細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)課件

第二章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)STRUCTURESOFTHECELLSTRUCTURESOFTHECELL內(nèi)容提要第一節(jié)細(xì)胞的基本概念及結(jié)構(gòu)第二節(jié)真核細(xì)胞一、基本結(jié)構(gòu)二、細(xì)胞的形狀和大小第三節(jié)原核與古核細(xì)胞一、細(xì)菌二、支原體三、衣原體與立克次氏體四、藍(lán)藻五、古細(xì)菌第四節(jié)病毒一、病毒的基本特征二、病毒的形態(tài)和結(jié)構(gòu)三、病毒在細(xì)胞內(nèi)的活動(dòng)四、類病毒第一節(jié)細(xì)胞的基本概念及結(jié)構(gòu)一細(xì)胞定義：

細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本組成單位二細(xì)胞特點(diǎn)：1.

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

成人有機(jī)體細(xì)胞1014，剛出生嬰兒2×1012，人大腦細(xì)胞10122.細(xì)胞是代謝與功能的基本單位，具有完整的代謝和調(diào)節(jié)體系，不同的細(xì)胞執(zhí)行不同的功能3.具有自我復(fù)制的能力，細(xì)胞是有機(jī)體生長(zhǎng)與發(fā)育的基礎(chǔ)4.細(xì)胞是遺傳的基本單位，細(xì)胞具有遺傳的全能性5.沒(méi)有細(xì)胞就沒(méi)有完整的生命

三、細(xì)胞的基本共性

1.

所有細(xì)胞有相似的化學(xué)組成

構(gòu)成細(xì)胞的基本元素有：O、C、H、N、S、K、Ca、P、Mg等，其中前四種元素占90%以上。水約占細(xì)胞重量的75％-80％，其中游離水約95％，其余為結(jié)合水。細(xì)胞的無(wú)機(jī)物主要有水和無(wú)機(jī)鹽，無(wú)機(jī)鹽的含量約為1％，主要以離子形式存在。生命來(lái)自于水，細(xì)胞中水的含量最高，通常占細(xì)胞總量75%～80%。細(xì)胞中的所有反應(yīng)都是在水中進(jìn)行的，所以水是細(xì)胞生命的活動(dòng)介質(zhì)。細(xì)胞中各主要成份的相對(duì)含量2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所有的細(xì)胞都含有兩種核酸：即DNA與RNA.DNA是遺傳信息復(fù)制、傳遞和基因轉(zhuǎn)錄的模板，RNA參與蛋白質(zhì)的合成。4作為蛋白質(zhì)合成的機(jī)器─核糖體，毫無(wú)例外地存在于一切細(xì)胞內(nèi)。5所有細(xì)胞的增殖都以一分為二的方式進(jìn)行分裂四、細(xì)胞的形狀和大小1.單細(xì)胞生物的形態(tài)通常與細(xì)胞外沉積物有關(guān)。2.高等生物細(xì)胞的形狀與細(xì)胞功能及細(xì)胞間的相互作用有關(guān)。3.細(xì)胞骨架對(duì)于細(xì)胞形態(tài)的構(gòu)建維持具有重要作用。4.高等動(dòng)物的細(xì)胞離開(kāi)有機(jī)體分散存在時(shí)，形狀往往發(fā)生變化。如平滑肌細(xì)胞在體內(nèi)呈梭形，而在離體培養(yǎng)時(shí)則可成多角形。草履蟲(chóng)一只草履蟲(chóng)每天大約能吞食43200個(gè)細(xì)菌，它對(duì)污水有一定的凈化作用不同細(xì)菌鏈球菌棒狀桿菌葡萄球菌五、三類不同的細(xì)胞真核細(xì)胞(eukaryoticcell)：具有核被膜nuclearenvelope和核仁nucleolus。原核細(xì)胞(prokaryoticcell)：核區(qū)nuclearregion沒(méi)有核膜，稱其為nucleoid、nuclearbody、nucleoplasm、bacterialnucleus。古細(xì)菌(archaebacteria)，既不同于原核細(xì)胞也不同于真核細(xì)胞，屬于生命的第三種形式。第二節(jié)、真核細(xì)胞Eukaryoticcell一、基本結(jié)構(gòu)具有核膜，由膜圍成的各種細(xì)胞器，如核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體、葉綠體、溶酶體等在結(jié)構(gòu)上形成了一個(gè)連續(xù)的體系，稱為內(nèi)膜系統(tǒng)。內(nèi)膜系統(tǒng)將細(xì)胞質(zhì)分隔成不同的區(qū)域，即所謂的區(qū)隔化(compartmentalization)。區(qū)隔化使細(xì)胞內(nèi)表面積增加了數(shù)十倍，代謝能力增強(qiáng)。1、原生質(zhì)(protoplasm)：1839Purkinje用原生質(zhì)一詞指細(xì)胞的全部活性物質(zhì)，從現(xiàn)代概念來(lái)說(shuō)它包括質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核(或擬核)。2、質(zhì)膜（plasmamembrane）：是細(xì)胞表面的單位膜。3、細(xì)胞核：細(xì)胞核（nucleus）是細(xì)胞內(nèi)最重要的細(xì)胞器，核表面是由雙層膜構(gòu)成的核被膜（nuclearenvelope），核內(nèi)包含有由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成的染色體（chromosome）。核內(nèi)1至數(shù)個(gè)小球形結(jié)構(gòu)，稱為核仁（nucleolus）。細(xì)胞核中的原生質(zhì)稱為核質(zhì)。4、細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm）：質(zhì)膜與核被膜之間的原生質(zhì)。5、細(xì)胞器(organelle)：具有特定形態(tài)和功能的顯微或亞顯微結(jié)構(gòu)稱為細(xì)胞器，如：endoplasmicreticulum、Golgibody、lysosome、mitochondrion、chloroplast、cytoskeleton、centriole、microbody。6、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（cytoplasmicmatrix）細(xì)胞質(zhì)中除細(xì)胞器以外的部分。又稱為或胞質(zhì)溶膠（cytosol），其體積約占細(xì)胞質(zhì)的一半。AnimalcellPlantcell植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞比較

