細(xì)胞生物學(xué)：第1章 細(xì)胞概述

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1、1CHAPTER 1 細(xì)胞概述細(xì)胞概述 Overview of Cells2OUTLINE1.1 細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)及細(xì)胞學(xué)說細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)及細(xì)胞學(xué)說(DISCOVERY OF CELLS AND THE CELL THEORY)1.2 細(xì)胞的基本特性細(xì)胞的基本特性(BASIC PROPERTIES OF CELLS)1.3 細(xì)胞的組成、類型和結(jié)構(gòu)體系細(xì)胞的組成、類型和結(jié)構(gòu)體系(MOLECULAR COMPOSITION AND STRUCTURE OF CELLS)1.4 細(xì)胞生物學(xué)的研究進(jìn)展細(xì)胞生物學(xué)的研究進(jìn)展 (RECENT DEVELOPMENT OF CELL BIOLOGY)31.1.1 Di

2、scovery of Cells Rorbert Hooke who discovered the “cell”1.1 DISCOVERY OF CELLS AND HISTORY OF CELL BIOLOGY4Rorbert Hooke self-made microscope (year 1665)Micrographia: Cella (30 x magnification)5Anton van Leeuwenhoek self-made microscope (Year 1665)(300 x magnification)61.1.2 HISTORY OF CELL BIOLOGY細(xì)

3、胞的發(fā)現(xiàn)及細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)及細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立(1665-1858-1875)(1665-1858-1875) 1838年年,德國植物學(xué)家德國植物學(xué)家Mathias Schleiden發(fā)表論文指出發(fā)表論文指出 植物是由細(xì)胞構(gòu)成的植物是由細(xì)胞構(gòu)成的 1839年年,德國動(dòng)物學(xué)家德國動(dòng)物學(xué)家Theodor Schwan首次提出首次提出細(xì)胞學(xué)說細(xì)胞學(xué)說(Cell Theory)，并提出了細(xì)胞學(xué)說的，并提出了細(xì)胞學(xué)說的前兩條原理前兩條原理 所有的生物都是由一個(gè)或多個(gè)細(xì)胞組成的所有的生物都是由一個(gè)或多個(gè)細(xì)胞組成的(All organisms are composed of one or more ce

4、lls)細(xì)胞是生命的基本單位細(xì)胞是生命的基本單位 (The cell is the structural unit of life) 1855年年,德國醫(yī)生和病理學(xué)家德國醫(yī)生和病理學(xué)家Rudolf Virchow對細(xì)胞學(xué)說進(jìn)行了重要補(bǔ)對細(xì)胞學(xué)說進(jìn)行了重要補(bǔ)充并提出充并提出第三條原理第三條原理 一切細(xì)胞產(chǎn)自細(xì)胞一切細(xì)胞產(chǎn)自細(xì)胞 (Cells can arise only by division from a preexisting cell) 7 細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期(1875-1900)(1875-1900)原生質(zhì)原生質(zhì)(protoplasm)(protoplasm)理論的提出理論

5、的提出 在動(dòng)物、植物中發(fā)現(xiàn)在動(dòng)物、植物中發(fā)現(xiàn)“肉樣質(zhì)肉樣質(zhì)”的物質(zhì)的物質(zhì), ,并命名為并命名為“protoplasmprotoplasm”; ; 1861 1861年德國動(dòng)物學(xué)家年德國動(dòng)物學(xué)家Shultze提出提出原生質(zhì)理論：原生質(zhì)理論：有機(jī)體的組織單位是一小團(tuán)有機(jī)體的組織單位是一小團(tuán)protoplasm, protoplasm, 這種物這種物質(zhì)在一般有機(jī)體中是相似的質(zhì)在一般有機(jī)體中是相似的。 并把細(xì)胞明確地定義為并把細(xì)胞明確地定義為: : “細(xì)胞是具有細(xì)胞核細(xì)胞是具有細(xì)胞核(Nuclei)(Nuclei)和細(xì)胞膜和細(xì)胞膜(Plasma (Plasma membrane)membrane)的活

