章细胞的基本结构示范课件.ppt

1、章细胞的基本结构（优选）章细胞的基本结构v 细胞是由膜包围的原生质（细胞是由膜包围的原生质（protoplasm）团，通过团，通过 质膜与周围环境进行物质和信息交质膜与周围环境进行物质和信息交流流v 是构成有机体的基本单位，具有自我复制的能是构成有机体的基本单位，具有自我复制的能 力，是有机体生长发育的基础力，是有机体生长发育的基础v 是代谢与功能的基本单位，具有一套完整的代是代谢与功能的基本单位，具有一套完整的代 谢和调节体系谢和调节体系v 是遗传的基本单位，具有发育的全能性是遗传的基本单位，具有发育的全能性细胞是一切生命活动的基本结构和功能单位细胞是一切生命活动的基本结构和功能单位v 细胞

2、表面的一层单位膜，特称为质膜（细胞表面的一层单位膜，特称为质膜（plasmolemma；plasma membrane）。）。v 真核细胞除了具有质膜、核膜外，发达的细胞内膜形成了许多真核细胞除了具有质膜、核膜外，发达的细胞内膜形成了许多 功能区隔。功能区隔。v 由膜围成的各种细胞器，如核膜、内质网、高尔基体、线粒由膜围成的各种细胞器，如核膜、内质网、高尔基体、线粒 体、叶绿体、溶酶体等。在结构上形成了一个连续的体系，称体、叶绿体、溶酶体等。在结构上形成了一个连续的体系，称 为内膜系统（为内膜系统（endomembrane system）。）。v 内膜系统将细胞质分隔成不同的区域，即所谓的区隔

3、化内膜系统将细胞质分隔成不同的区域，即所谓的区隔化 （compartmentalization）。）。v 区隔化是细胞的高等性状，它不仅使细胞内表面积增加了数十区隔化是细胞的高等性状，它不仅使细胞内表面积增加了数十 倍，各种生化反应能够有条不紊地进行，而且细胞代谢能力也倍，各种生化反应能够有条不紊地进行，而且细胞代谢能力也 比原核细胞大为提高。比原核细胞大为提高。第一节第一节 真核细胞真核细胞一、质膜一、质膜v 细胞核（细胞核（nucleus）是细胞内最重要的细胞器，核表面是由双）是细胞内最重要的细胞器，核表面是由双 层膜构成的核被膜（层膜构成的核被膜（nuclear envelope），核内

4、包含有由），核内包含有由 DNA 和蛋白质构成的染色体（和蛋白质构成的染色体（chromosome）。）。v 间期染色体结构疏松，称为染色质（间期染色体结构疏松，称为染色质（chromatin）；有丝分裂）；有丝分裂 过程中染色体凝缩变短，称为染色体。其实染色质与染色体过程中染色体凝缩变短，称为染色体。其实染色质与染色体 只是同一物质在不同细胞周期的表现。只是同一物质在不同细胞周期的表现。v 染色体的数目因物种而异，有的如蕨类植物染色体的数目因物种而异，有的如蕨类植物Ophioglossum reticulum的染色体数多达的染色体数多达1260个；有的如马蛔虫个；有的如马蛔虫 Ascaris

5、 megalocephala 只有两条染色体。只有两条染色体。v 核内核内1至数个小球形结构，称为核仁（至数个小球形结构，称为核仁（nucleolus）。）。二、细胞核二、细胞核三、细胞质三、细胞质v 存在于质膜与核被膜之间的原生质称为细胞质（存在于质膜与核被膜之间的原生质称为细胞质（cytoplasm）v 细胞质中具有可辨认形态和能够完成特定功能的结构叫做细细胞质中具有可辨认形态和能够完成特定功能的结构叫做细 胞器（胞器（organelles）v 除细胞器外，细胞质的其余部分称为细胞质基质除细胞器外，细胞质的其余部分称为细胞质基质 （cytoplasmic matrix）或胞质溶胶（）或胞质

6、溶胶（cytosol），其体积），其体积 约占细胞质的一半。约占细胞质的一半。v 细胞质基质并不是均一的溶胶结构，其中还含有由微管、微细胞质基质并不是均一的溶胶结构，其中还含有由微管、微 丝和中间纤维组成的细胞骨架结构。丝和中间纤维组成的细胞骨架结构。v 具有较大的缓冲容量，为细胞内各类生化反应的正常进行提具有较大的缓冲容量，为细胞内各类生化反应的正常进行提 供了相对稳定的离子环境。供了相对稳定的离子环境。v 许多代谢过程是在细胞基质中完成的许多代谢过程是在细胞基质中完成的：蛋白质的合成蛋白质的合成核酸的合成核酸的合成脂肪酸合成脂肪酸合成糖酵解糖酵解磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径糖原代谢糖原代谢信号

7、转导信号转导v 供给细胞器行使其功能所需要的一切底物。供给细胞器行使其功能所需要的一切底物。v 细胞骨架参与维持细胞形态，做为细胞器和酶的附着点，并细胞骨架参与维持细胞形态，做为细胞器和酶的附着点，并 与细胞运动、物质运输和信号转导有关。与细胞运动、物质运输和信号转导有关。v 控制基因的表达与细胞核一起参与细胞的分化，如卵母细胞控制基因的表达与细胞核一起参与细胞的分化，如卵母细胞 中不同的中不同的mRNA定位于细胞质不同部位，卵裂是不均等的。定位于细胞质不同部位，卵裂是不均等的。v 参与蛋白质的合成、加工、运输、选择性降解。参与蛋白质的合成、加工、运输、选择性降解。（一）细胞质基质的功能（一）

