第二章 细胞基本知识概要

1. 第二章 细胞基本知识概要

2. 细胞的基本概念 • 非细胞形态的生命体－－病毒及其与细胞的关系 • 原核细胞与古核细胞 • 真核细胞的基本知识概要

3. 第一节 细胞的基本概念 一、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

4. 二、细胞概念的一些新思考 • 细胞是多层次非线性的复杂结构体系。 • 细胞是物质（结构）、能量与信息过程精巧结合的综合体。 • 细胞是高度有序的，具有自装配与自组织能力的体系。

5. 三、细胞的基本共性 • 所有细胞的表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白构成的细胞膜。 • 所有的细胞都有DNA和RNA两种核酸，作为遗传信息复制与转录的载体。 • 所有细胞内都有核糖体。 • 所有细胞都以一分为二的方式进行分裂。

6. 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 • 个体微小，直径在20－30nm之间，能通过滤菌器，大多数病毒必须在电镜下才能看见。 • 每个病毒仅含有一个核酸分子（DNA或者RNA），在一种病毒内两种核酸不能兼得。 • 专营细胞内寄生生活。 • 核壳体形式存在。 • 有受体连结蛋白（receptor binding protein)

8. 脊髓灰质炎病毒 球形病毒

9. 烟草花叶病毒 杆型病毒

10. 痘病毒 砖型病毒

11. T4噬菌体 蝌蚪型病毒

12. 流感病毒 丝状有被膜的病毒

13. 类似病毒的更简单的生命体 • 类病毒（viroid): 仅为一裸露的环状单链RNA分子，无衣壳蛋白，不能象病毒那样感染细胞。仅在高等植物中发现。 • 朊病毒（prion)：一种不含核酸的蛋白质侵然因子。主要引起人和动物的中枢神经疾病。

14. 二、病毒在细胞内的增殖（复制） 病毒的增殖过程： 1.病毒侵入细胞，病毒核酸的侵染 病毒首先吸附在细胞表面，以各种方式侵入细胞内部。 2.病毒核酸的复制、转录与蛋白质的合成 病毒解体后利用宿主细胞的代谢系统首先翻译“早期蛋白”，以关闭宿主的基因调控，抑制宿主自身的基因复制与转录，催化病毒的复制。 3.病毒的装配、成熟与释放 病毒的核酸与蛋白质在宿主细胞内分别合成，两者装配成壳体，无包膜的病毒装配就意味着成熟。

15. 病毒的增殖周期 从病毒侵入细胞到子代病毒的成熟释放称为一个增殖周期（或者复制周期），对于不同的病毒，其增殖周期长短不一。

16. 三、病毒与细胞在起源和进化中的关系 • 生物大分子 病毒 细胞 病毒 • 生物大分子 细胞 • 生物大分子 细胞 病毒

17. 第三节 原核细胞与古核细胞 • 真核细胞eukaryotic cell：具有核被膜nuclear envelope和核仁nucleolus。 • 原核细胞prokaryotic cell：核区nuclear region没有核膜，称其为nucleoid、nuclear body、nucleoplasm、bacterial nucleus。 • 古细菌archaebacteria，既不同于原核细胞也不同于真核细胞，属于生命的第三种形式。

18. 一、最小、最简单的细胞－－支原体 为什么说支原体是最小最简单的细胞？ • 支原体除了具有作为细胞必需的结构外，几乎没有称得上复杂的装置了。 • 作为生命活动基本单位的细胞体积的最小极限直径不可能小于100nm，而现在发现的最小支原体细胞的直径已接近这个极限。

19. 二、原始细胞的代表－－细菌 • 分布最广、个体数量最多。 • 可分为：球菌、杆菌和螺旋菌（弧形菌）。 • 直径0.5~5μm之间。

20. 大肠杆菌

21. 淋病球菌

22. 肉毒梭菌

23. 弧形霍乱菌

24. 细菌细胞的结构与功能 • 细菌细胞的核区与基因组 • 细菌细胞表面结构 细胞膜、中膜体、细胞壁、荚膜、鞭毛 • 细菌细胞的核糖体 • 细菌细胞核外DNA • 细菌细胞内生孢子

25. 细菌细胞的核区与基因组 绝大多数细菌细胞有明显的核区（类核），主要由一个环状的DNA分子盘绕而成，核区四周是较浓密的胞质物质。 细菌基因组的基因复制、转录与表达过程没有严格的时间上的阶段性与位置上的区域性，在时间上和空间上是连续的。

