细胞生物学-细胞基本知识
细胞生物学基础知识
XX
PART 05
细胞增殖、分化与凋亡
REPORTING
有丝分裂过程及特点
有丝分裂过程
包括前期、中期、后期和末期四个阶 段，涉及染色体复制、纺锤体形成、 姐妹染色单体分离和子细胞形成等步 骤。
生理功能及疾病机制。
组织工程
03
利用细胞培养技术构建具有特定功能的生物组织，应用于再生
医学和移植医学等领域。
分子生物学技术在细胞生物学中应用
基因克隆和表达
通过基因工程技术克隆和表达特定基因，研究基因在细胞内的功 能和调控机制。
核酸杂交和PCR技术
利用核酸杂交和PCR技术检测细胞内特定基因的表达和变异情况。
有丝分裂特点
遗传物质均等分配，确保子细胞与母 细胞具有相同的遗传信息；细胞周期 中DNA含量和染色体数目发生规律性 变化。
减数分裂过程及意义
减数分裂过程
包括第一次减数分裂和第二次减数分裂两个阶段，涉及同源 染色体联会、交叉互换、分离和非同源染色体自由组合等步 骤。
减数分裂意义
实现遗传物质的重组和多样性，为生物进化提供基础；产生 具有生殖能力的配子，完成生殖过程。
ATP合成途径
在细胞内，ATP的合成主要通过氧化磷酸化和光合磷酸化两种途径完成。氧化 磷酸化发生在线粒体内，通过电子传递链产生ATP；光合磷酸化发生在叶绿体 内，利用光能合成ATP。
细胞生物学知识点总结
细胞生物学知识点总结
细胞是生命的基本单位，是构成生物体的最小结构和功能单位。细胞生物学是研究细胞结构、功能和生命活动的学科。本文将从细胞的结构、功能、分裂、信号传导和凋亡等方面进行总结。
一、细胞的结构
细胞由细胞膜、细胞质和细胞核组成。细胞膜是细胞的外层，由磷脂双层和蛋白质组成，具有选择性通透性。细胞质是细胞膜内的液体，包含细胞器和细胞骨架。细胞核是细胞的控制中心，包含染色体和核仁。
细胞器包括内质网、高尔基体、线粒体、溶酶体、叶绿体等。内质网是由膜系统构成的复杂网络，分为粗面内质网和滑面内质网。粗面内质网上有许多核糖体，参与蛋白质的合成。高尔基体是内质网的延伸，参与蛋白质的修饰和分泌。线粒体是细胞的能量中心，参与细胞呼吸作用。溶酶体是细胞内的消化器官，参与细胞内外物质的分解。叶绿体是植物细胞特有的细胞器，参与光合作用。
细胞骨架由微管、微丝和中间纤维组成。微管是由蛋白质管组成的细胞骨架，参与细胞分裂和细胞运动。微丝是由蛋白质丝组成的细胞骨架，参与细胞形态的维持和细胞运动。中间纤维是由蛋白质丝组成的细胞骨架，参与细胞的机械支撑和细胞形态的维持。
二、细胞的功能
细胞具有许多功能，包括物质的吸收、消化、合成、分泌、运输、排泄、感受、传递和存储等。细胞的功能与细胞器密切相关。例如，内质网参与蛋白质的合成和修饰，高尔基体参与蛋白质的分泌和修饰，线粒体参与细胞呼吸作用，溶酶体参与物质的分解和消化，叶绿体参与光合作用。
细胞的功能还与细胞膜密切相关。细胞膜具有选择性通透性，可以控制物质的进出。细胞膜上的受体可以感受外界的信号，参与细胞的信号传导。细胞膜上的酶可以参与物质的合成和分解。细胞膜上的通道可以参与物质的运输。
大一医用细胞生物学知识点
大一医用细胞生物学知识点
医用细胞生物学是医学生物学的重要分支，是研究细胞结构和功能以及相关疾病的学科。以下是大一医用细胞生物学的一些重要知识点。
1.细胞的基本结构：细胞由细胞膜、细胞质和细胞核组成。细胞膜是细胞的外部边界，通过脂质双层组成；细胞质包括细胞膜内部的胞器和细胞器间液体，其中包括内质网、高尔基体、溶酶体等；细胞核位于细胞的中央，含有遗传信息的DNA。
2.细胞的能量代谢：细胞能量代谢主要通过线粒体进行。线粒体是细胞中的能量“发电站”，通过细胞呼吸产生ATP（三磷酸腺苷）来提供细胞的能量需求。
3.细胞分裂与增殖：细胞分裂是细胞增殖和再生的基本途径。细胞分裂包括有丝分裂和减数分裂两种类型，有丝分裂包括纺锤体形成、染色体分离、细胞分裂等过程。
4. 细胞信号传导：细胞通过信号分子的传递来进行细胞间的信息交流。重要的信号通路包括RTK-Ras-Mapk通路、PI3K-Akt通路等，这些通路可以调控细胞的生长、分化和凋亡等过程。
5.细胞凋亡与癌症：细胞凋亡是细胞自我调节和死亡的一种方式，它在维持机体内稳态以及清除异常细胞中起到重要作用。而癌症则是由于细胞凋亡的异常调节导致的细胞恶性增殖疾病。
6.细胞信号传导与药物研发：细胞信号传导异常与多种疾病如癌症、糖尿病等有关。许多药物的研发是基于对细胞信号通路的干预，以恢复正常细胞信号传导功能。
7.细胞培养与应用：细胞培养是体外研究细胞生物学的重要手段。通
过细胞培养，可以获得大量的相同类型的细胞，以进行分子生物学、药物
筛选及细胞治疗等研究工作。
8.干细胞与组织工程：干细胞是具有自我更新和分化为多种细胞类型
细胞基础知识
项 圈 藻