8、细胞质基质的功能v 内质网（endoplasmic reticulum）：由膜围成一个连续的管道系统。粗 面内质网（rough endoplasmic reticulum，RER），表面附有核糖体，参与蛋白质的合成和加工；滑面内质网（smooth endoplasmic reticulum，SER）表面没有核糖体，参与脂类合成。v 高尔基体（Golgi body；Golgi apparatus）：由成摞的扁囊和小泡组 成，与细胞的分泌活动和溶酶体的形成有关。v 溶酶体（lysosome）：动物细胞中行细胞内消化作用的细胞器，含有多 种酸性水解酶。v 线粒体（mitochondrion）：由双层

9、膜围成的与能量代谢有关的细胞器，主要作用是通过氧化磷酸化合成ATP。v 叶绿体（chloroplast）：植物细胞中与光合作用有关的细胞器，由双层 膜围成。v 细胞骨架（cytoskeleton）：由微管、微丝和中间丝构成与细胞运动和 维持细胞形态有关。v 中心粒（centriole）：位于动物细胞的中心部位，故名，由相互垂直的 两组三联微管组成。中心粒加中心粒周物质称为中心体（centrosome）。v 微体（microbody）：由单层单位膜围成的小泡状结构，含有多种氧化 酶，与分解过氧化氢和乙醛酸循环有关。（二）主要细胞器（二）主要细胞器动物细胞的结构 植物细胞的结构一种钟形虫（伪彩色）

10、v 由于结构、功能和所处的 环境不同，各类细胞形态 千差万别，有圆形、椭圆 形、柱形、方形、多角 形、扁形、梭形，甚至不 定形。v 原核细胞的形状常与细胞 外沉积物（如细胞壁）有 关，如细菌细胞呈棒形，球形，弧形、螺旋形等不 同形状。v 单细胞的动物或植物形状 更复杂一些，如草履虫像 鞋底状，眼虫呈梭形且带 有长鞭毛，钟形虫呈袋 状。四、细胞的形状和大小四、细胞的形状和大小草履虫眼虫植物气孔SEM照片（伪彩色）v 高等生物的细胞形状与细胞功 能和细胞间的相互关系有关。动物体内具有收缩功能的肌 肉细胞呈长条形或长梭形；红细胞为圆盘状，有利于O2 和CO2的气体交换。植物叶表皮的保卫细胞成半 月形

11、，2个细胞围成一个气 孔，以利于呼吸和蒸腾。细胞离开了有机体分散存在 时，形状往往 发生变化，平 滑肌细胞在体 内成梭形，而 在离体培养时 则可成多角形。肌肉细胞v 一般说来，真核细胞的体积大于原核细胞，卵细胞大于体细 胞。v 大多数动植物细胞直径一般在2030m间。鸵鸟的卵黄直径可达5cm 支原体仅0.1m 人的坐骨神经细胞可长达1m 名称人卵口腔上皮细胞肝细胞红细胞变形虫伤寒菌肺炎球菌 大小（m）120752071002.4x0.50.2x0.1几种细胞的大小几种细胞的大小 每个细菌细胞约含500050000个核糖体，部分附着在细胞膜细胞基因组间传递DNA序列的过程称为DNA转导（DNA（

12、plasmid）。供给细胞器行使其功能所需要的一切底物。供给细胞器行使其功能所需要的一切底物。牵牛和泡桐的韧皮部中常有相应的支原体，从此发现了植物支四环素与链霉素很敏感，50S的大亚单位对红霉素与氯霉素很支原体：支原体细胞的荚膜（）病毒的生活周期可分为两个阶段：区隔化是细胞的高等性状，它不仅使细胞内表面积增加了数十病毒和细胞携带的遗传物质是衣原体Chlamydia pneumoniae 梨子形的原体（EBs），左、吸附在巨噬细胞表面，右、进入细胞内部的原体蝌蚪形（Tadpole-shape）：由一卵圆形的头及一条按传统分类系统，虽然大多数生物种容易归类，可是对某些生物来说却遇到了分类上的困难，

13、例如眼虫（Euglena）是一种单细胞生物，含有叶绿体，却不具有细胞壁；肽聚糖是革兰阳性菌细胞壁的主要成分，凡能破坏肽聚糖结的基因时，即意味着病毒出现了。氏阳性菌）或肽键（革兰氏阴性菌）桥接起来，形成了肽聚有的如马蛔虫 Ascaris衣原体（Chlamydia）很小，直径200nm-500nm，能通过细菌滤大肠杆菌TEM照片，核区为低电子密度区原核细胞（prokaryotic cell）没有核膜，遗传物质集中在一个没有明确界限的低电子密度区，称为拟核（nucleoid）。DNA为裸露的环状分子，通常没有结合蛋白，环的直径约为2.5nm，周长约几十纳米。大多数原核生物没有恒定的内膜系统，核糖体为