6、物質(zhì)的活物質(zhì)”。8 重要細(xì)胞器的發(fā)現(xiàn)重要細(xì)胞器的發(fā)現(xiàn)1888年年Theodor Heinrich Boveri在動(dòng)、植物細(xì)胞中在動(dòng)、植物細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了發(fā)現(xiàn)了中心體中心體 （centrosome）;1888年年Heinrich wilhelm Gottfried von Waldeyer-Hartz提出提出染色體染色體 （chromosome）概念概念;1897年年Karl Benda命名命名線粒體線粒體 （Mitochondria）;1898年年Golgi發(fā)現(xiàn)了發(fā)現(xiàn)了高爾基體高爾基體 (Golgi) 。9 實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)時(shí)期實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)時(shí)期(1900-1953)(1900-1953)(experime

7、ntal cytology)是指采用是指采用實(shí)驗(yàn)的手段實(shí)驗(yàn)的手段研究細(xì)胞學(xué)的問題研究細(xì)胞學(xué)的問題, ,即從形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀即從形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察深入到生理功能、生物化學(xué)及遺傳發(fā)育機(jī)理的研究。察深入到生理功能、生物化學(xué)及遺傳發(fā)育機(jī)理的研究。cytogenetics的研究的研究 cytophysiology的研究的研究 1912年年, Carrel研制成研制成Carrel培養(yǎng)瓶培養(yǎng)瓶,采采用嚴(yán)格的組織培養(yǎng)技術(shù)，成功地培養(yǎng)了用嚴(yán)格的組織培養(yǎng)技術(shù)，成功地培養(yǎng)了雞胚胎成纖維細(xì)胞持續(xù)了雞胚胎成纖維細(xì)胞持續(xù)了34年之久年之久(1912-1946)。 cytochemistry的研究的研究Alex Carrel(18

8、73-1944)D-flask(1923)10細(xì)胞生物學(xué)的誕生細(xì)胞生物學(xué)的誕生Molecular Biology1953年年Watson和和Crick提出提出DNA雙螺旋結(jié)模型標(biāo)志分雙螺旋結(jié)模型標(biāo)志分子生物學(xué)的誕生；子生物學(xué)的誕生；Cell Biology1965年，年，Eduardo De Robertis將其將其General Cytology改名為為改名為為Cell biology，標(biāo)志著細(xì)胞生，標(biāo)志著細(xì)胞生物學(xué)的誕生；物學(xué)的誕生；Molecular Cell Biology80年代開始出現(xiàn)了分子細(xì)胞生物學(xué)。年代開始出現(xiàn)了分子細(xì)胞生物學(xué)。111.2 Basic Properties of

9、 CellsHeLa Cells：最早離體培養(yǎng)成功的人源細(xì)胞：最早離體培養(yǎng)成功的人源細(xì)胞細(xì)胞是生命的基本單位細(xì)胞是生命的基本單位(CELL IS THE BASIC UNIT OF LIFE)121.2.1 選擇透性的膜選擇透性的膜 (Cells Have Membrane Barriers) 原生質(zhì)原生質(zhì) (Protoplasm)：被質(zhì)膜包裹在細(xì)胞內(nèi)的所有的生活物質(zhì)，包被質(zhì)膜包裹在細(xì)胞內(nèi)的所有的生活物質(zhì)，包括細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)。括細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)。 細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì) (Cytoplasm): 是指細(xì)胞內(nèi)除核以外的原生質(zhì)是指細(xì)胞內(nèi)除核以外的原生質(zhì), 即細(xì)胞中細(xì)胞即細(xì)胞中細(xì)胞核以外和細(xì)胞膜以內(nèi)的原生質(zhì)部分

