细胞生物学0绪论.ppt

《细胞生物学0绪论.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《细胞生物学0绪论.ppt（45页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology分子细胞生物学(动物细胞)李莲军 博士云南农业大学动物科技学院2003.9-2010.9Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology课程介绍（一）理论教学（60学时）第一章绪论第二章细胞生物学研究方法第三章细胞膜及细胞表面第四章细胞内膜系统第五章线粒体第六章细胞核与染色体第七章核糖体第八章细胞骨架第九章细胞连结及细胞粘附分子第十章细胞外基质第十一章物质运输第十二章细胞通信第十三章细胞周期及细胞分裂第十四章细胞

2、分化Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology参考书翟中和主编，分子细胞生物学(第3版)，高教出版社，2007.韩贻仁主编，分子细胞生物学(第3版)，高教出版社，2007.AlbertsBet al.Essential Cell Biology.NewYorkandLondon：Garlandpublishing，Inc.1998.BeckerW.M.et al.The World of the Cell.FourthEd.TheBenjamin/CummingsPublishingCompany.2000.Gerald

3、Karp.Cell and Molecular Biology：conceptsandexperiments，2ndEdition.PublishedbyJohnWiley&Sons,Inc.1999.LodishH.et al.Molecular Cell Biology.5thEd.ScientificAmericanBooks,Inc.2003.Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell BiologyYunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology考试与成绩试卷

4、满分为100分，时间为120分钟。学位课70分及格，选修课60分及格。题型：1.填空（10小题，每小题3分，共30分）2.名词解释（10小题，每小题3分，共30分）3.问答题/论述题（4小题，共40分）Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology第一章 绪 论李莲军 博士云南农业大学动物科技学院2003.9-2010.9Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology第一节 细胞生物学研究的内容第二节 细胞生物学发展简史第三节 细胞概述第四节 细胞的组成及

5、组装第五节 细胞的类型和结构体系学习内容Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology第一节 细胞生物学的研究内容细胞是生命的基本单位(basic unit of life)。细胞生物学是从细胞的整体水平、亚细胞水平和分子水平三个层次研究细胞的结构和功能、生命活动及其规律的科学。细胞生物学发展的轨迹形态结构功能调控。Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology1、在分子水平上研究细胞学的问题 Molecular Cell Biology，Molecula

6、r Biology of the Cell。2、从分子水平上的研究向细胞水平回归 Genomics 基因组学，Proteomics 蛋白质组学分子细胞生物学？细胞生物学？细胞生物学发展的两次飞跃(过去20余年)Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology细胞生物学主要研究内容细胞核、染色体以及基因表达生物膜与细胞器细胞骨架体系细胞增殖及其调控细胞分化及其调控细胞衰老与凋亡细胞的起源与进化细胞工程Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology重点研究领域染

7、色体DNA与蛋白质相互作用关系主要是非组蛋白对基因组的作用细胞增殖、分化、凋亡的相互关系及调控细胞信号转导细胞结构体系的组装蛋白质与蛋白质相互作用细胞内的网络调控Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology个体水平个体水平细胞水平细胞水平分子水平分子水平Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology动物学植物学微生物学分子生物学生物化学生理学遗传学神经生物学医学与人类健康药物筛选细胞生物学细胞生物学与其它学科的联系Yunnan Agricultural

8、University.LlianMolecular Cell Biology为何学习细胞生物学?OrganismalBiologyMolecularBiologyCell Biology 在生命结构层次上，细胞是生物个体与生物分子之间的桥梁。在学科关系上，细胞生物学位于个体生物学与分子生物学之间，它们相互渗透，相互衔接。Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology细胞生物学与分子生物学一起是现代生物学的基础，并广泛渗透到遗传学、发育生物学、生殖生物学、神经生物学和免疫生物学等等的研究中，与农业、医学、生物高新技术的发展有密

9、切的关系，是生命科学的重要支柱之一。为何学习细胞生物学?Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology细胞的发现及细胞学说的建立细胞学的经典时期实验细胞学与细胞学的分支及其发展细胞生物学学科的形成与发展第二节 细胞生物学发展简史Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell BiologyYunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology第三节 细胞的概念 Yunnan Agricultural Unive

10、rsity.LlianMolecular Cell Biology一、细胞的定义“细胞学说”的基本内容a.细胞是具有生命特征的最小单位。b.新的细胞来自原有的细胞。c.所有生物均由一个或多个细胞组成。Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology1.细胞是由质膜包围的原生质(protoplasm)团，通过质膜与周围环境进行物质和信息交流；2.细胞是构成有机体的基本单位，具有自我复制的能力，是有机体生长发育的基础；3.细胞是代谢与功能的基本单位，具有一套完整的代谢和调节体系；4.细胞是遗传的基本单位，具有遗传的全能性；5.没有

