細(xì)胞基本知識(shí)概要第1頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第二章細(xì)胞基本知識(shí)概要

細(xì)胞的基本概念原核細(xì)胞與真核細(xì)胞第2頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第一節(jié)細(xì)胞的基本概念細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位細(xì)胞概念的一些新思考細(xì)胞的基本共性細(xì)胞的多樣性第3頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)原核細(xì)胞與真核細(xì)胞

原核細(xì)胞（Prokaryoticcell）古細(xì)菌（Archaebacteria）真核細(xì)胞（Eukaryoticcell）第4頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位

一切有機(jī)體都由細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位細(xì)胞具有獨(dú)立的、有序的自控代謝體系，細(xì)胞是代謝與功能的基本單位細(xì)胞是有機(jī)體生長(zhǎng)與發(fā)育的基礎(chǔ)細(xì)胞是遺傳的基本單位，細(xì)胞具有遺傳的全能性沒(méi)有細(xì)胞就沒(méi)有完整的生命第5頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二細(xì)胞概念的一些新思考細(xì)胞是多層次非線性的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系

細(xì)胞具有高度復(fù)雜性和組織性細(xì)胞是物質(zhì)（結(jié)構(gòu)）、能量與信息過(guò)程精巧結(jié)合的綜合體

細(xì)胞完成各種化學(xué)反應(yīng)

細(xì)胞需要和利用能量

細(xì)胞參與大量機(jī)械活動(dòng)

細(xì)胞對(duì)刺激作出反應(yīng)細(xì)胞是高度有序的，具有自組裝能力與自組織體系。

細(xì)胞能進(jìn)行自我調(diào)控；

繁殖和傳留后代第6頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二細(xì)胞的基本共性

所有的細(xì)胞表面均有由磷脂雙分子層與鑲嵌蛋白質(zhì)構(gòu)成的生物膜，即細(xì)胞膜。所有的細(xì)胞都含有兩種核酸：即DNA與RNA

作為遺傳信息復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的載體。作為蛋白質(zhì)合成的機(jī)器─核糖體，毫無(wú)例外地存在于一切細(xì)胞內(nèi)。所有細(xì)胞的增殖都以一分為二的方式進(jìn)行分裂。第7頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二原核細(xì)胞

基本特點(diǎn)：遺傳的信息量小，遺傳信息載體僅由一個(gè)環(huán)狀DNA構(gòu)成；細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有分化為以膜為基礎(chǔ)的具有專門(mén)結(jié)構(gòu)與功能的細(xì)胞器和細(xì)胞核膜。主要代表：支原體（mycoplast）—目前發(fā)現(xiàn)的最小最簡(jiǎn)單的胞細(xì)菌藍(lán)藻又稱藍(lán)細(xì)菌（Cyanobacteria） 第8頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二真核細(xì)胞

真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系細(xì)胞的大小及其分析原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較第9頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系以脂質(zhì)及蛋白質(zhì)成分為基礎(chǔ)的生物膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；

以核酸（DNA或RNA）與蛋白質(zhì)為主要成分的遺傳信息表達(dá)系統(tǒng)

由特異蛋白分子裝配構(gòu)成的細(xì)胞骨架系統(tǒng)。

第10頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二細(xì)胞的大小及其分析

各類(lèi)細(xì)胞直徑的比較細(xì)胞和細(xì)胞組分的相對(duì)大小第11頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較

原核細(xì)胞與真核細(xì)胞基本特征的比較原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的遺傳結(jié)構(gòu)裝置和基因表達(dá)的比較植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的比較第12頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第13頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二原核細(xì)胞與真核細(xì)胞基本特征的比較第14頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二結(jié)構(gòu)上看，真核細(xì)胞在長(zhǎng)期進(jìn)化的過(guò)程中，在細(xì)胞內(nèi)分化演變出一個(gè)生物膜系統(tǒng)，包括核膜及細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的一系列膜性結(jié)構(gòu)，核膜將細(xì)胞分隔為核和質(zhì)兩部分，遺傳物質(zhì)的貯存、復(fù)制與轉(zhuǎn)錄在核中進(jìn)行、細(xì)胞質(zhì)又進(jìn)一步以膜系統(tǒng)為基礎(chǔ)分隔為結(jié)構(gòu)更精細(xì)，功能更專一的單位——各種重要的細(xì)胞器，執(zhí)行蛋白質(zhì)合成，能量代謝與供應(yīng)，以及其它一系例代謝過(guò)程，此外和原核細(xì)胞不同的是，其核細(xì)胞內(nèi)還分化出一個(gè)精密的支架系統(tǒng)——細(xì)胞骨架系統(tǒng)，使細(xì)胞內(nèi)部空間上的合理布局。因此：細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)與職能的分工是真核細(xì)胞區(qū)別于原核細(xì)胞的重要標(biāo)志。第15頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的遺傳結(jié)構(gòu)裝置和基因表達(dá)的比較