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细胞生物学第二章
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中心质：在光镜下可以观察到蓝藻细胞中央部位
较周围原生质明亮，是遗传物质DNA所在部位，
它相当于细菌的核区，称为中心质或中央体。
光合（作用）片层：位于细胞质部分的同心环样
的膜片层结构，上面规则地排列着直径约35nm左
右的小体，称为藻胆蛋白体。
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③弹形(Bullet-shape)：形似子弹头，如狂犬病病毒等。④砖 形 (Brick-shape)：如痘病毒、天花病毒等；⑤蝌蚪形 (Tadpole-shape)：如噬菌体。
狂犬病毒 子弹形病毒 （为螺旋对称）
痘病毒 砖形病毒 （为复合对称）
细胞生物学第二章
T4噬菌体 蝌蚪形病毒 （为复合对称）
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细胞生物学第二章
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1996年7月5日，世界上第一只克隆羊“多利”在英国苏格兰卢 斯林研究所的试验基地诞生。2003.2.14.由于肺结核而被安乐死， 它的标本于2003年4月9日陈列于苏格兰首都爱丁堡国家博物馆。
甘肃农业大学 细胞生物学第二章 9
克隆羊制备原理
细胞生物学第二章
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5、没有细胞就没有完整的生命
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病毒在细胞内增殖（复制）
病毒侵入细胞---病毒核酸的侵染
细胞生物学基础知识
细胞生物学基础知识
一、细胞的结构和功能
1. 细胞膜
细胞膜是细胞的外层包裹结构，由磷脂双层和各种蛋白质组成。它具有选择性通透性，可以控制物质的进出。同时，细胞膜上还存在许多跨膜蛋白，起到信号传导和运输分子等重要功能。
2. 细胞质
细胞质指位于细胞核与细胞膜之间的区域，主要由水溶液、细胞器和有机物质组成。其中最重要的组成部分是细胞器，包括内质网、高尔基体、线粒体、溶酶体等。它们各自承担着不同的功能，在合作协调下完成维持生命所必需的各种代谢活动。
3. 核
核是控制细胞活动的中枢，内含染色体和核仁。染色体携带了遗传信息，并通过DNA分子决定了个体遗传特征。核仁则参与转录RNA过程，在蛋白质合成中发挥着重要的作用。
4. 线粒体
线粒体是细胞中能量合成的主要场所，通过呼吸过程将食物中的化学能转换为ATP分子。它们具有独立的DNA和蛋白质合成机制，因此被认为在进化上与细胞起源密切相关。
5. 内质网和高尔基体
内质网由一系列相互连接的膜囊组成，参与了蛋白质合成、修饰和运输过程。
高尔基体是内质网上特定区域的一部分，主要对前体蛋白进行完善修饰，并运输到其他细胞器或细胞外。
二、细胞生命周期
1. 有丝分裂
有丝分裂是细胞增殖过程中最基本也是最常见的方式。它包括前期、中期、后
期和末期四个阶段。在有丝分裂中，染色体复制并均匀分配给两个新生细胞，形成两个完全一样的子细胞。
2. 减数分裂
减数分裂只发生在配子（生殖细胞）中。它经历了减数第一次分裂和减数第二
次分裂，最终产生四个不同的子细胞。这是生物进化和遗传多样性的重要机制。
细胞生物学 02 细胞的基本知识 (2)
第二章 细胞统一性与多样性
课后思考：
1. 为什么支原体可能是最小最简单的细胞？ 2. 构成细胞最基本的要素是（）（）（）和完整的代谢机 构
第二章 细胞统一性与多样性
5.4 细菌
细菌是在自然界分布最广、个体数量最多的有机体。 可分为：球菌、杆菌和螺旋菌（弧形菌）。 绝大多数细菌的直径在0.5～5μm之间。
细胞的形态结构与功能的关系 高等生物细胞的形状与细胞功能及细胞间的相互作 用有关。细胞的形态结构与功能具有相关性和一致 性是很多细胞的共同特点，在分化程度较高的细胞 更明显
第二章 细胞统一性与多样性
6.5 植物细胞与动物细胞的比较
植物细胞特有的结构：细胞壁、液泡、叶绿体。
第二章 细胞统一性与多样性
第二章 细胞统一性与多样性
细胞生物学
第二章 细胞的统一性与多样性
主讲 李桂兰
第二章 细胞统一性与多样性
一、细胞的基本概念
细胞是生命活动的基本单位
细胞是有机体的基本结构单位
细胞是代谢与功能的基本单位
细胞是有机体生长发育的基础
细胞是遗传的基本单位，具有遗传的全能性 没有细胞就没有完整的生命 其他新思考
