第二篇生命的結構基礎—細胞三大類生物有不同的細胞類型

原核生物沒有含膜的細胞器肽聚糖組成的細胞壁脂肪酸構成的膜1-10μm細菌域原核生物沒有含膜的細胞器假肽聚糖和蛋白質組成的細胞壁非脂肪酸組成的膜1-10μm古生菌域真核生物含有膜分界的細胞器很多含有由幾丁質或纖維素組成的細胞壁脂肪酸構成的膜10-100μm包括原生生物、植物界、真菌界和動物界真核生物共同祖先細胞的大小

SizeofCell植物細胞的基本結構組成細胞壁（胞間層、初生壁、次生壁）

植物細胞細胞膜原生質體細胞質（胞基質、各種細胞器）細胞核（核膜、核仁、核質）細胞基本結構和功能

(1)植物細胞的基本結構Cellmembrane細胞膜，Cytoplasma細胞質，

Nucleus核,Nucleolus核仁，RoughER粗面內質網，SmoothER滑面內質網，Ribosome核糖體，Golgibody高爾基體，Mitochondrion線粒體，Chloroplasts葉綠體，Peroxisome過氧化物酶，Vocuole液泡，Plasmodermata胞間聯絲，(2)動物細胞的基本結構(3)動植物細胞的主要區別

動物植物細胞壁

√細胞膜√√細胞質√√細胞核√√質體√(葉綠體有色體等液泡√線粒體√√高爾基體√√內質網√√核糖體√√細胞骨架√√溶酶體√√膜分隔細胞與其周圍環境

膜磷脂（A）磷脂分子有一個親水性頭部和兩個疏水性尾部。（B）磷脂在水中形成雙分子層，親水性頭部暴露在水中，疏水性尾巴彼此相對遠離水。電子顯微照片顯示了磷脂雙分子層的截面圖。（C）磷脂是細胞膜的基礎。細胞膜由脂類和蛋白質形成，是流動鑲嵌模型

功能：膜可以把每個細胞的細胞質與周圍環境分開；細胞表面可以運輸物質；接收并應答外界信號（信號轉導）。膜蛋白的分類轉運蛋白:通過此通道水溶性分子和離子可進出細胞

受體蛋白:受體是暴露在膜外側的一些膜蛋白，結合胞外分子，引起細胞內一系列反應酶:這些蛋白可加速化學反應

識別蛋白:附著在細胞表面的糖類（“標簽”）幫助識別它自身的細胞

粘著蛋白:這些表面蛋白使細胞間粘著在一起細胞核（a）細胞核由兩層膜組成的核膜包圍(b)核膜上的孔允許分子進出細胞核(c)深色部位是核糖體形成和組裝的部位內質網和高爾基體內質網粗面內質網是細胞核外膜的延伸，分泌蛋白合成位點。粗面內質網其表面有核糖體，有粗糙的表面；光面內質網是一系列相互連接的細管，脂質合成和其他代謝過程位點。

高爾基體高爾基體由一系列膜小體和扁平囊組成。高爾基體可以將運輸到其內的蛋白質分類和加工，然后再運輸到細胞表面或溶酶體。

蛋白質產生過程

溶酶體、液泡和過氧化物酶體是細胞消化中心溶酶體（Lysosomal）是含有酶的器官，它可以分解細菌、器官和殘骸

過氧化物酶體

a.過氧化物酶體里面高濃度的酶使蛋白質晶體化，結果器官呈現出獨特外表；b.過氧化物酶體里含有很多酶，這些酶可以催化很多反應，可以促進光合作用及解毒作用。葉綠體是葡萄糖制造工廠

葉綠體是光合作用發生的場所葉綠體基質內含基粒（類囊體相互堆疊而成）。酶和捕光蛋白質鑲嵌在類囊體膜上，將光能轉化為化學能。葉綠體包含DNA及核糖體，編碼與葉綠體結構和功能相關的蛋白質。線粒體從營養物中獲取能量線粒體從食物中獲取能量線粒體內電子傳遞的顯微圖片顯示嵴（內膜折疊形成）可增加細胞呼吸反應的有效表面積。線粒體也含有自己的DNA及核糖體，通過母系遺傳。

