南农 细胞生物学 10 PPT课件
合集下载
南京农业大学分子生物学 (10)
Mycobacterium tuberculosis
13
南京农业大学 生命科学学院
第三节 分子生物学的研究内容 ❖分子生物学的研究内容：
DNA重组技术 基因表达调控研究 结构分子生物学 基因组、功能基因组与生物信息学研究
2020/8/22
14
南京农业大学 生命科学学院
第三节 分子生物学的研究内容
“What’s Human Genome Project?” “One base One dollar!” - by a taxi driver (and a tax payer)
2020/8/22
12
南京农业大学 生命科学学院
Ureaplasma urealyticum
Bacillus subtilis
Figure 1
This figure is purely diagrammatic. The two ribbons symbolize the two phophate-sugar chains, and the horizonal rods the pairs of bases holding the chains together. The vertical line marks the fibre axis.
2020/8/22
7
南京农业大学 生命科学学院
第一节 引 言
DNA
mRNA
16S rRNA
tRNA
生物 大分子
蜘蛛毒素 金属硫蛋白
2020/8/22
胰岛素
8
蛋白酶
光合作用受体
南京农业大学 生命科学学院
第一节 引 言
❖分子生物学的基本原理：
❖ 构成生物体各类有机大分子的单体在不同生物中都是相同的。 ❖ 生物体内一切有机大分子的建成都遵循一定的规则。 ❖ 某一特定生物体所拥有的核酸及蛋白质分子决定了它的属性。
《细胞生物学》ppt课件(2024)
叶绿体
主要功能是进行光合作用，将光能转化为化学能储存在有 机物中。其结构包括外膜、内膜和类囊体，类囊体上附有 大量与光合作用有关的色素和酶。
高尔基体
主要功能是参与蛋白质的加工、分类和包装，形成分泌泡 或分泌颗粒，将其运输到细胞表面或分泌到细胞外。其结 构包括扁平囊泡、大泡和小泡。
2024/1/30
核糖体
2024/1/30
01 02 03 04
推动医学发展
细胞生物学在医学领域有着广泛 的应用，如研究疾病的发病机理 、开发新的治疗方法和药物等。
探索生命起源与进化
通过研究细胞的起源、进化和多 样性，可以深入了解生命的起源 和进化过程，探索生命科学的奥 秘。
6
02
细胞的基本结构与功能
Chapter
2024/1/30
能量代谢的调节机制
受到细胞内能量状态、激素水平、神经调节等多 种因素的影响。
2024/1/30
14
细胞的信号传导与调控
信号传导的基本概念
信号传导的主要途径
信号传导是指细胞通过特定的信号分子和 信号通路，将外界刺激转化为细胞内生物 化学反应的过程。
包括G蛋白偶联受体信号通路、酶联受体信 号通路、离子通道受体信号通路等。
7
细胞膜的结构与功能
2024/1/30
细胞膜的主要成分
01
脂质、蛋白质和糖类
细胞膜的结构特点
02
流动性、选择透过性
细胞膜的功能
03
物质运输、信息传递、能量转换、细胞识别等
8
细胞质的结构与功能
2024/1/30
细胞质的主要成分
水、无机盐、脂质、蛋白质、糖类等
细胞质的结构特点
胶态、不均一性
主要功能是进行光合作用，将光能转化为化学能储存在有 机物中。其结构包括外膜、内膜和类囊体，类囊体上附有 大量与光合作用有关的色素和酶。
高尔基体
主要功能是参与蛋白质的加工、分类和包装，形成分泌泡 或分泌颗粒，将其运输到细胞表面或分泌到细胞外。其结 构包括扁平囊泡、大泡和小泡。
2024/1/30
核糖体
