细胞生物学细胞的统一性与多样性
生物必修1知识点：一(2)细胞的多样性和统一性_
生物必修1知识点：一（2）细胞的多样性和
统一性_
第二节细胞的多样性和统一性
一、细胞种类：根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核，把细胞分为原核细胞和真核细胞
二、原核细胞和真核细胞的比较：
1、原核细胞：细胞较小，无核膜、无核仁，没有成形的细胞核；遗传物质（一个环状DNA分子）集中的区域称为拟核；没有染色体，DNA不与蛋白质结合，；细胞器只有核糖体；有细胞壁，成分与真核细胞不同。
2、真核细胞：细胞较大，有核膜、有核仁、有真正的细胞核；有一定数目的染色体（DNA与蛋白质结合而成）；一般有多种细胞器。
3、原核生物：由原核细胞构成的生物。
如：蓝藻、细菌（如硝化细菌、乳酸菌、大肠杆菌、肺炎双球菌）、放线菌、支原体等都属于原核生物。
4、真核生物：由真核细胞构成的生物。
如动物(草履虫、变形虫)、植物、真菌（酵母菌、霉菌、粘菌）等。
三、细胞学说的建立：
1、1665英国人虎克(RobertHooke)用自己设计与制造的显微镜（放大倍数为40-140倍)观察了软木的薄片，第一次描述了植物细胞的构造，并首次用拉丁文cella（小室)这个词来对细胞命名。
2、1680荷兰人列文虎克（A.vanLeeuwenhoek），首次观察到活细胞，观察过原生动物、人类精子、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌等。
3、19世纪30年代德国人施莱登（MatthiasJacobSchleiden）、施旺（TheodarSchwann）提出：一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的基本单位。
这一学说即细胞学说（CellTheory) ，它揭示了生物体结构的统一性。
细胞生物学第二章细胞的统一性与多样性
二、病毒的增殖
RNA进入宿主细胞 以病毒RNA为模板翻译早期蛋白 以病毒RNA为模板复制RNA 转录mRNA 翻译病毒蛋白
2、单链RNA病毒
3、单链RNA肿瘤病毒
病毒RNA进入细胞 反转录酶 反转录病毒DNA 转录病毒RNA与mRNA
二、细胞的大小及分析
1、各类细胞大小差异较大，
细胞类型 病毒 支原体 细菌 动植物 原生动物 直径大小/um 0.02 0.1~0.3 1~2 10~50 数百至数千
特殊大小的细胞:卵细胞 2、细胞体积守恒定律：动植物细胞不论种的差异多大， 同一器官与组织的细胞大小倾向于在一个恒定的范 围之内。器官的大小主要决定于细胞的数量而与细 胞的大小无关
人 类 红 细 胞
巨 噬 细 胞
神 经 元 细 胞
人类精子
植 物 气 孔 细 胞
植 物 薄 壁 细 胞
木 材 中 的 导 管
草 履 虫பைடு நூலகம்
眼
虫
钟形虫
四、植物细胞与动物细胞的比较
植物细胞 细胞壁 液泡 质体 分裂 中心体 溶酶体 圆球体 乙醛酸循环体 通讯连接 有 具大液泡 有 形成中间板 无 无 有 有 胞间连丝 动物细胞 无 小 无 形成分裂沟 有 有 无 无 间隙连接
一个环状 DNA，裸露
真核细胞 有 有
两个以上、线状，与蛋白质结合
无 无 无 无 无 70S（50S、30S） 质粒 DNA 氨基糖与壁酸 无 无丝分裂
有 有 有 有 有 80S（60S、40S） 线粒体 DNA、叶绿体 DNA 纤维素与果胶 有 有丝分裂为主
3、遗传结构装置与基因表达的比较
高中生物知识点：细胞的多样性和统一性
高中生物知识点：细胞的多样性和统一性
多样性：
表现：细胞的形态、大小、种类、结构等各不相同。
统一性：
（1）化学组成；组成细胞的元素和化合物种类基本一致。
（2）结构：都有细胞膜、细胞质、核糖体。
（3）遗传物质：都以DNA作为遗传物质，且遗传密码子通用。
（4）能源物质：以ATP作为直接能源物质。
知识点拨：
1、原核细胞与真核细胞的不同点体现了细胞的多样性
2、原核细胞与真核细胞的相似点体现了细胞的统一性例：