第16頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的比較細(xì)胞壁液泡葉綠體

第17頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二古細(xì)菌

古細(xì)菌（archaebacteria）是一些生長(zhǎng)在極端特殊環(huán)境中的細(xì)菌(類(lèi)似地球早期生命環(huán)境),由古細(xì)菌構(gòu)成的生物稱為古核生物.鹽細(xì)菌(halobacteria)，生長(zhǎng)在濃度大的鹽水中熱原質(zhì)體(thermoplasma)，生長(zhǎng)在煤堆中硫氧化菌(sulfolobus)，生長(zhǎng)在硫磺溫泉中?，F(xiàn)在己發(fā)現(xiàn)100多種古細(xì)菌，并將它們分類(lèi)為目、科、屬、種.古細(xì)菌的形態(tài)特征和遺傳裝置和原核細(xì)胞相似,但16SrRNA序列分析和其他一些分子生物學(xué)特征卻與真核細(xì)胞更為近似?，F(xiàn)在己有更多的論據(jù)說(shuō)明真核生物可能起源于古核生物。第18頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二為什么說(shuō)真核細(xì)胞可能起源于古細(xì)菌？（1）古細(xì)菌細(xì)胞壁的成分類(lèi)似于真核細(xì)胞。抑制壁酸或肽聚糖合成的抗生素對(duì)真細(xì)菌有抑制生長(zhǎng)作用，對(duì)古細(xì)菌與真核細(xì)胞卻無(wú)作用。（2）DNA與基因結(jié)構(gòu)：古細(xì)菌DNA中有重復(fù)序列的存在。多數(shù)古核細(xì)胞的基因組中存在內(nèi)含子。（3）有類(lèi)核小體結(jié)構(gòu)：古細(xì)菌具有組蛋白，而且能與DNA構(gòu)建成類(lèi)似核小體構(gòu)。（4）有類(lèi)似真核細(xì)胞的核糖體：多數(shù)古細(xì)菌類(lèi)的核糖體較真細(xì)菌有增大趨勢(shì)，含有60種以上蛋白，介于真核細(xì)胞（70～84）與真細(xì)菌（55）之間?？股赝瑯硬荒芤种乒藕思?xì)胞類(lèi)的核糖體的蛋白質(zhì)合成。（5）5SrRNA：根據(jù)對(duì)5SrRNA的分子進(jìn)化分析，認(rèn)為古細(xì)菌與真核生物同屬一類(lèi)，而真細(xì)菌卻與之差距甚遠(yuǎn)。5SrRNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的研究也說(shuō)明很多古細(xì)菌與真核生物相似。

除上述各點(diǎn)外，根據(jù)DNA聚合酶分析，氨基酰tRNA合成酶的作用，起始氨基酰tRNA與肽鏈延長(zhǎng)因子等分析，也提供了以上類(lèi)似依據(jù)，說(shuō)明古細(xì)菌與真核生物在進(jìn)化上的關(guān)系較真細(xì)菌類(lèi)更為密切。因此近年來(lái)，真核細(xì)胞起源于古細(xì)菌的觀點(diǎn)得到了加強(qiáng)。第19頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第20頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第21頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第22頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第23頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第24頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第25頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第26頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第27頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第28頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第29頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第30頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第31頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第32頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第33頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第34頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二為什么說(shuō)支原體是最小，最簡(jiǎn)單的細(xì)胞?支原體具備一個(gè)細(xì)胞生存與增殖的基本結(jié)構(gòu)裝置細(xì)胞遺傳信息的載體DNA與RNA、核糖體（進(jìn)行蛋白質(zhì)的合成），催化主要酶促反應(yīng)所需要的酶。從保證一個(gè)細(xì)胞生命活動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)所必需的條件看完成細(xì)胞功能至少需要100種酶，這些分子進(jìn)行酶促反應(yīng)所必須占有的空間直徑為50nm，再加上核糖體(每個(gè)核糖體直徑約10--20nm)，細(xì)胞膜與核酸等，我們可以推算出來(lái)，一個(gè)細(xì)胞體積的最小極限直徑不可能小于100nm，而現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的最小支原體細(xì)胞的直徑已接近這個(gè)極限。第35頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第36頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第37頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第38頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第39頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二細(xì)菌細(xì)胞的核區(qū)與基因組

