第二章細胞基礎

1、chapter 2 structures of the cellconception of cellcell were the basic units of structure and function of life a. the cell is the structural unit of life, all organisms is make up of cells.b.the cell is the functional unit of organisms. all metabolic activity is based on cells. c. the cell is the fou

2、ndation of reproduce, and the bridge of inheritance. d. the cell is the growing and developing basis of lifehuman fetal development. (a)at 5 weeks, limb buds, eyes, the heart, the liver and rudiments of all other organs have started to develop in the embryo, which is only about 1cm long. (b)growth a

3、nd development of the offspring, now called a fetus, continue during the second trimester. this fetus is 14 weeks old and about 6cm long. (c)the fetus in this photograph is 20 weeks old. now the fetus grows to about 30cm in length.e. cell (nucleus) is totipotent, which can create a new organism of t

4、he same type as a general rule, the cells of a multicellular organism all contain the same set of genes. for animals, the first evidence that even highly specialized cell carry a full complement of genes was verified by the experiment of tadpole nuclei transplanting into unfertilized egg that had be

5、en deprived of its own nucleus. some can develop swimming tadpoles. this is animal cloning. an especially dramatic example of animal cloning was reported in 1997. dolly the first animal ever cloned from a cell derived from an adult. is there any practical value to such technology?一切有機體都由細胞構成，細胞是構成有機

6、體的基本單位一切有機體都由細胞構成，細胞是構成有機體的基本單位細胞具有獨立的、有序的自控代謝體系，細胞是代謝與細胞具有獨立的、有序的自控代謝體系，細胞是代謝與功能的基本單位功能的基本單位細胞是生長發(fā)育的基礎細胞是生長發(fā)育的基礎細胞是遺傳的基本單位，細胞具有全能性細胞是遺傳的基本單位，細胞具有全能性沒有細胞就沒有生命沒有細胞就沒有生命細胞概念的一些新思考細胞概念的一些新思考細胞是多層次非線性的復雜結構體系細胞是多層次非線性的復雜結構體系細胞是物質、能量與信息過程精巧結合的綜合體細胞是物質、能量與信息過程精巧結合的綜合體細胞是高度有序，具有自裝配與自組織能力的體系細胞是高度有序，具有自裝配與自組織

7、能力的體系細胞具有高度復雜性和組織性細胞具有高度復雜性和組織性細胞完成各種化學反應細胞完成各種化學反應；細胞需要和利用能量細胞需要和利用能量細胞參與大量機械活動；細胞參與大量機械活動；細胞對刺激作出反應；細胞對刺激作出反應；細胞能進行自我調控；細胞能進行自我調控；繁殖和傳留后代繁殖和傳留后代細胞的基本共性細胞的基本共性所有的細胞表面均有由磷脂雙分子層與鑲嵌蛋白所有的細胞表面均有由磷脂雙分子層與鑲嵌蛋白質構成的生物膜，即細胞膜質構成的生物膜，即細胞膜所有細胞都有兩種核酸：繼所有細胞都有兩種核酸：繼dnadna與與rnarna，作為遺傳信，作為遺傳信息的復制與轉錄的載體息的復制與轉錄的載體作為蛋白

8、質合成的機器作為蛋白質合成的機器核糖體，毫無例外的存核糖體，毫無例外的存在于一切細胞內在于一切細胞內所有細胞的繁殖都以一分為二的方式進行所有細胞的繁殖都以一分為二的方式進行第一節(jié)第一節(jié) 真核細胞真核細胞 生物膜系統(tǒng)生物膜系統(tǒng)細胞表面的一層單位膜，特稱為質膜（細胞表面的一層單位膜，特稱為質膜（plasmolemmaplasmolemma；plasma membraneplasma membrane）。真核細胞除了具有質膜、核膜外，）。真核細胞除了具有質膜、核膜外，發(fā)達的細胞內膜形成了許多功能區(qū)隔。由膜圍成的各種發(fā)達的細胞內膜形成了許多功能區(qū)隔。由膜圍成的各種細胞器，如核膜、內質網(wǎng)、高爾基體、線粒

9、體、葉綠體、細胞器，如核膜、內質網(wǎng)、高爾基體、線粒體、葉綠體、溶酶體等。在結構上形成了一個連續(xù)的體系，稱為內膜溶酶體等。在結構上形成了一個連續(xù)的體系，稱為內膜系統(tǒng)（系統(tǒng)（endomembrane systemendomembrane system）。）。 真核細胞的基本機構體系真核細胞的基本機構體系內膜系統(tǒng)將細胞質分隔成不同的區(qū)域，即所謂的區(qū)隔化內膜系統(tǒng)將細胞質分隔成不同的區(qū)域，即所謂的區(qū)隔化（compartmentalizationcompartmentalization）。區(qū)隔化是細胞的高等性狀，它）。區(qū)隔化是細胞的高等性狀，它不僅使細胞內表面積增加了數(shù)十倍，各種生化反應能夠有條不僅使細胞

10、內表面積增加了數(shù)十倍，各種生化反應能夠有條不紊地進行，而且細胞代謝能力也比原核細胞大為提高不紊地進行，而且細胞代謝能力也比原核細胞大為提高 膜的細胞空間區(qū)分功能膜的細胞空間區(qū)分功能膜的信息轉到功能膜的信息轉到功能物質交換與跨膜運輸功能物質交換與跨膜運輸功能生物膜功能：生物膜功能：遺傳信息表達結構體系遺傳信息表達結構體系 細胞核（細胞核（nucleusnucleus）是細胞內最重要的細胞器，核）是細胞內最重要的細胞器，核表面是由雙層膜構成的核被膜（表面是由雙層膜構成的核被膜（nuclear nuclear envelopeenvelope），核內包含有由），核內包含有由dnadna和蛋白質構成的

