ch2生命活动基本单位-细胞-1.ppt

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1、ch2生命活动基本单位-细胞-1 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 16651665年年，英英国国科科学学家家胡胡克克HookeHooke定定名名细胞细胞(cell)(cell)细细胞胞的的发发现现n n1673年年，荷荷兰兰科科学学家家列列文文虎虎克克Leeuwenhoek 第第一一次次观观察察到到完完整整的的活活细细胞胞，如如细细菌菌、原原生生动动物物、轮虫和性细胞等轮虫和性细胞等 细细胞胞的的发发现现n n1938193819381938年年年

2、年，德德德德 国国国国 科科科科 学学学学 家家家家 施施施施 莱莱莱莱 登登登登SchleidenSchleidenSchleidenSchleiden发发发发表表表表了了了了“论论论论植植植植物物物物的的的的发发发发生生生生”，指指指指出出出出细细细细胞胞胞胞是是是是一一一一切切切切植植植植物物物物结结结结构构构构的的的的基本单位。基本单位。基本单位。基本单位。n n这这这这篇篇篇篇论论论论文文文文的的的的发发发发表表表表标标标标志志志志着着着着细细细细胞胞胞胞学学学学说说说说的形成。的形成。的形成。的形成。1839183918391839年年年年，德德德德国国国国科科科科学学学学家家家家

3、施施施施旺旺旺旺SchwannSchwannSchwannSchwann发发发发表表表表“显显显显微微微微研研研研究究究究”，首首首首次次次次提提提提出出出出细细细细胞胞胞胞学学学学名名名名词词词词，并并并并指指指指出出出出，动动动动物物物物及及及及植植植植物物物物结结结结构构构构的基本单位都是细胞。的基本单位都是细胞。的基本单位都是细胞。的基本单位都是细胞。拉马克进化论拉马克进化论拉马克进化论拉马克进化论LamarckLamarck所有细胞来自于所有细胞来自于所有细胞来自于所有细胞来自于先前存在的细胞先前存在的细胞先前存在的细胞先前存在的细胞Virchow 1858Virchow 1858细

4、胞有共同祖先细胞有共同祖先细胞有共同祖先细胞有共同祖先Weissmann 1880Weissmann 1880显微镜的发明打开了微观世界的大门显微镜的发明打开了微观世界的大门光学显微镜透射电子显微镜扫描电子显微镜显微镜下的细胞显微镜下的细胞光学显微镜光学显微镜可见光：可见光：300-700 nm电子显微镜电子显微镜电子束：电子束：0.01-0.9 nm所有生物都是由细胞和细胞产物所构成；所有生物都是由细胞和细胞产物所构成；新细胞只能由原来的细胞经分裂而产生；新细胞只能由原来的细胞经分裂而产生；所所有有细细胞胞都都具具有有基基本本上上相相同同的的化化学学组组成成和和代代谢活性；谢活性；生生物物体

5、体总总的的活活性性可可以以看看成成是是组组成成生生物物体体的的各各相关细胞的相互作用和集体活动的总和；相关细胞的相互作用和集体活动的总和；细胞学说细胞学说细胞是细胞是生殖和遗传生殖和遗传的基础与桥梁；具有的基础与桥梁；具有相同的相同的 遗传语言遗传语言非非常常狭狭窄窄的的遗遗传传桥桥梁梁，惟惟妙妙惟惟肖肖的的表表型型特特征征细胞是生物体细胞是生物体生长发育生长发育的基础的基础精子穿卵受精卵6周胚胎11周胚胎12周胚胎4月胚胎生命形态结构单位生命形态结构单位细胞细胞n独立的生命单位独立的生命单位n限制细胞大小的自然规律限制细胞大小的自然规律n原核细胞、真核细胞结构原核细胞、真核细胞结构n纳米生物

