《医学生物学》第三章――生命的基本单位

生命的基本特征（绪论）•新陈代谢•化学成分的同一性→第二章生命的物质基础•组成单位的相似性→第三章生命的基本单位:细胞•生殖•生长和发育•应激性•适应•遗传与变异→第五—第十二章｝第四章生殖与个体发育第三章生命的基本单位——细胞第一节细胞的基本特征一、细胞是生物体形态结构与生命活动的基本单位生物体的一切生理活动、生命的基本特征及各种生命现象都以细胞为基本单位。二、细胞的形态和大小1.细胞的形态不同，主要与功能相适应。2.不同类别细胞的大小差别很大，通常用微米（μm）和纳米（nm）描述大小。100μm5μm1m三、细胞的数目a.不同种类生物的细胞数目差异很大。如：大象与老鼠b.细胞的大小与生物体的大小没有直接关系。生物体的生长不是靠细胞体积的增大，而是靠细胞数目的增多来实现的。第二节原核细胞和真核细胞一、原核细胞的基本结构细胞壁：由肽聚糖组成细胞膜无典型的细胞核：含有DNA的区域（类核或拟核）DNA分子呈环状细胞质：没有膜结构的细胞器（核糖体、中间体）原核生物：自然界中由原核细胞构成的生物。如：细菌、支原体、立克次体、放线菌、蓝绿藻等。二、真核细胞的基本结构最明显特征：具有由核膜包围的典型细胞核。光镜：细胞膜、细胞质、细胞核电镜膜相结构：内质网、线粒体、高尔基复合体等非膜相结构：核糖体、中心体等光镜：显微结构电镜：亚显微结构｛｛｛三、原核细胞与真核细胞的比较_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________细胞大小较小（1~10μm）较大（10~100μm）细胞壁主要成分为肽聚糖主要成分为纤维素（植物细胞）细胞质无内质网有内质网无高尔基复合体有高尔基复合体无溶酶体有溶酶体无线粒体，有功能相近的中间体有线粒体一般无微管、微丝有微管、微丝无中心体有中心体（动物细胞）细胞核无核膜和核仁（拟核）有核膜和核仁原核细胞真核细胞___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________遗传系统DNA不与蛋白质结合核内的DNA与蛋白质结合，一个细胞只有一个DNA，形成染色质（染色体）呈环状一个细胞有两条以上染色体，DNA呈线状DNA转录在细胞质中完成在细胞核中完成蛋白质合成在细胞质中完成在细胞质中完成细胞分裂无丝分裂有丝分裂和减数分裂原核细胞真核细胞四、动物细胞与植物细胞的比较_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________细胞壁有细胞壁无细胞壁质体有质体无质体中心体高等植物无中心体有中心体液泡有，较大无或较小细胞分裂形成细胞板不形成细胞板贮存物淀粉糖原质体：植物细胞特有的结构。根据色素的不同，质体可分成三种类型：叶绿体、有色体和白色体。植物细胞动物细胞第三节真核细胞的结构与功能一、细胞膜内膜系统：除细胞膜外，真核细胞内还有丰富的膜结构，形成了细胞内各种膜性细胞器，如：内质网、高尔基复合体、溶酶体等。（一）细胞膜与生物膜的概念细胞膜：包围在细胞质外周的一层界膜，又称质膜。生物膜：细胞膜+细胞内膜系统总称单位膜：电镜下，“两暗夹一明”细胞膜都是由单位膜构成（二）细胞膜的化学组成和分子结构1.化学成分：主要是脂类、蛋白质及糖类。(1)膜脂：磷脂(最多)、胆固醇、糖脂脂质双分子层是组成细胞膜的基本骨架结构(2)膜蛋白：外在膜蛋白、内在膜蛋白(镶嵌蛋白)(3)膜糖类：膜的非胞质侧2.分子结构：流动镶嵌模型细胞膜的特性：流动性和不对称性（三）细胞膜的功能1.