《医学生物学》第三章-生命的基本单位.pptx

生命的基本特征生命的基本特征（绪论）新陈代谢新陈代谢化学成分的同一性化学成分的同一性第二章第二章 生命的物质基础生命的物质基础组成单位的相似性组成单位的相似性第三章第三章 生命的基本单位生命的基本单位:细细胞胞生殖生殖 生长和发育生长和发育应激性应激性适应适应遗传与变异遗传与变异第五第五第十二章第十二章第四章第四章 生殖与个体发育生殖与个体发育第三章第三章生命的基本单位生命的基本单位细胞细胞第一节第一节 细胞的基本特征细胞的基本特征一、细胞是生物体形态结构与生命活动的一、细胞是生物体形态结构与生命活动的 基本单位基本单位 生物体的一切生理活动、生命的基本特征生物体的一切生理活动、生命的基本特征及各种生命现象都以细胞为基本单位。及各种生命现象都以细胞为基本单位。二、细胞的形态和大小二、细胞的形态和大小 1.细胞的形态不同，主要与功能相适应。细胞的形态不同，主要与功能相适应。2.不同类别细胞的大小差别很大，通常用不同类别细胞的大小差别很大，通常用微微米（米（m）和和纳米（纳米（nm）描述大小。描述大小。100 m5 m1m三、细胞的数目三、细胞的数目a.不同种类生物的细胞数目差异很大。如：大不同种类生物的细胞数目差异很大。如：大象与老鼠象与老鼠b.细胞的大小与生物体的大小没有直接关系。细胞的大小与生物体的大小没有直接关系。生物体的生长不是靠细胞体积的增大，而是生物体的生长不是靠细胞体积的增大，而是靠细胞靠细胞数目的增多数目的增多来实现的。来实现的。第二节第二节 原核细胞和真核细胞原核细胞和真核细胞一、原核细胞的基本结构一、原核细胞的基本结构细胞壁：由细胞壁：由肽聚糖肽聚糖组成组成细胞膜细胞膜无典型的细胞核：含有无典型的细胞核：含有DNA的区域（的区域（类核类核或或拟核拟核）DNA分子呈分子呈环状环状细胞质：没有膜结构的细胞器（核糖体、中间体）细胞质：没有膜结构的细胞器（核糖体、中间体）原核生物原核生物：自然界中由原核细胞构成的生物。：自然界中由原核细胞构成的生物。如：如：细菌细菌、支原体、立克次体、放线菌、蓝绿藻等、支原体、立克次体、放线菌、蓝绿藻等。二、真核细胞的基本结构二、真核细胞的基本结构最明显特征最明显特征：具有由核膜包围的典型细胞核。：具有由核膜包围的典型细胞核。光镜：光镜：细胞膜、细胞质、细胞核细胞膜、细胞质、细胞核 电镜电镜 膜相结构：膜相结构：内质网、线粒体、高尔基复合体内质网、线粒体、高尔基复合体等等 非膜相结构：非膜相结构：核糖体、中心体核糖体、中心体等等 光镜：显微结构光镜：显微结构 电镜：亚显微结构电镜：亚显微结构三、原核细胞与真核细胞的比较三、原核细胞与真核细胞的比较_细胞大小细胞大小 较小（较小（110 m）较较大（大（10100 m）细胞壁细胞壁 主要成分为主要成分为肽聚糖肽聚糖 主要成分为主要成分为纤维纤维素素（植物细胞）（植物细胞）细胞质细胞质 无内质网无内质网 有内质网有内质网 无高尔基复合体无高尔基复合体 有有高尔基复合体高尔基复合体 无溶酶体无溶酶体 有溶酶体有溶酶体 无线粒体，有功能相近的中间体无线粒体，有功能相近的中间体 有线粒体有线粒体 一般无微管、微丝一般无微管、微丝 有微管、微丝有微管、微丝 无中心体无中心体 有中心体（动物细胞）有中心体（动物细胞）细胞核细胞核 