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1、细胞的统一性和多样细胞的统一性和多样性性第1页，共53页，编辑于2022年，星期二内容提要内容提要第一节第一节 细胞的基本概念细胞的基本概念第二节第二节 原核细胞与古核细胞原核细胞与古核细胞第三节第三节 真核细胞真核细胞第四节第四节 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病毒及其与细胞的关系系第五节第五节 细胞的起源与演化细胞的起源与演化第2页，共53页，编辑于2022年，星期二细胞的细胞的统一性统一性与与多样性多样性（核心）（核心）以前的标题以前的标题细胞基本知识概要细胞基本知识概要细胞的分子基础和基本概念细胞的分子基础和基本概念第3页，共53页，编辑于2022年，星期二第
2、一节第一节第一节 细胞的基本概念细胞的基本概念细胞的基本概念一、细胞是生命活动的基本单位一、细胞是生命活动的基本单位二、细胞的基本共性二、细胞的基本共性 第4页，共53页，编辑于2022年，星期二一、细胞是生命活动的基本单位一、细胞是生命活动的基本单位一一切切有有机机体体都都由由细细胞胞构构成成，细细胞胞是是构构成成有有机机体体的的基基本本单位单位细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，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有机体生长与发育的基础细胞是细胞是遗传的基本单位遗传的基本单位，细胞具有遗传的，细胞具有遗传
3、的全能性全能性没有细胞就没有完整的生命没有细胞就没有完整的生命第5页，共53页，编辑于2022年，星期二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的细胞是多层次非线性的复杂的结构体系结构体系 具有高度复杂性和组织性具有高度复杂性和组织性细胞是物质、能量与信息过程精巧结合的细胞是物质、能量与信息过程精巧结合的综合体综合体 有一定的化学组成有一定的化学组成；完成各种化学反应需要和利用能量完成各种化学反应需要和利用能量；对刺激作出反应对刺激作出反应；细胞是高度有序、具有自组装能力与自组织体系。细胞是高度有序、具有自组装能力与自组织体系。细胞能进行自我调控；细胞能进行自我调控；繁
4、殖和留传后代繁殖和留传后代；第6页，共53页，编辑于2022年，星期二二、细胞的基本共性二、细胞的基本共性所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌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。蛋白质构成的生物膜，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进行分裂。第7页，共5
5、3页，编辑于2022年，星期二第二节第二节 原核细胞与古核细胞原核细胞与古核细胞一、最小最简单的细胞一、最小最简单的细胞支原体支原体二、原核细胞的两个代表二、原核细胞的两个代表细菌和蓝藻细菌和蓝藻三、古核细胞（古细菌）三、古核细胞（古细菌）第8页，共53页，编辑于2022年，星期二原核细胞的基本特点：原核细胞的基本特点：细胞壁的成分主要是氨基糖与壁酸；遗传的信息细胞壁的成分主要是氨基糖与壁酸；遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个环状量小，遗传信息载体仅由一个环状DNA构成；细胞内构成；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
