第一節(jié)-細胞的基本概念

生物競賽輔導(dǎo)講座

細胞生物學(xué)張美紅細胞生物學(xué)部分學(xué)習(xí)內(nèi)容一、細胞的基本概念二、細胞的結(jié)構(gòu)和功能細胞質(zhì)細胞核細胞膜和細胞表面細胞質(zhì)基質(zhì)細胞器細胞骨架三、細胞的增殖、分化、癌變1．細胞的發(fā)現(xiàn)：

1665年英國物理學(xué)家羅伯特·虎克用他自制的顯微鏡觀察栓皮櫟的軟木切片時，看到了一個個蜂窩狀的小室。他把這樣的“小室”稱為細胞。其實，他所看到的是植物細胞死亡后留下來的細胞空腔，是纖維質(zhì)的細胞壁,是一個死細胞。盡管如此，虎克的工作還是使生物學(xué)的研究進入了微觀領(lǐng)域。此后，許多人在動、植物中都看到和記載了細胞構(gòu)造的輪廓。一、細胞的基本概念2．細胞學(xué)說的建立德國植物學(xué)家施萊登于1838年提出了細胞學(xué)說的主要論點，次年又經(jīng)德國動物學(xué)家施旺加以充實，最終創(chuàng)立了細胞學(xué)說?！凹毎麑W(xué)說”的基本內(nèi)容

認為細胞是有機體，一切動植物都是由細胞發(fā)育而來,并由細胞和細胞產(chǎn)物所構(gòu)成；

每個細胞作為一個相對獨立的單位，既有它“自己的”生命,又對與其它細胞共同組成的整體的生命有所助益；

新的細胞可以通過老的細胞繁殖產(chǎn)生。1、光學(xué)顯微鏡：分辨率是0、2微米，人肉眼分辨率是0、2毫米，所以一般顯微鏡設(shè)計的最大放大倍數(shù)是1000倍。(2008年）59．光學(xué)顯微鏡能觀察到的最小生物是（）A．酵母B．植物細胞C．細菌D．噬菌體熒光顯微鏡：是對特異性蛋白質(zhì)等生物大分子定性、定位的最有力工具。相差顯微鏡：最大的特點是可以觀察未經(jīng)染色的標本和活細胞。2、掃描電子顯微鏡：分辨率是0.2nm，可以通過“光學(xué)切片”觀察較厚樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將改變焦點獲得一系列細胞不同層面的圖像，疊加后便可構(gòu)出樣品的三維結(jié)構(gòu)。透射電子顯微鏡：分辨率比光學(xué)顯微鏡更高的顯微鏡。細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察方法（一）細胞的基本特征1、細胞是有膜包圍的能獨立進行繁殖的原生質(zhì)團.

細胞（原生質(zhì)體）細胞膜細胞質(zhì)細胞器細胞質(zhì)基質(zhì)膜圍細胞器非膜細胞器胞質(zhì)溶膠細胞骨架細胞核2、細胞進行生命活動所具有的最基本要素：⑴具有一套基因組⑵具有一層質(zhì)膜（細胞膜），通過質(zhì)膜與周圍環(huán)境進行物質(zhì)和信息交流；⑶具有一套完整的代謝機構(gòu)3、細胞區(qū)別于無機界最主要的特征：

⑴在結(jié)構(gòu)上具有自我裝配的能力；⑵在生理活動中具有自我調(diào)節(jié)的能力；⑶在增殖上具有自我復(fù)制的能力；細胞是生命活動的基本單位

一切有機體都由細胞構(gòu)成，細胞是構(gòu)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，細胞是代謝與功能的基本單位

細胞是有機體生長與發(fā)育的基礎(chǔ)

細胞是遺傳的基本單位，細胞具有遺傳的全能性

沒有細胞就沒有完整的生命

所有的細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，即細胞膜。

所有的細胞都含有兩種核酸：即DNA與RNA作為遺傳信息復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的載體。

作為蛋白質(zhì)合成的機器─核糖體，毫無例外地存在于一切細胞內(nèi)。

所有細胞的增殖都以一分為二的方式進行分裂。細胞的基本共性

（二）非細胞形態(tài)的生命體

病毒（virus）——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；病毒是非細胞形態(tài)的生命體，體積微?。ù蠖荚?.1μm以下），更重要的是它缺少進行獨立代謝的某些基因和結(jié)構(gòu)，它的主要生命活動必須要在寄主細胞內(nèi)實現(xiàn)，只是具有部分生命特征的感染物。根據(jù)病毒的核酸類型可以將其分為兩大類：

