导图社区 细胞的发现与细胞学说
中大生科院考点总结之细胞的发现与细胞学说,包括细胞的分子基础、病毒、细胞生命的演化、细胞的基本特性等内容。
编辑于2021-09-16 16:00:481.细胞的发现与细胞学说
细胞的分子基础
水
是细胞生命活动的介质
相邻水分子间的关系是靠氢键维系的,氢键能吸收较多热能,将氢键打断需要较高的温度
在细胞中既是反应剂也是溶剂
2种形式:游离水和结合水
结合水只占细胞内所有水的4.5%,所以游离水占95.5%,所以多以游离水存在
无机盐
维持细胞生存环境的重要物质
当Nacl 溶于水时,与这些离子靠得最近的水分子会倾向于这样的取向:使其氧原子朝向钠离子而远离氯离子。(氧原子带负电,钠离子带正电)
有机分子
单糖与多糖
脂
核苷酸与核酸
氨基酸与蛋白质
氨基酸
蛋白质
酶
细胞结构体系的组装
模板组装
酶促组装
自组装
病毒——非细胞的生命体
病毒概述
病毒的大小与形态结构
病毒的衣壳蛋白与核酸
病毒的遗传物质
病毒的生命周期与感染
病毒的生命周期
吸附
侵入
复制
成熟
释放
冠状病毒
如SARS 病毒,是RNA病毒,通过呼吸道感染
冠状病毒概述
冠状病毒感染的治疗
自身免疫治疗
药物辅助治疗
冠状病毒感染的预防
细胞生命的进化
细胞生命的起源
有机分子的自然形成
分子聚合体的形成
根据 核酶 的发现,推测RNA 是最早形成的遗传信息的一级载体。
RNA 可编码遗传信息,并有催化剂作用
生物初级聚合体的形成
原始细胞的形成
真核细胞的进化
主要事件是呼吸代谢的发展和内膜系统的形成
细胞内2个与能力转换有关的细胞器——详细案例题和叶绿体的起源主要是通过内共生机制
而内膜系统则是通过质膜的内陷形成的
首先形成内质网和核膜,然后逐步形成高尔基体、溶酶体、内体等
内膜系统的形成对生命活动的意义是什么?(05年)
①质膜将整个细胞的生命活动保护起来,并进行选择性的物质交换;
②线粒体和叶绿体的膜将细胞的能量发生同其他的生化反应隔离开来,更好地进行能量转换
③核膜将遗传物质保护起来,使细胞核的活动更加有效
原核细胞向真核细胞进化过程中,细胞如何合理解决体积增大与表面积扩大的矛盾?(13年)
1.真核细胞出现了特化的内膜系统,这样,体积增大了,表面积也大大增加,并使细胞内部结构区室化,一些重要分子的浓度并没有被稀释。
2.真核细胞指含有真核(被核膜包围的核)的 细胞。其染色体数在一个以上,能进行有丝分裂。还能进行原生质流动和变形运动。
3.而光合作用和氧化磷酸化作用则分别由叶绿体和线粒体进行。除细菌和蓝藻植物的细胞以外,所有 的动物细胞以及植物细胞都属于真核细胞。由真核细胞构成的生物称为真核生物。在真核细胞的核中,DNA 与组蛋白等蛋白质共同组成染色体结构,在核内可看到核仁。在细胞质膜 系统很发达,存在着内质网、高尔基体、线粒体和溶酶体等细胞器,分别行使特异的功能。
从进化的角度看,原核细胞向真核细胞进化,需要解决的关键问题有哪些?(18年)
1.表面积与体积之比,如何解决比表面积的问题
2.线粒体和其他细胞器如何形成的问题、
3.内膜系统的形成问题
从单细胞向多细胞进化
最重要的事件是出现 细胞分化
为什么说以多细胞的形式生存比单细胞生存优越?(06年)
细胞在向多细胞机体进化过程中,最重要的特点就是出现细胞的分化,即在多细胞的机体内,各种细胞向不同方向发展,形成结构和功能各异的不同组织,但又互相协调成为一个有机的整体。
模式生物
酵母
秀丽隐杆线虫
黑腹果蝇
斑马鱼
小鼠
拟南芥
大肠杆菌
合成生物学与“人造”细胞
人体具有 3*1013 个细胞,人的基因组总长度为 1m
“Synthia”的诞生过程
称为人造生命
合成供体的基因组DNA
合成DNA片段的拼接与重组体筛选
人工基因组的甲基化修饰
人工基因组移植入受体细胞
简约化的单条、两条染色体酵母诞生
合成生物学与生物安全
补充
中膜体是 细菌的细胞质膜内陷褶皱 形成的,具有类似线粒体的功能。
在多细胞生物发育中,细胞有四种基本的行为,即:细胞增殖、细胞分化、细胞通讯 和细胞凋亡。
细菌的细胞质膜是多功能性的,它参与信号转导、蛋白质的分泌、物质运输等重要的生命活动。
蓝绿藻是原核生物,但是能进行光合作用
假定动植物细胞内部也像细菌那样没有以膜结构建立的区室,将会产生什么样的后果?(举例说明)(07年)
酶系统的隔离与衔接;细胞内不同区域形成不同的pH;离子浓度的维持;扩散屏障和膜电位的建立;蛋白质合成与分解等。
