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第三章. 生命活动的基本单位 - 细胞. 3.1 细胞的发现和细胞学说的建立 3.2 细胞的基本概念 3.3 细胞的基本结构 3.4 生物膜 3.5 细胞的分裂与细胞周期. 3.1 细胞的发现和细胞学说的建立. 显微镜的发明 细胞是生命活动的基本单位. 显微镜的发明. 1665 年 Robert Hooke. Anton van Leeuwenhoek. 透射电子显微镜. 扫描电子显微镜. 光学显微镜. 显微镜的发明打开了微观世界的大门. 1838 年， Matthias Schleiden
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第三章 生命活动的基本单位 -细胞
3.1 细胞的发现和细胞学说的建立 • 3.2 细胞的基本概念 • 3.3 细胞的基本结构 • 3.4 生物膜 • 3.5 细胞的分裂与细胞周期
3.1 细胞的发现和细胞学说的建立 • 显微镜的发明 • 细胞是生命活动的基本单位
显微镜的发明 1665年Robert Hooke Anton van Leeuwenhoek
透射电子显微镜 扫描电子显微镜 光学显微镜 显微镜的发明打开了微观世界的大门
1838年，Matthias Schleiden • 1839年, Theodor Schwann • 1855年，Virchow • 细胞学说可以归纳为以下三点： 1.所有生物都由细胞和细胞的产物组成； 2.新的细胞必须经过已存在的细胞分裂而产生。 3.每一个细胞可以是独立的生命单位，许多细胞又可以共同形成生物体或组织。
细胞学说的科学意义 细胞学说的提出先于进化论约20年，它与进化论一起，奠定了生物科学的基础。细胞学说使生命世界有机结构多样性的统一，从哲学推断走向自然科学论证。
细胞学说被认为是 19 世纪自然科学的重大发现之一。 值得注意的是，从两篇经典的论文看来，细胞学说不但关系到生物体的构造，也关系到生物体的生长与发育。
最初提出细胞学说观点的两篇论文是: 德国植物学家施莱登 1838 年发表的论文 : 『论植物发现』; 德国动物学家施旺 1839 年发表的论文: 『动、植物结构与生长相似性的显微研究』。
有没有非细胞生命？ 19 世纪末，人们逐渐发现比细菌还小的“传染性的活性成份”，称为病毒。 1930s－1940s 期间弄清病毒的化学本质和电镜结构。 看来，病毒是一类不具细胞结构的生命形态。
最简单的病毒仅由核酸大分子和蛋白质大分子组成。但是，病毒颗粒必需进入寄主活细胞才能表现出生命的各方面特性。最简单的病毒仅由核酸大分子和蛋白质大分子组成。但是，病毒颗粒必需进入寄主活细胞才能表现出生命的各方面特性。 乙型肝炎病毒（HBV） HIV病毒
3.2 细胞的基本概念 • 原生质 1860年，德国生物学家舒尔采(Schuttze)提出原生质是生命的物质基础，或者说是生命物质体系的总称。具体说就是细胞所含的生活物质，包括细胞核(nucleus)和周围的细胞质(cytoplasm)
细胞的类别 • 原核细胞 • 真核细胞
依据有无细胞核，整个生命世界可以区分为两大类：原核生物 真核生物细 菌 植 物 放线菌 动 物 蓝 藻 真 菌（霉菌、酵母) 等 等 原生动物 藻 类
原核细胞 • 遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个环状DNA构成。 • 细胞内没有核膜和具有专门结构与功能的细胞器的分化。
纤毛 叶绿体 高尔基体 线粒体 细胞膜 细胞质 线粒体 细胞核 细胞壁 中心体 细胞膜 高尔基体 细胞质 液泡 细胞核 粗面内质网 粗面内质网 光面内质网 光面内质网 • 植物细胞和动物细胞
细胞的大小和形态 在生物界，细胞大小悬殊，形态各异。 最小的细胞：独立生活的支原体（mycoplasm)，直径仅0.1μm。最大的细胞：非洲驼鸟蛋直径10cm，重达1300克。一般的细胞：直径在10—100 μm之间。重量在1×10-12—1×10-6之间 。
独立生活的细胞具有特定的形态，它由内在结构、自身的表面张力以及外部的机械压力所决定，多呈球形和椭圆形。独立生活的细胞具有特定的形态，它由内在结构、自身的表面张力以及外部的机械压力所决定，多呈球形和椭圆形。 肝细胞 血细胞 精子 神经细胞
3.3 细胞的基本结构 • 细胞膜和细胞壁 • 细胞质 • 细胞核