10、。核以外和細(xì)胞膜以內(nèi)的原生質(zhì)部分。 原生質(zhì)原生質(zhì) 體體 (Protoplast): 植物細(xì)胞脫去細(xì)胞壁后植物細(xì)胞脫去細(xì)胞壁后1.2.2 遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì) (Cells Possess a Genetics Program) DNA、RNA1.2.3 核糖體核糖體 (Cells Have Ribosomes) 細(xì)胞功能的體現(xiàn)者是蛋白質(zhì)細(xì)胞功能的體現(xiàn)者是蛋白質(zhì)(包括酶包括酶)，蛋白質(zhì)是在核糖體上合成的。，蛋白質(zhì)是在核糖體上合成的。細(xì)胞結(jié)構(gòu)共性細(xì)胞結(jié)構(gòu)共性131.2.4 自我增殖和遺傳物質(zhì)復(fù)制自我增殖和遺傳物質(zhì)復(fù)制 (Cells Are Capable of Producing More of Th

11、emselves) 細(xì)胞能夠用一分為二的分裂方式進(jìn)行增殖，動(dòng)、植物細(xì)胞、細(xì)菌細(xì)胞能夠用一分為二的分裂方式進(jìn)行增殖，動(dòng)、植物細(xì)胞、細(xì)菌細(xì)胞都是如此。細(xì)胞都是如此。1.2.5 新陳代謝與酶學(xué)反應(yīng)新陳代謝與酶學(xué)反應(yīng) (Cells Acquire and Utilize Energy by Carrying Out a Variety of Chemical Reactions) 物質(zhì)與能量代謝，合成與分解反應(yīng)物質(zhì)與能量代謝，合成與分解反應(yīng)1.2.6 運(yùn)動(dòng)性運(yùn)動(dòng)性(Cells Engage in Mechanical Activities) 細(xì)胞運(yùn)動(dòng)及細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)及細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)細(xì)胞功能

12、共性細(xì)胞功能共性141.2.7 應(yīng)答與自我調(diào)節(jié)應(yīng)答與自我調(diào)節(jié) (Cells Are Able to Respond to Stimuli and Are Capable of Self-Regulation) Rube Goldberg machine15自我調(diào)節(jié)（海膽發(fā)育）自我調(diào)節(jié)（海膽發(fā)育）161.2.8 復(fù)雜而有序復(fù)雜而有序 (Cells Are Highly Complex and Organized) 1.2.9 進(jìn)化進(jìn)化 (Cells Evolve)： How did cells arise?17 細(xì)胞其它特性細(xì)胞其它特性細(xì)胞的形態(tài)與功能相適應(yīng)細(xì)胞的形態(tài)與功能相適應(yīng) 1.2.10

13、細(xì)胞形態(tài)與大小細(xì)胞形態(tài)與大小 (Cells Shapes And Cells)18個(gè)體中不同組織的細(xì)胞形態(tài)個(gè)體中不同組織的細(xì)胞形態(tài)19 細(xì)胞其它特性細(xì)胞其它特性細(xì)胞的形態(tài)與功能相適應(yīng)細(xì)胞的形態(tài)與功能相適應(yīng)細(xì)胞維持體積的相對恒定細(xì)胞維持體積的相對恒定器官的大小主要決定于細(xì)胞的數(shù)量器官的大小主要決定于細(xì)胞的數(shù)量, ,與細(xì)胞的數(shù)量成正比與細(xì)胞的數(shù)量成正比, ,而與而與細(xì)胞的大小無關(guān)細(xì)胞的大小無關(guān), ,把這種現(xiàn)象為把這種現(xiàn)象為“細(xì)胞體積的守恒定律細(xì)胞體積的守恒定律”。典型的原核細(xì)胞直徑平均在典型的原核細(xì)胞直徑平均在110m之間，而真核細(xì)胞的直徑之間，而真核細(xì)胞的直徑平均為平均為330m;同類型細(xì)胞的體