14、70S型，原核细胞构成的生物称为原核生物，均为单细胞生物。第二节第二节 原核细胞与古核细胞原核细胞与古核细胞v 细菌是在自然界分布最 广、个体数量最多的有机 体，是大自然物质循环的 主要参与者。v 细菌主要由细胞壁、细 胞膜、细胞质、核质体等 部分构成，有的细菌还有 夹膜、鞭毛、菌毛等特殊 结构。v 绝大多数细菌的直径大 小在0.55m之间。v 可根据形状分为三类，即：球菌、杆菌和螺旋菌 （包括弧形菌）。一、细菌一、细菌细菌的结构淋病球菌图片大肠杆菌棒状杆菌乳酸杆菌鼠疫杆菌炭疽杆菌白喉杆菌绿脓杆菌螺旋菌螺旋菌弧形霍乱菌厚度厚度：细胞壁厚度因细菌不同而异，一般为15-30nm。主要成分主要成分：

15、是肽聚糖 由N-乙酰葡糖胺（NAG）和N-乙酰胞壁酸(NAM)构成双糖 单元，以（1-4）糖苷键连接成大分子。N-乙酰胞壁酸分 子上有四肽侧链，相邻聚糖纤维之间的短肽通过肽桥（革兰 氏阳性菌）或肽键（革兰氏阴性菌）桥接起来，形成了肽聚 糖片层，像胶合板一样，粘合成多层。（一）细胞壁（一）细胞壁细胞壁的结构N-乙酰胞壁酸N-乙酰葡糖胺肽桥 肽聚糖中的多糖链在各物种中都一样，而横向短肽链却有种 间差异。u革兰氏阳性菌细胞壁厚约2080nm，有15-50层肽聚糖片层，每层厚 1nm，含20-40的磷壁酸（teichoic acid），有的还具有少量蛋白质。u革兰氏阴性菌细胞壁厚约10nm，仅2-3层

16、肽聚糖，其他成分较为复杂，由外向内依次为脂多糖、细菌外膜和脂蛋白。此外，外膜与细胞之间 还有间隙。肽聚糖是革兰阳性菌细胞壁的主要成分，凡能破坏肽聚糖结 构或抑制其合成的物质，都有抑菌或杀菌作用。如溶菌酶是 N-乙酰胞壁酸酶，青霉素抑制转肽酶的活性，抑制肽桥形成。细菌细胞壁的功能：u保持细胞外形u抑制机械和渗透损伤（革兰氏阳性菌的细胞壁能耐受20kg/cm2的压力）u介导细胞间相互作用（侵入宿主）u防止大分子入侵u协助细胞运动和分裂 脱壁的细胞称为细菌原生质体（bacterial protoplast）或 球状体（spheroplast，因脱壁不完全），脱壁后的细菌原 生质体，生存和活动能力大大

17、降低。是典型的单位膜结构，厚约810nm，外侧紧贴细胞壁，某 些革兰氏阴性菌还具有细胞外膜。通常不形成内膜系统，除核糖体外，没有其它类似真核细胞 的细胞器，呼吸和光合作用的电子传递链位于细胞膜上。某些行光合作用的原核生物（蓝细菌和紫细菌），质膜内褶 形成结合有色素的内膜，与捕光反应有关。某些革兰氏阳性细菌质膜内褶 形成小管状结构，称为中膜体 （mesosome）或间体，中膜体 扩大了细胞膜的表面积，提高 了代谢效率，有拟线粒体 （Chondroid）之称，此外 还可能与DNA的复制有关。（二）细胞膜（二）细胞膜白喉杆菌的间体白喉杆菌的间体 细菌和其它原核生物一样，没有核膜，DNA集中在细胞 质

18、中的低电子密度区，称核 区或核质体（nuclear body）。细菌一般具有1-4个核质体，多的可达20余个。核质体是环状的双链DNA分 子，所含的遗传信息量可编 码20003000种蛋白质，空 间构建十分精简，没有内含子。由于没有核膜，因此DNA的复 制、RNA的转录与蛋白的质合 成可同时进行，而不像真核细 胞那样这些生化反应在时间和 空间上是严格分隔开来的。（三）细胞质与核质体（三）细胞质与核质体核质体 每个细菌细胞约含500050000个核糖体，部分附着在细胞膜 内侧，大部分游离于细胞质中。细菌核糖体的沉降系数为70S，由大亚单位（50S）与小亚单 位（30S）组成，大亚单位含有23Sr

19、RNA，5SrRNA与30多种蛋白 质，小亚单位含有16SrRNA与20多种蛋白质。30S的小亚单位对 四环素与链霉素很敏感，50S的大亚单位对红霉素与氯霉素很 敏感。细菌核区DNA以外的，可进行自 主复制的遗传因子，称为质粒 （plasmid）。质粒是裸露的环状双链DNA分子，所含遗传信息量为2200个基因，能进行自我复制，有时能整合到 核DNA中去。质粒DNA在遗传工程 研究中很重要，常用作基因重组 与基因转移的载体。胞质颗粒是细胞质中的颗粒，起 暂时贮存营养物质的作用，包括 多糖、脂类、多磷酸盐等。电镜下显示内质网（兰色），电镜下显示内质网（兰色），核糖体颗粒（绿色）核糖体颗粒（绿色）病

