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1、第二章第二章 細胞基本知識概要細胞基本知識概要學習要求學習要求：通過本章的學習，回顧并掌握細胞的基本概念、通過本章的學習，回顧并掌握細胞的基本概念、生命體的三大基本類型生命體的三大基本類型 病毒（非細胞生物）、原病毒（非細胞生物）、原核生物和真核生物核生物和真核生物 以及他們的基本結構和基本生以及他們的基本結構和基本生命活動等基礎知識，為后續(xù)各章的學習奠定基礎命活動等基礎知識，為后續(xù)各章的學習奠定基礎細胞的基本概念細胞的基本概念非細胞形態(tài)的生命體非細胞形態(tài)的生命體 病毒及其與細胞的關系原核細胞與真核細胞原核細胞與真核細胞第一節(jié)第一節(jié) 細胞的基本概念細胞的基本概念細胞是生命活動的基本單位細胞是生

2、命活動的基本單位細胞概念的一些新思考細胞概念的一些新思考細胞的基本共性細胞的基本共性和和化學組成化學組成第二節(jié)第二節(jié) 非細胞形態(tài)的生命體非細胞形態(tài)的生命體 病毒及其與細胞的關系病毒及其與細胞的關系病毒的基本知識病毒的基本知識病毒在細胞內增殖（復制）病毒在細胞內增殖（復制）病毒與細胞在起源與進化中的關系病毒與細胞在起源與進化中的關系第三節(jié)第三節(jié) 原核細胞與真核細胞原核細胞與真核細胞原核細胞原核細胞（Prokaryotic cell）真核細胞真核細胞（Eukaryotic cell）古細菌古細菌（Archaebacteria）細胞是生命活動的基本單位細胞是生命活動的基本單位一一切切有有機機體體都都

3、由由細細胞胞構構成成，細細胞胞是是構構成成有有機機體體的的基基本單位本單位細胞具有獨立的、有序的自控代謝體系，細胞具有獨立的、有序的自控代謝體系，細胞是代謝與功能的基本單位細胞是代謝與功能的基本單位細胞是有機體生長與發(fā)育的基礎細胞是有機體生長與發(fā)育的基礎細胞是細胞是遺傳的基本單位遺傳的基本單位，細胞具有遺傳的，細胞具有遺傳的全能性全能性沒有細胞就沒有完整的生命沒有細胞就沒有完整的生命為什么說細胞是生命為什么說細胞是生命活動的基本單位活動的基本單位?The cell,the basic building block of life1.細胞是生物體的基細胞是生物體的基本結構與功能單位本結構與功能單

4、位Phagocytosis by macrophage2.2.細胞是有機體生長與發(fā)育的基礎細胞是有機體生長與發(fā)育的基礎3.細胞是遺傳的基本單位細胞是遺傳的基本單位Fertilization of human sperm and oocyte細胞具有遺傳的全能性細胞具有遺傳的全能性Dolly and her daughter細胞概念的一些新思考細胞概念的一些新思考細胞是多層次非線性的復雜細胞是多層次非線性的復雜結構體系結構體系 細胞具有高度復雜性和組織性細胞具有高度復雜性和組織性細胞是物質（結構）、能量與信息過程精巧結合的細胞是物質（結構）、能量與信息過程精巧結合的綜合體綜合體 細胞完成各種化學

5、反應細胞完成各種化學反應；細胞需要和利用能量細胞需要和利用能量；細胞參與大量機械活動；細胞參與大量機械活動；細胞對刺激作出反應；細胞對刺激作出反應；細胞是高度有序的，具有自組裝能力與自組織體系。細胞是高度有序的，具有自組裝能力與自組織體系。細胞能進行自我調控；細胞能進行自我調控；繁殖和傳留后代繁殖和傳留后代；細胞的基本共性細胞的基本共性所所有有的的細細胞胞表表面面均均有有由由磷磷脂脂雙雙分分子子層層與與鑲鑲嵌嵌蛋蛋白白質質構構成的生物膜，即細胞膜。成的生物膜，即細胞膜。所所有有的的細細胞胞都都含含有有兩兩種種核核酸酸：即即DNADNA與與RNARNA作作為為遺遺傳傳信信息復制與轉錄的載體。息復

6、制與轉錄的載體。作作為為蛋蛋白白質質合合成成的的機機器器核核糖糖體體，毫毫無無例例外外地地存存在在于于一切細胞內。一切細胞內。所有細胞的增殖都以一分為二的方式進行分裂。所有細胞的增殖都以一分為二的方式進行分裂。生命是物質的，是一種特殊形式的運動，他是物質、能量生命是物質的，是一種特殊形式的運動，他是物質、能量和信息諸變量在特定時空的和信息諸變量在特定時空的“表演表演”，其運轉有賴于生命系，其運轉有賴于生命系統(tǒng)有組織的守時和對空間環(huán)境的合拍統(tǒng)有組織的守時和對空間環(huán)境的合拍 構成細胞的基本元素有：構成細胞的基本元素有：O、C、H、N、S、K、Ca、P、Mg等，其中等，其中O、C、H、N四種元素占四