細(xì)菌DNA分子的長(zhǎng)度約為1200--1400μm，所含的遺傳信息量大約編碼2000～3000種蛋白質(zhì)①細(xì)菌DNA的復(fù)制不受細(xì)胞份裂周期的限制，可以連續(xù)進(jìn)行，不象真核細(xì)胞DNA復(fù)制僅局限在細(xì)胞周期的特定階段S期進(jìn)行。②細(xì)菌DNA復(fù)制時(shí)只有一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)，其復(fù)制模式為θ模型，因此它可以被看做為一個(gè)復(fù)制子。而真核細(xì)胞染色體在復(fù)制時(shí)有多個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)。③細(xì)菌DNA復(fù)制，RNA轉(zhuǎn)錄與蛋白質(zhì)譯制可以同時(shí)進(jìn)行，沒(méi)有嚴(yán)格的時(shí)間和空間上的限制，而真核生物具核膜把核和細(xì)胞質(zhì)隔開(kāi)，DNA在核內(nèi)復(fù)制和轉(zhuǎn)錄，蛋白質(zhì)則是在細(xì)胞質(zhì)中譯制。這是原核細(xì)胞和真核細(xì)胞最顯著的差異之一。第40頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二物種 基因組大小平均基因長(zhǎng)（bp）基因數(shù)目大腸桿菌4.2×106bp，1.2Kb 約2350酵母1.3×107bp1.4Kb約6100果蠅1.4×108bp11.3Kb約8750

人3×109bp16.3Kb約125000第41頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二細(xì)菌細(xì)胞核外DNA－質(zhì)粒第42頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第43頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第44頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二細(xì)菌的細(xì)胞膜

由磷脂雙分子層與鑲嵌蛋白質(zhì)構(gòu)成，膜厚8-10nm。主要功能是選擇性地交換物質(zhì)：吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物。細(xì)菌細(xì)胞膜含有豐富的酶系，其蛋白質(zhì)含量較真核細(xì)胞高出40%以上。細(xì)菌細(xì)胞膜的特點(diǎn)是具有多功能性第45頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二中膜體(mesosome)

中膜體又稱間體或質(zhì)膜體，由細(xì)胞膜內(nèi)陷形成，主要存在于革蘭氏陽(yáng)性菌中。功能：推測(cè)中膜體可能與DNA復(fù)制及向子細(xì)胞的分配有關(guān)。第46頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二細(xì)菌的細(xì)胞的核糖體

每個(gè)細(xì)菌細(xì)胞約含5千～5萬(wàn)個(gè)核糖體，部分附著在細(xì)膜膜內(nèi)側(cè)，大部分游離于細(xì)胞質(zhì)中。細(xì)菌核糖體的數(shù)量與細(xì)胞生理狀態(tài)的關(guān)系極為切。細(xì)菌核糖體的沉降系數(shù)為70s，由50s和30s兩個(gè)亞基組成，30s的亞基對(duì)四環(huán)素，鏈霉素敏感，使mRNA不能與30s相結(jié)合，從而使蛋白質(zhì)不能合成，而紅霉素與氯霉素是破壞50s亞基，使氨基酸裝配成肽鏈的過(guò)程受阻。第47頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二細(xì)胞壁

