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特征细胞是结构的有序性生命是细胞活动的属性第二节细胞的进化演变原核细胞的两个代表—细胞菌和蓝藻原核生物与真核生物的比较古核生物第三节非细胞性的细胞感染体1.病毒病毒的形态结构病毒在细胞内的活动2.类病毒3.蛋白感染因子第四节细胞的形态和大小第一节细胞的基本特征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;细胞是繁殖的基本单位，是遗传的桥梁;细胞是生命起源的归宿，是生物进化的起点。一、细胞是生命活动的基本单位6.细胞概念的一些新思考1）细胞是物质(结构)、能量与信息过程精巧结合的综合体细胞完成各种化学反应；细胞需要和利用能量；细胞参与大量机械活动；细胞对刺激作出反应；2）细胞是多层次非线性的复杂结构体系细胞具有高度复杂性和组织性细胞能进行自我调控；繁殖和传留后代；3）细胞是高度有序的，具有自组装能力与自组织体系。16对双胞胎，7个三胞胎和4个四胞胎，27个单胞胎二、细胞的基本共性所有的细胞都有相似的化学组分所有的细胞脂-蛋白体系的生物膜相同的遗传装置细胞都有蛋白质合成的机器---核糖体；一分为二的分裂方式第二节原核细胞与古核细胞一、原核生物基本特点：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)：最小最简单的细胞细菌（Bacteria)蓝藻又称蓝细菌（Cyanobacteria）(一)最小最简单的细胞——支原体(Mycoplast)支原体：唯一一种没有细胞壁的原核细胞。基因组：482个基因（256个)；指导合成700多种蛋白质唯一可见的细胞器：核糖体。不能合成长链脂肪酸或不饱和脂肪酸(二)原核细胞的两个代表细菌和蓝藻1.细菌细胞杆菌球菌螺旋菌或弧形菌细菌的形态：3种革兰氏阳性菌的细胞壁革兰氏阳性菌的细胞壁LYUCellBiology2.蓝藻细胞(Cyanobacteria)特性:能进行与高等植物类似的光合作用（以水为电子供体，放出O２），最简单的植物。蓝藻具有叶绿素a，仅有光合作用结构装置。一个或多个环状DNA分子，但遗传信息量很大，可与高等植物相比。蓝藻的细胞结构二、真核生物原核细胞与真核细胞基本特征的比较LYUCellBiology原核细胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较LYUCellBiologyLYUCellBiology三、古核细胞（archaebacteria）在形态上与原核细胞相似，同样没有核被膜和内膜系统。与真核细胞曾在进化上有过共同历程。古细菌在系统发育上与真核生物相近。成分真细菌古细菌真核细胞细胞壁含肽聚糖，对抗生素敏感不含肽聚糖，对抗生素不敏感不含肽聚糖，对抗生素敏感DNA与基因结构不含重复序列存在重复序列存在大量重复序列核小体结构无组蛋白，无核小体结构有组蛋白，有核小体结构，与真核生物的核小体有差异有组蛋白，有核小体结构核糖体70S，55种蛋白质，对抗生素敏感70S，60种蛋白质，对抗生素敏感80S，70~84种蛋白质，对抗生素不敏感5SrRNA为细菌5SrRNA与真核生物5SrRNA类似，与细菌5SrRNA差异很大为真核5SrRNA真细菌、古细菌、真核生物比较古细菌（archaebacteria）与真核细胞曾在进化上有过共同历程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）DNA与基因结构：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）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。4）有类似真核细胞的核糖体，抗生素同样不能抑制古核细胞类的核糖体的蛋白质合成。LYUCellBiology5）5SrRNA：根据对5SrRNA的分子进化 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，认为古细菌与真核生物同属一类，而真细菌却与之差距甚远。古细菌与真核生物5SrRNA二级结构相似。6）根据DNA聚合酶分析，氨基酰tRNA合成酶的作用，起始氨基酰tRNA与肽链延长因子等。LYUCellBiology细胞的进化演变厌氧性、异源原核生物细胞质膜厌氧性原核生物厌氧性、异源原核生物线粒体动物是怎么进化演变的？质膜内陷前真核细胞核被膜前体内质网前体植物是怎么进化演变的？前真核细胞原生生物，真菌，动物细胞光合蓝藻海藻和植物细胞第三节非细胞性细胞感染体LYUCellBiology一、病毒的基本知识病毒(virus)：核酸分子(DNA或RNA)与蛋白质构成的核酸-蛋白质复合体。