細(xì)胞壁

液泡

葉綠體

植物薄壁細(xì)胞人類紅細(xì)胞巨噬細(xì)胞神經(jīng)元細(xì)胞細(xì)胞的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)代謝網(wǎng)絡(luò)（metabolicnetwork）運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)（transportnetwork）生物膜網(wǎng)絡(luò)（biomembranenetwork）細(xì)胞骨架網(wǎng)絡(luò)（cytoskeletonnetwork）信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)（signaltransductionnetwork）

名稱人卵口腔上皮細(xì)胞肝細(xì)胞紅細(xì)胞變形蟲(chóng)海膽卵傷寒菌肺炎球菌μm12075207100702.4x0.50.2x0.1幾種細(xì)胞的大小人卵與精子二、細(xì)胞的大小cytoskeletonnetwork三、細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系體積小，有利于血管中快速運(yùn)行。體積小表面積大，有利于細(xì)胞交換O2和CO2。吸收端分泌端分泌細(xì)胞的共同點(diǎn)：細(xì)胞呈極性。第三節(jié)原核細(xì)胞

Prokaryoticcell沒(méi)有核膜，遺傳物質(zhì)集中在一個(gè)沒(méi)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)狀雙螺旋分子，通常沒(méi)有結(jié)合蛋白，沒(méi)有恒定的內(nèi)膜系統(tǒng)，核糖體為70S型。原核細(xì)胞構(gòu)成的生物稱為原核生物，均為單細(xì)胞生物。一般以二分裂的方式繁殖，也有的產(chǎn)生孢子。TEMimage,Escherichiacoli一、細(xì)菌是在自然界分布最廣、個(gè)體數(shù)量最多的有機(jī)體?？煞譃椋呵蚓U菌和螺旋菌（弧形菌）。絕大多數(shù)細(xì)菌的直徑在0.5~5μm之間。大腸桿菌淋病球菌肉毒梭菌弧形霍亂菌GramnegativebacterialcellwallGrampositivebacterialcellwall2、細(xì)胞膜：厚約8~10nm，外側(cè)緊貼細(xì)胞壁，通常不形成內(nèi)膜系統(tǒng)。一些行光合作用的原核生物，質(zhì)膜具有與捕光反應(yīng)有關(guān)的內(nèi)褶。一些革蘭氏陽(yáng)性菌質(zhì)膜內(nèi)褶形成小管狀結(jié)構(gòu)，稱為間體(mesosome)，因其與DNA有聯(lián)系，推測(cè)可能起DNA復(fù)制的支點(diǎn)作用。3、擬核：沒(méi)有核膜，DNA分子裸露，所含的遺傳信息量可編碼2000~3000種蛋白質(zhì)，空間構(gòu)建十分精簡(jiǎn)。白喉?xiàng)U菌的間體4、核糖體：約含5000~50000個(gè)。部分附著在細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)，大部分游離于細(xì)胞質(zhì)中。細(xì)菌核糖體數(shù)量與細(xì)菌生理狀態(tài)關(guān)系密切。沉降系數(shù)為70S。。由大亞單位(50S)與小亞單位(30S)組成。30S的小亞單位對(duì)四環(huán)素與鏈霉素敏感，50S的大亞單位對(duì)紅霉素與氯霉素敏感。5、質(zhì)粒(plasmid)