DNA病毒與RNA病毒

病毒的多樣性

類病毒（viroid）——僅由感染性的RNA構(gòu)成；

朊病毒（prion）——僅由感染性的蛋白質(zhì)亞基構(gòu)成；二、細胞的大小與形態(tài)1、細胞的大小和數(shù)目各類細胞直徑的比較

細胞的大小和細胞的機能是適應(yīng)的。

生物體積的加大是由于細胞數(shù)目的增多。細胞體積的守恒定律

分析高等動植物的細胞大小,可以發(fā)現(xiàn)這樣的規(guī)律:不論細胞其種的差異有多大,同一器官與組織的細胞的大小都是在一定的范圍內(nèi),如所有哺乳動物的肝細胞、腎細胞或其他細胞的相應(yīng)大小幾乎相同。因此，器官的大小主要決定于細胞的數(shù)量，與細胞的數(shù)量成正比，與細胞的大小無關(guān)，這種關(guān)系有人稱之為“細胞體積的守恒定律”。A（4㎝）B（2㎝）C（1㎝）表面積/體積=表面積/體積=表面積/體積=1.5：13：16：196cm2/64cm3192cm2/64cm3348cm2/64cm3生物體細胞體積趨向于小的原因⑴與相對表面積有關(guān)，體積與相對表面積成反比關(guān)系，細胞體積越大，其相對表面積就越小，細胞與周圍環(huán)境交換物質(zhì)的能力就越小。有些細胞為增加表面積，就形成很多的細胞突起，如小腸絨毛上皮細胞。⑵與核和質(zhì)之間的比例有關(guān)，一個細胞中所容納的遺傳信息量是有限的，能控制細胞質(zhì)的活動也是有限度的，因此，一個細胞核能控制細胞質(zhì)的量也必有一定限度，這就要求細胞體積不能太大。⑶與細胞內(nèi)物質(zhì)交流的關(guān)系，細胞內(nèi)的物質(zhì)一端向另一端運輸或擴散是有時間和空間關(guān)系的，假如細胞的體積太大，勢必影響物質(zhì)在細胞內(nèi)的傳遞與交流速度，細胞內(nèi)的生命活動就不能靈敏地調(diào)控與緩沖。2、細胞的形態(tài)游離的細胞形態(tài)⑴常呈球型⑵體外培養(yǎng)的細胞具細胞貼壁現(xiàn)象，不保持體內(nèi)原有的細胞形態(tài)成纖維樣細胞上皮樣細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一是生物體細胞的重要特征三、原核細胞與真核細胞

基本特點：

遺傳的信息量小，遺傳信息載體僅由一個環(huán)狀DNA構(gòu)成；細胞內(nèi)沒有分化為以膜為基礎(chǔ)的具有專門結(jié)構(gòu)與功能的細胞器和細胞核膜。主要代表：

支原體（mycoplast）——目前發(fā)現(xiàn)的最小最簡單的細胞；

細菌

藍藻又稱藍細菌（Cyanobacteria）

原核細胞（Prokaryoticcell）原核細胞外部由質(zhì)膜包圍，質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成和真核細胞相似。在質(zhì)膜之外還有一層堅固的細胞壁保護。原核細胞壁的化學(xué)組成與真核細胞不同，是由一種叫胞壁質(zhì)的蛋白多糖所組成，肽聚糖N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸以β（1、4）糖苷鍵形成多糖鏈。多糖鏈之間又由一些4、5個氨基酸殘基組成的橫向肽鏈相連形成肽聚糖片，肽聚糖片可像膠合板一樣黏合成多層。少數(shù)原核細胞的壁還含有其他多糖和類脂，有的原核細胞壁外還有膠質(zhì)層。原核細胞內(nèi)有一個含DNA的區(qū)域，稱類核或擬核。類核外面沒有核膜，只由一條DNA（環(huán)狀）構(gòu)成。這種DNA不與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核蛋白。有核糖體和中間體。核糖體分散在原生質(zhì)中，是蛋白質(zhì)合成的場所。中間體是質(zhì)膜內(nèi)陷形成的復(fù)雜的褶疊構(gòu)造，其中有小泡和細管樣結(jié)構(gòu)，與細胞呼吸和細胞分裂有關(guān)。有些原核細胞含有類囊體等結(jié)構(gòu)。類囊體具有光合作用功能。在原核細胞中還有糖原顆粒、脂肪滴和蛋白顆粒等內(nèi)含物

真核細胞（Eukaryoticcell）

真核細胞的基本結(jié)構(gòu)體系

真核細胞結(jié)構(gòu)比原核細胞復(fù)雜，在同一個多細胞體內(nèi)，功能不同的細胞，其形態(tài)結(jié)構(gòu)也有不同。真核細胞內(nèi)由膜間隔形成了許多功能區(qū)。最明顯的是細胞含有由膜圍成的細胞核，另外還有由膜圍成的細胞器，如線粒體