细胞的概念与分子基础
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第二章 细胞的概念与分子基础
细胞的统一性与多样性
统一性
多样性
相似的化学组成、最基本的结构要素 类似的遗传（信息）语言 类似的生命活动及调控机制
种类繁多 形态各异 功能多样
第一节 细胞的基本概念
一. 细胞是生命活动的基本单位
1. 一切有机体都由细胞组成，细胞是构成有机体的基本单位 新生儿 2X1012个细胞，人脑 1X1012个细胞，成人机体含1014个细胞 人体有200种不同类型的细胞，根据其分化程度又可分600种。
C, H, O, N (90%) S, P, Cl, K, Na, Ca, Mg, Fe
99.9%
Cu，Zn，Mn, Mo, Co, Cr, Si, F, Br, I, Li, Ba(微量元素）
一. 生物小分子 （一）水与无机盐是细胞内的无机化合物
（二）有机小分子是组成生物大分子的亚单位
二. 生物大分子 （一）核酸携带遗传物质 1. 核酸的基本结构
真核域（Eukarya） 原生生物界（Protista或Protoctista）：五界說中最備受爭議、也最為複雜的一群。主因是其他四界皆有明確之規定，而剩餘的都 被歸於這一類，因此2000年、2006年的新分類法將原生生物界再細分成三界，但一般國高中教科書仍以五界說作為主要討論內容， 只有專家學者才會深入研究。原生生物多半為單細胞及單細胞複合體（即介於單細胞與常見的多細胞生物，能以單細胞或多細胞的
形式存活，可能在不同階段、或因環境惡劣而改變形式。多細胞生物的定義是聚集、細胞間有分工以及訊息傳遞）。
真菌界（Fungi）：五界系統約翰(John，1949)、胡先輔(1965)、魏泰克(Whittaker，1969)、馬古利斯(Margulis，1974)、 陳世驤 (1979)等都先後提出了生物五界分類系統，真菌都是獨立成界，但內容各異。其中最有代表性、影響最深的是魏泰克提出的 生物五界分類系統。該系統將真菌 (或稱菌物)獨立成菌物界。參見真菌分類表。 植物界（Plantae）：包含綠藻、輪藻、苔蘚植物、蕨類植物、種子植物等。在五界說中，除了極少數在分類上有爭議的綠藻部份為 單細胞（爭議點為歸屬於Protista），否則原則上植物界皆為多細胞。參見植物分類表 (NCBI)。 動物界（Animalia）：即“後生動物”（即多細胞生物）。參見動物分類表。 病毒和類病毒
三. 真核细胞
（一）真核细胞的形态与大小 （二）真核细胞的基本结构
比较原核细胞与真核细胞
四. 非细胞生命形态----病毒
植物病毒 动物病毒 细菌病毒（噬菌体）
动物病毒：DNA病毒（如，腺病毒），RNA 病毒（如逆转录病毒）
第二节 细胞的起源与进化
?
第三节 细胞的分子基础
Protoplasm 50种元素
2. 细胞具有独立的、有序的代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位 3. 细胞是有机体生长发育的基础
4. 细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性 5. 没有细胞就没有完整的生命 6. 细胞可以复制自己本身
细胞是物质（结构）能量、与信息过程精巧结合的综合体
7.关于细胞概念的ຫໍສະໝຸດ Baidu些新思考
细胞是多层次、非线性与多层面的复杂结构体系
细胞
原核细胞 真核细胞
二. 原核细胞 1.支原体
0.1-0.3 um， 环状双链DNA，编码400种蛋白的合成。
2. 细菌
3. 古细菌
一些分子结构在真核与细菌之间，更接近细菌。 DNA， 类似核小体，rRNA 5s sequence 象真核，有重复序列，有intron 核糖体 蛋白数在细菌与真核之间
2. DNA
Replication
Reversed transcription
DNA
Transcription
RNA mRNA
tRNA rRNA
Translation
Protein
3. RNA （1）mRNA （2）rRNA (3) tRNA
(4) snRNA (5) miRNA
（二）蛋白质是遗传信息的执行者
1. 蛋白质的组成 2. 蛋白质的结构 3.蛋白质的结构与功能的关系 4.酶的本质是特殊的蛋白
（三）多糖存在于细胞膜表面和细胞间质中
小结：
细胞生物学的发展历史
细胞生物学的概念
细胞的发现 细胞学说的建立及内容
细胞学的发展 实验细胞学的发展 电镜的发明 分子生物学与细胞生物学的发展
