細胞基本結構(7)課件

1、關于細胞的基本結構 (7)第一張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 細胞的基本構造第一節(jié) 真核細胞第二節(jié) 原核細胞與古核細胞第三節(jié) 病毒與蛋白質感染因子第二張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 細胞是由膜包圍的原生質（protoplasm） 團，通過 質膜與周圍環(huán)境進行物質和信息交流 是構成有機體的基本單位，具有自我復制的能 力，是有機體生長發(fā)育的基礎 是代謝與功能的基本單位，具有一套完整的代 謝和調節(jié)體系 是遺傳的基本單位，具有發(fā)育的全能性細胞是一切生命活動的基本結構和功能單位第三張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 細胞表面的一層單位膜，特稱為質膜（plasmolemma

2、； plasma membrane）。 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 為內膜系統(tǒng)（endomembrane system）。 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 （compartmentalization）。 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紊地進行，而且細胞代謝能力也 比原核細胞大為提高。第一節(jié) 真核細胞一、質膜第四張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 細胞核（nucleus）是

3、細胞內最重要的細胞器，核表面是由雙 層膜構成的核被膜（nuclear envelope），核內包含有由 DNA 和蛋白質構成的染色體（chromosome）。 間期染色體結構疏松，稱為染色質（chromatin）；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Ophioglossum reticulum的染色體數(shù)多達1260個；有的如馬蛔蟲 Ascaris megalocephala 只有兩條染色體。 核內1至數(shù)個小球形結構，稱為核仁（nucleolus）。二、細胞核第五張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于202

4、2年6月三、細胞質 存在于質膜與核被膜之間的原生質稱為細胞質（cytoplasm） 細胞質中具有可辨認形態(tài)和能夠完成特定功能的結構叫做細 胞器（organelles） 除細胞器外，細胞質的其余部分稱為細胞質基質 （cytoplasmic matrix）或胞質溶膠（cytosol），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 絲和中間纖維組成的細胞骨架結構。第六張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 具有較大的緩沖容量，為細胞內各類生化反應的正常進行提 供了相對穩(wěn)定的離子環(huán)境。 許多代謝過程是在細胞基質中完成的：蛋白質的合成核酸的合成脂肪酸合成糖酵解磷酸戊

5、糖途徑糖原代謝信號轉導 供給細胞器行使其功能所需要的一切底物。 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。 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mRNA定位于細胞質不同部位，卵裂是不均等的。 參與蛋白質的合成、加工、運輸、選擇性降解。（一）細胞質基質的功能第七張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 內質網(wǎng)（endoplasmic reticulum）：由膜圍成一個連續(xù)的管道系統(tǒng)。粗 面內質網(wǎng)（rough endoplasmic reticulum，RER），表面附有核糖體， 參與蛋白質的合成和加工；滑面內質網(wǎng)（smoo

6、th endoplasmic reticulum，SER）表面沒有核糖體，參與脂類合成。 高爾基體（Golgi body；Golgi apparatus）：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有關。 溶酶體（lysosome）：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。 線粒體（mitochondrion）：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ATP。 葉綠體（chloroplast）：植物細胞中與光合作用有關的細胞器，由雙層 膜圍成。 細胞骨架（cytoskeleton）：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

7、關。 中心粒（centriole）：位于動物細胞的中心部位，故名，由相互垂直的 兩組三聯(lián)微管組成。中心粒加中心粒周物質稱為中心體（centrosome）。 微體（microbody）：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。（二）主要細胞器第八張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 動物細胞的結構 第九張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 植物細胞的結構第十張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 一種鐘形蟲（偽彩色） 由于結構、功能和所處的 環(huán)境不同，各類細胞形態(tài) 千差萬別，有圓形、橢圓 形、柱形、方形、多角 形、扁形、梭形，甚至不 定形。 原核

