細胞的多樣性與統(tǒng)一性翟中和細胞生物學(xué)全套詳解演示文稿第一頁，共九十五頁。（優(yōu)選）細胞的多樣性與統(tǒng)一性翟中和細胞生物學(xué)全套第二頁，共九十五頁。細胞是：構(gòu)成有機體的基本單位，具有自我復(fù)制的能力，是有機體生長發(fā)育的基礎(chǔ)；代謝與功能的基本單位，具有完整的代謝和調(diào)節(jié)體系，不同的細胞執(zhí)行不同的功能；遺傳的基本單位，具有發(fā)育的全能性。第三頁，共九十五頁。第一節(jié)細胞的化學(xué)組成與形態(tài)一、細胞的化學(xué)組成第四頁，共九十五頁。構(gòu)成細胞的基本元素有：O、C、H、N、S、K、Ca、P、Mg等，其中前四種元素占90%以上。細胞的無機物主要有水和無機鹽。水約占細胞重量的75％-80％，其中游離水約95％，其余為結(jié)合水。無機鹽的含量約為1％，主要以離子形式存在。第五頁，共九十五頁。第六頁，共九十五頁。細胞的有機物主要有蛋白質(zhì)、核酸、脂類和糖，約占細胞干重的90%以上。一個細胞中約有104種蛋白質(zhì)，分子的數(shù)達1011。蛋白質(zhì)是細胞的結(jié)構(gòu)成分，也是細胞功能的實現(xiàn)者。生化反應(yīng)的催化劑——酶是蛋白質(zhì)。第七頁，共九十五頁。第八頁，共九十五頁。核酸包括DNA和RNA，DNA是遺傳信息復(fù)制、傳遞和基因轉(zhuǎn)錄的模板，RNA參與蛋白質(zhì)的合成。生物體全部基因序列及其間隔稱為基因組genome.原核生物的基因組大小約600Kb-9.5Mb，真核生物的約為3Mb-140000Mb。一個能夠獨立生存的細胞需要約500個基因。第九頁，共九十五頁。第十頁，共九十五頁。細胞中的糖類有單糖和多糖。重要的五碳糖為核糖，重要的六碳糖為葡萄糖。多糖有：營養(yǎng)儲備多糖，如淀粉、糖原；結(jié)構(gòu)多糖，如纖維素、幾丁質(zhì)。脂類包括：脂肪酸、中性脂肪、類固醇、蠟、磷酸甘油酯、鞘磷脂、糖脂、類胡蘿卜素等。脂類參與組成細胞膜和細胞通信，也是重要的能量儲備物質(zhì)。第十一頁，共九十五頁。營養(yǎng)貯備多糖——淀粉、糖元第十二頁，共九十五頁。結(jié)構(gòu)多糖——纖維素第十三頁，共九十五頁。二、三類不同的細胞真核細胞eukaryoticcell：具有核被膜nuclearenvelope和核仁nucleolus。原核細胞prokaryoticcell：核區(qū)nuclearregion沒有核膜，稱其為nucleoid、nuclearbody、nucleoplasm、bacterialnucleus。古細菌archaebacteria，既不同于原核細胞也不同于真核細胞，屬于生命的第三種形式。第十四頁，共九十五頁。三、細胞的形狀和大小單細胞生物的形態(tài)通常與細胞外沉積物有關(guān)。高等生物細胞的形狀與細胞功能及細胞間的相互作用有關(guān)。細胞骨架對于細胞形態(tài)的構(gòu)建維持具有重要作用。高等動物的細胞離開有機體分散存在時，形狀往往發(fā)生變化。如平滑肌細胞在體內(nèi)呈梭形，而在離體培養(yǎng)時則可成多角形。第十五頁，共九十五頁。草履蟲第十六頁，共九十五頁。眼蟲鐘形蟲第十七頁，共九十五頁。植物氣孔細胞第十八頁，共九十五頁。植物薄壁細胞第十九頁，共九十五頁。木材中的導(dǎo)管第二十頁，共九十五頁。人類紅細胞第二十一頁，共九十五頁。巨噬細胞第二十二頁，共九十五頁。神經(jīng)元細胞第二十三頁，共九十五頁。名稱人卵口腔上皮細胞肝細胞紅細胞變形蟲海膽卵傷寒菌肺炎球菌μm12075207100702.4x0.50.2x0.1動植物細胞在20~30μm間；真核細胞體積大于原核細胞；卵細胞大于體細胞。幾種細胞的大小人卵與精子第二十四頁，共九十五頁。第二節(jié)真核細胞第二十五頁，共九十五頁。第二十六頁，共九十五頁。一、基本結(jié)構(gòu)從形態(tài)學(xué)分為三部分：質(zhì)膜（plasmamembrane）。細胞核（nucleus）：具有核被膜和核仁。核仁是形成核糖體的結(jié)構(gòu)域（domain），呈小球狀。細胞質(zhì)（cytoplasm）：包括細胞器和細胞質(zhì)基質(zhì)（cytoplasmicmatrix）/胞質(zhì)溶膠（cytosol）。第二十七頁，共九十五頁。肝細胞中細胞質(zhì)組分所占的體積百分比

