2 第二章 细胞的统一性与多样性
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第二章 细胞的统一性与多样性
第二章细胞的统一性与多样性第一节细胞的基本概念一、细胞是生命活动的基本单位（一）一切有机体都有细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位一切有机体都有细胞构成，只有病毒是非细胞形态的生命体。
（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）细胞是有机体生长于发育的基础（四）细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性每一种细胞都有发育成个体的潜在能力（五）没有细胞就没有完整的生命病毒虽然是非细胞形态的生命体，但它们必须在细胞内才能表现出其基本的生命特征（繁殖与遗传）二、细胞的基本共性1、所有的细胞都有相似的化学组成2、脂-蛋白体系的生物膜3、DNA-RNA的遗传装置4、蛋白质合成的机器-核糖体5、一分为二的分裂方式第二节原核细胞与古核细胞几乎所有的原核生物都由单个原核细胞构成，而整合生物却可以分为多细胞真核生物与单细胞真核生物。
原核细胞的基本特点：①遗传信息量小，主要的遗传信息载体仅由一个环状DNA构成；②细胞内没有分化出以膜为基础的具有专门结构与功能的细胞器和细胞核。
一、最小最简单的细胞——支原体1、支原体是目前发现的最小最简单的细胞。
2、支原体能在培养基上生长，具有典型的细胞质膜，一个环状的双螺旋DNA作为遗传信息的载体，mRNA与核糖体结合为多聚核糖体。
以一分为二的方式分裂繁殖。
3、支原体的体积很小，直径一般是0.1-0.3μm，仅为细菌的1/10，很多支原体能跻身在其他细胞内繁殖。
不少是致病的病原体。
4、与支原体体积和结构近似的是立克次体与衣原体，但它们不能在培养基上生长。
5、特点：①没有细胞壁，形态可随意变化；②支原体的细胞质膜与动物细胞质膜类似，但不能合成长链脂肪酸或不饱和脂肪酸，必须依赖生长培养基提供；③支原体的环状双螺旋DNA较均匀地散布在细胞内，没有像细菌一样的核区；④支原体基因组是迄今为止发现的能独立生活的生物中最小的；⑤细胞内有多种酶，包含葡萄糖转变为丙酮酸代谢所必需的一整套酶系。
第2节细胞的多样性和统一性
3
C 、放大倍数与视野的亮度、细胞的体积、细胞的数量的关系
放大倍数
越高 越低
视野的亮度 越暗 越亮
细胞的体积 越大 越小
细胞的数量 越少 越多
D、放大倍数与物镜、目镜长度以及物镜与载玻片距离之间的关系 放大倍数 越高 越低 物镜长度 越长 越短 目镜长度 越短 越长 物镜与载 玻片距离 越近
越远
4
8
二、观察细胞的形态和结构
你认识这些细胞吗？
口 腔 上 皮 细 胞 植 物 根 尖 细 胞
洋 葱 表 皮 细 胞
9
酵母菌
衣藻
神 经 细 胞
草履虫
正在分裂的植物细胞
肌肉细胞
10
从上图看出：
细胞的形态多种多样。
结论：
细胞具有多样性。
11
1. 细胞为什么具有多种多样、 各不相同的形态? 生物体内的细胞所处的位置不同， 功能不同，是细胞分化的结果。 2.细胞的形态结构与功能相适应， 你能举出几个例子吗？
揭示了细胞的统一性的生物体结构的统一性。
26
3、细胞学说的发展过程
过程 科学家 时间 贡献 不足
未深入到 细胞水平
从人体的 在器官、组织水平 维萨里、 1543年 解剖和观 上研究生命 比夏 察入手 虎克 显微镜下 的重大发 现 列文虎 克 马尔比 基
利用显微镜发现并 观察到的 1665年 是死细胞 命名了细胞 用显微镜观察到了 未上升到 17世纪 活细胞 理论水平 用显微镜观察了动 未用细胞 17世纪 植物的微细结构 来描述
6
3 在低倍镜下，如果一个细胞偏向视野的 右前方，要将其移到视野中央，应将玻片 向哪个方向移动（ B ） A 左前方 B 右前方 C 左后方 D 右后方 4、观察玻片标本时，发现视野上方较暗， 下方较亮，应调节（ D ） A 目镜 B 物镜 C 光圈 D 反光镜
C 、放大倍数与视野的亮度、细胞的体积、细胞的数量的关系
放大倍数
越高 越低
视野的亮度 越暗 越亮