2024/1/30
01 02 03 04
推动医学发展
细胞生物学在医学领域有着广泛 的应用，如研究疾病的发病机理 、开发新的治疗方法和药物等。
探索生命起源与进化
通过研究细胞的起源、进化和多 样性，可以深入了解生命的起源 和进化过程，探索生命科学的奥 秘。
6
02
细胞的基本结构与功能
Chapter
2024/1/30
能量代谢的调节机制
受到细胞内能量状态、激素水平、神经调节等多 种因素的影响。
2024/1/30
14
细胞的信号传导与调控
信号传导的基本概念
信号传导的主要途径
信号传导是指细胞通过特定的信号分子和 信号通路，将外界刺激转化为细胞内生物 化学反应的过程。
包括G蛋白偶联受体信号通路、酶联受体信 号通路、离子通道受体信号通路等。
7
细胞膜的结构与功能
2024/1/30
细胞膜的主要成分
01
脂质、蛋白质和糖类
细胞膜的结构特点
02
流动性、选择透过性
细胞膜的功能
03
物质运输、信息传递、能量转换、细胞识别等
8
细胞质的结构与功能
2024/1/30
细胞质的主要成分
水、无机盐、脂质、蛋白质、糖类等
细胞质的结构特点
胶态、不均一性
《细胞生物学》PPT课件
结构与生命活动的基本单位，有
了细胞才有完整的生命活动。
细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，它
是在不同层次（显微、亚显微与分子水平）上以研究
细胞结构与功能、细胞增殖、分化、衰老与凋亡、细
胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与
编辑ppt
1
（1）细胞学：细胞的结构和功能；细胞分裂、分化、衰老和 癌变 （2）生物化学：化学成分；细胞代谢；分子生物学 （3）微生物和生物技术：微生物学；生物技术
30%左右
难度不大，范围广
编辑ppt
2
复习时涉及的主要知识范围
（1）细胞学：细胞器的结构和功能；细胞分裂的过程；分化、 衰老和癌变机理
编辑ppt
8
一、真核细胞的结构 （一）细胞膜（质膜） 1、细胞膜的基本组成成分 (1)膜脂 ：磷脂、胆固醇和糖脂
占50 ％以上：具有一个极性头和两个由脂肪酸链形成的非极 性尾；脂肪酸碳链为偶数；既含饱和脂肪酸又含不饱和脂肪酸
胆固醇只存在于动物细胞、酵母菌、支原体；细菌、蓝藻等
原核细胞和植物细胞膜中一般没有胆固醇；助于增加膜的稳定
15
协同运输（伴随运输）：不是由ATP提供能量，而是借其他物质 的浓度梯度为动力来进行的 同向协同运输 反向协同运输
动物细胞中葡萄糖的跨膜运输
编辑ppt
16
④内吞作用与外排作用 大分子（如蛋白质、多核苷酸、多糖）或颗粒物质 吞噬作用 胞饮作用 内吞作用与外排作用都需要细胞提供能量。
编辑ppt
17
6
主要内容
细胞结构与功能、细胞重要生命活动：
细胞核、染色体以及基因表达的研究
生物膜与细胞器的研究
细胞骨架体系的研究
细胞增殖及其调控
了细胞才有完整的生命活动。
细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，它
是在不同层次（显微、亚显微与分子水平）上以研究
细胞结构与功能、细胞增殖、分化、衰老与凋亡、细
胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与
编辑ppt
1
（1）细胞学：细胞的结构和功能；细胞分裂、分化、衰老和 癌变 （2）生物化学：化学成分；细胞代谢；分子生物学 （3）微生物和生物技术：微生物学；生物技术
30%左右
难度不大，范围广
编辑ppt
2
复习时涉及的主要知识范围
（1）细胞学：细胞器的结构和功能；细胞分裂的过程；分化、 衰老和癌变机理
编辑ppt
8
一、真核细胞的结构 （一）细胞膜（质膜） 1、细胞膜的基本组成成分 (1)膜脂 ：磷脂、胆固醇和糖脂