8、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。 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)?有長鞭毛，鐘形蟲呈袋 狀。四、細胞的形狀和大小第十一張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月草履蟲第十二張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月眼蟲第十三張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 植物氣孔SEM照片（偽彩色） 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。動物體內具有收縮功能的肌 肉細胞呈長條形或長梭形；紅細胞為圓盤狀，有利于O2 和CO2的氣體交換。植物葉表皮的保衛(wèi)細胞成半 月形，2個細胞圍成一個

9、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，平 滑肌細胞在體 內成梭形，而 在離體培養(yǎng)時 則可成多角形。肌肉細胞第十四張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 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2030m間。 鴕鳥的卵黃直徑可達5cm 支原體僅0.1m 人的坐骨神經(jīng)細胞可長達1m 名稱人卵口腔上皮細胞肝細胞紅細胞變形蟲傷寒菌肺炎球菌 大?。╩）120752071002.4x0.50.2x0.1幾種細胞的大小 第十五張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 大腸桿菌TEM照片，核區(qū)為低電子密度區(qū)原核細胞（prok

10、aryotic cell）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)，稱為擬核（nucleoid）。DNA為裸露的環(huán)狀分子，通常沒有結合蛋白，環(huán)的直徑約為2.5nm，周長約幾十納米。大多數(shù)原核生物沒有恒定的內膜系統(tǒng)，核糖體為70S型，原核細胞構成的生物稱為原核生物，均為單細胞生物。第二節(jié) 原核細胞與古核細胞第十六張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 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。 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。 絕大多數(shù)細菌的直徑大 小在0.55m之間。 可

11、根據(jù)形狀分為三類， 即：球菌、桿菌和螺旋菌 （包括弧形菌）。一、細菌細菌的結構第十七張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月第十八張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月第十九張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 淋病球菌圖片第二十張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 大腸桿菌棒狀桿菌乳酸桿菌鼠疫桿菌第二十一張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月炭疽桿菌白喉桿菌綠膿桿菌第二十二張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月螺旋菌弧形霍亂菌第二十三張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月厚度：細胞壁厚度因細菌不同而異，一般為15-30nm。主要成分：是肽聚糖 由N-乙酰葡糖胺（NAG）和N-

12、乙酰胞壁酸(NAM)構成雙糖 單元，以（1-4）糖苷鍵連接成大分子。N-乙酰胞壁酸分 子上有四肽側鏈，相鄰聚糖纖維之間的短肽通過肽橋（革蘭 氏陽性菌）或肽鍵（革蘭氏陰性菌）橋接起來，形成了肽聚 糖片層，像膠合板一樣，粘合成多層。（一）細胞壁細胞壁的結構N-乙酰胞壁酸N-乙酰葡糖胺肽橋第二十四張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 肽聚糖中的多糖鏈在各物種中都一樣，而橫向短肽鏈卻有種 間差異。革蘭氏陽性菌細胞壁厚約2080nm，有15-50層肽聚糖片層，每層厚 1nm，含20-40的磷壁酸（teichoic acid），有的還具有少量蛋白質。革蘭氏陰性菌細胞壁厚約10nm，僅2-3層肽聚糖，其

13、他成分較為復雜， 由外向內依次為脂多糖、細菌外膜和脂蛋白。此外，外膜與細胞之間 還有間隙。 肽聚糖是革蘭陽性菌細胞壁的主要成分，凡能破壞肽聚糖結 構或抑制其合成的物質，都有抑菌或殺菌作用。如溶菌酶是 N-乙酰胞壁酸酶，青霉素抑制轉肽酶的活性，抑制肽橋形成。 細菌細胞壁的功能：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20kg/cm2的壓力）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 脫壁的細胞稱為細菌原生質體（bacterial protoplast）或 球狀體（spheroplast，因脫壁不完全），脫壁后的細菌原 生質體，生存和活動能力大大降低。第二十五

14、張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 是典型的單位膜結構，厚約810nm，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，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，稱為中膜體 （mesosome）或間體，中膜體 擴大了細胞膜的表面積，提高 了代謝效率，有擬線粒體 （Chondroid）之稱，此外 還可能與DNA的復制有關。（二）細胞膜白喉桿菌的間體第二十六張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于202