6、。器和细胞核膜。主要代表：主要代表：支原体支原体 细菌细菌 蓝藻又称蓝细菌蓝藻又称蓝细菌第9页，共53页，编辑于2022年，星期二 支原体是一种简单的支原体是一种简单的原核细胞原核细胞。其大小介于。其大小介于细菌细菌和和病毒病毒之间。结构也比较简单，多数成球形，之间。结构也比较简单，多数成球形，没有细胞壁没有细胞壁，故形态具有较大的可变性。故形态具有较大的可变性。基因组为一基因组为一环状双链环状双链DNA，分子量小（仅有大肠杆，分子量小（仅有大肠杆菌的五分之一），合成与代谢很有限。菌的五分之一），合成与代谢很有限。支原体细胞中唯一可见的细胞器是支原体细胞中唯一可见的细胞器是核糖体核糖体。一、最
7、小最简单的细胞一、最小最简单的细胞支原体支原体第10页，共53页，编辑于2022年，星期二支原体形态结构支原体形态结构 第11页，共53页，编辑于2022年，星期二支原体分化（吉姆萨染色法）支原体分化（吉姆萨染色法）第12页，共53页，编辑于2022年，星期二支原体在固体培养基上的菌落特征支原体在固体培养基上的菌落特征第13页，共53页，编辑于2022年，星期二肺炎支原体肺炎支原体第14页，共53页，编辑于2022年，星期二二、原核细胞的两个代表二、原核细胞的两个代表细菌和蓝藻细菌和蓝藻细菌：细菌：环状环状DNA，细胞膜，中膜体，细胞壁，细胞膜，中膜体，细胞壁，荚膜，鞭毛，荚膜，鞭毛，核外核外
8、DNA，内生孢子，内生孢子蓝藻：蓝藻：环状环状DNA，中心质，光合片层，内含物，细，中心质，光合片层，内含物，细胞分裂胞分裂第15页，共53页，编辑于2022年，星期二大肠杆菌大肠杆菌第16页，共53页，编辑于2022年，星期二弧形霍乱菌弧形霍乱菌淋病球菌淋病球菌第17页，共53页，编辑于2022年，星期二蓝蓝 藻藻第18页，共53页，编辑于2022年，星期二三、古核细胞三、古核细胞 古核生物（古核生物（archaeon），古细菌），古细菌(archaebacteria)，或原细菌。或原细菌。产甲烷细菌、盐细菌、硫氧化菌等产甲烷细菌、盐细菌、硫氧化菌等100余种。生于极余种。生于极端环境（高温
9、、高盐）。端环境（高温、高盐）。古核生物介于原核生物与真核生物之间，更近于真古核生物介于原核生物与真核生物之间，更近于真核生物。核生物。细胞壁：不含肽聚糖细胞壁：不含肽聚糖DNADNA与基因结构：有重复序列存在与基因结构：有重复序列存在核小体结构：具有组蛋白核小体结构：具有组蛋白核糖体（核糖体（6060种蛋白质）种蛋白质）5SrRNA5SrRNA和和16SrRNA16SrRNA序列序列古核细胞古核细胞的特点的特点第19页，共53页，编辑于2022年，星期二第三节第三节 真核细胞真核细胞一、真核细胞基本结构体系一、真核细胞基本结构体系 1 1、生物膜系统、生物膜系统 2 2、遗传信息表达结构体系
10、、遗传信息表达结构体系 3 3、细胞骨架体系、细胞骨架体系第20页，共53页，编辑于2022年，星期二甲藻（涡鞭毛虫）甲藻（涡鞭毛虫）第21页，共53页，编辑于2022年，星期二第22页，共53页，编辑于2022年，星期二二、细胞的形状与大小二、细胞的形状与大小 单细胞生物的形态通常与单细胞生物的形态通常与细胞外沉积物细胞外沉积物有关。有关。高等生物细胞的形状与高等生物细胞的形状与细胞功能细胞功能及及细胞间的相互作用细胞间的相互作用有有关。关。细胞骨架对于细胞形态的构建维持具有重要作用。细胞骨架对于细胞形态的构建维持具有重要作用。高等动物的细胞离开有机体分散存在时，形状往往发高等动物的细胞离开