20、毒，人类流感病毒有时也是丝形；的基因时，即意味着病毒出现了。病毒的前身很可能是在宿主染色体外独立进行复制的质粒病毒的生活周期可分为两个阶段：没有核膜，DNA集中在细胞线粒体（mitochondrion）：由双层膜围成的与能量代谢有关的细胞器，由N-乙酰葡糖胺（NAG）和N-乙酰胞壁酸(NAM)构成双糖单细胞的动物或植物形状（一）细胞质基质的功能DNA为裸露的环状分子，通常没有结合蛋白，环的直径约为2.与基因转移的载体。一类是病毒核衣壳颗粒为游离态，没有囊膜包被，也，芽孢已释放，仅存芽胞囊碎片（）超薄切片，28 000单细胞的动物或植物形状立克次氏体也是专性细胞内寄生的，主要寄生于节肢动物，有的

21、会通过蚤、虱、蜱、螨传入人体、如斑疹伤寒、战壕热。大多数原核生物没有恒定的内膜系统，核糖体为70S型，原核细胞构成的生物称为原核生物，均为单细胞生物。衣原体生活史特殊，具有感染力的个体称为原体(elementory一种细菌的负染照片，显示荚膜具有较大的缓冲容量，为细胞内各类生化反应的正常进行提装配信息来自分子本身。电镜下显示内质网腔和电镜下显示内质网腔和表面附着核糖体表面附着核糖体 电镜下显示核糖体（棕色颗粒）许多细菌的最外表还覆盖着一层多糖类物质，边界明显的称 为荚膜（capsule），如肺炎球菌，边界不明显的称为粘液 层（slime layer），如葡萄球菌。荚膜对细菌的生存具有重要意义：

22、p细菌可利用荚膜抵御不良环境p保护自身不受白细胞吞噬p有选择地粘附到特定细胞的表面上，表现出对靶细胞的专一攻击能力。例如，伤寒沙门杆菌能专一性地侵犯肠道淋巴组织。p细菌荚膜的纤丝还能把细菌分泌的消化酶贮存起来，以备攻击靶细胞之用。（四）其他结构（四）其他结构一种细菌的负染照片，显示荚膜细菌荚膜细菌的鞭毛细菌的鞭毛 鞭毛是某些细菌的运动器官，由一种称为鞭毛蛋白（flagellin）的弹性蛋白构成，结构上不同于真核生物的鞭毛。细菌可以通过调整鞭毛旋转的方向（顺和逆时针）来改变运动状态。大肠杆菌的菌毛大肠杆菌的菌毛菌毛是菌体表面极其的蛋白纤细，须用电镜观察。特点是：细、短、直、硬、多。菌毛与细菌运动

23、无关，根据形态、结构和功能，可分为普通菌毛和性菌毛两类。前者与细菌吸附和侵染宿主有关，后者为中空管子，与传递遗传物质有关。细菌以二分裂的方式繁殖，某些细菌处于不利的环境，或耗尽营养时，形成内生孢子，又称芽孢，是对不良环境有强抵抗力的休眠体，由于芽胞在细菌细胞内形成，故常称为内生孢子。大肠杆菌的分裂大肠杆菌的分裂（五）繁殖（五）繁殖细菌的繁殖细菌的繁殖芽孢的生命力非常顽强，有些湖底沉积土中的芽抱杆茵经500-1000年后仍有活力，肉毒梭菌的芽孢在pH 7.0时能耐受100煮沸5-9.5小时。芽孢由内及外有以下几部分组成：v 芽孢原生质（spore protoplast，核心core）：含浓缩的原

24、生质。v 内膜（inner membrane）：由原来繁殖型细菌的细胞膜形成，包 围芽孢原生质。v 芽孢壁（spore wall）：由繁殖型细菌的肽聚糖组成，包围内 膜。发芽后成为细菌的细胞壁。v 皮质（cortex）：是芽孢包膜中最厚的一层，由肽聚糖组成，但 结构不同于细胞壁的肽聚糖，交联少，多糖支架中为胞壁酐而 不是胞壁酸，四肽侧链由L-Ala组成。v 外膜（outer membrane）：也是由细菌细胞膜形成的。v 外壳（coat）：芽孢壳，质地坚韧致密，由类角蛋白组成 (keratinlike protein),含有大量二硫键，具疏水性特征。v 外壁（exosporium）：芽孢外衣，

25、是芽孢的最外层，由脂蛋白及 碳水化合物(糖类)组成，结构疏松。Bacillus anthracis的芽孢(B)枯草杆菌芽孢炭疽芽孢杆菌的芽孢：芽孢细胞质（SMp），芽孢类核（SN），芽孢细胞膜（SM），芽孢细胞壁（SW），芽孢皮层（SCt），外芽孢膜（OSM），和芽孢壳（SC）超薄切片，81 000 炭疽芽孢杆菌菌落表面的细胞呈曲线排列（）金属镀膜，1 500 菌毛是菌体表面极其的蛋白纤细，形成小管状结构，称为中膜体过程中染色体凝缩变短，称为染色体。都是细胞的寄生物，因此在进化上病毒的出现不可能早于细胞。的只含有3个基因，多的可达300个不牵牛和泡桐的韧皮部中常有相应的支原体，从此发现了植物支