细胞的体积 越大 越小
细胞的数量 越少 越多
D、放大倍数与物镜、目镜长度以及物镜与载玻片距离之间的关系 放大倍数 越高 越低 物镜长度 越长 越短 目镜长度 越短 越长 物镜与载 玻片距离 越近
越远
4
8
二、观察细胞的形态和结构
你认识这些细胞吗？
口 腔 上 皮 细 胞 植 物 根 尖 细 胞
洋 葱 表 皮 细 胞
9
酵母菌
衣藻
神 经 细 胞
草履虫
正在分裂的植物细胞
肌肉细胞
10
从上图看出：
细胞的形态多种多样。
结论：
细胞具有多样性。
11
1. 细胞为什么具有多种多样、 各不相同的形态? 生物体内的细胞所处的位置不同， 功能不同，是细胞分化的结果。 2.细胞的形态结构与功能相适应， 你能举出几个例子吗？
揭示了细胞的统一性的生物体结构的统一性。
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3、细胞学说的发展过程
过程 科学家 时间 贡献 不足
未深入到 细胞水平
从人体的 在器官、组织水平 维萨里、 1543年 解剖和观 上研究生命 比夏 察入手 虎克 显微镜下 的重大发 现 列文虎 克 马尔比 基
利用显微镜发现并 观察到的 1665年 是死细胞 命名了细胞 用显微镜观察到了 未上升到 17世纪 活细胞 理论水平 用显微镜观察了动 未用细胞 17世纪 植物的微细结构 来描述
6
3 在低倍镜下，如果一个细胞偏向视野的 右前方，要将其移到视野中央，应将玻片 向哪个方向移动（ B ） A 左前方 B 右前方 C 左后方 D 右后方 4、观察玻片标本时，发现视野上方较暗， 下方较亮，应调节（ D ） A 目镜 B 物镜 C 光圈 D 反光镜
第2节_细胞的多样性和统一性
原核细胞 真核细胞 有以核膜为界限 无以核膜为界限 本质区别 的细胞核 的细胞核 无成形的细胞核，无核 有成形的真正的细胞核， 细胞核 共同点：都具有细胞膜、细胞质、DNA分子 膜，无核仁，无染色体; 有核膜、核仁，有染色 有拟核（DNA) 体 细胞质 只有核糖体 细胞壁 生物类群 有核糖体、线粒体等，植 物细胞还有叶绿体和液泡 等 植物有，成分为纤维素、 果胶 真菌、植物、动物等 类别
注意： 以蓝藻为例，具体说明原核生物的一些基本特征。
宏观 蓝 藻
当以细胞群体出现时，如： 水体富营养化——水华 状如发丝、呈黑蓝色——发菜 没有成形的细胞核,有拟核——环状DNA
微观：
藻蓝素和叶绿素——能进行光合作用 自养生物 细胞质: 核糖体
（二）部分原核生物
发菜
（一）“细胞学说”的建立过程
1.1665年英国科学家虎克用显微镜观察植物的木 栓组织，发现并命名了细胞。
2.19世纪30年代，德国的两位科学家施莱登和施 旺创立了细胞学说。 3.1858年，德国的魏尔肖提出了细胞通过分裂产 生新细胞的观点，作为对细胞学说的修正和补充。
通过分析细胞学说的建立过程，可以领 悟到科学发现具有以下特点
细胞学说主要阐述了细胞的多样性还是 生物界的统一性？
细胞学说提示了细胞的统一性和生物体 结构的统一性，使人们认识到各种生物之间 存在共同的结构基础
课堂巩固
1、下列四组生物中，都属于真核生物的一组是 A.SARS病毒和蘑菇 C.蓝藻和酵母菌 2、对原核生物的正确描述是 A.原核生物无核糖体 B.原核生物的细胞中无膜结构 C.原核生物的遗传物质为RNA D.原核生物无染色体 B.大肠杆菌和草履虫 D.衣藻和变形虫
有，成分为肽聚糖
细菌、蓝藻、支原 体、衣原体、
注意： 以蓝藻为例，具体说明原核生物的一些基本特征。
宏观 蓝 藻
当以细胞群体出现时，如： 水体富营养化——水华 状如发丝、呈黑蓝色——发菜 没有成形的细胞核,有拟核——环状DNA
微观：
藻蓝素和叶绿素——能进行光合作用 自养生物 细胞质: 核糖体
（二）部分原核生物
发菜
（一）“细胞学说”的建立过程
1.1665年英国科学家虎克用显微镜观察植物的木 栓组织，发现并命名了细胞。
2.19世纪30年代，德国的两位科学家施莱登和施 旺创立了细胞学说。 3.1858年，德国的魏尔肖提出了细胞通过分裂产 生新细胞的观点，作为对细胞学说的修正和补充。
通过分析细胞学说的建立过程，可以领 悟到科学发现具有以下特点
