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1、1,英国科学家霍克（R.Hook,1635-1703),27岁成为英国皇家 学 会领导成员,发表对木栓的观察,命名Cell。,荷兰人列文虎克（Antoni von Leeuwenhoek,1623-1723）用自磨镜片做成显微镜第一次观察了活的细菌和原生动物。,2,Schleiden1838年发表了“论植物的发生”，指出细胞是一切植物结构的基本单位。这篇论文的发表标志着细胞学说的形成。,Schwann 1839年发表“显微研究”，首次提出细胞学名词，并指出，动物及植物结构的基本单位都是细胞。,3,细胞来自细胞Virchow(1858),细胞有共同祖先Weissmann 1880,4,所有生物都
2、是由细胞和细胞产物所构成；新细胞只能由原来的细胞经分裂而产生；所有细胞都具有基本上相同的化学组成和代谢活性；生物体总的活性可以看成是组成生物体的各相关细胞的相互作用和集体活动的总和。,细胞学说,生命的基本单位,直观：,一个受精卵,成年人（约婴儿的30倍）,婴儿（约2万亿个细胞）,细胞类别：,原核细胞,真核细胞,细胞概论,6,水:85%无机盐:1.5%蛋白质:10%脂质:2%糖类:0.4%DNA:0.4%RNA:0.7%,细胞化学成分,7,元素 生物小分子 生物大分子 细胞器 C 氨 蛋白质 线粒体 H 甲烷 高尔基体 S 乙醇 核酸 溶酶体 细胞 组织 器官 系统 个体 P 氨基酸 内质网 O
3、 核苷酸 多糖 中心粒 N（叶绿体）,8,肌肉细胞 肌肉组织 眼 运动系统 神经细胞 神经组织 耳 神经系统 细胞 角质细胞 皮肤组织 鼻 分泌系统(分化)软骨细胞 软骨组织 舌 运动系统 皮层细胞-脑组织-心-循环系统-人体以细胞为基本单位的协同系统,9,生物大分子,亚原子粒子,原子,生态系统,群落,多细胞机体,群体,生物圈,细胞,细胞器,10,生物体结构的基本单位生命活动的基本单位表现生命特征的基本单位,11,细胞生命之赞歌,生命的基石进化的基础生命活动的舞台复杂、有序的组成和运动形式,12,第一节 细胞的形态、结构,13,细胞是生命的基本结构单位和功能单位。单细胞生物，如大肠杆菌、酵母、
4、螺旋藻，一个细胞就是一个生命个体。我们肉眼所能见到的几乎所有的生命都是由许许多多细胞组成的生命个体，其中的每一个细胞都担负着生命功能。大多数细胞非常小,需借助显微镜才能看见。细胞的形状各异，有球形、椭球形、柱状、扁平、梭形、星形、多面体等。生命世界中的所有细胞分为两大类：原核细胞和真核细胞。它们在细胞的化学成分、分裂方式、细胞器组成等许多方面都有不同之处。,14,最小的细胞型生物是支原体，直径只有100nm。最大的是鸟类的卵细胞，如鸡蛋45-60cm。神经细胞直径0.1mm，但从细胞体伸出的神经纤维可长达1m以上。这与神经传导机能相一致,是寿命最长的细胞。人卵细胞直径200um。大象与小鼠的身
5、体体积相差悬殊 新生嫩叶与老叶的叶面积相差很大 是体内的细胞数目多，细胞体积大？,15,表面积/体积 比值 老鼠 大象,老鼠重 25 克,大象重 4 吨表面积/体积 老鼠是大象的 24 倍,16,17,大型生物的细胞不一定大，而是由于细胞数目多而已。细胞是生物体与环境进行信息、能量与物质交换的基本单位，细胞靠表面接受外界信息及与外界进行物质交换。随着细胞生长，细胞体积增大，而细胞表面积和体积之比(表面积/体积)却在变小。活细胞不断进行新陈代谢，细胞表面担负着输入养分，排出废物的重任。表面积/体积 比值的下降，意味着代谢速率的受限和下降。所以，细胞分裂是细胞生长过程中保持足够表面积，维持一定的生