15、2年6月 細菌和其它原核生物一樣， 沒有核膜，DNA集中在細胞 質中的低電子密度區(qū)，稱核 區(qū)或核質體（nuclear body）。 細菌一般具有1-4個核質體， 多的可達20余個。 核質體是環(huán)狀的雙鏈DNA分 子，所含的遺傳信息量可編 碼20003000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DNA的復 制、RNA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和 空間上是嚴格分隔開來的。（三）細胞質與核質體核質體第二十七張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 每個細菌細胞約含500050000個核糖體，部分附著在細胞膜 內側，大部分游離于細胞質

16、中。 細菌核糖體的沉降系數(shù)為70S，由大亞單位（50S）與小亞單 位（30S）組成，大亞單位含有23SrRNA，5SrRNA與30多種蛋白 質，小亞單位含有16SrRNA與20多種蛋白質。30S的小亞單位對 四環(huán)素與鏈霉素很敏感，50S的大亞單位對紅霉素與氯霉素很 敏感。 細菌核區(qū)DNA以外的，可進行自 主復制的遺傳因子，稱為質粒 （plasmid）。 質粒是裸露的環(huán)狀雙鏈DNA分子， 所含遺傳信息量為2200個基因， 能進行自我復制，有時能整合到 核DNA中去。質粒DNA在遺傳工程 研究中很重要，常用作基因重組 與基因轉移的載體。 胞質顆粒是細胞質中的顆粒，起 暫時貯存營養(yǎng)物質的作用，包括

17、多糖、脂類、多磷酸鹽等。電鏡下顯示內質網(wǎng)（蘭色），核糖體顆粒（綠色） 第二十八張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月電鏡下顯示內質網(wǎng)腔和表面附著核糖體 電鏡下顯示核糖體（棕色顆粒） 第二十九張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 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（capsule），如肺炎球菌，邊界不明顯的稱為粘液 層（slime layer），如葡萄球菌。莢膜對細菌的生存具有重要意義：細菌可利用莢膜抵御不良環(huán)境保護自身不受白細胞吞噬有選擇地粘附到特定細胞的表面上，表現(xiàn)出對靶細胞的專一攻擊能力。例如，傷寒沙門桿菌能專一性地侵犯腸道淋巴組織。細菌莢膜的纖絲還能把細菌

18、分泌的消化酶貯存起來，以備攻擊靶細胞之用。（四）其他結構一種細菌的負染照片，顯示莢膜第三十張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月細菌莢膜第三十一張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 細菌的鞭毛 鞭毛是某些細菌的運動器官，由一種稱為鞭毛蛋白（flagellin）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（順和逆時針）來改變運動狀態(tài)。第三十二張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 大腸桿菌的菌毛菌毛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。菌毛與細菌運動無關，根據(jù)形態(tài)、結構和功能，可分為普通菌毛和性菌毛兩類。前者與細菌吸附和侵染宿主

19、有關，后者為中空管子，與傳遞遺傳物質有關。第三十三張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月細菌以二分裂的方式繁殖，某些細菌處于不利的環(huán)境，或耗盡營養(yǎng)時，形成內生孢子，又稱芽孢，是對不良環(huán)境有強抵抗力的休眠體，由于芽胞在細菌細胞內形成，故常稱為內生孢子。 大腸桿菌的分裂 （五）繁殖細菌的繁殖第三十四張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月芽孢的生命力非常頑強，有些湖底沉積土中的芽抱桿茵經(jīng)500-1000年后仍有活力，肉毒梭菌的芽孢在pH 7.0時能耐受100煮沸5-9.5小時。芽孢由內及外有以下幾部分組成： 芽孢原生質（spore protoplast，核心core）：含濃縮的原生質。 內膜（i