根据病毒的核酸类型可以将其分为两大类：DNA病毒（单链DNA病毒；双链DNA病毒）RNA病毒（单链RNA病毒；双链RNA病毒）LYUCellBiology病毒主要特征：①个体微小，可通过滤菌器,大多数必须用电镜才能看见；②仅具有一种类型的核酸,或DNA或RNA,没有含两种核酸的病毒；病毒的基本特点之一，与细胞的根本区别之一③专营细胞内寄生生活；④具有受体连结蛋白（receptorbindingprotein），与敏感细胞表面的病毒受体连结，进而感染细胞。LYUCellBiology病毒的形态和结构核酸芯和蛋白质衣壳（capsid）所构成。遗传信息量不同，3~300个基因。病毒衣壳由一至几种蛋白组成，组成病毒衣壳的亚单位称壳微粒（capsomer）。4.病毒的形成不需要酶的参加。LYUCellBiology电镜观察的有病毒的五种形态；①球形(Sphericity)：如脊髓灰质炎病毒、疱疹病毒及腺病毒等；为二十面体对称②丝形(Filament)：如烟草花叶病病毒，人类流感病毒有时也是丝形；螺旋对称③弹形(Bullet-shape)：如狂犬病毒、疱疹性口炎病毒等，其他多为植物病毒。为螺旋对称④砖形(Brick-shape)：如天花病毒、牛痘苗病毒等；复合对称。⑤蝌蚪形(Tadpole-shape)：如噬菌体。复合对称。LYUCellBiology脊髓灰质炎病毒烟草花叶病毒疱疹性口炎病毒人类天花病毒T4噬菌体流感病毒二、病毒在细胞内的增殖病毒侵入细胞，病毒核酸的侵染;特异性地吸附在细胞表面壳体裂解释放核酸病毒核酸的复制、转录蛋白质的合成;双链DNA病毒：合成互补DNA链，RNA，外壳蛋白单链DNA病毒：合成互补DNA链，形成dsDNA,滚环式复制,外壳蛋白双链RNA病毒:单链RNA病毒:RNA复制酶的作用下,形成dsRNA链，以新合成的RNA链为模板,带有逆转录酶的RNA病毒(可分为侵染性RNA和非侵染性RNA病毒):LYUCellBiology双链DNA病毒：合成互补DNA链，RNA，外壳蛋白单链RNA病毒:RNA复制酶的作用下,形成dsRNA链，以新合成的RNA链为模板带有逆转录酶的RNA病毒LYUCellBiology病毒的装配、成熟与释放。LYUCellBiology类病毒(viroid)—仅由感染性的RNA构成；Viroidtraits1.ViroidRNAsrangefromabout240to600nucleotides(10%sizeofsmallerviruses)2.NoevidencethatviroidRNAcodesforproteins.3.通过伤口感染ViroiddiseasescanhaveseriouseffectsoncropsViroiddiseasecadang-cadang-devastatedcoconutpalmgrovesofPhilippinesB.AnotherviroidhaswreakedhavoconthechrysanthemumindustryinU.S.蛋白感染因子（Prionprotein，Preps）—仅由感染性的蛋白质亚基构成。Prion:1982年S.B．Prusiner发现羊瘙痒病(scrapie)病原体-蛋白质,1997年获得诺贝尔生理与医学奖。不含核酸。疯牛病，也属于此类疾病。 PrPc:存在于正常神经元和神经胶质，PrP基因编码位于第20号染色体（人）。无致病性。受感染或基因突变转变成PrPSc(scrapie-associatedprionprotein,α螺线向β折叠迁移)，引起疾病。特性:PrPSc对高温和蛋白酶均具有较强的抵抗力。LYUCellBiology蛋白感染因子(prion)克-雅氏病（Creutzfeldt–Jakobdisease，CJD）GSS综合征（Gerstmann-StrausslerScheinkerdisease）克鲁病（Kuru）：发现于新几内亚一个叫Fore的部落，当地人称作kuru，意即颤抖，发现那里的妇女及小孩具有吃死者尸体的习惯，结果受到感染。致死性家族性失眠症（Fatalfamilialinsomnia，FFI）LYUCellBiology蛋白特点:具有很强的抵抗力，对抗生素和消毒剂不敏感，134-138℃持续1h的病牛脑组织匀浆，以及10%福尔马林固定过的病羊脑组织，仍有感染性。第四节细胞的形态和大小细胞的大小及其因素－细胞的体积与相对表面面积成反比关系；细胞与周围环境交换物质的效力就越小；－细胞体积在不同物种之间有差异－细胞内内物质的交流运输与细胞体积成反比－不同物种的同一器官与组织的细胞，其大小在一个恒定范围－器官的大小取决于细胞的数量，与细胞数量成正比，与细胞大小无关---“细胞体积的守恒定律”影响细胞体积的控制因素主要因素：蛋白质水分：80%------不直接决定细胞的大小调控细胞的信号网络……几乎完全相同哺乳动物的mTOR（mamaliantargetofrapamycin)蛋白激酶