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1、细胞的基本结构,综合细胞课程大纲学时分配,内容提要,细胞概述第一节 真核细胞一、基本结构二、细胞的形状和大小三、Animal cell四、Plant cell第二节 原核与古核细胞一、细菌二、支原体三、衣原体与立克次氏体四、蓝藻五、古细菌,第三节 病毒与PRION一、病毒的基本特征二、病毒的形态和结构三、病毒在细胞内的活动四、类病毒五、蛋白质感染因第四节 细胞的化学成分,综合细胞课程大纲学时分配,细胞的形状和大小,细胞的发现显微镜的发明,300多年前 Leeuwenhoek 世界上最早的显微镜Robert Hooke 软木蜂窝状的小格子“细胞”1838年Schleiden 1839年Schwa
2、nn细胞是组成生物体的基本单位,显微镜的发明打开了微观世界的大门,光学显微镜,透射电子显微镜,扫描电子显微镜,细胞的基本概念,1855年，Virchow细胞学说可以归纳为以下两点：1 所有生物都由细胞和细胞的产物组成；2 新的细胞必须经过已存在的细胞分裂而产生。（定义）细胞是生命活动和结构的基本单位。包括真核，缘何，古核细胞。,问题目录（1）,细胞学说(cell theory）,1838-1839年 Schleden 和 Schwann 创立 1)所有的生物包括动物和植物都是由细胞构成的；2)一切细胞来源于细胞；3)细胞是生物体的功能和结构单位，细胞通过分裂形成组织。,病毒(virus)非细胞
3、的生命形态(non-cellular form of life),问题目录（1）,细胞的发现与细胞学说的确立,1665年，英国物理学家胡克用自己制作的显微镜观察软木发现许多蜂窝状的小格子,称为（cell)“细胞”,1677年，荷兰的列文虎克观察到池塘水中的原生动物、人和哺乳动物的精子。,细胞的发现离不开显微镜的发明，,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。,19 世纪初，两位德国
4、生物学家施莱登和施旺正式明确提出：细胞是植物体和动物体的基本结构单位。,最初提出细胞学说观点的两篇论文是:【1】德国植物学家施莱登 1838 年发表的论文:植物发生论;【2】德国动物学家施旺 1839 年发表的论文:显微镜研究即关于动植物的结构和生长的一致性的显微研究（Mikiosko-pische Untersuchungen;Mic-roscopical Researches,1839）。,德国解剖学家、生理学家施旺（Schwann Theodor）（1810-1882）,德国的植物学家马西斯施莱登（Mat-thias Schleiden）（1804 1881）,这个观点，经过后来的丰富和
5、发展，形成公认的细胞学说：,（1）细胞是所有动、植物的基本结构单位。,（2）每个细胞相对独立，一个生物体内各 细胞之间协同配合。,（3）新细胞由老细胞繁殖产生。,细胞学说的科学意义,细胞学说的提出先于进化论约20年，它与进化论一起，奠定了生物科学的基础。细胞学说使生命世界有机结构多样性的统一，从哲学推断走向自然科学论证。细胞学说被认为是 19 世纪自然科学的重大发现之一。,问题目录（1）,细胞的结构,细胞的形状,细胞的形态是多种多样的，大小也不相同，细胞的形状与大小与它们行使的功能密切相关。,形状与大小各异的细胞是生物进化的结果。也是细胞执行相应功能的需要。,细胞的大小和细胞分裂的原因,细胞如
