比较,细胞壁 液泡 叶绿体,古细菌,现在认为：古细菌（archaebacteria）与真核细胞曾在进化上有过共同历程。 与真核细胞起源关系紧密的 主要证据 进化系统树,主要证据,（1）细胞壁：成分与真核细胞类似，而非由含壁酸的肽聚糖构成，因此抑制壁酸合成的链霉素， 抑制肽聚糖前体合成的环丝氨酸，抑制肽聚糖合成的青霉素与万古霉素等对真细菌类有强的
9、抑制生长作用，而对古细菌与真核细胞却无作用。 （2）质膜：与真细菌和真核生物的膜都不同，烃链（C-H）以醚键与甘油结合，含有非极性脂质。极端耐热菌中的膜是由C40四乙醚组成的单层脂质。 （3）DNA与基因结构：环状DNA，有操纵子结构，大多数基因中没有内含子、有多基因mRNA存在。/。有“类核小体”结构：古细菌具有组蛋白，而且能与DNA构建成类似核小体的结构；tRNA、rRNA及部分编码蛋白质的基因中含有内含子，RNA聚合酶为复杂多聚体，起始氨基酸为Met(细菌中为fMet)。/。还有古细菌特有的结构特点（如tRNA的TC臂上无胸腺嘧啶）。 （4）核糖体： 70S，多数古细菌类的核糖体较真细菌
10、有增大趋势，含有60种以上蛋白，介于真核细胞（7084）与真细菌（55）之间，其中的RNA和蛋白的性质类似真核细胞。根据对5S rRNA的分子进化分析，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。5S rRNA二级结构的研究也说明很多古细菌与真核生物相似。 抗生素同样不能抑制古核细胞类的核糖体的蛋白质合成。 除上述各点外，根据DNA聚合酶分析、氨基酰tRNA合成酶的作用，起始氨基酰tRNA 与肽链延长因子分析等，也提供了类似依据，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。因此近年来，真核细胞起源于古细菌的观点得到了加强。,（细菌的结构特征）,信号转导网络与细胞体积控制,m
11、TOR(mammalian Tagrget of rapamycin),PI3K:磷脂酰肌醇-3-羟基酶 phosphatidylinositol 3-OH-kinase AKT/PKB：蛋白激酶B S6K:核糖体蛋白s6（rpS6）的激酶,PI3K-PKB(Akt)信号通路 (效应之一),成年人细胞数1014，新出生婴儿细胞数2*1012，人的大脑约1012,双链DNA、单链DNA、双链RNA、单链RNA。单链RNA 病毒又分为侵染性RNA 病毒，即正链RNA 病毒；非侵染性RNA 病毒，即负链RNA 病毒。此外，还有病毒粒子中携带反转录酶的单链RNA 病毒和复制过程中涉及反转录的，部分双链
12、DNA 病毒。,病毒核酸类型的7种形式：,（）,生态系统多样性,生态系统多样性,生物大量人为灭绝,四、细胞与原生质 细胞是由膜包围的，能进行独立繁殖的最小原生质团，是生命活动的基本单位，是生物体最基本的形态结构和功能活动单位。 Cell is the smallest，membrane bound protoplasmic body capable of independent reproduction. 病毒（virus）多数在0.1m以下，只有一层蛋白质外壳和遗传物质DNA或RNA，无核糖体等细胞器，不能独立繁殖，故不能算是细胞，有人称其为“半生命”，只有部分生命特征。,（）,四、细胞与原
