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1、生物竞赛辅导讲座,细 胞 生 物 学,张 美 红,细胞生物学部分学习内容,一、细胞的基本概念二、细胞的结构和功能,细胞质,细胞核,细胞膜和细胞表面,细胞质基质,细胞器,细胞骨架,三、细胞的增殖、分化、癌变,1细胞的发现：1665年英国物理学家罗伯特虎克用他自制的显微镜观察栓皮栎的软木切片时，看到了一个个蜂窝状的小室。他把这样的“小室”称为细胞。其实，他所看到的是植物细胞死亡后留下来的细胞空腔，是纤维质的细胞壁,是一个死细胞。尽管如此，虎克的工作还是使生物学的研究进入了微观领域。此后，许多人在动、植物中都看到和记载了细胞构造的轮廓。,一、细胞的基本概念,2细胞学说的建立,德国植物学家施莱登于18
2、38年提出了细胞学说的主要论点，次年又经德国动物学家施旺加以充实，最终创立了细胞学说。,“细胞学说”的基本内容,认为细胞是有机体，一切动植物都是由细胞 发育而来,并由细胞和细胞产物所构成；每个细胞作为一个相对独立的单位，既有它“自己的”生命,又对与其它细胞共同组成的整体的生命有所助益；新的细胞可以通过老的细胞繁殖产生。,1、光学显微镜：分辨率是0、2微米，人肉眼分辨率是0、2毫 米，所以一般显微镜设计的最大放大倍数是1000倍。(2008年）59光学显微镜能观察到的最小生物是（）A酵母 B植物细胞 C细菌 D噬菌体荧光显微镜：是对特异性蛋白质等生物大分子定性、定位的 最有力工具。相差显微镜：最
3、大 的特点是可以观察未经染色的标本和活细胞。2、扫描电子显微镜：分辨率是0.2nm，可以通过“光学切片”观察较厚样品的内部结构，将改变焦点获得一系列细胞不同层面的图像，叠加后便可构出样品的三维结构。透射电子显微镜：分辨率比光学显微镜更高的显微镜。,细胞形态结构的观察方法,（一）细胞的基本特征,1、细胞是有膜包围的能独立进行繁殖的原生质团.,2、细胞进行生命活动所具有的最基本要素：,具有一套基因组具有一层质膜（细胞膜），通过质膜与周围环境进行 物质和信息交流；具有一套完整的代谢机构,3、细胞区别于无机界最主要的特征：,在结构上具有自我装配的能力；在生理活动中具有自我调节的能力；在增殖上具有自我复
4、制的能力；,细胞是生命活动的基本单位,一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位细胞是有机体生长与发育的基础细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性没有细胞就没有完整的生命,所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌 蛋白质构成的生物膜，即细胞膜。所有的细胞都含有两种核酸：即DNA与RNA作为遗传信息复制与转录的载体。作为蛋白质合成的机器核糖体，毫无例外地 存在于一切细胞内。所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。,细胞的基本共性,（二）非细胞形态的生命体,病毒（virus）核酸分子（DNA或RNA）与蛋白质构成的核酸-蛋白
5、质复合体；病毒是非细胞形态的生命体，体积微小（大都在0.1m以下），更重要的是它缺少进行独立代谢的某些基因和结构，它的主要生命活动必须要在寄主细胞内实现，只是具有部分生命特征的感染物。根据病毒的核酸类型可以将其分为两大类：DNA病毒与RNA病毒 病毒的多样性,类病毒（viroid）仅由感染性的RNA构成；朊病毒（prion）仅由感染性的蛋白质亚基构成；,二、细胞的大小与形态,1、细胞的大小和数目,各类细胞直径的比较,细胞的大小和细胞的机能是适应的。,生物体积的加大是由于细胞数目的增多。,细胞体积的守恒定律,分析高等动植物的细胞大小,可以发现这样的规律:不论细胞其种的差异有多大,同一器官与组织的
6、细胞的大小都是在一定的范围内,如所有哺乳动物的肝细胞、肾细胞或其他细胞的相应大小几乎相同。因此，器官的大小主要决定于细胞的数量，与细胞的数量成正比，与细胞的大小无关，这种关系有人称之为“细胞体积的守恒定律”。,1.5：1,3：1,6：1,96cm2/64cm3,192cm2/64cm3,348cm2/64cm3,生物体细胞体积趋向于小的原因,与相对表面积有关，体积与相对表面积成反比关系，细胞体积越大，其相对表面积就越小，细胞与周围环境交换物质的能力就越小。有些细胞为增加表面积，就形成很多的细胞突起，如小肠绒毛上皮细胞。,与核和质之间的比例有关，一个细胞中所容纳的遗传信息量是有限的，能控制细胞质
7、的活动也是有限度的，因此，一个细胞核能控制细胞质的量也必有一定限度，这就要求细胞体积不能太大。与细胞内物质交流的关系，细胞内的物质一端向另一端运输或扩散是有时间和空间关系的，假如细胞的体积太大，势必影响物质在细胞内的传递与交流速度，细胞内的生命活动就不能灵敏地调控与缓冲。,2、细胞的形态,游离的细胞形态常呈球型体外培养的细胞具细胞贴壁现象，不保持体内原有的细胞形态,形态结构与功能的统一是生物体细胞的重要特征,三、原核细胞与真核细胞,基本特点：遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个环状DNA构成；细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功能的细胞器和细胞核膜。主要代表：支原体（mycoplast