7、種元素占90%以上。以上。細胞主要有水和無機鹽：細胞主要有水和無機鹽：水是細胞生命活動的物質基礎，約占細胞重量的水是細胞生命活動的物質基礎，約占細胞重量的70左右，左右，其中游離水約其中游離水約95，其余為結合水。，其余為結合水。無機鹽的含量約為無機鹽的含量約為1，主要以離子形式存在，主要以離子形式存在。細胞的化學組成細胞的化學組成氫鍵能夠吸收較多的熱能，將氫打斷需要較高的溫度，故可維持細胞溫度的相對穩(wěn)定氫鍵能夠吸收較多的熱能，將氫打斷需要較高的溫度，故可維持細胞溫度的相對穩(wěn)定相鄰水分子之間形成的氫鍵使水分子具有一定的粘性，使水分子具有較高的表面密度相鄰水分子之間形成的氫鍵使水分子具有一定的粘

8、性，使水分子具有較高的表面密度水分子之間的氫鍵可以提高水的沸點，使水不易從細胞中揮發(fā)掉水分子之間的氫鍵可以提高水的沸點，使水不易從細胞中揮發(fā)掉細胞的有機物主要有蛋白質、核酸、脂類和糖，細胞的有機物主要有蛋白質、核酸、脂類和糖，約占細胞干重的約占細胞干重的90%以上。以上。一個細胞中約有一個細胞中約有104種蛋白質，分子的數(shù)達種蛋白質，分子的數(shù)達1011。蛋白質不僅是細胞的結構成分，也是細胞功能的蛋白質不僅是細胞的結構成分，也是細胞功能的實現(xiàn)者。生化反應的催化劑實現(xiàn)者。生化反應的催化劑酶是蛋白質。酶是蛋白質。核酸包括核酸包括DNA和和RNA。DNA是遺傳信息復制、傳遞和基因轉錄的模板。是遺傳信息

9、復制、傳遞和基因轉錄的模板?；蚴蔷幋a蛋白質多肽鏈或基因是編碼蛋白質多肽鏈或RNA的的DNA序列。序列。生物體全部基因序列及其間隔稱為基因組生物體全部基因序列及其間隔稱為基因組 原核生物的基因組大小約原核生物的基因組大小約600Kb-9.5Mb，真核生，真核生物的約為物的約為3Mb-140000Mb。一個能夠獨立生存的細胞需要約一個能夠獨立生存的細胞需要約500個基因。個基因。RNA參與蛋白質的合成，主要類型有：參與蛋白質的合成，主要類型有：mRNA、tRNA、rRNA。細胞中的糖類既有單糖，也有多糖。細胞中的糖類既有單糖，也有多糖。重要的五碳糖為核糖，重要的六碳糖為葡萄糖。細重要的五碳糖為核

10、糖，重要的六碳糖為葡萄糖。細胞中的多糖有：營養(yǎng)儲備多糖，如淀粉、糖原；胞中的多糖有：營養(yǎng)儲備多糖，如淀粉、糖原；結構多糖，如纖維素、幾丁質。結構多糖，如纖維素、幾丁質。脂類包括：脂肪酸、中性脂肪、類固醇、蠟、磷脂類包括：脂肪酸、中性脂肪、類固醇、蠟、磷酸甘油酯、鞘磷脂、糖脂、類胡蘿卜素等。脂類酸甘油酯、鞘磷脂、糖脂、類胡蘿卜素等。脂類參與組成細胞膜和細胞通信，也是重要的能量儲參與組成細胞膜和細胞通信，也是重要的能量儲備物質。備物質。營養(yǎng)貯備多糖營養(yǎng)貯備多糖淀粉、糖元淀粉、糖元結構多糖結構多糖纖維素纖維素病毒的基本知識病毒的基本知識病毒病毒（virus）核酸分子（核酸分子（DNA或或RNA）與）

11、與蛋白質構成的核酸蛋白質構成的核酸-蛋白質復合體；蛋白質復合體；根據(jù)病毒的核酸類型可以將其分為兩大類：根據(jù)病毒的核酸類型可以將其分為兩大類：DNA病毒與病毒與RNA病毒病毒 病毒的多樣性病毒的多樣性類病毒（類病毒（viroid）僅由感染性的僅由感染性的RNA構成；構成；朊病毒朊病毒（prion）僅由感染性的蛋白質亞基僅由感染性的蛋白質亞基構成；構成；早在早在200多年以前多年以前,英國的牧人就注意到羊的一種致死英國的牧人就注意到羊的一種致死性疾?。恍约膊。?0世紀初世紀初,M.fadyian 提出該病是由寄生蟲引起的提出該病是由寄生蟲引起的;1936年年Cuille 等發(fā)現(xiàn)瘙癢因子有傳染性等發(fā)