一般说来，真核细胞的体积
大于原核细胞，卵细胞大于 体细胞。 细胞体积守恒定律 细胞的体积极限
3、细胞内物质运输与细胞体积的关系
4、细胞内关键物质的浓度
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1. 细胞的发现
细胞学的起源可以追溯到17世纪，当时英国的罗伯特·胡克通过显微镜首次观察到了世界
上第一个细胞，他在1665年发表了《显微观察法》一书，揭示了植物组织的细胞结构。
随后，安杰罗·方丹和马修·舒莱登用显微镜观察到了动物的细胞，发现了现在所称的“细胞”。
1831年，罗伯特·布朗发现了核，1824年，弗里德里希·舍莱登则发现了一种叫做“细胞质”的物质。这些重大的发现和探索，奠定了细胞生物学的基础，为后来细胞生物学的发展奠
定了坚实的基础。
2. 细胞的基本结构
细胞是生物体内的基本单位，它是由细胞质、细胞核和细胞膜组成的。细胞质是细胞内含
有其他细胞内质结构的物质，细胞核则是指细胞内含有DNA和RNA的结构，它负责控制
细胞内的生物化学反应。细胞膜是细胞的外围结构，它起着分离细胞和外部环境的作用，
同时也参与到许多细胞内的生物化学反应。
此外，细胞内还存在着许多重要的细胞器，比如内质网、高尔基体、溶酶体等，它们各自
具有不同的功能，通过协作来维持细胞的正常运作。细胞器和细胞结构之间的相互作用是
维持细胞内稳态的重要基础。
3. 细胞生物学的实验方法
细胞生物学采用了许多先进的实验方法，比如光学显微镜、电子显微镜、蛋白质分离技术、细胞培养技术等，这些方法使得科学家们可以观察到细胞内的微小结构和细胞器，同时也
可以对细胞内的生命活动进行深入的研究。
其中，光学显微镜是观察生物细胞结构和形态的重要工具，它可以放大细胞内的微小结构，从而为科学家们提供了对细胞结构和功能进行观察和研究的便利条件。电子显微镜则可以
细胞生物学第二章：细胞的概念与分子基础
基因结构特点
转录与翻译 转录与翻译后大分子加工修饰
细胞分裂
在胞质内同时进行 无
无丝分裂
核内转录，胞质内翻译 有
有丝分裂、减数分裂、无丝分裂
细胞的基本概念
四、非细胞生命形态 —— 病毒
• 核酸-蛋白质 形成复合体 • 含DNA——DNA病毒（乙肝病毒）； • 含RNA——RNA病毒（HIV病毒）； • 仅由RNA组成——类病毒（植物宿主）； • 仅由蛋白质组成——朊病毒（疯牛病病毒）
等，主要分布于RNA分子上 • 环化核苷酸： 3‘,5’-环化腺苷酸cAMP 以及 3',5'-环化鸟苷酸cGMP
第二信使 → →
2. DNA
•摩尔浓度：[A]=[T] [G]=[C]
细胞的分子基础
•1953年Watson和Crick提出DNA分子双螺旋结构模型(B-DNA) •DNA分子由两条相互平行而方向相反的多核苷酸链组成，由磷
合成蛋白质的模板
细胞的分子基础
• mRNA指导特定蛋白质合成的过程称为翻译（translation）
• 原核细胞的mRNA是 多顺反子(polycistron) —— 每分子RNA可携 带几种蛋白质遗传信息，指导几种蛋白质合成 • 真核细胞的mRNA是 单顺反子(monocistron) —— 每分子RNA只 携带一种蛋白质信息 • 两种细胞的mRNA的5' 端和 3' 端，各有 30至几百个核 苷酸的非翻译区(UTR)，是 翻译调控的靶点
细胞生物学课件第二章细胞基本知识
应该指出：构成高等生物体的细胞虽然都是 高度社会化的细胞，具有分工与合作的相互关系 ，但它们又保持着形态与结构的独立性，每个细 胞具有自已独立的一套完整的结构体系，构成有 机体的基本结构单位。
2. 细胞是代谢与功能的基本单位
在一切代谢活动与执行功能的过程中 , 细胞呈现 为一个独立的有序的自动控制性很强的代谢体系。 细胞生化过程与试管内的根本不同点：细胞表现 为严格程序的自控代谢体系，是由细胞自身结构的装
植物细胞的结构
三、原核细胞与真核细胞的比较
原核细胞与真核细胞在形态结构上最明显的差 异是： （ 1 ） 原核细胞没有典型的核结构，因为原核细胞 缺少细胞内膜系统，没有核被膜，不能把核物质集 中到核内。
（2 ） 原核细胞没有各种膜性细胞器，如线粒体、
高尔基复合体、溶酶体、内质网等
（3）也没有细胞骨架。
病毒的形态
一个成熟有感染性的病毒颗粒称“病毒体”（Viron）。
电镜观察到的形态： ①球形 ：大多数人类和动物病毒为球形，如脊髓灰质炎病毒、
疱疹病毒及腺病毒等；
②丝形 ：多见于植物病毒，如烟草花叶病病毒，； 来自百度文库弹形：形似子弹头，如狂犬病病毒等，其他多为植物病毒。 ④砖形 ：如痘病毒（无花病毒、牛痘苗病毒等）； ⑤蝌蚪形 ：头及一条细长的尾组成，如噬菌体。
各类细胞尽管都具有一些共同的属性，但是不同
