第二章细胞基本知识概要
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第二章细胞基本知识概要
主讲人: 王国莉
博士
第一节细胞的基本概念
一、细胞是生命活动的基本单位
Ø一切有机体都由细胞构成,细胞是构成有机体的基本单位
Ø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
Ø细胞是有机体生长与发育的基础
Ø细胞是遗传的基本单位,细胞具有遗传的全能性Ø没有细胞就没有完整的生命
二、细胞概念的新思考
l细胞是多层次非线性的复杂结构体系
l细胞是物质(结构)、能量与信息过程精巧结合的综合体
l细胞是高度有序的,具有自装配与自组织能力的体系
三、细胞的基本共性
l细胞膜
l遗传物质DNA RNA
l核糖体
l一分为二式分裂
第二节非细胞形态的生命体-病毒及
其与细胞的关系
一、病毒的基本知识
DNA或RNA + 蛋白质= 病毒(核酸-蛋白质复合体)类病毒朊病毒(prion)
Ø非细胞形态的生命体
Ø每个病毒仅含有一个核酸分子
Ø核酸是病毒遗传信息的唯一储存场所,是病毒的感染单位,蛋白质主要构成病毒的衣壳,有保护核酸的作用,决定病毒的主要抗原性
二、病毒在细胞内增殖(复制)
l必须在细胞内进行,分别复制病毒核酸与译制病毒蛋白质,然后将核酸与蛋白质装配成病毒的基本结构。
l过程:
l1.病毒侵入细胞,病毒核酸侵染
l2.病毒核酸的复制、转录与蛋白质合成
l3.病毒的装配、成熟与释放
碱基序
第三节原核细胞与古核细胞
l20世纪60年代著名细胞生物学家H.Ris把细胞划分为原核细胞(procaryotic cell)和真核细胞(eucaryotic cell)两大类型。
l原核生物演化为古细菌与真细菌,有科学家建议将生物分为原核生物、古核生物和真核生物三大界,相应地将细胞分为原核细胞、古核细胞和真核细胞。
原核生物
l没有典型的细胞核,即没有核膜将它遗传物质与细胞质分隔开。
l最基本的特点:(1)遗传的信息量小,遗传信息的载体仅为一个环状DNA构成:(2)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与细胞核膜。
l包括:支原体、衣原体、立克次体、细菌、放线菌与蓝藻等。
胞,病、多植物
衣原
二、原核细胞的两个代表-细菌和蓝藻(一)细菌
细菌细胞
l核区与基因组:没有核膜,没有核仁,结构简单,主要由一个环状的DNA分子组成,细菌染色体没有或只有极少的组蛋白与DNA结合。
l细菌细胞表面结构:细胞膜、细胞壁、中膜体、荚膜与鞭毛等。
l细菌细胞的核糖体
l细菌细胞核外DNA
l细菌细胞内生孢子
(二)蓝藻细胞
蓝藻细胞特点
l原核自养生物,最简单的自养植物类型之一,能进行光合作用。
l光合作用片层—细胞质中同心环样的单膜片层结构,上有直径35nm左右的藻胆蛋白体,藻胆蛋白包括藻蓝蛋白、异藻蓝蛋白和藻红蛋白。
l光能藻胆蛋白叶绿素a ,光合作用放氧
l繁殖主要靠细胞分裂
三、原核细胞与真核细胞比较
l结构与功能的比较:从进化的观点与动态的观点分析,以视网膜系统的分化与演变为基础,另一个是建立在细胞内膜系统分化基础上的内部结构与功能区域化与专一化
l遗传装置与基因表达方式的比较:复杂化与多层次化
特征原核细胞真核细胞细胞膜有(多功能性)有
核膜无有
染色体
由一个环状DNA分子构成的
单个染色体,DNA不与或很少
与蛋白质结合
2个染色体以上,染色体由线状
DNA与蛋白质组成
核仁无有线粒体无有内质网无有高尔基体无有溶酶体无有
核糖体70S(包括50S与30S的大小亚单
位)
80S(包括60S与40S的大小亚单
位)
光合作用结构蓝藻含有叶绿素a的膜层结构,
细菌具有菌色素
植物叶绿体具有叶绿素a与b
核外DNA细菌具有裸露的质粒DNA线粒体DNA,叶绿体DNA
细胞壁细菌细胞壁主要成分是氨基糖与
壁酸
动物细胞无细胞壁,植物细胞壁
的主要成分为纤维素与果胶
细胞骨架无有
细胞增殖(分裂)方式无丝分裂(直接分裂)以有丝分裂(间接分裂)为主
DNA量(信息量)少多
DNA分子数12个以上
DNA分子结构环状线状基因组数1n2n,多n
基因数几千大于几万,十万大量“多余”的,“重复”的
DNA序列
-+基因中插入内含子
-+
DNA与组蛋白结合
不与或与少量类组蛋白结合与5种组蛋白结合DNA与组蛋白以核小体及各
级高级结构构成染色质与染
色体
-+
DNA复制的明显周期性-
+基因表达的调控主要以操纵子方式复杂性,多层次性
转录与翻译的时空关系转录与翻译可以同时进行核内转录,细胞质内翻译,严格的阶段性与区域性
转录后与翻译后大分子的加
工与修饰
-+
细胞复制与分裂
(DNA传递与分配)
无丝分裂有丝分裂,减数分裂
四、古核细胞
l细胞壁成分
l DNA与基因结构
l核小体结构
l核糖体
l5S rRNA
l结论:真核生物可能起源于古核生物
第四节真核细胞基本知识概要一、真核细胞的基本结构体系
Ø生物膜系统
Ø遗传信息表达结构系统
Ø细胞骨架系统
二、细胞的大小及其分析
l细胞体积与相对表面积的反比关系
l细胞体积大小与细胞核大小不成比例,各种细胞的细胞核大小悬殊不大
l细胞内物质的交流运输与细胞体积的关系
三、细胞形态结构与功能的关系
l细胞形态结构与功能的相关性与一致性是很多细胞共同的特点
l绝大多数动物与植物细胞是遵循结构与功能相一致这一规律。