11、染和蛋白質構成的染色體（色體（chromosomechromosome）。間期染色體結構疏松，稱為）。間期染色體結構疏松，稱為染色質（染色質（chromatinchromatin）；有絲分裂過程中染色體凝）；有絲分裂過程中染色體凝縮變短，稱為染色體。其實染色質與染色體只是同縮變短，稱為染色體。其實染色質與染色體只是同一物質在不同細胞周期的表現(xiàn)。一物質在不同細胞周期的表現(xiàn)。 染色體的數(shù)目因物種而異，有的如蕨類植物染色體的數(shù)目因物種而異，有的如蕨類植物ophioglossum reticulumophioglossum reticulum的染色體數(shù)多達的染色體數(shù)多達12601260個；有個；有的如

12、馬蛔蟲的如馬蛔蟲 ascaris megalocephalaascaris megalocephala 只有兩條染色只有兩條染色體。核內體。核內1 1至數(shù)個小球形結構，稱為核仁至數(shù)個小球形結構，稱為核仁（nucleolusnucleolus）。）。 核仁主要是由核仁主要是由rna-rna-蛋白質與蛋白質與dna-dna-蛋白質組成，區(qū)蛋白質組成，區(qū)主要功能時主要功能時rrnarrna的轉錄與核糖體亞單位的裝配的轉錄與核糖體亞單位的裝配細胞骨架系統(tǒng)細胞骨架系統(tǒng) 存在于質膜與核被膜之間的原生質稱為細胞質存在于質膜與核被膜之間的原生質稱為細胞質（cytoplasmcytoplasm），細胞之中具有可

13、辨認形態(tài)和能夠完），細胞之中具有可辨認形態(tài)和能夠完成特定功能的結構叫做細胞器（成特定功能的結構叫做細胞器（organellesorganelles）。除細）。除細胞器外，細胞質的其余部分稱為細胞質基質胞器外，細胞質的其余部分稱為細胞質基質（cytoplasmic matrixcytoplasmic matrix）或胞質溶膠（）或胞質溶膠（cytosolcytosol），），其體積約占細胞質的一半。細胞質基質并不是均一的其體積約占細胞質的一半。細胞質基質并不是均一的溶膠結構，其中還含有由微管、微絲和中間纖維組成溶膠結構，其中還含有由微管、微絲和中間纖維組成的細胞骨架結構。的細胞骨架結構。 細胞骨

14、架：胞質骨架與核骨架細胞骨架：胞質骨架與核骨架細胞質骨架：微絲、微管和中間纖維細胞質骨架：微絲、微管和中間纖維核骨架：核纖層和核基質核骨架：核纖層和核基質微絲主要成分是肌動蛋白，直徑微絲主要成分是肌動蛋白，直徑5-7nm5-7nm，功能可能是信號轉，功能可能是信號轉到與運動到與運動微管主要成分是微管蛋白和一些管結合蛋白，直徑微管主要成分是微管蛋白和一些管結合蛋白，直徑24nm24nm，主，主要功能是對細胞結構起支架作用，對大分子與顆粒結構起運要功能是對細胞結構起支架作用，對大分子與顆粒結構起運輸作用輸作用中間纖維成分比較復雜，主要與細胞分化關系極為密切中間纖維成分比較復雜，主要與細胞分化關系極

15、為密切核纖層成分主要為核纖層蛋白，核基質的蛋白成分極為復雜。核纖層成分主要為核纖層蛋白，核基質的蛋白成分極為復雜。核骨架與基因表達、染色質構建與排布有關。核骨架與基因表達、染色質構建與排布有關。細胞質基質的功能細胞質基質的功能 1 1）具有較大的緩沖容量，為細胞內各類生化反應的正）具有較大的緩沖容量，為細胞內各類生化反應的正 常常進行提供了相對穩(wěn)定的離子環(huán)境。進行提供了相對穩(wěn)定的離子環(huán)境。2 2） 許多代謝過程是在細胞基質中完成的，如許多代謝過程是在細胞基質中完成的，如蛋白蛋白 質的合成、質的合成、核酸的合成、核酸的合成、脂肪酸合成、脂肪酸合成、糖酵解、糖酵解、磷酸戊糖途徑、磷酸戊糖途徑、糖原

16、代謝、糖原代謝、信號轉導。信號轉導。3 3） 供給細胞器行使其功能所需要的一切底物。供給細胞器行使其功能所需要的一切底物。4 4） 細胞骨架參與維持細胞形態(tài)，做為細胞器和酶的附著點，并細胞骨架參與維持細胞形態(tài)，做為細胞器和酶的附著點，并與細胞運動、物質運輸和信號轉導有關。與細胞運動、物質運輸和信號轉導有關。5 5） 控制基因的表達與控制基因的表達與細胞核一起參與細胞的分化，如卵母細胞中不同的細胞核一起參與細胞的分化，如卵母細胞中不同的mrnamrna定位于細定位于細胞質不同部位，卵裂是不均等的。胞質不同部位，卵裂是不均等的。6 6） 參與蛋白質的合成、加工、運輸、選擇性降解。參與蛋白質的合成、

17、加工、運輸、選擇性降解。主要細胞器主要細胞器 1.1.內質網(wǎng)（內質網(wǎng)（endoplasmic reticulumendoplasmic reticulum）：由膜圍成一個連）：由膜圍成一個連續(xù)的管道系統(tǒng)。；粗面內質網(wǎng)（續(xù)的管道系統(tǒng)。；粗面內質網(wǎng)（rough endoplasmic rough endoplasmic reticulumreticulum，rerrer），表面附有核糖體，參與蛋白質的合），表面附有核糖體，參與蛋白質的合成和加工；光面內質網(wǎng)（成和加工；光面內質網(wǎng)（smooth endoplasmic smooth endoplasmic reticulumreticulum，ser