6、果太小，则最低限度的细胞器以及生命物质没有足够的空间存放；太大则表面积不够。有人认为，由于细胞的重量和体积的增长，造成了细胞表面积与体积的比例失调，从而触发细胞分裂。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。,问题目录（1）,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，维持一定的生长速率的重要措施。,nucleus/cytoplasm ratio;细胞核/细胞质比率surface area/volume ratio;表面积/体积比率,随着体积
7、增大,表面积/体积 比值下降,半径增大 4倍体积增大 64倍表面积增大 16倍表面积/体积从3/1下降到 0.7/1,体积越大单位体积获得的表面积越小,表面积（cm,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 倍所以,老鼠的代谢速率大于大象,心率与寿命,二、细胞的大小和数目,各类细胞直径的比较,细胞是生命活动的功能单位，一切代谢活动 均以细胞为基础；特化的细胞分工合作，共同完成复杂的生命活动,细胞是生命的基本结构单位，所有生物都是 由细胞组成的；,细胞是生殖和遗传的基础与桥梁；具有相同的遗传语言；细胞是生物体生长发育的基础；,形状与大小各异
8、的细胞是生物进化的结果,细胞的数目,单细胞生物仅一个细胞,多细胞生物的细胞数量一般与生物体个体大小有关，个体越大细胞数目越多。如：新生儿约有21012 成年人约有61013,地球早期多细胞生物演化领域研究：多细胞宏体生物的出现是地球生命进化史上极为重要的革新事件。在新元古代“雪球地球”事件刚刚结束后不久，形态多样化的的宏体真核生物，包括海藻和后生动物就发生了快速的辐射。生物多细胞化以后，才有细胞的分化，,可能的动物化石,海藻化石,距今6.355.8亿年之间,加蓬发现21亿前地球最早多细胞生物化石,最原始的动物丝盘虫（Trichoplax adhaerens）5.5亿年前,卷曲藻,链接到26页,
9、为什么说细胞是生命的基本单位,细胞是生命的基本结构单位，所有生物都是由细胞组成的；细胞是生命活动的功能单位，一切代谢活动均以细胞为基础；细胞是生殖和遗传的基础与桥梁；具有相同的遗传语言；细胞是生物体生长发育的基础；形状与大小各异的细胞是生物进化的结果没有细胞就没有完整的生命（病毒的生命活 动离不开细胞）,细胞是一切生命活动的基本结构和功能单位。细胞是由膜包围的原生质团，通过质膜与周围环境进行物质和信息交流；是构成有机体的基本单位，具有自我复制的能力，是有机体生长发育的基础；是代谢与功能的基本单位，具有完整的代谢和调节体系，不同的细胞执行不同的功能；是遗传的基本单位，具有发育的全能性。,水:85
10、%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,第一节、真核细胞 Eukaryotic cell,一、基本结构,具有核膜，由膜围成的各种细胞器，如核膜、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、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不同的区域，即所谓的区隔化(compartmentalization)。区隔化使细胞内表面积增加了数十倍，代谢能力增强。,问题目录（2）,1、原生质(protoplasm)：1839 Purkinje用原生质一词指细胞的全部活性物质，从现代概念来说它包括质膜、细胞质和细胞核(或拟核)
