第二章 細(xì)胞的統(tǒng)一性與多樣性

第二章細(xì)胞的統(tǒng)一性與多樣性第1頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一

細(xì)胞作為生命結(jié)構(gòu)與功能的基本單位，有顯著的基本共性，如相似的化學(xué)組成、最基本的結(jié)構(gòu)要素和類似的遺傳語言、生命活動(dòng)及其調(diào)控機(jī)制。同時(shí)，細(xì)胞又有明顯的差異即多樣性，如細(xì)胞種類繁多、形態(tài)各異、功能多樣，但形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一是各類細(xì)胞所共同遵循的基本原則。第2頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一植物、動(dòng)物細(xì)胞第3頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一

這些細(xì)胞相似的基本結(jié)構(gòu)：細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核.——這反映了細(xì)胞的統(tǒng)一性第4頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一細(xì)胞具有多樣性

細(xì)胞具有不同的形態(tài)結(jié)構(gòu)是因?yàn)樯矬w內(nèi)的細(xì)胞所處的位置不同、功能不同，是細(xì)胞分化的結(jié)果。第5頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一人的血細(xì)胞人的口腔上皮細(xì)胞洋蔥根尖分生細(xì)胞洋蔥表皮細(xì)胞白細(xì)胞紅細(xì)胞血小板動(dòng)物細(xì)胞植物細(xì)胞兩者的區(qū)別？第6頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)細(xì)胞的基本概念一、細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位（一）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。（二）細(xì)胞具有獨(dú)立的、有序的自控代謝體系，細(xì)胞是代謝與功能的基本單位。（三）細(xì)胞是有機(jī)體生長與發(fā)育的基礎(chǔ)。（四）細(xì)胞是遺傳的基本單位，細(xì)胞具有遺傳的全能性。（五）沒有細(xì)胞就沒有完整的生命。第7頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一二、細(xì)胞的基本共性1、所有的細(xì)胞都有相似的化學(xué)組成；2、脂–蛋白體系的生物膜；（所有的細(xì)胞表面均有由磷脂雙分子層與鑲嵌蛋白質(zhì)構(gòu)成的生物膜，即細(xì)胞膜。）3、DNA–RNA的遺傳裝置；（所有的細(xì)胞都含有兩種核酸：即DNA與RNA作為遺傳信息復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的載體。）4、蛋白質(zhì)合成的機(jī)器─核糖體；（核糖體毫無例外地存在于一切細(xì)胞內(nèi)）。5、一分為二的分裂方式；（所有細(xì)胞的增殖都以一分為二的方式進(jìn)行分裂。）第8頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)原核細(xì)胞與古核細(xì)胞根據(jù)細(xì)胞內(nèi)有無核膜為界限的細(xì)胞核,可分為:

原核細(xì)胞原核生物:細(xì)菌(乳酸菌、大腸桿菌、肺炎雙球菌)

、藍(lán)藻(藍(lán)球藻、顫藻、念珠藻、發(fā)菜)

真核細(xì)胞真核生物:動(dòng)物、植物、真菌(酵母菌、霉菌、大型真菌)第9頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一

原核細(xì)胞：沒有典型的細(xì)胞核，即沒有核膜將它的遺傳物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分隔開，其最基本的特點(diǎn)：①遺傳信息量小，主要的遺傳信息載體僅由一個(gè)環(huán)狀DNA構(gòu)成。②細(xì)胞內(nèi)沒有分化出以膜為基礎(chǔ)的具有專門結(jié)構(gòu)與功能的細(xì)胞器和細(xì)胞核。第10頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一一、最小最簡單的細(xì)胞——支原體（mycoplast)

支原體是目前發(fā)現(xiàn)的最小最簡單的細(xì)胞。支原體能在培養(yǎng)基上生長，具有典型的細(xì)胞質(zhì)膜，一個(gè)環(huán)狀的雙螺旋DNA作為遺傳信息的載體。支原體具有多形態(tài)性，因沒有細(xì)胞壁，故形態(tài)可以隨意改變。第11頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一第12頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一二、原核細(xì)胞的兩個(gè)代表——細(xì)菌和藍(lán)藻（一）細(xì)菌細(xì)菌的形態(tài)：球菌、桿菌、螺旋菌絕大多數(shù)細(xì)菌是營腐生或寄生的異養(yǎng)生物第13頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一第14頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一1、細(xì)菌細(xì)胞的核區(qū)與基因

細(xì)菌細(xì)胞沒有典型的核結(jié)構(gòu)，沒有核膜和核仁，結(jié)構(gòu)簡單。絕大多數(shù)細(xì)菌有明顯的核區(qū)，核區(qū)主要由一個(gè)環(huán)狀DNA分子組成。沒有或有極少的組蛋白。DNA復(fù)制不受細(xì)胞分裂周期的限制，可以連續(xù)進(jìn)行，且DNA復(fù)制、RNA轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)翻譯可以同時(shí)進(jìn)行，這是細(xì)菌乃至整個(gè)原核細(xì)胞器與真核細(xì)胞最顯著的差異之一。第15頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一2、細(xì)菌細(xì)胞的表面結(jié)構(gòu)主要指細(xì)胞膜、細(xì)胞壁及其特化結(jié)構(gòu)(中膜體、莢膜、鞭毛等)。細(xì)胞膜是細(xì)胞表面的重要結(jié)構(gòu)。

