1、細胞是生命的基本形態。對細胞結構和活動的研究是生命科學的重要基礎。 生命的組織單元細胞1原核細胞細菌，藍藻真核細胞兩者差別非常大 進化觀點 漸進式進化 內共生細 胞 類 別21、大腸桿菌2、念珠藻3、小球藻4、酵母菌5、火絲菌6、眼蟲7、分生組織細胞8、柵欄組織薄壁細胞9、驢蹄草葉表皮細胞和保衛細胞10、大鼠肝細胞11、腎近曲小管上皮細胞12、成纖維細胞13、人紅細胞14、人精子15、哺乳動物的橫紋肌細胞16、平滑肌細胞17、神經細胞體3直觀一個受精卵成年人（約嬰兒的30倍）嬰兒（約2萬億個細胞）細 胞 發 育 示 例 4一、細胞大小（um）與數目最小的細胞支原體：直徑100 nm最大細胞是鳥

2、類的卵細胞鴕鳥蛋：直徑150mm最長的細胞神經細胞：神經纖維長度 1 m 棉花、麻纖維（單個細胞）：10 cm5細胞體積與面積動植物細胞直徑：10 100 m細胞核直徑： 8 30 m 要求：體積容納自身生存和繁殖所必需的核酸、蛋白質等面積保證能夠從環境中獲得充分的營養和水分 6細胞的觀察1000變形蟲肉眼或放大鏡 500眼蟲肉眼或放大鏡 200人卵肉眼或放大鏡 100硅藻肉眼或放大鏡 10藍藻光學顯微鏡 5人精子頭部光學顯微鏡 1葡萄球菌光學顯微鏡 0.1 支原體電子顯微鏡 0.05噬菌體T2電子顯微鏡 0.01小病毒和蛋白質電子顯微鏡71、細胞的大小和機能是相適應的神經細胞長 神經信號傳導

3、卵細胞體積大 存放營養物質（供胚胎發育）2、有機體的體積與細胞的數目有關 新生兒約有21012 成年人約有61013 根據細胞數目劃分：單細胞生物多細胞生物8原 核 生 物主要特點：1.遺傳物質僅一個環狀DNA2.無核膜3.無細胞器,無細胞骨架4.以無絲分裂或出芽繁殖代表生物:支原體,細菌,藍藻,螺旋藻9細菌模式圖10三大結構體系：真 核 生 物膜系統: 質膜, 內膜系統, 細胞器細胞核系統: 遺傳信息表達系統骨架系統: 細胞質、細胞核等骨架系統11原核細胞和真核細胞比較細胞大小 染色體 細胞核 細胞器 內膜系統 微梁系統 細胞分裂 轉錄和翻譯較小 (1-10m)較大 (10-100m)一條D

4、NA。不與蛋白質聯結。幾條染色體。與蛋白質聯結在一起。核區,無核膜核仁有核膜和核仁無有簡單復雜無微管和微絲二分體,出芽分裂有絲分裂同一時間和地點不同時間和地點12二、細胞結構細胞膜（Cell Membranes）細胞壁（Cell Wall）細胞質（Cytoplasm）細胞核（Nucleus）動物細胞植物細胞13動物細胞模式圖14細胞壁（Cell Wall)葉綠體（Chloroplast)大液泡（Vacuole)胞間連絲（Plasmodesmata)植物細胞特有的細胞結構15植物細胞模式圖16細胞膜17細胞膜功能 保護細胞 結構、形狀 物質交換 轉運物質 信息傳遞 如神經信號傳導 能量交換 如化

5、學能生物能 運動 促進運動 免疫 專一性抗原受體18細胞壁植物細胞質膜外圍初生壁次生壁功能： 機械支撐 生長、分化 細胞識別 抗病19細胞壁圖示20細胞質細胞液細胞器細胞溶質（胞液， cytosol ）- 細胞之內處于各個細胞器官之外的區域。胞液占細胞體積的 55% 左右。包含上千種酶，用于糖酵解（glycolysis）和糖異生（ gluconeogenesis）過程的催化及糖、脂肪酸、氨基酸的生物合成.胞液同樣含有結構骨架細胞骨架（cytoskeleton）：保持細胞的形狀，組織生化反應， 幫助細胞運動。21細胞液植物胞液電子顯微鏡照片22各種細胞器 線粒體 （功能：能量轉換，細胞復制，生存

