細胞基本知識第1頁，共27頁，2023年，2月20日，星期六第一節基本概念一、生命活動的基本單位(thecellisthebasicunitoflifeactivity)1、有機體的組成和結構單位2、代謝和功能的單位3、生長和發育的基礎4、具有遺傳的全能性5、沒有細胞就沒有完整的生命第2頁，共27頁，2023年，2月20日，星期六二、細胞概念的一些新思考（thenewthinkingofcell）

1、細胞是多層次非線性的復雜結構體系細胞具有高度復雜性和組織性2、細胞是物質（結構）、能量與信息過程精巧結合的綜合體（1）細胞完成各種化學反應；（2）細胞需要和利用能量；（3）細胞參與大量機械活動；（4）細胞對刺激作出反應；3、細胞是高度有序的，具有自組裝能力與自組織體系。（1）細胞能進行自我調控；（2）繁殖和傳留后代；第3頁，共27頁，2023年，2月20日，星期六三、細胞的基本共性(thefundamentalfeatureofcell)1、化學組成：基本元素：C、H、O、N、P、S、K、Na、Cl、Ca組成：無機物（水和無機鹽）、有機物（生物大分子和生物小分子）2、結構和功能上的共性：a.具有生物膜結構b.具有DNA和RNA兩種核酸c.具有蛋白質合成的機器d.以一分為二的方式進行增殖第4頁，共27頁，2023年，2月20日，星期六第二節非細胞形態的生命體(Thelifewithnon-cellappearance--relationbetweenvirusandthecell)一、病毒的基本知識(basicknowledgeofvirus)1、形態和大小：多樣、能通過細菌過濾器非細胞形態：不能稱之為細胞；與細胞關系密切——徹底的寄生性小：能通過細菌過濾器第5頁，共27頁，2023年，2月20日，星期六2、分類：根據寄主的不同：動物、植物、微生物（噬菌體）根據核酸的不同：DNA、RNA根據所含大分子的不同：真病毒，或普通病毒；亞病毒（擬病毒、類病毒和朊病毒）病毒（virus）：一種核酸分子（DNA或RNA）與蛋白質構成的核酸-蛋白質復合體；根據病毒的核酸類型可以將其分為兩大類：DNA病毒與RNA病毒擬病毒（virusoid）又稱為類類病毒。僅由不具單獨感染性的RNA構成的病毒類病毒（viroid）:僅由感染性的RNA構成；朊病毒(prion)：朊病毒又稱非尋常病毒、慢病毒、傳染性大腦樣變病毒。是一種對各種理化作用具有很強抵抗力，傳染性極強，能在人和動物中引起可傳染性致死性中樞神經系統的慢性退化性腦病的蛋白質顆粒。第6頁，共27頁，2023年，2月20日，星期六常見病毒及其核酸類型核酸常見病毒DNARNA蛋白質DNA±DNA±RNA＋RNA＋RNA（反轉錄）－RNA蛋白感染因子Ф174T4：天花呼腸孤病毒SARSHIV禽流感、狂犬病各種朊病毒（瘋牛病、羊瘙癢病、震顫性疾病）3、結構（包膜）病毒核殼子粒核殼體核酸第7頁，共27頁，2023年，2月20日，星期六二、病毒在細胞內的增殖(virusreproductioninthecell)

1，病毒侵入細胞（吞飲或膜融合）

2，病毒核酸的復制、轉錄與蛋白質合成

3，病毒的裝配、成熟與釋放（膜融合或裂解）概念復習：編碼鏈（+DNA）：與mRNA序列完全相同的DNA鏈反義鏈（-RNA）：與mRNA序列互補，指導與mRNA的合成的DNA鏈+RNA：與編碼蛋白的AA序列完全相同的RNA鏈-RNA：與mRNA序列互補的RNA鏈第8頁，共27頁，2023年，2月20日，星期六病毒與細胞在起源上的關系，目前存在3種主要觀點，實驗支持第三種1.生物大分子→病毒→細胞→病毒2.生物大分子→細胞3.生物大分子→細胞→病毒三、病毒與細胞在起源和進化中的關系(therelationshipbetweenvirusandcellsintheoriginandevolution)推論：病毒可能是細胞在特定條件下“扔出”的一個基因組，或者是具有復制與轉錄能力的mRNA，只有回到它們原來的細胞內環境中才能進行復制與轉錄。