(1)基本结构：都有相似的细胞膜和细胞质；都含有与遗传关系密切的DNA分子。
(2)化学组成：不同细胞具有基本相同的元素组成和化合物种类。
(3)细胞来源：同一生物个体的不同细胞一般都最终来自同一个细胞（如受精卵）的分裂和分化。
思维拓展：
(1)同一生物体细胞具有多样性是细胞分化的结果。
(2)细胞的统一性说明了生物之间存在着或远或近的亲缘关系，为达尔文的进化论提供了理论基础。
细胞的统一性和多样性
细胞的统一性和多样性
细胞是一个统一但多样的概念。
在人类体内有数以万计的细胞，它们具有相似的特征，尽管也非常多样化。
细胞是一切生命的基本单元。
它们可以繁殖，它们可以移动，它们可以进行代谢，它们可以召唤数百种分子以完成各种任务，并且它们可以凝聚在一起，组成复杂的生物体。
细胞一般被分为两类：有核细胞和去核细胞。
有核细胞拥有细胞质壁，细胞质中嵌入着核鞘和核仁，以及激活或调节细胞活动的细胞器。
去核细胞，又称体外细胞，缺乏细胞质壁和核鞘，但它们能够把非复杂的任务完成，并能被多种功能细胞所依赖。
除了有核和去核细胞外，细胞也可以分为功能性细胞，其特征在于：该类细胞对特定细胞类型有着明确的功能，如表达特定蛋白质，催化特定的反应，或整合其他细胞的活动。
而此外，还有一些细胞极具多样性的细胞，如种子的生殖细胞，它们能够进行分裂，形成很多类型的细胞。
有证据表明，在细胞类型形成的过程中，可以有各种各样的可能性，因而细胞才会变得如此地多样化。
然而，细胞也是一个统一的概念。
当一个特定的细胞在不同的环境中，而且受到不同的影响，它仍得到细胞的特征，这说明它们具有统一的功能和结构特征。
结论：总的来说，细胞是一个十分复杂的概念，它们同时具有统一性和多样性。
通过细胞的特征，我们可以学习到更多的有关生命的奥秘，从而使我们对这个世界有更深入的体验和理解。
细胞生物学中文课件-细胞的统一性与多样性
第四節 非細胞形態的生命體-病毒
一、 病毒的基本知識 類型 病毒（virus）——除個別病毒外，僅由一種類型核酸分子
（DNA或RNA）與蛋白質構成的核酸-蛋白質複合體，有的 具有囊膜；在宿主細胞內能自我複製。 類病毒（viroid）——僅由感染性的RNA構成； 朊病毒（prion） ——僅由感染性的蛋白質亞基構成； 病毒樣顆粒
逆轉錄病毒。HIV分為兩型：HIV-1與HIV-2。感染HIV-1後超過
90%的患者會在10－12年內發病成為愛滋病；HIV-2主要分佈在
西部非洲，其感染往往沒有相關的病症。病毒基因組是兩條相同
的正義RNA，兩端是長末端重複序列.人類免疫缺陷病毒感染多
種細胞，包括CD4陽性輔助T細胞與巨噬細胞等在表面表達CD4
• （2） 活化的mTOR將翻譯抑制因數4E-BP磷酸化，解 除對翻譯起始因數4E的抑制，增強蛋白質的翻譯，促 進蛋白質的積累，使細胞體積變大。
• 2 植物細胞完成分裂之後主要依靠中央液泡的膨脹使細 胞體積變大。
• 3 細胞核DNA的含量也與細胞大小有關，如多倍體細 胞體積一般大於二倍體細胞。
1
PI3K（三磷酸肌醇激酶）-mTOR (哺乳動物雷帕 黴素受體）-S6K（核糖體蛋白S6激酶） 及4EBP(翻譯抑制因數）信號通路
• 由原核細胞構成的生物稱原核生物，如 支原體、細菌、藍藻和放線菌等。
二、最小最簡單的細胞--支原體
• 1.形態、大小與結構 • 2.DNA的分佈 • 3 蛋白質的數量 • 3.生活方式 • 4.繁殖方式 • 5.危害
培養細胞中支原體的鑒 定與去除； 支原體與疾病
人造生命，路還很遠
•
文特爾的實驗室首先合成了
內生孢子（芽孢）
3 生理功能
细胞生物学第二章细胞的统一性与多样性
主要证据
（1）细胞壁成分与真核细胞相似，而非由含壁酸的 肽聚糖构成，因此抑制壁酸合成的链霉素，抑制 肽聚糖前体合成的环丝氨酸，抑制肽聚糖合成的 青霉素与万古霉素等对古细菌与真核细胞无作用。
（2）DNA与基因结构：古细菌DNA中有重复序列的存 在。多数古核细胞的基因组中存在内含子。
（3）有类核小体结构：古细菌具有组蛋白，而且能 与DNA构建成类似核小体结构。
700多种蛋白质（细胞生存的最低数量蛋白质）
细胞内有40多种生化酶。
