生物競賽輔導講座

細胞生物學張美紅細胞生物學部分學習內容一、細胞的基本概念二、細胞的結構和功能細胞質細胞核細胞膜和細胞表面細胞質基質細胞器細胞骨架三、細胞的增殖、分化、癌變1．細胞的發現：

1665年英國物理學家羅伯特·虎克用他自制的顯微鏡觀察栓皮櫟的軟木切片時，看到了一個個蜂窩狀的小室。他把這樣的“小室”稱為細胞。其實，他所看到的是植物細胞死亡后留下來的細胞空腔，是纖維質的細胞壁,是一個死細胞。盡管如此，虎克的工作還是使生物學的研究進入了微觀領域。此后，許多人在動、植物中都看到和記載了細胞構造的輪廓。一、細胞的基本概念2．細胞學說的建立德國植物學家施萊登于1838年提出了細胞學說的主要論點，次年又經德國動物學家施旺加以充實，最終創立了細胞學說。“細胞學說”的基本內容

認為細胞是有機體，一切動植物都是由細胞發育而來,并由細胞和細胞產物所構成；

每個細胞作為一個相對獨立的單位，既有它“自己的”生命,又對與其它細胞共同組成的整體的生命有所助益；

新的細胞可以通過老的細胞繁殖產生。1、光學顯微鏡：分辨率是0、2微米，人肉眼分辨率是0、2毫米，所以一般顯微鏡設計的最大放大倍數是1000倍。(2008年）59．光學顯微鏡能觀察到的最小生物是（）A．酵母B．植物細胞C．細菌D．噬菌體熒光顯微鏡：是對特異性蛋白質等生物大分子定性、定位的最有力工具。相差顯微鏡：最大的特點是可以觀察未經染色的標本和活細胞。2、掃描電子顯微鏡：分辨率是0.2nm，可以通過“光學切片”觀察較厚樣品的內部結構，將改變焦點獲得一系列細胞不同層面的圖像，疊加后便可構出樣品的三維結構。透射電子顯微鏡：分辨率比光學顯微鏡更高的顯微鏡。細胞形態結構的觀察方法（一）細胞的基本特征1、細胞是有膜包圍的能獨立進行繁殖的原生質團.

細胞（原生質體）細胞膜細胞質細胞器細胞質基質膜圍細胞器非膜細胞器胞質溶膠細胞骨架細胞核2、細胞進行生命活動所具有的最基本要素：⑴具有一套基因組⑵具有一層質膜（細胞膜），通過質膜與周圍環境進行物質和信息交流；⑶具有一套完整的代謝機構3、細胞區別于無機界最主要的特征：

⑴在結構上具有自我裝配的能力；⑵在生理活動中具有自我調節的能力；⑶在增殖上具有自我復制的能力；細胞是生命活動的基本單位

一切有機體都由細胞構成，細胞是構成有機體的基本單位

細胞具有獨立的、有序的自控代謝體系，細胞是代謝與功能的基本單位

細胞是有機體生長與發育的基礎

細胞是遺傳的基本單位，細胞具有遺傳的全能性

沒有細胞就沒有完整的生命

所有的細胞表面均有由磷脂雙分子層與鑲嵌蛋白質構成的生物膜，即細胞膜。

所有的細胞都含有兩種核酸：即DNA與RNA作為遺傳信息復制與轉錄的載體。

作為蛋白質合成的機器─核糖體，毫無例外地存在于一切細胞內。

所有細胞的增殖都以一分為二的方式進行分裂。細胞的基本共性

（二）非細胞形態的生命體

病毒（virus）——核酸分子（DNA或RNA）與蛋白質構成的核酸-蛋白質復合體；病毒是非細胞形態的生命體，體積微小（大都在0.1μm以下），更重要的是它缺少進行獨立代謝的某些基因和結構，它的主要生命活動必須要在寄主細胞內實現，只是具有部分生命特征的感染物。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