11、。2、质膜（plasma membrane）：是细胞表面的单位膜。3、细胞核：细胞核（nucleus）是细胞内最重要的细胞器，核表面是由双层膜构成的核被膜（nuclear envelope），核内包含有由DNA和蛋白质构成的染色体（chromosome）。核内1至数个小球形结构，称为核仁（nucleolus）。细胞核中的原生质称为核质。,4、细胞质（cytoplasm）：质膜与核被膜之间的原生质。5、细胞器(organelle)：具有特定形态和功能的显微或亚显微结构称为细胞器，如：endoplasmic reticulum、Golgi body、lysosome、mitochondrion、c
12、hloroplast、cytoskeleton、centriole、microbody。6、细胞质基质（cytoplasmic matrix）细胞质中除细胞期以外的部分。又称为或胞质溶胶（cytosol），其体积约占细胞质的一半。,细胞质基质的功能：为细胞内各类生化反应的正常进行提供了相对稳定的离子环境。许多代谢过程是在细胞基质中完成的，如蛋白质的合成；核苷酸的合成；脂肪酸合成；糖酵解；磷酸戊糖途径；糖原代谢；信号转导。供给细胞器行使其功能所需要的一切底物。控制基因的表达，与细胞核一起参与细胞的分化。参与蛋白质的合成、加工、运输、选择性降解。,真核细胞的结构,原生质(protoplasm)：指
13、构成细胞的生活物质，是细胞生命活动的物质基础。原生质体:特指单个细胞内的原生质。,问题目录（2）,三大结构体系,真 核 细 胞,遗传信息表达系统 染色质(体)、核糖体、mRNA、tRNA等等,细胞骨架系统 胞质骨架、核骨架,生物膜系统 质膜、内膜系统（细胞器）,问题目录（2）,Animal cell,动物细胞模式图,Plant cell,植物细胞模式图,细胞壁（cell wall)叶绿体（chloroplast)大液泡（vacuole)胞间连丝（plasmodesmata),植物细胞特有的结构,植物细胞和动物细胞,植物细胞和动物细胞的比较,问题目录（1）,二、细胞的形状和大小,单细胞生物细胞的
14、形态通常与细胞外沉积物或细胞骨架有关，如硅藻呈各种奇异的形态、草履虫像鞋底。高等生物细胞的形状与细胞功能及细胞间的相互作用有关。如肌肉细胞呈梭形；红细胞为圆盘状；植物叶表皮的保卫细胞成半月形，2个细胞围成一个气孔，以利于呼吸和蒸腾。高等动物的细胞离开有机体分散存在时，形状往往发生变化。如平滑肌细胞在体内成梭形，而在离体培养时则可成多角形。,草 履 虫,眼 虫,钟形虫,植物气孔细胞,植物薄壁细胞,木材中的导管,人类红细胞,巨噬细胞,神经元细胞,大多数动植物细胞直径在2030m间。一般真核细胞的体积大于原核细胞，卵细胞大于体细胞。鸵鸟的卵黄直径可达5cm；支原体只有0.1m；人的坐骨神经细胞可长达
15、1m。,几种细胞的大小,人卵与精子,第二节 原核细胞 Prokaryotic cell,原生代古细菌,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(nucleoid)。DNA为裸露的环状双螺旋分子，通常没有结合蛋白，没有恒定的内膜系统，核糖体为70S型。原核细胞构成的生物称为原核生物，均为单细胞生物。一般以二分裂的方式繁殖，也有的产生孢子。,TEM image,Escherichia coli,一、细菌,是在自然界分布最广、个体数量最多的有机体。可分为：球菌、杆菌和螺旋菌（弧形菌）。绝大多数细菌的直径在0.55m之间。,细菌模式图,原 核 细 胞,主要特点,1.遗传物质仅一
16、个环状DNA,2.无核膜,3.无细胞器,无细胞骨架,4.以无丝分裂或出芽繁殖,代表生物,支原体、细菌、蓝藻,问题目录（1）,原核细胞 真核细胞细胞大小 很小（1-10微米）较大（10-100微米）细胞核无核膜、核仁（称“类核”）有核膜、核仁遗传系统 DNA不与蛋白质结合 DNA与蛋白质结合成染色质，一个细胞仅一条DNA 一个细胞有多条的染色体细胞器 无 有细胞分裂 无丝分裂 有丝分裂为主,原核细胞与真核细胞的比较,问题目录（1）,大肠杆菌,淋病球菌,肉毒梭菌,弧形霍乱菌,1、细胞壁：厚度一般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