：除核區(qū)DNA外，可進(jìn)行自主復(fù)制的遺傳因子；是裸露的環(huán)狀DNA，遺傳信息量2~200個(gè)基因；能進(jìn)行自我復(fù)制，有時(shí)能整合到核DNA中去；質(zhì)粒常用作基因重組與基因轉(zhuǎn)移的載體。克隆載體表達(dá)載體6、莢膜：細(xì)菌最外表的一層多糖類物質(zhì)，邊界明顯的稱莢膜（capsule），如肺炎球菌，邊界不明顯的稱粘液層（slimelayer），如葡萄球菌。功能：抵御不良環(huán)境；保護(hù)自身不受吞噬；選擇性的粘附到特定細(xì)胞的表面上。Negativestainedbacteria7、鞭毛：是某些細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)器官，由一種稱為鞭毛蛋白的彈性蛋白構(gòu)成，結(jié)構(gòu)上不同于真核生物的鞭毛。8、菌毛：是菌體表面極其的蛋白纖細(xì)，須用電鏡觀察。與細(xì)菌運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，根據(jù)形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能，分為普通菌毛和性菌毛兩類。前者與細(xì)菌吸附和侵染宿主有關(guān)，后者為中空管子，與傳遞遺傳物質(zhì)有關(guān)。9、繁殖：以二分裂的方式繁殖，某些細(xì)菌處于不利的環(huán)境，或耗盡營(yíng)養(yǎng)時(shí)，形成內(nèi)生孢子，又稱芽孢，是對(duì)不良環(huán)境有強(qiáng)抵抗力的休眠體。

分裂中的鏈球菌分裂中的大腸桿菌10.細(xì)菌內(nèi)生芽孢：某些細(xì)菌處于不利的環(huán)境，或耗盡營(yíng)養(yǎng)時(shí)，形成內(nèi)生孢子，又稱芽孢，是對(duì)不良環(huán)境有強(qiáng)抵抗力的休眠體。

芽孢二、支原體mycoplasma大小通常為0.2~0.3μm，可通過(guò)濾菌器。無(wú)細(xì)胞壁，不能維持固定的形態(tài)而呈現(xiàn)多形性。細(xì)胞膜中膽固醇含量較多，約占36%，凡能作用于膽固醇的物質(zhì)（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。基因組為環(huán)狀雙鏈DNA，分子量小（僅有大腸桿菌的五分之一），合成與代謝很有限。肺炎支原體的一端有一種特殊的末端結(jié)構(gòu)（terminalstructure），能使支原體粘附于呼吸道粘膜上皮細(xì)胞表面，與致病性有關(guān)。肺炎支原體

肺炎支原體侵染倉(cāng)鼠氣管組織的TEM照片三、衣原體和立克次氏體衣原體（原體和始體）立克次氏體原體(感染性)→吸附→吞噬體(空泡)→在吞噬體內(nèi)形成始體（無(wú)感染性）→二分裂繁殖→形成包涵體→在包涵體內(nèi)成熟為原體→釋放。四、藍(lán)藻又稱藍(lán)細(xì)菌，是最簡(jiǎn)單的自養(yǎng)生物。它的光合作用類似于高等植物，而不同于光合細(xì)菌。沒(méi)有葉綠體，但有質(zhì)膜內(nèi)陷形成的捕光裝置。DNA分子環(huán)狀，但遺傳信息量很大，可與高等植物相比。體積比其它原核細(xì)胞大得多，直徑約10μm左右，甚至可達(dá)70μm(顫藻)。屬單細(xì)胞生物，但有些藍(lán)藻經(jīng)常以絲狀的細(xì)胞群體存在，如：屬藍(lán)藻門念珠藻類的發(fā)菜(nostoccommunevar,flagtlliforme)就是藍(lán)藻的絲狀體。Cyanobacteria五、古細(xì)菌（archaebacteria）

具有原核生物的某些特征，無(wú)核膜及內(nèi)膜系統(tǒng)；也有真核生物的特征，甲硫氨酸起始蛋白質(zhì)的合成、核糖體對(duì)氯霉素不敏感、RNA聚合酶和真核細(xì)胞的相似、DNA具有內(nèi)含子并結(jié)合組蛋白。細(xì)胞壁不含肽聚糖。生活在極端環(huán)境中，如：產(chǎn)甲烷菌、極端嗜鹽菌、嗜熱嗜酸菌。極端溫度、酸堿度和鹽度下生存的菌種。而且這是一種獨(dú)立與其他物種的古菌種，歷史久遠(yuǎn)，甚至可以在地殼深處找到他的蹤跡神奇的古細(xì)菌各類生物能忍受的上限溫度：古細(xì)菌113℃細(xì)菌90℃真菌60℃藻類55-60℃原生動(dòng)物56℃維管束植物49℃魚(yú)類和其他水生脊椎動(dòng)物38℃