6、长速率的重要措施。（老鼠的代谢速率大于大象）。,细胞体积的限制？为什么会有细胞分裂,18,1.细胞壁：保护细菌免受侵害。细胞壁上有附属结构，如鞭毛。用溶菌酶处理细胞或在培养基中加入青霉素，可破坏或抑制细胞壁的形成。,一、原核细胞形态结构,细菌,支原体、项圈菌,衣原体、立克次氏体,19,细胞壁厚度因细菌不同而异，一般为15-30nm。主要成分是肽聚糖，由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸构成双糖单元，以（1-4）糖苷键连接成大分子。N-乙酰胞壁酸分子上有四肽侧链，相邻聚糖纤维之间的短肽通过肽桥（革兰氏阳性菌）或肽键（革兰氏阴性菌）桥接起来，形成了肽聚糖片层，像胶合板一样，粘合成多层。,G菌胞壁,G-
7、菌胞壁,20,2.细胞膜：细胞膜内陷或折叠成囊状结构，叫间体。（一）细胞的膜结构统称生物膜 细胞膜：又称原生质膜，是指围绕在细胞最外层、由 脂类和蛋白质组成的薄膜。生物膜：各种细胞器的膜和核膜、细胞膜在分子结构 上都相同，把它们统称为生物膜。（二）流动镶嵌模型 基本特点：1.脂双层作为基本框架；2.蛋白质以不同方式镶嵌在表面；3.生物膜的动态特点。,21,3.细胞质：色素体，光合细菌进行光合作用的部位。羧酶体，固定二氧化碳的场所。,22,拟核：没有核膜，遗传物质集中在一个没有明确界限的低电子密度区，称为拟核。DNA为裸露的环状分子，通常没有结合蛋白，环的直径约为2.5nm，周长约几十纳米。质粒
8、，细菌染色体外的遗传物质，绝大多数是共价闭合环状双螺旋DNA分子。质粒能自我复制、稳定遗传，可携带外源基因，改造后是基因工程常用的载体。,遗传物质,23,其他结构,菌毛 荚膜,24,芽孢原生质：含浓缩的原生质。内膜：由原来繁殖型细菌的细胞膜形成，包围芽孢原生质。芽孢壁：由繁殖型细菌的肽聚糖组成，包围内膜。发芽后成为细菌的细胞壁。皮质：是芽孢包膜中最厚的一层，由肽聚糖组成，但结构不同于细胞壁的肽聚糖，交联少，多糖支架中为胞壁酐而不是胞壁酸，四肽侧链由L-Ala组成。外膜：也是由细菌细胞膜形成的。外壳：芽孢壳，质地坚韧致密，由类角蛋白组成，含有大量二硫键，具疏水性特征。外壁：芽孢外衣，是芽孢的最外
9、层，由脂蛋白及碳水化合物(糖类)组成，结构疏松。,芽孢,25,在水中的脂双层微囊,26,27,真核细胞与原核细胞的区别（1）真核细胞以膜系统的分化为基础。首先分化为两个独立部分核与质，细胞质内又以膜系统为基础分隔为结构更精细，功能更专一的单位各种细胞器。细胞内部结构和职能的分工是真核细胞区别于原核细胞的重要标志。（2）遗传信息量与遗传装置的扩增与复杂化。基因数目大大增多。遗传信息重复序列与染色体多倍性的出现是真核细胞区别于原核细胞的另一重大标志。遗传信息的复制、转录与翻译的程序复杂化。另外，真核细胞比原核细胞大得多，真核细胞内有一个比较复杂的骨架系统，而原核未发现。原核细胞比真核细胞更能适应环