11、有机体分散存在时，形状往往发生变化。如平滑肌细胞在体内呈梭形，而在离体培养时则生变化。如平滑肌细胞在体内呈梭形，而在离体培养时则可成多角形。可成多角形。第23页，共53页，编辑于2022年，星期二草草 履履 虫虫第24页，共53页，编辑于2022年，星期二眼眼 虫虫钟形虫钟形虫第25页，共53页，编辑于2022年，星期二植植物物气气孔孔细细胞胞第26页，共53页，编辑于2022年，星期二植植物物薄薄壁壁细细胞胞第27页，共53页，编辑于2022年，星期二木木材材中中的的导导管管第28页，共53页，编辑于2022年，星期二人人类类红红细细胞胞第29页，共53页，编辑于2022年，星期二巨巨噬噬细
12、细胞胞第30页，共53页，编辑于2022年，星期二神神经经元元细细胞胞第31页，共53页，编辑于2022年，星期二细胞的大小：细胞的大小：病毒、支原体、细菌、病毒、支原体、细菌、动植物细胞、原生动物动植物细胞、原生动物细胞细胞（P33 表表2-1）高等动植物细胞：高等动植物细胞：“细胞体积守恒定律细胞体积守恒定律”第32页，共53页，编辑于2022年，星期二名称名称人卵人卵口腔上口腔上皮细胞皮细胞肝肝细胞胞红细胞胞变形虫形虫海胆卵海胆卵伤寒菌寒菌肺炎球菌肺炎球菌m12075207100702.4x0.50.2x0.1动植物细胞在动植物细胞在2030m间；间；真核细胞体积大于原核细胞；真核细胞体
13、积大于原核细胞；卵细胞大于体细胞。卵细胞大于体细胞。几种细胞的大小几种细胞的大小人卵与精子第33页，共53页，编辑于2022年，星期二三、细胞形态结构与功能的关系三、细胞形态结构与功能的关系四、原核细胞与真核细胞比较四、原核细胞与真核细胞比较（P36表表2-2）五、植物细胞与动物细胞比较五、植物细胞与动物细胞比较第34页，共53页，编辑于2022年，星期二第35页，共53页，编辑于2022年，星期二第四节第四节第四节 非细胞形态的生命体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及其与细胞的关系第36页，共53页，编辑于2022年，星期二一、病毒的基本特征一
14、、病毒的基本特征个个体体微微小小，2030nm之之间间，可可通通过过滤滤菌菌器器，大大多多数病毒必须用电镜才能看见；数病毒必须用电镜才能看见；含含DNA或或RNA，没有含两种核酸的病毒；，没有含两种核酸的病毒；专营细胞内寄生生活；专营细胞内寄生生活；具有受体连结蛋白具有受体连结蛋白(receptor binding protein)。第37页，共53页，编辑于2022年，星期二Lambda Bacteriophage DNA(TEM x153,000)二、病毒的结构二、病毒的结构由由核核酸酸(DNA或或RNA)芯芯和和蛋蛋白白质质衣衣壳壳(capsid)构构成成，称称核核衣壳衣壳(nucleo
15、capsid)。基因组小，少的只含有基因组小，少的只含有3个基因，多可达个基因，多可达300个。个。第38页，共53页，编辑于2022年，星期二有有的的病病毒毒衣衣壳壳外外面面有有被被膜膜(envelope)，来来源源于于宿宿主主细细胞胞的质膜，被膜中含有病毒融合蛋白。的质膜，被膜中含有病毒融合蛋白。组成病毒衣壳的亚单位称组成病毒衣壳的亚单位称壳微粒壳微粒(capsomer)。一一个个成成熟熟有有感感染染性性的的病病毒毒颗颗粒粒称称“病病毒毒体体”（virion）。其其装装配配形形式式有有二二十十面面体体对对称称、螺螺旋旋对对称称和和复复合合对对称称三三种种类型。类型。第39页，共53页，编辑