11、细胞就没有完整的生命。细胞的一般概念Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology有关细胞的一些新认识细胞是多层次非线性的复杂结构体系细胞具高度复杂性和组织性。细胞是物质(结构)、能量与信息过程精巧结合的综合体细胞完成各种化学反应；细胞需要并利用能量；细胞参与大量机械活动；细胞对刺激作出反应。细胞是高度有序的，具自组装与自组织能力的体系细胞进行自我调控；细胞繁殖和传留后代。Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology二、细胞的形态 形态多样，与功能相适应

12、。有球形、多角形、圆柱形、杆状、梭形、星形等等。Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology三、细胞的大小典型的原核细胞平均大小在110m之间，而真核细胞的直径平均为330m，一般1020m。限制细胞体积大小的因素：1、细胞的核质指数2、细胞的比面值(相对表面积)Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell BiologyNP为核质指数，Vn和Vc分别代表细胞核和细胞的体积。Vc-VnVnNP=细胞的核与质之间有一定的比例关系，称为核质指数。通常细胞核的体积约占细胞总

13、体积的10，即核质指数为1/9，这是制约细胞最大体积的主要因素之一。在细胞分裂周期中，只有细胞大小达到一定值才能触发细胞分裂。因此有人将之称为细胞周期调控的一类检查点(sizecheckpoint)。1、细胞的核质指数Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology细胞的比面值，即单位体积所占有的表面积。IS/V(I为比面值，S和V分别代表细胞表面积和体积)2、细胞的比面值(相对表面积)细胞生命活动中，必须与周围环境不断进行物质交换，同时细胞内的物质在内部也要不断扩散传递。细胞体积小，比面值就大，这对物质的迅速交换和转运是非常

14、有利的。反之则非常困难。许多大型细胞的质膜向内陷入或形成许多细胞突起，以使比面值增大。Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology四、细胞的基本共性所有的细胞表面均有由磷脂双分子层并镶嵌蛋白质构成的生物膜，即细胞膜(质膜)。所有的细胞都含有两种核酸：即DNA与RNA，以此作为遗传信息复制与转录的载体。作为蛋白质合成的机器核糖体，存在于一切细胞内，是任何细胞(除个别非常特化的细胞)不可缺少的基本结构。所有细胞的增殖都以一分为二的分裂方式进行。Yunnan Agricultural University.LlianMolecu

15、lar Cell Biology第四节 细胞的组成及组装所有细胞都由水、蛋白质、糖类、脂类、核酸、盐类和各种微量的有机化合物所组成。蛋白质、糖类、核酸和脂类等化合物也被称为生物分子(biomolecules)。Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology一、细胞的化学成分组成细胞的基本元素是：O、C、H、N、Si、K、Ca、P、Mg，其中O、C、H、N四种元素占90%以上。细胞化学物质可分为两大类：无机物和有机物。水与无机盐在无机物中水是最主要的成分，约占细胞物质总含量的7580。Yunnan Agricultural U

16、niversity.LlianMolecular Cell Biology细胞的有机分子细胞中有机物达几千种之多，约占细胞干重的90以上，它们主要由碳(11%)、氢(59%)、氧(24%)、氮(4%)等元素组成。这些分子约占细胞干重的90%以上。主要有四大类分子：蛋白质(protein,50%)核酸(nucleicacid,15%)脂类(lipids,10%)糖(carbohydrates,15%)Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology化学成份占细胞的重量(%)每种分子的类型数水701无机离子120糖及其前体1250

17、氨基酸及其前体0.4100核苷及其前体4100脂肪酸及其前体150其他的小分子0.2300大分子(蛋白质、核酸和多糖)263000细菌细胞的化学组成 Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology二、细胞结构体系的分级组装第一级小分子有机物组装成生物大分子，包括DNA、RNA、蛋白质、多糖等。第二级生物大分子进一步组装成细胞内高级结构及具有空间结构和生物功能的细胞器(如：质膜、微管、微丝、核糖体、染色体、线粒体、内质网、高尔基复合体、溶酶体等)。第三级由细胞内高级结构和细胞器等组成细胞。Yunnan Agricultural