细胞学说主要阐述了细胞的多样性还是 生物界的统一性？
细胞学说提示了细胞的统一性和生物体 结构的统一性，使人们认识到各种生物之间 存在共同的结构基础
课堂巩固
1、下列四组生物中，都属于真核生物的一组是 A.SARS病毒和蘑菇 C.蓝藻和酵母菌 2、对原核生物的正确描述是 A.原核生物无核糖体 B.原核生物的细胞中无膜结构 C.原核生物的遗传物质为RNA D.原核生物无染色体 B.大肠杆菌和草履虫 D.衣藻和变形虫
有，成分为肽聚糖
细菌、蓝藻、支原 体、衣原体、
细胞的统一性与多样性
一切有机体都由细胞构成，细胞是生命活动的基本单位；细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，代谢与功能的基本单位；是有机体生长与发育的基础；细胞具有遗传的全能性，是遗传的基本单位；是生命起源的归宿，是生物进化的起点。
包括病毒等非细胞生物，所有生命体都与细胞相关联。
另外，细胞是物质（结构）、能量与信息过程精巧结合的综合体： 1.细胞完成各种化学反应2.细胞需要和利用能量3.细胞参与大量机械活动4.细胞对刺激作出反应；细胞是多层次非线性的复杂结构体系，这是因为细胞具有高度复杂性和组织性；细胞是高度有序的，具有自组装能力与自组织体系，这是因为细胞能进行自我调控。
细胞的基本共性有：1.所有的细胞都有相似的化学组成；2.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；3.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；4.作为蛋白质合成的机器─核糖体，存在于几乎一切细胞内；5.所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。
细胞主要分为三大类，原核细胞，真核细胞与古核细胞。
原核细胞基本特点是，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）——目前发现的最小最简单的细胞；细菌（大肠杆菌，弧形霍乱菌，淋病球菌等）；蓝藻，又称蓝细菌（Cyanobacteria）古细菌（archaebacteria）与真核细胞曾在进化上有过共同历程，证据是：1.细胞壁的成分与真核细胞一样，而非由含壁酸的肽聚糖构成；2.古细菌DNA中有重复序列的存在。
此外，多数古核细胞的基因组中存在内含子；3.古细菌具有组蛋白，而且能与DNA构建成类似核小体结构；4.有类似真核细胞的核糖体；5.根据对5S rRNA的分子分析，认为古细菌与真核进化生物同属一类，而真细菌却与之差距甚远。
5S rRNA二级结构的研究也说明很多古细菌与真核生物相似。
第二章 细胞的统一性和多样性cxz
支原体的形态结构
体积小：100nm-300nm左右，细菌的1/10 支原体应该是最小最简单的细胞
最简人工合成细胞Syn3.0诞生； 率先制造“人工合成生命” 合成细胞Syn3.0，这种细胞仅包含473 个基因，比目前已知的任何其他细菌的 基因都要少，是地球上最基本的生命形 式。
是由支原体出发
J. Craig Venter
生物学Biology
化学Chemistry
物理学Physics
哲学Philosophy
数学Mathematics
翟中和 王喜忠 丁明孝 主编
细胞生物学
第2章 细胞的统一性与多样性
Chapter 2 The Universal Features and Diversity of Cells
一、为什么细胞是生命活动的基本单位？
质粒 分子生物学
五、蓝藻（cyanobacteria）:自养型；具有丰富色素；体积较大
1.由同心环绕的囊膜构成内囊 体，光合作用；
2.多个拷贝DNA，常见多倍体；
3.许多内含物，例如：羧酶体、 气泡等
异形胞
4.异形胞：氮源不足时固氮
衍生了许多与光合作用（自养型）有关的结构
六、古核细胞(archaeobacteria):常发现于极端环境中（产甲烷 细菌、盐细菌、热原质体、硫氧化菌）
拟核: 1.无核膜，无核仁，形态不规则 2.DNA为环状或为线状，无真正染色体结构 3.DNA复制需要质膜，连续进行 4.DNA复制、RNA转录与蛋白质合成时空上连续进行 why?