6、） 葉綠體 （功能：光合作用） 內質網（功能：細胞復制，生存） 高爾基體 溶酶體 細胞骨架 核糖體23細胞核真核細胞中的細胞控制中心包含遺傳信息（染色質）與細胞質中的其它細胞器通訊 24線 粒 體形態結構功能半自主性能量轉換器，細胞動力工廠25電鏡下的線粒體照片26線粒體的形態結構外膜（outer membrane)內膜（inner membrane)嵴（crista)基質（ matrix)膜間隙（intermembrane space)27線粒體主要功能 線粒體進行氧化磷酸化，產生ATP，是細胞的“動力工廠”。28葉 綠 體形態結構功能：光合作用能量轉換器29線粒體和葉綠體的半自主性1.腔內

7、都有成環狀DNA,70S 核糖體。2.它們都能自行分化。3.但部分蛋白質還要在 胞質內合成 30基本類型功能內 質 網單層膜形成的囊狀、泡狀和管狀結構31粗面內質網（rER)光面內質網（sER)內質網基本類型32蛋白質的合成脂類的合成蛋白質的修飾新生多肽的折疊與組裝內質網功能33形態結構功能高 爾 基 體電鏡下的高爾基體是細胞內物質運輸的交通樞紐34高爾基體的形態結構動物：位于細胞核一側植物：分散與整個細胞之中扁平小囊、小泡或大泡35蛋白質修飾與加工（糖基化等）蛋白質的分揀蛋白質和脂的運輸蛋白質分泌等 多糖合成（如粘液）高爾基體功能36溶 酶 體結構單層膜包圍的球體 由高爾基體斷裂產生含有大量

8、的酶 消化生物大分子溶酶體的標志酶是酸性水解酶37溶酶體和高爾基體38結 構 類 型 根據溶酶體處于完成其生理功能的不同階段，大致可分為：初級溶酶體（primary lysosome)次級溶酶體（secondary lysosome)殘余小體（residual body)39溶酶體功能 與食物泡融合，將細胞吞噬進的食物或致病菌等大顆粒分解為生物大分子，將殘渣排出細胞；自噬：清除無用的生物大分子、衰老的細胞器及衰老損傷和死亡的細胞，為新細胞的產生創造條件。 防御功能例如：1.兩棲類發育過程中蝌蚪尾巴的退化； 2. 哺乳動物斷奶后乳腺的退化性的變化等過程都與溶酶體有關。40細胞骨架 Cytoske

9、leton 胞質骨架：微絲核骨架： 核纖層 核基質微管中間纖維41細胞骨架功能 形態構建 細胞運動 物質運輸 能量交換 信息傳遞細胞分化細胞質中各種細胞器、酶和蛋白質都固定在細胞骨架上42細胞骨架蛋白質微管蛋白- 鞭毛、纖毛肌動蛋白微絲與細胞質流動相關中間纖絲-支撐和運動功能43細 胞 質 骨 架微絲微管中間纖維44微 絲 微絲（肌動蛋白纖維）是指真核細胞中由 肌動蛋白組成的骨架纖維。45微絲的功能肌肉收縮微絨毛應力纖維胞質環流和阿米巴運動胞質分裂環46微管的成分 微管由、兩種類型的微管蛋白亞基組成，兩種蛋白形成微管蛋白二聚體,是微管裝配的基本單位。 47微管的形態 微管是由微管蛋 白二聚體組