第二十八頁，共九十五頁。二、細胞器細胞器（organelle）：細胞內(nèi)特定的功能結(jié)構(gòu)域，有兩類，一類是膜圍成的，構(gòu)成內(nèi)膜系統(tǒng)。另一類細胞器是沒有膜包圍的。主要細胞器有：①endoplasmicreticulum、②Golgibody；Golgiapparatus、③lysosome、④endosome、⑤mitochondrion、⑥chloroplast、⑦peroxisome、⑧cytoskeleton、⑨centriole、⑩ribosome。第二十九頁，共九十五頁。三、細胞質(zhì)基質(zhì)維持細胞內(nèi)相對穩(wěn)定的離子環(huán)境。完成重要的代謝過程，如①蛋白質(zhì)合成；②核苷酸合成；③脂肪酸合成；④糖酵解；⑤磷酸戊糖途徑；⑥糖原代謝；⑦信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。供給細胞器行使其功能所需要的底物?？刂苹虻谋磉_，參與細胞的分化。蛋白質(zhì)的合成、加工、運輸和選擇性降解。第三十頁，共九十五頁。Animalcell第三十一頁，共九十五頁。Plantcell第三十二頁，共九十五頁。四、細胞的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)代謝網(wǎng)絡(luò)（metabolicnetwork）運輸網(wǎng)絡(luò)（transportnetwork）生物膜網(wǎng)絡(luò)（biomembranenetwork）細胞骨架網(wǎng)絡(luò)（cytoskeletonnetwork）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)（signaltransductionnetwork）第三十三頁，共九十五頁。cytoskeletonnetwork第三十四頁，共九十五頁。第三節(jié)原核細胞與古細胞原核細胞沒有核膜，DNA為裸露的環(huán)狀分子，通常沒有結(jié)合蛋白。沒有恒定的內(nèi)膜系統(tǒng)，核糖體為70S型，通常稱為細菌（bacterium）。古細胞（archaealcell）形態(tài)上與原核細胞相似，但并不意味著它們是最古老的細胞類型。第三十五頁，共九十五頁。一、細菌的基本結(jié)構(gòu)分布最廣、數(shù)量最多。分為：球菌、桿菌和螺旋菌（弧形菌）。直徑0.5~5μm之間。第三十六頁，共九十五頁。大腸桿菌第三十七頁，共九十五頁。淋病球菌第三十八頁，共九十五頁。肉毒梭菌第三十九頁，共九十五頁。弧形霍亂菌第四十頁，共九十五頁。1、細胞壁：主要成分是肽聚糖，由NAG和NAM雙糖單元以β（1-4）糖苷鍵連接成大分子。NAM上有四肽側(cè)鏈，相鄰聚糖纖維間的短肽通過肽橋（Gram+）或肽鍵（Gram-）橋接起來，形成了肽聚糖片層。革蘭氏陽性菌細胞壁厚約20-80nm，有15-50層肽聚糖片層，含20-40％的磷壁酸。革蘭氏陰性菌細胞壁厚約10nm，僅2-3層肽聚糖，另外還有脂多糖、細菌外膜和脂蛋白。第四十一頁，共九十五頁。圖3-10細胞壁的結(jié)構(gòu)

Grampositivebacterialcellwall第四十二頁，共九十五頁。圖3-10細胞壁的結(jié)構(gòu)

Gramnegativebacterialcellwall第四十三頁，共九十五頁。2、細胞膜：厚約8~10nm，外側(cè)緊貼細胞壁。一些行光合作用的原核生物，質(zhì)膜具有與捕光反應(yīng)有關(guān)的內(nèi)褶。一些革蘭氏陽性菌質(zhì)膜內(nèi)褶形成小管狀結(jié)構(gòu)，稱為間體。mesosome第四十四頁，共九十五頁。3、擬核：DNA分子裸露，沒有內(nèi)含子，具有重疊基因。大腸桿菌低電子密度區(qū)為擬核第四十五頁，共九十五頁。4、核糖體：約含5000~50000個。部分附著在細胞膜內(nèi)側(cè)，大部分游離于細胞質(zhì)中。沉降系數(shù)為70S。小亞單位(30S)對四環(huán)素、鏈霉素敏感，大亞單位(50S)對紅霉素、氯霉素敏感。第四十六頁，共九十五頁。5、質(zhì)粒(plasmid)