細胞骨架是真核細胞的支持物

細胞骨架由棒狀和管狀蛋白組成細胞骨架的三種主要成分是微絲、中間纖維和微管，在圖中由小到大自左至右排列（上圖）。下圖共聚焦顯微照片顯示微絲（左圖，紅色;）中間纖維絲（中圖，綠色），微管（右圖，綠色）。微管參與細胞分裂和細胞移動微絲使細胞內的其他部分移動中間纖維維持形狀和連接細胞細胞間相互連接和聯系

植物細胞連接連接細胞的細胞壁是非常復雜的。它們由多層構成，通過中間層相互連接。胞間連絲將鄰近細胞的細胞質相連。插圖顯示了構成細胞壁的原纖維。圖3.22動物細胞連接這些細胞描述了動物細胞所有三種連接。緊密連接：將鄰近的細胞膜融合起來；錨點連接：通過中間纖維形成“焊點”；間隙連接：通過蛋白通道允許小分子在鄰近細胞之間進出，它與植物的胞間連絲類似。(4)植物細胞的特有結構A.細胞壁

細胞壁圍繞細胞,并維持細胞的形狀電鏡下的細胞壁初生壁次生壁中層細胞壁的亞顯微結構UltrastructuresofcellwallCellwiththeMacrofibrilsmicrofibrilsCellulosemoleculesecondarywall具次生壁細胞大纖絲微纖絲纖維素分子鏈

micelle微團Pit紋孔微纖絲半纖維素果膠初生細胞壁的化學組成總是含有纖維素，纖維素是滲水的，各種液體可以通過。其他的壁物質如,lignin（木質素）,hemicellulose（半纖維素）,pectin（果膠）填充在纖維素的框架中。

細胞壁上有

紋孔（pit）次生壁在加厚的過程中，并不是均勻地增厚，在很多地方留有一些沒有增厚的部分，這里沒有次生壁，只具有胞間層和初生壁，這種比較薄的區域稱為紋孔。紋孔的結構SimplepitsBorderedpits具緣胞間連絲(Plasmodesmata)聯系相鄰兩個細胞的原生質細絲；是細胞原生質體之間進行物質運輸和信號傳導的橋梁。

Plasmodesmata

under

electron

microscopeUltrastructurePlasmodesmata細胞壁的特化

細胞壁為非活性物質

細胞壁執行多種功能

Protection,support,transport,secretion

保護支持運輸分泌細胞壁上有時會積累一些細胞分泌的其他分子：enzymes（酶）,mucilaginousexudates（黏液）,polyphenolics（酚類）,pigments（色素），cutin(角質)foundonleaves，lignin(木質）andsuberin(栓質）foundindifferentregionsofrootsandstems.B.質體(Plastid)Stroma：基質，Granum：基粒Thylakoid：類囊體積聚淀粉和脂類等物質。質體與光合作用

葉綠體類型與結構葉綠體的超微結構模型thylakoids(類囊體）grana（基粒）Granalamella基粒片層internalmembranesystem內膜系統intergranallamella基粒間片層stroma(基質）.

TranslationofplastidsC.