真核细胞中每种细胞器都有各自的特定功能。请问,这些细胞器是如何决定自己的特定功能的?(10年)
各种细胞器特定功能的不同主要是由于蛋白质的种类、结构、数量的不同,简单来说,应是遗传信息在表达的过程中选择性表达导致细胞器的膜结构的组成蛋白不同,在细胞骨架、微管微丝的牵引下通过选择运输物质,使其在合适的场所进行复杂的生化反应。
如何理解细胞的同一性与遗传共线性?(12年)
细胞的统一性体现在以下三方面:
(1)细胞是一个有机体,一切动植物都有细胞发育而来,并由细胞和细胞产物构成。
(2)细胞是一个相对独立的单位,它既有自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。
(3)新细胞可以从老细胞中产生,遗传共线性是指一个物种的基因组中相互连锁的基因,在另一物种的基因组中也是连锁关系,而且在两上物种的遗传图上的位置也是相似的。
细胞的基本特性
细胞结构的基本特性
质膜结构
2个基本作用
在细胞内外起屏障作用
在细胞内构筑区室,形成各个功能特区
遗传物质
DNA
遗传信息的一级载体
遗传信息流
RNA
核糖体
由大、小两个亚基组成
支原体里也有
细胞的生理生化特性
卵母细胞可为胚胎发生的早期阶段合成大量的必需蛋白质与 mRNA
细胞能够进行自我增殖与分裂
细胞都能进行新陈代谢
细胞具有反应能力
细胞的形态差异
细胞形态结构与功能的相关性与一致性是很多细胞的共同特点
细胞的大小及体积的恒定
真核生物细胞内膜结构体系的形成不仅扩大了膜的面积,有利于酶和蛋白质行使功能,同时也解决了体积增大,反应物质稀释度大,反应速度下降的矛盾。
主要限制因素
体积与表面积的关系
细胞维持一个最佳的生存条件
另一个限制细胞体积的因素
细胞内关键分子的浓度
一些重要的分子在细胞内的拷贝数是很少的
细胞之所以不能无限小,是因为 有足够的酶和蛋白质种类 才能维持细胞的生命活动
细胞及细胞器的计量单位
微米μm
纳米nm
埃A
等于0.1nm
细胞的类型和结构体系
原核细胞
可出现的现象:DNA与RNA聚合酶相连、DNA与延伸的RNA链相连、DNA与核糖体相连、DNA与两个tRNA相连和DNA与延伸的氨基酸链相连。
没有明显可见的,由核膜包裹的细胞核,仅有拟核
细菌是原核细胞的主要类群
基本特点
细菌没有细胞核结构,仅为DNA与少量RNA或蛋白质结合物
质粒DNA
细胞质膜是多功能的
细菌体表还有菌毛和鞭毛
支原体
最小、最简单的原核生物,也是唯一没有细胞壁的原核生物
无鞭毛,无活动能力
真核细胞
真核细胞的特点
主要特点是以生物膜为基础进一步分化
具有明显的细胞核、核膜、核仁和核基质
具有明显的生长周期,时间跨度较长
动物细胞与植物细胞
动物细胞
无细胞壁
植物细胞
特有结构
细胞壁、质体、中央液泡
液泡的功能
代谢库,调节细胞内环境
渗透压计,使细胞保持膨胀的状态
真核细胞的结构体系
真核细胞需要维持细胞内重要大分子的浓度,可采取的方法是将 细胞分成不同的区室,进行不同的生物反应
生物膜体系
基本作用
为细胞提供保护
遗传信息表达体系
细胞骨架体系
原核细胞与真核细胞的比较
动物细胞和植物细胞的比较
细胞的发现及细胞学说的创立
细胞的发现
胡克1665年发现了细胞是人类第一次发现
2个创新点
观测技术创新
光学显微镜的应用
标本制作创新
切片技术的应用
列文虎克1674年第一次观察到了活细胞,池塘里的
细胞学说的创立
施莱登1838年、施万1839年、魏尔肖1855年
主要内容
“细胞是生命的最简单形式”不是!
细胞都是由一个或多个细胞 构成
细胞是所有生物的基本结构单位
细胞来自已有细胞的分裂(魏)
细胞学说、进化论、能量守恒定律被誉为19世纪自然科学的三大发现
细胞学说对细胞学发展的推动作用
原生质理论的提出
原生质是细胞内所有生活物质
细胞受精和分裂的研究
一些重要细胞器的发现
细胞生物学发展简史
细胞的发现及细胞学说的创立
解决了核心问题,即生物界的统一性和生命的共同起源问题
细胞学的经典时期
1875年-1900年原生质理论的提出;发现减数分裂和有丝分裂;一些重要细胞器的发现。
实验细胞学时期
细胞遗传学
细胞生理学
细胞化学
由于实验研究不断和相邻的学科结合、渗透,导致了一些重要学科的建立的发展。
细胞生物学的诞生
DNA双螺旋结构模型提出,分子生物学的研究成果和方法引进细胞学。