：除核區(qū)DNA外，可進行自主復(fù)制的遺傳因子；是裸露的環(huán)狀DNA，遺傳信息量2~200個基因；能進行自我復(fù)制，有時能整合到核DNA中去；質(zhì)粒常用作基因重組與基因轉(zhuǎn)移的載體。第四十七頁，共九十五頁。6、莢膜（capsule）：細菌最外表的一層多糖類物質(zhì)。功能：抵御不良環(huán)境；保護自身不受吞噬；選擇性的粘附到特定細胞的表面上。Negativestainedbacteria第四十八頁，共九十五頁。7、鞭毛：細菌的運動器官，由鞭毛蛋白構(gòu)成。第四十九頁，共九十五頁。8、菌毛：菌體表面極細的蛋白纖細，與運動無關(guān)。分為普通菌毛和性菌毛兩類。前者與吸附和侵染宿主有關(guān)，后者為中空管子，與傳遞遺傳物質(zhì)有關(guān)。第五十頁，共九十五頁。9、繁殖：以二分裂繁殖。某些細菌處于不利的環(huán)境，或耗盡營養(yǎng)時，形成內(nèi)生孢子，又稱芽孢。分裂中的鏈球菌分裂中的大腸桿菌第五十一頁，共九十五頁。ThesporeofBacillusanthracis

第五十二頁，共九十五頁。二、支原體mycoplasma大小0.2~0.3μm，可通過濾菌器、無細胞壁。細胞膜中膽固醇含量較多，約占36%，凡能作用于膽固醇的物質(zhì)（如二性霉素B、皂素等）均可引起支原體膜的破壞而使支原體死亡?；蚪M為環(huán)狀雙鏈DNA，分子量小，合成與代謝很有限，肺炎支原體寄生于細胞表面。第五十三頁，共九十五頁。肺炎支原體侵染倉鼠氣管組織的TEM照片

第五十四頁，共九十五頁。三、衣原體和立克次氏體衣原體（Chlamydia）直徑0.2-0.3μm，能通過濾菌膜。立克次氏體（Rickettsia）略大。有細胞壁，在寄主細胞內(nèi)生活，有攝能寄生物之稱。砂眼衣原體起初被認為是大型病毒，1956年，我國湯飛凡等首次分離到沙眼病原體。立克次氏體無濾過性，合成能力較強，且不形成包涵體。第五十五頁，共九十五頁。Chlamydiapneumoniaeassociatedwithmacrophages(RAWcells).A.TypicalpearshapedEBs(arrows)areshownatthemacrophagesurface.B.IntracellularEBs.第五十六頁，共九十五頁。附著在內(nèi)皮細胞表面的立克次氏體和細胞內(nèi)包含立克次氏體的內(nèi)吞體。第五十七頁，共九十五頁。四、藍藻又稱藍細菌，光合作用類似于高等植物，不同于光合細菌。沒有葉綠體，但有質(zhì)膜內(nèi)陷形成的捕光裝置。DNA分子環(huán)狀，遺傳信息可與高等植物相比。體積大，直徑10μm左右，顫藻可達70bμm。屬單細胞生物，有些以絲狀細胞群體存在，如：發(fā)菜。第五十八頁，共九十五頁。Cyanobacteria第五十九頁，共九十五頁。五、古細菌（archaebacterium）

無核膜及內(nèi)膜系統(tǒng)；以甲硫氨酸起始蛋白質(zhì)合成、核糖體對氯霉素不敏感、RNA聚合酶和真核細胞的相似、具有內(nèi)含子和組蛋白。細胞膜中的脂類不可皂化，細胞壁不含肽聚糖。生活在極端環(huán)境中，如：產(chǎn)甲烷菌、極端嗜鹽菌、極端嗜熱菌。第六十頁，共九十五頁。海底煙筒附近也具有古細菌第六十一頁，共九十五頁。a:Aquificialespyrophilus；b:Pyrolobusfumarii；Pyrolobusfumarii

可以生活在90-113℃，pH4.0-6.5。其最適生存溫度為106℃，低于85℃和高于115℃則不生長，能在121℃的高溫中存活1小時。第六十二頁，共九十五頁。各類生物能忍受的上限溫度：古細菌113℃細菌90℃真菌60℃藻類55-60℃原生動物56℃維管束植物49℃魚類和其他水生脊椎動物38℃第六十三頁，共九十五頁。第四節(jié)

