细胞的统一性与多样性版精选PPT.ppt

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1、关于细胞的统一性与多样性版第1页，讲稿共34张，创作于星期二第一节第一节 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概念的一些新思考细胞概念的一些新思考细胞的基本共性细胞的基本共性第2页，讲稿共34张，创作于星期二第二节第二节 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3页，讲稿共34张，创作于星期二第三节第三节 原核细胞与真核细胞原核细胞与真核细胞 原核细胞（原核细胞（Prokary

2、otic cell）古核细胞（古核细胞（Archaebacteria）真核细胞（真核细胞（Eukaryotic cell）第4页，讲稿共34张，创作于星期二一、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，细胞具有遗传的全能性全能性 没有细胞就没有完

3、整的生命没有细胞就没有完整的生命1 1、如何认识和理解这一概念、如何认识和理解这一概念第5页，讲稿共34张，创作于星期二2 2、细胞是生命活动的基本单位的概念、细胞是生命活动的基本单位的概念 是否适合于病毒，为什么？是否适合于病毒，为什么？第6页，讲稿共34张，创作于星期二二、细胞概念的一些新思考二、细胞概念的一些新思考 细胞是物质（结构）、能量与信息过程精巧结合的细胞是物质（结构）、能量与信息过程精巧结合的综合体综合体 细胞完成各种化学反应；细胞完成各种化学反应；细胞需要和利用能量；细胞需要和利用能量；细胞信号的转导及其调控过程细胞信号的转导及其调控过程 细胞是多层次、非线性与多层面的复杂细

4、胞是多层次、非线性与多层面的复杂结构体系结构体系 细胞具有高度复杂性和组织性细胞具有高度复杂性和组织性 细胞是高度有序的，具有自组装能力与自组织体系。细胞是高度有序的，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；繁殖和传留后代；繁殖和传留后代；第7页，讲稿共34张，创作于星期二 有有有有 机机机机 物物物物 无机化合物无机化合物无机化合物无机化合物 基基基基 本元本元本元本元 素素素素 C C C C、H H H H、O O O O、N N N N、P P P P、S S S S、CaCaCaCa、K K K K、FeFeFeFe、NaNaNaNa、ClClClCl、M

5、gMgMgMg 复复 合合 分子分子 核蛋白核蛋白 脂蛋白脂蛋白 糖蛋白糖蛋白 糖脂糖脂 生物大分子生物大分子 核核 酸酸 蛋白质蛋白质 脂脂 类类 多糖多糖 生物小分子生物小分子 核苷酸核苷酸 氨基酸氨基酸 脂肪酸脂肪酸 单糖单糖 细胞的基本结构体系细胞的基本结构体系生物膜体系生物膜体系遗传信息的复制与表达体系遗传信息的复制与表达体系 细细 胞胞 生命活动的基本单位生命活动的基本单位三、三、细胞的基本共性细胞的基本共性细细胞胞的的结结构构层层次次第8页，讲稿共34张，创作于星期二三、细胞的基本共性三、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

6、 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9页，讲稿共34张，创作于星期二一、病毒的基本知识一、病毒的基本知识病毒（病毒（virusvirus）：核酸分子（：核酸分子（DNADNA或或RNARNA）与）与 蛋白质构成的蛋白质构成的核酸

7、核酸-蛋白质复合体蛋白质复合体。根据病毒的核酸类型可以将其分为两大类：根据病毒的核酸类型可以将其分为两大类：DNADNA病毒与病毒与RNARNA病毒病毒 病毒的多样性病毒的多样性类病毒（类病毒（viroidviroid）：仅由感染性的：仅由感染性的RNARNA构成。构成。朊病毒（朊病毒（prionprion）：仅由感染性的蛋白质亚：仅由感染性的蛋白质亚 基构成。基构成。第10页，讲稿共34张，创作于星期二二、病毒在细胞内二、病毒在细胞内增殖增殖（复制）（复制）病毒侵入细胞，病毒核酸的侵染病毒侵入细胞，病毒核酸的侵染病毒核酸的病毒核酸的复制复制、转录与蛋白质的合成、转录与蛋白质的合成病毒的装配、

8、成熟与释放病毒的装配、成熟与释放第11页，讲稿共34张，创作于星期二三、病毒与细胞在起源与进化中的关系三、病毒与细胞在起源与进化中的关系 1 1、病病毒毒是是非非细细胞胞形形态态的的生生命命体体，它它的的主主要要生生命命活活动动必必须须要要在在细细胞胞内内实实现现。病病毒毒与与细细胞胞在在起起源源上上的的关关系系，目目前存在前存在3 3种主要观点：种主要观点：生物大分子生物大分子病毒病毒细胞细胞 病毒病毒 生物大分子生物大分子 细胞细胞 生物大分子生物大分子细胞细胞病毒病毒第12页，讲稿共34张，创作于星期二2 2、病毒是细胞的演化产物的观点的主要、病毒是细胞的演化产物的观点的主要依据与论点依