17、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。革兰氏阳性菌细胞壁厚约2080nm，有15-50层肽聚糖片层，每层厚1nm，含20-40的磷壁酸（teichoic acid），有的还具有少量蛋白质。革兰氏阴性菌细胞壁厚约10nm，仅2-3层肽聚糖，另外还有脂多糖、细菌外膜和脂蛋白。,革兰氏染色法链接,图3-10 细胞壁的结构,Gram positive bacterial cell wall structure diagram,2、细胞膜：厚约810nm，外侧紧贴细胞壁，通常不形成
18、内膜系统。一些行光合作用的原核生物，质膜具有与捕光反应有关的内褶。一些革兰氏阳性菌质膜内褶形成小管状结构，称为间体(mesosome)，因其与DNA有联系，推测可能起DNA复制的支点作用。3、拟核：没有核膜，DNA分子裸露，所含的遗传信息量可编码20003000种蛋白质，空间构建十分精简。,白喉杆菌的间体,4、核糖体：约含500050000个。部分附着在细胞膜内侧，大部分游离于细胞质中。沉降系数为70S。由大亚单位(50S)与小亚单位(30S)组成。30S的小亚单位对四环素与链霉素敏感，50S的大亚单位对红霉素与氯霉素敏感。,5、质粒(plasmid)：除核区DNA外，可进行自主复制的遗传因子
19、，是裸露的环状DNA分子，所含遗传信息量为2200个基因，能进行自我复制，有时能整合到核DNA中去。质粒常用作基因重组与基因转移的载体。,6、荚膜：细菌最外表的一层多糖类物质，边界明显的称荚膜（capsule），如肺炎球菌，边界不明显的称粘液层（slime layer），如葡萄球菌。功能：抵御不良环境；保护自身不受吞噬；选择性的粘附到特定细胞的表面上。,Negative stained bacteria,7、鞭毛：是某些细菌的运动器官，由一种称为鞭毛蛋白的弹性蛋白构成，结构上不同于真核生物的鞭毛。,8、菌毛：是菌体表面极其的蛋白纤细，须用电镜观察。与细菌运动无关，根据形态、结构和功能，分为普通
20、菌毛和性菌毛两类。前者与细菌吸附和侵染宿主有关，后者为中空管子，与传递遗传物质有关。,9、繁殖：以二分裂的方式繁殖，某些细菌处于不利的环境，或耗尽营养时，形成内生孢子，又称芽孢，是对不良环境有强抵抗力的休眠体。,分裂中的链球菌,分裂中的大肠杆菌,The spore of Bacillus anthracis,二、支原体 mycoplasma,大小通常为0.20.3m，可通过滤菌器。无细胞壁，不能维持固定的形态而呈现多形性。细胞膜中胆固醇含量较多，约占36%，凡能作用于胆固醇的物质（如二性霉素B、皂素等）均可引起支原体膜的破坏而使支原体死亡。基因组为环状双链DNA，分子量小（仅有大肠杆菌的五分之
21、一），合成与代谢很有限。肺炎支原体的一端有一种特殊的末端结构（terminal structure），能使支原体粘附于呼吸道粘膜上皮细胞表面，与致病性有关。,肺炎支原体,三、衣原体和立克次氏体,衣原体（Chlamydia）直径200nm-500nm，能通过滤菌膜。立克次氏体（Rickettsia）略大。细胞壁结构类似于革兰氏阴性菌，酶系统不完全，必须在寄主细胞内生活，有摄能寄生物(energe parasite)之称。砂眼是衣原体引起的，由于能形成包含体，起初被认为是大型病毒，1956年，我国著名微生物学家汤飞凡及其助手张晓楼等人首次分离到沙眼的病原体。立克次氏体也是专性细胞内寄生的，与衣原体