的细胞由于结构、功能和所处的环境不同，在形态上
细胞生物学知识点总结
细胞生物学知识点总结
一、细胞生物学概述
细胞生物学（Cell Biology）是生物学的一个分支，研究细胞的结构、生理和分子机制，细胞生物学研究活细胞的构造和功能，以及细胞组成、细胞生长和分裂、细胞代谢活动和细胞的信号转导及调节机制。
二、细胞的结构
细胞是由细胞膜、胞浆、粒子构成，是最基本的生物结构。
细胞膜：是细胞的外部保护薄膜，又称细胞质膜，由脂质、蛋白质和糖质组成，保护细胞内部的活动不受外界干扰，也可以控制物质的进出。
胞浆：是细胞内部多种物质的腔室，是细胞的基本结构，主要由蛋白质、糖质、脂质、水和电解质组成，胞浆是膜质及其他元素在细胞形成的空间。
粒子：是细胞的基本构造单元，由蛋白质、糖质、脂质、金属离子和其他有机物质组成，主要表现为颗粒形状。
三、细胞的功能
1、能量合成：细胞通过光合作用、糖酵解反应等，转化外界的能量资源，使其变成能够支持细胞的生命活动的能量。
2、物质运输：细胞通过各种途径将细胞外的物质运输到细胞内，为细胞提供物质，保障细胞的生存，进行各种代谢反应。
3、细胞再生：细胞通过分裂进行再生，使细胞能够不断的更新，
以适应环境的变化。
4、细胞信号传导：细胞可以通过信号传导以及调节细胞活动，以及与其他细胞的交流，保持正常的代谢和细胞的增殖繁殖。
四、细胞的组织
细胞的组织结构是由单个细胞和相关细胞共同形成的组织，包括细胞团、细胞层和细胞结合体。
细胞团：是由一种或几种不同类型的细胞组成的聚集体，具有特定的功能和形态，可以完成一定任务。
细胞层：是由一种或几种类型的细胞由内而外层叠形成的薄膜状结构，可以完成某种特定功能。
细胞生物学第二章
直径大小（μm） 0.02 0.1～0.3 1～2 20～30（10～50） 数百至数千
细胞和细胞组分的相对大小
原核细胞与真核细胞的比较 原核细胞与真核细胞的比较
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
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
特征 DNA 量（信息量） DNA 分子数 DNA 分子结构 基因组数 基因数 大量“多余”的“重复”的 DNA 序列 基因中插入内含子 DNA 与组蛋白结合 DNA 与组蛋白以核小体及各 级高级结构构成染色质与染色体 DNA 复制的明显周期性 基因表达的调控 转录与翻译的时空关系 — 主要以操纵子方式 转录与翻译同时同地进行 十 复杂性，多层次性 核内转录，细胞质内翻译 严格的阶段性与区域性 转录后与翻译后大分子的加 工与修饰 细胞复制与分裂（DNA 传递 与分配） 无丝分裂 有丝分裂，减数分裂 — 十 — 不与或与少量类组蛋白结合 — 十 与 5 种组蛋白结合 十 原核细胞 少 1 环状 1n 几千 — 多 2 个以上 线状 2n，多 n 大于几万，十万 十 真核细胞
植物细胞与动物细胞的 植物细胞与动物细胞的比较 细胞壁
液泡
叶绿体
古细菌
古细菌（archaebacteria）与真核细胞曾在进化上有过共同历程 (古细菌比真细菌更可能是真核细胞的祖先)
细胞生物学知识点
细胞的数量成正比，而与细胞的大小无关，这种关系有人称之为 细胞体积的守恒定律 分辨率：是指区分开两个质点间的最小距离。显微镜分辨率的大小取决于光源波长A，物镜镜口角α (标本在光轴的一点对物镜镜口的张角)和介质折射率N。负染技术：负染就是用重金属盐（如磷钨酸、醋酸双氧铀）对铺展在载网上的样品进行染色；吸去染料，样品干燥后，样品凹陷处铺了一薄层重金属盐，而凸的出地方则没有染料沉积，从而出现负染效果（图），分辨力可达1.5nm 左右。冰冻蚀刻（freeze-etching）亦称冰冻断裂（freeze-fracture）：标本置于-100C 的干冰或-196C 的液氮中，进行冰冻。然后用冷刀骤然将标本断开，升温 后，冰在真空条件下迅即升华，暴露出断面结构，称为蚀刻（etching）。蚀刻后，向断面以45 度角喷涂一层蒸汽铂，再以90 度角喷涂一层碳，加强反差和强度。然后用次氯酸钠溶液消化样品，把碳和 的膜剥下来，此膜即为复膜（replica）。复膜显示出了标本蚀刻面的形态，在电镜下得 的影像即代表标本中细胞断裂面处的结构（图） 密度梯度离心是将要分离的细胞组分小心地铺放在含有密度逐渐增加的、形成密度梯度的、高溶解性的、惰性物质(如蔗糖)溶液的表面进行离心，不同组分以不同的沉降速率沉降。
教材知识点：细胞生物学
教材知识点：细胞生物学
细胞生物学是研究细胞结构、功能及其物质基础的科学，是现代生命科学的基础。从微观的角度来研究细胞，可以更好地解释生命现象的发生、演化及各种疾病的发生机制。本文将从细胞的结构、功能、分裂及其应用等方面简单介绍细胞生物学的相关内容。