18、ser）表面沒有核糖體，參與脂類合成。）表面沒有核糖體，參與脂類合成。2.2.高爾基體（高爾基體（golgi bodygolgi body；golgi apparatusgolgi apparatus）：由成摞）：由成摞的扁囊和小泡組成，與細胞的分泌活動和溶酶體的形成的扁囊和小泡組成，與細胞的分泌活動和溶酶體的形成有關。有關。3.3.溶酶體（溶酶體（lysosomelysosome）：動物細胞中行細胞內消化作用）：動物細胞中行細胞內消化作用的細胞器，含有多種酸性水解酶。的細胞器，含有多種酸性水解酶。4.4.線粒體（線粒體（mitochondrionmitochondrion）：由雙層膜圍成的與

19、能量代）：由雙層膜圍成的與能量代謝有關的細胞器，主要作用是通過氧化磷酸化合成謝有關的細胞器，主要作用是通過氧化磷酸化合成atpatp。5.5.葉綠體（葉綠體（chloroplastchloroplast）：植物細胞中與光合作用有關）：植物細胞中與光合作用有關的細胞器，由雙層膜圍成。的細胞器，由雙層膜圍成。6.6.細胞骨架（細胞骨架（cytoskeletoncytoskeleton）：由微管、微絲和中間絲構）：由微管、微絲和中間絲構成與細胞運動和維持細胞形態(tài)有關。成與細胞運動和維持細胞形態(tài)有關。7.7.中心粒（中心粒（centriolecentriole）：位于動物細胞的中心部位，故）：位于動物

20、細胞的中心部位，故名，由相互垂直的兩組名，由相互垂直的兩組9+09+0三聯(lián)微管組成。中心粒加中心三聯(lián)微管組成。中心粒加中心粒周物質稱為中心體（粒周物質稱為中心體（centrosomecentrosome）。）。8.8.微體（微體（microbodymicrobody）：由單層單位膜圍成的小泡狀結構，）：由單層單位膜圍成的小泡狀結構，含有多種氧化酶，與分解過氧化氫和乙醛酸循環(huán)有關。含有多種氧化酶，與分解過氧化氫和乙醛酸循環(huán)有關。動物細胞的的結構動物細胞的的結構 植物細胞的結植物細胞的結構構 細胞的形狀和大小細胞的形狀和大小 由于結構、功能和所處的環(huán)境不同，各類細胞形態(tài)千由于結構、功能和所處的環(huán)境

21、不同，各類細胞形態(tài)千差萬別，有圓形、橢圓形、柱形、方形、多角形、扁差萬別，有圓形、橢圓形、柱形、方形、多角形、扁形、梭形，甚至不定形。形、梭形，甚至不定形。原核細胞的形狀常與細胞外沉積物（如細胞壁）有關，原核細胞的形狀常與細胞外沉積物（如細胞壁）有關，如細菌細胞呈棒形，球形，弧形、螺旋形等不同形狀。如細菌細胞呈棒形，球形，弧形、螺旋形等不同形狀。單細胞的動物或植物形狀更復雜一些，如草履蟲像鞋單細胞的動物或植物形狀更復雜一些，如草履蟲像鞋底狀，眼蟲呈梭形且?guī)в虚L鞭毛，鐘形蟲呈袋狀。底狀，眼蟲呈梭形且?guī)в虚L鞭毛，鐘形蟲呈袋狀。 一種鐘形蟲（偽彩色）一種鐘形蟲（偽彩色） 高等生物的細胞形狀與細胞功能

22、和細胞間的相互關系高等生物的細胞形狀與細胞功能和細胞間的相互關系有關。植物葉表皮的保衛(wèi)細胞成半月形，有關。植物葉表皮的保衛(wèi)細胞成半月形，2 2個細胞圍成個細胞圍成一個氣孔，以利于呼吸和蒸騰。細胞離開了有機體分一個氣孔，以利于呼吸和蒸騰。細胞離開了有機體分散存在時，形狀往往發(fā)生變化，散存在時，形狀往往發(fā)生變化， 一般說來，真核細胞的體積大于原核細胞，卵細胞大一般說來，真核細胞的體積大于原核細胞，卵細胞大于體細胞。大多數(shù)動植物細胞直徑一般在于體細胞。大多數(shù)動植物細胞直徑一般在20302030m m間。間。鴕鳥的卵黃直徑可達鴕鳥的卵黃直徑可達5cm5cm，支原體僅，支原體僅0.10.1m m，人的坐

23、骨，人的坐骨神經(jīng)細胞可長達神經(jīng)細胞可長達1m1m。 植物氣孔植物氣孔semsem照片（偽彩色）照片（偽彩色） 第二節(jié)第二節(jié) 原核細胞與古核細胞原核細胞與古核細胞 原核細胞（原核細胞（prokaryotic cellprokaryotic cell）沒有核膜，遺傳物質）沒有核膜，遺傳物質集中在一個沒有明確界限的低電子密度區(qū)（圖集中在一個沒有明確界限的低電子密度區(qū)（圖3-53-5），），稱為擬核（稱為擬核（nucleoidnucleoid）。）。dnadna為裸露的環(huán)狀分子，通常為裸露的環(huán)狀分子，通常沒有結合蛋白，環(huán)的直徑約為沒有結合蛋白，環(huán)的直徑約為2.5nm2.5nm，周長約幾十納米。，周長約