• 一、支原体（mycoplast）
•
——最小最简单的细胞
• 3、结论：细胞生存与增殖的必要条件
• 细胞质膜；
• 遗传信息载体DNA和RNA；
• 指导蛋白质合成的一定数量的二、细菌（bacteria）
• 一、支原体（mycoplast）
•
——最小最简单的细胞
• 1、结构：
• 一、支原体（mycoplast）
•
——最小最简单的细胞
• 2、特点：
有典型的质膜，但无典型细胞核；
仅一环状DNA作为遗传信息载体，基因组由 482个基因组成，其中最少必需基因256个；
mRNA与核糖体结合成的多聚核糖体指导合成
• 3、细菌细胞的核糖体
• 附着型；游离型
• 沉降系数70S，其中大亚单位50S、小亚单位30S
• 大亚单位：对红霉素与氯霉素敏感，含23SrRNA、
•
5SrRNA、30种蛋白质
• 小亚单位：对四环素和链霉素敏感，含16SrRNA、30种
•
蛋白质
• 以上抗生素通过干扰多肽链翻译来达到抑菌的效果。
• 4、细菌细胞核外DNA
•
内侧有电子传递与氧化磷酸化的酶系——
高中生物必修一细胞的多样性和统一性知识点
高中生物必修一细胞的多样性和统一性知识点
高中生物必修一的细胞的多样性和统一性主要包括以下几个知识点：
1. 细胞多样性：指不同生物体内细胞形态、结构与功能的多样性。
包括原核细胞（如
细菌）和真核细胞（包括动物细胞和植物细胞）的区别，以及不同细胞类型的特点和
功能等。
2. 细胞结构：包括细胞膜、细胞质、核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、溶酶体等
细胞器的结构和功能。
3. 细胞分裂：细胞增殖的过程，包括有丝分裂和无丝分裂两种方式。
有丝分裂是指细
胞的染色体在分裂过程中经过有丝分裂纺锤丝的引导，完成染色体的复制和分离。
无
丝分裂是指细胞的核分裂过程中没有明显的纺锤丝参与。
4. 细胞生长：细胞体积增大和细胞质分裂的过程。
细胞生长受到遗传因素和环境因素
的调控。
5. 细胞的跨膜运输：指物质跨越细胞膜进入或离开细胞的过程，包括主动转运和被动
扩散两种方式。
6. 细胞的功能：不同细胞具有不同的功能，例如神经细胞传递神经信号，红血细胞运
输氧气，白血细胞参与免疫反应等。
7. 细胞的特异性：同一种生物体内的不同细胞具有不同的形态和功能，这种细胞的特
异性使得不同的细胞能够协同工作，完成生物体的各种生命活动。
这些知识点是高中生物必修一细胞的多样性和统一性的重要内容，通过学习和理解这
些知识，可以加深对细胞这个基本生物学概念的理解，为后续的生物学学习打下基础。
高一生物必修一 细胞的多样性与统一性
科学发现离不开技术支持→
依据 尸体解剖
发现 器官水平结构 组织水平结构 细胞水平结构
分析
开拓
观察与实证
聚合体的假说 动植物的结构和一 致性的显微研究 所有的细胞都来源 于先前存在的细胞
理论思维 继承、开拓 修正、发展
１８５８
魏尔肖
细胞学说建立的过程
科学家 维萨里、比夏 虎克 列文虎克 马尔比基 施莱登、施旺 耐格里 魏尔肖 贡献
小结：
1. 细胞的多样性和统一性 2.原核细胞和真核细胞 3.细胞学说的内容
细胞学说：
1、细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞 发育而来，并由细胞和细胞产物所构成。 2、细胞是一个相对独立的单位，既有自己的 生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命 起作用。 错 3、新细胞可以从老细胞中产生。
细胞通过分裂产生新细胞。（魏尔肖）
从器官、组织水平研究 生命 用显微镜发现并命名了 细胞 用显微镜观察了活细胞 用显微镜观察了动植物 的微细结构 提出了细胞学说 发现新细胞的产生是细 胞分裂的结果
不足
为深入到细胞水平 观察的是死细胞 未上升到理论水平 未用细胞来描述 为搞清楚细胞来源的过 程 未上升到理论
总结出“细胞通过分裂 未考虑非细胞结构生命 产生新细胞” 的繁殖
•但当它们死亡时释放出的藻蓝素有剧毒，严 重影响水质和水生生物，甚至人类的生活.