一、细胞的结构
细胞是生物体的最基本单位，也是所有生命现象的产生和维持的基础。细胞由细胞膜、细胞质、细胞核和细胞器等结构组成。其中，细胞膜是细胞与外部环境之间的重要交界面，其主要成分是磷脂双层，同时还包含许多其他蛋白质。细胞质是细胞内的液体环境，其中包含众多的细胞器，如线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体等。细胞核是细胞的中心控制区，其主要成分是核膜、染色体和核仁等。
二、细胞的功能
细胞受到内外环境的影响，具有自我调节、自我复制和自我修复等能力。细胞的功能主要有以下几个方面：
1. 细胞的新陈代谢：包括物质代谢和能量代谢两个方面，其中物质代谢包括合成代谢、分解代谢和运输代谢等过程。
2. 细胞的通讯：细胞通过细胞信使进行通讯，如细胞因子、神经递质等。
3. 细胞的运动：细胞可以通过细胞骨架、细胞肌动蛋白
等结构进行内部和外部的运动。
4. 细胞的分化：细胞在发育过程中会经历分化，形成不同类型的细胞，如神经细胞、肌肉细胞等。
三、细胞的分裂
细胞分裂是细胞生物学研究的重要内容之一，它是细胞增殖和复制的过程。细胞分裂可以分为两种类型：有丝分裂和无丝分裂。
1. 有丝分裂：包括纺锤体形成、核分裂、细胞分裂等过程，是真核生物中最为常见的细胞分裂方式。
2. 无丝分裂：也称为原核分裂，是原核生物中的一种细胞分裂方式。
细胞生物学复习资料
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细胞生物学是生物学的基础，研究细胞的组成、结构、功能和生理过程。在这
篇文章中，我们将回顾一些重要的细胞生物学概念和知识，帮助你更好地理解
这一领域。
1. 细胞的基本结构
细胞是生物体的基本单位，具有细胞膜、细胞质和细胞核等结构。细胞膜是细
胞的外层包裹物，它控制物质的进出。细胞质是细胞的胶状物质，包含各种细
胞器和细胞骨架。细胞核是细胞的控制中心，包含遗传物质DNA。
2. 细胞膜的结构和功能
细胞膜是由脂质双层和蛋白质组成的。脂质双层具有选择性通透性，可以控制
物质的进出。蛋白质在细胞膜上起到了许多重要的功能，如传递信号、运输物
质和细胞识别等。
3. 细胞器的功能和相互关系
细胞器是细胞内的各种功能区域，包括内质网、高尔基体、线粒体、溶酶体等。内质网是细胞的蛋白质合成和修饰的地方。高尔基体则负责蛋白质的包装和分泌。线粒体是细胞的能量中心，进行细胞呼吸。溶酶体则负责细胞内废物的降
解和消化。
4. 细胞分裂和遗传物质
细胞分裂是细胞生物学中最重要的过程之一。它包括有丝分裂和无丝分裂两种
方式。在细胞分裂过程中，遗传物质DNA会复制并分配给新的细胞。DNA是
由核苷酸组成的，包括腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和脱氧核糖等。
5. 细胞信号传导
细胞信号传导是细胞内外信息的传递过程。它涉及到许多信号分子和信号通路。细胞信号传导可以通过细胞膜上的受体、细胞质内的信号分子和细胞核内的转
录因子等来实现。
6. 细胞生命周期
细胞生命周期包括细胞的生长、分裂和死亡等过程。细胞生长是指细胞体积和
质量的增加。细胞分裂是指细胞的复制和分配。细胞死亡是细胞周期的最后阶段，可以是自然死亡或受到外界因素的影响。
1.细胞生物学基础知识
• （一）前期 • 前期（图1-2）的主要事件是：①染色质凝缩，②分裂极确立与纺锤体开始形成，
③核仁解体，④核膜消失 • 前期最显著的特征是染色质通过螺旋化和折叠，变短变粗，形成光学显微镜下
可以分辨的染色体，每条染色体包含2个染色单体。
图1-2 前期两个中心体向两极移动
• 早在S期两个中心粒已完成复制，在前期移向两极，两对中心粒之间形成纺锤体 微管，当核膜解体时，两对中心粒已到达两极，并在两者之间形成纺锤体，纺 锤体微管包括：
• 有两类马达蛋白参与染色体、分裂极的分离，一类是dynein，另一类是 kinesin。
• 植物没有中心粒和星体，其纺锤体叫作无星纺锤体，分裂极的确定机理 尚不明确。
• （二）前中期 • 指由核膜解体到染色体排列到赤道面(equatorial plane)这一阶段（图1-3）。 • 纺锤体微管向细胞内部侵入，与染色体的着丝点结合。 • 着丝点处的分子马达使染色体向微管的负端移动。在光镜下可以看到，此时染
植物细胞(左)和动物细胞(右)亚显微结构示意图
三.细胞增殖和细胞周期
细胞增殖是生命的基本特征，种 族的繁衍、个体的发育、机体的 修复等都离不开细胞增殖细胞增 殖通过细胞周期（cell cycle）来 实现，细胞周期的有序运行通过 相关基因的严格监视和调控来保 证的。