液泡(vacuole)Vacuolesinamaturecell在成熟細胞中，液泡占細胞體積80-90%。細胞液的成分：water,salts,sugarsanddissolvedprotein.Crystals(calciumoxalate

草酸鈣結晶）液泡的形成Function:

Storage（儲藏）

Pigment（色素）deposition(anthocyanins花青素）；Digestiveactivity消化作用：breakdownofMacromolecules;RegulationofpHandinfiltrationPress(滲透壓）3.植物細胞的生長和分化細胞的生長：細胞體積和重量不可逆的增加，包括細胞原生質體的生長和細胞壁的生長。細胞的分化(CellDifferentiation)思考題原核細胞與真核細胞有什么不同？細菌與古生菌的相同點與不同點？細胞膜主要組成部分有哪些？膜蛋白功能有哪些？細胞是如何檢測和響應外部信號的*？

哪些器官相互作用用于合成和分泌復雜物質？如蛋白質哪種器官是細胞的“循環中心”？哪種器官可以從營養分子中獲取化學能？

細胞骨架的功能有哪些？

細胞骨架的主要成分有哪些？植物細胞壁的化學組分？胞間連絲是什么？動物細胞連接的三種類型。.

第三篇生物的分界二界系統林奈(CarlLinnaeus1707-1778)動物界植物界藻類植物菌類植物地衣植物門苔蘚植物門蕨類植物門裸子植物門被子植物門五界系統六界系統

新五界系統(2009)動物界綠色植物界真菌界原生生物界原核生物界(藍藻、細菌）最新分類：三域六界原核生物界及病毒第一節病毒第二節原核生物界一、病毒的形態二、病毒的結構三、病毒的增殖四、病毒與疾病第一節病毒（Virus）病毒的概念ConceptofVirus

是一類形體極其微小（100nm）、結構十分簡單，能侵染特定活細胞的遺傳因子。具有下列特征：

能通過細菌過濾器；有一核酸（DNA或RNA）組成的核心＋蛋白外殼有的有外膜(來自寄主);

需要借助侵染活細胞的代謝體系來增殖;

在體(細胞)外,以無生命的化學大分子存在;

細胞內,可潛伏存在,并保持活化的能力是介于生物與非生物間的極其簡單的生命形式。一、病毒的形態桿狀病毒蝌斗型或彈頭型二十面型球型，有囊膜包被橢圓型，有囊膜包被，1、核酸芯子。一個單鏈或雙鏈的

DNA或RNA分子。2、蛋白質--殼體(capsid)。

一、病毒結構---以細菌病毒(噬菌體)為例真核細胞病毒囊膜（很多動物病毒具有）---是一層由脂類雙分子層構成的外衣，它來自寄主的細胞膜或核膜。乙肝病毒囊膜衣殼DNA聚合酶二、病毒的增殖

必須在細胞內進行,是徹底的寄生物。在宿主細胞內分別

復制病毒核酸;翻譯病毒蛋白，然后將核酸與蛋白裝配成病毒的基本結構。附著釋放核酸合成病毒N+P組裝新病毒釋放新病毒二、病毒的增殖病毒增殖例子--噬菌體的復制

溶菌性（毒性）噬菌體使細菌破裂死亡。

溶原性（溫和）噬菌體整合到寄主DNA中的噬菌體DNA稱為原病毒。溶原性病毒有時也能脫離寄主DNA而進入溶菌周期。１）溶菌性噬菌體增殖２）溶原性噬菌體電鏡下的噬菌體病毒噬菌體增殖和溶菌現象真核細胞病毒的繁殖1.帶有囊膜的病毒入侵細胞;2.大多病毒的DNA在寄主細胞核中復制,并轉錄mRNA;3.mRNA進入細胞質;4.mRNA轉譯衣殼蛋白和糖蛋白;5.糖蛋白由內質網送至細胞表面,衣殼蛋白進入細胞核;6.病毒粒擠出細胞膜,外被囊膜三、病毒與疾病

