上海交通大学生命科学导论课件4
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动物细胞模式图
在水中的脂双层微囊
细胞膜的框架，就是脂双层，还 有蛋白质“镶嵌”其中。 1970s 提 出的流动镶嵌学说, 强调了生物膜 中脂分子和蛋白质分子的运动。
这样的膜结构不但用以组成细 胞膜，还用以分割形成各种细胞器，
所以, 统称生物膜。
由脂肪酸组成的疏水区和由甘 油头部组成的磷脂亲水区.
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。
列文虎克在 1684 绘制的微生物图
人们用显微镜观察各种生物，包括 微生物和动、植物的细微构造，到处都 看到细胞结构。逐渐形成一个观念：各 种生物都是由细胞组成的。
细菌细胞结构
细胞膜
拟核
细胞壁
细胞质
依据有无细胞核，整个生命世界可以区
分为两大类：
原核生物
真核生物
细菌
植物
古生菌
动物
等等
真 菌（霉菌、酵母)
原生动物
藻类
细菌
古生菌
真核生物
三、细胞分裂和细胞周期 （本节见参考书第81-86页）
1、为什么会有细胞分裂？
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。
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。
值得注意的是，从两篇经典的论文 看来，细胞学说不但关系到生物体的构 造，也关系到生物体的生长与发育。
一、细胞学说的建立 (本节见参考书第16-17页）
1、 细胞学说的主要的内容 17世纪中叶，显微镜被用于生物学研究，
用显微镜观察来自树皮的木栓，看到一个个 “小室”结构，称之谓“Cell”（细胞）。
安东尼.范.列文虎克的简单显微镜
英国科学家霍克 （R.Hook,16351703),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。
病毒是一类不具细胞结构的生命形态。
最简单的病毒仅由核酸大分子和蛋 白质大分子组成。但是，病毒颗粒必 需进入寄主活细胞才能表现出生命的 各方面特性。
SARS病毒为冠状病毒
二、细胞的结构和功能 （本节见参考书第47-57页）
1、 动物细胞的典型结构 细胞膜和生物膜 磷脂和鞘脂分子具有一个共同的特
征――一个极性的头两个非极性的尾巴。 在水环境中，这类分子会自发形成脂双 层微囊。
最初提出细胞学说观点的两篇论文 是:
德国植物学家施莱登 1838 年发表的论文 : 『论植物发现』;
德国动物学家施旺 1839 年发表的论文: 『动植物结构与生长相似性的显微研究』。
有没有非细胞生命？
19 世纪末，人们逐渐发现比细菌还小的“传染性 的活性成份”，称为病毒。
1930s－1940s 期间弄清病毒的化学本质和电镜 结构：
生命科学导论
上海交通大学生命科学与技术学院 School of Life Science and Biotechnology Shanghai Jiao Tong University http://bioscience.sjtu.edu.cn
第四讲 细胞——生物体的基本结构单位
一、细胞学说的建立 二、细胞的结构与功能 三、细胞分裂和细胞周期 四、细胞分化、衰老与死亡
中等纤维 微管
微丝
下一页
免疫荧光染色： 左：微丝，中：微管 ，右：中等纤维
下一页
培养的成纤维细 胞用考马斯亮兰 染色的结果。
下一页
小肠上皮细胞的 冰冻蚀刻的电镜 照片，显示细胞 质膜下面的细胞 骨架网络
返回
原核生物与真核生物核糖体成分的比较
返回
2、植物细胞的典型结构
与动物细胞相比, 有几点不同:
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。
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。
细胞核结构
核孔 染色质 核膜
核仁
下一页
• 核孔复合物的组成与功能
组成： • 100多种多肽 功能： • 核质交换的双向亲水通 道 • 亲核蛋白入核 • 转录产物（RNA）的输 出
下一页
转录 翻译
下一页
细胞核
外显子 内含子 外显子 内含子 外显子
转录
外显子 内含子