10、成的長管狀細胞器結構，微管壁由13根原纖維排列組成，微管可裝配成單管、二連管（纖毛和鞭毛中）、三連管（中心粒和基體中）48微管的功能維持細胞形態細胞內運輸鞭毛運動與纖毛運動紡錘體和染色體運動基粒與中心粒49核 糖 體 核糖體是合成蛋白質的細胞器,它的主要成分是蛋白與 RNA,其唯一的功能是按照mRNA的指令用氨基酸合成多肽鏈。50核糖體顯微照片51質膜（plasma membrane)內質網(endoplasmic reticulum)高爾基體（Golgi body)溶酶體（lysosome)線粒體（mitochondria)葉綠體（chloroplast)生物膜系統52（1）類脂（Lipid

11、):質膜結構的分子骨架，主要是磷脂質膜的分子結構53流動鑲嵌模型54（1）流動分子雙層內外層的脂與蛋白質不盡相同；糖鏈均在外表面（識別，免疫）。 生物膜特性( 2 )不對稱性55細胞核骨架56遺傳信息表達系統核被膜染色質和染色體核仁核糖體57核被膜核被膜可分為三個區域：核外膜（outer nuclear membrane）：面向胞質，附有 核糖體顆粒，與內質網相連。核內膜（inner nuclear membrane）：面向核質，表面 無核糖體顆粒，膜上有特異蛋白，為核纖層提 供結合位點。核孔（nuclear pore）：在內外膜的融合處形成環狀開 口。又稱核孔復合體，是選擇性雙向親水通道.5

12、8核 被 膜 結 構5960染 色 體短臂著絲粒長臂DNA染色單體61染色質與染色體 染色質(chromatin)是指間期細胞內由DNA、組蛋白、 非組蛋白及少量RNA組成的線性復合結構，是 間期細胞遺傳物質存在的形式。 染色體（chomosome）是指細胞在有絲分裂或減數分 裂過程中，由染色質聚縮而成的棒狀結構。62染色質的基本結構單位63多級螺線管模型螺線管核小體6465染色體66三、細胞過程分子運輸DNA復制增 殖蛋白質合成細胞代謝細胞信號傳導67分子運輸被動運輸（高濃度低濃度）梯度擴散：小分子（氧，二氧化碳）通過載體蛋白運輸主動運輸（低濃度高濃度，耗能）針對離子、生物大分子（蛋白質，核

13、酸，多糖）細胞外秘（胞吐）細胞內吞（胞吞）68主動運輸和被動運輸69內吞 70吞噬t-淋巴細胞吞噬入侵的大腸桿菌71DNA復制72增 殖 與 分 化有絲分裂減數分裂有絲分裂與減數分裂的關系有絲分裂一次，2個二倍體減數分裂兩次，4個單倍體73蛋白質合成第一步 DNA RNA 轉錄第二步 RNA Protein 翻譯74細胞代謝 細胞能量ATP （三磷酸腺苷）驅動生化反應、主動運輸光合作用將太陽光、CO2轉化為糖、O2 、ATP細胞呼吸動物細胞通過細胞呼吸產生能量75細胞信號傳導生物體中存在大量功能各異的細胞協同工作 細胞通訊兩類信號傳導 化學信號傳導 物理接觸信號傳導76信號傳導方式化學信號傳導

14、 物理接觸傳導77細胞的增殖與分化細胞繁殖（cell reproduction）： 細胞生命的一個基 本特征，單細胞生物以此繁殖后代，而多細胞生物是依賴它來完成個體發育，它是細胞分化的基礎，即組織、器官、系統形成的基礎。細胞分化（cell differentiation）： 胚胎細胞分裂后的未定型細胞或簡單可塑性細胞，在形態和化學組成上向專一性或特異性方向轉化，演變為特定細胞類型的過程。 細胞增殖、分化、死亡是多細胞生物的個體發育過程中三項基本的生命活動。78細 胞 分 裂 有絲分裂 單細胞生物繁殖 多細胞生物生長 減數分裂79有 絲 分 裂（M期）早中期后中期早后期后后期末期前期80有絲分裂周期G1期：DNA合成前期S期：DNA