細胞生物學基礎(三)

1、細胞生物學基礎細胞生物學基礎細胞生物學基礎細胞生物學基礎分子生物學基礎分子生物學基礎普通生物學基礎普通生物學基礎 除病毒外，一切生物均由細胞組成。除病毒外，一切生物均由細胞組成。 單細胞生物（一個細胞就是一個個體）單細胞生物（一個細胞就是一個個體） 多細胞生物（由許多各種各樣的細胞組成）多細胞生物（由許多各種各樣的細胞組成）一、細胞的發(fā)現(xiàn)一、細胞的發(fā)現(xiàn)英國人英國人Robter Hooke （ 1665 ）用自制的顯微鏡觀察軟木片，用自制的顯微鏡觀察軟木片，發(fā)現(xiàn)有許多狀如蜂窩的小孔，發(fā)現(xiàn)有許多狀如蜂窩的小孔，稱之為稱之為cell（原意是小房間）。（原意是小房間）。實際上只是細胞壁。實際上只是細胞

2、壁。 Robert Brown （ 1831 ）從蘭科植物葉片表皮細胞從蘭科植物葉片表皮細胞中發(fā)現(xiàn)細胞核。中發(fā)現(xiàn)細胞核。 F.Dujardin（ 1835 ）在低）在低等動物根足、多孔蟲的細等動物根足、多孔蟲的細胞中發(fā)現(xiàn)了細胞質。胞中發(fā)現(xiàn)了細胞質。（二）細胞大小和形態(tài)二）細胞大小和形態(tài)1. 大小大小: 多數(shù)多數(shù)10100m，低，低倍顯微鏡可見，小的倍顯微鏡可見，小的0.1m，高倍顯微鏡可見。高倍顯微鏡可見。2. 形狀：形狀： 球體、多面體、紡綞體、球體、多面體、紡綞體、柱狀體（細胞的形狀和功能之柱狀體（細胞的形狀和功能之間有密切關系）。間有密切關系）。nerve cell （三）細胞的分子組成

3、與結構（三）細胞的分子組成與結構1、細胞的組成、細胞的組成 主要元素：主要元素：C、H、O 其他元素：鈣、鈉、鉀、氯、鎂、鐵、銅、鋅、硼、其他元素：鈣、鈉、鉀、氯、鎂、鐵、銅、鋅、硼、鉬、碘、錳、鈷、鉻、鎢、鋇、鎳鉬、碘、錳、鈷、鉻、鎢、鋇、鎳無機物：水（無機物：水（6570%） 無機鹽（占干重無機鹽（占干重25%）有機物：糖類、脂肪、蛋白質、核酸有機物：糖類、脂肪、蛋白質、核酸2. 細胞的結構細胞的結構（1）原核細胞：（2）真核細胞：細胞壁細胞膜細胞質細胞核液胞溶酶體高爾基體葉綠體線粒體光滑內質網粗糙內質網核糖體核膜孔細胞壁細胞壁、質體質體、液泡液泡三部分是植物細胞特有的結構，動物細胞沒有。

4、動物細胞結構模式圖動物細胞結構模式圖二、染色質與染色體二、染色質與染色體 染色質：染色質：細胞分裂間細胞分裂間期由期由DNA、組蛋白、組蛋白、非組蛋白及少量非組蛋白及少量RNA組成的線性復合結構。組成的線性復合結構。 染色體：染色體：細胞有絲分細胞有絲分裂或減數(shù)分裂過程中，裂或減數(shù)分裂過程中，由染色質聚成的棒狀由染色質聚成的棒狀結構。結構。 染色質與染色體：染色質與染色體：同同一種物質在細胞周期一種物質在細胞周期不同時間的不同形式。不同時間的不同形式。染色體的形狀（據(jù)：著絲粒位置不同）染色體的形狀（據(jù)：著絲粒位置不同） 中著絲粒中著絲粒 亞中著絲粒亞中著絲粒 近端著絲粒近端著絲粒 遠端著絲粒遠

5、端著絲粒三、細胞周期概念：細胞由一次分裂末期到下一次分裂末期要經三、細胞周期概念：細胞由一次分裂末期到下一次分裂末期要經歷相同的變化階段，周而復始。細胞的這種生長、分裂循環(huán)歷相同的變化階段，周而復始。細胞的這種生長、分裂循環(huán)的的歷程稱為細胞周期。歷程稱為細胞周期。細胞周期各階段：細胞周期各階段： G1 期期 分裂間期分裂間期 S 期期 G2 期期 有絲分裂期（有絲分裂期（M期）期）靜止期（靜止期（G0期）期）四、細胞分裂方式四、細胞分裂方式1. 無絲分裂：低等生物的分裂方式（橫裂、縱裂）無絲分裂：低等生物的分裂方式（橫裂、縱裂）2. 有絲分裂（主要形式）：染色體經復制變成雙份，隨著核、有絲分裂