初级转录 产物
外显子
内含子
外显子
被切除的内含子
成熟 RNA
转移到细胞质中
真核生物的信息传递： 从细胞核内到细胞核 外；从DNA到RNA再到 蛋白质
翻译
蛋白
内质网结构
核糖体 光滑型内质网
核膜
粗糙型内质网
高尔基体 由单层生物膜围成， 与蛋白质修饰和分泌有关。
溶酶体 由单层生物膜围成，是生 物大分子分解的场所。
溶酶体结构
高尔基体结构
线粒体 由双层生物膜围成，是生物 氧化、产生能量的场所。
细胞质 有多种蛋白质和酶，是糖 酶解和糖元合成等反应的场所。
线粒体结构
外膜
内膜 嵴
基质
细胞骨架 由蛋白质亚基组装成，和 细胞形状、迁移、信息传导等有关。
核糖体 由 RNA 和蛋白质形成的大 颗粒，是 蛋白质合成的场所。
细胞骨架结构
微管
微丝 中等纤维
19 世纪初，两位德国生物学家施莱登 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。
这个观点，经过后来的丰富和发展， 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。
2、细胞学说的科学意义
植物细胞
动物细胞
有细胞壁
没有细胞壁
有叶绿体
没有叶绿体
有中央液泡 没有中央液泡
植物细胞结构
植物的维管束
导管
年轮
3、真核细胞和原核细胞
细菌细胞结构与动、植物细胞不 同，要简单的多。最主要的差别是细 菌没有细胞核结构，核物质－DNA还 是有的，形成核区(又称拟核)。并且 细菌细胞也没有其他各种细胞器。
亲水区
疏水区
脂肪酸
磷酸 甘油
细胞膜结构
脂双层结构的细胞膜
脂单层结构的细胞膜
需要注意的是：古生菌除脂双层结构外，也有 脂单层结构，脂单层结构难被剥离，所以广泛 存在于嗜热古生菌中
细胞核 由两层生物膜围成，遗传信 息贮藏在核内，是 DNA 复制和 RNA 合 成场所。
内质网 由单层生物膜围成。是蛋白 质合成、修饰和分泌；脂类合成的场所。
动物细胞模式图
在水中的脂双层微囊
细胞膜的框架，就是脂双层，还 有蛋白质“镶嵌”其中。 1970s 提 出的流动镶嵌学说, 强调了生物膜 中脂分子和蛋白质分子的运动。
这样的膜结构不但用以组成细 胞膜，还用以分割形成各种细胞器，
所以, 统称生物膜。
由脂肪酸组成的疏水区和由甘 油头部组成的磷脂亲水区.
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。
列文虎克在 1684 绘制的微生物图
人们用显微镜观察各种生物，包括 微生物和动、植物的细微构造，到处都 看到细胞结构。逐渐形成一个观念：各 种生物都是由细胞组成的。
细菌细胞结构
细胞膜
拟核
细胞壁
细胞质
依据有无细胞核，整个生命世界可以区
分为两大类：
原核生物
真核生物
细菌
植物
古生菌
动物
等等
真 菌（霉菌、酵母)
原生动物
藻类
细菌
古生菌
真核生物
三、细胞分裂和细胞周期 （本节见参考书第81-86页）
1、为什么会有细胞分裂？
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。
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。
值得注意的是，从两篇经典的论文 看来，细胞学说不但关系到生物体的构 造，也关系到生物体的生长与发育。
一、细胞学说的建立 (本节见参考书第16-17页）
1、 细胞学说的主要的内容 17世纪中叶，显微镜被用于生物学研究，
用显微镜观察来自树皮的木栓，看到一个个 “小室”结构，称之谓“Cell”（细胞）。
安东尼.范.列文虎克的简单显微镜
英国科学家霍克 （R.Hook,16351703),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。
病毒是一类不具细胞结构的生命形态。
最简单的病毒仅由核酸大分子和蛋 白质大分子组成。但是，病毒颗粒必 需进入寄主活细胞才能表现出生命的 各方面特性。
SARS病毒为冠状病毒
二、细胞的结构和功能 （本节见参考书第47-57页）
1、 动物细胞的典型结构 细胞膜和生物膜 磷脂和鞘脂分子具有一个共同的特
征――一个极性的头两个非极性的尾巴。 在水环境中，这类分子会自发形成脂双 层微囊。
最初提出细胞学说观点的两篇论文 是:
德国植物学家施莱登 1838 年发表的论文 : 『论植物发现』;
德国动物学家施旺 1839 年发表的论文: 『动植物结构与生长相似性的显微研究』。
有没有非细胞生命？
19 世纪末，人们逐渐发现比细菌还小的“传染性 的活性成份”，称为病毒。
1930s－1940s 期间弄清病毒的化学本质和电镜 结构：
生命科学导论
上海交通大学生命科学与技术学院 School of Life Science and Biotechnology Shanghai Jiao Tong University http://bioscience.sjtu.edu.cn
第四讲 细胞——生物体的基本结构单位
一、细胞学说的建立 二、细胞的结构与功能 三、细胞分裂和细胞周期 四、细胞分化、衰老与死亡
中等纤维 微管
微丝
下一页
免疫荧光染色： 左：微丝，中：微管 ，右：中等纤维
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培养的成纤维细 胞用考马斯亮兰 染色的结果。
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小肠上皮细胞的 冰冻蚀刻的电镜 照片，显示细胞 质膜下面的细胞 骨架网络
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原核生物与真核生物核糖体成分的比较
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2、植物细胞的典型结构
与动物细胞相比, 有几点不同:
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。
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。
细胞核结构
核孔 染色质 核膜
核仁
下一页
• 核孔复合物的组成与功能
组成： • 100多种多肽 功能： • 核质交换的双向亲水通 道 • 亲核蛋白入核 • 转录产物（RNA）的输 出
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细胞核
外显子 内含子 外显子 内含子 外显子
转录
外显子 内含子
初级转录 产物
外显子
内含子
外显子
被切除的内含子
成熟 RNA
转移到细胞质中
真核生物的信息传递： 从细胞核内到细胞核 外；从DNA到RNA再到 蛋白质
翻译
蛋白
内质网结构
核糖体 光滑型内质网
核膜
粗糙型内质网
高尔基体 由单层生物膜围成， 与蛋白质修饰和分泌有关。
溶酶体 由单层生物膜围成，是生 物大分子分解的场所。
溶酶体结构
高尔基体结构
线粒体 由双层生物膜围成，是生物 氧化、产生能量的场所。
细胞质 有多种蛋白质和酶，是糖 酶解和糖元合成等反应的场所。
线粒体结构
外膜
内膜 嵴
基质
细胞骨架 由蛋白质亚基组装成，和 细胞形状、迁移、信息传导等有关。
核糖体 由 RNA 和蛋白质形成的大 颗粒，是 蛋白质合成的场所。
细胞骨架结构
微管
微丝 中等纤维
19 世纪初，两位德国生物学家施莱登 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。
这个观点，经过后来的丰富和发展， 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。
2、细胞学说的科学意义
植物细胞
动物细胞
有细胞壁
没有细胞壁
有叶绿体
没有叶绿体
有中央液泡 没有中央液泡
植物细胞结构
植物的维管束
导管
年轮
3、真核细胞和原核细胞
细菌细胞结构与动、植物细胞不 同，要简单的多。最主要的差别是细 菌没有细胞核结构，核物质－DNA还 是有的，形成核区(又称拟核)。并且 细菌细胞也没有其他各种细胞器。
亲水区
疏水区
脂肪酸
磷酸 甘油
细胞膜结构
脂双层结构的细胞膜
脂单层结构的细胞膜
需要注意的是：古生菌除脂双层结构外，也有 脂单层结构，脂单层结构难被剥离，所以广泛 存在于嗜热古生菌中
细胞核 由两层生物膜围成，遗传信 息贮藏在核内，是 DNA 复制和 RNA 合 成场所。
内质网 由单层生物膜围成。是蛋白 质合成、修饰和分泌；脂类合成的场所。