1、細(xì)胞的統(tǒng)一性和多樣性,The dynamic cell,Chapter 2,2.1細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單元 2.2 原核細(xì)胞 prokaryotic cell 2.3 真核細(xì)胞 eukaryotic cell 2. 4古核細(xì)胞以及三類(lèi)細(xì)胞的關(guān)系 2.5 細(xì)胞大小以及細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)一致性 2.6. 由細(xì)胞到組織 2.7 非細(xì)胞形態(tài)的生命病毒,2.1細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單元,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)胞是獨(dú)立的，有序的自控代謝體系，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，具有遺傳的全能性。 沒(méi)有細(xì)胞就沒(méi)有完整的生命。,細(xì)胞 (ce

2、ll)的基本概念,是有膜包圍的能獨(dú)立進(jìn)行繁殖的原生質(zhì)團(tuán)。細(xì)胞是生物體最基本的結(jié)構(gòu)和功能單位，它具有進(jìn)行生命活動(dòng)的最基本的要素：即 具有一套基因組； 具有一層質(zhì)膜，通過(guò)質(zhì)膜與周?chē)h(huán)境進(jìn)行物質(zhì)和信息交流； 具有一套完整的代謝機(jī)構(gòu)。,細(xì)胞概念的新思考,細(xì)胞是多層次非線性的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系。 細(xì)胞是物質(zhì)，能量與信息過(guò)程精巧結(jié)合的綜合體。 細(xì)胞是高度有序的，具有自裝配與自組織能力的體系。,細(xì)胞的基本共性,組成細(xì)胞的基本元素是相同的。 所有的細(xì)胞表面都由細(xì)胞膜。 所有的細(xì)胞均有兩種核酸。 所有的細(xì)胞均含有合成蛋白質(zhì)的核糖體。 所有的細(xì)胞均以一分為二的方式進(jìn)行增殖。,Non-cellular,prokaryot

3、ic cell 原核細(xì)胞,virus,Life,2.2 原核細(xì)胞 prokaryotic cell,無(wú)核膜，DNA游離在細(xì)胞質(zhì)中 缺少內(nèi)膜系統(tǒng)，至少不發(fā)達(dá) 無(wú)細(xì)胞骨架 單倍體，染色體為環(huán)狀，一條 細(xì)胞小，多在1-10微米,一、 最小最簡(jiǎn)單的細(xì)胞支原體,是目前發(fā)現(xiàn)的最小，最簡(jiǎn)單的細(xì)胞，具備了細(xì)胞的基本形態(tài)結(jié)構(gòu)，并具有作為生命活動(dòng)基本單位存在的主要特征。 具有細(xì)胞生存所需要的最低數(shù)量的蛋白，約700多種。 以一分為二的方式進(jìn)行繁殖。 維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)細(xì)胞直徑最小的極限不能小于100納米，支原體已經(jīng)接近該極,二、 原核細(xì)胞的代表細(xì)菌和藍(lán)藻,（一 ） 細(xì)菌 1. 細(xì)菌細(xì)胞的核區(qū)與基因組 沒(méi)有典型的

4、核結(jié)構(gòu)，只有類(lèi)核，核區(qū)不表現(xiàn)Feulgen的正反應(yīng)。 2. 細(xì)菌細(xì)胞的表面結(jié)構(gòu) 表面結(jié)構(gòu)包含細(xì)胞膜，中膜體，細(xì)胞壁，莢膜，鞭毛。 3. 細(xì)菌細(xì)胞的核糖體 核糖體沉降系數(shù)為70S。部分為附著核糖體，大部分為游離核糖體。 4. 細(xì)菌細(xì)胞核外DNA 細(xì)菌中除了核區(qū)DNA外，還存在可自主復(fù)制的遺傳因子，稱(chēng)為質(zhì)粒。質(zhì)粒DNA常用作基因重組與基因基因轉(zhuǎn)移的載體。 5. 細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)生孢子 是不良條件下的休眠體，是單細(xì)胞特殊的分化方式。,根據(jù)其形態(tài)分為：球菌(球形或橢圓形）;桿菌（桿狀或圓柱形）;螺 旋菌（螺 旋形) 在進(jìn)化上又分為：原細(xì)菌（古細(xì)菌）真細(xì)菌,藍(lán)藻又稱(chēng)藍(lán)細(xì)菌（Cyanobacteria）,（二）

5、藍(lán)藻,遺傳物質(zhì)的所在部位為中心質(zhì)，DNA含量比原核生物大。 最簡(jiǎn)單的光能自養(yǎng)生物之一，僅有十分簡(jiǎn)單的光合作用裝置。 光合作用片層上附有藻膽蛋白體，將光能傳遞給葉綠素。僅含葉綠素a，屬于原始低效的光合作用，可放出氧氣，不同于光合細(xì)菌。 細(xì)胞內(nèi)有豐富的內(nèi)含物。 細(xì)胞脂膜外有細(xì)胞壁和一層角膠質(zhì)層，膠質(zhì)層也稱(chēng)鞽。 細(xì)胞體積較其他原核細(xì)胞大，常以單細(xì)胞，群體，絲狀體等形式存在。依靠分裂進(jìn)行繁,2.3 真核細(xì)胞 eukaryotic cell,生物膜的分化，使細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能更復(fù)雜和高級(jí)，內(nèi)膜系統(tǒng)的出現(xiàn)，形成核和質(zhì)兩大區(qū)域，并形成多種細(xì)胞器，保證各種物質(zhì)代謝過(guò)程互不干擾，有序進(jìn)行，各區(qū)域分工明確精細(xì)，功