病毒與蛋白質(zhì)感染因子第六十四頁，共九十五頁。一、病毒的基本特征①個體微小，20~30nm之間，可通過濾菌器，大多數(shù)病毒必須用電鏡才能看見；②含DNA或RNA，沒有含兩種核酸的病毒；③專營細胞內(nèi)寄生生活；④具有受體連結(jié)蛋白(receptorbindingprotein)。第六十五頁，共九十五頁。LambdaBacteriophageDNA(TEMx153,000)二、病毒的結(jié)構(gòu)由核酸(DNA或RNA)芯和蛋白質(zhì)衣殼(capsid)構(gòu)成，稱核衣殼(nucleocapsid)。基因組小，少的只含有3個基因，多可達300個。第六十六頁，共九十五頁。有的病毒衣殼外面有被膜(envelope)，來源于宿主細胞的質(zhì)膜，被膜中含有病毒融合蛋白。組成病毒衣殼的亞單位稱殼微粒(capsomer)。一個成熟有感染性的病毒顆粒稱“病毒體”（virion）。其裝配形式有二十面體對稱、螺旋對稱和復(fù)合對稱三種類型。第六十七頁，共九十五頁。Viruses第六十八頁，共九十五頁。病毒有五種形態(tài)：①球形：大多數(shù)人類和動物病毒，如脊髓灰質(zhì)炎病毒；②絲形：多見于植物病毒，如煙草花葉病病毒；③彈形：形似子彈頭，如狂犬病病毒。④磚形：如痘病毒；⑤蝌蚪形：如噬菌體。其中①為二十面體對稱;②、③為螺旋對稱;④、⑤復(fù)合對稱。第六十九頁，共九十五頁。脊髓灰質(zhì)炎病毒球形病毒第七十頁，共九十五頁。煙草花葉病毒線形病毒第七十一頁，共九十五頁。痘病毒磚形病毒第七十二頁，共九十五頁?？袢《咀訌椥尾《居斜荒さ谄呤?，共九十五頁。T4噬菌體蝌蚪形病毒第七十四頁，共九十五頁。流感病毒絲狀有被膜的病毒第七十五頁，共九十五頁。病毒只有在侵入細胞以后才表現(xiàn)出生命現(xiàn)象，生活周期可分為兩個階段：細胞外階段，以成熟的病毒粒子形式存在；細胞內(nèi)階段，即感染階段，進行復(fù)制和繁殖；根據(jù)寄生的宿主不同，病毒可分為：動物病毒、植物病毒、細菌病毒(即噬菌體)。第七十六頁，共九十五頁。可將病毒分為6類：雙鏈±DNA→+mRNA→蛋白，如天花病毒。單鏈+DNA→±DNA→+RNA→蛋白，如細小DNA病毒。雙鏈±RNA→+mRNA→蛋白，如呼腸孤病毒。單鏈+RNA→-RNA→+RNA→蛋白，如脊髓灰質(zhì)炎病毒。單鏈-RNA→+RNA→+蛋白質(zhì)，如流感病毒。單鏈+RNA→DNA→±DNA→+mRNA→蛋白，即逆轉(zhuǎn)錄病毒（retrovirus）。第七十七頁，共九十五頁。逆轉(zhuǎn)錄病毒的生活史第七十八頁，共九十五頁。三、類病毒僅為一裸露的RNA分子，無衣殼蛋白。不能像病毒那樣感染細胞，只有當(dāng)植物細胞受到損傷，失去膜屏障，才能在供體植株與受體植株間傳染。馬鈴薯錘管類病毒是僅359個核苷酸的單鏈環(huán)狀RNA分子，分子長約40~50nm。第七十九頁，共九十五頁。四、蛋白質(zhì)感染因子Prusiner1982年發(fā)現(xiàn)于患羊瘙癢?。╯crapie）的倉鼠，命名為prion。因此獲1997年諾貝爾獎。prion(PrP)由Prnp基因編碼，位于人20號、小鼠2號染色體。這種蛋白質(zhì)存在于神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞表面，可能起信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。正常Prnp基因產(chǎn)物為PrPc蛋白，對蛋白酶很敏感，具有致病作用的是PrPSc蛋白。第八十頁，共九十五頁。第八十一頁，共九十五頁。PRIONPrPCPrPSCPrPSc與PrPc均由253-4個氨基酸組成，PrPc具有43%的α螺旋，3%的β折疊，而PrPsc具有34%α螺旋，43%的β折疊。動物被感染后，PrPSc蛋白堆積在腦組織中，形成不溶的淀粉樣蛋白沉淀，無法被蛋白酶分解，引起神經(jīng)細胞凋亡（apoptosis）。第八十二頁，共九十五頁。PrPsc的增殖第八十三頁，共九十五頁。病羊神經(jīng)組織的海綿狀