无核膜和核仁（无核膜和核仁（拟核拟核）有核膜和核仁有核膜和核仁原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞_遗传系统遗传系统 DNA不与蛋白质结合不与蛋白质结合 核内的核内的DNA与蛋白与蛋白质结合，质结合，一个细胞只有一个一个细胞只有一个DNA，形成染色质形成染色质（染色体）（染色体）呈环状呈环状 一个细胞有两条以上染色体，一个细胞有两条以上染色体，DNA呈线状呈线状DNA转录转录 在细胞质中完成在细胞质中完成 在细胞核中在细胞核中完成完成蛋白质合成蛋白质合成 在细胞质中完成在细胞质中完成 在细胞质中完在细胞质中完成成细胞分裂细胞分裂 无丝分裂无丝分裂 有有丝分裂和减数分裂丝分裂和减数分裂 原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞四、动物细胞与植物细胞的比较四、动物细胞与植物细胞的比较_细胞壁细胞壁 有细胞壁有细胞壁 无细胞壁无细胞壁质体质体 有质体有质体 无质体无质体中心体中心体 高等植物无中心体高等植物无中心体 有中心体有中心体液泡液泡 有，较大有，较大 无或较小无或较小细胞分裂细胞分裂 形成细胞板形成细胞板 不形成细胞板不形成细胞板贮存物贮存物 淀粉淀粉 糖原糖原 质体质体：植物细胞特有的结构。根据色素的不同，质体可分成三种类型：叶绿体、：植物细胞特有的结构。根据色素的不同，质体可分成三种类型：叶绿体、有色体和白色体。有色体和白色体。植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞第三节第三节 真核细胞的结构与功能真核细胞的结构与功能一、细胞膜一、细胞膜内膜系统内膜系统：除细胞膜外，真核细胞内还有丰富：除细胞膜外，真核细胞内还有丰富的膜结构，形成了细胞内各种膜性细胞器，如：的膜结构，形成了细胞内各种膜性细胞器，如：内质网、高尔基复合体、溶酶体等。内质网、高尔基复合体、溶酶体等。（一）细胞膜与生物膜的概念（一）细胞膜与生物膜的概念细胞膜：包围在细胞质外周的一层界膜，又称质细胞膜：包围在细胞质外周的一层界膜，又称质 膜。膜。生物膜生物膜：细胞膜：细胞膜+细胞内膜系统总称细胞内膜系统总称单位膜单位膜：电镜下，：电镜下，“两暗夹一明两暗夹一明”细胞膜都是由单位膜构成细胞膜都是由单位膜构成（二）细胞膜的化学组成和分子结构（二）细胞膜的化学组成和分子结构 1.化学成分：主要是脂类、蛋白质及糖类。化学成分：主要是脂类、蛋白质及糖类。(1)膜脂膜脂：磷脂：磷脂(最多最多)、胆固醇、糖脂、胆固醇、糖脂 脂质双分子层是组成细胞膜的基本骨架结构脂质双分子层是组成细胞膜的基本骨架结构 (2)膜蛋白膜蛋白：外在膜蛋白、内在膜蛋白：外在膜蛋白、内在膜蛋白(镶嵌蛋白镶嵌蛋白)(3)膜糖类膜糖类：膜的：膜的非胞质侧非胞质侧 2.分子结构：分子结构：流动镶嵌模型流动镶嵌模型 细胞膜的特性：细胞膜的特性：流动性和不对称性流动性和不对称性 （三）（三）细胞膜的功能细胞膜的功能 1.