第二章 细胞概述

null第二章 细 胞 概 述第二章 细 胞 概 述第一节 细胞化学基础 第二节 细胞的形态和大小 第三节 原核细胞和真核细胞[本章要求][本章要求]认识细胞在生命活动中的意义 了解细胞的形态和大小 掌握细胞的基本结构以及真核细胞与原核细胞之间的区别 第一节 细胞化学基础第一节 细胞化学基础原生质（protoplasm） ——构成细胞的生命物质。 原生质与细胞的区别： 原生质——化学成分 细 胞——化学成分、大小、形态、结 构、功能。 各种细胞的原生质在化学成分上虽有差别，但组成原生质的化学元素基本相同。一. 组成原生质的化学元素一. 组成原生质的化学元素宏量元素——(99.9%) C、H、O、N 90% Na、K、Mg、Ca、Cl、Fe、S、P 9.9% 微量元素——(0.1%) Cu、Zn、Mn、Si、F、Br、I、Ba等 组成原生质的各种化学元素并非独立存在，而是相互结合，以化合物的形式存在。二. 组成原生质的化合物 二. 组成原生质的化合物 水 无机化合物 无机盐 糖类 有机化合物 脂类 蛋白质 生物大分子 核酸 生物大分子（biological macromolecules) ——分子量巨大，结构复杂，具有生物活 性的有机分子。nullnull 生物小分子 生物小分子 1、 3’-5’环核苷酸 3’-5’环腺苷酸 （cAMP） 3’-5’环鸟苷酸 （cGMP） 1957年Sueherland在研究肝和肌肉的糖原代谢中发现。 （1）生成： 腺苷酸环化酶 ATP cAMP 鸟苷酸环化酶 GTP cGMP null AMP→ADP→ATP（三磷酸腺苷） cAMP（环一磷酸腺苷） HO-P-O-CH2OOAnullnull（2）作用（2）作用 A. 在细胞分裂，分化过程中，二者起调节作用。 cGMP↑→促进DNA的合成→促细胞分裂 抑制细胞分化 cAMP↑→促进特异性蛋白质的合成→促 细胞分化，抑制细胞分裂 B. 其它方面 B. 其它方面 1）在心肌细胞中，cAMP↑→心肌收缩力增强 　　　　　　　　　 cGMP↑→心肌收缩力减弱 2） 在平滑肌细胞中， cAMP↑→肌细胞松弛 cGMP↑→肌细胞收缩 3）在癌变细胞中，cGMP含量高于正常细胞，导致癌 细胞无限分裂，去分化。 4）cAMP在神经传导中作为第二信使发挥着重要作用。 2、多聚腺苷酸（poly A) 2、多聚腺苷酸（poly A)有180-200个腺嘌呤核苷酸聚合而成的小分子。 功能是提高mRNA稳定性，使其不易受核酸酶降解。第二节 细胞的形态和大小第二节 细胞的形态和大小一、细胞的基本概念 （一）细胞是生物体结构和生命 活动的基本单位null 四个方面的理解1、 细胞是构成有机体的基本单位 一切有机体都由细胞组成，病毒除外 null2、细胞是代谢与功能的基本单位 细胞具有独立的、有序的自控代谢体系null3、细胞是有机体生长与发育的单位 有机体的生长和发育是依靠细胞的分裂、 细胞体积的增长与细胞分化来实现 null4、细胞是遗传的基本单位 每个细胞都包含全套的遗传信息，具有遗传的全能性null(2) 具有一层细胞质膜(3) 具有一套完整的代谢机构细胞进行生命活动的应具有的最基本的要素：（二）细胞概念的一些新思考（二）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 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综合体 完成各种化学反应；需要和利用能量； 参与大量机械活动；对刺激作出反应； 细胞是高度有序的，具有自组装能力与自组织体系 能进行自我调控；繁殖和传留后代； （三）细胞的基本共性（三）细胞的基本共性细胞膜（cell membrane） 核酸（DNA与RNA），作为遗传信息复制与转录的载体。 核糖体（ribosome） 增殖的方式（四）细胞的基本特性（四）细胞的基本特性有一套独特的遗传密码及使用方式 自我复制 需要能量 加工厂（细胞代谢） 运动 应激反应 自我调节第二节 细胞的形态和大小 第二节 细胞的形态和大小 二. 细胞的形态 细胞形态具有多样性，这与细胞的类型、功能、生活环境以及相邻细胞的相互作用等因素密切相关。但任何一种组织细胞都有其固定的形态。 细胞的存在方式 游离细胞 组织细胞null人类血细胞null巨噬细胞null神经元细胞null细胞形状的多样性null三、细胞的大小三、细胞的大小原核细胞的平均大小在1～10μm； 真核细胞的直径平均为10～100μm，一般为10～20μm 。 最小的细胞是支原体（mycoplasma），其直径约0.1μm，需用电镜观察。 最大的细胞是鸵鸟蛋的卵黄, 直径可达5cm。支原体鸵鸟蛋nullnullnull细胞体积的守恒定律细胞体积的守恒定律个体的大小主要决定于细胞的数量，与细胞的大小无关。 细胞体积的守恒定律： 一般来说，一定类型的细胞，其体积是恒定的。 一般细胞体积在200~1500 μm3。第三节 原核细胞和真核细胞 第三节 原核细胞和真核细胞 病毒是非细胞形态的生物 细胞与非细胞形态生物之间的主要区别 ——细胞能独立地进行新陈代谢和繁殖，即能将外界环境营养物质转变为自身需要的物质。 病毒主要特征：只含有一种核酸（DNA或RNA） 无细胞膜、细胞壁 无核糖体 不含有能量代谢的酶 不能进行二均分裂null细胞的类型细胞的类型细胞的类型: 原核细胞（prokaryotic cell）和真核细胞（eukaryotic cell）。一. 原核细胞（prokaryotic cell）一. 