22、的不同处在于其细胞较大，无滤过性，合成能力较强，且不形成包涵体。,Chlamydia pneumoniae associated with macrophages(RAW cells).A.Typical pear shaped EBs(arrows)are shown at the macrophage surface.B.Intracellular EBs.,四、蓝藻,又称蓝细菌，是最简单的自养生物。它的光合作用类似于高等植物，而不同于光合细菌。没有叶绿体，但有质膜内陷形成的捕光装置。DNA分子环状，但遗传信息量很大，可与高等植物相比。体积比其它原核细胞大得多，直径约10m左右，甚至可达7
23、0bm(颤藻)。属单细胞生物，但有些蓝藻经常以丝状的细胞群体存在，如：属蓝藻门念珠藻类的发菜(nostoc commune var,flagtlliforme)就是蓝藻的丝状体。,Cyanobacteria,五、古细菌（archaebacteria）,具有原核生物的某些特征，无核膜及内膜系统；也有真核生物的特征，甲硫氨酸起始蛋白质的合成、核糖体对氯霉素不敏感、RNA聚合酶和真核细胞的相似、DNA具有内含子并结合组蛋白。此外，细胞膜中的脂类是不可皂化的，细胞壁不含肽聚糖。生活在极端环境中，如：产甲烷菌、极端嗜盐菌、嗜热嗜酸菌。,问题目录（2）,原核与真核细胞的区别,问题目录（1）,第三节 病 毒
24、 Virus,是一类非细胞形态的微生物，特征：个体微小，可通过滤菌器，大多数病毒必须用电镜才能看见，一般在2030nm之间；核酸为DNA或RNA，没有含两种核酸的病毒；专营细胞内寄生生活；具有受体连结蛋白(receptor binding protein)，与敏感细胞表面的病毒受体连结，进而感染细胞。,一、病毒的基本特征,问题目录（2）,Lambda Bacteriophage DNA(TEM x153,000),二、病毒的结构,由核酸(DNA或RNA)芯和蛋白质衣壳(capsid)所构成，称核衣壳(nucleocapsid)。各种病毒所含的遗传信息量不同，少的只含有3个基因，多的可达300个
25、基因。,有的病毒衣壳外面尚有一层被膜(envelope)，这层被膜是病毒粒子脱离细胞时，包被上的宿主细胞的质膜，被膜中含有病毒融合蛋白，如流感病毒。病毒融合蛋白在病毒进入宿主细胞时起着关键作用。组成病毒衣壳的亚单位称壳微粒(capsomer)。病毒的形成不需要酶的参加，只要条件具备，便可完成自我装配。一个成熟有感染性的病毒颗粒称“病毒体”（virion）。其装配形式有二十面体对称、螺旋对称和复合对称三种类型。,Viruses,病毒有五种形态：球形(Sphericity)：大多数人类和动物病毒为球形，如脊髓灰质炎病毒、疱疹病毒及腺病毒等；丝形(Filament)：多见于植物病毒，如烟草花叶病病毒
26、，人类流感病毒有时也可形成丝形；弹形(Bullet-shape)：形似子弹头，如狂犬病病毒等，其他多为植物病毒。砖形(Brick-shape)：如痘病毒、天花病毒等；蝌蚪形(Tadpole-shape)：由一卵圆形的头及一条细长的尾组成，如噬菌体。其中为二十面体对称;、为螺旋对称;、复合对称。,脊髓灰质炎病毒 球形病毒,烟草花叶病毒 线形病毒,痘病毒 砖形病毒,狂犬病毒 子弹形病毒,有被膜,T4噬菌体 蝌蚪形病毒,流感冒病毒 丝状有被膜的病毒,病毒只有在侵入细胞以后才表现出生命现象。病毒的生活周期可分为两个阶段：细胞外阶段，以成熟的病毒粒子形式存在；细胞内阶段，即感染阶段，在此阶段中进行复制和