物质运输功能物质运输功能小分子物质小分子物质的的跨膜跨膜运输运输被动运输被动运输主动运输主动运输单纯扩散单纯扩散易化扩散易化扩散大分子物质大分子物质的的膜泡膜泡运输运输胞吞作用胞吞作用胞吐作用胞吐作用吞饮作用吞饮作用吞噬作用吞噬作用单纯扩散：单纯扩散：不不耗能，耗能，不需膜不需膜蛋白，高浓度蛋白，高浓度低浓度低浓度 H2O、O2、CO2、乙醇、尿素、甘油乙醇、尿素、甘油易化扩散：易化扩散：不不耗能，耗能，需要需要膜蛋白，高浓度膜蛋白，高浓度低浓度低浓度 葡萄糖、氨基酸、核苷酸葡萄糖、氨基酸、核苷酸单纯扩散单纯扩散易化扩散易化扩散主动运输：主动运输：耗能耗能，需要需要膜蛋白，膜蛋白，低浓度低浓度高浓度高浓度 Na-K泵泵胞胞 吞噬作用：吞入较大的固体颗粒和大分子复合吞噬作用：吞入较大的固体颗粒和大分子复合物物吞吞 如：巨噬细胞、单如：巨噬细胞、单核细胞等核细胞等作作 吞饮作用：摄入液体和溶质的过程吞饮作用：摄入液体和溶质的过程用用 如：大分子物质或如：大分子物质或微小颗粒微小颗粒 胞吐作用：胞吐作用：细胞内合细胞内合成的成的大分子物大分子物质质或或代谢物代谢物排排出细胞的运输出细胞的运输方式。方式。2.细胞膜抗原与免疫作用细胞膜抗原与免疫作用 膜抗原：多为镶嵌在膜中的膜抗原：多为镶嵌在膜中的糖蛋白糖蛋白，如：红细，如：红细胞膜上的血型抗原。胞膜上的血型抗原。3.细胞膜受体与信息传递功能细胞膜受体与信息传递功能 膜受体：镶嵌在细胞膜脂质双分子层中的特异膜受体：镶嵌在细胞膜脂质双分子层中的特异性性糖蛋白糖蛋白，如：肝细胞膜，如：肝细胞膜受体。受体。4.细胞外被与细胞识别细胞外被与细胞识别 植物和微生物细胞：细胞壁植物和微生物细胞：细胞壁 动物细胞：多糖物质（糖蛋白和糖脂的寡糖链）。动物细胞：多糖物质（糖蛋白和糖脂的寡糖链）。E:医学生物学医学生物学细胞膜的结构示意图细胞膜的结构示意图_标清标清.flv二、细胞质二、细胞质细胞质：是指细胞膜以内、细胞核膜以外的原生细胞质：是指细胞膜以内、细胞核膜以外的原生 质，包括质，包括细胞质基质细胞质基质和和细胞细胞器器。细胞器细胞器：具有一定化学组成和形态特征并表现某：具有一定化学组成和形态特征并表现某 些特殊功能的结构。些特殊功能的结构。（一）内质网（一）内质网 位置：外与细胞膜相连，内与核膜相连。位置：外与细胞膜相连，内与核膜相连。分类分类：粗面内质网（：粗面内质网（有有核糖体附着，蛋白质合成）核糖体附着，蛋白质合成）滑面内质网（滑面内质网（无无核糖体，脂质合成核糖体，脂质合成）E:医学生物学内质网.flv 内质网内质网粗面内质网粗面内质网滑面内质网滑面内质网（二）高尔基复合体（二）高尔基复合体E:医学生物学医学生物学高尔基体高尔基体.flv 小囊泡：由内质网分离出来小囊泡：由内质网分离出来 扁平囊扁平囊 大囊泡大囊泡 加工、修饰分泌蛋白加工、修饰分泌蛋白 糖蛋白的合成与修饰糖蛋白的合成与修饰 参与膜转化参与膜转化三三部部分分功功能能（三）溶酶体（三）溶酶体 溶酶体内含有溶酶体内含有60多种多种 酸性水解酶酸性水解酶 初级水解酶初级水解酶 次级水解酶次级水解酶 三级水解酶（残余小体）三级水解酶（残余小体）消化作用消化作用 吞噬物质的消化：细菌、病毒吞噬物质的消化：细菌、病毒 自身物质的消化：衰老损伤细胞器自身物质的消化：衰老损伤细胞器 自溶作用：溶酶体膜破裂，水解酶释放自溶作用：溶酶体膜破裂，水解酶释放类类型型作作用用 硅硅沉沉着着病病（矽矽肺肺）我国法定十二种我国法定十二种尘肺尘肺有：矽肺、煤工尘肺、电墨有：矽肺、煤工尘肺、电墨尘肺、碳墨尘肺、滑石尘肺、水泥尘肺、云母尘尘肺、碳墨尘肺、滑石尘肺、水泥尘肺、云母尘肺、陶工尘肺、铝尘肺、电焊工尘肺、铸工尘肺。肺、陶工尘肺、铝尘肺、电焊工尘肺、铸工尘肺。