占50 ％以上：具有一个极性头和两个由脂肪酸链形成的非极 性尾；脂肪酸碳链为偶数；既含饱和脂肪酸又含不饱和脂肪酸
胆固醇只存在于动物细胞、酵母菌、支原体；细菌、蓝藻等
原核细胞和植物细胞膜中一般没有胆固醇；助于增加膜的稳定
15
协同运输（伴随运输）：不是由ATP提供能量，而是借其他物质 的浓度梯度为动力来进行的 同向协同运输 反向协同运输
动物细胞中葡萄糖的跨膜运输
编辑ppt
16
④内吞作用与外排作用 大分子（如蛋白质、多核苷酸、多糖）或颗粒物质 吞噬作用 胞饮作用 内吞作用与外排作用都需要细胞提供能量。
编辑ppt
17
6
主要内容
细胞结构与功能、细胞重要生命活动：
细胞核、染色体以及基因表达的研究
生物膜与细胞器的研究
细胞骨架体系的研究
细胞增殖及其调控
南农 细胞生物学 10
第十二章细胞分化与基因表达调控特异性蛋白质合成的实质在于基因选择性表达。
正因为如此，本章的主题才定为细胞分化与基因表达调表12几种生物的细胞数目与类型细胞类型在个体正常发育过程中，通过有控制的细胞分裂而增加细胞数目，通过有序的细胞分化而增加细胞类型，进而由不同类型的细胞构成生物体的组织与器官，执行不同的功能。
显然，细胞分化为某种细胞类群通过相互协同作用完成各种复杂特殊的生物学功能，为生命向更高层次的发展与进化奠定了基础。
尽管分化的细胞类型千差万别，但究其本质却是基因组保持相同而表达的基因有所不同，从而在形态结构、生理功能及生物学行为方面均有所不同。
细胞分化过程常常伴随着细胞增殖与细胞凋亡，分化细胞的最终归宿往往是细胞的衰老和死亡。
细胞癌变是细胞分化领域中的一个特殊问题，因为肿瘤细胞可以看做是正常细胞分化机制失控的细胞，成为不衰老的永生细胞，丧失分化细胞的正常生理功能，形态上趋于一致，表现出某些未分化细胞的特征(有人称之为“去分化”)。
然而肿瘤细胞的基因组却不同程度地发生了改变，其结果是正常机体的构建受到破坏，并丧失了相应的正常生物学功能。
第一节细胞分化一、细胞分化的基本概念(一)细胞分化是基因选择性表达的结果早期人们推测细胞分化是由于细胞在发育过程中遗传物质的选择性丢失所致。
现代分子生物学的证据表明，细胞分化是由于基因选择性的表达各自特有的专一性蛋白质而导致细胞形态、结构与功能的差异。
如鸡的输卵管细胞合成卵清蛋白，成红细胞合成β珠蛋白，胰岛细胞合成胰岛素，这些细胞都是在个体发育过程中逐渐产生的。
用编码上述三种蛋白的基因分别作探针，对三种细胞中提取的总DNA的限制性酶切片段进行Southern杂交实验。
结果显示，上述三种细胞的基因组DNA中均存在卵清蛋白基因、 β珠蛋白基因和胰岛素基因 (表12—2)；然而用同样的三种基因片段作探针，对上述三种细胞中提取的总 RNA进行Northern杂交实验，结果表明，仅在输卵管细胞中表达卵清蛋白 mRNA，而成红细胞中表达β珠蛋白mRNA，胰岛细胞中表达胰岛素mRNA(表表12—2 ) 上述结果说明，不同类型的细胞在发育过程中表达一套特异的基因，其产物不仅决定细胞的形态结构，而且执行各自的生理功能。
细胞生物学课件(共137张PPT)
DNA存在细胞核和线粒体内，携带和传递遗传信息， 决定细胞和个体的基因型（gene type)。
RNA存在于细胞质和细胞核内，参入细胞内DNA 遗传信息的表达。
病毒中，RNA也可作为遗传信息的载体。
Section 1 DNA的结构与功能
一、DNA的一级结构
4种核苷酸的连接及排列顺序 四种脱氧核糖核苷酸分别表示为：
(6)核小体沿DNA的定位受不同因素的影响，进 而通过核小体相位改变影响基因表达 。
核小体的性质及结构要点示意图（引自等）
在用微球菌核酸酶降解染色质时，反应早期可得到166bp的片段，但不稳定；进一步降解则得到146bp片段，