16、于2022年，星期二Viruses第40页，共53页，编辑于2022年，星期二病毒有五种形态：病毒有五种形态：球球形形：大大多多数数人人类类和和动动物物病病毒毒，如如脊脊髓髓灰灰质质炎炎病病毒毒；丝丝形形：多多见见于于植植物物病病毒毒，如如烟烟草草花花叶叶病病病病毒毒；弹弹形形：形形似子弹头，如狂犬病病毒。似子弹头，如狂犬病病毒。砖形砖形：如痘病毒；：如痘病毒；蝌蚪形：蝌蚪形：如噬菌体。如噬菌体。其中其中为二十面体对称为二十面体对称;、为螺旋对称为螺旋对称;、复合对称。复合对称。第41页，共53页，编辑于2022年，星期二脊脊髓髓灰灰质质炎炎病病毒毒 球球形形病病毒毒第42页，共53页，编辑于
17、2022年，星期二烟烟草草花花叶叶病病毒毒 线线形形病病毒毒第43页，共53页，编辑于2022年，星期二痘痘病病毒毒 砖砖形形病病毒毒第44页，共53页，编辑于2022年，星期二狂狂犬犬病病毒毒 子子弹弹形形病病毒毒有被膜第45页，共53页，编辑于2022年，星期二T T4 4噬噬菌菌体体 蝌蝌蚪蚪形形病病毒毒第46页，共53页，编辑于2022年，星期二流流感感病病毒毒 丝丝状状有有被被膜膜的的病病毒毒第47页，共53页，编辑于2022年，星期二病病毒毒只只有有在在侵侵入入细细胞胞以以后后才才表表现现出出生生命命现现象象，生活周期可分为两个阶段：生活周期可分为两个阶段：细胞外阶段细胞外阶段，以
18、成熟的病毒粒子形式存在；，以成熟的病毒粒子形式存在；细胞内阶段细胞内阶段，即，即感染阶段感染阶段，进行复制和繁殖；，进行复制和繁殖；根根据据寄寄生生的的宿宿主主不不同同，病病毒毒可可分分为为：动动物物病病毒毒、植植物物病病毒毒、细菌病毒细菌病毒(即噬菌体即噬菌体)。根据所含核酸的不同，病毒可分为：根据所含核酸的不同，病毒可分为：DNA病毒（单、双链），病毒（单、双链），RNA（单、双链）（单、双链）第48页，共53页，编辑于2022年，星期二类病毒类病毒是目前已知最小的可传染的致病因子，比普通病毒简单。是目前已知最小的可传染的致病因子，比普通病毒简单。仅为一裸露的仅为一裸露的RNA分子，无衣壳
19、蛋白。分子，无衣壳蛋白。不不能能像像病病毒毒那那样样感感染染细细胞胞，只只有有当当植植物物细细胞胞受受到到损损伤伤，失去膜屏障，才能在供体植株与受体植株间传染。失去膜屏障，才能在供体植株与受体植株间传染。第49页，共53页，编辑于2022年，星期二三、病毒在细胞内的增殖三、病毒在细胞内的增殖 1、病毒侵入细胞、病毒侵入细胞（呑饮或膜融合）（呑饮或膜融合）2、病毒核酸的复制、转录与蛋白质合成、病毒核酸的复制、转录与蛋白质合成 3、病毒的装配、成熟与释放、病毒的装配、成熟与释放（膜融合或裂解）（膜融合或裂解）第50页，共53页，编辑于2022年，星期二四、病毒与细胞在起源与进化中的关系四、病毒与细
20、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，目前存在在细胞内实现。病毒与细胞在起源上的关系，目前存在3种种主要观点：主要观点：生物大分子生物大分子病毒病毒细胞细胞生物大分子生物大分子 生物大分子生物大分子细胞细胞病毒病毒病毒病毒细胞细胞第51页，共53页，编辑于2022年，星期二第五节第五节第五节 细胞的起源与演化细胞的起源与演化细胞的起源与演化1、无机元素在火山爆发、光照和闪、无机元素在火山爆发、光照和闪电的作用下形成了有机小分子；电的作用下形成了有机小分子；2、有机小分子形成大量有机大分子；、有机小分子形成大量有机大分子；3、有机大分子演化为具生命形式的、有机大分子演化为具生命形式的多分子体系；多分子体系；4、约在、约在38亿年前，多分子体系演变亿年前，多分子体系演变成原始生命，这之前称为生命的化成原始生命，这之前称为生命的化学进化阶段。学进化阶段。第52页，共53页，编辑于2022年，星期二第53页，共53页，编辑于2022年，星期二