（四）过氧化物酶体（四）过氧化物酶体 典型存在于肝细胞和肾细胞中典型存在于肝细胞和肾细胞中 标志酶：标志酶：过氧化氢酶过氧化氢酶 H2O2 _-H2O +O2 作用：保护细胞作用：保护细胞 缺少：脑肝肾综合征缺少：脑肝肾综合征（五）（五）线粒体线粒体E:医学生物学医学生物学线粒体线粒体.flv 细胞进行有氧呼吸和功能的场所细胞进行有氧呼吸和功能的场所 “细胞的功能中心细胞的功能中心”内含有内含有DNA，能合成自身的蛋白质，被称为，能合成自身的蛋白质，被称为半半自主性细胞器自主性细胞器线粒体肌病线粒体肌病遗传基因缺陷，多为母系遗传遗传基因缺陷，多为母系遗传 眼肌麻痹眼肌麻痹（六）（六）核糖体核糖体 成分：成分：r RNA+蛋白质蛋白质 构成：大亚基构成：大亚基 +小亚基小亚基 功能：蛋白质合成的场所功能：蛋白质合成的场所 附着核糖体：合成分泌蛋白（免疫球蛋白）附着核糖体：合成分泌蛋白（免疫球蛋白）游离核糖体：合成结构蛋白质（酶）游离核糖体：合成结构蛋白质（酶）（七）中心体（七）中心体E:医学生物学医学生物学中心粒中心粒.flv 存在于动物细胞和低等植物细胞中存在于动物细胞和低等植物细胞中 功能：有丝分裂时形成纺锤丝，参与鞭毛和纤功能：有丝分裂时形成纺锤丝，参与鞭毛和纤 毛的形成。毛的形成。（八）细胞骨架（八）细胞骨架 真核细胞特有的非膜相立体网架结构真核细胞特有的非膜相立体网架结构 包括：包括：微管微管（MT）、）、微丝微丝（MF）、）、中间纤维中间纤维（IF）（九）细胞质基质（细胞液）（九）细胞质基质（细胞液）细胞质中除各种细胞器和内含物以外的较均质而细胞质中除各种细胞器和内含物以外的较均质而 且半透明的液体部分。且半透明的液体部分。file:/E:医学生物学哈佛大学科教影片：细胞动力-线粒体_标清.flv医学生物学哈佛大学科教影片：细胞动力-线粒体_标清.flv三、细胞核三、细胞核 是储存遗传物质的区域，在形态、大小、数是储存遗传物质的区域，在形态、大小、数量及在细胞中的位置，因细胞类型的不同而不同。量及在细胞中的位置，因细胞类型的不同而不同。细胞核结构细胞核结构：核膜核膜 核仁核仁 染色质染色质 核基质核基质E:医医学生物学学生物学细细胞核胞核.flv（一）核膜（一）核膜 两层单位膜：外核膜两层单位膜：外核膜+内核膜内核膜（二）核仁（二）核仁 合成合成 rRNA和装配核糖体的大、小亚基和装配核糖体的大、小亚基（三）染色质和染色体（三）染色质和染色体 细胞内易被细胞内易被碱性染料碱性染料着色的物质，是遗传信着色的物质，是遗传信 息的载体。两者是息的载体。两者是同一种物质同一种物质，在不同细胞周期，在不同细胞周期 时的两种不同的表现形式。时的两种不同的表现形式。基本基本结构单位结构单位：核小体核小体成成分分组蛋白、非组蛋白组蛋白、非组蛋白DNA少量少量RNA分类：常染色质分类：常染色质 异染色质异染色质染色体数目：染色体数目：人人=46条条核糖体核糖体（无膜）：（无膜）：rRNA+蛋白质蛋白质内质网内质网：蛋白质：蛋白质高尔基体高尔基体：蛋白质：蛋白质线粒体线粒体（双层膜）：（双层膜）：ATP线粒体肌病线粒体肌病溶酶体溶酶体：消化、自溶：消化、自溶硅沉着病硅沉着病过氧化氢酶体过氧化氢酶体：保护、解毒：保护、解毒肝脑肾综合征肝脑肾综合征中心体中心体：有丝分裂：有丝分裂 第四节第四节 细胞的增殖方细胞的增殖方式式 （无丝分裂、有丝分裂、减数分裂）（无丝分裂、有丝分裂、减数分裂）一、无丝分裂（直接分裂）一、无丝分裂（直接分裂）主要发生在细菌等主要发生在细菌等原核细胞原核细胞的增殖过程中的增殖过程中分裂时，环状分裂时，环状DNA分子复制，形成两个新的分子复制，形成两个新的DNA分子。