27、繁殖。感染阶段开始时，病毒的遗传物质由衣壳中释放出来，注入宿主细胞中，然后在病毒核酸信息的指导控制下，形成新的病毒粒子。根据寄生的宿主不同，病毒可分为：动物病毒、植物病毒、细菌病毒(即噬菌体),根据病毒所含的核酸的性质和状态不同，可将病毒分为6类：双链DNA+mRNA蛋白质，如天花病毒、T-偶数噬菌体。单链+DNADNA+RNA蛋白质，如细小DNA病毒。双链RNA+mRNA蛋白质，如呼肠孤病毒。单链+RNARNA+RNA蛋白质脊髓灰质炎病毒。单链RNA+RNA+蛋白质，如流感病毒、狂犬病毒。单链+RNADNADNA+mRNA蛋白质，即逆转录病毒（retrovirus）又称RNA肿瘤病毒(onc
28、ornavirus)。,反转录病毒的生活史,三、类病毒,没有蛋白质外壳，仅为一裸露的RNA分子。不能像病毒那样感染细胞，只有当植物细胞受到损伤，失去了膜屏障，它们才能在供体植株与受体植株间传染。马铃薯锤管类病毒仅由一个含359个核苷酸单链环状RNA分子组成，链内有一些互补序列。分子长约4050nm，不能制造衣壳蛋白。,问题目录（2）,四、病毒的进化地位,无论是病毒还是类病毒都不具有独立进行生物合成的能力，它们都是细胞的寄生物，因此在进化上病毒的出现不可能早于细胞。病毒的前身很可能是在宿主染色体外独立进行复制的质粒(plasmid)。质粒既有DNA型的，也有RNA型的。它与病毒一样具有专一的核苷
29、酸序列作为复制的起始部位。当质粒获得了为衣壳蛋白质编码的基因时，即意味着病毒出现了。,五、蛋白质感染因子,S.B.Prusiner 1982年发现于患羊瘙痒病（scrapie）的仓鼠，命名为prion。Prusiner因此于1997年获得诺贝尔奖。蛋白质感染子蛋白(prion protein，简称PrP)，由Prnp基因编码，该基因位于人20号染色体，小鼠2号染色体。这种蛋白质存在于神经元和神经胶质细胞表面上，可能其信号转导作用。正常Prnp基因产物为PrPc蛋白，对蛋白酶很敏感，具有致病作用的是PrPSc蛋白。,问题目录（1）,PRION,PrPC,PrPSC,PrPsc的增殖,vCJD病人
30、大脑组织切片，左、海绵状病变及周围的沉淀斑，右、淀粉样蛋白沉淀，短线表示50um。引自Stanley B.Prusiner 1997,目前已知的人类PRION疾病主要有：,克-雅二氏病（CreutzfeldtJakob disease，CJD）：自身PrP蛋白发生变异引起的。变异型克-雅氏病（vCJD）：PRION感染。GSS综合征（Gerstmann-Straussler Scheinker disease）：由Prnp基因缺陷引起。克鲁病（Kuru）：PRION感染。致死性家族性失眠症（Fatal familial insomnia，FFI）：Prnp基因变异。,链接到思考题,链接到综合细
31、胞课程学时分配,第四节 细胞的化学成分,基本元素：O、C、H、N、Si、K、Ca、P、Mg。其中O、C、H、N四种元素占90%以上。细胞化学物质可分为两大类：无机物和有机物。在无机物中水是最主要的成分，约占细胞物质总含量的75-80。,一、水与无机盐,（一）水是原生质最基本的物质存在方式：游离水95；结合水5。随着细胞的衰老，细胞的含水量逐渐下降，活细胞的含水量不低于75。作用:溶解无机物、调节温度、参加酶反应、参与物质代谢和形成细胞有序结构。水之所以具有这么多的重要功能是和水的特有属性分不开的：水分子是偶极子水分子间可形成氢键水分子可解离为离子,（二）无机盐,含量很少，约占1。盐在细胞中解离