6、（主要形式）：染色體經復制變成雙份，隨著核、質分裂平均分配，形成兩個完整的子細胞。質分裂平均分配，形成兩個完整的子細胞。3. 減數(shù)分裂（生殖細胞的特有分裂方式）：在染色質復制一次減數(shù)分裂（生殖細胞的特有分裂方式）：在染色質復制一次后，經過兩次分裂，結果子細胞的染色體數(shù)目比親代細胞減后，經過兩次分裂，結果子細胞的染色體數(shù)目比親代細胞減少了一半。少了一半。有絲分裂的過程有絲分裂的過程1.有絲分裂有絲分裂間期間期核核 膜膜核核 仁仁染色質染色質中心粒中心粒1.1.前期前期染色質凝縮，分裂極確立與紡錘體開始形成，染色質凝縮，分裂極確立與紡錘體開始形成，核仁解體，核膜消失。核仁解體，核膜消失。前前 期期

7、Two centrosomes, and their forming radial arrays of astral microtubules separating on the surface of an early prophase newt lung cell nucleus. 染色體排列到在細胞的赤道面上。染色體排列到在細胞的赤道面上。赤道板赤道板中中 期期后后 期期4. 末期l從子染色體到達兩極，至形成兩個新細胞的時期。l兩個出現(xiàn)：核膜出現(xiàn)、核仁出現(xiàn)l兩個消失：染色體消失、紡錘絲消失中間小體中間小體。中間小體中間小體Dividing Muscle Myoblast (primativ

8、e muscle cell)(SEM x8,000)（三）減數(shù)分裂與有絲分裂區(qū)別：三）減數(shù)分裂與有絲分裂區(qū)別：1. 生殖細胞（性染色體生殖細胞（性染色體XX/XY）特有的分裂方式；）特有的分裂方式；2. 染色質復制一次，分裂兩次，子細胞染色體數(shù)減少一半；染色質復制一次，分裂兩次，子細胞染色體數(shù)減少一半；3. 兩條性染色體各分配到兩個子細胞，最終產生子代個體性別差異兩條性染色體各分配到兩個子細胞，最終產生子代個體性別差異精原細胞精原細胞精子的形成精子的形成卵細胞形成卵細胞形成初級精初級精母細胞母細胞次級精次級精母細胞母細胞精精細細胞胞精精子子( (變形變形) )卵原細胞卵原細胞初級卵初級卵母細胞

9、母細胞次級卵次級卵母細胞母細胞卵細胞卵細胞減數(shù)分裂的過程減數(shù)分裂的過程分子生物學基礎分子生物學基礎（略）（略）一、基因的概念與基因的復制一、基因的概念與基因的復制（一）（一）DNADNA是遺傳的物質基礎是遺傳的物質基礎1.1. 基因基因: : 染色體上包含遺傳信息的一段染色體上包含遺傳信息的一段DNADNA片段。片段。2.2. DNADNA基本單位：脫氧核苷酸；四種堿基（基本單位：脫氧核苷酸；四種堿基（A A、G G、C C、T T）（二）生命的遺傳是染色體自我復制的結果二）生命的遺傳是染色體自我復制的結果 DNA的半保留復制：親代的半保留復制：親代DNA分子的單鏈為模板，分子的單鏈為模板，

10、合成兩合成兩條子代條子代DNA鏈，最終成為兩個拷貝分配到兩個子細胞中去。鏈，最終成為兩個拷貝分配到兩個子細胞中去。 轉錄和翻譯：轉錄和翻譯： 基因的遺傳信息由基因的遺傳信息由DNA通過轉錄傳遞給通過轉錄傳遞給RNA，再通過翻譯合成蛋白質，實現(xiàn)基因的表達。再通過翻譯合成蛋白質，實現(xiàn)基因的表達。二、轉基因技術二、轉基因技術（一）概念：（一）概念：指將外源基因整合到生物體內，得到穩(wěn)定表達，指將外源基因整合到生物體內，得到穩(wěn)定表達，并使該基因能穩(wěn)定地遺傳給后代的實驗技術。并使該基因能穩(wěn)定地遺傳給后代的實驗技術。（二）意義：（二）意義：改變了傳統(tǒng)生物科技的被動狀態(tài)，使得人們可以改變了傳統(tǒng)生物科技的被動狀

11、態(tài)，使得人們可以克服物種間的遺傳障礙，定向培養(yǎng)創(chuàng)造出自然界所沒有的新克服物種間的遺傳障礙，定向培養(yǎng)創(chuàng)造出自然界所沒有的新的生命形態(tài)，以滿足人類社會的需要。的生命形態(tài)，以滿足人類社會的需要。（三）制備三）制備1. 目的基因的獲得目的基因的獲得: 使用使用限制性內切酶限制性內切酶，將目的基因從供體，將目的基因從供體DNA長鏈中剪切下來長鏈中剪切下來;2. 構建重組構建重組DNA: 使用使用DNA連接酶連接酶，將兩個，將兩個DNA片段連接起來片段連接起來;3. 重組重組DNA引入細胞引入細胞: 通過通過載體（質粒）載體（質粒），將將“拼接拼接”好的好的DNA分子運送到分子運送到受體細胞受體細胞中；中