质粒: 1.裸露的环状DNA分子 2.自我复制 3.可以插入到核基因组或者丢失 4. 基因工程中作为载体
核糖体： 70S=50S+30S
细胞的统一性与多样性
▪ 类病毒（Viroid）：仅由一个有感染性的RNA构成。 ▪ 朊病毒（Prion): 又称朊蛋白，普列昂或蛋白质浸
染因子）是一种具有感染性和自我复制能力的蛋白 因子。虽然它们在细胞内具体的活动和复制机制还 不是很清楚，但是它们通常被认为是引起一系列传 染性海绵状脑病(如疯牛病，羊瘙痒症）的根源。 这些疾病对脑组织结构的影响都是致命的。
Biogap
Growth on Binary biomembrane Both DNA
nonliving media fission
& RNA
YБайду номын сангаасast
+
+
+
+
Bacteria
+
+
+
+
Mycoplasmas +
+
+
+
ribosome
+ + +
Sensitivity to antibiotics
+ + +
•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
To new views
Human and Whale
Different living species share similar gene mechanisms
所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。
第二节 生物界Biogap
▪ The cell originated 3.5 billion years ago ▪ The comparison of cellular and non-
染因子）是一种具有感染性和自我复制能力的蛋白 因子。虽然它们在细胞内具体的活动和复制机制还 不是很清楚，但是它们通常被认为是引起一系列传 染性海绵状脑病(如疯牛病，羊瘙痒症）的根源。 这些疾病对脑组织结构的影响都是致命的。
Biogap
Growth on Binary biomembrane Both DNA
nonliving media fission
& RNA
YБайду номын сангаасast
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Bacteria
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Mycoplasmas +
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Sensitivity to antibiotics
+ + +
•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
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Different living species share similar gene mechanisms
所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。
第二节 生物界Biogap
▪ The cell originated 3.5 billion years ago ▪ The comparison of cellular and non-
细胞的统一性和多样性
Single stand
RNA virus
Double strand Single stand
第三十五页，共38页。
第三十六页，共38页。
病毒与细胞的关系---病毒是细胞演化的产物
病毒是专性寄生，离开细胞无法生存。 病毒的核酸与真核细胞的核酸有相似的序
列，病毒癌基因起源于细胞癌基因。 病毒可以看作是DNA与蛋白质或与蛋白质
器官的大小主要取决于细胞的数量，与细胞的数量成正比， 而与细胞的大小无关。
细胞内物质交流的速度与细胞体积成反比关系。
第三十一页，共38页。
细胞的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，分化程度越高的 细胞表现越明显。
哺乳动物的红细胞，分泌细胞以及生殖细 胞形态结构与功能的适应是很好的例证。
米
第八页，共38页。
一、 最小最简单的细胞－支原体
是目前发现的最小，最简单的细胞，具备 了细胞的基本形态结构，并具有作为生命 活动基本单位存在的主要特征。
具有细胞生存所需要的最低数量的蛋白， 约700多种。
以一分为二的方式进行繁殖。 维持细胞基本生命活动细胞直径最小的极
限不能小于100纳米，支原体已经接近该极 第九页，共38页。
原核细胞
第二十六页，共38页。
古核生物
生长在极端特殊环境中的细菌，可能代表了 原始地球环境中生命存在与繁衍的特定形 式，也许在细胞起源和进化中扮演重要角 色。古核生物细胞的形态结构和遗传装置 与原核细胞相似，有些分子进化特征更接 近于真核细胞。最早发现的古细菌是产甲 烷类细菌。
第二十七页，共38页。
Tissues Are Organized into Organs
人教版 高一生物第二章第二节 细胞的多样性和统一性PPT课件
P10 思考与讨论
➢ 细胞一定要有典型的细胞核吗？
不一定 原核细胞无典型的细胞核，只有拟核 哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核
➢细胞一定有染色体吗？
不一定 原核细胞无染色体
18
三、细胞学说的建立
阅读P10细胞学说建立的过程
➢ 细胞学说的建立者 施莱登 和 施旺 。 ➢细胞学说的主要内容？ ➢ 细胞学说建立的大致过程？
Learning Is Not Over. I Hope You Will Continue To Work Hard