13、生质（续） 原生质（Protoplasm）：原生质一词最早是1839年Purkinje提出，指细胞内所含有的生活物质（构成细胞的生活物质），真核细胞包括细胞膜、细胞质和细胞核。 细胞质（Cytoplasm） 指质膜以内核以外的原生质。它不是匀质的，其结构大体划分为两部分，一部分是有形结构，称为细胞器（Organelle），另一部分是可溶相，称细胞质基质（Cytoplasmic miatrix）。 细胞器（Organelle） 指存在于细胞中，用光镜或电镜能够分辩出的，具有一定形态特点，并执行特定功能的结构。 核糖体是细胞中最小的细胞器，但也有人提出tRNA才是最小的细胞器。 细胞核也被认为是一
14、种细胞器，且是细胞中最大的细胞器。 有人把细胞膜也看作是一种细胞器。,细胞质基质（Gytoplasmic matrix），是细胞质的可溶相，是作为细胞器的环境而存在的。 细胞核（nucleus）：遗传物质的集中区域，在原核生物细胞称拟核（nucleoid）或类核区。 在细胞膜以外还有些结构，如纤毛、鞭毛等细胞质衍生物，现在观点是把这些结构统称为质膜外结构，连细胞膜在内，共称为细胞表面（Cell surface）。,原核细胞是什么？ 是一类没有明确细胞核，体积小，结构简单，进化地位原始的细胞。种类较少，包括支原体、细菌、立克次氏体、放线菌和兰绿藻等，全为单细胞或细胞群体。 经典分类法：动物界、植
15、物界 现代分类法（Dodson 1971）将地球上出现过的生物根据其进化 程度和结构的复杂程度以及遗传装置的类型，可以划分为原核细胞和真核细胞两大类。是HansRis在60年代提出来的。原核细胞和真核细胞称为细胞世界的两大家族。 原核细胞（Prokaryotic cell）具有两个基本特点： （1）遗传信息量少（仅有一个环状DNA） （2）无膜围细胞器及核膜。 原核生物可算是现在地球上历史最悠久的生物，其祖先大约在3035亿年以前就已出现。原核细胞真核细胞的过度类型甲藻，有核膜，但无核孔，称中核细胞。（mesocaryotic cell） 迄今已知的原核生物均为单细胞生物。,二、最小最简单的细
16、胞支原体（mycoplasma） 这是目前发现的最小、最简单的细胞，是介于病毒和细菌之间的一种微生物。直径在0.10.3m，可通过一般的细菌过滤器，生活在污水、土壤及许多动物体内，是动物、植物、人的病原菌之一。 有人将支原体归为细菌，但它无细胞壁，具质膜、核蛋白体，一个环状DNA双螺旋散布于整个细胞内，不象细菌那样集中成核区。 最初发现的一种支原体是类胸膜肺炎病原菌，又称为类胸膜肺炎球菌（Pleuro-pneumonia Like organism）英文缩写PPLO，现已分离出30多种支原体。 为何说支原体是最小的细胞？,三、原核细胞的两个代表： （一）细菌（bacteria， bacteri
17、um） 主要来自对大肠杆菌（E.coli）的研究。 细菌是原核细胞的典型代表，无典型的细胞核，有细胞壁，细胞质中除核糖体外无其它细胞器（图2-4）。 1、细菌细胞的表面结构 （1）细胞壁（cell wall）： 主要成分是肽聚糖（Peiptidoglyean）（亦称膜素）和胞壁酸（teichoic acid），均为蛋白多糖。胞壁质作用在于使细胞保持一定的外形和渗透压，起保护作用，与致病性、病毒敏感性等相关，革兰氏阳性菌（G+）不仅细胞壁厚（20-80nm），其中胞壁酸含量可达90%， G- 则不同（图2-5）。 （2）细胞质膜 ： 基本结构同真核细胞的膜，厚约10 nm。但含有丰富的酶系，决定了较真核细胞的膜有更多的功能（具线粒体部分功能、内质网部分功能、高尔基体部分功能等）。 （3）中体（mesosome）： 又叫中膜体、中间体、间体、质膜体。是质膜内陷形成的。DNA常附在上面（核质体）。推测，它有类似纺锤体的功能（指导细胞分裂）和线粒体的功能，与能量代谢有关。为DNA复制起支点作用。 有些细菌还有荚膜、鞭毛等附属结构，起保护作用或作为运动器官。,
