王金发细胞生物学课件第1章.ppt

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CHAPTER1OverviewofCells11.1DISCOVERYOFCELLSANDFORMULATIONOF1.1DISCOVERYOFCELLSANDFORMULATIONOFTHECELLTHEORYTHECELLTHEORY1.21.2BASICPROPERTIESOFCELLS1.3MOLECULARCOMPOSITIONOFCELLS1.3MOLECULARCOMPOSITIONOFCELLS1.4TYPESOFCELLSANDSTRUCTURESYSTEMS1.4TYPESOFCELLSANDSTRUCTURESYSTEMS1.5VIRUSES-NONCELLULARLIFE1.5VIRUSES-NONCELLULARLIFE1.6EVOLUTIONOFCELLULARLIFE1.6EVOLUTIONOFCELLULARLIFEOUTLINE21.1DISCOVERYOFCELLSANDFORMULATION1.1DISCOVERYOFCELLSANDFORMULATIONOFTHECELLTHEORYOFTHECELLTHEORY1.1.1DiscoveryofCells1.1.1DiscoveryofCells第一个发现细胞的是英国学者胡克第一个发现细胞的是英国学者胡克（RorbertRorbertHookeHooke）。

16651665年年，胡胡克克发发表表了了MicrographiaMicrographia一一书书,报报道道用用自自制制的的显显微微镜镜（30（30倍倍）观观察察栎栎树树软软木木塞塞切切片片时时发发现现“cellacella”。

16741674年年，荷荷兰兰布布商商列列文文虎虎克克（Anton（AntonvanvanLeeuwenhoek）Leeuwenhoek）自自制制了了高高倍倍显显微微镜镜（300（300倍倍左左右右）观观察察到到池塘水滴中的原生动物、人类和哺乳类动物的精子。

池塘水滴中的原生动物、人类和哺乳类动物的精子。

31.1.2FormulationoftheCellTheory1.1.2FormulationoftheCellTheory18381838年年,德国植物学家施来登德国植物学家施来登（Mathias（MathiasSchleidenSchleiden）发表论文指出发表论文指出植物是由细胞构成的植物是由细胞构成的;18391839年年,德国动物学家施旺德国动物学家施旺（TheodorTheodorSchwanSchwan首次提出细胞学这个名称首次提出细胞学这个名称,并提出了细胞学说的并提出了细胞学说的前两条原理前两条原理所有的生物都是由一个或多个细胞组成的；所有的生物都是由一个或多个细胞组成的；细胞是生命的基本单位细胞是生命的基本单位;18581858年年,德德国国医医生生和和病病理理学学家家魏魏尔尔肖肖（Rudolf（RudolfVirchowVirchow）对细胞学说进行了重要补充并提出对细胞学说进行了重要补充并提出一切细胞产自细胞。

一切细胞产自细胞。

41.1.3BriefHistoryof1.1.3BriefHistoryofCellBiologyCellBiology细胞的发现及细胞学说的创立细胞的发现及细胞学说的创立（1665-1858-1875）（1665-1858-1875）这个时期的主要事件就是上面这个时期的主要事件就是上面所述的细胞的发现、细胞学说的提所述的细胞的发现、细胞学说的提出等。

出等。

5细胞学的经典时期细胞学的经典时期（1875-1900）（1875-1900）原生质原生质（protoplasm）（protoplasm）理论的提出理论的提出在在动动物物、植植物物中中发发现现“肉肉样样质质”的的物物质质,并并命名为命名为“原生质原生质”;18611861年年舒舒尔尔策策提提出出原原生生质质理理论论:

有有机机体体的的组组织织单单位位是是一一小小团团原原生生质质,这这种种物物质质在在一一般般有有机体中是相似的机体中是相似的。

并把细胞明确地定义为并把细胞明确地定义为:

“细胞是具有细胞核和细胞膜的活物质细胞是具有细胞核和细胞膜的活物质”。

6重要细胞器的发现重要细胞器的发现18831883年年范范.贝贝内内登登和和博博费费里里在在动动、植植物物细胞中发现了细胞中发现了中心体中心体;18881888年沃尔德耶提出年沃尔德耶提出染色体染色体概念概念;18941894年范年范.阿尔特曼发现了阿尔特曼发现了线粒体线粒体;18981898年高尔基年高尔基（GolgiGolgi）发现了发现了高尔基体高尔基体。

7实验细胞学时期实验细胞学时期（1900-1953）（1900-1953）experimentalcytologyexperimentalcytology是指采用实验的手段研究细胞学的问是指采用实验的手段研究细胞学的问题题,即从形态结构的观察深入到生理功即从形态结构的观察深入到生理功能、生物化学及遗传发育机理的研究。