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
26
➢不同的细胞有共同的结构： 细胞膜、细胞质、细胞核
结论：
细胞具有多样性、统一性
6
一、高倍显微的使用步骤：
1.在低倍镜下找目标，把观察的目标转移至 视野中央。 2.转动转换器，换上 高 倍物镜， 3.然后调节 细准焦螺旋、 反光镜 和 光圈 ，把视野 调到最清晰
切记；不用粗准焦螺旋
7
注意：
❖ 显微镜成像是：倒立的虚像。
13
2）有真核细胞的染色体吗？ 无
DNA
14
（拟核）
3）植物细胞的细胞质中有哪些结构？ 核糖体、叶绿体等
4）蓝藻的细胞质中有什么结构？ 只有核糖体
15
以蓝藻为例说说原核生物的一些基本特征:
宏观:以群体出现
水体富营养化:赤潮、水华 发菜：状如发丝、呈蓝黑色
无成形的细胞核，有拟核（含一条环状DNA）
19
一）细胞学说的要点：
❖ 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。 ❖ 细胞是一个 相对独立的单位，既有它自己的生
命，又对与其他细胞共同能够组成的整体的生 命起作用。 ❖ 新细胞可以从 老细胞中产生。
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8
There are four main classes of small molecules
Lipids Fatty acids, triglycerides, steroids, oils, fats, hormones
9
Macromolecules (MW 1000 1,000,000)
分裂中的大肠杆菌
29
(二）蓝藻细胞
又称蓝细菌（cyanobacteria），是最简单的光能自养 型生物之一。光合作用类似于高等植物 ，但无叶绿体， 有质膜内陷形成的捕光装置。 环状DNA分子，遗传信息可与高等植物相比。 体积大，直径约10 μm，颤藻可达70 μm 。 属单细胞生物，有些以丝状细胞群体存在，如发菜。
12
第二节 原核细胞与古核细胞
原核细胞（prokaryotic cell）：核区无核 膜，称其为拟核或类核（nucleoid）。 真核细胞（eukaryotic cell）：具有核被 膜（nuclear envelope）和核仁 （nucleolus）。 古核细胞（ archaeal cell），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。
细胞骨架 细胞增殖（分 裂）方式
无 无丝分裂（直接分裂）
39
2、原核细胞与真核细胞遗传结构装置、基因表达及其调控的 比较
特征 DNA量（信息量） DNA分子数 DNA分子结构 基因组数 基因数 少 1 环状 1n 几千 原核细胞 多 2个以上 线状 2n，多n 几万 有 有 与5种组蛋白结合 有
40
32
Methanobacterium bryantii 布氏甲烷杆菌
halomonas sp.盐单胞菌
Nitrosopumilus maritimus 泉古菌
Thermodesulfobacterium 热脱硫杆菌 33
第三节 真核细胞（eukaryotic cell）
草履虫
变形虫
莱茵衣藻
肽聚糖 （乙酰氨基葡萄糖， 乙酰胞壁酸， 4-5个氨基酸短肽）
20-80 nm
10 nm
外膜
19
（2）细胞膜（细胞质膜）：是由磷脂双分子层与镶嵌蛋白 质构成的富有弹性的半透性膜。厚约8~10nm，外侧紧贴细 胞壁。功能是选择性地交换物质：吸收营养物质，排出代谢 废物，分泌与运输蛋白质。
20
（3）中膜体（间体或质膜体）：由细胞膜内陷形成。 可能起DNA复制的支点作用。
4
+As/-P, SEM
-As/+P, SEM
+As/-P, TEM
Science 3 June 2011: Vol. 332 no. 6034 pp. 1163-1166 DOI: 10.1126/science.1197258
5
There are four main classes of small molecules
核仁 线粒体 内质网 高尔基体 溶酶体 核糖体
四、原核细胞与真核细胞的比较（继续）
1、原核细胞与真核细胞基本特征的比较
特征 光合作用结构 核外DNA 细胞壁 原核细胞 蓝藻含有叶绿素a的膜片层 结构，细菌具有菌绿素 细菌具有裸露的质粒DNA 主要成分是氨基糖与壁酸 真核细胞 植物叶绿体具有叶绿素a与 b 线粒体DNA，叶绿体DNA 植物细胞壁的主要成分为纤 维素与果胶，动物细胞无细 胞壁，真菌为几丁质 有 以有丝分裂（间接分裂）为 主
Amino acids Subunits of proteins 20 major types of amino acids Side groups of amino acids dictate protein structure (non-polar, polar, and charged subgroups)
13
一、最小最简单的细胞——支原体 mycoplast
Ø 0.1-0.3 m 自身不能合成长链脂肪酸 或不饱和脂肪酸，需外界 提供以合成细胞膜的脂质。 环状双链DNA，482基因 核糖体：800-1500个 40多种酶
支原体模式图
14
肺炎支原体及菌落
肺炎支原体侵染仓鼠气管组织的TEM照片
转录后与翻译后大分子 的加工与修饰
41
四、植物细胞与动物细胞的比较
animal cell plant cell
42
第四节 非细胞形态的生命体—— 病毒
一、病毒的基本知识
个体微小，20~200nm之间，可通过滤菌器，大多数病毒 必须用电镜才能看见；
含DNA或RNA，没有含两种核酸的病毒； 专营细胞内寄生生活； 以复制和装配的形式进行增殖