20、nner membrane）：由原來繁殖型細菌的細胞膜形成，包 圍芽孢原生質。 芽孢壁（spore wall）：由繁殖型細菌的肽聚糖組成，包圍內 膜。發(fā)芽后成為細菌的細胞壁。 皮質（cortex）：是芽孢包膜中最厚的一層，由肽聚糖組成，但 結構不同于細胞壁的肽聚糖，交聯(lián)少，多糖支架中為胞壁酐而 不是胞壁酸，四肽側鏈由L-Ala組成。 外膜（outer membrane）：也是由細菌細胞膜形成的。 外殼（coat）：芽孢殼，質地堅韌致密，由類角蛋白組成 (keratinlike protein),含有大量二硫鍵，具疏水性特征。 外壁（exosporium）：芽孢外衣，是芽孢的最外層，由脂蛋白及

21、碳水化合物(糖類)組成，結構疏松。第三十五張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 Bacillus anthracis的芽孢(B) 枯草桿菌芽孢第三十六張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月炭疽芽孢桿菌的芽孢：芽孢細胞質（SMp），芽孢類核（SN），芽孢細胞膜（SM），芽孢細胞壁（SW），芽孢皮層（SCt），外芽孢膜（OSM），和芽孢殼（SC） 超薄切片，81 000 第三十七張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十八張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月炭疽芽孢桿菌菌落表面的細胞呈曲線排列（）金屬鍍膜，1 500 第三十九張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月炭疽芽孢桿菌的芽孢

22、：，發(fā)芽中的芽孢，芽胞殼（）已崩解；發(fā)芽的芽胞，芽胞殼和胞子囊（）均已崩解；，芽孢已釋放，僅存芽胞囊碎片（）超薄切片，28 000 第四十張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月支原體（mycoplasma）的大小通常為0.20.3m，可通過濾菌器。無細胞壁，不能維持固定的形態(tài)而呈現(xiàn)多形性。細胞膜中膽固醇含量較多，約占36%，這對保持細胞膜的完整性是必需的，凡能作用于膽固醇的物質（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。 肺炎支原體 二、支原體支原體：支原體細胞的莢膜（）超薄切片，210 000第四十一張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十二張，PPT共九十頁，創(chuàng)作

23、于2022年6月 1898年，ENocard等從患傳染性胸膜肺炎的病牛中首次分離出 支原體，當時稱PPO（胸膜肺炎微生物，pleuropneumonmia organism）后來，人們從其它動物中陸續(xù)分離到多種類似于PPO 的微生物，因此就相應地稱作PPLO（類胸膜肺炎微生物， pleuropneumonmia-like）。從1995年起支原體的名詞就正式代 替了以前的PPO和PPLO。 1967年，日本學者土居養(yǎng)二等發(fā)現(xiàn)患“叢枝病”的桑、馬鈴薯、矮 牽牛和泡桐的韌皮部中常有相應的支原體，從此發(fā)現(xiàn)了植物支 原體病原。目前，一般把植物支原體稱為類支原體（MLO，即 Mycoplasma-like

24、 organisms） 支原體是一類無細胞壁的原核生物。是整個生物界中能獨立營養(yǎng) 的最小生物。 支原體對人類的害處明顯大于益處。許多支原體能引起動物 (牛、綿羊、山羊、豬、禽和人類)的病害；類支原體則可引起 桑、稻、竹和玉米等的矮縮病、黃化病及叢枝??；一些腐生的 支原體常常分布在污水、土壤或堆肥中；在受污染的組織培養(yǎng) 液中，也常找到支原體的蹤跡第四十三張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 支原體的特點： 支原體的直徑約為150300nm，一般為250nm左右，因此， 在光學顯微鏡上屬勉強可見； 缺乏細胞壁，并由此引起一系列的其它特性，例如，細胞 呈革蘭氏染色陰性反應，多形，易變，有濾過性，