成分：肽聚糖，壁酸和特殊的脂類(lèi)化合物。結(jié)構(gòu)：革蘭氏陽(yáng)性菌，壁較厚，約20--80nm，主要成分是壁酸，高達(dá)90%，壁酸是由很多甘油或核糖醇經(jīng)磷酸二酯鍵與丙氨酸和葡萄糖相連成的長(zhǎng)鏈。革蘭氏陰性菌：細(xì)胞壁較薄，可明顯的分為兩層。內(nèi)層：厚約2--3nm，其成分為肽聚糖，形成細(xì)胞壁的堅(jiān)固層包圍細(xì)胞質(zhì)。外層：厚約8--10nm，是類(lèi)似于膜的結(jié)構(gòu)，又稱外膜，其化學(xué)成分是磷脂，脂多糖及脂蛋白。第48頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第49頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第50頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第51頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二中央質(zhì)(體)

是遺傳物質(zhì)的所在地，由一條裸露的環(huán)狀雙鏈DNA分子所組成。中央質(zhì)DNA的含量較大，如顫藻的平均DNA含量較大腸桿菌重2457倍。有許多重復(fù)序列，具多倍性?？赡苡写罅恐貜?fù)的基因組存在。第52頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二光合作用片層

是藍(lán)藻的光合裝置。由一系列的片層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，分布在周質(zhì)中，呈同心環(huán)狀。光合色素可分為葉綠素類(lèi)，類(lèi)胡蘿卜素及藻膽蛋白三大類(lèi)。在片層上規(guī)則排列著直徑約25nm左右的小體叫藻膽體，是由藻膽色素和幾種藻膽蛋白構(gòu)成。藻膽蛋白包括藻蘭蛋白、異藻藍(lán)蛋白(內(nèi)含藻藍(lán)素)、藻紅蛋白(內(nèi)含藻紅素)3類(lèi)。藻蛋白分子均由α、β兩個(gè)亞基構(gòu)成，其上各帶1～4個(gè)色素團(tuán)、藻膽蛋白的作用是將光能傳遞給葉綠素a，即光能→藻膽蛋白→葉綠素a蘭藻僅含有葉綠素a，而高等植物細(xì)胞含有葉綠素a、b兩種，因此蘭藻比高等植物的光合作用的效率要低，屬于一種原始的光合作用。第53頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)藍(lán)藻細(xì)胞膜外有細(xì)胞壁和一層膠質(zhì)層細(xì)胞壁的成分中既有高等植物細(xì)胞壁中的纖維素，又含有細(xì)菌胞壁中獨(dú)有的肽聚糖。胞壁外的膠質(zhì)層又叫做鞘，成分是酸性粘多糖和果膠質(zhì)，圍在一個(gè)或一團(tuán)細(xì)胞外面。功能為保持水分，降低蒸發(fā)，適應(yīng)不良環(huán)境。第54頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二細(xì)胞質(zhì)內(nèi)合物核糖體：分散在整個(gè)細(xì)胞質(zhì)，在核質(zhì)周?chē)鷧^(qū)域密度最大，此外有些附著在細(xì)胞內(nèi)膜上，其沉降系數(shù)為70s，分30s和50s亞單位，對(duì)抗菌素的敏感性與細(xì)菌相似。在藍(lán)藻細(xì)胞質(zhì)中還有多種內(nèi)含物，如淀粉粒、脂滴、藍(lán)藻顆粒體，多磷酸酯體，多角體等等。第55頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第56頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第57頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第58頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第59頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第60頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第61頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第62頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第63頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第64頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第65頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第66頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第67頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第68頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第69頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二第70頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期二遺傳裝置與基因表達(dá)方式的比較遺傳裝置：①原核細(xì)胞的遺傳信息載體是一條裸露的DNA分子，環(huán)狀不與組蛋白相結(jié)合，是單倍性，基因數(shù)量幾百到幾千個(gè)。真核細(xì)胞的DNA為線狀，與多種組蛋白結(jié)合，形成直徑為10nm的核小體結(jié)構(gòu)，再以核小體為基本結(jié)構(gòu)螺旋盤(pán)繞形成高度復(fù)雜的染色質(zhì)與染色體，基因數(shù)量為幾萬(wàn)，并且由原核細(xì)胞的單倍性變?yōu)槎啾缎浴＂谠思?xì)胞