32、为离子，离子的浓度除具有调节渗透压和维持酸碱平衡的作用外，还有许多重要的作用。主要的阴离子有Cl、PO4和HCO3，其中磷酸根离子在细胞代谢活动中最为重要：在细胞的能量代谢中起着关键作用；是核苷酸、磷脂、磷蛋白和磷酸化糖的组成成分；调节酸碱平衡。主要的阳离子有：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Mo2+。,阳离子在细胞中的作用,二、细胞的有机分子,细胞中有机物达几千种之多，主要由四大类分子所组成：蛋白质、核酸、脂类和糖，这些分子约占细胞干重的90%以上。（一）蛋白质是细胞的主要结构成分，而且更重要的是，生物专有的催化剂酶是蛋白质，因此细胞的代谢
33、活动离不开蛋白质。一个细胞中约含有104种蛋白质，分子的数量达1011个。,（二）核酸,是生物遗传信息的载体分子。由核苷酸单体聚合而成。分为RNA和DNA两大类。DNA的主要构象有三种：B-DNA：右手螺旋模型，每圈螺旋10个碱基，螺旋扭角为36度，螺距34A，碱基倾角为-2度。A-DNA：右手螺旋，每圈螺旋10.9个碱基，螺旋扭角为33度，螺距32A，碱基倾角为13度。通过75%适度的B-DNA经X光衍射得到，尚不能肯定自然条件是否存在。Z-DNA：左手螺旋，每圈螺旋12个碱基，碱基倾角为9度。确切功能未知，可能起调控作用。,（三）糖类,单糖是细胞主要的能源以及构成某些大分子物质的原料。重要
34、的五碳糖为核糖，重要的六碳糖为葡萄糖。葡萄糖不仅是能量代谢的关键单糖，而且是构成多糖的主要单体。多糖分为两类：一类是营养储备多糖，如：淀粉和糖原；另一类是结构多糖。如纤维素(cellulose)和几丁质(chitin)。,营养贮备多糖淀粉、糖元,结构多糖纤维素、几丁质,（四）脂 类,脂类包括：脂肪酸、中性脂肪、类固醇、蜡、磷酸甘油酯、鞘脂、糖脂、类胡萝卜素等。难溶于水，而易溶于非极性有机溶剂。1、中性脂肪(neutral fat)甘油酯：脂肪酸同甘油酯化而形成。是动植物体内脂肪的主要贮存形式。体与多余的碳水化合物可转化为甘油酯贮存起来。营养缺乏时，可提供能量。,蜡：脂肪酸同乙醇酯化形成(如蜂蜡
35、)。蜡的碳氢链很长，熔点高于甘油酯。细胞中不含蜡质，但有的细胞可分泌蜡质。如：植物表皮细胞分泌的蜡膜；同翅目昆虫的蜡腺、如高等动物外耳道的耵聍腺。2、磷脂：是构成生物膜的基本成分，也是许多代谢途径的参与者。分为甘油磷脂和鞘磷脂两大类。3、糖脂：糖脂也是构成细胞膜的成分，与细胞的识别和表面抗原性有关。,（三）酶与生物催化剂,酶是蛋白质性的催化剂，主要作用是降低化学反应的活化能，增加了反应物分子越过活化能屏障和完成反应的概率。某些酶需要有一种非蛋白质性的辅因子(cofactor)结合才能具有活性。辅因子可以是一种复杂的有机分子，也可以是一种金属离子，或者二者兼有。,作用机制：在反应中与底物暂时结合
36、，形成了酶底物复合物。降低活化能。反应完成后，酶分子迅即从酶底物复合物中解脱出来。作用特点：只催化热力学允许的反应；只加快反应速度，不改变反应平衡点；对正逆反应催化作用相同；降低反应活化能；,催化特点：高效；特异；可调，要求适宜的pH和温度。调节方式：竞争性抑制；变构调节；共价调节。,（四）萜类和类固醇类,这两类化合物都是异戊二烯的衍生物。主要的萜类化合物有胡萝卜素和维生素A、E、K等。还有一种多萜醇磷酸酯，它是细胞质中糖基转移酶的载体。类固醇类(steroids)化合物又称甾类化合物，其中胆固醇是构成膜的成分。另一些甾类化合物是激素类，如雌性激素、雄性激素、肾上腺激素等。,（二）、RNA催化
37、剂,也叫核酶Ribozyme。T.Cech 1982发现四膜虫rRNA的前体物能在没有任何蛋白质参与下进行自我加工，产生成熟的rRNA产物。这种加工方式称为自我剪接(self splicing)。后来陆续发现，具有催化活性的RNA不只存在于四膜虫，而是普遍存在于原核和真核生物中。一个典型的例子核糖体的肽基转移酶。,讨论题目（1）,细胞的定义细胞学说动、植物细胞的比较；原核、真核细胞的比较细胞的大小和形状是由什么因素决定的？,问题目录（2）,参考答案,参考答案,参考答案,参考答案（1）,参考答案,参考答案（2）,综合细胞课程大纲学时分配,讨论题目（2）,真核细胞；原核细胞；古核细胞的特点。真核细