8、）目前发现的最小最简单的细胞；细菌蓝藻又称蓝细菌（Cyanobacteria）,原核细胞（Prokaryotic cell）,原核细胞外部由质膜包围，质膜的结构与化学组成和真核细胞相似。在质膜之外还有一层坚固的细胞壁保护。原核细胞壁的化学组成与真核细胞不同，是由一种叫胞壁质的蛋白多糖所组成，肽聚糖 N-乙酰葡萄糖胺和N-乙酰胞壁酸以（1、4）糖苷键形成多糖链。多糖链之间又由一些4、5个氨基酸残基组成的横向肽链相连形成肽聚糖片，肽聚糖片可像胶合板一样黏合成多层。少数原核细胞的壁还含有其他多糖和类脂，有的原核细胞壁外还有胶质层。原核细胞内有一个含DNA的区域，称类核或拟核。类核外面没有核膜，只由一
9、条DNA（环状）构成。这种DNA不与蛋白质结合形成核蛋白。有核糖体和中间体。核糖体分散在原生质中，是蛋白质合成的场所。中间体是质膜内陷形成的复杂的褶叠构造，其中有小泡和细管样结构，与细胞呼吸和细胞分裂有关。有些原核细胞含有类囊体等结构。类囊体具有光合作用功能。在原核细胞中还有糖原颗粒、脂肪滴和蛋白颗粒等内含物,真核细胞（Eukaryotic cell）真核细胞的基本结构体系,真核细胞结构比原核细胞复杂，在同一个多细胞体内，功能不同的细胞，其形态结构也有不同。真核细胞内由膜间隔形成了许多功能区。最明显的是细胞含有由膜围成的细胞核，另外还有由膜围成的细胞器，如线粒体、叶绿体，内质网、高尔基体、溶酶
10、体等。其中核膜、内质网、高尔基体、溶酶体等在结构上形成了一个连续的体系，称为内膜系统。内膜系统将细胞质分隔成了一些区间，即所谓的分区化。分区化是细胞进化高等的特征，它使细胞的代谢活动比原核细胞大为提高，线粒体则承担了氧化磷酸化作用，叶绿体则承担了光合作用的特殊功能。,在真核细胞中，动物细胞和植物细胞也有重要区别。动物细胞质膜外无细胞壁，无明显的液泡。此外，在细胞核的附近有中心粒，在细胞有丝分裂时，发出星状细丝，称为星体。植物细胞和动物细胞的主要区别是：植物细胞具有质体；其次，植物细胞的质膜外被细胞壁，相邻细胞间有一层胶状物粘合作用，称中胶层或胞间层。在两个相邻细胞间的壁上，有原生质丝相连，称胞
11、间连丝，使细胞间互相沟通。最后在植物的分化细胞中往往有大液泡。,植物细胞与动物细胞的比较,细胞壁 液泡 叶绿体,原核细胞与真核细胞基本特征的比较,(00)1、下列结构中必须用电子显微镜才能看到的是:答()A.液泡和叶绿体 B.基粒和核孔 C.细胞核和染色体 D.细胞壁和细胞膜:,(00)2、生物学实验中常用普通光学显微镜观察细小物体,若物体被放大 50 倍这里“被放大50倍”是指细小物体的:答()A.体积边 B.表面积 C.像的面积 D.长度或宽度,(01)3植物细胞作为植物有机体的结构和功能的基本单位，区别于动物 细胞的结构是。（）叶绿体、线粒体、乙醛酸体 细胞壁、细胞膜、液泡膜 液泡、质体
12、、叶绿体 细胞壁、叶绿体、液泡,(01)4与真核细胞相比原核细胞缺少哪些结构？细胞膜（）核膜（）溶酶体（）核糖体（）,(03)6 自然界最小的细胞是 A病毒 B支原体 C.血小板 D细菌,(02)5细胞生长时，细胞壁表现出一定的()A.可逆性 B可塑性 C弹性 D刚性,B,D,D,B,B,(04)8.下列哪些有关细胞的说法是正确的 A利用显微镜最早观察到的细胞是植物的上皮细胞 B细胞这一概念是由华莱士提出的 C，除了特化的细胞(如红血球)外，所有细胞都有细胞核 D除了细胞核外，有的细胞器可以有独立遗传物质存在,(05)9在下列关于细胞基本共性的描述中，哪一项是错误的：A 所有细胞表面均具有脂蛋
13、白体系构成的细胞膜 B 所有的细胞都有两种核酸（DNA 与 RNA）作为遗传信息复制 与转录的载体 C 所有的细胞都有线粒体，作为产能细胞器 D 所有的细胞都具有核糖体作为蛋白质合成的机器,二、多选(05)10 原核细胞与真核细胞相同的特性是：A 均含有环状 DNA C 染色体的基本单位是核小体 B 均含有线状 DNA D 均含有作为蛋白质合成的机器-核糖体,11、植物细胞的结构包括细胞壁和原生质两大部分。答(),(04)7显微镜是观察动、植物切片和微生物的工具，评价一台显微镜首选的 因素是 A物镜和目镜倍数 B清晰度 C.有名厂家 D零件、功能齐全,B,D,C,AD,12.使用光学显微镜时，人眼不会把两点误认为一个点的最小间距是 A.1微米 微米 C.0.8微米 D.2微米,B,(08)58原核细胞与真核细胞的不同，表现在：（）A.原核细胞基因组的大小仅有真核生物基因组大小的一半 B原核细胞具有单链的DNA分子 C原核细胞中与DNA结合的蛋白质较少，而且没有核膜包裹 D原核细胞具有RNA而不是DNA59光学显微镜能观察到的最小生物是（）A酵母 B植物细胞 C细菌 D噬菌体,C,C,