分子。E:医学生物学医学生物学课件视频课件视频无丝分裂无丝分裂.flv二、二、有丝分裂有丝分裂真核生物细胞真核生物细胞的主要分裂方式的主要分裂方式 a.分裂间期分裂间期 b.分裂期分裂期 前期：前期：膜仁消失两体现膜仁消失两体现 中期：中期：赤道板上排整齐赤道板上排整齐 后期：后期：平分牵引向两极平分牵引向两极 末期：末期：膜仁重现失两体膜仁重现失两体分裂间期：分裂间期：DNA复制复制染色质：染色质：2N，DNA：4N，染色单体：，染色单体：4N前期：前期：膜仁消失两体现膜仁消失两体现染色质压缩形成染色质压缩形成染色体染色体（两条姐妹染色单体）（两条姐妹染色单体）纺锤丝形成纺锤丝形成纺锤体纺锤体核仁核仁消失，消失，核膜核膜解体解体纺锤体纺锤体中期：中期：赤道板上排整齐赤道板上排整齐染色体排列于细胞中央，构成染色体排列于细胞中央，构成赤道板赤道板姐妹染色单体由姐妹染色单体由着丝粒着丝粒相连相连染色单体染色单体着丝粒着丝粒着丝点着丝点纺锤丝纺锤丝染色体染色体中期：中期：染色体横穿纺锤体中心排染色体横穿纺锤体中心排列成行列成行后期：后期：平分牵引向两极平分牵引向两极姐妹染色体单体分开，姐妹染色体单体分开，形成形成子染色体子染色体纺锤丝缩短，纺锤丝缩短，染色体被染色体被拉向两极拉向两极染色单体染色单体纺锤体纺锤体将染色将染色单体拉单体拉开开后期：后期：组成每个染色体的两个染色单体分组成每个染色体的两个染色单体分开并分别向纺锤体的两端移动开并分别向纺锤体的两端移动末期：末期：膜仁重现失两体膜仁重现失两体 染色体解旋，染色体解旋，成为成为 染色质染色质 微丝收缩，微丝收缩，胞质胞质一分为二一分为二 纺锤体纺锤体消失消失 核膜核膜、核仁核仁 重新出现重新出现 纺锤体开纺锤体开始消失始消失细胞质细胞质分裂分裂核膜集结核膜集结末期：每套染色体组外包上一层模板，形成新细胞核，细末期：每套染色体组外包上一层模板，形成新细胞核，细 胞质开始分裂胞质开始分裂file:/E:医学生物学课件视频动物细胞有丝分裂.flv医学生物学课件视频动物细胞有丝分裂.flv有有丝丝分分裂裂请分别说出请分别说出A、B、C、D各代表的有丝分裂时期各代表的有丝分裂时期三、三、减数分裂减数分裂 有性生殖有性生殖的高等生物，形成的高等生物，形成生殖生殖细胞细胞（精子精子和和卵子卵子）时，进行的一种特殊的有丝分裂。）时，进行的一种特殊的有丝分裂。特点：特点：DNA复制复制一次一次，细胞分裂，细胞分裂两次两次，子细胞染，子细胞染 色体数目比母细胞色体数目比母细胞减少一半减少一半。时期：时期：第一次减数分裂第一次减数分裂、第二次减数分裂第二次减数分裂。前期前期、中期、中期、后期、后期、末期、末期前期前期、中期、中期、后期、后期、末期、末期 间期间期（一）减数分裂（一）减数分裂1.前期前期细线期：染色体细长如丝，每条染色体含细线期：染色体细长如丝，每条染色体含2条染条染色色 单体。单体。偶线期偶线期：同源染色体同源染色体配对（联会），形成二价体配对（联会），形成二价体粗线期粗线期：染色体压缩、变粗，非姐妹染色单体发：染色体压缩、变粗，非姐妹染色单体发 生生交叉交叉，遗传物质的，遗传物质的重组重组。