25、對滲透 壓敏感，對表面活性劑（肥皂，“新潔爾滅”等）和醇類敏 感，以及對抑制細胞壁合成的青霉素、環(huán)絲氨酸等抗生素 不敏感等； 菌落小，直徑一般僅為0.11.0mm,并呈特有的“油煎蛋”狀； 一般以二等分裂方式進行繁殖； 能在含血清、酵母膏或膽甾醇等營養(yǎng)豐富的人工培養(yǎng)基上 獨立生長； 具有氧化型或發(fā)酵型的產(chǎn)能代謝，在好氧或厭氧條件下生長； 對能與核糖體結合、抑制蛋白質生物合成的四環(huán)素、紅霉素 以及毛地黃皂苷等破壞細胞膜結構的表面活性劑都極為敏感， 由于細胞膜上含有甾醇，故對兩性霉素、制霉菌素等多烯類 抗生素也十分敏感。 目前已知的支原體種類已超過80種。第四十四張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022

26、年6月支原體基因組為一環(huán)狀雙鏈DNA，分子量?。▋H有大腸桿菌的五分之一），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（terminal structure），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。第四十五張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 衣原體（Chlamydia）很小，直徑200nm-500nm，能通過細菌濾 膜。立克次氏體（Rickettsia）略大，大多不能通過濾菌膜。 它們都有DNA和RNA，有革蘭氏陰性細菌特征的含肽聚糖的細 胞壁，但酶系統(tǒng)不完全，必須在寄主細胞內生活，有攝能寄 生物(energe parasite)之稱。 砂眼是衣原體引起的，由于

27、能形成包含體，起初被認為是大型 病毒，1956年，我國著名微生物學家湯飛凡及其助手張曉樓 等人首次分離到沙眼的病原體。 衣原體生活史特殊，具有感染力的個體稱為原體(elementory body)，體積小，有堅韌的細胞壁。在宿主細胞內，原體逐漸 伸長，形成無感染力的個體，稱作始體(initial body)，是一 種薄壁的球狀細胞，體積較大，通過二等分裂的方式在宿主細 胞內形成一個微菌落，隨后大量的子細胞又分化為具有感染能 力的原體。三、衣原體和立克次氏體第四十六張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十七張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十八張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年

28、6月 衣原體Chlamydia pneumoniae 梨子形的原體（EBs），左、吸附在巨噬細胞表面，右、進入細胞內部的原體第四十九張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 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 立克次氏體也是專性細胞內寄生的，主要寄生于節(jié)肢動物，有的會通過蚤、虱、蜱、螨傳入人體、如斑疹傷寒、戰(zhàn)壕熱。美國醫(yī)生H.T.Richetts 1909年首次發(fā)現(xiàn)它是落基山斑疹傷寒的病原體，并于1910年犧牲于此病，故后人稱這類病原體為立克次氏體。與衣原體的不同處在于其細胞較大，無濾過性，合成能力較強，且不形成包涵體。第五十張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月

29、藍藻又稱藍細菌（cyanobacterium），能進行與高等植物類 似的光合作用（以水為電子供體，放出O），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 DNA分子，但遺傳信息量很大，可與高等植物相比。 藍藻細胞的體積比其它原核細胞大得多，直徑一般在士10um， 甚至可達70m（顫藻）。 藍藻屬單細胞生物，有些藍藻經(jīng)常以絲狀的細胞群體存在， 如：屬藍藻門念珠藻類的發(fā)菜（nostoc commune var.flagtlliforme）就是藍藻的絲狀體；做綠肥的紅萍實際 上是一

30、種固氮藍藻與水生蕨類滿江紅的共生體。四、藍藻第五十一張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十二張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十三張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 項圈藻Anabaena Cyanobacteria 第五十四張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 是一類很特殊的細菌，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)； 也有真核生物的特征： 以甲硫氨酸起始蛋白質的合成 核糖體對氯霉素不敏感 RNA聚合酶和真核細胞的相似 DNA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： 細胞膜中的脂類是不可皂化的；