物质运输功能小分子物质的跨膜运输被动运输主动运输单纯扩散易化扩散大分子物质的膜泡运输胞吞作用胞吐作用吞饮作用吞噬作用｛｛｛｛｛单纯扩散：不耗能，不需膜蛋白，高浓度→低浓度H2O、O2、CO2、乙醇、尿素、甘油易化扩散：不耗能，需要膜蛋白，高浓度→低浓度葡萄糖、氨基酸、核苷酸单纯扩散易化扩散主动运输：耗能，需要膜蛋白，低浓度→高浓度Na＋-K泵胞吞噬作用：吞入较大的固体颗粒和大分子复合物吞如：巨噬细胞、单核细胞等作吞饮作用：摄入液体和溶质的过程用如：大分子物质或微小颗粒｛胞吐作用：细胞内合成的大分子物质或代谢物排出细胞的运输方式。2.细胞膜抗原与免疫作用膜抗原：多为镶嵌在膜中的糖蛋白，如：红细胞膜上的血型抗原。3.细胞膜受体与信息传递功能膜受体：镶嵌在细胞膜脂质双分子层中的特异性糖蛋白，如：肝细胞膜β受体。4.细胞外被与细胞识别植物和微生物细胞：细胞壁动物细胞：多糖物质（糖蛋白和糖脂的寡糖链）。E:\医学生物学\细胞膜的结构示意图_标清.flv二、细胞质细胞质：是指细胞膜以内、细胞核膜以外的原生质，包括细胞质基质和细胞器。细胞器：具有一定化学组成和形态特征并表现某些特殊功能的结构。（一）内质网位置：外与细胞膜相连，内与核膜相连。分类：粗面内质网（有核糖体附着，蛋白质合成）滑面内质网（无核糖体，脂质合成）E:\医学生物学\内质网.flv内质网粗面内质网滑面内质网（二）高尔基复合体E:\医学生物学\高尔基体.flv小囊泡：由内质网分离出来扁平囊大囊泡加工、修饰分泌蛋白糖蛋白的合成与修饰参与膜转化三部分｛功能｛（三）溶酶体溶酶体内含有60多种酸性水解酶初级水解酶次级水解酶三级水解酶（残余小体）消化作用吞噬物质的消化：细菌、病毒自身物质的消化：衰老损伤细胞器自溶作用：溶酶体膜破裂，水解酶释放类型｛作用｛｛硅沉着病（矽肺）我国法定十二种尘肺有：矽肺、煤工尘肺、电墨尘肺、碳墨尘肺、滑石尘肺、水泥尘肺、云母尘肺、陶工尘肺、铝尘肺、电焊工尘肺、铸工尘肺。（四）过氧化物酶体典型存在于肝细胞和肾细胞中标志酶：过氧化氢酶H2O2_---------→H2O+O2作用：保护细胞缺少：脑肝肾综合征（五）线粒体E:\医学生物学\线粒体.flv细胞进行有氧呼吸和功能的场所“细胞的功能中心”内含有DNA，能合成自身的蛋白质，被称为半自主性细胞器↓线粒体肌病遗传基因缺陷，多为母系遗传眼肌麻痹（六）核糖体成分：rRNA+蛋白质构成：大亚基+小亚基功能：蛋白质合成的场所附着核糖体：合成分泌蛋白（免疫球蛋白）游离核糖体：合成结构蛋白质（酶）｛（七）中心体E:\医学生物学\中心粒.flv存在于动物细胞和低等植物细胞中功能：有丝分裂时形成纺锤丝，参与鞭毛和纤毛的形成。（八）细胞骨架真核细胞特有的非膜相立体网架结构包括：微管（MT）、微丝（MF）、中间纤维（IF）（九）细胞质基质（细胞液）细胞质中除各种细胞器和内含物以外的较均质而且半透明的液体部分。•E:\医学生物学\哈佛大学科教影片：细胞动力-线粒体_标清.flv三、细胞核是储存遗传物质的区域，在形态、大小、数量及在细胞中的位置，因细胞类型的不同而不同。细胞核结构：核膜核仁染色质核基质E:\医学生物学\细胞核.flv｛（一）核膜两层单位膜：外核膜+内核膜（二）核仁合成rRNA和装配核糖体的大、小亚基（三）染色质和染色体细胞内易被碱性染料着色的物质，是遗传信息的载体。两者是同一种物质，在不同细胞周期时的两种不同的表现形式。基本结构单位：核小体成分组蛋白、非组蛋白DNA少量RNA｛分类：常染色质异染色质染色体数目：人=46条核糖体（无膜）：rRNA+蛋白质内质网：蛋白质高尔基体：蛋白质线粒体（双层膜）：ATP→线粒体肌病溶酶体：消化、自溶→硅沉着病过氧化氢酶体：保护、解毒→肝脑肾综合征中心体：有丝分裂第四节细胞的增殖方式（无丝分裂、有丝分裂、减数分裂）一、无丝分裂（直接分裂）主要发生在细菌等原核细胞的增殖过程中分裂时，环状DNA分子复制，形成两个新的DNA分子。