26、支原体既无叶绿体也无细胞壁，古细菌既有原核生物的特征也具有真核生物的特征。主复制的遗传因子，称为质粒在结构上，噬菌体比我们大家熟知的细菌、真菌要简单得多。球状体（spheroplast，因脱壁不完全），脱壁后的细菌原organism）后来，人们从其它动物中陆续分离到多种类似于PPO引起天花一类疾病的痘病毒是最大、结构最复杂的一类病毒，外形呈砖状或面包状，大小300nm250nm100 nm，所以用光学显微镜就可以看到，但要看清表面结构还需要电子显微镜。megalocephala 只有两条染色体。供给细胞器行使其功能所需要的一切底物。病毒，人类流感病毒有时也是丝形；是对不良环境有强抵抗力的休眠扩

27、大了细胞膜的表面积，提高蓝藻属单细胞生物，有些蓝藻经常以丝状的细胞群体存在，炭疽芽孢杆菌的芽孢：，发芽中的芽孢，芽胞壳（）已崩解；发芽的芽胞，芽胞壳和胞子囊（）均已崩解；，芽孢已释放，仅存芽胞囊碎片（）超薄切片，28 000 支原体（mycoplasma）的大小通常为0.20.3m，可通过滤菌器。无细胞壁，不能维持固定的形态而呈现多形性。细胞膜中胆固醇含量较多，约占36%，这对保持细胞膜的完整性是必需的，凡能作用于胆固醇的物质（如二性霉素B、皂素等）均可引起支原体膜的破坏而使支原体死亡。肺炎支原体 二、支原体二、支原体支原体：支原体细胞的荚膜（支原体：支原体细胞的荚膜（）超薄切片，超薄切片，2

28、10 000210 000v 1898年，ENocard等从患传染性胸膜肺炎的病牛中首次分离出 支原体，当时称PPO（胸膜肺炎微生物，pleuropneumonmia organism）后来，人们从其它动物中陆续分离到多种类似于PPO 的微生物，因此就相应地称作PPLO（类胸膜肺炎微生物，pleuropneumonmia-like）。从1995年起支原体的名词就正式代 替了以前的PPO和PPLO。v 1967年，日本学者土居养二等发现患“丛枝病”的桑、马铃薯、矮 牵牛和泡桐的韧皮部中常有相应的支原体，从此发现了植物支 原体病原。目前，一般把植物支原体称为类支原体（MLO，即 Mycoplasm

29、a-like organisms）v 支原体是一类无细胞壁的原核生物。是整个生物界中能独立营养 的最小生物。v 支原体对人类的害处明显大于益处。许多支原体能引起动物 (牛、绵羊、山羊、猪、禽和人类)的病害；类支原体则可引起 桑、稻、竹和玉米等的矮缩病、黄化病及丛枝病；一些腐生的 支原体常常分布在污水、土壤或堆肥中；在受污染的组织培养 液中，也常找到支原体的踪迹v 支原体的特点：支原体的直径约为150300nm，一般为250nm左右，因此，在光学显微镜上属勉强可见；缺乏细胞壁，并由此引起一系列的其它特性，例如，细胞 呈革兰氏染色阴性反应，多形，易变，有滤过性，对渗透 压敏感，对表面活性剂（肥皂，

30、“新洁尔灭”等）和醇类敏 感，以及对抑制细胞壁合成的青霉素、环丝氨酸等抗生素 不敏感等；菌落小，直径一般仅为0.11.0mm,并呈特有的“油煎蛋”状；一般以二等分裂方式进行繁殖；能在含血清、酵母膏或胆甾醇等营养丰富的人工培养基上 独立生长；具有氧化型或发酵型的产能代谢，在好氧或厌氧条件下生长；对能与核糖体结合、抑制蛋白质生物合成的四环素、红霉素 以及毛地黄皂苷等破坏细胞膜结构的表面活性剂都极为敏感，由于细胞膜上含有甾醇，故对两性霉素、制霉菌素等多烯类 抗生素也十分敏感。v 目前已知的支原体种类已超过80种。支原体基因组为一环状双链DNA，分子量小（仅有大肠杆菌的五分之一），合成与代谢很有限。肺

31、炎支原体的一端有一种特殊的末端结构（terminal structure），能使支原体粘附于呼吸道粘膜上皮细胞表面，与致病性有关。v 衣原体（Chlamydia）很小，直径200nm-500nm，能通过细菌滤 膜。立克次氏体（Rickettsia）略大，大多不能通过滤菌膜。它们都有DNA和RNA，有革兰氏阴性细菌特征的含肽聚糖的细 胞壁，但酶系统不完全，必须在寄主细胞内生活，有摄能寄 生物(energe parasite)之称。v 砂眼是衣原体引起的，由于能形成包含体，起初被认为是大型 病毒，1956年，我国著名微生物学家汤飞凡及其助手张晓楼 等人首次分离到沙眼的病原体。v 衣原体生活史特殊，