6、大分子复合体纳米生物大分子复合体n细胞凋亡细胞凋亡n细胞周期细胞周期生命的基本单位生命的基本单位直观：直观：一个受精卵一个受精卵成年人（约婴儿的成年人（约婴儿的30倍）倍）婴儿（约婴儿（约2万亿个细胞）万亿个细胞）细细 胞胞一、一、细胞细胞独立的生命单位独立的生命单位细胞是一个独立的生命单位，它包含了全部的生命信息，体现了生命所有的基本特点，除病毒外的所有生物都是由细胞构成。构成细胞的主要体系有：遗传信息的复制、维持和表达体系 新陈代谢体系 维持生命结构有序性体系水水:85%无机盐无机盐:1.5%蛋白质蛋白质:10%脂质脂质:2%糖类糖类:0.4%DNA:0.4%RNA:0.7%细胞化学成分细

7、胞化学成分细胞的基本共性细胞的基本共性 所有细胞表面均具有脂蛋白体系构成的细胞膜；所有细胞表面均具有脂蛋白体系构成的细胞膜；所有的细胞都有两种核酸（所有的细胞都有两种核酸（DNADNA与与RNARNA）作为）作为 遗传信息复制与转录的载体；遗传信息复制与转录的载体；所有的细胞都具有作为蛋白质合成的机器；所有的细胞都具有作为蛋白质合成的机器；所有细胞都以一分为二的方式进行分裂增殖。所有细胞都以一分为二的方式进行分裂增殖。n细胞分为原核细胞和真核细胞，它们内部差异十分悬殊，并缺少过渡类型n原核细胞在35亿年前就出现了，真核细胞在18亿年前出现n传统的看法认为真核细胞由原核细胞进化而来，如何进化？现

8、在有两种观点两种观点两种观点n内共生假说：真核细胞是一种复合体，它是若干原核细胞与真核细胞祖先的胞质共生的结果 如:真核细胞中细胞器DNA与原核细胞DNA序列相同n渐进式进化：原核细胞到真核细胞是一种渐进、直接进化的过程n然而根据分子分类研究结果，却认为真核细胞、原核细胞和古细菌细胞同属于由共同祖先平行进化而来的种类。n通过对不同生物16S和18SrRNA寡核苷酸序列的同源性测定，1978年伍斯等提出了生命起源的三原界系统，现称为三域学说，将整个生物界分为3个域：即古生菌域、细菌域、真核生物域。n孰是孰非，现在尚无定论。二、限制细胞大小的自然规律二、限制细胞大小的自然规律n细胞的大小和形状跟它

9、们的功能密切相关 n最小的细胞：支原体 个体仅为0.1mn最大的细胞：鸵鸟卵 个体可达150mmn最长的细胞：神经细胞 神经纤维长度可大于1m，棉花、麻纤维（单个细胞）长度为10cm限制细胞大小的自然规律限制细胞大小的自然规律q核质比:指一个细胞的核与细胞质在量（容积）上的比例q比表面积:指一个细胞的表面积和体积的比例p细胞核对细胞质中的生命活动起重要的调控作用，要求每个细胞要有合适的核质比。p最小的细胞也得能容纳下自身生存和繁殖所必需的足够量的DNA、蛋白质分子以及其他内部结构的空间。一般认为，在细胞生长中如果核质比率降低到一定程度时，则细胞将发生分裂。p细胞必须要有足够的表面积才能从环境中

10、获得充足的营养和水分，要求适当的表面积与体积比（比表面积）。p小的细胞拥有相对大的质膜表面积，有利于与外界进行物质交换。n古核细胞n原核细胞n真核细胞古核生物与原核生物的比较古核细胞古核细胞原核细胞原核细胞细胞壁G-是糖蛋白或蛋白G+是假肽聚糖或复杂多糖G-是外膜+肽聚糖网G+是肽聚糖细胞膜C20二乙醚脂双层膜或C40四乙醚脂单层膜磷脂+蛋白质染色体DNA单链环状DNA，存在重复序列双链环状DNA，不含重复序列质粒很少有有核糖体与真细菌差异大，类似于真核细胞70S获能方式通过氧化H2、还原S、CO2等获能通过氧化磷酸化获能繁殖方式裂殖、芽殖等裂殖或有性生殖n真核细胞除了有质膜外，还存在特有的分