細(xì)胞膜的功能包括：①選擇性地物質(zhì)運(yùn)輸；②細(xì)菌細(xì)胞膜含有豐富的酶系，執(zhí)行重要的代謝功能。

中膜體由細(xì)胞膜內(nèi)陷形成，可能起DNA復(fù)制的支點(diǎn)作用。

細(xì)胞壁的共同成分是肽聚糖，革蘭氏陽性菌與陰性菌細(xì)胞壁成分與結(jié)構(gòu)差異明顯。

莢膜是某些細(xì)菌表面的特殊結(jié)構(gòu)，是位于細(xì)胞壁表面的一層粘液物質(zhì)。

鞭毛是某些細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官，結(jié)構(gòu)簡單第16頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一第17頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一3、細(xì)菌細(xì)胞的核糖體

核糖體的沉降系數(shù)為70S，由50S大亞單位和30S亞單位組成。大亞單位含有23SrRNA,5SrRNA和30多種蛋白質(zhì)，對紅霉素與氯霉素敏感；小亞單位含有16SRNA與20多種蛋白質(zhì)，對四環(huán)素與鏈霉素敏感。4、細(xì)菌細(xì)胞核外DNA

核外DNA：質(zhì)粒。裸露的環(huán)狀DNA，能自我復(fù)制，并可整合到核DNA中。5、細(xì)菌細(xì)胞的內(nèi)生孢子又稱芽孢，是對不良環(huán)境有強(qiáng)抵抗力的休眠體。內(nèi)生孢子：細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的重要物質(zhì)(特別是DNA)，積聚在細(xì)胞的一端，形成致密體，可度過惡劣環(huán)境。細(xì)菌的增殖為直接分裂。第18頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一（二）藍(lán)藻細(xì)胞

藍(lán)藻又稱藍(lán)細(xì)菌（cyanobacteria），是原核生物，最簡單的光能自養(yǎng)型生物之一。遺傳信息載體是一個(gè)或數(shù)個(gè)環(huán)狀DNA分子。

藍(lán)藻含有豐富的色素，可進(jìn)行類似高等植物的光合作用。其中央相當(dāng)于細(xì)菌的核區(qū)；光合作用片層由藻膽蛋白構(gòu)成，作用是將光能傳遞給葉綠素a；細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含物有的是儲存的養(yǎng)料，有的功能不詳；細(xì)胞膜外有細(xì)胞壁和膠質(zhì)層(鞘)。第19頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一第20頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一特征：

1、中心質(zhì)；2、光合片層；

3、細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含物；4、細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)；

5、細(xì)胞分裂第21頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一第22頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一

一般來說,我們用肉眼是分辨不清藍(lán)藻細(xì)胞的,但是當(dāng)它們以細(xì)胞群體的形式存在時(shí),你可能見過——淡水水域污染、富營養(yǎng)化,會長出討厭的水華,其中就有多種藍(lán)藻.

因?yàn)樗{(lán)藻細(xì)胞內(nèi)含有藻藍(lán)素和葉綠素,所以能進(jìn)行光合作用，但當(dāng)它們死亡時(shí)釋放出的藻藍(lán)素有劇毒，嚴(yán)重影響水質(zhì)和水生生物,甚至人類的生活。第23頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一第24頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一水華第25頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一第26頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一楊國新：從原無錫市郊區(qū)農(nóng)水局退休后，在1987年創(chuàng)建了中國首家以生態(tài)良性循環(huán)為理念的民間非盈利研究所——無錫市生態(tài)良性循環(huán)科學(xué)研究所。2005年獲“福特汽車環(huán)保獎(jiǎng)”（自然環(huán)境保護(hù)項(xiàng)目）。第27頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一發(fā)菜：（發(fā)財(cái)）第28頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一發(fā)菜藍(lán)藻(藍(lán)細(xì)菌)第29頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)真核細(xì)胞真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)圖第30頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一一、真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系在亞顯微結(jié)構(gòu)水平上的三大基本結(jié)構(gòu)體系