细胞膜和细胞壁 • 细胞膜又称质膜，具有半透性，可选择地让物质通过；它还有一些细胞识别位点如激素的受体、抗原结合点等，具有接受外界信息、与外界通讯等功能。 • 植物细胞的细胞膜外还有细胞壁，具有支持和保护植物细胞的功能。
细胞质 占据质膜之内核膜之外空间的实物体系,是细 胞的主要部分,是新陈代谢的主体,生命活动的主 要表现者。其结构复杂,包括无定形的基质部分和 细胞器,分工协作,共同组成细胞质整体。
细胞器主要包括：内质网、核糖体、高尔基体、溶酶体、线粒体、质体、微体、液泡、微管、微丝等。有的细胞表面还有鞭毛或纤毛。细胞器主要包括：内质网、核糖体、高尔基体、溶酶体、线粒体、质体、微体、液泡、微管、微丝等。有的细胞表面还有鞭毛或纤毛。
纤毛 叶绿体 高尔基体 线粒体 细胞膜 细胞质 线粒体 细胞核 细胞壁 中心体 细胞膜 高尔基体 细胞质 液泡 细胞核 粗面内质网 粗面内质网 光面内质网 光面内质网 • 植物细胞和动物细胞
线粒体由内膜和外膜包裹的囊状结构，囊内是液态的基质。外膜平整，内膜向内折入形成一些嵴，内膜面上有ATP酶复合体。线粒体是细胞呼吸和能量代谢中心。线粒体基质中还含有DNA分子和核糖体。线粒体由内膜和外膜包裹的囊状结构，囊内是液态的基质。外膜平整，内膜向内折入形成一些嵴，内膜面上有ATP酶复合体。线粒体是细胞呼吸和能量代谢中心。线粒体基质中还含有DNA分子和核糖体。
质体是植物细胞的细胞器，包括白色体和有色体。质体是植物细胞的细胞器，包括白色体和有色体。 叶绿体是最重要的有色体，是植物光合作用的细胞器。叶绿体也有两层膜，也含有环状的DNA和核糖体。
纤毛 叶绿体 高尔基体 线粒体 细胞膜 细胞质 线粒体 细胞核 细胞壁 中心体 细胞膜 高尔基体 细胞质 液泡 细胞核 粗面内质网 粗面内质网 光面内质网 光面内质网 • 植物细胞和动物细胞
内质网脂类双分子层为基础形成的囊腔和管道系统。光面内质网与脂类合成和代谢有关。糙面内质网膜上附有颗粒状的核糖体。核糖体是细胞合成蛋白质的场所，糙面内质网合成并运输蛋白质。内质网脂类双分子层为基础形成的囊腔和管道系统。光面内质网与脂类合成和代谢有关。糙面内质网膜上附有颗粒状的核糖体。核糖体是细胞合成蛋白质的场所，糙面内质网合成并运输蛋白质。
高尔基体是一些聚集的扁的小囊和小泡。是细胞分泌物的加工和包装场所，最后形成分泌泡将分泌物排出体外。高尔基体还与植物分裂时的新细胞壁和细胞膜的形成有关。高尔基体是一些聚集的扁的小囊和小泡。是细胞分泌物的加工和包装场所，最后形成分泌泡将分泌物排出体外。高尔基体还与植物分裂时的新细胞壁和细胞膜的形成有关。
微体 液泡 溶酶体是单层膜小泡，由高尔基体断裂而产生, 内含多种水解酶, 可催化蛋白质、核酸、脂类、多糖等生物大分子，消化细胞碎渣和从外界吞入的颗粒。
细胞骨架由微管、肌动蛋白和中间纤维构成的，维持着细胞的形态结构和内部结构的有序性。细胞骨架由微管、肌动蛋白和中间纤维构成的，维持着细胞的形态结构和内部结构的有序性。
中间纤维 微管 微丝 细胞骨架的基本组
细胞核 • 核被膜是包在核外的双层膜，外膜可延伸与细胞质中的内质网相连。一些蛋白质和RNA分子可通过核被膜或核被膜上的核孔进入或输出细胞核。 • 染色质是核中由DNA和蛋白质组成并可被苏木精等染料染色的物质，染色质DNA含有大量基因片段，是生命的遗传物质。 • 核仁是核中颗粒状结构，富含蛋白质和RNA，核糖体的装配场所。 • 染色质和核仁都被液态的核基质所包围。
3.4 生物膜 各类细胞器的膜（如内质网膜、内囊体膜等）、质膜和核膜在分子结构上基本相同，它们统称为生物膜。 20世纪50年代初首次在电镜下显示出膜的超微结构。
膜的结构 1895年 Overton 膜是由脂组成的 1917年 Langmuir 磷脂单分子层
生物膜的“流动镶嵌模型”主要特点 有序性 流动性 不对称性 生物膜的结构是与其功能相一致的。
生物膜的重要性 • 界膜和区室化 • 信息处理 • 能量转化 • 调节运输 • 功能区室化 • 参与细胞间的相互作用
物质的跨膜运输 • 被动运输——简单扩散
主动运输——钠钾泵（动物细胞）——直接消耗ATP主动运输——钠钾泵（动物细胞）——直接消耗ATP
主动运输——质子泵（植物细胞）——直接消耗ATP主动运输——质子泵（植物细胞）——直接消耗ATP
胞吞和胞吐作用 ——生物大分子或颗粒物质的运输
物质的跨膜运输 （总结） • 被动运输——简单扩散 ——易化扩散 • 主动运输——直接消耗ATP （动物细胞）——钠钾泵 （植物细胞）——质子泵 ——间接消耗ATP——协同运输 • 胞吞和胞吐作用 ——生物大分子或颗粒物质的运输