9、据与论点l由于病毒的彻底寄生性，所有病毒毫无例外，必由于病毒的彻底寄生性，所有病毒毫无例外，必须要在细胞内复制与增殖，才能表现其基本生命须要在细胞内复制与增殖，才能表现其基本生命现象，没有细胞的存在也就没有病毒繁殖。因此现象，没有细胞的存在也就没有病毒繁殖。因此病毒决不可能起源在细胞之前，只能是先有细胞病毒决不可能起源在细胞之前，只能是先有细胞后有病毒。后有病毒。第13页，讲稿共34张，创作于星期二l已经证明，有些病毒的核酸与哺乳动物已经证明，有些病毒的核酸与哺乳动物细胞细胞DNADNA某些片段的碱基序列十分相似。某些片段的碱基序列十分相似。癌基因的发现及其研究的深入加强了这癌基因的发现及其研

10、究的深入加强了这种观点。因为细胞癌基因与病毒癌基因种观点。因为细胞癌基因与病毒癌基因具有相似的同源序列，从而普遍认为病具有相似的同源序列，从而普遍认为病毒癌基因起源于细胞癌基因。毒癌基因起源于细胞癌基因。第14页，讲稿共34张，创作于星期二l病毒可以看作是病毒可以看作是DNADNA与蛋白质或与蛋白质或RNARNA与蛋白质形成与蛋白质形成的的复合大分子，与细胞内核蛋白分子有相似之的的复合大分子，与细胞内核蛋白分子有相似之处。处。l真核生物中，第二类反转录转座子的两端含有真核生物中，第二类反转录转座子的两端含有长末端重复序列，其结构与整合于基因组上的长末端重复序列，其结构与整合于基因组上的反转录病

11、毒十分相似。反转录病毒十分相似。第15页，讲稿共34张，创作于星期二l由此推断：病毒可能是细胞在特定条件由此推断：病毒可能是细胞在特定条件下下“扔出扔出”的一个基因组，或者是具有的一个基因组，或者是具有复制与转录能力的复制与转录能力的mRNAmRNA。这些游离的基。这些游离的基因组，只有回到它们原来的细胞内环境因组，只有回到它们原来的细胞内环境中才能进行复制与转录。中才能进行复制与转录。第16页，讲稿共34张，创作于星期二一一、原核细胞、原核细胞 基本特点基本特点：遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个环状遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个环状DNADNA构成；构成；细胞内没有分化为以膜为基础

12、的具有专门结构与功能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。的细胞器和细胞核膜。主要代表主要代表：支原体（支原体（mycoplastmycoplast）目前发现的最小最简单的细胞；目前发现的最小最简单的细胞；细菌细菌 蓝藻又称蓝细菌（蓝藻又称蓝细菌（CyanobacteriaCyanobacteria）第17页，讲稿共34张，创作于星期二（一）最小、最简单的细胞（一）最小、最简单的细胞支原体支原体1 1、支原体的基本形态结构及主要特征、支原体的基本形态结构及主要特征2 2、为什么说支原体是最小最简单的细胞、为什么说支原体是最小最简单的细胞第18页，讲稿共34张，创作

13、于星期二（二）细菌细胞（二）细菌细胞1 1、细菌细胞的核区与基因组、细菌细胞的核区与基因组2 2、细菌细胞的表面结构、细菌细胞的表面结构（1）细胞膜：具有多功能性）细胞膜：具有多功能性（2）中膜体：可能起）中膜体：可能起DNA复制的支点作用复制的支点作用（3）细胞壁：肽聚糖）细胞壁：肽聚糖3 3、核糖体、核糖体 大亚基大亚基50S：对红霉素、氯霉素敏感：对红霉素、氯霉素敏感 70S 小亚基小亚基30S：对四环素、链霉素敏感：对四环素、链霉素敏感4 4、核外、核外DNADNA5 5、内生孢子、内生孢子第19页，讲稿共34张，创作于星期二（三）蓝藻细胞（三）蓝藻细胞v光合作用片层光合作用片层 形态

14、：同心圆样的膜片层结构形态：同心圆样的膜片层结构藻胆蛋白体藻胆蛋白体 藻蓝蛋白藻蓝蛋白 异藻蓝蛋白异藻蓝蛋白 藻红蛋白藻红蛋白藻胆蛋白藻胆蛋白 作用：光能作用：光能 藻胆蛋白藻胆蛋白 叶绿素叶绿素a a类型类型结构：结构：、两个亚基，两个亚基，1-41-4个色素团个色素团 功能：原始的光合作用，放出功能：原始的光合作用，放出O2第20页，讲稿共34张，创作于星期二二、真核细胞二、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 植物细胞与动物细胞的比较

15、植物细胞与动物细胞的比较第21页，讲稿共34张，创作于星期二（一）真核细胞的基本结构体系（一）真核细胞的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；以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构系统；以核酸（以核酸（DNADNA或或RNARNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统 由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统。由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统。第22页，讲稿共34张，创作于星期二（二）细胞的大小及其分析（二）细胞的大小及其分析各类细胞直径的比较细胞和细胞组分的相对大小第23页，讲稿共34张，创作于星期二1 1、细胞体积的守恒定律、细胞体积的守