能、生物化学及遗传发育机理的研究。

8cytogeneticscytogenetics的研究的研究cytophysiologycytophysiology的研究的研究19121912年年,CarrelCarrel研研制制成成CarrelCarrel培培养养瓶瓶,采采用用严严格格的的组组织织培培养养技技术术,成成功功地地培培养养了了鸡鸡胚胚胎胎成成纤维细胞持续了纤维细胞持续了3434年之久年之久（1912-1946）;（1912-1946）;cytochemistrycytochemistry的研究的研究9细胞生物学的诞生细胞生物学的诞生MolecularBiologyMolecularBiology19531953年年WatsonWatson和和CrickCrick提出提出DNADNA双螺旋结模双螺旋结模型标志分子生物学的诞生；型标志分子生物学的诞生；CellBiologyCellBiology19651965年，年，DDPPDerobetisDerobetis将其将其普通细胞普通细胞学学改为改为细胞生物学细胞生物学，标志着细胞生物学，标志着细胞生物学的诞生；的诞生；MolecularCellBiologyMolecularCellBiology8080年代开始出现了分子细胞生物学。

年代开始出现了分子细胞生物学。

101.21.2BasicPropertiesofCells1.2.1CellsHaveMembraneBarriers1.2.1CellsHaveMembraneBarriersProtoplasmProtoplasm：

被质膜包裹在细胞内的所有的生活物质，包括细胞被质膜包裹在细胞内的所有的生活物质，包括细胞核和细胞质。

核和细胞质。

CellPlasma:

CellPlasma:

是指细胞内除核以外的原生质是指细胞内除核以外的原生质,即细胞中细胞核以即细胞中细胞核以外和细胞膜以内的原生质部分外和细胞膜以内的原生质部分,ProtoplastProtoplast：

1.2.2CellsPossessaGeneticsProgram1.2.2CellsPossessaGeneticsProgramGeneticInformationFlowGeneticInformationFlow111.2.3CellsHave1.2.3CellsHaveRibosomesRibosomes细胞功能的体现者是蛋白质细胞功能的体现者是蛋白质（包括酶包括酶），蛋，蛋白质是在核糖体上合成的。

白质是在核糖体上合成的。

1.2.4CellsAreCapableofProducingMore1.2.4CellsAreCapableofProducingMoreofThemselvesofThemselves细胞能够用一分为二的分裂方式进行增殖，细胞能够用一分为二的分裂方式进行增殖，动、植物细胞、细菌细胞都是如此。

动、植物细胞、细菌细胞都是如此。

121.2.5CellsCarryOutaVariety1.2.5CellsCarryOutaVarietyofChemicalReactionsofChemicalReactions1.2.6MotilityofSomeTypeisa1.2.6MotilityofSomeTypeisaCharacteristicofVirtuallyCharacteristicofVirtuallyAllCellsAllCells131.2.7OtherPropertiesofCellsCellsShapesAndCellsCellsShapesAndCellsSizesSizesCellsShapesCellsShapes细胞的形态与功能相适应细胞的形态与功能相适应14细胞维持体积的相对恒定细胞维持体积的相对恒定典型的原核细胞直径平均在典型的原核细胞直径平均在1110m10m之间，而真核细之间，而真核细胞的直径平均为胞的直径平均为3330m;30m;某些不同来源的细胞大小变化很大某些不同来源的细胞大小变化很大,如人的卵细胞直如人的卵细胞直径只有径只有0.1mm,0.1mm,而鸵鸟的卵细胞的直径则有而鸵鸟的卵细胞的直径则有5cm;5cm;同类型细胞的体积一般同类型细胞的体积一般是是相近的相近的,不依生物个体的大不依生物个体的大小而增大或缩小。

如人、牛、马、鼠、象的肾细胞、肝细小而增大或缩小。

如人、牛、马、鼠、象的肾细胞、肝细胞的大小基本相同胞的大小基本相同;器官的大小主要决定于细胞的数量器官的大小主要决定于细胞的数量,与细胞的数量成正与细胞的数量成正比比,而与细胞的大小无关而与细胞的大小无关,把这种现象为把这种现象为“细胞体积的守恒细胞体积的守恒定律定律”。

15细胞维持体积相对恒定的两个因素是细胞维持体积相对恒定的两个因素是:

RelationshipBetweenCellsVolumeRelationshipBetweenCellsVolumeAndCellSurfaceAreaAndCellSurfaceAreaConcentrationofSomeImportantConcentrationofSomeImportantMoleculesMolecules一些重要的分子在细胞内的拷贝数很少，当细胞一些重要的分子在细胞内的拷贝数很少，当细胞体积增大时，这些分子的浓度就越来越稀释，一些重要体积增大时，这些分子的浓度就越来越稀释，一些重要的生化反应需要一定的浓度才能进行，所以细胞内分子的生化反应需要一定的浓度才能进行，所以细胞内分子浓度就成了细胞体积无限增大的一个限制因素。

浓度就成了细胞体积无限增大的一个限制因素。

真核细胞如何解决细胞内重要分子的浓度问题真核细胞如何解决细胞内重要分子的浓度问题?

16细胞不仅对其体积的增大有限制，细胞不仅对其体积的增大有限制，而且对细胞变小也有限制。

而且对细胞变小也有限制。

为什么？

为什么？

一个生活细胞要维持正常的独立一个生活细胞要维持正常的独立生活功能，最低限度需要生活功能，最低限度需要50050010001000种不种不同类型的酶和蛋白质。

同类型的酶和蛋白质。

17细胞细胞表面表面积与积与体积体积的关的关系系18细胞的计量单位细胞的计量单位细胞大小的计量单位，一般都用微米计算。

细胞大小的计量单位，一般都用