卵细胞与精子
人类红细胞
神经细胞
37
1、原核细胞与真核细胞基本特征的比较 关键性区别：生物膜，遗传系统
特征 细胞质膜 核膜 染色体 无 原核细胞 有（多功能性）
三、原核细胞与真核细胞的比较
真核细胞 有 有
由一个环状DNA分子构成的 2条染色体以上，染色体由 单个染色体，DNA不与或很 线性DNA与蛋白质组成 少与蛋白质结合 无 无 无 无 无 70S（包括50S与30S的大 小亚基） 有 有 有 有 有 80S（包括60S与40S的大 38 小亚基）
衣壳粒
辅助构造：
核壳体
囊膜 衣壳
44
三、病毒粒的对称体制
螺旋对称、立体对称。
45
病毒有五种形态：
球形 ：大多数人类和动物病毒，如脊髓灰质炎病毒； 丝形 ：多见于植物病毒，如烟草花叶病病毒； 子弹形：形似子弹头，如狂犬病病毒。 砖形 ：如痘病毒； 蝌蚪形：如噬菌体。
46
四、病毒的增殖过程
真病毒（核酸+蛋白质） 病毒 亚病毒 朊病毒（蛋白质）
43
类病毒（核酸）
二、病毒的结构
病毒粒子 (virion) —— 专指成熟的、结构完整的和具有感染性 的单个病毒，又称病毒颗粒 基本成分：核酸（DNA或RNA），蛋白质 普通构造——核壳体
核心（基因组）——核酸 衣壳——衣壳粒（蛋白质亚单位）
15
二、原核细胞的两个代表 —— 细菌和蓝藻
（一）细菌细胞
分布最广、数量最多，直径0.5－5 m之间。 分为：球菌、杆菌和螺旋菌（弧形菌）。
16
大肠杆菌
淋病球菌
肉毒梭菌
霍乱弧菌
17
1、细菌细胞的表面结构
细胞壁、细胞膜 及其特化结构： 中膜体、荚膜、鞭毛 等
18
（1）细胞壁：位于细胞膜外一层较厚、较坚韧并略具弹 性的结构。功能：保护细胞，调节物质交换，与抗原性、 致病性及对病毒的敏感性有关。 壁酸含量：90％ vs 5％
植物薄壁细胞 Eucarya
34
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）和蛋白质 为主要成分的 遗传信息表达结构系统，
以蛋白质分子组装构成的 细胞骨架体系。
35
二、细胞的大小
36
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。
47
五、病毒的核酸
动物病毒：线状dsDNA、ssRNA 植物病毒：ssRNA 噬菌体：线状dsDNA 真菌病毒：dsRNA
48
六、类病毒（Viroid）
类病毒 —— 是一类只含RNA一种成分、专性寄生在活 细胞内的分子病原体。（环状ssRNA) 目前只在植物体中发现 马铃薯纺锤形块茎病 类病毒（PSTV）， 呈棒形，是一裸露的 闭合环状ssRNA分子
mesosome
21
（4）荚膜：是位于细胞壁表面的一层松散的黏液物质。 主要是由葡萄糖与葡萄糖醛酸组成的聚合物，也含多肽与 脂质。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。
22
（5）鞭毛：是某些细菌的运动器官。由鞭毛蛋白构成。
23
2、细菌细胞的核区与基因组
7
There are four main classes of small molecules
Sugars Monosaccharides (I.e. glucose or ribose) Sugars are subunits of polysaccharides (cellulose, starch, glycogen)
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； 细胞是生物进化的起点。
3
二、细胞的基本共性 （一）化学组成
6种主要元素：C（50%）、H（10%）、O（20%）、 N（10%）、S（1%）、P（4%）、K、Ca、Mg等， 占细胞干重95%以上。
4类主要小分子：糖类，脂类，氨基酸，核苷酸
Consist of subunits linked by covalent bonds
10
Macromolecular assemblies
11
二、细胞的基本共性
（一）化学成分 （二）脂-蛋白体系的生物膜 （三）DNA-RNA的遗传装置/蛋白质合成的机 器——核糖体
（四）一分为二的分裂方式
49
Symptoms of tubers of potato. Infected tubers become elongated and distorted (middle and right), compared with a healthy tuber (left). Symptoms can take several generations to appear 源自(Fischerella)
There are four main classes of small molecules
Lipids Fatty acids, triglycerides, steroids, oils, fats, hormones
9
Macromolecules (MW 1000 1,000,000)
分裂中的大肠杆菌
29
(二）蓝藻细胞
又称蓝细菌（cyanobacteria），是最简单的光能自养 型生物之一。光合作用类似于高等植物 ，但无叶绿体， 有质膜内陷形成的捕光装置。 环状DNA分子，遗传信息可与高等植物相比。 体积大，直径约10 μm，颤藻可达70 μm 。 属单细胞生物，有些以丝状细胞群体存在，如发菜。
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第二节 原核细胞与古核细胞
原核细胞（prokaryotic cell）：核区无核 膜，称其为拟核或类核（nucleoid）。 真核细胞（eukaryotic cell）：具有核被 膜（nuclear envelope）和核仁 （nucleolus）。 古核细胞（ archaeal cell），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。