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Ch2 细胞的统一性与多样性
第一节细胞的基本特征
一、细胞是生命活动的基本单位
（一）一切有机体都是由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位
（二）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
（三）细胞是有机体生长与发育的基础
（四）细胞是繁殖的基本单位，是遗传的桥梁
（五）细胞是生命起源的归宿，是生物进化的起点
二、细胞的基本共性
1．具有相似的化学组成
2．具有脂—蛋白体系的生物膜
3．具有相同的遗传装置，以DNA储存遗传信息，以RNA转录遗传信息，以核糖体翻译遗传信息。
4．采取一分为二的分裂方式
第二节原核细胞与古核细胞
原核细胞→原核生物（原核生物界）
细胞古核细胞→古核生物（古核生物界）
真核细胞→真核生物（原生生物界、真菌界、植物界、动物界）
整个生物界有3类细胞，3类生物，6个生物界。
一、原核细胞
原核细胞的基本特点
（1）没有细胞核，基因组小，为一“裸露”的环状DNA，基因表达调控简单，无细胞分化，为单细胞生物。
（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和细胞核膜。
（3）没有细胞骨架体系。
主要代表：
支原体（mycoplast）——最小最简单的细胞；
细菌
蓝藻/蓝细菌（Cyanobacteria）
（一）支原体（mycoplast，霉形体）
无细胞壁，细胞形态可变。
支原体是目前发现的最小最简单的细胞。
（二）细菌
细菌主要由细胞壁、细胞膜、细胞质、核质体等部分构成。
有的细菌还有夹膜、鞭毛、菌毛等特殊结构。
1．细胞壁
共同成分是肽聚糖。
2．细胞质膜/细胞膜
是典型的单位膜结构，某些革兰氏阴性菌还具有细胞外膜。
通常不形成内膜系统。
3．细胞质与核质体
细菌和其它原核生物一样，没有核膜，DNA集中在细胞质中的低电子密度区，称为核区或核质体（nuclear body），与真核细胞典型的细胞核相区分，又称为拟核或类核。
核质体是环状的双链DNA分子，所含的遗传信息量可编码2000～3000种蛋白质，空间构建十分精简，没有内含子。
由于没有核膜，因此，DNA的复制、RNA的转录与蛋白的质合成可同时进行，而不像真核细胞那样这些生化反应在时间和空间上是严格分隔开来的。
每个细菌细胞质中约含核糖体。
30S的小亚单位对四环素与链霉素很敏感，50S的大亚单位对红霉素与氯霉素很敏感。
这些抗生素通过干扰多肽翻译起抑菌作用。
有的细菌核区DNA以外的细胞质中，存在可进行自主复制的遗传因子，称为质粒（plasmid）。
如F因子、R质粒。
4．其他结构
荚膜和粘液层：
鞭毛：
是某些细菌的运动器官，由一种称为鞭毛蛋白（flagellin）的弹性蛋白构成，结构上不同于真核生物的鞭毛。
细菌可以通过调整鞭毛旋转的方向（顺和逆时针）来改变运动状态。
菌毛：
可分为普通菌毛和性菌毛两类。
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。
（三）蓝藻
蓝藻又称蓝细菌（cyanobacterium），能进行与高等植物类似的光合作用，因此被认为是最简单的植物。
二、古细菌（archaebacteria）
是一类很持殊的细菌，多生活在极端的生态环境中。
产甲烷菌（metnanogens）：是最早发现的古细菌。
具有原核生物的某些特征，如无核膜及内膜系统，DNA为环状，有操纵子结构；
也有真核生物的特征，如以甲硫氨酸起始蛋白质的合成、核糖体对氯霉素不敏感、RNA聚合酶为复杂多聚体、DNA 具有内含子并结合组蛋白形成类似核小体结构；
此外，还具有既不同于原核细胞也不同于真核细胞的特征，如：细胞膜中的脂类是不可皂化的。