14、積一般是相近的同類型細(xì)胞的體積一般是相近的,不依生物個(gè)體的大小而增大或不依生物個(gè)體的大小而增大或縮小，如人、牛、馬、鼠、象的腎細(xì)胞、肝細(xì)胞?？s小，如人、牛、馬、鼠、象的腎細(xì)胞、肝細(xì)胞。某些不同來源的細(xì)胞大小變化很大某些不同來源的細(xì)胞大小變化很大,如人的卵細(xì)胞直徑只有如人的卵細(xì)胞直徑只有0.1mm,而鴕鳥的卵細(xì)胞的直徑則有而鴕鳥的卵細(xì)胞的直徑則有5cm; 1.2.10 細(xì)胞形態(tài)與大小細(xì)胞形態(tài)與大小 (Cells Shapes And Cells)20細(xì)胞維持體積相對恒定的兩個(gè)因素是細(xì)胞維持體積相對恒定的兩個(gè)因素是: :細(xì)胞體積與表面積細(xì)胞體積與表面積21細(xì)細(xì)胞胞表表面面積積與與體體積積的的關(guān)關(guān)系

15、系22細(xì)胞維持體積相對恒定的兩個(gè)因素是細(xì)胞維持體積相對恒定的兩個(gè)因素是: :細(xì)胞體積與表面積細(xì)胞體積與表面積細(xì)胞內(nèi)重要分子的濃度細(xì)胞內(nèi)重要分子的濃度重要的分子在細(xì)胞內(nèi)的低拷貝數(shù)，細(xì)胞體積增大，分子濃度稀釋，重要的分子在細(xì)胞內(nèi)的低拷貝數(shù)，細(xì)胞體積增大，分子濃度稀釋，重要的生化反應(yīng)需要一定的濃度才能進(jìn)行，所以細(xì)胞內(nèi)分子濃度就重要的生化反應(yīng)需要一定的濃度才能進(jìn)行，所以細(xì)胞內(nèi)分子濃度就成了細(xì)胞體積無限增大的一個(gè)限制因素。成了細(xì)胞體積無限增大的一個(gè)限制因素。 真核細(xì)胞如何解決細(xì)胞內(nèi)重要分子的濃度問題真核細(xì)胞如何解決細(xì)胞內(nèi)重要分子的濃度問題?細(xì)胞不僅對其體積的增大有限制，而且對細(xì)胞變小也有限制。細(xì)胞不僅對

16、其體積的增大有限制，而且對細(xì)胞變小也有限制。為為什么？什么？一個(gè)生活細(xì)胞要維持正常的獨(dú)立生活功能，最低限度需要一個(gè)生活細(xì)胞要維持正常的獨(dú)立生活功能，最低限度需要5001000種不同類型的酶和蛋白質(zhì)。種不同類型的酶和蛋白質(zhì)。23細(xì)胞的計(jì)量單位細(xì)胞的計(jì)量單位 細(xì)胞大小的計(jì)量單位，一般都用細(xì)胞大小的計(jì)量單位，一般都用微米微米計(jì)算。自使用計(jì)算。自使用電電子顯微鏡子顯微鏡后又提出后又提出埃埃(Angstrom, )為超顯微結(jié)構(gòu)計(jì)量為超顯微結(jié)構(gòu)計(jì)量單位?，F(xiàn)在常用的國際單位是納米單位?，F(xiàn)在常用的國際單位是納米(nanometre)。1納米納米=10埃埃1埃埃=0.1納米納米(nm)1毫米毫米 =1000微米

17、微米 (m) 1微米微米 =1000納米納米(nm）=10000埃埃()24細(xì)細(xì)胞胞與與細(xì)細(xì)胞胞器器的的大大小小251.3 細(xì)胞的分子基礎(chǔ)細(xì)胞的分子基礎(chǔ) (Molecular Composition of Cells)細(xì)菌和哺乳動(dòng)物細(xì)胞的化學(xué)組成百分比細(xì)菌和哺乳動(dòng)物細(xì)胞的化學(xué)組成百分比 物質(zhì)物質(zhì)細(xì)菌細(xì)菌 哺乳動(dòng)物哺乳動(dòng)物 水水 70 70 無機(jī)鹽無機(jī)鹽 1 1 混合的小分子混合的小分子 代謝物代謝物 3 3 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 15 18 磷脂磷脂 2 3 其它脂其它脂 2 多糖多糖 2 2 RNA 6 1.1 DNA 1 0.2526 1.3.1. Small Biological Molecul