细胞增殖 细胞死亡
细胞分化 细胞衰老
细胞生物学 第二章 细胞的概念和分子基础
RNA的结构与功能
RNA为单链，可自身回折形成局部假双链
信使 RNA（mRNA） ★ 分 转运 RNA（tRNA） 类
核糖体 RNA （rRNA）
三种RNA分子的结构特征和功能比较
mRNA 细胞中含量 5%~10%
tRNA 5%~10%
rRNA 最大，80%以上
分子量 大小悬殊 约有70-80个单核苷酸
➢ 一般认为，真核细胞是由原核细胞进化而来的 ➢ 原始真核细胞大约在15亿年前在地球上出现 内共生起源说：真核细胞是由原始厌氧菌的后代吞入了 需氧菌逐步演化而来
三、单细胞生物向多细胞生物的进化
➢ 多细胞生物进化的早期由单细胞聚集成群体 ➢ 在多细胞机体内出现细胞的分工和协作
从聚集到分工——单细胞生物向多细胞生物的进化
一、原始细胞的形成 二、原核细胞向真核细胞的演化 三、单细胞生物向多细胞生物的进化
一、原始细胞的形成
※生命源自于海洋！
自然
简单元素
条件
无机小分子 有机小分子
（C、H、O）
氨基酸 核苷酸
原始生命
生物大分子
界膜 包裹
核酸 蛋白质
多分子体系
有机分子的自发形成
以蛋白质为主体形成微球体
（一）多聚体的形成
第三节 细胞的分子基础
一、生物小分子 二、生物大分子
（一） 生物小分子是细胞的构建单元
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原核细胞（prokaryotic cell)
细菌的核糖体
约含5000~50000个。 部分附着在细胞膜内侧，大部分游离于细胞 质中。沉降系数为70S。 小亚单位 (30S) 对四环素、链霉素敏感，大亚 单位(50S)对红霉素、氯霉素敏感。
原核细胞（prokaryotic cell)
细菌的内生孢子
原核细胞（prokaryotic cell)
革兰氏染色：1884年由丹麦人革兰（Christian Gram）发明的，经染色处理后，呈红色的是G -， 呈紫色的，是G+。着色性质的不同是因为细胞 壁结构的不同。
G+ G-
原核细胞（prokaryotic cell)
G+的细胞壁中壁酸含量高达90%,G -的细胞壁 中壁酸含量只有5%，青霉素的主要作用是抑制 壁酸的合成。
●细胞是生长发育的基本单位 细胞分裂—细胞数目增加 生长 细胞生长---细胞体积增加
细胞分化---细胞种类增加---发育
●细胞是遗传的基本
单位（全能性）
生物个体中，每个细
胞都包含有全套的遗
传信息，都有分化为 各类细胞或发育为完 整个体的潜能。
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 ------细胞具有高度复杂性和组织性
（prokaryotic cell)真核细胞(eukaryotic cell)的概
念。生物界由此分成原核生物（prokaryote)和
真核生物(eukaryote)两大类群。
近年，通过对生活在极端环境中的古细菌的
研究，发现了区别上述两类细胞的古核生物
（archaeon) 。这样生物界就可分为三界----原
原核细胞（prokaryotic cell)
细菌的表面结构
细胞膜：磷脂双分子层和蛋白质组成。膜蛋白 有受体、酶等，能完成真核细胞膜性细胞器的大
部分功能。
中膜体（间体）：细胞膜内折形成，扩大了膜
面积。
荚膜：保护作用
原核细胞（prokaryotic cell)
细菌细胞的拟核与基因组
拟核：DNA分子聚集的区域，不规则，无核膜
古核细胞（古细菌archaeobacteria）
目前的研究证据显示：古细菌与真核细胞 在进化关系上较原核细胞更为密切。
古细菌包括 3 类不同的细菌 : 、极端嗜盐细
菌，嗜酸嗜热细菌和产甲烷细菌。
PCR（多聚酶链反应）中所使用的Taq酶
就是从T.aquaticus 嗜热细菌中分离到的。
第三节 真核细胞 真核细胞的基本结构体系
嵌蛋白质构成的生物膜，即细胞膜（ cell
membrane）。
★所有的细胞都含有两种核酸：即DNA与
RNA，与蛋白质组成遗传装置。
细胞的基本共性
★所有细胞中都有蛋白质合成的机器─核糖
体（ribosome）。
★所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行
分裂。
★细胞具有相似的化学组成----元素、生物小
分子、生物大分子
真核细胞(eukaryotic cell)
真核细胞(eukaryotic cell)
真核细胞(eukaryotic cell)
真核细胞与原核细胞的比较
真核细胞与原核细胞的比较
细胞大小与结构特征：细胞核，细胞器，细胞 骨架，细胞壁，核糖体，细胞大小 遗传装置：DNA形状与大小,核小体， DNA重