现在已有更多的证据说明，真核细胞与古核细胞亲缘关系更近，可能起源于古核细胞，或者说古核生物与真核生物曾在进化上有过共同历程。
第三节真核细胞
一、真核细胞的基本结构体系
1．生物膜系统
2．遗传信息传递与表达系统
3．细胞骨架系统
二、细胞的大小及其影响因素
细胞体积守恒定律：高等动植物，不论其种的差异多大，同一器官与组织的细胞，其大小总在一个恒定的范围之内；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，而与细胞的大小无关。
蛋白质和核糖体的量是决定细胞大小的主要因素
植物成熟细胞大小主要由中央液泡的膨胀程度决定。
三、细胞的形态结构与功能的关系
总之，细胞的形态结构与其机能相适应。
四、原核细胞与真核细胞的比较
真核细胞与原核细胞最根本的区别有三：
1．细胞膜系统的分化与演变
真核细胞以内膜系统的特化为基础，首先分化出2个独立的部分——细胞核和细胞质，细胞质内又以内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。
2．遗传信息量与遗传信息装置的扩增与复杂化
3．真核细胞内有骨架系统。
膜系统的分化→核和质的区分，各种细胞器→遗传信息量与遗传信息装置的扩增与复杂化→细胞体积增大、细胞内部结构和代谢复杂化→需要合理的空间布局←细胞骨架系统
原核细胞与真核细胞遗传信息和遗传装置与基因表达方式的比较
（1）与原核细胞相比，真核细胞遗传信息量扩增
遗传信息载体DNA分子数量增加，由单倍性变为多倍性，基因数由数百到数千增加到数万，真核细胞基因组中出现了内含子和大量重复序列。
遗传信息量的扩增，为性状表现的多样化和复杂化提供了物质基础，为细胞进行复杂的生命活动奠定了物质基础。
（2）与原核细胞相比，真核细胞遗传装置复杂化
遗传物质DNA分子的组织结构变得复杂化，由环状变成线状，基因组中出现内含子和大量重复序列，与组蛋白结合，形成核小体，并以核小体为基本单位进一步与非组蛋白组织成为染色质和染色体，存在于细胞核中，在细胞周期中发生有规律的组织结构状态的变化。
真核细胞遗传装置的复杂化为遗传物质的传递、为基因表达的多层次调控提供了结构基础。
（3）与原核细胞相比，真核细胞基因表达调控多层次化
原核细胞遗传信息量少，遗传物质组织结构简单，其基因表达调控也比较简单，主要为操纵子调控模式，这种简单的基因内表达调控模式与原核细胞对环境条件变化作出快速反应是适应的，但难以完成复杂的细胞分化等生命活动。
真核细胞遗传信息扩增和遗传装置复杂化，使基因表达具有严格的阶段性与区域性（时空性），基因表达调控的方式更加丰富，具有多层次性。
真核细胞基因表达调控可以发生在转录前水平（如DNA重排，基因扩增，DNA修饰和染色质结构重建等）、转录水平（如增强子、沉默子的调控等）、转录后水平（如mRNA选择性拼接等）、翻译水平以翻译后水平等。
真核细胞基因表达的复杂性和多层次性与遗传信息传递的准确性和稳定性相适应，与完成细胞分化等复杂的生命活动相适应。
五、植物细胞与动物细胞的比较
植物和动物细胞有共同细胞器和细胞结构。
动物细胞有植物细胞不具有的细胞结构：中心体（植物细胞不常见）。
植物细胞有动物细胞不具有的结构：细胞壁、液泡、叶绿体和其它质体
第四节非细胞形态的生命体——病毒
一、病毒的基本知识
病毒（Virus）是一类非细胞形态的介于生命与非生命形式之间的核酸——蛋白质复合体。
与细胞相比，有以下主要特点：
①个体微小，结构简单
②遗传载体具多样性
仅具有一种类型的核酸，或DNA或RNA，没有含两种核酸的病毒，有单链DNA、双链DNA、部分双链DNA、双链RNA、正链RNA、负链RNA、反转录正链RNA7种类型的病毒。
③彻底的寄生性
只有在寄主细胞内才能表现增殖与遗传的生命特征。
④以复制和装配的方式增殖
病毒感染寄主细胞后，利用寄主细胞的代谢机器复制遗传物质、合成病毒蛋白，最后装配出子代病毒颗粒。
而细胞以分裂方式增殖。