比较稳定。推测可能原因是失去H1后，DNA两端各有10bp的DNA，易被核酸酶作用而降解。
Chromatin Packing
Chromatin Packing
Section 3 基因与基因组
• 基因：表达一种蛋白质或功能RNA的基 本单位。
• 基因组：是指某种生物所包含的全套基
因。
人类基因组的C值在3＊109 bp ； 病毒含 103~105bp；细菌含105~107bp；
基因与蛋白质
（１）铺展染色质的电镜观察
Isolated from interphase nucleus: 30nm thick Chromatin unpacked, show the nuclesome
(2)用非特异性微球菌核酸酶消化染色质,部分酶解片
段检测结果
（３）应用X射线衍射、中子散射和电镜三维重建 技术研究染色质结晶颗粒
五、分子及细胞生物学研究技术
基因组的维持
真核基因组的结构
染色质结构及其调控 DNA的复制 、修复和转座
1
RNA存在于细胞质和细胞核内，参入细胞内DNA 遗传信息的表达。
病毒中，RNA也可作为遗传信息的载体。
Section 1 DNA的结构与功能
一、DNA的一级结构
4种核苷酸的连接及排列顺序 四种脱氧核糖核苷酸分别表示为：
(6)核小体沿DNA的定位受不同因素的影响，进 而通过核小体相位改变影响基因表达 。
核小体的性质及结构要点示意图（引自等）
在用微球菌核酸酶降解染色质时，反应早期可得到166bp的片段，但不稳定；进一步降解则得到146bp片段，
比较稳定。推测可能原因是失去H1后，DNA两端各有10bp的DNA，易被核酸酶作用而降解。
Chromatin Packing
Chromatin Packing
Section 3 基因与基因组
• 基因：表达一种蛋白质或功能RNA的基 本单位。
• 基因组：是指某种生物所包含的全套基
因。
人类基因组的C值在3＊109 bp ； 病毒含 103~105bp；细菌含105~107bp；
基因与蛋白质
（１）铺展染色质的电镜观察
Isolated from interphase nucleus: 30nm thick Chromatin unpacked, show the nuclesome
(2)用非特异性微球菌核酸酶消化染色质,部分酶解片
段检测结果
（３）应用X射线衍射、中子散射和电镜三维重建 技术研究染色质结晶颗粒
五、分子及细胞生物学研究技术
基因组的维持
真核基因组的结构
染色质结构及其调控 DNA的复制 、修复和转座
1
医学-南农 细胞生物学 10
细胞在体内条件下的衰老
衰老动物体内，细胞分裂速度显著减慢， 其原因主要是G1期明显延长，S期的长度 变化不大。 衰老个体内的环境因素影响了上皮细胞 的增殖和衰老。
衰老细胞结构的变化
(一)细胞核的变化 (二)内质网的变化 (三)线粒体的变化 (四)致密体的生成 (五)膜系统的变化
(一)细胞核的变化
抑癌基因
抑癌基因(tumor—suppressor gene) 突变失活会导致肿瘤发生的一类基因。 功能 编码的蛋白在细胞周期的检验点上起阻止周期 进程的作用 是正常细胞增殖过程中的负调控因子 突变后果 丧失其细胞增殖的负调控作用，则导致细胞周 期失控而过度增殖。
肿瘤发生的实质
癌症的发生并不是单一基因的突变，在一个细胞 中至少发生5～6个基因突变，才能赋予癌细胞所 有的特征 癌症是一种典型的老年性疾病，它涉及一系列的 原癌基因与抑癌基因的致癌突变的积累 生殖细胞中原癌基因或肿瘤抑制因子发生致癌突 变，致使体内所有的体细胞的相应基因都已变异。 携带这种基因突变的家族成员更易患癌症。
3．细胞质成分的影响
细胞质的不均一性 在卵母细胞的细胞质含有多种隐蔽mRNA，呈不 均匀地分布。 决定子(determinant) 指影响卵裂细胞向不同方向分化的细胞质成分。 影响