双线期：染色体进一步变短、变粗。双线期：染色体进一步变短、变粗。终变期：核仁消失，核膜解体，纺锤体形成。终变期：核仁消失，核膜解体，纺锤体形成。姐妹染色单体姐妹染色单体非姐妹染色单体非姐妹染色单体染色体重组染色体重组（二价体）（二价体）（一）减数分裂（一）减数分裂2.中期中期：同源染色体同源染色体排列在赤道板上排列在赤道板上3.后期后期：同源染色体同源染色体分开分开4.末期末期：核膜、核仁重现，细胞质分裂，子：核膜、核仁重现，细胞质分裂，子 细胞染色体数目细胞染色体数目减少一半减少一半。（二）减数分裂（二）减数分裂1.前期前期：核仁消失、核膜解体、纺锤体出现。：核仁消失、核膜解体、纺锤体出现。2.中期中期：二分体排列在赤道板上：二分体排列在赤道板上3.后期后期：姐妹染色单体分开：姐妹染色单体分开4.末期末期：核膜、核仁重现，细胞质一分为二。：核膜、核仁重现，细胞质一分为二。减数分裂减数分裂染色体染色体 2N 2N 2N 2N N DNA 4N 4N 4N 4N 2N 染色体染色体 N N N N DNA 2N 2N 2N N减减数数减减数数（三）生殖细胞的发生（三）生殖细胞的发生1.精子的发生（精子的发生（1个个 4个个）2 2N 2N 2N 2N N N N N N 2N 2N 2N 2N 2N 2N 2N 2N N N N N N N N N N N精精子子发发生生四四个个时时期期2.卵子的发生（卵子的发生（1个个 1个，个，三个时三个时期期）file:/E:医学生物学课件视频减数分裂-精子和卵细胞的形成.flv医学生物学课件视频减数分裂-精子和卵细胞的形成.flvfile:/E:医学生物学课件视频减数分裂与有丝分裂对比.flv医学生物学课件视频减数分裂与有丝分裂对比.flv 第五节第五节 细胞增殖和细胞增殖周期细胞增殖和细胞增殖周期细胞周期细胞周期：连续分裂的细胞从上一次有丝分裂：连续分裂的细胞从上一次有丝分裂结束，到下一次有丝分裂结束。结束，到下一次有丝分裂结束。G1期：期：DNA合成前期合成前期 S期期 ：DNA合成期合成期 G2期：期：DNA合成后合成后 期期分裂期分裂期（M期）期）间间期期M期 骨骨肉肉瘤瘤第六节第六节 细胞分化与细胞衰老、死亡细胞分化与细胞衰老、死亡一、一、分化分化特点特点稳定性稳定性、可逆性可逆性、时空性时空性、普遍性普遍性分化本质：基因的选择性表达分化本质：基因的选择性表达全能细胞全能细胞 多能细胞多能细胞 单能细单能细胞胞 体体细细胞胞克克隆隆技技术术二、二、衰老衰老特点特点1.细胞水分减少（细胞水分减少（最显著最显著）2.色素颗粒增多色素颗粒增多3.细胞膜增厚，流动性降低细胞膜增厚，流动性降低4.细胞核退化细胞核退化5.细胞器数目、结构改变细胞器数目、结构改变阿尔茨海默病、帕金森综合症阿尔茨海默病、帕金森综合症三、细胞三、细胞死亡死亡细胞坏死（被动）：病理条件下细胞坏死（被动）：病理条件下细胞凋亡（主动）：基因控制细胞凋亡（主动）：基因控制第七节第七节 干细胞干细胞概念概念：存在于胚胎组织、骨髓和其他组：存在于胚胎组织、骨髓和其他组织内未分化的，可自我更新、高度繁殖，织内未分化的，可自我更新、高度繁殖，并在一定条件下能够分化成一种以上细并在一定条件下能够分化成一种以上细胞的多潜能细胞。胞的多潜能细胞。如：胚胎干细胞、骨髓干细胞如：胚胎干细胞、骨髓干细胞