12、現(xiàn)瘙癢因子有傳染性,用濾膜過濾后仍用濾膜過濾后仍具有傳染性具有傳染性,而提出該因子是一種病毒而提出該因子是一種病毒;Gajdusek 于于1966年證實了年證實了CJD 的傳染性的傳染性,并根并根Scrapie、Kuru、CJD3種疾病的共同特征提出了傳染性海綿狀種疾病的共同特征提出了傳染性海綿狀腦病腦病(TSE)這一概念這一概念;1982 年年,美國的美國的Pruisner 博士和他的同事分離純化出一博士和他的同事分離純化出一種高度感染性的特殊糖蛋白種高度感染性的特殊糖蛋白,稱為抗蛋白酶蛋白稱為抗蛋白酶蛋白(PrP),經(jīng)實驗認為羊癢病的感染因子可能是一種不含核酸的蛋經(jīng)實驗認為羊癢病的感染因子

13、可能是一種不含核酸的蛋白質白質,并取名為朊病毒蛋白。并取名為朊病毒蛋白。朊病毒的發(fā)現(xiàn)朊病毒的發(fā)現(xiàn)美國加州大學舊金山分校醫(yī)學院的普魯西美國加州大學舊金山分校醫(yī)學院的普魯西納（納（S.B.Prusiner）發(fā)現(xiàn)病原物發(fā)現(xiàn)病原物-命名為命名為Prion傳染性蛋白顆傳染性蛋白顆粒粒普利昂普利昂1997年諾貝爾生理及醫(yī)學獎年諾貝爾生理及醫(yī)學獎頗具爭議的諾貝爾獎頗具爭議的諾貝爾獎 向中心法則提出質疑？向中心法則提出質疑？對傳統(tǒng)遺傳學提出挑戰(zhàn)？對傳統(tǒng)遺傳學提出挑戰(zhàn)？是由（是由（PrP）蛋白構成，它發(fā)現(xiàn)于生物體，甚至）蛋白構成，它發(fā)現(xiàn)于生物體，甚至是健康的人和動物體上。然而，是健康的人和動物體上。然而，PrP

14、從感染方面從感染方面的發(fā)現(xiàn)它擁有不同的結構和抗蛋白酶特性，這的發(fā)現(xiàn)它擁有不同的結構和抗蛋白酶特性，這些酶在機體中通常都會被破壞。正常形態(tài)的蛋些酶在機體中通常都會被破壞。正常形態(tài)的蛋白質被稱為白質被稱為PrPC,而傳染的形式被稱為而傳染的形式被稱為PrPSc 這這種疾病最早發(fā)現(xiàn)在羊身上。種疾病最早發(fā)現(xiàn)在羊身上。左左 PrPc 右右PrPSc朊病毒結構朊病毒結構Protein structure of the normal prion protein(PrP).性狀性狀病毒病毒PrionPrion感染性感染性+核酸核酸+-形形態(tài)態(tài)學學鑒鑒定定（電電鏡）鏡）+-福爾馬林滅活福爾馬林滅活+-電電離離輻

15、輻射射、紫紫外外線照射敏感性線照射敏感性敏感敏感 不敏感不敏感CPE+-性狀性狀病毒病毒PrionPrion蛋蛋白白特特性性:蛋蛋白白酶酶K敏敏 感感（某些）（某些）不不 敏敏感感蛋蛋白白特特性性:加加熱熱8080變性變性 穩(wěn)定穩(wěn)定潛伏期潛伏期根根據(jù)據(jù)病病毒毒而不同而不同長長誘發(fā)免疫應答誘發(fā)免疫應答+-誘誘導導產(chǎn)產(chǎn)生生干干擾擾素素+-引起炎癥反應引起炎癥反應+-病毒與病毒與prion的比較的比較 朊病毒的核磁共振圖譜朊病毒的核磁共振圖譜 動物動物prionprion病病 人類人類prionprion病病 羊瘙癢病羊瘙癢病(scrapie of sheep and goat)(scrapie o

16、f sheep and goat)庫魯病庫魯病(Kuru disease)(Kuru disease)水水貂貂傳傳染染性性腦腦病病(transmissible(transmissible mink mink encephalopathy,TMM)encephalopathy,TMM)克克-雅病雅病(Creutzfeld-Jakob disease,CJD)(Creutzfeld-Jakob disease,CJD)鹿鹿慢慢性性退退行行性性變變(chronic(chronic wasting wasting disease of deer,CWDdisease of deer,CWD)格斯特曼綜合征格斯特曼綜合征(Grestmann-(Grestmann-Straussler Syndrome,GSS)Straussler Syndrome,GSS)牛牛 海海 綿綿 狀狀 腦腦 病病(bovine(bovine spongiform spongiform encephalopathy,BSE)encephalopathy,BSE)致死性家庭失眠癥致死性家庭失眠癥(fatal famili