细胞生物学与其它生物学科的关系
细胞是有序的、具有自组装与自组织能力的体系
细胞的基本共性
1.所有的细胞都有相似的化学组成 2. 脂-蛋白体系的生物膜 3. DNA-RNA 的遗传装置 4.蛋白质合成的机器—核糖体 5. 一分为二的分裂方式
细胞的多样性
林奈 1735 二界
無分類
植物界
海克爾 1866[1] 三界
原生生物界
植物界
细胞生物学与医学
细胞生物学与医学的关系： 生命现象：生、老、病、死
细胞生物学研究的领域与医学意义
信号转导 细胞分化与干细胞 细胞增殖与周期调控 衰老与细胞死亡
细胞的概念及分子基础
细胞的统一性及多样性 细胞的基本概念：细胞是生命活动的基本单位
有机体的单位 具独立完整的代谢系统 生长发育的基础 遗传的基本单位，具遗传全能性 没有细胞就没有完整的生命 细胞可以复制自己
動物界
原核生物界（Prokaryotae）：三域系統中的古菌域與細菌域同歸於原核生物界。五界說的原核生物界則是包括沒有核膜的細菌等。 古菌域（Archaea）：一般生存於極端環境，如深海、鹽湖、火山口等。包括嗜鹽菌、一些超嗜熱菌、嗜酸菌等。參見古菌分類表。 細菌域（Bacteria）：包括藍綠菌（原名藍綠藻）、放線菌、衣原體、支原體、立克次體等。參見細菌分類表。
柴頓 1937[2] 二帝國 原核生物界
植物界
柯普蘭 1956[3] 四界 原核生物界
原生生物界
植物界
魏泰克 1969[4] 五界
原核生物界
原生生物界 真菌界
植物界
沃斯等人 1977[5] 六界
真細菌界
古菌細菌界
原生生物界
真菌界
沃斯等人 1990[6] 三域
細菌域 古菌域
真核域
動物界 動物界
動物界
動物界
原核
细胞
真核 细胞的分子基础
元素 分子
C、H、O、N S、P、Cl、K、Na、Ca、Mg 、Fe 微量元素 无机：水、盐
小分子 有机：
大分子：DNA，RNA， Protein
细胞的统一性与多样性
统一性
多样性
相似的化学组成、最基本的结构要素 类似的遗传（信息）语言 类似的生命活动及调控机制
种类繁多 形态各异 功能多样
第一节 细胞的基本概念
一. 细胞是生命活动的基本单位
1. 一切有机体都由细胞组成，细胞是构成有机体的基本单位 新生儿 2X1012个细胞，人脑 1X1012个细胞，成人机体含1014个细胞 人体有200种不同类型的细胞，根据其分化程度又可分600种。
C, H, O, N (90%) S, P, Cl, K, Na, Ca, Mg, Fe
99.9%
Cu，Zn，Mn, Mo, Co, Cr, Si, F, Br, I, Li, Ba(微量元素）
一. 生物小分子 （一）水与无机盐是细胞内的无机化合物
（二）有机小分子是组成生物大分子的亚单位
二. 生物大分子 （一）核酸携带遗传物质 1. 核酸的基本结构
真核域（Eukarya） 原生生物界（Protista或Protoctista）：五界說中最備受爭議、也最為複雜的一群。主因是其他四界皆有明確之規定，而剩餘的都 被歸於這一類，因此2000年、2006年的新分類法將原生生物界再細分成三界，但一般國高中教科書仍以五界說作為主要討論內容， 只有專家學者才會深入研究。原生生物多半為單細胞及單細胞複合體（即介於單細胞與常見的多細胞生物，能以單細胞或多細胞的
形式存活，可能在不同階段、或因環境惡劣而改變形式。多細胞生物的定義是聚集、細胞間有分工以及訊息傳遞）。
真菌界（Fungi）：五界系統約翰(John，1949)、胡先輔(1965)、魏泰克(Whittaker，1969)、馬古利斯(Margulis，1974)、 陳世驤 (1979)等都先後提出了生物五界分類系統，真菌都是獨立成界，但內容各異。其中最有代表性、影響最深的是魏泰克提出的 生物五界分類系統。該系統將真菌 (或稱菌物)獨立成菌物界。參見真菌分類表。 植物界（Plantae）：包含綠藻、輪藻、苔蘚植物、蕨類植物、種子植物等。在五界說中，除了極少數在分類上有爭議的綠藻部份為 單細胞（爭議點為歸屬於Protista），否則原則上植物界皆為多細胞。參見植物分類表 (NCBI)。 動物界（Animalia）：即“後生動物”（即多細胞生物）。參見動物分類表。 病毒和類病毒
三. 真核细胞
（一）真核细胞的形态与大小 （二）真核细胞的基本结构
比较原核细胞与真核细胞
四. 非细胞生命形态----病毒
植物病毒 动物病毒 细菌病毒（噬菌体）
动物病毒：DNA病毒（如，腺病毒），RNA 病毒（如逆转录病毒）
第二节 细胞的起源与进化
?