细胞骨架 细胞增殖（分 裂）方式
无 无丝分裂（直接分裂）
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2、原核细胞与真核细胞遗传结构装置、基因表达及其调控的 比较
特征 DNA量（信息量） DNA分子数 DNA分子结构 基因组数 基因数 少 1 环状 1n 几千 原核细胞 多 2个以上 线状 2n，多n 几万 有 有 与5种组蛋白结合 有
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Methanobacterium bryantii 布氏甲烷杆菌
halomonas sp.盐单胞菌
Nitrosopumilus maritimus 泉古菌
Thermodesulfobacterium 热脱硫杆菌 33
第三节 真核细胞（eukaryotic cell）
草履虫
变形虫
莱茵衣藻
肽聚糖 （乙酰氨基葡萄糖， 乙酰胞壁酸， 4-5个氨基酸短肽）
20-80 nm
10 nm
外膜
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（2）细胞膜（细胞质膜）：是由磷脂双分子层与镶嵌蛋白 质构成的富有弹性的半透性膜。厚约8~10nm，外侧紧贴细 胞壁。功能是选择性地交换物质：吸收营养物质，排出代谢 废物，分泌与运输蛋白质。
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（3）中膜体（间体或质膜体）：由细胞膜内陷形成。 可能起DNA复制的支点作用。
4
+As/-P, SEM
-As/+P, SEM
+As/-P, TEM
Science 3 June 2011: Vol. 332 no. 6034 pp. 1163-1166 DOI: 10.1126/science.1197258
5
There are four main classes of small molecules
核仁 线粒体 内质网 高尔基体 溶酶体 核糖体
四、原核细胞与真核细胞的比较（继续）
1、原核细胞与真核细胞基本特征的比较
特征 光合作用结构 核外DNA 细胞壁 原核细胞 蓝藻含有叶绿素a的膜片层 结构，细菌具有菌绿素 细菌具有裸露的质粒DNA 主要成分是氨基糖与壁酸 真核细胞 植物叶绿体具有叶绿素a与 b 线粒体DNA，叶绿体DNA 植物细胞壁的主要成分为纤 维素与果胶，动物细胞无细 胞壁，真菌为几丁质 有 以有丝分裂（间接分裂）为 主
Amino acids Subunits of proteins 20 major types of amino acids Side groups of amino acids dictate protein structure (non-polar, polar, and charged subgroups)
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一、最小最简单的细胞——支原体 mycoplast
Ø 0.1-0.3 m 自身不能合成长链脂肪酸 或不饱和脂肪酸，需外界 提供以合成细胞膜的脂质。 环状双链DNA，482基因 核糖体：800-1500个 40多种酶
支原体模式图
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肺炎支原体及菌落
肺炎支原体侵染仓鼠气管组织的TEM照片
转录后与翻译后大分子 的加工与修饰
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四、植物细胞与动物细胞的比较
animal cell plant cell
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第四节 非细胞形态的生命体—— 病毒
一、病毒的基本知识
个体微小，20~200nm之间，可通过滤菌器，大多数病毒 必须用电镜才能看见；
含DNA或RNA，没有含两种核酸的病毒； 专营细胞内寄生生活； 以复制和装配的形式进行增殖
卵细胞与精子
人类红细胞
神经细胞
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1、原核细胞与真核细胞基本特征的比较 关键性区别：生物膜，遗传系统
特征 细胞质膜 核膜 染色体 无 原核细胞 有（多功能性）
三、原核细胞与真核细胞的比较
真核细胞 有 有
由一个环状DNA分子构成的 2条染色体以上，染色体由 单个染色体，DNA不与或很 线性DNA与蛋白质组成 少与蛋白质结合 无 无 无 无 无 70S（包括50S与30S的大 小亚基） 有 有 有 有 有 80S（包括60S与40S的大 38 小亚基）
衣壳粒
辅助构造：
核壳体
囊膜 衣壳
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三、病毒粒的对称体制
螺旋对称、立体对称。
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病毒有五种形态：
球形 ：大多数人类和动物病毒，如脊髓灰质炎病毒； 丝形 ：多见于植物病毒，如烟草花叶病病毒； 子弹形：形似子弹头，如狂犬病病毒。 砖形 ：如痘病毒； 蝌蚪形：如噬菌体。
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四、病毒的增殖过程
真病毒（核酸+蛋白质） 病毒 亚病毒 朊病毒（蛋白质）
