细胞生物学第二章-PPT精品课件.ppt

1、第二章第二章 细胞基本知识概要细胞基本知识概要细胞的基本概念原核细胞与古核细胞真核细胞非细胞形态的生命体 病毒及其与细胞的关系第一节第一节 细胞的基本概念细胞的基本概念细胞是生命活动的基本单位细胞是生命活动的基本单位细胞的基本共性细胞的基本共性第四节第四节 非细胞形态的生命体非细胞形态的生命体 病毒及其与细胞的关系病毒及其与细胞的关系病毒的基本知识病毒的基本知识病毒在细胞内增殖（复制）病毒在细胞内增殖（复制）病毒与细胞在起源与进化中的关系病毒与细胞在起源与进化中的关系第二节第二节 原核细胞与古核细胞原核细胞与古核细胞原核细胞（Prokaryotic cell）古核细胞（古细菌）（Archaeb

2、acteria）第三节 真核细胞真核细胞（Eukaryotic cell）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细胞是有机体生长与发育的基础细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性没有细胞就没有完整的生命关于细胞概念的一些新思考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 细胞具有高度复杂性和组织性细胞是物质（结构）、能量与信息过程精巧结合的综合体 细胞完成各种化学反应；细胞需要和利用能量；细胞参与大量机械活动；细胞对刺激作出反应；细胞是高度有序的，具有自组装能力与自

3、组织体系。细胞能进行自我调控；繁殖和传留后代；细胞的基本共性细胞的基本共性所有的细胞都有相似的化学组成所有的细胞都有相似的化学组成所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质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物膜，即细胞膜。构成的生物膜，即细胞膜。所有的细胞都含有两种核酸：即所有的细胞都含有两种核酸：即DNADNA与与RNARNA 作为遗传信息复制与转录的载体。作为遗传信息复制与转录的载体。作为蛋白质合成的机器作为蛋白质合成的机器核糖体，毫无例外地核糖体，毫无例外地 存在于一切细胞内。存在于一切细胞内。所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。所有细胞的增殖都以一分为二的方式

4、进行分裂。病毒的基本知识病毒的基本知识病毒（virus）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可以将其分为两大类：DNA病毒与RNA病毒 根据宿主分为：动物病毒、植物病毒和细菌病毒（噬菌体）病毒的多样性类病毒（viroid）仅由感染性的RNA构成；朊病毒（prion）仅由感染性的蛋白质亚基构成；病毒在细胞内增殖（复制）病毒在细胞内增殖（复制）病毒侵入细胞，病毒核酸的侵染病毒核酸的复制、转录与蛋白质的合成病毒的装配、成熟与释放病毒与细胞在起源与进化中的关系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

5、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 病毒病毒与细胞的关系n 病毒是病毒是“不完全不完全”的生命体，其生命活动只的生命体，其生命活动只有在细胞内才能体现。有在细胞内才能体现。n 1 没有独立的酶系统没有独立的酶系统n 2 没有独立的能量转化系统没有独立的能量转化系统n 3 没有核糖体没有核糖体n 细胞是生命活动的基本单位细胞是生命活动的基本单位基本特点基本特点：遗传的信息量小，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。主要代表主要代表：支原体（mycoplast）最小最简单的细胞；细菌蓝藻又

6、称蓝细菌（Cyanobacteria）原原 核核 细细 胞胞支原体 mycoplasman大小0.20.3m，可通过滤菌器、无细胞壁。n细胞膜中胆固醇含量较多，约占36%，凡能作用于胆固醇的物质（如二性霉素B、皂素等）均可引起支原体膜的破坏而使支原体死亡。n基因组为环状双链DNA，分子量小，合成与代谢很有限，肺炎支原体寄生于细胞表面。衣原体和立克次氏体n衣原体（Chlamydia）直径0.2-0.3m，能通过滤菌膜。立克次氏体（Rickettsia）略大。有细胞壁，在寄主细胞内生活，有摄能寄生物之称。n砂眼衣原体起初被认为是大型病毒，1956年，我国汤飞凡等首次分离到沙眼病原体。n立克次氏体无

7、滤过性，合成能力较强，且不形成包涵体。蓝藻n又称蓝细菌，光合作用类似于高等植物，不同于光合细菌。没有叶绿体，但有质膜内陷形成的捕光装置。nDNA分子环状，遗传信息可与高等植物相比。n体积大，直径10m左右，颤藻可达70bm。n属单细胞生物，有些以丝状细胞群体存在，如：发菜。真核细胞真核细胞真核细胞的基本结构体系真核细胞的基本结构体系细胞的大小及其分析细胞的大小及其分析细胞形态结构与功能的关系细胞形态结构与功能的关系原核细胞与真核细胞的比较原核细胞与真核细胞的比较真核细胞的真核细胞的基本结构体系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