第9頁，共27頁，2023年，2月20日，星期六第三節原核細胞與古核細胞背景知識:1925年,Chatton提出原核細胞的概念(沒有核膜)20世紀60年代,H.Ris提出原核細胞和真核細胞的概念,產生現代生物界分類系統(原核生物和真核生物)分子進化和細胞進化的研究產生了更新的分類方式:原核生物界(原核細胞)、古核生物界（古核細胞）、真核生物界（真核細胞）早在30多億年前，地球上就出現了原核細胞，在12-16億年以前，出現了真核細胞。原核細胞（Prokaryoticcell）：遺傳信息量小，且細胞內沒有核膜將遺傳物質與細胞質分開，在細胞中無典型核，進化程度較低的一類細胞。真核細胞（Eukaryoticcell）：大約在12—16億年前在地球上出現，是具有典型細胞核和核膜、核仁，體積較大，結構較復雜，進化程度較高的一類細胞。第10頁，共27頁，2023年，2月20日，星期六一、支原體(mycoplast)（最小、最簡單的細胞）能在培養基上生長，具典型的細胞膜，遺傳物質為一環狀雙螺旋DNA，mRNA與核糖體結合為多聚合糖體，指導約700多種蛋白；可能是細胞生存所必需的最低數量的蛋白；二分裂方式繁殖，這些特征與病毒根本不同。大小約細菌的1/10，(0.1-0.3微米)不少是致病的病原體。與之相似的是立克次氏體和衣原體，但它們不能在培養機上生長。自身的特點：無細胞壁，具多形態性；膜與動物膜類似，但自身不能合成長鏈脂肪或不飽和脂肪酸，必須依賴生長培養基提供外源脂肪酸來合成膜的脂質。為什么說支原體是最小、最簡單的細胞？第11頁，共27頁，2023年，2月20日，星期六二、細菌和藍藻（原核細胞的代表）細菌：環狀DNA，細胞膜，中膜體，細胞壁，莢膜，鞭毛，核外DNA，內生孢子是在自然界分布最廣、個體數量最多的有機體。?可分為：球菌、桿菌和螺旋菌（弧形菌）。?絕大多數細菌的直徑在0.5～5μm之間。1.細菌細胞的核區與基因組細菌核區主要由一環狀DNA分子組成，習慣稱細菌染色體。但結構簡單，無或只有極少的組蛋白與DNA結合。當處于增殖狀態時由于DNA分子復制次數與細胞分裂次數不同步，一細胞內可同時存在幾個DNA分子，往往出現幾個核區。2.細菌的結構第12頁，共27頁，2023年，2月20日，星期六三、原核細胞與真核細胞比較藍藻：環狀DNA，中心質，光合片層，內含物，細胞分裂1）細胞壁：主要成分是肽聚糖

2）細胞膜：3）擬核：4）核糖體：沉降系數為70S。由大亞單位(50S)與小亞單位(30S)組成。5）質粒(plasmid)：除核區DNA外，可進行自主復制的遺傳因子，是裸露的環狀DNA分子，所含遺傳信息量為2~200個基因，能進行自我復制，有時能整合到核DNA中去。質粒常用作基因重組與基因轉移的載體。