生物膜系统
细胞骨架系统 遗传信息表达的结构系统
真核细胞(eukaryotic cell)
生物膜结构体系
●生物膜结构系统（面）
成分：脂质、蛋白质
★以生物膜为基本结构基础构建各种相对独
立的细胞器
★完成各种化学反应
★完成物质的跨膜运输
★信息与能量的传递
Байду номын сангаас
真核细胞(eukaryotic cell)
第二章 细胞基本知识概要 Chapter 2 Basic knowledge of cell
第一节 细胞的基本概念
细胞是生命活动的基本单位 所有有机体都由细胞构 成，细胞是构成有机体的 基本单位 ；细胞具有独立
的、有序的自控代谢体系
●细胞是生物体形态结构的基本单位 ●细胞是生物体代谢的基本单位 ●细胞是生物体生理功能的基本单位 ●细胞是生物体疾病发生、发展的基本单 位
prion (PrP)由Prnp基因编码，位于人20号、 小鼠 2号染色体。这种蛋白质存在于神经元 和神经胶质细胞表面，可能起信号转导作
用。正常Prnp基因产物为PrPc蛋白，对蛋白
酶很敏感，具有致病作用的是PrPSc蛋白。
•
PRION
PrPSC PrPC
PrPSc与PrPc一级结构相同，PrPc具有43%的α螺旋， 3%的β折叠，而PrPsc具有34%α螺旋，43%的β折叠。动 物被感染后，PrPSc蛋白堆积在脑组织中，形成不溶的 淀粉样蛋白沉淀，无法被蛋白酶分解，引起神经细胞
原核细胞（prokaryotic cell)
主要代表： ★支原体（mycoplast）——目前发现的最小、 最简单、可独立生活的细胞 ★衣原体、立克次氏体（细胞内寄生） ★细菌、放线菌 ★蓝藻又称蓝细菌（Cyanobacteria）
原核细胞（prokaryotic cell)
支原体
可通过滤菌器，无细胞壁，分裂增殖，能 在体外生长，也能寄生在细胞内
核生物，真核生物和古核生物。
原核生物----原核细胞 古核生物----古核细胞 真核生物----真核细胞
原核细胞（prokaryotic cell)
原核细胞（prokaryotic cell)
基本特点： ★遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个 环状DNA构成 ★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 ★核糖体是其唯一的细胞器
古核细胞（古细菌archaeobacteria）
细胞壁成分：与真核细胞相同。青霉素等抗菌 素不能抑制其生长。 DNA与基因结构：具有内含子与重复序列 核小体结构：具有组蛋白和类核小体结构 核糖体：与真核细胞类似，且蛋白质合成不受 抑制原核生物的抗菌素抑制 5s rRNA的分子进化分析：与真核生物类似
★病毒的基本类型: 真病毒（euvirus)---核酸与蛋白组成 亚病毒（subvirus)--仅由核酸或蛋白组成
类病毒（viroid）--小分子环状RNA
朊病毒（prion) –感染性蛋白质
真病毒的分类： 根据寄生的宿主不同，病毒可分为： 动物病毒、植物病毒、细菌病毒(即噬菌体)。
烟草花叶病毒
原核细胞（prokaryotic cell)
细菌 可分为：球菌、杆菌和螺旋菌（弧形菌） 直径0.5~5μm之间。
大 肠 杆 菌
淋 病 球 菌
肉 毒 梭 菌
弧 形 霍 乱 菌
原核细胞（prokaryotic cell)
细菌的表面结构
细胞壁（cell wall）：机械强度高，对细 胞起保护作用 革兰氏阴性菌（G -）和革兰氏阳性菌 （G+）的主要差别在细胞壁上
---- 由核酸 (DNA 或 RNA) 芯和蛋白质衣壳 (capsid)构成，称核衣壳(nucleocapsid)。
----基因组小，少的只含有3个基因，多可达
300个。
衣壳：蛋白质外壳，保护核酸，决定抗原
性。某些种类的病毒衣壳内含有少数几种
酶分子，主要与病毒核酸的复制有关。
囊膜：主要成分为脂类与蛋白质。脂类通
基因组：一条环状的 DNA 分子（线状 DNA 、
多条DNA），半保留复制
复制、转录、翻译没有在空间上分隔，可同时
进行。
原核细胞（prokaryotic cell)
细菌的质粒
质粒 (plasmid) ：是细菌核区 DNA 外，可进行 自主复制的遗传因子，环状的双链 DNA ，遗 传信息量2~200个基因；常常赋予细胞对抗生 素的抗性。 质粒DNA可以整合到核区DNA中 质粒常用作基因重组与基因转移的载体。
凋亡（apoptosis）。
目前已知的人类PRION疾病主要有： • 克-雅二氏病（CJD）：自身PrP变异； • 变异型克-雅氏病（vCJD）：PRION感染； • GSS综合征：由Prnp基因缺陷； • 克鲁病（Kuru）：PRION感染； • 致死性家族性失眠症（FFI）：Prnp基因变异。