24、幾十納米。大多數(shù)原核生物沒有恒定的內膜系統(tǒng)，核糖體為大多數(shù)原核生物沒有恒定的內膜系統(tǒng)，核糖體為70s70s型，型，原核細胞構成的生物稱為原核生物，均為單細胞生物。原核細胞構成的生物稱為原核生物，均為單細胞生物。 基本特點：基本特點： 遺傳的信息量小，一個環(huán)狀遺傳的信息量小，一個環(huán)狀dnadna構成；構成； 細胞內沒有分化為以膜為基礎的具有專門結構與功細胞內沒有分化為以膜為基礎的具有專門結構與功 能的細胞器和細胞核膜。能的細胞器和細胞核膜。主要代表：主要代表：支原體（支原體（mycoplastmycoplast）最小最簡單的細胞；最小最簡單的細胞；細菌細菌藍藻又稱藍細菌（藍藻又稱藍細菌（cyan

25、obacteriacyanobacteria）細菌細菌 細菌是在自然界分布最廣、個體數(shù)量最多的有機體，細菌是在自然界分布最廣、個體數(shù)量最多的有機體，是大自然物質循環(huán)的主要參與者。是大自然物質循環(huán)的主要參與者。細菌主要由細胞壁、細胞膜、細胞質、核質體等部分細菌主要由細胞壁、細胞膜、細胞質、核質體等部分構成，有的細菌還有夾膜、鞭毛、菌毛等特殊結構構成，有的細菌還有夾膜、鞭毛、菌毛等特殊結構（圖（圖3-63-6）。絕大多數(shù)細菌的直徑大小在）。絕大多數(shù)細菌的直徑大小在0.55m0.55m之間。之間?？筛鶕?jù)形狀分為三類，即：球菌（圖可根據(jù)形狀分為三類，即：球菌（圖3-73-7）、桿菌（圖）、桿菌（圖3-

26、83-8）和螺旋菌（包括弧形菌，圖）和螺旋菌（包括弧形菌，圖3-93-9）。）。 細菌的結構細菌的結構 淋病球菌淋病球菌 大腸桿菌大腸桿菌temtem照片，核區(qū)為低電子密度區(qū)照片，核區(qū)為低電子密度區(qū) 大腸桿菌大腸桿菌 弧形霍亂菌弧形霍亂菌 細胞壁細胞壁 細胞壁厚度因細菌不同而異，一般為細胞壁厚度因細菌不同而異，一般為15-30nm15-30nm。主要。主要成分是肽聚糖，由成分是肽聚糖，由n-n-乙酰葡糖胺和乙酰葡糖胺和n-n-乙酰胞壁酸構成乙酰胞壁酸構成雙糖單元，以雙糖單元，以（1-41-4）糖苷鍵連接成大分子。）糖苷鍵連接成大分子。 肽聚糖中的多糖鏈在各物種中都一樣，而橫向短肽鏈肽聚糖中的多

27、糖鏈在各物種中都一樣，而橫向短肽鏈卻有種間差異。卻有種間差異。 細菌細胞壁的功能包括：保持細胞外形；抑制機械和細菌細胞壁的功能包括：保持細胞外形；抑制機械和滲透損傷（革蘭氏陽性菌的細胞壁能耐受滲透損傷（革蘭氏陽性菌的細胞壁能耐受20kg/cm220kg/cm2的的壓力）；介導細胞間相互作用（侵入宿主）；防止大壓力）；介導細胞間相互作用（侵入宿主）；防止大分子入侵；協(xié)助細胞運動和分裂。分子入侵；協(xié)助細胞運動和分裂。 細胞壁的結構細胞壁的結構 細胞膜細胞膜 是典型的單位膜結構，厚約是典型的單位膜結構，厚約810nm810nm，外側緊貼細胞壁，外側緊貼細胞壁，某些革蘭氏陰性菌還具有細胞外膜。通常不形

28、成內膜某些革蘭氏陰性菌還具有細胞外膜。通常不形成內膜系統(tǒng)，除核糖體外，沒有其它類似真核細胞的細胞器，系統(tǒng)，除核糖體外，沒有其它類似真核細胞的細胞器，呼吸和光合作用的電子傳遞鏈位于細胞膜上。呼吸和光合作用的電子傳遞鏈位于細胞膜上。 某些行光合作用的原核生物（藍細菌和紫細菌），質膜內某些行光合作用的原核生物（藍細菌和紫細菌），質膜內褶形成結合有色素的內膜，與捕光反應有關。褶形成結合有色素的內膜，與捕光反應有關。某些革蘭氏陽性細菌質膜內褶形成小管狀結構，稱為中膜某些革蘭氏陽性細菌質膜內褶形成小管狀結構，稱為中膜體（體（mesosomemesosome）或間體（圖）或間體（圖3-113-11），有擬線

29、粒體），有擬線粒體（chondroidchondroid）之稱，此外還可能與）之稱，此外還可能與dnadna的復制有關的復制有關 白喉桿菌的間體白喉桿菌的間體 細胞質與核質體細胞質與核質體 細菌和其它原核生物一樣，沒有核膜，細菌和其它原核生物一樣，沒有核膜，dnadna集中在細胞質集中在細胞質中的低電子密度區(qū)，稱核區(qū)或核質體（中的低電子密度區(qū)，稱核區(qū)或核質體（nuclear bodynuclear body）。）。細菌一般具有細菌一般具有1-41-4個核質體，多的可達個核質體，多的可達2020余個。余個。核質體是環(huán)狀的雙鏈核質體是環(huán)狀的雙鏈dnadna分子，所含的遺傳信息量可編碼分子，所含的遺

30、傳信息量可編碼2000200030003000種蛋白質，空間構建十分精簡，沒有內含子。種蛋白質，空間構建十分精簡，沒有內含子。由于沒有核膜，因此由于沒有核膜，因此dnadna的復制、的復制、rnarna的轉錄與蛋白的質合的轉錄與蛋白的質合成可同時進行，而不像真核細胞那樣這些生化反應在時間成可同時進行，而不像真核細胞那樣這些生化反應在時間和空間上是嚴格分隔開來的。和空間上是嚴格分隔開來的。 細菌核區(qū)細菌核區(qū)dnadna以外的，可進行自主復制的遺傳因子，以外的，可進行自主復制的遺傳因子，稱為質粒（稱為質粒（plasmidplasmid）。質粒是裸露的環(huán)狀雙鏈）。質粒是裸露的環(huán)狀雙鏈dnadna分子