18、 University.LlianMolecular Cell Biology第四节 细胞类型及结构体系 原核细胞(prokaryoticcell)真核细胞(eukaryoticcell)Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology一、原核细胞基本特点：遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个环状双链DNA分子构成；细胞内没有分化出以膜为基础的具有专门结构和功能的细胞器和细胞核膜。没有细胞骨架系统。原核生物由原核细胞组成，一般都是单细胞生物。Yunnan Agricultural University.LlianMolecul

19、ar Cell Biology支原体(mycoplast)：目前发现的最小、最简单的细胞。细菌：主要由细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体等部分构成，有的细菌还有夹膜、鞭毛、菌毛等特殊结构。根据形状分为三类：球菌、杆菌和螺旋菌(包括弧形菌)。蓝藻：又称蓝细菌(cyanobacteria)，被认为是最简单的植物。主要代表Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology真核细胞是指其生物膜进一步分化使细胞内部构建出许多更为精细的功能区室，区室分工又相互协作。二、真核细胞真核细胞既包括大量的单细胞生物或原生生物(如原生动物与一些单细胞藻类

20、)的细胞，又包括全部多细胞生物(一切动物和植物)的细胞。真核细胞与原核细胞的最大区别在于前者出现了核膜，从而把胞质与核质分开，使真核细胞几乎所有的DNA都被整装在核内。Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology真核细胞的特点1.细胞分裂分为核分裂和胞质分裂，并且分开进行2.DNA与蛋白质结合压缩成染色体结构，形成有丝分裂的结构3.具有复杂的内膜系统和细胞内的膜结构(如内质网、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体、乙醛酸循环体、胞内体等)4.具有特异地进行有氧呼吸的细胞器(线粒体)和光合作用的细胞器(叶绿体)5.具有复杂的骨架系

21、统(包括微丝、中间纤维和微管)6.有复杂的鞭毛和纤毛7.具有小泡运输系统(胞吞作用和胞吐作用)8.含有纤维素的细胞壁(如植物细胞)9.利用微管形成的纺锤体进行染色体分离 10.每个细胞中的遗传物质成双存在，二倍体分别来自两个亲本11.通过减数分裂和受精作用进行有性生殖Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology三、真核细胞的基本结构体系真核细胞结构复杂，但可划分为三大结构体系：以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构体系。以核酸(DNA或RNA)与蛋白质为主要成分的遗传信息表达体系。由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架体系。Yun

22、nan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology四、真核细胞与原核细胞的比较1.真核细胞出现了核被膜，从而把胞质与核质分开，使遗传物质及其复制与转录过程局限在一个独立区域与微环境中。而蛋白质合成，能量代谢与供应，以及其它一系列代谢过程均在细胞质内进行。二者最根本的区别Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology2.真核细胞细胞质内以膜系统为基础进一步分化出结构与功能更专一的各种膜界细胞器，如内质网、高尔基体、溶酶体、线粒体、叶绿体、过氧物酶体等。细胞内部结构与功

23、能的分工是细胞进化过程中的一次重大飞跃。原核细胞的细胞膜通过内陷折叠，与各种酶或色素结合，以完成多种功能，故原核细胞的细胞膜具有多功能性。Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology3.真核细胞具有精细的网络状的细胞骨架系统，包括微管、微丝和中等纤维。这些支架网络与维持细胞的形态结构、细胞运动、细胞内物质运输、细胞分裂以及基因表达的调控等多种生命活动密切相关。Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology4.遗传信息量的扩增与遗传装置和基因表达的复杂化是

24、真核细胞不同于原核细胞的重大标志之一。原核细胞由单倍性变为多倍性，DNA由游离裸露的环状分子转变为与组蛋白结合的线状分子，以核小体为基本结构单位螺旋形成高度复杂的染色质与染色体。原核细胞的转录与翻译可以同时进行，而真核细胞基因表达严格划分为细胞核内转录与细胞质翻译两个过程，而且基因表达的调节更具复杂性和多层次性。Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology原核细胞与真核细胞的相同点1.都具有类似的细胞质膜结构2.都以DNA作为遗传物质，并使用相同的遗传密码3.都是以一分为二的方式进行细胞分裂4.具有相同的遗传信息转录和翻译

25、机制，有类似的核糖体结构5.代谢机制相同(如糖酵解和TCA循环)6.具有相同的化学能贮能机制，如ATP合成酶(原核位于细胞质膜，真核位于线粒体膜上)7.光合作用机制相同(蓝细菌与植物相比较)8.膜蛋白的合成和插入机制相同9.都是通过蛋白酶体(蛋白质降解结构)降解蛋白质(古细菌与真核细胞相比较)Yunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell BiologyYunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell BiologyYunnan Agricultural University.LlianMolecular Cell Biology