18、es 細(xì)胞中的無機(jī)物主要是細(xì)胞中的無機(jī)物主要是water and salt Water細(xì)胞中的水以兩種形式存在細(xì)胞中的水以兩種形式存在: Free and bound 水在細(xì)胞中的作用及其作用機(jī)制：水在細(xì)胞中的作用及其作用機(jī)制： Chemical Reactant and Solvent27水水的的溶溶劑劑作作用用 28 Salt根據(jù)無機(jī)離子在細(xì)胞內(nèi)的作用分為四大類根據(jù)無機(jī)離子在細(xì)胞內(nèi)的作用分為四大類 大分子的結(jié)構(gòu)成分大分子的結(jié)構(gòu)成分 主要是主要是C、H、N、O、P、S等；等；各種酶反應(yīng)所需的主要離子，包括各種酶反應(yīng)所需的主要離子，包括Ca2+、Cu2+、Mg2+、K+、Na+、 Cl-等；等

19、；各種酶活性所需的基礎(chǔ)微量元素，包括各種酶活性所需的基礎(chǔ)微量元素，包括Co、Cu、Fe 、Mn 、Zn等；等；某些生物特殊需要的微量元素，如碘、銫、溴等。某些生物特殊需要的微量元素，如碘、銫、溴等。 無機(jī)離子的功能有無機(jī)離子的功能有: 維持細(xì)胞內(nèi)外液的維持細(xì)胞內(nèi)外液的pH和滲透壓和滲透壓, 以保持細(xì)胞的正常生理活動(dòng)以保持細(xì)胞的正常生理活動(dòng); 同蛋白質(zhì)或脂類結(jié)合同蛋白質(zhì)或脂類結(jié)合, 組成具有特定功能的結(jié)合蛋白組成具有特定功能的結(jié)合蛋白; 參與細(xì)胞的生命活動(dòng)參與細(xì)胞的生命活動(dòng), 是酶反應(yīng)的輔助因子。是酶反應(yīng)的輔助因子。29有機(jī)化合物：細(xì)胞內(nèi)有四類有機(jī)小分子有機(jī)化合物：細(xì)胞內(nèi)有四類有機(jī)小分子:Sug

20、ars 單純的單純的多糖多糖由許多葡萄糖殘基組成，在動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)主要由許多葡萄糖殘基組成，在動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)主要是糖原，在植物細(xì)胞內(nèi)主要是淀粉。是糖原，在植物細(xì)胞內(nèi)主要是淀粉。Fatty Acids 脂肪酸脂肪酸是脂的主要成分，是細(xì)胞膜的組份。是脂的主要成分，是細(xì)胞膜的組份。Nucleotides 核苷酸核苷酸是組成核酸的基本單位。是組成核酸的基本單位。Amino Acids 細(xì)胞內(nèi)主要有細(xì)胞內(nèi)主要有20種種氨基酸氨基酸，它們的差別主要是，它們的差別主要是 R側(cè)鏈側(cè)鏈不同，決定了氨基酸的化學(xué)性質(zhì)。不同，決定了氨基酸的化學(xué)性質(zhì)。301.3.2 Biological MacromoleculesThree

21、 types of Biological Macromolecules in cells: Nucleic Acids、Proteins、Polysaccharides。細(xì)胞內(nèi)大約有細(xì)胞內(nèi)大約有3000種大分子。生物大分子的功能由構(gòu)成它種大分子。生物大分子的功能由構(gòu)成它們的亞單位的種類和排列順序決定。們的亞單位的種類和排列順序決定。31核核酸酸的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)組組成成32DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)33組成蛋白質(zhì)的基本構(gòu)件只是組成蛋白質(zhì)的基本構(gòu)件只是20種氨基酸，為什么蛋白質(zhì)卻種氨基酸，為什么蛋白質(zhì)卻具有如此廣泛的功能具有如此廣泛的功能? 結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)域 (domain) 是指生物大分子中具有特異結(jié)構(gòu)

