第三节生命的基本单位-细胞

PrPC
PrPSC
病毒学研究的重要意义
病毒是人类传染病的主要病原
据统计，人类传染病大约有70％以上是由 病毒引起的，其余30％由细菌、真菌和原 生动物等造成。
病毒病至今没有十分理想的预防和治疗手 段，严重威胁人类的健康和经济发展。
为什么说细胞是生命的基本单位
细胞是生命的基本结构单位，所有生物都是由细胞 组成的；
细胞的共同特征
①都具有选择性通透的膜结构-细胞膜 ②具有遗传物质-DNA和RNA ③ 都有核糖体参与蛋白质合成
细胞的种类
原核细胞：无典型的核结构而的名。 原核细胞所形成的生物称为原核生物 (prokaryotes)，包括细菌(bacteria)、蓝藻、支 原体等。
真核细胞：有细胞核(nucleus) 。 真核细胞构成的生物称为真核生物(eukaryotes) ， 包括动物（animal）、植物（plant）、真菌 (fungi) 。
人类小淋巴细胞 4～5 m
鸵鸟卵
12 cm
支原体
0.1 m
生命的基本单位 —— 细胞
细胞的形态
红细胞
卵细胞 和精子
细胞的数量
新生儿约有2×1012 个 成年人约有6×1013 个
成纤维细胞
上 皮 细 胞
平滑肌 细胞
脂肪 细胞
心肌 细胞
单细胞生物 多细胞生物
细胞体积的守恒定律：器官的大小与细胞的 数量成正比，而与细胞的大小无关。
代谢有序性和自控性 细胞核---“中心调度室”,细胞生命活动的控制中心 内质网---合成蛋白质、脂类和糖类的“生产车间” 高尔基体---生物大分子 加工、包装的“加工车间” 线粒体和叶绿体---产能的“动力车间” 核糖体---蛋白质生产的机器 溶酶体--- “回收车间”和“保卫处” 细胞骨架系统（MF,MT,IF）---支架、运输、运动 膜流---生产“流水线”和“传送带”
细胞分裂 无丝分裂
有丝分裂、减数分裂
真核细胞与原核细胞的遗传结
构装置和基因表达的比较
特征
原核细胞
真核细胞
遗传信息量 基因组 DNA
重复序列 内含子
RNA聚合酶 DNA复制 转录与翻译 加工与修饰 表达调控
小
n 环状、裸露DNA
罕见 无 一种复合体 无明显周期性 同时、同地 无 操纵子形式
大
2n 线形、染色体
生命的基本单位 —— 细胞
1855年~1858年德国病理学家魏尔和(Virchow)在研 究结缔组织的基础上，进步论证了细胞是生命的功能 单位，同时也是疾病的原发单位，明确提出了“一切 细胞只能来自原来的细胞”，“一切病理现象都是基 于细胞的损伤”。充实和完善了细胞学说。
细胞学说的基本内容应该包括：
细胞是生命活动的功能单位，一切代谢活动均以细 胞为基础；
细胞是生殖和遗传的基础与桥梁；具有相同的遗传 语言；
细胞是生物体生长发育的基础；
形状与大小各异的细胞是生物进化的结果
没有完整的细胞就没有完整的生命（病毒的生命活 动离不开细胞）
下列叙述不正确的是（ ） A．质粒是细菌基因组DNA 外的一些小的环状DNA 分子， 它是遗传工程中DNA片段的主要载体 B．病毒是目前已知最小的细胞生物 C．各类细胞的体积都相当恒定 D．人体内最大的细胞是卵细胞 E．器官的大小与细胞的数量成正比，而与细胞的大小无关 下列描述中错误的是（ ） A．各类细胞的体积都相当恒定 B．细胞的形态是与其功能相适应的 C．支原体是目前已知最小的细胞 D．人的卵细胞是目前已知最大的细胞 E．成人大约含有1014个细胞
较大，10～100 m 纤维素（植物细胞）
细 胞 质 仅有核糖体，无胞质环 各种细胞器，存在胞
流
质环流
核 糖 体 70S（50S＋30S）
80S（60S＋40S）
细胞骨架 无
有
内膜系统 无
有