受精卵早期细胞分裂，隐蔽mRNA不均一地分配 到子细胞中，从而将决ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ未来细胞分化的命运， 产生分化方向的差异。
4．细胞间的相互作用
2．细胞记忆的影响
决定(determination) 是指一个细胞接受了某种指令，在发育中这一 细胞及其子代细胞将区别于其他细胞而分化成 某种特定的细胞类型 细胞记忆 细胞可以将信号分子短暂的的有效作用储存起 来并形成长时间的记忆，逐渐向特定方向分化。 细胞记忆的机制 一是活化转录调节因子 二是染色体结构变化(DNA与蛋白相互作用)的 信息传到子代细胞
细胞生物学全套完整版PPT文档(2024)
推动生物工程进步
细胞生物学的研究也为生物工程领域提供了重要的理论和 技术支持，例如通过细胞工程可以生产具有特定功能的细 胞和组织工程产品。
2024/1/29
探索未知领域
随着研究的深入，细胞生物学将不断揭示新的未知领域和 生命现象，为人类探索生命奥秘提供更多的线索和启示。
6
02 细胞的基本结构 与功能
细胞质内含有各种细胞器，如线粒体、叶绿体、 内质网、高尔基体等，参与细胞的代谢和合成。
细胞质还承担着细胞内物质运输和能量转换的功 能。
2024/1/29
10
细胞核的结构与功能
01
细胞核是细胞的遗传信息库，由 核膜、核仁和染色质组成。
02
核膜将细胞核与细胞质分开，核 膜上有核孔，控制物质进出细胞
核。
2024/1/29
7
细胞的形态与大小
动物细胞形态多样，一般呈圆形、椭圆形或不规则形；植物细胞形态较规则，多为 长方形、正方形或多边形。
细胞大小差异很大，最小的细菌细胞直径仅0.2微米，最大的卵细胞直径可达200微 米以上。
2024/1/29
细胞的大小与生物体的复杂程度有关，一般来说，高等生物细胞较大，低等生物细 胞较小。
激光共聚焦显微镜
利用激光束扫描样品并收集荧光信号，实现 高分辨率的三维成像。
2024/1/29
电子显微镜
利用电子束代替光束，实现更高分辨率的细 胞结构观察。
33
细胞分离与培养技术
2024/1/29
细胞分离技术
包括机械法、酶消化法、免疫磁珠法等，用于从组织或血液中分 离出特定类型的细胞。
细胞培养技术
代谢组学技术
研究细胞内代谢产物的种 类、含量和变化，揭示细 胞代谢状态和调控机制。
细胞生物学PPT课件
第二章 细胞的基本知识概要 知识要点
第一节细胞的基本知识
（1）掌握细胞的概念 （2）了解细胞的基本共性
第二节 细胞的类型
原核细胞 （1）了解最小、最简单的细胞—— （2）了解并掌握原核细胞的代表——细菌的特征 （3）了菌 第二节 细胞的类型
真核细胞 （1）理解和掌握真核细胞的基本结构体系 （2）掌握植物细胞与动物细胞的比较 （3）掌握原核细胞与真核细胞的比较 第三节 病毒--非细胞的生命体 （1）了解病毒的生活史
运（三种膜泡）
2020/10/13
7
第8章细胞通信与信号传递 （1）了解细胞通信与细胞识别 （2）理解和掌握通过细胞内受体介导的信号传递 （3）理解和掌握通过细胞表面受体介导的 G蛋白耦联型受体（cAMP信
号通路与磷脂酰肌醇信号通路）和受体酪氨酸激酶及RTK-Ras途径 （4）了解由细胞表面整连蛋白介导的信号传递 （5）理解细胞信号传递的基本特征与蛋白激酶的网络整合信息
（3）理解高尔基体的分拣功能
7.4溶酶体与过氧化物酶体
（1）了解溶酶体与过氧化物酶体的结构特征与类型
（2）理解溶酶体与过氧化物酶体的功能
（3）理解和掌握溶酶体的发生
7.5细胞内蛋白质的分选
（1）理解和掌握蛋白质的分选途径和运转机制
（2）理解和掌握蛋白质的转运类型，包括门控转运（通过核孔选择性的
进入核或出核过程）；跨膜转运（转运到线粒体、叶绿体中）；和膜泡转