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类病毒（核酸）
二、病毒的结构
病毒粒子 (virion) —— 专指成熟的、结构完整的和具有感染性 的单个病毒，又称病毒颗粒 基本成分：核酸（DNA或RNA），蛋白质 普通构造——核壳体
核心（基因组）——核酸 衣壳——衣壳粒（蛋白质亚单位）
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二、原核细胞的两个代表 —— 细菌和蓝藻
（一）细菌细胞
分布最广、数量最多，直径0.5－5 m之间。 分为：球菌、杆菌和螺旋菌（弧形菌）。
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大肠杆菌
淋病球菌
肉毒梭菌
霍乱弧菌
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1、细菌细胞的表面结构
细胞壁、细胞膜 及其特化结构： 中膜体、荚膜、鞭毛 等
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（1）细胞壁：位于细胞膜外一层较厚、较坚韧并略具弹 性的结构。功能：保护细胞，调节物质交换，与抗原性、 致病性及对病毒的敏感性有关。 壁酸含量：90％ vs 5％
植物薄壁细胞 Eucarya
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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）和蛋白质 为主要成分的 遗传信息表达结构系统，
以蛋白质分子组装构成的 细胞骨架体系。
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二、细胞的大小
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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。
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五、病毒的核酸
动物病毒：线状dsDNA、ssRNA 植物病毒：ssRNA 噬菌体：线状dsDNA 真菌病毒：dsRNA
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六、类病毒（Viroid）
类病毒 —— 是一类只含RNA一种成分、专性寄生在活 细胞内的分子病原体。（环状ssRNA) 目前只在植物体中发现 马铃薯纺锤形块茎病 类病毒（PSTV）， 呈棒形，是一裸露的 闭合环状ssRNA分子
mesosome
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（4）荚膜：是位于细胞壁表面的一层松散的黏液物质。 主要是由葡萄糖与葡萄糖醛酸组成的聚合物，也含多肽与 脂质。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。
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（5）鞭毛：是某些细菌的运动器官。由鞭毛蛋白构成。
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2、细菌细胞的核区与基因组
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There are four main classes of small molecules
Sugars Monosaccharides (I.e. glucose or ribose) Sugars are subunits of polysaccharides (cellulose, starch, glycogen)
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； 细胞是生物进化的起点。
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二、细胞的基本共性 （一）化学组成
6种主要元素：C（50%）、H（10%）、O（20%）、 N（10%）、S（1%）、P（4%）、K、Ca、Mg等， 占细胞干重95%以上。
4类主要小分子：糖类，脂类，氨基酸，核苷酸
Consist of subunits linked by covalent bonds
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Macromolecular assemblies
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二、细胞的基本共性
（一）化学成分 （二）脂-蛋白体系的生物膜 （三）DNA-RNA的遗传装置/蛋白质合成的机 器——核糖体
（四）一分为二的分裂方式
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Symptoms of tubers of potato. Infected tubers become elongated and distorted (middle and right), compared with a healthy tuber (left). Symptoms can take several generations to appear 源自(Fischerella)