31、，所含遺傳信息量為分子，所含遺傳信息量為22002200個基因，能進行自我個基因，能進行自我復制，有時能整合到核復制，有時能整合到核dnadna中去。質粒中去。質粒dnadna在遺傳工在遺傳工程研究中很重要，常用作基因重組與基因轉移的載程研究中很重要，常用作基因重組與基因轉移的載體。體。 其他結構其他結構 許多細菌的最外表還覆蓋著一層多糖類物質，邊界許多細菌的最外表還覆蓋著一層多糖類物質，邊界明顯的稱為莢膜（明顯的稱為莢膜（capsulecapsule，圖，圖3-123-12） 一種細菌的負染照片，顯示莢膜一種細菌的負染照片，顯示莢膜 鞭毛（圖鞭毛（圖3-133-13）是某些細菌的運動器官，由

32、一種稱為鞭）是某些細菌的運動器官，由一種稱為鞭毛蛋白（毛蛋白（flagellinflagellin）的彈性蛋白構成，結構上不同于真）的彈性蛋白構成，結構上不同于真核生物的鞭毛。細菌可以通過調整鞭毛旋轉的方向（順核生物的鞭毛。細菌可以通過調整鞭毛旋轉的方向（順和逆時針）來改變運動狀態(tài)。和逆時針）來改變運動狀態(tài)。 菌毛（圖菌毛（圖3-143-14）是菌體表面極其的蛋白纖細，須用電）是菌體表面極其的蛋白纖細，須用電鏡觀察。特點是：細、短、直、硬、多，菌毛與細菌鏡觀察。特點是：細、短、直、硬、多，菌毛與細菌運動無關，根據(jù)形態(tài)、結構和功能，可分為普通菌毛運動無關，根據(jù)形態(tài)、結構和功能，可分為普通菌毛和性

33、菌毛兩類。前者與細菌吸附和侵染宿主有關，后和性菌毛兩類。前者與細菌吸附和侵染宿主有關，后者為中空管子，與傳遞遺傳物質有關。者為中空管子，與傳遞遺傳物質有關。 細菌的鞭毛細菌的鞭毛 大腸桿菌的菌大腸桿菌的菌毛毛 繁殖繁殖 大腸桿菌的分裂大腸桿菌的分裂 支原體支原體 支原體（支原體（mycoplasmamycoplasma）的大小通常為）的大小通常為0.20.30.20.3m m，可，可通過濾菌器。無細胞壁，不能維持固定的形態(tài)而呈現(xiàn)通過濾菌器。無細胞壁，不能維持固定的形態(tài)而呈現(xiàn)多形性（圖多形性（圖3-173-17）。）。 支原體基因組為一環(huán)狀雙鏈支原體基因組為一環(huán)狀雙鏈dnadna，分子量?。▋H有

34、大腸，分子量小（僅有大腸桿菌的五分之一），合成與代謝很有限。肺炎支原體的桿菌的五分之一），合成與代謝很有限。肺炎支原體的一端有一種特殊的末端結構（一端有一種特殊的末端結構（terminal structureterminal structure），），能使支原體粘附于呼吸道粘膜上皮細胞表面，與致病性能使支原體粘附于呼吸道粘膜上皮細胞表面，與致病性有關。有關。 肺炎支原體肺炎支原體 衣原體和立克次氏體 衣原體（衣原體（chlamydiachlamydia）很小，直徑）很小，直徑200nm-500nm200nm-500nm，能，能通過細菌濾膜。立克次氏體（通過細菌濾膜。立克次氏體（ricketts

35、iarickettsia）略大，）略大，大多不能通過濾菌膜。它們都有大多不能通過濾菌膜。它們都有dnadna和和rnarna，有革蘭，有革蘭氏陰性細菌特征的含肽聚糖的細胞壁，但酶系統(tǒng)不氏陰性細菌特征的含肽聚糖的細胞壁，但酶系統(tǒng)不完全，必須在寄主細胞內生活，有攝能寄生物完全，必須在寄主細胞內生活，有攝能寄生物(energe parasite)(energe parasite)之稱。之稱。 附著在內皮細胞表面的立克次氏體和細胞內包含立克次氏體的內吞體附著在內皮細胞表面的立克次氏體和細胞內包含立克次氏體的內吞體 藍藻 藍藻（圖藍藻（圖3-203-20）又稱藍細菌（）又稱藍細菌（cyanobacter

36、iumcyanobacterium），能進），能進行與高等植物類似的光合作用（以水為電子供體，放出行與高等植物類似的光合作用（以水為電子供體，放出o o），與光合細菌的光合作用的機制不一樣，因此被），與光合細菌的光合作用的機制不一樣，因此被認為是最簡單的植物。藍藻沒有葉綠體，僅有十分簡單認為是最簡單的植物。藍藻沒有葉綠體，僅有十分簡單的光合作用結構裝置。藍藻細胞遺傳信息載體與其它原的光合作用結構裝置。藍藻細胞遺傳信息載體與其它原核細胞一樣，是一個環(huán)狀核細胞一樣，是一個環(huán)狀dnadna分子，但遺傳信息量很大，分子，但遺傳信息量很大，可與高等植物相比?？膳c高等植物相比。 項圈藻項圈藻anabaen