AIDS---acquiredimmunedeficiencysyndrome

獲得性免疫缺陷綜合癥

HIV-----humanimmune-deficiencyvirus

人類免疫缺陷病毒分類屬于：反轉錄病毒科，慢病毒屬，靈長類免疫缺損病毒亞屬糖蛋白：專門識別T淋巴細胞并與之結合包膜：類脂為主HIV模型圖脂雙層膜gp120gp41包膜糖蛋白p24衣殼蛋白p18衣殼蛋白病毒RNA逆轉錄酶蛋白酶整合酶潛伏期復制期爆發期HIV的復制1、病毒膜蛋白gpl20與細胞表面的CD4受體蛋白結合2、HIV與受體結合后，病毒核心蛋白和兩條RNA鏈進入細胞3、反轉錄酶以病毒RNA為模板合成單鏈DNA，并由宿主細胞DNA聚合酶合成雙鏈DNA(原病毒)4、雙鏈DNA經環化后進入細胞核并整合到染色體上，病毒核酸隨細胞的分裂而傳至子代細胞，可長期潛伏。主要過程如下：①原病毒整合到宿主染色體上，無癥狀；②原病毒利用宿主細胞的轉錄和合成系統轉錄產生病毒mRNA，其中一部分編碼病毒蛋白，與基因組RNA組裝成新的病毒顆粒，從寄主細胞釋放出來侵染其它健康細胞；③寄主細胞瓦解死亡。HIV診斷

抗HIV治療

高效抗逆轉錄病毒治療（HighlyActiveAntiretroviral

Therapy，HAART）是艾滋病的最根本的治療方法。而且需要終生服藥。治療目標：最大限度地抑制病毒的復制，保存和恢復免疫功能，降低病死率和HIV相關性疾病的發病率，提高患者的生活質量，減少艾滋病的傳播。

①國際現有藥物：六大類30多種。核苷類反轉錄酶抑制劑（NRTIs）、非核苷類反轉錄酶抑制劑（NNRTIs）、蛋白酶抑制劑（PIs）、整合酶抑制劑（raltegravir）、融合酶抑制劑（FIs）及CCR5抑制劑（maraviroc）。②國內ARV藥物：有前4類，12種。

1996年7月，美籍華裔科學家何大一在溫哥華舉行的國際艾滋病學術會議上提出采用“雞尾酒”式的混合藥物治療方法，即用蛋白酶抑制劑與逆轉錄酶抑制劑聯合治療艾滋病，取得了較好的效果。其結果是：大部分早期艾滋病病毒感染者治療后血液中測不到艾滋病病毒；晚期艾滋病病毒感染者治療后血液中病毒載量降低，部分病人的病情明顯好轉，這說明聯合治療有效地控制了艾滋病病毒復制，減少機會性感染的發生。

嚴重急性呼吸綜合征(SevereAcuteRespiratorySyndrome,SARS)一種以前未知的冠狀病毒(Coronavirus)，為導致嚴重急性呼吸綜合征(SARS)的病原體，并命名為SARS冠狀病毒(SARSCoronavirus,SARS-CoV)

病毒包膜主要包括三種糖蛋白，為S蛋白(SpikeProtein)、M蛋白(MembraneProtein)、E蛋白(EnvelopeProtein)。在部分病毒株中還能找到一種HE蛋白(Haemagglutinin-esterase)。其中S蛋白即伸出包膜的棒-球形的糖蛋白，它在病毒與宿主細胞表面受體結合及介導膜融合進入細胞的過程中。

位于病毒顆粒中央的不規則核酸部分即病毒基因組，其上結合有核殼體蛋白(N蛋白，NucleocapsidProtein)。冠狀病毒基因組RNA(GenomicRNA)是一個無分段的，正義單鏈RNA，長度一般在27-31kb。該RNA鏈具有一個正鏈RNA病毒特有的重要結構特征：即RNA鏈5`端有甲基化帽(methylatedcap)、3`端有PolyA尾的結構。這一結構，和真核mRNA非常相近，也是其基因組RNA自身即可發揮翻譯模板作用的重要結構基礎。人類及動物傳染病的主要原因艾滋病、天花、流感、麻疹、肝炎、登革熱、牛痘、狂犬病、動物口蹄疫。15%的腫瘤是病毒引起無脊椎動物病毒，1700多，如蝦、蜂、蠶，病毒殺蟲植物疾病---600多煙草花葉病、水稻黃矮病等。微生物病毒（包括真菌病毒），6種形態，一些常見的動植物病毒狂犬病病毒（Rabiesvirus）煙草花葉病毒（Tobaccomosaicvirus）病毒和細胞在起源和進化中的關系