31、細胞壁不含肽聚糖，有的以蛋白質為主，有的含雜多糖， 有的類似于肽聚糖，但都不含胞壁酸、D型氨基酸和二氨 基庚二酸。五、古細菌（archaebacteria）第五十五張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 能生長在90以上的高溫環(huán)境。如斯坦福大學科學家發(fā)現(xiàn)的古細菌，最適生長溫度為100，80以下即失活，德國的斯梯特（K. Stetter）研究組在意大利海底發(fā)現(xiàn)的一族古細菌，能生活在110以上高溫中，最適生長溫度為98，降至84即停止生長；美國的J. A. Baross發(fā)現(xiàn)一些從火山口中分離出的細菌可以生活在250的環(huán)境中。嗜熱菌的營養(yǎng)范圍很廣，多為異養(yǎng)菌，其中許多能將硫氧化以取得能量。顯微鏡下

32、的嗜熱菌極端嗜熱菌（themophiles）第五十六張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月生活在高鹽度環(huán)境中，鹽度可達25%，如死海和鹽湖中。嗜鹽菌極端嗜鹽菌（extremehalophiles）第五十七張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月極端嗜堿菌（alkaliphiles）：多數(shù)生活在鹽堿湖或堿湖、堿池中，生活環(huán)境pH值可達11.5以上，最適pH值810。極端嗜酸菌（acidophiles）能生活在pH值1以下的環(huán)境中，往往也是嗜高溫菌，生活在火山地區(qū)的酸性熱水中，能氧化硫，硫酸作為代謝產(chǎn)物排出體外。第五十八張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月產(chǎn)甲烷菌（metnanogens）：

33、是嚴格厭氧的生物，能利用CO2使H2氧化，生成甲烷，同時釋放能量。CO24H2CH42H2O能量第五十九張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 由于古細菌所棲息的環(huán)境和地球發(fā)生的早期有相似之處，如：高溫、缺氧，而且由于古細菌在結構和代謝上的特殊性，它們可能代表最古老的細菌。它們保持了古老的形態(tài)，很早就和其它細菌分手了。所以人們提出將古細菌從原核生物中分出，成為與原核生物（即真細菌eubacteria）、真核生物并列的一類。第六十一張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月原核細胞與真核細胞的區(qū)別區(qū)別原核細胞真核細胞大小110m10100m細胞核無核

34、膜有雙層的核膜染色體形狀環(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DNA序列無或很少有重復序列有重復序列基因表達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細胞分裂二分或出芽有絲分裂和減數(shù)分裂，少數(shù)出芽生殖內膜無獨立的內膜有，分化成各種細胞器鞭毛構成鞭毛蛋白微管蛋白光合與呼吸酶分布質膜線粒體和葉綠體核糖體70S（50S+30S）80S（60S+40S）營養(yǎng)方式吸收，有的行光合作用吸收，光合作用，內吞細胞壁肽聚糖、蛋白質、脂多糖、脂蛋白纖維素（植物細胞）第六十二張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2

35、022年6月 傳統(tǒng)分類法根據(jù)生物的營養(yǎng)方式、運動能力和細胞結構的特點，把生物劃分為動物界和植物界。植物細胞的主要特征是具有硬的細胞壁和進行光合作用的葉綠體。按傳統(tǒng)分類系統(tǒng)，雖然大多數(shù)生物種容易歸類，可是對某些生物來說卻遇到了分類上的困難，例如眼蟲（Euglena）是一種單細胞生物，含有葉綠體，卻不具有細胞壁；細菌和真菌則有細胞壁而無葉綠體；支原體既無葉綠體也無細胞壁，古細菌既有原核生物的特征也具有真核生物的特征。這些生物按照傳統(tǒng)分類法進行分類顯然就要遇到困難。 1970年C. Woese根據(jù)對16SrRNA核苷酸順序的同源性比較，提出將生命劃分為三界，即：真細菌、真核生物、古細菌。1996年B