37、a cyanobacteria古細菌 是一類很持殊的細菌，多生活在極端的生態(tài)環(huán)境中。具是一類很持殊的細菌，多生活在極端的生態(tài)環(huán)境中。具有原核生物的某些特征，如無核膜及內膜系統(tǒng)；也有真有原核生物的某些特征，如無核膜及內膜系統(tǒng)；也有真核生物的特征，如以甲硫氨酸起始蛋白質的合成、核糖核生物的特征，如以甲硫氨酸起始蛋白質的合成、核糖體對氯霉素不敏感、體對氯霉素不敏感、rnarna聚合酶和真核細胞的相似、聚合酶和真核細胞的相似、dnadna具有內含子并結合組蛋白；此外還具有既不同于原核細具有內含子并結合組蛋白；此外還具有既不同于原核細胞也不同于真核細胞的特征，胞也不同于真核細胞的特征， 表表3-2 原核

38、細胞與真核細胞的區(qū)別原核細胞與真核細胞的區(qū)別 原核細胞原核細胞真核細胞真核細胞110m10100m無核膜有雙層的核膜形狀環(huán)狀dna分子線性dna分子數(shù)目一個基因連鎖群2個以上基因連鎖群組成dna裸露或結合少量蛋白質dna同組蛋白和非組蛋白結合無或很少有重復序列有重復序列rna和蛋白質在同一區(qū)間合成rna在核中合成和加工；蛋白質在細胞質中合成二分或出芽有絲分裂和減數(shù)分裂，少數(shù)出芽生殖。無獨立的內膜有，分化成各種細胞器鞭毛蛋白微管蛋白70s（50s+30s）80s（60s+40s）吸收，有的行光合作用吸收，光合作用，內吞肽聚糖、蛋白質、脂多糖、脂蛋白纖維素（植物細胞）區(qū)別區(qū)別大小細胞核染色體dna

39、序列基因表達細胞分裂內膜鞭毛構成光合與呼吸酶分布質膜線粒體和葉綠體核糖體營養(yǎng)方式細胞壁第三節(jié)第三節(jié) 病毒病毒 病毒（病毒（virusvirus）是一類非細胞形態(tài)的介于生命與非生命形）是一類非細胞形態(tài)的介于生命與非生命形式之間的物質。有以下主要特征：式之間的物質。有以下主要特征：個體微小，可通除個體微小，可通除濾菌器，大多數(shù)必須用電鏡才能看見；濾菌器，大多數(shù)必須用電鏡才能看見；僅具有一種類僅具有一種類型的核酸，或型的核酸，或dnadna或或rnarna，沒有含兩種核酸的病毒；，沒有含兩種核酸的病毒；專專營細胞內寄生生活；營細胞內寄生生活；具有受體連結蛋白（具有受體連結蛋白（receptor re

40、ceptor binding proteinbinding protein），與敏感細胞表面的病毒受體連結，），與敏感細胞表面的病毒受體連結，進而感染細胞。進而感染細胞。 病毒（病毒（virusvirus）核酸分子（核酸分子（dnadna或或rnarna）與蛋白質構）與蛋白質構成的核酸成的核酸- -蛋白質復合體；蛋白質復合體； 根據(jù)病毒的核酸類型可以將其分為兩大類：根據(jù)病毒的核酸類型可以將其分為兩大類： dnadna病毒與病毒與rnarna病毒病毒 病毒的多樣性病毒的多樣性）類病毒（類病毒（viroidviroid）僅由感染性的僅由感染性的rnarna構成；構成；朊病毒（朊病毒（prionpr

41、ion） 僅由感染性的蛋白質亞基構成僅由感染性的蛋白質亞基構成病毒的基本知識病毒的基本知識病毒的形態(tài)和結構病毒的形態(tài)和結構 u病毒的大小一般在病毒的大小一般在1030nm1030nm之間。結構簡單，由核酸（之間。結構簡單，由核酸（dnadna或或rnarna）芯和蛋白質衣殼（）芯和蛋白質衣殼（capsidcapsid）所構成，稱核衣殼）所構成，稱核衣殼（nucleocapsidnucleocapsid），衣殼有保護病毒核酸不受酶消化的作用。），衣殼有保護病毒核酸不受酶消化的作用。各種病毒所含的遺傳信息量不同，少的只含有各種病毒所含的遺傳信息量不同，少的只含有3 3個基因，多的可個基因，多的可達

42、達300300個不同的基因。個不同的基因。u病毒衣殼由一至幾種蛋白組成，病毒的形成不需要酶的參加，病毒衣殼由一至幾種蛋白組成，病毒的形成不需要酶的參加，只要條件具備，核酸和蛋白質便可自我裝配（只要條件具備，核酸和蛋白質便可自我裝配（self assemblyself assembly）成病毒。成病毒。u其裝配形式有二十面體對稱、螺旋對稱和復合對稱三種類型。其裝配形式有二十面體對稱、螺旋對稱和復合對稱三種類型。u二十面體對稱型的衣殼蛋白形成二十面體，核酸包在其中；二十面體對稱型的衣殼蛋白形成二十面體，核酸包在其中；螺旋對稱型的衣殼蛋白與核酸呈螺旋形排列，核酸交織在其中；螺旋對稱型的衣殼蛋白與核酸

43、呈螺旋形排列，核酸交織在其中；復合對稱型為同時具有或不具有兩種對稱性形式的病毒復合對稱型為同時具有或不具有兩種對稱性形式的病毒一個成熟病毒（一個成熟病毒（virionvirion）。電鏡觀察有五種形態(tài)；）。電鏡觀察有五種形態(tài)；球形（球形（sphericitysphericity）：大多數(shù)人類和動物病毒為球形，如脊）：大多數(shù)人類和動物病毒為球形，如脊髓灰質炎病毒、皰疹病毒及腺病毒等；髓灰質炎病毒、皰疹病毒及腺病毒等；絲形（絲形（filamentfilament）：多見于植物病毒，如煙草花葉病病毒，）：多見于植物病毒，如煙草花葉病病毒，人類流感病毒有時也是絲形；人類流感病毒有時也是絲形；彈形（彈形