32、具有感染力的个体称为原体(elementory body)，体积小，有坚韧的细胞壁。在宿主细胞内，原体逐渐 伸长，形成无感染力的个体，称作始体(initial body)，是一 种薄壁的球状细胞，体积较大，通过二等分裂的方式在宿主细 胞内形成一个微菌落，随后大量的子细胞又分化为具有感染能 力的原体。三、衣原体和立克次氏体三、衣原体和立克次氏体衣原体Chlamydia pneumoniae 梨子形的原体（EBs），左、吸附在巨噬细胞表面，右、进入细胞内部的原体附着在内皮细胞表面的立克次氏体和细胞内包含立克次氏体的内吞体 立克次氏体也是专性细胞内寄生的，主要寄生于节肢动物，有的会通过蚤、虱、蜱、螨

33、传入人体、如斑疹伤寒、战壕热。美国医生H.T.Richetts 1909年首次发现它是落基山斑疹伤寒的病原体，并于1910年牺牲于此病，故后人称这类病原体为立克次氏体。与衣原体的不同处在于其细胞较大，无滤过性，合成能力较强，且不形成包涵体。v 蓝藻又称蓝细菌（cyanobacterium），能进行与高等植物类 似的光合作用（以水为电子供体，放出O），与光合细菌的 光合作用的机制不一样，因此被认为是最简单的植物。v 蓝藻没有叶绿体，仅有十分简单的光合作用结构装置。v 蓝藻细胞遗传信息载体与其它原核细胞一样，是一个环状 DNA分子，但遗传信息量很大，可与高等植物相比。v 蓝藻细胞的体积比其它原核细

34、胞大得多，直径一般在士10um，甚至可达70m（颤藻）。v 蓝藻属单细胞生物，有些蓝藻经常以丝状的细胞群体存在，如：属蓝藻门念珠藻类的发菜（nostoc commune var.flagtlliforme）就是蓝藻的丝状体；做绿肥的红萍实际 上是一种固氮蓝藻与水生蕨类满江红的共生体。四、蓝藻四、蓝藻项圈藻Anabaena Cyanobacteria v 是一类很特殊的细菌，多生活在极端的生态环境中。v 具有原核生物的某些特征，如无核膜及内膜系统；v 也有真核生物的特征：以甲硫氨酸起始蛋白质的合成 核糖体对氯霉素不敏感 RNA聚合酶和真核细胞的相似 DNA具有内含子并结合组蛋白v 此外还具有既不

35、同于原核细胞也不同于真核细胞的特征：细胞膜中的脂类是不可皂化的；细胞壁不含肽聚糖，有的以蛋白质为主，有的含杂多糖，有的类似于肽聚糖，但都不含胞壁酸、D型氨基酸和二氨 基庚二酸。五、古细菌（五、古细菌（archaebacteria）能生长在90以上的高温环境。如斯坦福大学科学家发现的古细菌，最适生长温度为100，80以下即失活，德国的斯梯特（K.Stetter）研究组在意大利海底发现的一族古细菌，能生活在110以上高温中，最适生长温度为98，降至84即停止生长；美国的J.A.Baross发现一些从火山口中分离出的细菌可以生活在250的环境中。嗜热菌的营养范围很广，多为异养菌，其中许多能将硫氧化以

36、取得能量。显微镜下的嗜热菌显微镜下的嗜热菌极端嗜热菌（themophiles）生活在高盐度环境中，盐度可达25%，如死海和盐湖中。嗜盐菌极端嗜盐菌（extremehalophiles）极端嗜碱菌（alkaliphiles）：多数生活在盐碱湖或碱湖、碱池中，生活环境pH值可达11.5以上，最适pH值810。极端嗜酸菌（acidophiles）能生活在pH值1以下的环境中，往往也是嗜高温菌，生活在火山地区的酸性热水中，能氧化硫，硫酸作为代谢产物排出体外。产甲烷菌（metnanogens）：是严格厌氧的生物，能利用CO2使H2氧化，生成甲烷，同时释放能量。CO24H2CH42H2O能量 由于古细菌所

37、栖息的环境和地球发生的早期有相似之由于古细菌所栖息的环境和地球发生的早期有相似之处，如：高温、缺氧，而且由于古细菌在结构和代谢上的处，如：高温、缺氧，而且由于古细菌在结构和代谢上的特殊性，它们可能代表最古老的细菌。它们保持了古老的特殊性，它们可能代表最古老的细菌。它们保持了古老的形态，很早就和其它细菌分手了。所以人们提出将古细菌形态，很早就和其它细菌分手了。所以人们提出将古细菌从原核生物中分出，成为与从原核生物中分出，成为与原核生物（即真细菌原核生物（即真细菌eubacteriaeubacteria）、真核生物并列的一类。）、真核生物并列的一类。原核细胞与真核细胞的区别原核细胞与真核细胞的区别

38、区别区别原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞大小大小110m110m10100m10100m细胞核细胞核无核膜无核膜有双层的核膜有双层的核膜染色体形状染色体形状环状环状DNADNA分子分子线性线性DNADNA分子分子数目数目一个基因连锁群一个基因连锁群2 2个以上基因连锁群个以上基因连锁群组成组成DNADNA裸露或结合少量蛋白质裸露或结合少量蛋白质DNADNA同组蛋白和非组蛋白结合同组蛋白和非组蛋白结合DNADNA序列序列无或很少有重复序列无或很少有重复序列有重复序列有重复序列基因表达基因表达RNARNA和蛋白质在同一区间合成和蛋白质在同一区间合成RNARNA在核中合成和加工；蛋白质在细胞在核中合