36、ult領導的研究小組在Science上發(fā)表了詹氏甲烷球菌的全基因組序列，進一步證明它既不是典型的細菌也不是典型的真核生物，而是介于兩者之間的生命體，即生命的第三形式。六、細胞結構與生物系統(tǒng)第六十三張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月傳統(tǒng)分類按細胞結構分類細胞類型Whittaker 1969Dodson 1971植物界細菌原核生物界細菌原核生物界細菌原核細胞藍藻藍藻藍藻金藻原生生物界金藻植物界金藻真核細胞綠藻原生動物綠藻紅藻真菌界粘菌紅藻褐藻真正真菌褐藻粘菌綠藻粘菌真正真菌紅藻真正真菌苔蘚維管動物褐藻苔蘚原生動物苔蘚維管植物后生動物維管植物維管植物動物界原生動物動物界后生動物動物界原生動物后

37、生動物后生動物第六十四張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 病毒（Virus）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。 病毒主要特征：個體微小，可通除濾菌器，大多數(shù)必須用電鏡才能看見僅具有一種類型的核酸，或DNA或RNA，沒有含兩種核 酸的病毒專營細胞內寄生生活具有受體連結蛋白（receptor binding protein），與 敏感細胞表面的病毒受體連結，進而感染細胞第三節(jié) 病毒與蛋白質感染因子第六十五張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 病毒的大小一般在1030nm之間。 結構簡單，由核酸（DNA或RNA）芯和 蛋白質衣殼（capsid）所構成，稱核 衣殼（nucl

38、eocapsid），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3個基因，多的可達300個不 同的基因。 病毒衣殼由一至幾種蛋白組成，組成病毒衣殼的亞單位稱殼微 粒（capsomer）。 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（self assembly）成病毒。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。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、病毒的形態(tài)和結構第六十六張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022

39、年6月 動物和植物病毒，特別是相當多的動物病毒，其核衣殼外面還有一層或多層由糖蛋白、脂類所構成的囊膜把它們包裹起來，如流感病毒、皰疹病毒、狂犬病毒、水泡性口膜炎病毒以及小麥叢矮病毒等。有的病毒在囊膜的最外層還有突起物。引起天花一類疾病的痘病毒是最大、結構最復雜的一類病毒，外形呈磚狀或面包狀，大小300nm250nm100 nm，所以用光學顯微鏡就可以看到，但要看清表面結構還需要電子顯微鏡。它的核衣殼的結構復雜，而且囊膜上還有很多管狀突起物。 動物、植物病毒的結構第六十七張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月昆蟲病毒基本分三類：一類是病毒核衣殼顆粒為游離態(tài)，沒有囊膜包被，也 沒有結晶狀蛋白質包

40、被的；第二類是核衣殼外有囊膜包被的；第三類是核衣殼外面有很多蛋白質晶體包被，形成多 角形的包涵體，呈四面、長方、六面和十二面等， 所以稱為多角體病毒。 昆蟲病毒的結構第六十八張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月噬菌體是一類寄生于細菌的病毒的總稱，英文名稱為bacteriophage，簡稱phage，來源于希臘文“phagos”，是“吞噬”的意思。在結構上，噬菌體比我們大家熟知的細菌、真菌要簡單得多。關于噬菌體的結構、侵染方式、復制、成熟（包裝）等是病毒學中研究的最早、最清楚的一類病毒。如果在培養(yǎng)皿中使培養(yǎng)基內長滿細菌，就好像一片草地，如果有噬菌體活動，我們就能在這片“草地“上發(fā)現(xiàn)一個個透明

41、的圓圈，這是因為細菌被噬菌體分解了。我們把這些透明圈稱為噬菌斑。 細菌病毒噬菌體的結構第六十九張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月第七十張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 病毒衣殼的排列方式第七十一張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 一個成熟有感染性的病毒顆粒稱“病毒體”（Virion）。 電鏡觀察有五種形態(tài)； 球形（Sphericity）：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； 絲形（Filament）：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； 彈形（Bullet-shape）：形似子彈頭，如狂犬病毒、 皰疹性口炎病毒等，其