16、恒定律l器官的大小主要决定于细胞的数器官的大小主要决定于细胞的数量，与细胞的数量成正比，而与量，与细胞的数量成正比，而与细胞的大小无关，细胞的大小无关，第24页，讲稿共34张，创作于星期二2 2、细胞体积的最小极限、细胞体积的最小极限l支原体是世界上最小、最简单的细胞支原体是世界上最小、最简单的细胞l一个细胞体积的最小极限直径不可能小一个细胞体积的最小极限直径不可能小于于100nm100nm第25页，讲稿共34张，创作于星期二3 3、细胞体积的最大极限值、细胞体积的最大极限值（1 1）限制细胞体积的因素）限制细胞体积的因素细胞的体积与相对表面之间的关系细胞的体积与相对表面之间的关系细胞的核质之

17、间有一定的比例关系细胞的核质之间有一定的比例关系细胞内的物质交流运输与细胞体积细胞内的物质交流运输与细胞体积 之间的关系之间的关系（2 2）由于上述种种因素的影响，细胞作为）由于上述种种因素的影响，细胞作为 生命活动的基本单位，其体积必然要适应其生命活动的基本单位，其体积必然要适应其代谢的要求，应有一定的限度，因此，代谢的要求，应有一定的限度，因此，细胞细胞体积的最大极限值应为数百微米体积的最大极限值应为数百微米第26页，讲稿共34张，创作于星期二4、为什么卵细胞不受此限制？为什么卵细胞不受此限制？l这是因为早期的胚胎发育是受贮存在卵细胞质内mRNA与功能蛋白调控的并利用预先储存在卵细胞内的养

18、料。因此细胞质内储存了大量的mRNA、蛋白质与养料，l同时卵细胞一般与外界交换物质较少，卵细胞体积增大主要是因细胞质扩增所致。第27页，讲稿共34张，创作于星期二原核细胞与真核细胞的原核细胞与真核细胞的比较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第28页，讲稿共34张，创作于星期二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第29页，讲稿共34张，创作于星期二原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原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

19、胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较第30页，讲稿共34张，创作于星期二植物细胞与动物细胞的植物细胞与动物细胞的比较比较细胞壁 液泡 叶绿体 第31页，讲稿共34张，创作于星期二三、古细菌三、古细菌 古细菌（古细菌（archaebacteria）与真核细胞曾）与真核细胞曾在进化上有过共同历程在进化上有过共同历程 主要证据主要证据 进化系统树进化系统树第32页，讲稿共34张，创作于星期二主要证据主要证据（1 1）细细胞胞壁壁的的成成分分与与真真核核细细胞胞一一样样，而而非非由由含含壁壁酸酸的的肽肽聚聚糖糖构构成成，因因此此抑抑制制壁壁酸酸合合成成的的链链霉霉素素，抑抑制制肽肽聚聚糖糖前前体

20、体合合成成的的环环丝丝氨氨酸酸，抑抑制制肽肽聚聚糖糖合合成成的的青青霉霉素素与与万万古古霉霉素素等等对对真真细细菌菌类类有有强强的的抑抑制制生生长长作用，而对古细菌与真核细胞却无作用。作用，而对古细菌与真核细胞却无作用。（2 2）DNADNA与基因结构与基因结构：古细菌：古细菌DNADNA中有重复序列的存在。此外，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。此外，多数古核细胞的基因组中存在内含子。（3）有类核小体结构有类核小体结构：古细菌具有组蛋白，而且能与：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。（4 4）有有类类似似真真核核细细胞胞的的核

21、核糖糖体体：多多数数古古细细菌菌类类的的核核糖糖体体较较真真细细菌菌有有增增大大趋趋势势，含含有有6060种种以以上上蛋蛋白白，介介于于真真核核细细胞胞（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蛋白质合成。）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。（5 5）5 5S S rRNArRNA：根根据据对对5 5S S rRNArRNA的的分分子子进进化化分分析析，认认为为古古细细菌菌与与真真核核生生物物同同属属一一类类，而而真真细细菌菌却却与与之之差差距距甚甚远。远。5 5S S rRNArRNA二级结构的研究也说明很多古细菌与

22、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。除除上上述述各各点点外外，根根据据DNADNA聚聚合合酶酶分分析析，氨氨基基酰酰tRNAtRNA合合成成酶酶的的作作用用，起起始始氨氨基基酰酰tRNA tRNA 与与肽肽链链延延长长因因子子等等分分析析，也也提提供供了了以以上上类类似似依依据据，说说明明古古细细菌菌与与真真核核生生物物在在进进化化上上的的关关系系较较真真细细菌菌类类更更为为密密切切。因因此近年来，真核细胞起源于此近年来，真核细胞起源于古细菌古细菌的观点得到了加强。的观点得到了加强。第33页，讲稿共34张，创作于星期二感感谢谢大大家家观观看看第34页，讲稿共34张，创作于星期二