3.1 细胞形态结构的观察方法 （1）掌握和理解光学显微镜和电子显微镜结构特点与应用特性 （2）了解其他显微镜技术结构特点与应用特性 3.2 细胞组分的分析方法 （1）理解离心技术，酶细胞化学技术，免疫细胞化学技术，原位杂交，同位 素示踪，细胞分选技术 3.3 细胞工程与显微操作技术 （1）了解细胞培养类型和方法 （2）理解和掌握细胞融合，单克隆抗体技术
第一节细胞的基本知识
（1）掌握细胞的概念 （2）了解细胞的基本共性
第二节 细胞的类型
原核细胞 （1）了解最小、最简单的细胞—— （2）了解并掌握原核细胞的代表——细菌的特征 （3）了菌 第二节 细胞的类型
真核细胞 （1）理解和掌握真核细胞的基本结构体系 （2）掌握植物细胞与动物细胞的比较 （3）掌握原核细胞与真核细胞的比较 第三节 病毒--非细胞的生命体 （1）了解病毒的生活史
运（三种膜泡）
2020/10/13
7
第8章细胞通信与信号传递 （1）了解细胞通信与细胞识别 （2）理解和掌握通过细胞内受体介导的信号传递 （3）理解和掌握通过细胞表面受体介导的 G蛋白耦联型受体（cAMP信
号通路与磷脂酰肌醇信号通路）和受体酪氨酸激酶及RTK-Ras途径 （4）了解由细胞表面整连蛋白介导的信号传递 （5）理解细胞信号传递的基本特征与蛋白激酶的网络整合信息
（3）理解高尔基体的分拣功能
7.4溶酶体与过氧化物酶体
（1）了解溶酶体与过氧化物酶体的结构特征与类型
（2）理解溶酶体与过氧化物酶体的功能
（3）理解和掌握溶酶体的发生
7.5细胞内蛋白质的分选
（1）理解和掌握蛋白质的分选途径和运转机制
（2）理解和掌握蛋白质的转运类型，包括门控转运（通过核孔选择性的
进入核或出核过程）；跨膜转运（转运到线粒体、叶绿体中）；和膜泡转
3.1 细胞形态结构的观察方法 （1）掌握和理解光学显微镜和电子显微镜结构特点与应用特性 （2）了解其他显微镜技术结构特点与应用特性 3.2 细胞组分的分析方法 （1）理解离心技术，酶细胞化学技术，免疫细胞化学技术，原位杂交，同位 素示踪，细胞分选技术 3.3 细胞工程与显微操作技术 （1）了解细胞培养类型和方法 （2）理解和掌握细胞融合，单克隆抗体技术
细胞生物学PPT课件
03
细胞质基质与细胞器
Chapter
细胞质基质组成和功能
组成
水、无机盐、脂质、糖类、氨基 酸、核苷酸、多种酶等。
功能
为细胞器提供液体环境；参与细 胞内物质运输；参与细胞内各种 代谢反应。
线粒体、叶绿体等能量转换器官
线粒体
真核细胞中的一种细胞器，是细胞进 行有氧呼吸的主要场所，被称为“动 力车间”。具有双层膜结构，内膜向 内折叠形成嵴，增大膜面积。
实例分析
如乳糖操纵子、色氨酸操纵子等原核生物基因表达调控机制；真核生物基因表达调控机 制则更为复杂，包括启动子、增强子、沉默子等顺式作用元件以及反式作用因子等。
RNA转录后加工修饰过程
RNA转录后加工修饰
包括5'端加帽、3'端加尾、剪接和编辑等 过程。
VS
加工修饰的意义
提高RNA稳定性、协助RNA转运出核、 参与蛋白质翻译等。
Chapter
有丝分裂过程及特点描述
有丝分裂过程
包括前期、中期、后期和末期四个阶段，每 个阶段都有特定的染色体形态和细胞结构变 化。
特点描述
有丝分裂是一种普遍存在的细胞增殖方式， 通过复制和分离染色体，确保遗传信息的准 确传递。
减数分裂过程及意义阐述
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，涉及染色体配对、交换和分离等过程 。
通过基因选择性表达实现
指同一来源的细胞逐渐产生出形态结构 、功能特征各不相同的细胞类群的过程
组织器官形成中的细胞分化
生长因子在胚胎发育中作用
生长因子定义
01
04
促Hale Waihona Puke 细胞增殖和分化一类调节细胞生长与增殖的多肽类物质