44、（bullet-shapebullet-shape）：形似子彈頭，如狂犬病毒、皰疹性）：形似子彈頭，如狂犬病毒、皰疹性口炎病毒等，其他多為植物病毒口炎病毒等，其他多為植物病毒磚形（磚形（brick-shapebrick-shape）：如天花病毒、牛痘苗病毒等；）：如天花病毒、牛痘苗病毒等；蝌蚪形（蝌蚪形（tadpole-shapetadpole-shape）：由一卵圓形的頭及一條細長的尾）：由一卵圓形的頭及一條細長的尾組成，如噬菌體。組成，如噬菌體。其中其中為二十面體對稱；為二十面體對稱；、為螺旋對稱；為螺旋對稱；、為復合對為復合對稱。稱。脊髓灰質炎病毒脊髓灰質炎病毒 球形（球形（spheri

45、citysphericity）：大多數(shù)）：大多數(shù)人類和動物病毒為球形人類和動物病毒為球形煙草花葉病毒煙草花葉病毒 絲形（絲形（filamentfilament）：）：多見于植物病毒，多見于植物病毒，如煙草花葉病病毒，如煙草花葉病病毒，人類流感病毒有時人類流感病毒有時也是絲形也是絲形皰疹性口炎病毒（皰疹性口炎病毒（vesicular stomatitis），形態(tài)與狂犬?。螒B(tài)與狂犬病毒相似，均為子彈形毒相似，均為子彈形 彈形（彈形（bullet-bullet-shapeshape）：形似）：形似子彈頭，如狂子彈頭，如狂犬病毒、皰疹犬病毒、皰疹性口炎病毒等，性口炎病毒等，其他多為植物其他多為植物

46、病毒病毒磚形（磚形（brick-brick-shapeshape）：如天）：如天花病毒、牛痘花病毒、牛痘苗病毒等苗病毒等人類天花病毒（圖中深染的顆粒人類天花病毒（圖中深染的顆粒蝌蚪形：蝌蚪形：由一卵由一卵圓形的圓形的頭及一頭及一條細長條細長的尾組的尾組成，如成，如噬菌體噬菌體t4t4噬菌體噬菌體絲狀有被膜的病毒（流感冒病毒）絲狀有被膜的病毒（流感冒病毒）有的病毒衣殼外面尚有有的病毒衣殼外面尚有一層被膜（一層被膜（viral viral envelopeenvelope，圖，圖3-263-26），），這層被膜是病毒粒子脫這層被膜是病毒粒子脫離細胞時，包被上的宿離細胞時，包被上的宿主細胞的質膜，被

47、膜中主細胞的質膜，被膜中含有病毒融合蛋白含有病毒融合蛋白（viral fusion viral fusion proteinprotein），如流感病毒。），如流感病毒。病毒融合蛋白在病毒進病毒融合蛋白在病毒進入宿主細胞時起著關鍵入宿主細胞時起著關鍵作用作用。病毒只有在侵入細胞以后才表現(xiàn)出生命現(xiàn)象。病毒的生病毒只有在侵入細胞以后才表現(xiàn)出生命現(xiàn)象。病毒的生活周期可分為兩個階段：活周期可分為兩個階段：一個是細胞外階段，以成熟的病毒粒子形式存在；一個是細胞外階段，以成熟的病毒粒子形式存在；另一個是細胞內階段，即感染階段，在此階段中進行復另一個是細胞內階段，即感染階段，在此階段中進行復制和繁殖。感染階

48、段開始時，病毒的遺傳物質由衣殼中制和繁殖。感染階段開始時，病毒的遺傳物質由衣殼中釋放出來，注入宿主細胞中，然后在病毒核酸信息的指釋放出來，注入宿主細胞中，然后在病毒核酸信息的指導控制下，形成新的病毒粒子。導控制下，形成新的病毒粒子。病毒的侵染病毒的侵染根據(jù)寄生的宿主不同，病毒可分為動物病毒、植物病毒和細根據(jù)寄生的宿主不同，病毒可分為動物病毒、植物病毒和細菌病毒（即噬菌體）三大類。根據(jù)病毒所含的核酸的性質和菌病毒（即噬菌體）三大類。根據(jù)病毒所含的核酸的性質和狀態(tài)不同，可將病毒分為狀態(tài)不同，可將病毒分為6 6類類 1) 1) 雙鏈雙鏈dna+mrnadna+mrna蛋白質，如天花病毒、蛋白質，如天

49、花病毒、t-t-偶數(shù)噬偶數(shù)噬菌體。菌體。2) 2) 單鏈單鏈+dna+dnadna+rnadna+rna蛋白質。蛋白質。3) 3) 雙鏈雙鏈rna+mrnarna+mrna蛋白質，如呼腸孤病毒。蛋白質，如呼腸孤病毒。4) 4) 單鏈單鏈+rna+rnarna+rnarna+rna蛋白質脊髓灰質炎病毒。蛋白質脊髓灰質炎病毒。5) 5) 單鏈單鏈-rna+rna+-rna+rna+蛋白質，如流感病毒、副流感病毒、蛋白質，如流感病毒、副流感病毒、 狂犬病毒。狂犬病毒。6) 6) 單鏈單鏈+rnadna+rnadnadna+mrnadna+mrna蛋白質，即逆轉錄病蛋白質，即逆轉錄病毒（毒（retro