遗传信息表达结构系统
■ 遗传信息表达结构系统(图1-22)
●遗传信息表达系统（点）
以核酸（DNA、RNA）及蛋白质为主要成分，
包括细胞核和核糖体。
①通过遗传物质的复制，使细胞分裂时保持遗
传物质的连续传递
②通过基因的选择性表达，控制细胞的活动
真核细胞(eukaryotic cell)
细胞的网络化结构
常来自于宿主细胞的核膜或质膜。包膜蛋
白通常由病毒基因编码，帮助病毒识别宿
主细胞。
★病毒只有在侵入细胞以后才表现出生命现 象，生活周期可分为两个阶段：
----细胞外阶段，以成熟的病毒粒子形式存在
---- 细胞内阶段，即感染阶段，进行复制和组
装
★病毒在细胞内增殖（复制） ----病毒侵入细胞，病毒核酸的侵染 ----病毒核酸的复制、转录与蛋白质的合成 ----病毒的装配、成熟与释放
★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
----细胞需要和利用能量 ----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，具有自组装能力与
自组织体系
----细胞能进行自我调控
----繁殖和传留后代
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
复序列，内含子
真核细胞与原核细胞的比较
基因及其表达调控：调控方式，时空关系，加工 与修饰 细胞周期与分裂方式：无丝分裂、有丝分裂
进化中的地位：出现年代
植物细胞与动物细胞的比较
植物细胞与动物细胞的比较
植物细胞与动物细胞的比较
★细胞壁
★液泡
★叶绿体
★其他
第四节 非细胞形态的生命体----病毒
病毒（virus）——核酸分子（DNA或RNA）
原核细胞（prokaryotic cell)
蓝藻（蓝细菌）：产氧光合自养的原核生物
类囊体是光合作 用的场所 核区含多个拷贝 的环状DNA 增殖是直接分裂
古核细胞（古细菌archaeobacteria）
古核生物：又称古细菌（archaeobacteria),已经发 现几百种。如盐细菌，硫氧化细菌，嗜热细菌， 产甲烷菌类等。进化中与真核细胞更为密切
●被质膜包裹在细胞内的所有生活物质称为 原生质(protoplasm)，包括细胞核和细胞质。 ●植物细胞质膜的外面还有一层细胞壁。 在离体条件下细胞壁很容易被酶水解掉， 脱去细胞壁的细胞就称为原生质体(protoplast)。
第二节 原核细胞与古核细胞
生物界的基本类群
上个世纪60年代，H.Ris提出原核细胞
细胞骨架系统
●细胞骨架系统（线）
成分：蛋白质
结构：由特异的结构蛋白装配成的网架系统
★对细胞形态与内部结构的合理排布起支架作用 ★与细胞内大分子的运输、细胞的运动、细胞器的位移有 关 ★参与细胞信息的传递、基因表达、蛋白质合成、细胞的 分裂、分化等重要的细胞活动
真核细胞(eukaryotic cell)
根据病毒的核酸类型可以将其分为两大类： DNA病毒与RNA病毒（反转录病毒）
类病毒 ----仅为一裸露的RNA分子，无衣壳蛋白。 ----不能像病毒那样感染细胞，只有当植物细 胞受到损伤，失去膜屏障，才能在供体植 株与受体植株间传染。
蛋白质感染因子 ----仅由感染性的蛋白质亚基构成 Prusiner 1982年发现于患羊瘙痒病（scrapie） 的仓鼠，命名为prion。因此获1997年诺贝尔 奖。
与蛋白质构成 的核酸-蛋白质复合体
------非细胞的生命体
引起鼻咽癌的 eb病毒
①个体微小，20~200nm之间，可通过滤菌器，
大多数病毒必须用电镜才能看见；
②结构简单：核酸+蛋白质衣壳
③含DNA或RNA，没有含两种核酸的病毒；
专营细胞内寄生生活----分子水平的寄生；
★病毒的结构
① 代谢网络（metabolic network）
② 运输网络（transport network）
③ 生物膜网络（biomembrane network）
④ 细胞骨架网络（cytoskeleton network）
⑤ 信号转导网络（signal transduction network）
真核细胞(eukaryotic cell)
又称芽孢，是对不良环境有强抵抗力的休眠体
细菌的增殖----直接分裂
分裂中的链球菌
分裂中的大肠杆菌
原核细胞（prokaryotic cell)
蓝藻（蓝细菌）：产氧光合自养的原核生物
原核细胞（prokaryotic cell)
蓝藻（蓝细菌）：产氧光合自养的原核生物
光合作用：含有 叶绿素a，藻胆素 等，光系统Ⅱ 以水为电子供体， 放出O2