E:\医学生物学\课件视频\无丝分裂.flv二、有丝分裂真核生物细胞的主要分裂方式a.分裂间期b.分裂期前期：膜仁消失两体现中期：赤道板上排整齐后期：平分牵引向两极末期：膜仁重现失两体｛▲分裂间期：DNA复制染色质：2N，DNA：4N，染色单体：4N→前期：膜仁消失两体现①染色质压缩形成染色体（两条姐妹染色单体）②纺锤丝形成纺锤体③核仁消失，核膜解体纺锤体中期：赤道板上排整齐①染色体排列于细胞中央，构成赤道板②姐妹染色单体由着丝粒相连染色单体着丝粒着丝点纺锤丝染色体中期：染色体横穿纺锤体中心排列成行后期：平分牵引向两极①姐妹染色体单体分开，形成子染色体②纺锤丝缩短，染色体被拉向两极染色单体纺锤体将染色单体拉开后期：组成每个染色体的两个染色单体分开并分别向纺锤体的两端移动末期：膜仁重现失两体①染色体解旋，成为染色质②微丝收缩，胞质一分为二③纺锤体消失④核膜、核仁重新出现纺锤体开始消失细胞质分裂核膜集结末期：每套染色体组外包上一层模板，形成新细胞核，细胞质开始分裂E:\医学生物学\课件视频\动物细胞有丝分裂.flv有丝分裂请分别说出A、B、C、D各代表的有丝分裂时期三、减数分裂▲有性生殖的高等生物，形成生殖细胞（精子和卵子）时，进行的一种特殊的有丝分裂。特点：DNA复制一次，细胞分裂两次，子细胞染色体数目比母细胞减少一半。时期：第一次减数分裂、第二次减数分裂。前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ、末期Ⅰ前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ、末期Ⅱ间期→（一）减数分裂Ⅰ1.前期Ⅰ细线期：染色体细长如丝，每条染色体含2条染色单体。偶线期：同源染色体配对（联会），形成二价体粗线期：染色体压缩、变粗，非姐妹染色单体发生交叉，遗传物质的重组。双线期：染色体进一步变短、变粗。终变期：核仁消失，核膜解体，纺锤体形成。姐妹染色单体非姐妹染色单体染色体重组（二价体）（一）减数分裂Ⅰ2.中期Ⅰ：同源染色体排列在赤道板上3.后期Ⅰ：同源染色体分开4.末期Ⅰ：核膜、核仁重现，细胞质分裂，子细胞染色体数目减少一半。（二）减数分裂Ⅱ1.前期Ⅱ：核仁消失、核膜解体、纺锤体出现。2.中期Ⅱ：二分体排列在赤道板上3.后期Ⅱ：姐妹染色单体分开4.末期Ⅱ：核膜、核仁重现，细胞质一分为二。减数分裂染色体2N2N2N2NNDNA4N4N4N4N2N染色体NNNNDNA2N2N2NN减数Ⅰ减数Ⅱ（三）生殖细胞的发生1.精子的发生（1个4个）22N2N2N2NNNNNN2N2N2N2N2N2N2N2NNNNNNNNNNN①②③④精子发生四个时期2.卵子的发生（1个1个，三个时期）E:\医学生物学\课件视频\减数分裂-精子和卵细胞的形成.flvE:\医学生物学\课件视频\减数分裂与有丝分裂对比.flv第五节细胞增殖和细胞增殖周期细胞周期：连续分裂的细胞从上一次有丝分裂结束，到下一次有丝分裂结束。G1期：DNA合成前期S期：DNA合成期G2期：DNA合成后期分裂期（M期）间期M期骨肉瘤第六节细胞分化与细胞衰老、死亡一、分化特点稳定性、可逆性、时空性、普遍性分化本质：基因的选择性表达全能细胞多能细胞单能细胞体细胞克隆技术二、衰老特点1.细胞水分减少（最显著）2.色素颗粒增多3.细胞膜增厚，流动性降低4.细胞核退化5.细胞器数目、结构改变阿尔茨海默病、帕金森综合症三、细胞死亡细胞坏死（被动）：病理条件下细胞凋亡（主动）：