11、隔的内膜系统：内膜系统的出现使生命系统实现了分隔化、组织化、有序化和个体化。核被膜内质网膜高尔基体膜线粒体膜叶绿体膜微体膜溶酶体膜原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞三、原核细胞三、原核细胞主要特点：主要特点：1.遗传物质仅一个环状遗传物质仅一个环状DNA2.无核膜无核膜3.无细胞器无细胞器,无细胞骨架无细胞骨架4.以无丝分裂或出芽繁殖以无丝分裂或出芽繁殖代表生物：细菌、蓝藻、支原体细菌的结构模式图细菌的结构模式图基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、基本结构：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质核质特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞特殊结构：荚膜、鞭毛、菌毛、芽胞细菌模式图细菌模式图菌毛菌毛核糖体核糖体间体间

12、体鞭毛鞭毛性菌毛性菌毛颗粒颗粒四、真四、真 核核 细细 胞胞植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞结构结构质膜及其表面结构质膜及其表面结构细胞器和细胞质骨架细胞器和细胞质骨架细胞核细胞核动物细胞模式图动物细胞模式图细胞核细胞核溶酶体溶酶体内质网内质网高尔基体高尔基体微丝微丝微管微管质膜质膜线粒体线粒体中心体中心体植物细胞模式图植物细胞模式图液泡液泡细胞核细胞核内质网内质网微管微管质膜质膜细胞壁细胞壁线粒体线粒体叶绿体叶绿体微丝微丝高尔基体高尔基体植物细胞与动物细胞的比较 特特 征征 动物细胞动物细胞 植物细胞植物细胞有无质体（叶绿体）有无质体（叶绿体）有无细胞壁有无细胞壁有无大的中央液胞有无大的中央

13、液胞细胞膜离子泵细胞膜离子泵无，异养营养无，异养营养 有，自养营养有，自养营养 无无 有（纤维素和果胶质）有（纤维素和果胶质）无无 有（代谢调节作用）有（代谢调节作用）钠钠-钾钾ATP酶酶 质子质子ATP酶酶 Na+驱动共运转驱动共运转 H+驱动共运转驱动共运转 细胞壁（cell wall)叶绿体（chloroplast)大液泡（vacuole)胞间连丝（plasmodesmata)植物细胞特有的结构植物细胞特有的结构原核细胞与真核细胞的差别原核细胞与真核细胞的差别（续）（续）原核细胞原核细胞原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞真核细胞真核细胞代表生物代表生物代表生物代表生物细菌、蓝藻细菌、蓝藻细

14、菌、蓝藻细菌、蓝藻和支原体和支原体和支原体和支原体真菌、植物和动物真菌、植物和动物真菌、植物和动物真菌、植物和动物细胞大小细胞大小细胞大小细胞大小较小较小较小较小（110 110 m ）较大较大较大较大（一般（一般（一般（一般5100 5100 m ）细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜有（多功能性）有（多功能性）有（多功能性）有（多功能性）有有有有核糖体核糖体核糖体核糖体70S70S（由（由（由（由50S50S和和和和30S30S两两两两个大小亚基组成）个大小亚基组成）个大小亚基组成）个大小亚基组成）80S80S（由（由（由（由60S60S和和和和40S40S两两两两个大小亚基组成）个大小亚基组成）个大

15、小亚基组成）个大小亚基组成）原核细胞原核细胞原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞真核细胞真核细胞细胞器细胞器细胞器细胞器极少或无极少或无极少或无极少或无有线粒体、叶绿体、有线粒体、叶绿体、有线粒体、叶绿体、有线粒体、叶绿体、内质网、溶酶体等内质网、溶酶体等内质网、溶酶体等内质网、溶酶体等细胞核细胞核细胞核细胞核无核膜和核仁无核膜和核仁无核膜和核仁无核膜和核仁有核膜和核仁有核膜和核仁有核膜和核仁有核膜和核仁染色体染色体染色体染色体一个细胞只有一条双一个细胞只有一条双一个细胞只有一条双一个细胞只有一条双链链链链DNADNA，DNADNA不与不与不与不与或很少与组蛋白结合或很少与组蛋白结合或很少与组蛋白