22、和獨(dú)是指生物大分子中具有特異結(jié)構(gòu)和獨(dú)立功能的區(qū)域。立功能的區(qū)域。34 多糖與糖蛋白多糖與糖蛋白 糖蛋白的功能有糖蛋白的功能有 參與細(xì)胞代謝的調(diào)控，發(fā)育和分化，機(jī)體的防御，參與細(xì)胞代謝的調(diào)控，發(fā)育和分化，機(jī)體的防御，以及作為機(jī)體內(nèi)外表面的保護(hù)及潤滑劑。以及作為機(jī)體內(nèi)外表面的保護(hù)及潤滑劑。 參與細(xì)胞粘著，細(xì)胞識(shí)別和信息的傳遞：幾乎所有參與細(xì)胞粘著，細(xì)胞識(shí)別和信息的傳遞：幾乎所有動(dòng)物細(xì)胞表面都有少量糖動(dòng)物細(xì)胞表面都有少量糖, 它的作用好比是細(xì)胞聯(lián)絡(luò)的它的作用好比是細(xì)胞聯(lián)絡(luò)的文字或語言。文字或語言。 糖基化對蛋白質(zhì)合成后的加工和運(yùn)輸?shù)挠绊懸彩呛芴腔瘜Φ鞍踪|(zhì)合成后的加工和運(yùn)輸?shù)挠绊懸彩呛艽蟮摹４蟮摹?

23、5糖原、淀粉和纖維素的結(jié)構(gòu)糖原、淀粉和纖維素的結(jié)構(gòu)361.3.3 Assembly of Cell Structure Systems 四級(jí)裝配四級(jí)裝配 第一級(jí)第一級(jí):小分子有機(jī)物的形成小分子有機(jī)物的形成; 第二級(jí)第二級(jí):小分子有機(jī)物組裝成生物大分子；小分子有機(jī)物組裝成生物大分子； 第三級(jí)第三級(jí):由生物大分子進(jìn)一步組裝成細(xì)胞的高級(jí)結(jié)構(gòu)；由生物大分子進(jìn)一步組裝成細(xì)胞的高級(jí)結(jié)構(gòu)； 第四級(jí)第四級(jí):由生物大分子組裝成具有空間結(jié)構(gòu)和生物功能由生物大分子組裝成具有空間結(jié)構(gòu)和生物功能 的細(xì)胞器。的細(xì)胞器。37裝配模型裝配模型template assembly；enzymatic assembly；self

24、assembly。 反應(yīng)復(fù)合物的組裝及其在生命活動(dòng)中的作用。反應(yīng)復(fù)合物的組裝及其在生命活動(dòng)中的作用。 如如DNA轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物(primosome)、mRNA拼接拼接復(fù)合物復(fù)合物(splicesome)的裝配。的裝配。38轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的組裝轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的組裝39剪剪接接體體的的組組裝裝40細(xì)細(xì)胞胞的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)水水平平41細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系及其組裝細(xì)胞結(jié)構(gòu)體系及其組裝原核細(xì)胞原核細(xì)胞 (prokaryotic cells)：古細(xì)菌和真細(xì)菌古細(xì)菌和真細(xì)菌 細(xì)胞質(zhì)膜細(xì)胞質(zhì)膜 沒有細(xì)胞核！擬核沒有細(xì)胞核！擬核421.3.4 細(xì)胞的類型和結(jié)構(gòu)體系細(xì)胞的類型和結(jié)構(gòu)體系(Types of cel

25、ls and structure system)最簡單的原核細(xì)胞：支原體最簡單的原核細(xì)胞：支原體原核細(xì)胞原核細(xì)胞 vs 真核細(xì)胞真核細(xì)胞是最簡單的原核細(xì)胞，直徑為是最簡單的原核細(xì)胞，直徑為0.10.3 m;具有細(xì)胞質(zhì)膜，但沒有細(xì)胞壁具有細(xì)胞質(zhì)膜，但沒有細(xì)胞壁;環(huán)狀雙螺旋環(huán)狀雙螺旋DNA，沒有擬核，沒有擬核，能指導(dǎo)合成能指導(dǎo)合成750多種蛋白質(zhì)多種蛋白質(zhì);惟一的細(xì)胞器是核糖體，每個(gè)惟一的細(xì)胞器是核糖體，每個(gè)細(xì)胞中約有細(xì)胞中約有8001500個(gè)個(gè);具感染性具感染性,可在培養(yǎng)基上培養(yǎng)可在培養(yǎng)基上培養(yǎng);培養(yǎng)細(xì)胞很容易被支原體污染培養(yǎng)細(xì)胞很容易被支原體污染,污染源主要是血清。污染源主要是血清。43A T