病毒的多樣性

類病毒（viroid）——僅由感染性的RNA構成；

朊病毒（prion）——僅由感染性的蛋白質亞基構成；二、細胞的大小與形態1、細胞的大小和數目各類細胞直徑的比較

細胞的大小和細胞的機能是適應的。

生物體積的加大是由于細胞數目的增多。細胞體積的守恒定律

分析高等動植物的細胞大小,可以發現這樣的規律:不論細胞其種的差異有多大,同一器官與組織的細胞的大小都是在一定的范圍內,如所有哺乳動物的肝細胞、腎細胞或其他細胞的相應大小幾乎相同。因此，器官的大小主要決定于細胞的數量，與細胞的數量成正比，與細胞的大小無關，這種關系有人稱之為“細胞體積的守恒定律”。A（4㎝）B（2㎝）C（1㎝）表面積/體積=表面積/體積=表面積/體積=1.5：13：16：196cm2/64cm3192cm2/64cm3348cm2/64cm3生物體細胞體積趨向于小的原因⑴與相對表面積有關，體積與相對表面積成反比關系，細胞體積越大，其相對表面積就越小，細胞與周圍環境交換物質的能力就越小。有些細胞為增加表面積，就形成很多的細胞突起，如小腸絨毛上皮細胞。⑵與核和質之間的比例有關，一個細胞中所容納的遺傳信息量是有限的，能控制細胞質的活動也是有限度的，因此，一個細胞核能控制細胞質的量也必有一定限度，這就要求細胞體積不能太大。⑶與細胞內物質交流的關系，細胞內的物質一端向另一端運輸或擴散是有時間和空間關系的，假如細胞的體積太大，勢必影響物質在細胞內的傳遞與交流速度，細胞內的生命活動就不能靈敏地調控與緩沖。2、細胞的形態游離的細胞形態⑴常呈球型⑵體外培養的細胞具細胞貼壁現象，不保持體內原有的細胞形態成纖維樣細胞上皮樣細胞形態結構與功能的統一是生物體細胞的重要特征三、原核細胞與真核細胞

基本特點：

遺傳的信息量小，遺傳信息載體僅由一個環狀DNA構成；細胞內沒有分化為以膜為基礎的具有專門結構與功能的細胞器和細胞核膜。主要代表：

支原體（mycoplast）——目前發現的最小最簡單的細胞；

細菌

藍藻又稱藍細菌（Cyanobacteria）

原核細胞（Prokaryoticcell）原核細胞外部由質膜包圍，質膜的結構與化學組成和真核細胞相似。在質膜之外還有一層堅固的細胞壁保護。原核細胞壁的化學組成與真核細胞不同，是由一種叫胞壁質的蛋白多糖所組成，肽聚糖N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸以β（1、4）糖苷鍵形成多糖鏈。多糖鏈之間又由一些4、5個氨基酸殘基組成的橫向肽鏈相連形成肽聚糖片，肽聚糖片可像膠合板一樣黏合成多層。少數原核細胞的壁還含有其他多糖和類脂，有的原核細胞壁外還有膠質層。原核細胞內有一個含DNA的區域，稱類核或擬核。類核外面沒有核膜，只由一條DNA（環狀）構成。這種DNA不與蛋白質結合形成核蛋白。有核糖體和中間體。核糖體分散在原生質中，是蛋白質合成的場所。中間體是質膜內陷形成的復雜的褶疊構造，其中有小泡和細管樣結構，與細胞呼吸和細胞分裂有關。有些原核細胞含有類囊體等結構。類囊體具有光合作用功能。在原核細胞中還有糖原顆粒、脂肪滴和蛋白顆粒等內含物

真核細胞（Eukaryoticcell）

真核細胞的基本結構體系

真核細胞結構比原核細胞復雜，在同一個多細胞體內，功能不同的細胞，其形態結構也有不同。真核細胞內由膜間隔形成了許多功能區。最明顯的是細胞含有由膜圍成的細胞核，另外還有由膜圍成的細胞器，如線粒體