生物大分子---病毒---細胞生物大分子---細胞---病毒類病毒（Viroid)：只含有裸露的低分子量RNA的病原體。只在植物中發現此類病毒。朊病毒（Prions):是不含核酸的蛋白質病原。

番茄類病毒的危害瘋牛病MadCowDisease由朊病毒引起思考題什么是病毒？其基本特征及分類？病毒與細菌及真核細胞有什么異同？試述病毒的增殖方式？以HIV為例什么是類病毒，朊病毒？與病毒的區別細菌（bacteria）古細菌（Archaea)藍細菌(藍藻)BlueAlgae第二節原核生物界

Prokaryote細胞的類型：1.細菌的形態結構2.細菌的繁殖3.細菌的類群4.細菌與人類的關系(一）細菌（bacteria）1.細菌的形態結構1)細菌形態：球形、桿形和螺旋形

球菌螺旋菌桿菌2）細菌結構A.細胞壁（肽聚糖）B.細胞膜,細胞質C.核質體D.鞭毛運動功能E.莢膜細胞壁細胞膜細胞質核區鞭毛莢膜質粒存在于細胞質中的環形DNA。2）細菌結構質粒細菌莢膜：多糖類物質，具有抵抗吞噬及體液中殺菌物質的作用。核質體：是原核生物細胞內，無核膜、核仁，不與組蛋白結合，大型閉合環狀的雙鏈DNA分子。質粒：是獨立于核質體外的閉合環狀的雙鏈DNA。能獨立復制,也能插入細菌染色體中或從中脫出。也可攜帶外源DNA片段共同復制。細菌革蘭氏染色紫色＝陽性粉色＝陰性由于細胞壁肽聚糖的厚薄所至2.細菌的繁殖細菌以二分裂方式無性繁殖(20分鐘/代)群體形式---菌落。粘質沙雷氏菌銅綠假單孢菌3.細菌的類群古細菌真細菌細菌的營養和呼吸類型細菌的營養：根據細菌攝取營養物質的性質和最初能量的來源，分類光能自養型光能異養型化能自養型化能異養型:絕大多數細菌，腐生、寄生呼吸類型：生物從基質氧化過程獲得能量。根據基質氧化脫下的氫和電子的最終受體性質不同，分類有氧呼吸：好氧菌無氧呼吸：厭氧菌發酵：厭氧菌在無氧情況下的產能反應細菌的系統地位真細菌

古細菌真核生物

共同祖先古細菌(archaeobacteria)生存在對于現代生物是極其苛刻的生態環境中。

產甲烷古細菌群

---生于沼澤、污水等厭氧環境

極端嗜鹽古細菌群

---生存于含鹽量達20-30%甚至更高的水中。

極端嗜熱代謝硫古細菌群

---生存于含S的熱泉中，70-105℃。4.細菌與人類的關系

1）人體細菌--共棲細菌、致病細菌。鼠疫、霍亂、猩紅熱、破傷風、結核、傷寒、百日咳等2）植物細菌病

如土壤農桿菌---導致冠癭瘤3）工業應用發酵食品工業等4）參與生態系統的物質循環。原核生物（細菌）－－－對人類生命是必需的．4.細菌與人類的關系固氮細菌－－根瘤菌－－可以使農業增收4.細菌與人類的關系4.細菌與人類的關系

生產食品和藥物以及污水處理等胰島素奶酪圬水處理真細菌的類型放線菌G+線狀細菌，有外生孢子，有些事醫用抗生素的產生菌（鏈霉菌屬）螺旋體人類梅毒病G-好氧桿菌和球菌廣布肺炎、淋病、腦膜炎等兼性厭氧桿菌G-廣布土壤、植物和動物腸道立克次氏體和衣原體G-、