原核與真核細(xì)胞的區(qū)別第四節(jié)病毒Virus是一類非細(xì)胞形態(tài)的有機(jī)體，特征：①個(gè)體微小，可通過(guò)濾菌器，大多數(shù)病毒必須用電鏡才能看見(jiàn)，一般在20~30nm之間；②核酸為DNA或RNA，沒(méi)有含兩種核酸的病毒；③專營(yíng)細(xì)胞內(nèi)寄生生活；④具有受體連結(jié)蛋白(receptorbindingprotein)，與敏感細(xì)胞表面的病毒受體連結(jié)，進(jìn)而感染細(xì)胞。

一、病毒的基本特征LambdaBacteriophageDNA(TEMx153,000)二、病毒的結(jié)構(gòu)由核酸(DNA或RNA)分子和蛋白質(zhì)衣殼(capsid)所構(gòu)成，稱核衣殼(nucleocapsid)。各種病毒所含的遺傳信息量不同，少的只含有3個(gè)基因，多的可達(dá)300個(gè)基因。有的病毒衣殼外面有被膜(envelope)，來(lái)源于宿主細(xì)胞的質(zhì)膜，被膜中含有病毒融合蛋白。組成病毒衣殼的亞單位稱殼微粒(capsomer)。一個(gè)成熟有感染性的病毒顆粒稱“病毒體”（virion）。其裝配形式有二十面體對(duì)稱、螺旋對(duì)稱和復(fù)合對(duì)稱三種類型。Viruses病毒有五種形態(tài)：①球形(Sphericity)：大多數(shù)人類和動(dòng)物病毒為球形，如脊髓灰質(zhì)炎病毒、皰疹病毒及腺病毒等；②絲形(Filament)：多見(jiàn)于植物病毒，如煙草花葉病病毒，人類流感病毒有時(shí)也可形成絲形；③彈形(Bullet-shape)：形似子彈頭，如狂犬病病毒等，其他多為植物病毒。④磚形(Brick-shape)：如痘病毒、天花病毒等；⑤蝌蚪形(Tadpole-shape)：由一卵圓形的頭及一條細(xì)長(zhǎng)的尾組成，如噬菌體。其中①為二十面體對(duì)稱;②、③為螺旋對(duì)稱;④、⑤復(fù)合對(duì)稱。病毒只有在侵入細(xì)胞以后才表現(xiàn)出生命現(xiàn)象，生活周期可分為兩個(gè)階段：細(xì)胞外階段，以成熟的病毒粒子形式存在；細(xì)胞內(nèi)階段，即感染階段，進(jìn)行復(fù)制和繁殖；根據(jù)寄生的宿主不同，病毒可分為：動(dòng)物病毒、植物病毒、細(xì)菌病毒(即噬菌體)。脊髓灰質(zhì)炎病毒球形病毒腺病毒球狀病毒煙草花葉病毒線形病毒痘病毒磚形病毒狂犬病毒子彈形病毒有被膜T4噬菌體蝌蚪形病毒流感病毒絲狀有被膜的病毒埃博拉病毒絲狀負(fù)鏈RNA病毒中國(guó)公布的非典冠狀病毒三病毒的增殖過(guò)程1.病毒侵入細(xì)胞，病毒核酸的侵染大多動(dòng)物病毒進(jìn)入細(xì)胞的主要方式“主動(dòng)吞飲”，有些有包膜的，以其包膜與細(xì)胞質(zhì)融合的方式進(jìn)入細(xì)胞。在蛋白水解酶的作用下，殼體被裂解。釋放核酸。RNA病毒在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)轉(zhuǎn)錄復(fù)制，DNA病毒進(jìn)入細(xì)胞核復(fù)制轉(zhuǎn)錄。2.病毒核酸的復(fù)制，轉(zhuǎn)錄與蛋白質(zhì)合成DNA病毒——細(xì)胞——DNA——細(xì)胞核——早期蛋白——子代病毒DNA——病毒mRNA——病毒結(jié)構(gòu)蛋白——子代病毒RNA病毒——細(xì)胞——病毒RNA侵染蛋白水解酶釋放翻譯復(fù)制轉(zhuǎn)錄組裝翻譯+RNA-RNA可將病毒分為6類：雙鏈±DNA→+mRNA→蛋白，如天花病毒。單鏈+DNA→±DNA→+mRNA→蛋白，