6）莢膜：細菌最外表的一層多糖類物質

7）鞭毛：細菌的運動器官，由一種稱為鞭毛蛋白的彈性蛋白構成

9）繁殖：以二分裂的方式繁殖，8）菌毛：是菌體表面極其的蛋白纖細，須用電鏡觀察

第13頁，共27頁，2023年，2月20日，星期六特征原核細胞真核細胞細胞膜核膜染色體核仁線粒體內質網高爾基體溶酶體核糖體光合作用結構核外DNA細胞壁細胞骨架細胞增殖（分裂）方式有（多功能性）無由一個環狀DNA分子構成的單個染色體，DNA不與或很少與蛋白質結合無無無無無70S（包括50S與30S的大小亞單位）藍藻含有葉綠素a的膜層結構，細菌具有菌色素細菌具有裸露的質粒DNA主要成分是氨基糖與壁酸無無絲分裂（直接分裂）有有2個染色體以上，染色體由線狀DNA與蛋白質組成有有有有有80S（包括60S與40S的大小亞單位）植物葉綠體具有葉綠素a與b線粒體DNA，葉綠體DNA動物細胞無細胞壁，植物細胞壁的主要成分為纖維素與果膠有以有絲分裂（間接分裂）為主1．原核細胞與真核細胞基本特征的比較第14頁，共27頁，2023年，2月20日，星期六2．原核細胞與真核細胞的遺傳結構裝置和基因表達的比較特征原核細胞真核細胞DNA量（信息量）DNA分子數DNA分子結構基因組數基因數大量“多余”的“重復”的DNA序列基因中插入內含子DNA與組蛋白結合DNA與組蛋白以核小體及各級高級結構構成染色質與染色體DNA復制的明顯周期性基因表達的調控轉錄與翻譯的時空關系轉錄后與翻譯后大分子的加工與修飾細胞復制與分裂（DNA傳遞與分配）少1環狀1n幾千——不與或與少量類組蛋白結合——主要以操縱子方式轉錄與翻譯同時同地進行—無絲分裂多2個以上線狀2n，多n大于幾萬，十萬十十與5種組蛋白結合十十復雜性，多層次性核內轉錄，細胞質內翻譯嚴格的階段性與區域性十有絲分裂，減數分裂第15頁，共27頁，2023年，2月20日，星期六四、古核細胞（古細菌）古核生物（archaeon），古細菌(archaebacteria)，或原細菌產甲烷細菌、鹽細菌、硫氧化菌等100余種。生于極端環境。古核生物介于原核生物與真核生物之間，更近于真核生物細胞壁組成和結構DNA與基因結構核小體結構核糖體（60種蛋白質）5SrRNA序列第16頁，共27頁，2023年，2月20日，星期六第四節真核細胞基本知識概要一、基本結構體系

1．以脂質及蛋白質成分為基礎的生物膜結構系統；?具有核膜，由膜圍成的各種細胞器，如核膜、內質網、高爾基體、線粒體、葉綠體、溶酶體等在結構上形成了一個連續的體系，稱為內膜系統。?內膜系統將細胞質分隔成不同的區域，即所謂的區隔化(compartmentalization)。區隔化使細胞內表面積增加了數十倍，代謝能力增強。2．以核酸（DNA或RNA）與蛋白質為主要成分的遺傳信息表達系統3．由特異蛋白分子裝配構成的細胞骨架系統。第17頁，共27頁，2023年，2月20日，星期六二、細胞大小及其分析病毒、支原體、細菌、動植物細胞、原生動物細胞各類細胞直徑的比較（相差大概10倍）細胞類型直徑大小（um）最小的病毒0.02支原體細胞0.1-0.3細菌細胞1-2動植物細胞20-30原生動素細胞數百至數千第18頁，共27頁，2023年，2月20日，星期六三、細胞形態結構與功能的關系四、植物細胞與動物細胞比較中心體、細胞壁、液泡、色素體、胞間連系?單細胞生物細胞的形態通常與細胞外沉積物或細胞骨架有關，

如硅藻呈各種奇異的形態、草履蟲像鞋底?高等生物細胞的形狀與細胞功能及細胞間的相互作用有關。

如肌肉細胞呈梭形；紅細胞為圓盤狀；植物葉表皮的保衛細胞成半月形，2個細胞圍成一個氣孔，以利于呼吸和蒸騰。?高等動物的細胞離開有機體分散存在時，形狀往往發生變化。

如平滑肌細胞在體內成梭形，而在離體培養時則可成多角形

第19頁，共27頁，2023年，2月20日，星期六動物細胞植物細胞第20頁，共