50、virusretrovirus）又稱）又稱rnarna腫瘤病毒（腫瘤病毒（oncornavirusoncornavirus）。）。病毒的分類病毒的分類病毒病毒rnarna的堿基序列與的堿基序列與mrnamrna完全相同者，稱為正鏈完全相同者，稱為正鏈rnarna病病毒。這種病毒毒。這種病毒rnarna可直接起病毒可直接起病毒mrnamrna的作用，附著到宿主的作用，附著到宿主細胞核糖體上，翻譯出病毒蛋白。從正鏈細胞核糖體上，翻譯出病毒蛋白。從正鏈rnarna病毒顆粒中病毒顆粒中提取出提取出rnarna，注入適宜的細胞時有感染性；病毒，注入適宜的細胞時有感染性；病毒rnarna堿基堿基序列與序列

51、與mrnamrna互補者，稱為負鏈互補者，稱為負鏈rnarna病毒。負鏈病毒。負鏈rnarna病毒的病毒的顆粒中含有依賴顆粒中含有依賴rnarna的的rnarna聚合酶，可催化合成互補鏈，聚合酶，可催化合成互補鏈，成為病毒成為病毒mrnamrna，翻譯病毒蛋白，從負鏈，翻譯病毒蛋白，從負鏈rnarna病毒顆粒中提病毒顆粒中提取出的取出的rnarna，因提取過程損壞了這種酶，而無感染性。，因提取過程損壞了這種酶，而無感染性。 病毒是非細胞形態(tài)的生命體，它的主要生命活動病毒是非細胞形態(tài)的生命體，它的主要生命活動必須要在細胞內實現(xiàn)。病毒與細胞在起源上的必須要在細胞內實現(xiàn)。病毒與細胞在起源上的關系，目

52、前存在關系，目前存在3 3種主要觀點：種主要觀點：生物大分子生物大分子病毒病毒細胞細胞 病毒病毒生物大分子生物大分子 細胞細胞生物大分子生物大分子細胞細胞 病毒病毒病毒的進化地位病毒的進化地位 無論是病毒還是類病毒都不具有獨立進行生物合成的能無論是病毒還是類病毒都不具有獨立進行生物合成的能力，它們都是細胞的寄生物，因此在進化上病毒的出現(xiàn)力，它們都是細胞的寄生物，因此在進化上病毒的出現(xiàn)可能早于細胞。病毒的前身很可能是在宿主染色體外獨可能早于細胞。病毒的前身很可能是在宿主染色體外獨立進行復制的質粒（立進行復制的質粒（plasmidplasmid）。質粒既有）。質粒既有dnadna型的，也型的，也有

53、有rnarna型的。它與病毒相似之處主要在于，它具有專一型的。它與病毒相似之處主要在于，它具有專一的核苷酸序列作為復制的起始部位。但它又不同于病毒，的核苷酸序列作為復制的起始部位。但它又不同于病毒，不能制造蛋白質外殼，不能像病毒一樣從一個細胞傳遞不能制造蛋白質外殼，不能像病毒一樣從一個細胞傳遞到另一個細胞。當?shù)搅硪粋€細胞。當dnadna質粒獲得了為衣殼蛋白質編碼的質粒獲得了為衣殼蛋白質編碼的基因時，即意味著病毒出現(xiàn)了。基因時，即意味著病毒出現(xiàn)了。病毒能在種間傳遞核酸序列，因而它在生物進化上起著病毒能在種間傳遞核酸序列，因而它在生物進化上起著重要作用。由于病毒核酸往往可同宿主染色體重組，所重要作

54、用。由于病毒核酸往往可同宿主染色體重組，所以病毒核酸就有可能連接上一小段宿主染色體，一同傳以病毒核酸就有可能連接上一小段宿主染色體，一同傳遞到另一種細胞或有機體中。更有甚者，病毒遞到另一種細胞或有機體中。更有甚者，病毒dnadna整合到整合到宿主染色體中，變成了宿主基因組的一部分，這部分宿主染色體中，變成了宿主基因組的一部分，這部分dnadna稱為前病毒（稱為前病毒（provirusprovirus）。通過病毒在宿主細胞基因組）。通過病毒在宿主細胞基因組間傳遞間傳遞dnadna序列的過程稱為序列的過程稱為dnadna轉導。在生物工程和分子轉導。在生物工程和分子生物學研究中常通過這種途徑來轉導目

55、的基因。病毒的生物學研究中常通過這種途徑來轉導目的基因。病毒的某些屬性在細胞的生命活動中也具有普遍意義，通過對某些屬性在細胞的生命活動中也具有普遍意義，通過對病毒活動的研究有助于對生命現(xiàn)象的理解。例如：病毒活動的研究有助于對生命現(xiàn)象的理解。例如： 1.1. 自我裝配。病毒成分有限，結構簡單，但只要自我裝配。病毒成分有限，結構簡單，但只要成分齊備，條件適宜，即可自動裝配成有活性的病成分齊備，條件適宜，即可自動裝配成有活性的病毒。毒。2. 2. 裝配信息來自分子本身。裝配信息來自分子本身。3. 3. 遺傳密碼的統(tǒng)一性。病毒和細胞攜帶的遺傳物遺傳密碼的統(tǒng)一性。病毒和細胞攜帶的遺傳物質是相同的，使用了同一套遺傳密碼。質是相同的，使用了同一套遺傳密碼。4. 4. 自我復制。病毒進入細胞后，能夠自我復制和自我復制。病毒進入細胞后，能夠自我復制和繁殖，具有生命特征。繁殖，具有生命特征。類病毒在結構上比病毒還要簡單，沒有蛋白質外殼，類病毒在結構上比病毒還要簡單，沒有蛋白質外殼，僅為一裸露的僅為一裸露的rnarna分子。由于它們具有感染作用，類分子。由于它們具有感染作用，類似于病毒，故稱為類病毒（似于病毒，故稱為類病毒（viroidviroid）。它們不能像?。?。它們不能像病毒那樣感染細胞，只有當植物細胞受到損傷，失去了毒那樣感染細胞，只有