原核细胞（prokaryotic cell） ——细胞内仅存在核物质，未形成一定形态的核，这类细胞称为原核细胞 原核生物（prokaryotes） ——由原核细胞构成的生物。 原核生物种类较少，大约5000余种，常见的 有支原体，细菌，蓝藻等。null基本特点 1.遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个环状DNA构成； 2.细胞内没有膜性细胞器和核膜——拟核nucleoid （一）支原体（mycoplasma）（一）支原体（mycoplasma） 1. 与病毒相似的特点: ①能通过细菌滤器 ②没有细胞壁 ③形态可变 2. 与细菌相似的特点: ①有磷脂和蛋白质构成的细胞膜 ②有环形双链DNA分子，无核膜 包围，分散在细胞质 ③有核糖体 ④能独立进行生命活动和繁殖 目前所知的最小细胞，能独立 生活的最小单位，直径0.1~0.3μmnull 蓝藻或蓝细菌 蓝藻或蓝细菌最简单的植物，能进行光合作用。 蓝藻没有叶绿体，仅有简单的光合作用结构装置。 环状DNA分子，遗传信息量很大。 体积比原核细胞大，直径一般在士10um。 属单细胞生物，念珠藻类的发菜；红萍。null蓝 藻null项圈藻Anabaena Cyanobacteria （二）细菌（bacteria） （二）细菌（bacteria）①拟核（nucleoid） ——在细菌细胞内无核膜和核仁， 只有核区，在核区内折叠着长 1200~1400 μm的环形DNA分子， 不与组蛋白结合。 ②核糖体（ribosome）70s ③细胞膜（cell membrane） ④中间体（ mesosome） ⑤细胞壁（cell wall） ——主要成分是肽聚糖 中膜体（mesosome）或间体 中膜体（mesosome）或间体 白喉杆菌的间体 细菌质膜内褶形成小管状结构。 功能：与DNA复制及分裂有关，可能与细胞壁的形成也有关系nullnull弧形霍乱菌 大肠杆菌 淋病球菌 null大肠杆菌TEM照片，核区为低电子密度区 细菌的特殊结构 细菌的特殊结构 鞭毛 荚膜菌毛二. 真核细胞（eukaryotic cell）二. 真核细胞（eukaryotic cell） ——具有完整的细胞结构，细胞中出现了核膜，把核物质包围起来，从而有了真正意义的典型的细胞核。 细胞核的出现是原核细胞进化到真核细胞的显著标志. 真核生物（eukaryotes） ——由真核细胞构成的生物。null光镜下真核细胞的结构光镜下真核细胞的结构 cell membranecytoplasmnucleus光镜下真核细胞的结构光镜下真核细胞的结构 细胞膜（质膜） （cell membrane） 线粒体 细胞质 高尔基体 （cytoplasm） 中心体 细胞基质 核膜 细胞核 核仁 （nucleus） 染色质 核基质电镜下真核细胞的结构电镜下真核细胞的结构电镜下真核细胞的结构电镜下真核细胞的结构 膜相结构（membranous structure） ——细胞内具有膜的结构的总称。 非膜相结构（non-membranous structure） ——细胞内无膜包裹，呈粒状或丝状的结构。null 细胞膜 高尔基体 内 单膜 内质网 膜 细 生 膜相结构 溶酶体 系 胞 物 过氧化物酶体 统 内 膜 有孔双膜—核膜 膜 双膜 —— 线粒体null内膜系统（internal membrane system） ——是真核细胞位于细胞质中的膜相结构，包括核膜、内质网、高尔基复合体、溶酶体等，它们在结构、功能乃至发生上有一定的联系，故称内膜系统。 细胞内膜（internal membrane） ——除细胞膜以外，细胞内所有膜结构的统称。 生物膜（biological membrane） ——细胞膜和细胞内膜的总称。生物膜 biomembrane生物膜 biomembrane细胞膜和细胞内膜的总称。 细胞内膜 internal membrane细胞内膜 internal membrane细胞内所有膜性结构的膜。内膜系统 endomembrane system内膜系统 endomembrane system细胞质内在结构和功能及发生上有一定联系的膜性结构的总称。 内质网、核膜、高尔基复合体、溶酶体、过氧化物酶体及胞内的各种膜性小泡等。null 微管 细胞 微丝 骨架 核糖体 位于细胞质中 非膜相结构 中心粒 细胞质基质 核仁 染色质 位于细胞核中 核基质真核细胞的类型真核细胞的类型动物细胞模式图动物细胞模式图高尔基复合体线粒体核被膜质膜中心粒核仁糙面内质网光面内质网核糖体核孔细胞核溶酶体微丝nullnullnull真核细胞的基本结构体系真核细胞的基本结构体系生物膜结构系统体系 遗传信息达系统体系 细胞骨架系统体系 生物膜结构体系 生物膜结构体系 遗传信息表达体系 遗传信息表达体系 细胞骨架结构体系 细胞骨架结构体系 null三. 原核细胞和真核细胞的异同点三. 原核细胞和真核细胞的异同点⒈ 相同点 （1）具有细胞膜 （2）具有两类核酸（DNA和RNA） （3）具有核糖体 （4）进行细胞分裂，可增殖 （5）均有独立生活的能力。 （6）两者之间的遗传密码以及代谢活动的某 些酶系也基本一致 ⒉ 不同点 nullnullnull两种类型 的细胞原核细胞真核细胞植物 细胞动物 细胞 Key terms Key termsbiological macromolecule prokaryotic cell eukaryotic cell membranous structure non-membranous structure 思考题思考题电镜下和光镜下细胞的结构有何不同？ 试比较原核细胞和真核细胞的主要区别。