42、他多為植物病毒。 磚形（Brick-shape）：如天花病毒、牛痘苗病毒等； 蝌蚪形（Tadpole-shape）：由一卵圓形的頭及一條 細長的尾組成，如噬菌體。 其中：球形為二十面體對稱絲形、彈形為螺旋對稱磚形、蝌蚪形為復合對稱第七十二張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 脊髓灰質炎病毒球形第七十三張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 皰疹病毒球形腺病毒第七十四張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月煙草花葉病毒。絲型第七十五張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 皰疹性口炎（vesicular stomatitis）彈形狂犬病毒第七十六張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 人

43、類天花病毒（圖中深染的顆粒）磚形琴納給兒子接種牛痘苗第七十七張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 T4噬菌體蝌蚪形第七十八張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 有的病毒衣殼外面尚有一層被膜（viral envelope），這層被 膜是病毒粒子脫離細胞時，包被上的宿主細胞的質膜，被膜中 含有病毒融合蛋白（viral fusion protein），如流感病毒。 病毒融合蛋白在病毒進入宿主細胞時起著關鍵作用。 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；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

44、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導 控制下，形成新的病毒粒子。 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。 絲狀有被膜的病毒（流感冒病毒）第七十九張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 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6類： 雙鏈DNA+mRNA蛋白質，如天花病毒、T-偶數(shù) 噬菌體。 單鏈+DNADNA+RNA蛋白質。 雙鏈RNA+mRNA蛋白質，如呼腸孤病毒。 單鏈+RNARNA+RNA蛋白質脊髓灰質炎病毒。 單鏈-RNA+RNA+蛋白質，如流感病毒、副流感病 毒、狂犬病毒。

45、單鏈+RNADNADNA+mRNA蛋白質，即逆轉錄 病毒（retrovirus）又稱RNA腫瘤病毒 （oncornavirus）。第八十張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 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RNA分子。由于它們具有感染作用，類似于病毒，故稱為類病毒（viroid）。它們不能像病毒那樣感染細胞，只有當植物細胞受到損傷，失去了膜屏障，它們才能在供體植株與受體植株間傳染。二、類病毒 1971年美國病理學家迪納（Diner）從患有馬鈴薯紡錘塊莖病的植株中又發(fā)現(xiàn)了一種比病毒還小的致病性生物，它能侵染，繁殖造成病害。這種致病因子的結構不像一般病毒有蛋白質的外殼

46、和內部的核糖核酸，它沒有蛋白質外殼，僅含有一個分子量很小的環(huán)狀RNA。迪納將其稱為類病毒（Viroid）。自1971年以來，已正式報道和研究的類病毒至少13種。1980年以后，我國學者田波等發(fā)現(xiàn)了3種新的植物類病毒。第八十一張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 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)不可能早于細胞。 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 （plasmid）。質粒既有DNA型的，也有RNA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，不能制造蛋白質外殼，

47、不能像病毒一樣從一 個細胞傳遞到另一個細胞。當DNA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。 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DNA整合到宿主染色體中，變成了宿主基因組的 一部分，這部分DNA稱為前病毒（provirus）。通過病毒在宿主 細胞基因組間傳遞DNA序列的過程稱為DNA轉導（DNA transduction）。 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的基因。三、病毒的進化地位第八十二張，PPT共九

48、十頁，創(chuàng)作于2022年6月 病毒的某些屬性在細胞的生命活動中也具有普遍意義，通過對病毒活動的研究有助于對生命現(xiàn)象的理解。 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 毒。 裝配信息來自分子本身。 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。 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。第八十三張，PPT共九十頁，創(chuàng)作于2022年6月 1982年SBPrusiner以敘利亞倉鼠為實驗材料，發(fā)現(xiàn)羊瘙癢病（scrapie）的病原體是一種蛋白質，不含核酸，命名為prion，譯為蛋白質感染因子或朊病毒，Prusiner因此項發(fā)現(xiàn)更新了醫(yī)學感染的概念，獲1997年的諾貝爾生理與醫(yī)學獎。 病羊神經(jīng)組織的海綿狀損傷四、蛋白