38、胞的基本结构。非细胞生物：病毒；类病毒；朊病毒。,问题目录（1）,参考答案,参考答案,参考答案：无细胞结构的生物,包括病毒，类病毒，朊,参考答案,参考答案,参考答案,综合细胞课程大纲学时分配,1804年4月5日，德国植物学家细胞学说的创始人之一马西斯施莱登（Mat-thias Schleiden）（1804 1881）生于汉堡。他是首先接受达尔文进化论的德国生物学家之一。施莱登根据他多年在显微镜下观察植物组织结构的结果，认为在任何植物体中，细胞是结构的基本成分；低等植物由单个细胞构成，高等植物则由许多细胞组成。1838年，他发表了著名的植物发生论一文，提出了上述观点。德国动物学家施万将此概念扩
39、展到动物界，从而形成了所有植物和动物均由细胞构成这一科学概念即“细胞学说”，“细胞学说”被恩格斯誉为19世纪自然科学三大发现之一，对生物科学的发展起了巨大的促进作用。施莱登也认识到细胞核的重要性，并观察到细胞核与细胞分裂有关。他还描述过细胞中活跃的物质运动，即现在所说的原生质川流运动。,施旺最为人纪念的功绩也是最重要的著作是他的显微镜研究即关于动植物的结构和生长的一致性的显微研究（Mikiosko-pische Untersuchungen;Mic-roscopical Researches,1839）一书。书中第一次系统地阐述了现代生物学所有观点中最重要的观点：动物和植物都是由细胞构成。同时
40、期马西斯施莱登（Mat-thias Schleiden）也提出这个观点，即“细胞的结构可能相当广泛存在，或许是所有有机物质构造的一个普遍原则”。,植物生物学植物学,综合细胞课程大纲学时分配,革兰氏染色,革兰氏染色是细菌学中广泛使用的一种鉴别染色法，这种染色法是由一位丹麦医生汉斯克里斯蒂安革兰（Hans Christian Gram，1853年1938年）于1884年所发明，最初是用来鉴别肺炎球菌与克雷白氏肺炎菌之间的关系。原理 通过结晶紫初染和碘液媒染后，在细胞壁内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物，革兰氏阳性菌由于其细胞壁较厚、肽聚糖网层次较多且交联致密，故遇乙醇或丙酮脱色处理时，因失水反而
41、使网孔缩小，再加上它不含类脂，故乙醇处理不会出现缝隙，因此能把结晶紫与碘复合物牢牢留在壁内，使其仍呈紫色；而革兰氏阴性菌因其细胞壁薄、外膜层类脂含量高、肽聚糖层薄且交联度差，在遇脱色剂后，以类脂为主的外膜迅速溶解，薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出，因此通过乙醇脱色后仍呈无色，再经沙黄等红色染料复染，就使革兰氏阴性菌呈红色。,返回61页,动物一生心跳约八亿次,将动物的心率与寿命进行对比，动物越小，心跳越快，寿命越短。心跳越快寿命越短，心跳越慢寿命越长。老鼠的心跳每分钟高达900次，老鼠活不足两年。老虎每分钟心跳100次，寿命为16年。乌龟的心跳每分钟不足10次，乌龟寿命长达150年。大象每分钟心跳30次，在动物界像鲸鱼、大象、海龟等都是长寿者。家猫每分钟心跳130次，它要完成一生8亿次的心跳任务，约需12年，所以家猫的寿命约为12年。家畜牛、马的心跳分别为每分钟60次和50次，它们的寿命分别为25年和30年，也正好完成心脏跳动8亿次的任务。以上所列数据并不是绝对的，有的动物的寿命可能会更短一些或更长一些，因为影响它们寿命的还有它们的生存环境等多种因素。人类每分钟心跳约70次。,返回18页,