26、ypical Mycoplasma Cell44Bacteria細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)膜的多細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)膜的多功能性功能性mesosome中膜體中膜體又稱間體或又稱間體或質(zhì)膜體質(zhì)膜體,每個(gè)細(xì)胞每個(gè)細(xì)胞有一個(gè)或數(shù)個(gè)有一個(gè)或數(shù)個(gè);其中含有細(xì)胞色素其中含有細(xì)胞色素和琥珀酸脫氫酶和琥珀酸脫氫酶,為細(xì)胞提供呼吸酶為細(xì)胞提供呼吸酶; 具有類似線粒體的具有類似線粒體的作用作用,故稱為擬線故稱為擬線粒體。粒體。 真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)體系真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)體系（Eukaryotic Cells and Their Structural Systems）45A Typical Animal CellA Typical Plant Cel

27、l生物膜體系生物膜體系（Biological Membrane Structure and Function）Membranes Define Boundaries and Serve as Permeability Barriers Membrane Are Sites of Specific FunctionsMembrane Regulate the Transport of SolutesMembrane Detect and Transmit Electrical and Chemical Signals46 遺傳信息表達(dá)體系遺傳信息表達(dá)體系（Gene Expression Syst

28、em）又稱為顆粒纖維結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括細(xì)胞核和核又稱為顆粒纖維結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括細(xì)胞核和核糖體。糖體。47纖維結(jié)構(gòu)纖維結(jié)構(gòu)顆粒結(jié)構(gòu)顆粒結(jié)構(gòu) 細(xì)胞骨架體系細(xì)胞骨架體系（Cytoskeletal System）細(xì)胞骨架是蛋白與蛋白搭建起的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)細(xì)胞骨架是蛋白與蛋白搭建起的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu), ,包括包括細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)骨架質(zhì)骨架和和細(xì)胞核骨架細(xì)胞核骨架。 首要作用是維持細(xì)胞的一定形態(tài)；首要作用是維持細(xì)胞的一定形態(tài)；細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)膭?dòng)脈；細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)膭?dòng)脈；細(xì)胞內(nèi)基質(zhì)區(qū)域化；細(xì)胞內(nèi)基質(zhì)區(qū)域化； 幫助細(xì)胞移動(dòng)或行走；幫助細(xì)胞移動(dòng)或行走；主要成分主要成分:微管、微絲和中間纖維。微管、微絲和中間纖維。4849Cy

29、toskeleton Functions真核與原核、植物與動(dòng)物細(xì)胞比較真核與原核、植物與動(dòng)物細(xì)胞比較 共同點(diǎn)：共同點(diǎn)： 功能上的共同點(diǎn)功能上的共同點(diǎn) 結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn)結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn): 都是生命的基本結(jié)構(gòu)單位；都是生命的基本結(jié)構(gòu)單位；都有細(xì)胞膜；都有細(xì)胞膜； 都能進(jìn)行分裂；都能進(jìn)行分裂； 都有都有DNA和和RNA； 都能遺傳都能遺傳 都有核糖體都有核糖體 50原核細(xì)胞與真核細(xì)胞比較原核細(xì)胞與真核細(xì)胞比較( (不同點(diǎn)不同點(diǎn)) ) 原核細(xì)胞原核細(xì)胞 真核細(xì)胞真核細(xì)胞代表生物代表生物 細(xì)菌、藍(lán)藻和支原體細(xì)菌、藍(lán)藻和支原體 原生生物、真菌、植物和動(dòng)物原生生物、真菌、植物和動(dòng)物細(xì)胞大小細(xì)胞大小 較小較小(1