6、能專(zhuān)一； 遺傳物質(zhì)和遺傳結(jié)構(gòu)裝置的增多和復(fù)雜化，使遺傳信息更加穩(wěn)定，基因轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄和翻譯有嚴(yán)格的階段性和區(qū)域性，基因表達(dá)調(diào)控有多層次性； 具有龐大復(fù)雜的細(xì)胞骨架系統(tǒng)，對(duì)維持細(xì)胞形態(tài)和多種生理功能有重要的作用。,真核細(xì)胞的主要結(jié)構(gòu),細(xì)胞質(zhì)膜 cytoplasm membrane 細(xì)胞核 nucleolus 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) endoplasmic reticutum 高爾基體 golgi apparatus 溶酶體 lysosome 過(guò)氧物酶體 peroxisome 線粒體 mitochondrion 細(xì)胞骨架 cytoskeleton 核糖體 ribosome,Animal Cell,動(dòng)、植物細(xì)胞的比較,

7、要點(diǎn) 動(dòng)物細(xì)胞 植物細(xì)胞 中心體 有 無(wú) 葉綠體 無(wú) 有 細(xì)胞壁 無(wú) 有 大液泡 無(wú) 有 胞質(zhì)分裂方式 縊縮 形成細(xì)胞板,真核細(xì)胞的共生起源,線粒體的來(lái)源 葉綠體的來(lái)源,內(nèi)共生學(xué)說(shuō) 線粒體和葉綠體是由被吞噬的細(xì)菌和藍(lán) 藻演化來(lái)的,半自主性,2. 4古核細(xì)胞以及三類(lèi)細(xì)胞的關(guān)系,古細(xì)菌 Archaeobacteria 真細(xì)菌 Eubacteria) 真核細(xì)胞 Eukaryotic cell,原核細(xì)胞,古核生物,生長(zhǎng)在極端特殊環(huán)境中的細(xì)菌，可能代表了原始地球環(huán)境中生命存在與繁衍的特定形式，也許在細(xì)胞起源和進(jìn)化中扮演重要角色。古核生物細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和遺傳裝置與原核細(xì)胞相似，有些分子進(jìn)化特征更接近于真核

8、細(xì)胞。最早發(fā)現(xiàn)的古細(xì)菌是產(chǎn)甲烷類(lèi)細(xì)菌。,古細(xì)菌與真細(xì)菌、真核細(xì)胞的關(guān)系,跟哪一種也不更近，認(rèn)為是另一大類(lèi) 盡管屬于原核類(lèi)，但與真細(xì)菌有明顯差別 細(xì)胞壁成分不同，對(duì)抗菌素的反應(yīng)不同 核糖體對(duì)抗菌素的反應(yīng)更類(lèi)似于真核細(xì)胞的 5SrRNA與真核細(xì)胞更接近,2.5 細(xì)胞大小以及細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)一致性,Why are Cells Small,細(xì)胞體積守恒定律,不論物種間的差異有多大，同一器官與組織的細(xì)胞，其大小更傾向在一個(gè)恒定的范圍之內(nèi)。 細(xì)胞的體積與相對(duì)表面積成反比關(guān)系。相對(duì)較大的表面積，有利于物質(zhì)的交換和保持新陳代謝。 細(xì)胞體積在不同物種間均相差懸殊, 而細(xì)胞核體積相差不大。 器官的大小主要取決于細(xì)胞的

9、數(shù)量，與細(xì)胞的數(shù)量成正比，而與細(xì)胞的大小無(wú)關(guān)。 細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)交流的速度與細(xì)胞體積成反比關(guān)系。,細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系,細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的相關(guān)性與一致性是很多細(xì)胞的共同特點(diǎn)，分化程度越高的細(xì)胞表現(xiàn)越明顯。 哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞，分泌細(xì)胞以及生殖細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的適應(yīng)是很好的例證。,2.6. 由細(xì)胞到組織,Multicellularity Requires Extracellular Glues 多細(xì)胞組織需要細(xì)胞外基質(zhì) The simplest multicellular organisms are single cells embedded in a jelly of protein an

10、d polysaccharide called the extracellular matrix.,The specialized groups of differentiated cells form tissues, which are themselves the major components of organs.,Tissues Are Organized into Organs,2.7 非細(xì)胞形態(tài)的生命病毒Virus,病毒，不具有細(xì)胞形態(tài)和結(jié)構(gòu)，專(zhuān)性寄生，一般只含有一種核酸，靠復(fù)制繁殖,噬菌體 病毒（virus） 類(lèi)病毒（viroid） 朊病毒（prion,植物病毒,Single s