细 胞 核 拟核（无核膜、核仁） 有核膜、核仁
核 膜无
有
染 色 体 单组
多组
核 外DNA 含有质粒DNA
线粒体与叶绿体DNA
和细胞质基质系统
生命的基本单位 —— 细胞
在光学显微镜下 可以观察到：细 胞膜、细胞质和 细胞核
在电子显微镜下：膜相结构-细胞膜、线粒体、内质网、 高尔基复合体、溶酶体、过氧化物酶体、叶绿体、核膜等
非膜相结构-核糖体、中心体、核仁、 染色质、微管和微丝等细胞骨架
J. D. Robertson 1959 用超薄切片技术获得了 清晰的细胞膜照片，显示暗-明-暗三层结构， 厚约7.5nm。这就是所谓的“单位膜”模型 。它由厚约3.5nm的双层脂分子和内外表面 各厚约2nm的蛋白质构成。
的wk.baidu.com能性
生命的基本单位 —— 细胞
一切代谢活动均以细胞为基础
细胞生命活动： 以物质代谢为基础； 以能量代谢（ATP） 为动力； 以信息调控为机制
精子穿卵受精卵6周胚胎11周胚胎12周 胚胎4月胚胎
细胞的基本特征
细胞的大小、形态、数量
细胞
大小
人类卵细胞
100 m
人类肝细胞
18～20 m
质粒是染色体外能够进行自主复制的遗传单位 ， 许多细菌除了染色体外，还有大量很小的环状 DNA分子，这就是质粒(plasmid)
真核细胞（eukaryotic cell）
真核细胞的基本结构体系
脂蛋白体系构成的生物膜系统 核酸-蛋白质复合体构成的遗传信息载体
与表达系统 由特异的结构蛋白装配而成的细胞骨架
1835年，杜雅丁（E.Dujardin）在低等动物根 足虫和多孔虫细胞中发现粘稠状物质，称为肉 样质（Sarcode）。
1840年，Purkinje把植物细胞中的物质称原生
质(Protoplasm)。
提出了细胞是一切动植物的基本 单位
Schwann T. （1810-1882）
Schleiden MJ. （1804-1881）
大量存在 有
三种：polⅠ、Ⅱ、Ⅲ 有明显周期性（S期）
先转录（核）后翻译（质） 有复杂的加工过程 多层次、多环节
病毒与蛋白质感染因子
病毒（virus）
病毒是由核酸（DNA或RNA）芯和蛋白质 外壳(Capsid)组成，专营细胞内的寄生生活 ，缺少进行自主代谢的完整机构，病毒单独 存在时不能繁殖。
这种感染因子不含核酸，在复制方式和传染 途径上完全不同于传统概念上的病毒，为了区别 于病毒，称其为“蛋白质感染因子”。其本身不 能复制，其增殖方式是通过一个PrPsc分子与一个 PrPc分子相结合，诱导后者转变成PrPsc，形成了 PrPsc二聚体，于是一个PrPsc分子就变成两个。
生命的基本单位 —— 细胞
生物体结构和生命活动的物质基础是
蛋白质 新陈代谢 细胞 构成细胞的各种化合物 核酸
生命的基本特征表现为什么？ 生殖有哪两种方式，它们的特点分别是什
么？ 从原核生物到真核生物的进化途径主要有
什么假说，观点是什么？
生命过程的一般原理
生命的基本单位
—— 细 胞
细胞（cell）：是一切生物的形态结构和 生命活动的基本单位
（mycoplast genitalium）
迄今发现的能独立生活的最小基因组： 482 genes
大小0.1～0.3μm，仅为细菌的十分之一
细菌细胞模式图
细胞壁
细胞膜 又称为 细胞质 膜
拟核
又称为中 间体 间体
核糖体
细胞质
生命的基本单位 —— 细胞
拟核：在原核细胞中细胞核没有膜包被，也没有 核 仁 ， DNA 位 于 细 胞 中 央 的 核 区 ， 称 为 拟 核 （nucleoid）,该区可称为拟核区。
生物体的一切生理活动、生命的基 本特征及各种生命现象都是以细胞为单 位体现的。
生命的基本单位 —— 细胞