10、境。,二、真核细胞的形态结构,28,动植物细胞形态结构的主要差异在于：植物细胞有叶绿体、细胞壁和中央液泡，而动物细胞没有。,29,作用是使细胞通过基因的选择性表达，控制蛋白质的合成，从而控制新陈代谢活动；再有就是通过遗传物质的复制和细胞分裂，保持细胞世代的连续性。1.核被膜 核表面是由双层膜构成的核被膜，核内包含有由DNA和蛋白质构成的染色体。2.染色体和染色质 间期染色体结构疏松，称为染色质；有丝分裂过程中染色体凝缩变短，称为染色体。其实染色质与染色体只是同一物质在不同细胞周期的表现。染色体的数目因物种而异，有的如蕨类植物的染色体数多达1260个，马蛔虫只有两条染色体。3.核仁 核内1至数个
11、小球形结构，称为核仁。,（一）细胞核细胞遗传控制中心,30,细胞核结构,31,1.内质网：大大增加了细胞内膜的表面积，为多种酶体系提供了大面积结合位点，同时也是一系列重要的生物大分子如蛋白质、糖类、脂类合成的基地。原核细胞内没有内质网，由细胞质膜代替类似的功能。分为粗面型内质网和光滑型内质网。2.核糖体：是蛋白质合成的细胞器，其唯一的功能是按照mRNA的指令由氨基酸合成多肽链。没有生物膜包围。主要成分是蛋白质和RNA。有附着核糖体和游离核糖体之分。附着核糖体和游离核糖体所合成的蛋白质种类不同，但结构和化学组成是一样的。,（二）担负重要功能的细胞器,32,内质网的“信号假说”,33,34,3.高
12、尔基体：除红细胞外，几乎所有的动、植物细胞都有。小泡又称转移小泡，一般认为它是由内质网脱落下来的。所以高尔基体位于内质网下游。高尔基体的主要功能是将内质网合成的多种蛋白质进行加工（糖基化）、分类与包装，然后将其运送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。4.溶酶体：认为是从高尔基体断裂下来的。溶酶体的功能是：清除无用的生物大分子、衰老的细胞器及衰老和死亡的细胞；防御功能；参与分泌过程的调节；影响受精过程等。根据不同生理阶段分为初级溶酶体、次级溶酶体和残余小体。两栖类发育过程中蝌蚪尾巴的退化、哺乳动物断奶后乳腺的退行性变化、受精过程时相当于溶酶体的精子顶体破裂溶解卵细胞外的包被等过程都与溶酶体有关。,3
13、5,5.过氧化物酶体：又称微体。主要功能有：解毒作用，含有的酶迅速氧化过氧化氢，是细胞免受毒害；分解脂肪酸等高能小分子向细胞直接供能；植物中参与叶肉细胞光呼吸反应，在种子萌发时降解储存在种子中的脂肪酸，使其最终转变为葡萄糖。6.线粒体：细胞内的能量“供应站”，通过氧化磷酸化作用进行能量交换。是糖、脂肪和氨基酸最终氧化释能的场所。7.质体：存在于植物细胞中，分白色体和有色体。8.液泡,36,内质网、高尔基体、溶酶体的功能衔接,37,（三）细胞骨架 细胞骨架是指真核细胞中的蛋白纤维网架体系。狭义的细胞骨架指细胞质骨架，包括微丝、微管和中间纤维。广义的细胞骨架包括细胞核骨架、细胞质骨架、细胞膜骨架和细胞外基质。（四）细胞连接和细胞外基质 细胞外基质：细胞外基质是指分布于细胞外空间，由细胞分泌的蛋白和多糖构成的网络结构。胞外基质的成分有胶原、糖胺聚糖和蛋白聚糖。植物细胞壁由纤维素、半纤维素、果胶质等物质构成。细胞外基质将细胞粘在一起构成组织，同时，在组织中或组织之间起支持作用。胞外基质的三维结构和成分的变化，往往引起细胞微环境改变，从而对细胞形态、生长、分裂、分化和凋亡起重要的调控作用。,38,39,