1、以脂質(zhì)及蛋白質(zhì)成分為基礎(chǔ)的生物膜結(jié)構(gòu)體系。

2、以核酸（DNA或RNA)與蛋白質(zhì)為主要成分的遺傳信息表達(dá)體系。

3、由蛋白質(zhì)分子組裝構(gòu)成的細(xì)胞骨架體系。這三種基本結(jié)構(gòu)體系構(gòu)成了細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)精密、分工明確、職能專一的各種細(xì)胞器，并以此為基礎(chǔ)保證了細(xì)胞生命活動(dòng)具有高度程序化與高度自控性。第31頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一1、生物膜系統(tǒng)細(xì)胞表面是一種多功能結(jié)構(gòu)；核膜又把細(xì)胞分為細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞核。以生物膜系統(tǒng)為基礎(chǔ)形成了各種細(xì)胞器。線粒體、葉綠體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體及溶酶體等。2、遺傳信息表達(dá)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由DNA—蛋白質(zhì)與RNA—蛋白質(zhì)復(fù)合體形成的遺傳信息載體與表達(dá)系統(tǒng)，一般以顆?；蚶w維狀的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)存在。包括染色質(zhì)，核仁、核糖體等。3、細(xì)胞骨架系統(tǒng)細(xì)胞骨架由特異的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)構(gòu)成網(wǎng)架系統(tǒng)，可分為胞質(zhì)骨架與核骨架。第32頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一二、細(xì)胞大水及其分析

細(xì)胞體積的守恒規(guī)律。三、細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

細(xì)胞的形態(tài)與功能具有相關(guān)性與一致性。四、植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的比較

植物細(xì)胞特有的細(xì)胞器：細(xì)胞壁（主要成分是纖維素）、液泡、葉綠體等；而動(dòng)物細(xì)胞的中心粒在植物細(xì)胞中不常見到。第33頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一二、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較類別原核細(xì)胞真核細(xì)胞細(xì)胞大小較?。ㄒ话銥?～10μm）較大（一般為20～30μm）細(xì)胞核無成形的細(xì)胞核，無核膜、無核仁、無染色體、有擬核。有成形的細(xì)胞核，有核膜、核仁和染色體。染色體無染色體，環(huán)狀DNA不與蛋白質(zhì)結(jié)合有染色體，染色體由DNA和蛋白質(zhì)結(jié)合細(xì)胞器只有核糖體有核糖體、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、葉綠體（植物）等主要類群細(xì)菌、藍(lán)藻動(dòng)物、植物、真菌等共性：細(xì)胞核和擬核的共同點(diǎn)都有遺傳物質(zhì)DNA，體現(xiàn)了彼此之間在生物進(jìn)化上的聯(lián)系。第34頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一真核細(xì)胞與原核細(xì)胞第35頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一三、植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的比較植物、動(dòng)物細(xì)胞第36頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一思考討論細(xì)胞核和擬核在結(jié)構(gòu)上有什么不同？原核細(xì)胞質(zhì)中有什么結(jié)構(gòu)？真核細(xì)胞質(zhì)中有哪些結(jié)構(gòu)？擬核的成分是什么？與真核染色體有什么不同？是原核細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡單，還是真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)簡單？第37頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)非細(xì)胞形態(tài)的生命體

——病毒及其與細(xì)胞的關(guān)系

病毒是非細(xì)胞形態(tài)的生命體，是迄今發(fā)現(xiàn)的最小、最簡單的有機(jī)體，但所有的病毒必須要在活細(xì)胞內(nèi)才能表現(xiàn)出它們的基本生命活動(dòng)。第38頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一病毒的結(jié)構(gòu)第39頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一艾滋病病毒第40頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一流感病毒第41頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一一、病毒的基本知識

病毒主要是由核酸分子(DNA或RNA)與蛋白質(zhì)構(gòu)成的核酸–蛋白質(zhì)復(fù)合體，稱之為真病毒。類病毒僅由一個(gè)有感染性的RNA構(gòu)成。朊病毒僅由有感染性的蛋白質(zhì)構(gòu)成，朊粒能夠侵染哺乳動(dòng)物的神經(jīng)組織，破壞神經(jīng)元。病毒是非細(xì)胞形態(tài)的生命體，是徹底的寄生物。根據(jù)病毒的宿主范圍，可分為動(dòng)物病毒、植物病毒和細(xì)菌病毒（噬菌體）等，根據(jù)病毒核酸類型不同，病毒可分為DNA病毒與RNA病毒。。第42頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一二、病毒在細(xì)胞內(nèi)的增殖（復(fù)制）

病毒的增殖又稱病毒的復(fù)制，病毒的增殖必須在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行。病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)分別復(fù)制病毒核酸與翻譯病毒蛋白質(zhì)，然后將核酸與蛋白質(zhì)裝配成病毒的基本結(jié)構(gòu)。病毒的增值過程首先是病毒侵入細(xì)胞，病毒核酸“篡奪”細(xì)胞DNA對代謝過程的“指導(dǎo)”地位，利用宿主細(xì)胞的代謝機(jī)構(gòu)，以病毒核酸為模板，進(jìn)行病毒核酸的復(fù)制與轉(zhuǎn)錄，并翻譯病毒蛋白質(zhì)，然后組裝成新一代的病毒顆粒，最后從細(xì)胞中釋放出來，再感染別的細(xì)胞，開始下一輪