12、；4. 表達目的基因的表達目的基因的受體細胞的挑選受體細胞的挑選：通過特定的標志和方法，：通過特定的標志和方法，檢測基因轉入是否成功。檢測基因轉入是否成功。普通生物學基礎普通生物學基礎（略）（略）一、組織、器官形成：一、組織、器官形成： 多細胞生物的受精卵分裂、分化而產生形態(tài)和功能不同的各多細胞生物的受精卵分裂、分化而產生形態(tài)和功能不同的各類細胞，這些細胞組合成執(zhí)行不同功能的組織。類細胞，這些細胞組合成執(zhí)行不同功能的組織。 各種組織以一定形式交織而組成各類器官和系統(tǒng)。各種組織以一定形式交織而組成各類器官和系統(tǒng)。2. 植物組織植物組織（ 1）分生組織和永久組織）分生組織和永久組織 永久組織：永久

13、組織：在植物生長發(fā)育過程中，細胞陸續(xù)分化而失在植物生長發(fā)育過程中，細胞陸續(xù)分化而失去分裂能力，成為有特定功能的細胞組織，即永久組織。去分裂能力，成為有特定功能的細胞組織，即永久組織。 分生組織：分生組織：在成長的植物體內總保留一部分不分化的細在成長的植物體內總保留一部分不分化的細胞，它們能繼續(xù)分裂、分化以補充新的細胞。由這些細胞，它們能繼續(xù)分裂、分化以補充新的細胞。由這些細胞構成的組織稱為分生組織。胞構成的組織稱為分生組織。 （2）植物細胞和組織培養(yǎng)的材料）植物細胞和組織培養(yǎng)的材料分生組織。分生組織。3. 動物組織動物組織（1）上皮組織：上皮組織：細胞排列緊密，細胞間質少。覆蓋在身體表細胞排列

14、緊密，細胞間質少。覆蓋在身體表面和體各種囊、管、腔的內表面；面和體各種囊、管、腔的內表面；（2）結締組織：結締組織：有發(fā)達的細胞間質，細胞分散于細胞間質中。有發(fā)達的細胞間質，細胞分散于細胞間質中。包括：血液和淋巴組織、疏松結締組織、致密結締組織、彈包括：血液和淋巴組織、疏松結締組織、致密結締組織、彈性組織、網狀結締組織、脂肪組織、軟骨、硬骨等；性組織、網狀結締組織、脂肪組織、軟骨、硬骨等；（3）肌肉組織：肌肉組織：由長纖維狀的肌肉細胞組成。包括橫紋肌、由長纖維狀的肌肉細胞組成。包括橫紋肌、平滑肌、心肌三種；平滑肌、心肌三種；（4）神經組織：神經組織：由神經細胞和神經膠質細胞組成。由神經細胞和神

15、經膠質細胞組成。二、生殖和發(fā)育二、生殖和發(fā)育（一）無性生殖與有性生殖（一）無性生殖與有性生殖1. 無性生殖無性生殖不涉及性別、無配子參與、無受精過程的生殖不涉及性別、無配子參與、無受精過程的生殖（1）裂殖：通過細胞分裂進行生長）裂殖：通過細胞分裂進行生長(單細胞最簡單的生長方式單細胞最簡單的生長方式)（2）出芽：細胞核分裂時，一個子核進入細胞表面凸出的）出芽：細胞核分裂時，一個子核進入細胞表面凸出的“芽芽”中，形成一個小的子細胞，如酵母菌。中，形成一個小的子細胞，如酵母菌。（3）孢子生殖：許多真菌和藻類能產生大量孢子，隨風飄散，）孢子生殖：許多真菌和藻類能產生大量孢子，隨風飄散，遇到適宜的環(huán)境

16、即可發(fā)育成新的菌體。遇到適宜的環(huán)境即可發(fā)育成新的菌體。（4）再生作用：生物自身修復損傷的一種生理過程。通過再）再生作用：生物自身修復損傷的一種生理過程。通過再生可以產生新的個體。生可以產生新的個體。2.有性生殖：精子和卵子兩個性細胞（即配子）融合為有性生殖：精子和卵子兩個性細胞（即配子）融合為一，成為合子或受精卵，再發(fā)育成為新一代個體。一，成為合子或受精卵，再發(fā)育成為新一代個體。主要通過有絲分裂和減數(shù)分裂完成。主要通過有絲分裂和減數(shù)分裂完成。3. 受精和發(fā)育：受精和發(fā)育：花粉粒成熟后破囊散出花粉，到達柱頭，使花粉粒成熟后破囊散出花粉，到達柱頭，使胚珠中的卵受精；然后子房和胚珠繼續(xù)發(fā)育，成為果實和胚珠中的卵受精；然后子房和胚珠繼續(xù)發(fā)育，成為果實和種子；通過不同的途徑被散播到遠處，在合適條件下萌發(fā)種子；通過不同的途徑被散播到遠處，在合適條件下萌發(fā)為新植株。為新植株。（三）高等動物的生殖和發(fā)育（三）高等動物的生殖和發(fā)育1. 卵裂：即受精卵的分裂，卵裂形成的細胞稱為分裂球。卵裂：即受精卵的