39、成和加工；蛋白质在细胞质中合成质中合成细胞分裂细胞分裂二分或出芽二分或出芽有丝分裂和减数分裂，少数出芽生殖有丝分裂和减数分裂，少数出芽生殖内膜内膜无独立的内膜无独立的内膜有，分化成各种细胞器有，分化成各种细胞器鞭毛构成鞭毛构成鞭毛蛋白鞭毛蛋白微管蛋白微管蛋白光合与呼吸光合与呼吸酶分布酶分布质膜质膜线粒体和叶绿体线粒体和叶绿体核糖体核糖体70S70S（50S+30S50S+30S）80S80S（60S+40S60S+40S）营养方式营养方式吸收，有的行光合作用吸收，有的行光合作用吸收，光合作用，内吞吸收，光合作用，内吞细胞壁细胞壁肽聚糖、蛋白质、脂多糖、脂肽聚糖、蛋白质、脂多糖、脂蛋白蛋白纤维素

40、（植物细胞）纤维素（植物细胞）传统分类法根据生物的营养方式、运动能力和细胞结构的特点，把生物划分为动物界和植物界。植物细胞的主要特征是具有硬的细胞壁和进行光合作用的叶绿体。按传统分类系统，虽然大多数生物种容易归类，可是对某些生物来说却遇到了分类上的困难，例如眼虫（Euglena）是一种单细胞生物，含有叶绿体，却不具有细胞壁；细菌和真菌则有细胞壁而无叶绿体；支原体既无叶绿体也无细胞壁，古细菌既有原核生物的特征也具有真核生物的特征。这些生物按照传统分类法进行分类显然就要遇到困难。1970年C.Woese根据对16SrRNA核苷酸顺序的同源性比较，提出将生命划分为三界，即：真细菌、真核生物、古细菌。

41、1996年Bult领导的研究小组在Science上发表了詹氏甲烷球菌的全基因组序列，进一步证明它既不是典型的细菌也不是典型的真核生物，而是介于两者之间的生命体，即生命的第三形式。六、细胞结构与生物系统六、细胞结构与生物系统传统分类传统分类按细胞结构分类按细胞结构分类细胞类型细胞类型Whittaker 1969Dodson 1971植植物物界界细菌细菌原核生物原核生物界界细菌细菌原核生物原核生物界界细菌细菌原核细胞原核细胞蓝藻蓝藻蓝藻蓝藻蓝藻蓝藻金藻金藻原生生物原生生物界界金藻金藻植物界植物界金藻金藻真核细胞真核细胞绿藻绿藻原生动物原生动物绿藻绿藻红藻红藻真菌界真菌界粘菌粘菌红藻红藻褐藻褐藻真正

42、真菌真正真菌褐藻褐藻粘菌粘菌 绿藻绿藻粘菌粘菌真正真菌真正真菌红藻红藻真正真菌真正真菌苔藓维管动苔藓维管动物物褐藻褐藻苔藓苔藓原生动物原生动物苔藓苔藓维管植物维管植物后生动物后生动物维管植物维管植物维管植物维管植物动动物物界界原生动物原生动物动物界动物界后生动物后生动物动物界动物界原生动物原生动物后生动物后生动物后生动物后生动物v 病毒（病毒（VirusVirus）是一类非细胞形态的介于生命与非生命）是一类非细胞形态的介于生命与非生命 形式之间的物质。形式之间的物质。v 病毒主要特征：病毒主要特征：个体微小，可通除滤菌器，大多数必须用电镜才能看见个体微小，可通除滤菌器，大多数必须用电镜才能看见

43、仅具有一种类型的核酸，或仅具有一种类型的核酸，或DNA或或RNA，没有含两种核，没有含两种核 酸的病毒酸的病毒专营细胞内寄生生活专营细胞内寄生生活具有受体连结蛋白（具有受体连结蛋白（receptor binding proteinreceptor binding protein），与），与 敏感细胞表面的病毒受体连结，进而感染细胞敏感细胞表面的病毒受体连结，进而感染细胞第三节第三节 病毒与蛋白质感染因子病毒与蛋白质感染因子v 病毒的大小一般在1030nm之间。v 结构简单，由核酸（DNA或RNA）芯和 蛋白质衣壳（capsid）所构成，称核 衣壳（nucleocapsid），衣壳有保护 病毒核

44、酸不受酶消化的作用。v 各种病毒所含的遗传信息量不同，少 的只含有3个基因，多的可达300个不 同的基因。v 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）。v 病毒的形成不需要酶的参加，只要条件具备，核酸和蛋白质便 可自我装配（self assembly）成病毒。其装配形式有二十面二十面 体对称体对称、螺旋对称螺旋对称和复合对称复合对称三种类型。二十面体对称型的衣壳蛋白形成二十面体，核酸包在其中螺旋对称型的衣壳蛋白与核酸呈螺旋形排列，核酸交织在其中复合对称型为同时具有或不具有两种对称性形式的病毒一、病毒的形态和结构一、病毒的形态和结构 动物和植物病毒，特别是相