30、-10m) (1-10m) 較大較大( (一般一般5 5100m)100m)細(xì)胞膜細(xì)胞膜 有有( (多功能性多功能性) ) 有有核糖體核糖體 70S(70S(由由50S50S和和30S30S兩個(gè)兩個(gè) 80S(80S(由由60S60S和和40S40S兩個(gè)大小兩個(gè)大小 大小亞基組成大小亞基組成) ) 亞基組成亞基組成) )細(xì)胞器細(xì)胞器 極少極少 有細(xì)胞核、線粒體、葉綠體、有細(xì)胞核、線粒體、葉綠體、 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體等內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體等 細(xì)胞核細(xì)胞核 無核膜和核仁無核膜和核仁 有核膜和核仁有核膜和核仁染色體染色體 一個(gè)細(xì)胞只有一條一個(gè)細(xì)胞只有一條 一個(gè)細(xì)胞有兩條以上的染色一個(gè)細(xì)胞有兩條以上的染色 雙鏈雙

31、鏈DNA, DNADNA, DNA不與或不與或 DNADNA與蛋白質(zhì)聯(lián)結(jié)在一起與蛋白質(zhì)聯(lián)結(jié)在一起 很少與組蛋白結(jié)合很少與組蛋白結(jié)合DNA DNA 環(huán)狀，存在于細(xì)胞質(zhì)環(huán)狀，存在于細(xì)胞質(zhì) 很長的線狀分子，含有很長的線狀分子，含有 很多非編碼區(qū)，并被核很多非編碼區(qū)，并被核 膜所包裹。膜所包裹。51 Comparison of Some Properties of Animal and Plant Cells Organelles Animal Cells Plant Cells 細(xì)胞壁細(xì)胞壁 無無 有有 葉綠體葉綠體 無無 有有 液泡液泡 無無 有有 溶酶體溶酶體 有有 無無 圓球體圓球體 無無 有

32、有 乙醛酸循環(huán)體乙醛酸循環(huán)體 無無 有有 通訊連接方式通訊連接方式 間隙連接間隙連接胞間連絲胞間連絲 中心體中心體 有有 無無 胞質(zhì)分裂方式胞質(zhì)分裂方式 收縮環(huán)收縮環(huán)細(xì)胞板細(xì)胞板52病毒病毒-非細(xì)胞的生命體非細(xì)胞的生命體 (VIRUSES-NONCELLULAR LIFE) Viruses Are Infectious Agents That Are Smaller Than Cells Viruses Reproduce inside Living Cells adsorption penetration replication maturation release5354病毒生活史病毒生活

33、史1.4 細(xì)胞生物學(xué)的研究進(jìn)展細(xì)胞生物學(xué)的研究進(jìn)展 (RECENT DEVELOPMENT OF CELL BIOLOGY) 干細(xì)胞工程及其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用干細(xì)胞工程及其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 治療性克隆治療性克隆; 干細(xì)胞與組織再生干細(xì)胞與組織再生;誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞; 干細(xì)胞表觀遺傳學(xué)調(diào)控干細(xì)胞表觀遺傳學(xué)調(diào)控; 腫瘤干細(xì)胞腫瘤干細(xì)胞人造細(xì)胞人造細(xì)胞2010年年5月月: (science) 首例人造單細(xì)胞生命體首例人造單細(xì)胞生命體-mycoplasma mycoides電子細(xì)胞電子細(xì)胞細(xì)胞組學(xué)細(xì)胞組學(xué)思考題：思考題： 為什么說細(xì)胞是生物體的基本單位？為什么說細(xì)胞是生物體的基本單位？生物學(xué)的細(xì)胞有哪些共同特點(diǎn)？生物學(xué)的細(xì)胞有哪些共同特點(diǎn)？細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和功能之間有哪些聯(lián)系？細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和功能之間有哪些聯(lián)系？原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的機(jī)構(gòu)與功能有哪些異同？原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的機(jī)構(gòu)與功能有哪些異同？