1824年，杜特罗切特（Dutrochet）提出细胞 组成生物体的说法，“一切组织，一切动植物 器官，实质上都是由形态不同的细胞所构成”， 但缺乏实验证据。
1831年，布郎（Robert Brown）在兰科植物 叶片表皮细胞中观察到一个的圆形区域，命名 为细胞核（Nucleus）。
原核细胞 （ procaryotic cell）
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。 主要代表： 支原体（mycoplast）——最小最简单的细 胞； 细菌 蓝藻又称蓝细菌（Cyanobacteria）
最小最简单的细胞—支原体
1、一切生物都是由细胞组成的 2、所有细胞都具有共同的基本结构 3、生物体通过细胞活动反映其生命特征 4、细胞来自原有细胞的分裂
细胞的基本特征
细胞的基本概念
—— 细胞是生命的基本单位,所有生命都是由细胞组成的
细胞是构成有机体的基本结构单位 细胞是代谢与功能的基本单位 细胞是生物有机体生长发育的基本单位 细胞是生殖和遗传的基本单位，具有遗传
1．生物的最基本的特征是（ ） A．生长、发育 B．遗传与变异 C．生殖 D．进化 E．新陈代谢 2．生命区别于非生命的根本标志是（ ） A．生长、发育 B．遗传与变异 C．生殖 D．进化 E．新陈代谢
3．生命活动的基本单位是（ ） A．细胞 B．细胞器 C．核酸 D．蛋白质 E．原生质 4．下列表述中不恰当的是（ ） A．核酸、蛋白质是一切生物共同的生命大分子物质基础 B．新陈代谢是生物有机界高度一致的生命基本运动形式 C．生长和发育是最普遍的存在于整个生物界的共同生命现象 D．在无性生殖中，也有遗传物质的重组发生 E．世界上没有绝对相同的两个个体 5．下列表述中不恰当的是（ ） A．糖、脂类、氨基酸等是机体生命活动不可或缺的重要组分 B．新陈代谢是生命区别于非生命的根本标志 C．生命现象的世代延续是有限的 D．在有性生殖过程中，有遗传物质的重组发生 E．生命从无到有、从多到少、从简单到复杂、从低级到高级的发展
动物细胞与植物细胞的比较
动物细胞
植物细胞
细胞壁 液泡 叶绿体
原核细胞和真核细胞的共同 特征
原核细胞与真核细胞的共同特征： ①都具有细胞膜 ②具有DNA和RNA ③ 都有核糖体参与蛋白质合成 ④都能以分裂形式进行繁殖
原核细胞与真核细胞的区别
特征
原核细胞
真核细胞
细胞大小 较小，1～10 m 细 胞 壁 肽聚糖
病毒与蛋白质感染因子
类病毒（viroid）仅由一条裸露的RNA分 子组成，无蛋白质外壳。它们具有感染作用 ，类似于病毒，故称为类病毒。
生命的基本单位 —— 细胞
病毒与蛋白质感染因子
蛋白质感染因子 （prion）
1982年，美国人S.B.Prusiner 在患羊瘙痒病的羊 体内发现蛋白质感染因子（prion）。更新了医学感 染的概念，获1997年诺贝尔生理医学奖。
过程就是进化
6、目前认为最可能作为生命起源主体的大分子物质是 Ａ核酸 Ｂ糖类 Ｃ蛋白质 Ｄ脂类 7、具有信息编码和合成催化双重功能的是 ＡＤＮＡ ＢＲＮＡ Ｃ脂类 Ｄ蛋白质 8、已发现最早可行自养作用的细胞是 Ａ细菌 Ｂ真核细胞 Ｃ病毒 Ｄ蓝藻 9、生物体的结构和功能单位是 Ａ细胞核 Ｂ细胞 Ｃ蛋白质分子 Ｄ核酸分子
真核细胞（eukaryotic cell）
高尔基复合体
细胞质
核孔 细胞核 核糖体 质膜
分泌颗粒 线粒体 内质网
生命的基本单位 —— 细胞
高尔基体 细胞骨架
光面内 质网
核膜 核仁
核
微绒毛 质膜 中心体
溶酶体 核糖体
线粒体 粗面内 质网 细胞质
真核细胞的结构与功 能
真核细胞区域化（Compartmentalization）