16、结合或很少与组蛋白结合一个细胞有两个以上一个细胞有两个以上一个细胞有两个以上一个细胞有两个以上的染色体，的染色体，的染色体，的染色体，DNADNA与蛋与蛋与蛋与蛋白质联结在一起白质联结在一起白质联结在一起白质联结在一起原核细胞与真核细胞的差别（续）原核细胞与真核细胞的差别（续）原核细胞原核细胞原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞真核细胞真核细胞DNADNA环状，存在于细胞质环状，存在于细胞质环状，存在于细胞质环状，存在于细胞质很长的线状分子，含有很长的线状分子，含有很长的线状分子，含有很长的线状分子，含有很多非编码区，并被核很多非编码区，并被核很多非编码区，并被核很多非编码区，并被核膜所包裹膜所包

17、裹膜所包裹膜所包裹核外核外核外核外DNADNA细菌有裸露的质粒细菌有裸露的质粒细菌有裸露的质粒细菌有裸露的质粒DNADNA线粒体线粒体线粒体线粒体DNADNA、叶绿体、叶绿体、叶绿体、叶绿体 DNADNARNARNA和蛋和蛋和蛋和蛋白质合成白质合成白质合成白质合成RNARNA和蛋白质合成相和蛋白质合成相和蛋白质合成相和蛋白质合成相耦联（同一时间地点）耦联（同一时间地点）耦联（同一时间地点）耦联（同一时间地点）RNARNA的合成和加工在核的合成和加工在核的合成和加工在核的合成和加工在核内，蛋白质的合成在细内，蛋白质的合成在细内，蛋白质的合成在细内，蛋白质的合成在细胞质中胞质中胞质中胞质中细胞质细

18、胞质细胞质细胞质无细胞骨架、内吞作无细胞骨架、内吞作无细胞骨架、内吞作无细胞骨架、内吞作用、胞饮作用、胞质用、胞饮作用、胞质用、胞饮作用、胞质用、胞饮作用、胞质流动流动流动流动有蛋白质丝组成的细胞有蛋白质丝组成的细胞有蛋白质丝组成的细胞有蛋白质丝组成的细胞骨架、有胞质流动、胞骨架、有胞质流动、胞骨架、有胞质流动、胞骨架、有胞质流动、胞吞作用和胞吐作用吞作用和胞吐作用吞作用和胞吐作用吞作用和胞吐作用原核细胞与真核细胞的差别（续）原核细胞与真核细胞的差别（续）原核细胞原核细胞原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞真核细胞真核细胞细胞分裂细胞分裂细胞分裂细胞分裂 染色体通过同质染色体通过同质染色体通过同质

19、染色体通过同质膜的附着而分开，膜的附着而分开，膜的附着而分开，膜的附着而分开，二裂法，无有丝分二裂法，无有丝分二裂法，无有丝分二裂法，无有丝分裂裂裂裂 通过纺锤体的作用通过纺锤体的作用通过纺锤体的作用通过纺锤体的作用而分开，具有丝分裂而分开，具有丝分裂而分开，具有丝分裂而分开，具有丝分裂器，进行有丝分裂和器，进行有丝分裂和器，进行有丝分裂和器，进行有丝分裂和减数分裂减数分裂减数分裂减数分裂细胞组织细胞组织细胞组织细胞组织主要是单细胞主要是单细胞主要是单细胞主要是单细胞主要是多细胞，不同主要是多细胞，不同主要是多细胞，不同主要是多细胞，不同类型的细胞间有较大类型的细胞间有较大类型的细胞间有较大类型的细胞间有较大差别差别差别差别原核细胞与真核细胞的差别（续）原核细胞与真核细胞的差别（续）