第三节 细胞的分子基础
Protoplasm 50种元素
2. 细胞具有独立的、有序的代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位 3. 细胞是有机体生长发育的基础
4. 细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性 5. 没有细胞就没有完整的生命 6. 细胞可以复制自己本身
细胞是物质（结构）能量、与信息过程精巧结合的综合体
7.关于细胞概念的ຫໍສະໝຸດ Baidu些新思考
细胞是多层次、非线性与多层面的复杂结构体系
细胞
原核细胞 真核细胞
二. 原核细胞 1.支原体
0.1-0.3 um， 环状双链DNA，编码400种蛋白的合成。
2. 细菌
3. 古细菌
一些分子结构在真核与细菌之间，更接近细菌。 DNA， 类似核小体，rRNA 5s sequence 象真核，有重复序列，有intron 核糖体 蛋白数在细菌与真核之间
2. DNA
Replication
Reversed transcription
DNA
Transcription
RNA mRNA
tRNA rRNA
Translation
Protein
3. RNA （1）mRNA （2）rRNA (3) tRNA
(4) snRNA (5) miRNA
（二）蛋白质是遗传信息的执行者
1. 蛋白质的组成 2. 蛋白质的结构 3.蛋白质的结构与功能的关系 4.酶的本质是特殊的蛋白
（三）多糖存在于细胞膜表面和细胞间质中
小结：
细胞生物学的发展历史
细胞生物学的概念
细胞的发现 细胞学说的建立及内容
细胞学的发展 实验细胞学的发展 电镜的发明 分子生物学与细胞生物学的发展
细胞生物学与其它生物学科的关系
细胞是有序的、具有自组装与自组织能力的体系
细胞的基本共性
1.所有的细胞都有相似的化学组成 2. 脂-蛋白体系的生物膜 3. DNA-RNA 的遗传装置 4.蛋白质合成的机器—核糖体 5. 一分为二的分裂方式
细胞的多样性
林奈 1735 二界
無分類
植物界
海克爾 1866[1] 三界
原生生物界
植物界
细胞生物学与医学
细胞生物学与医学的关系： 生命现象：生、老、病、死
细胞生物学研究的领域与医学意义
信号转导 细胞分化与干细胞 细胞增殖与周期调控 衰老与细胞死亡
细胞的概念及分子基础
细胞的统一性及多样性 细胞的基本概念：细胞是生命活动的基本单位
有机体的单位 具独立完整的代谢系统 生长发育的基础 遗传的基本单位，具遗传全能性 没有细胞就没有完整的生命 细胞可以复制自己
動物界
原核生物界（Prokaryotae）：三域系統中的古菌域與細菌域同歸於原核生物界。五界說的原核生物界則是包括沒有核膜的細菌等。 古菌域（Archaea）：一般生存於極端環境，如深海、鹽湖、火山口等。包括嗜鹽菌、一些超嗜熱菌、嗜酸菌等。參見古菌分類表。 細菌域（Bacteria）：包括藍綠菌（原名藍綠藻）、放線菌、衣原體、支原體、立克次體等。參見細菌分類表。
柴頓 1937[2] 二帝國 原核生物界
植物界
柯普蘭 1956[3] 四界 原核生物界
原生生物界
植物界
魏泰克 1969[4] 五界
原核生物界
原生生物界 真菌界
植物界
沃斯等人 1977[5] 六界
真細菌界
古菌細菌界
原生生物界
真菌界
沃斯等人 1990[6] 三域
細菌域 古菌域
真核域
動物界 動物界
動物界
動物界
原核
细胞
真核 细胞的分子基础
元素 分子
C、H、O、N S、P、Cl、K、Na、Ca、Mg 、Fe 微量元素 无机：水、盐
小分子 有机：
大分子：DNA，RNA， Protein