45、当多的动物病毒，其核衣壳外面还有一层或多层由糖蛋白、脂类所构成的囊膜把它们包裹起来，如流感病毒、疱疹病毒、狂犬病毒、水泡性口膜炎病毒以及小麦丛矮病毒等。有的病毒在囊膜的最外层还有突起物。引起天花一类疾病的痘病毒是最大、结构最复杂的一类病毒，外形呈砖状或面包状，大小300nm250nm100 nm，所以用光学显微镜就可以看到，但要看清表面结构还需要电子显微镜。它的核衣壳的结构复杂，而且囊膜上还有很多管状突起物。动物、植物病毒的结构昆虫病毒基本分三类：一类是病毒核衣壳颗粒为游离态，没有囊膜包被，也 没有结晶状蛋白质包被的；第二类是核衣壳外有囊膜包被的；第三类是核衣壳外面有很多蛋白质晶体包被，形成多

46、 角形的包涵体，呈四面、长方、六面和十二面等，所以称为多角体病毒。昆虫病毒的结构噬菌体是一类寄生于细菌的病毒的总称，英文名称为噬菌体是一类寄生于细菌的病毒的总称，英文名称为bacteriophagebacteriophage，简称，简称phagephage，来源于希腊文，来源于希腊文“phagos”phagos”，是，是“吞噬吞噬”的意思。在结构上，噬菌体比的意思。在结构上，噬菌体比我们大家熟知的细菌、真菌要简单得多。关于噬菌体的我们大家熟知的细菌、真菌要简单得多。关于噬菌体的结构、侵染方式、复制、成熟（包装）等是病毒学中研结构、侵染方式、复制、成熟（包装）等是病毒学中研究的最早、最清楚的一类

47、病毒。如果在培养皿中使培养究的最早、最清楚的一类病毒。如果在培养皿中使培养基内长满细菌，就好像一片草地，如果有噬菌体活动，基内长满细菌，就好像一片草地，如果有噬菌体活动，我们就能在这片我们就能在这片“草地草地“上发现一个个透明的圆圈，这上发现一个个透明的圆圈，这是因为细菌被噬菌体分解了。我们把这些透明圈称为噬是因为细菌被噬菌体分解了。我们把这些透明圈称为噬菌斑。菌斑。细菌病毒细菌病毒噬菌体的结构噬菌体的结构病毒衣壳的排列方式v 一个成熟有感染性的病毒颗粒称一个成熟有感染性的病毒颗粒称“病毒体病毒体”（VirionVirion）。）。v 电镜观察有五种形态；电镜观察有五种形态；球形（球形（Sph

48、ericitySphericity）：大多数人类和动物病毒为球形，）：大多数人类和动物病毒为球形，如脊髓灰质炎病毒、疱疹病毒及腺病毒等；如脊髓灰质炎病毒、疱疹病毒及腺病毒等；丝形（丝形（FilamentFilament）：多见于植物病毒，如烟草花叶病）：多见于植物病毒，如烟草花叶病 病毒，人类流感病毒有时也是丝形；病毒，人类流感病毒有时也是丝形；弹形（弹形（Bullet-shapeBullet-shape）：形似子弹头，如狂犬病毒、：形似子弹头，如狂犬病毒、疱疹性口炎病毒等，其他多为植物病毒。疱疹性口炎病毒等，其他多为植物病毒。砖形（砖形（Brick-shapeBrick-shape）：如天花

49、病毒、牛痘苗病毒等；）：如天花病毒、牛痘苗病毒等；蝌蚪形（蝌蚪形（Tadpole-shapeTadpole-shape）：由一卵圆形的头及一条）：由一卵圆形的头及一条 细长的尾组成，如噬菌体。细长的尾组成，如噬菌体。v 其中：其中：球形为二十面体对称球形为二十面体对称丝形、弹形为螺旋对称丝形、弹形为螺旋对称砖形、蝌蚪形为复合对称砖形、蝌蚪形为复合对称脊髓灰质炎病毒脊髓灰质炎病毒球形 疱疹病毒疱疹病毒球形腺病毒烟草花叶病毒。丝型丝型疱疹性口炎（疱疹性口炎（vesicular stomatitisvesicular stomatitis）弹形狂犬病毒狂犬病毒人类天花病毒（图中深染的颗粒）人类天花病

50、毒（图中深染的颗粒）砖形琴纳给儿子接种牛痘苗琴纳给儿子接种牛痘苗T4T4噬菌体噬菌体蝌蚪形v 有的病毒衣壳外面尚有一层被膜（有的病毒衣壳外面尚有一层被膜（viral envelope），这层被），这层被 膜是病毒粒子脱离细胞时，包被上的宿主细胞的质膜，被膜膜是病毒粒子脱离细胞时，包被上的宿主细胞的质膜，被膜中中 含有病毒融合蛋白（含有病毒融合蛋白（viral fusion protein），如流感病毒。），如流感病毒。v 病毒融合蛋白在病毒进入宿主细胞时起着关键作用。病毒融合蛋白在病毒进入宿主细胞时起着关键作用。v 病毒只有在侵入细胞以后才表现出生命现象。病毒只有在侵入细胞以后才表现出生命现象