26. 细菌细胞的表面结构 • 细胞膜 典型的生物膜结构，主要功能是交换物质， 还具有多功能性。

27. 细菌细胞的表面结构 • 中膜体 又称间体或质膜体，由细胞膜内陷形成。 中膜体与DNA有联系，推测可能起DNA复制的支点作用。细胞分裂时，先形成两个中膜体，然后核物质再一分为二。

28. 细菌细胞的表面结构 • 细胞壁 位于细胞膜外的一层较厚、较坚韧并略具弹性的结构。所有细菌细胞壁都具有的共同成分是肽聚糖，由氨基糖和壁酸聚合而成。 细胞壁对细胞有保护作用，机械强度很高。细胞壁对物质的交换起部分调节作用，细胞壁的成分与抗原性、致病性及对病毒的敏感性均有关系。

29. 细菌细胞的表面结构 • 荚膜 是位于细胞壁表面的一层松散的粘液物质，主要由葡萄糖和葡萄糖醛酸组成的聚合物。 荚膜对细胞有保护作用，如保护细胞免受干燥影响，保护病原菌免受细胞的吞噬。荚膜本身还可作为细胞的营养物质，在营养缺乏时能被细菌利用。

30. 细菌细胞的表面结构 • 鞭毛 是某些细菌的运动器官，由鞭毛蛋白所构成。

31. 细菌细胞的核糖体 • 细菌细胞的核糖体大部分游离于细胞质中，核糖体与mRAN形成多聚核糖体，是翻译肽链的结构。 • 细菌核糖体的沉降系数为70S，由大亚单位（50S）与小亚单位（30S）组成，共含有50多种蛋白质。

32. 细菌细胞核外DNA • 是细菌核区DNA外能够自主复制的遗传因子，称为质粒（plasmid)。 • 质粒在遗传工程中常用作基因重组与基因转移的载体。

33. 细菌细胞内生孢子 • 某些细菌处于不利环境或耗尽营养时，细菌细胞内的重要物质，特别是DNA，积聚在细胞的一端，形成一种含水量较丰富的致密体，外被很厚的壁，即内生孢子。 • 内生孢子能够帮助细菌度过恶劣的环境，可以在杀死普通细菌或营养型细菌的条件下依然存活。

34. 三、原核细胞与真核细胞的比较 • 细胞膜系统的分化与演变 核与质的分化，再由细胞膜演变成内膜系统 • 遗传信息量与遗传装置的扩增与复杂化 遗传信息量扩增，出现重复序列和染色体多倍性。遗传信息的转录与翻译有严格的阶段性与区域性 • 真核细胞的体积增大 • 真核细胞内出现细胞骨架系统

35. 四、古核细胞（古细菌） 古细菌是一些生长在极端特殊环境中的细菌，最早发现的是产甲烷细菌类，1996年，对古核生物产甲烷球菌基因组全序列的测定已完成，为研究古核生物的分子进化奠定了良好的基础。

36. 古细菌可能是真核细胞的祖先的证据 • 细胞壁的成分 古细菌细胞壁与真核细胞细胞壁一样不含肽聚糖； • DNA与基因组结构 古核细胞中存在重复序列与内含子； • 核小体结构 古核细胞具有组蛋白，而且能与DNA构建成类似核小体结构； • 核糖体 古核细胞类的核糖体含有60种以上的蛋白质，介于真核细胞与真细菌之间； • 5SrRNA 5SrRNA的分子进化分析表明古细菌与真核生物属同一类，其二级结构研究也说明很多古细菌与真核生物相似；

37. 第四节 真核细胞基本知识概要 真核细胞是遗传信息量大、结构相对复杂的细胞。

38. 一、真核细胞的基本结构体系 • 以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜系统； • 以核酸（DNA或RNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达结构系统； • 由特异蛋白分子装配成的细胞骨架系统。

39. 二、细胞的大小及其分布 细胞体积的守恒定律：器官的大小主要决定于细胞的数量，与细胞的数量成正比，而与细胞的大小无关。

40. 细胞的体积受什么因素控制？ • 细胞的体积与相对表面积成反比。 • 体积不同的细胞的核差别不大，一个细胞核核能控制细胞质的量必有一定的限度，细胞的体积不能无限增大。 • 细胞内物质的交流运输与细胞体积的关系。

41. 三、细胞形态结构与功能的关系 细胞的形态结构与功能的相关性与一致性是很多细胞的共同特点，这是生物漫长进化过程的产物。