8、信息表达系统 由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统。细胞的大小及其分析细胞的大小及其分析各类细胞直径的比较细胞类型直径大小（m）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0.020.10.3122030（1050）数百至数千细胞和细胞组分的相对大小原核细胞与真核细胞的比较原核细胞与真核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基本特征的比较特 征原核细胞真核细胞细胞膜核膜染色体核仁线粒体内质

9、网高尔基体溶酶体核糖体光合作用结构核外 DNA细胞壁细胞骨架细胞增殖（分裂）方式有（多功能性）无由一个环状 DNA 分子构成的单个染色体，DNA 不与或很少与蛋白质结合无无无无无70S（包括 50S 与 30S 的大小亚单位）蓝藻含有叶绿素 a 的膜层结构，细菌具有菌色素细菌具有裸露的质粒 DNA主要成分是氨基糖与壁酸无无丝分裂（直接分裂）有有2 个染色体以上，染色体由线状 DNA 与蛋白质组成有有有有有80S（包括 60S 与 40S 的大小亚单位）植物叶绿体具有叶绿素 a 与 b线粒体 DNA，叶绿体 DNA动物细胞无细胞壁，植物细胞壁的主要成分为纤维素与果胶有以有丝分裂（间接分裂）为主原

10、核细胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表达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植物细胞与动物细胞的的比较比较细胞壁 液泡 叶绿体 古细菌古细菌原核生物在进化过程中演化为：古细菌和真细菌两大类。古细菌（archaebacteria）形态结构和遗传结构与原核细胞相似，但一些分子进化特征更接近真核细胞。古细菌很可能与真核细胞曾在进化上有过共同历程。主要证据 进化系统树古细菌（archaebacterium）n无核膜及内膜系统；n以甲硫氨酸起始蛋白质合成、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。n细胞膜中的脂类不可皂化，细胞壁不含肽聚糖

11、。n生活在极端环境中，如：产甲烷菌、极端嗜盐菌、极端嗜热菌。a:Aquificiales pyrophilus；b:Pyrolobus fumarii；Pyrolobus fumarii，火叶菌属的延胡索酸火叶菌，一种生活在大西洋热液喷口的古菌。可以生活在 90-113，pH 4.0-6.5。其最适生存温度为106，低于85和高于115则不生长，能在121的高温中存活1小时。各类生物能忍受的上限温度：n古细菌113n细菌90n真菌60n藻类55-60n原生动物56n维管束植物49n鱼类和其他水生脊椎动物38 主要证据主要证据（1 1）细胞壁成分与真核细胞相似，而非由含壁酸的肽聚糖构成，因此抑制

12、壁酸合成的链霉素，）细胞壁成分与真核细胞相似，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古细菌与真核细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古细菌与真核细胞无作用。胞无作用。（2 2）DNADNA与基因结构：古细菌与基因结构：古细菌DNADNA中有重复序列的存在。多数古核细胞的基因组中存在内含子。中有重复序列的存在。多数古核细胞的基因组中存在内含子。（3）有类核小体结构：古细菌具有组蛋白，而且能与有类核小体结构：古细菌具有组蛋白，而且能与DNADNA构建成类似核小体结构。构建成类似核小体结构

13、。（4 4）有类似真核细胞的核糖体：多数古细菌类的核糖体较真细菌有增大趋势，含有）有类似真核细胞的核糖体：多数古细菌类的核糖体较真细菌有增大趋势，含有6060种以上蛋白，种以上蛋白，介于真核细胞（介于真核细胞（70708484）与真细菌（）与真细菌（5555）之间。抗生素同样不能抑制古核细胞类的核糖体的）之间。抗生素同样不能抑制古核细胞类的核糖体的蛋白质合成。蛋白质合成。（5 5）5 5S S rRNA rRNA：根据对：根据对5 5S S rRNA 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。之差距甚远。5 5S S rRNArRNA二级结构的研究也说明很多古细菌与真核生物相似。二级结构的研究也说明很多古细菌与真核生物相似。除上述各点外，根据除上述各点外，根据DNADNA聚合酶分析，氨基酰聚合酶分析，氨基酰tRNAtRNA合成酶的作用，起始氨基酰合成酶的作用，起始氨基酰tRNA tRNA 与肽链延长因子等分析，也提供了以上类似依据，说明古细菌与真核生物在进化上的关与肽链延长因子等分析，也提供了以上类似依据，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。系较真细菌类更为密切。