第二章 细胞基本知识概要
?细胞的基本概念
?非细胞形态的生命体
—— 病毒及其与细胞的关系
?原核细胞与真核细胞
第一节 细胞的基本概念
?细胞是生命活动的基本单位
?细胞概念的一些新思考
?细胞的基本共性
第二节 非细胞形态的生命体
— 病毒及其与细胞的关系
?病毒的基本知识
?病毒在细胞内增殖（复制）
?病毒与细胞在起源与进化中的关系
第三节 原核细胞与真核细胞
?原核细胞 （ Prokaryotic cell）
?真核细胞 （ Eukaryotic cell）
?古细菌 （ Archaebacteria）
细胞是生命活动的基本单位
?一切 有机体 都由细胞构成, 细胞 是构成有机体的
基本单位
?细胞具有独立的, 有序的自控代谢体系,
细胞是代谢与功能的基本单位
?细胞是有机体生长与发育的基础
?细胞是 遗传的基本单位, 细胞具有遗传的 全能性
?没有细胞就没有完整的生命
细胞概念的一些新思考
?细胞是多层次非线性的复杂 结构体系
?细胞具有高度复杂性和组织性
?细胞是物质 （ 结构 ）, 能量与信息过程精巧结合的 综合体
?细胞完成各种化学反应 ；
?细胞需要和利用能量 ；
?细胞参与大量机械活动；
?细胞对刺激作出反应；
?细胞是高度有序的, 具有自组装能力与自组织体系 。
?细胞能进行自我调控；
?繁殖和传留后代 ；
细胞的基本共性
?所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌
蛋白质构成的生物膜, 即细胞膜 。
?所有的细胞都含有两种核酸：即 DNA与 RNA
作为遗传信息复制与转录的载体 。
?作为蛋白质合成的机器 ─ 核糖体, 毫无例外地
存在于一切细胞内 。
?所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂 。
病毒的基本知识
?病毒（ virus） —— 核酸分子（ DNA或 RNA）与蛋
白质构成的核酸 -蛋白质复合体；
根据病毒的核酸类型可以将其分为两大类：
? DNA病毒与 RNA病毒
?病毒的多样性 ）
?类病毒（ viroid） —— 仅由感染性的 RNA构成；
?朊病毒（ prion） —— 仅由感染性的蛋白质亚基
构成；
病毒在细胞内 增殖 （复制）
?病毒侵入细胞，病毒核酸的侵染
?病毒核酸的 复制, 转录与蛋白质的合成
?病毒的装配、成熟与释放
病毒与细胞在起源与进化中的关系
病毒是非细胞形态的生命体, 它的主要生命活动必须要
在细胞内实现 。 病毒与细胞在起源上的关系, 目前存在 3
种主要观点：
?生物大分子 → 病毒 → 细胞
病毒
?生物大分子
细胞
?生物大分子 → 细胞 → 病毒
基本特点,
? 遗传的信息量小，一个环状 DNA构成；
? 细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功
能 的细胞器和细胞核膜。
主要代表,
?支原体（ mycoplast） —— 最小最简单的细胞；
?细菌
?蓝藻又称蓝细菌（ Cyanobacteria）
原 核 细 胞
真核细胞
?真核细胞的基本结构体系
?细胞的大小及其分析
?原核细胞与真核细胞的比较
真核细胞的 基本结构体系
?以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构系统；
?以核酸（ DNA或 RNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统
?由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统。
细胞的大小及其分析
各类细胞直径的比较
细胞类型 直径大小 （ μ m ）
最小的病毒
支原体细胞
细菌细胞
动植物细胞
原生动物细胞
0.02
0.1 ～ 0, 3
1 ～ 2
20 ～ 30 （ 10 ～ 50 ）
数百至数千
细胞和细胞组分的相对大小
原核细胞与真核细胞 的 比较
?原核细胞与真核细胞基本特征的比较
?原核细胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表
达的比较
?植物细胞与动物细胞的比较
原核细胞与真核细胞基本特征的比较
特 征 原核细胞 真核细胞
细胞膜
核膜
染色体
核仁
线粒体
内质网
高尔基体
溶酶体
核糖体
光合作用结构
核外 D N A
细胞壁
细胞骨架
细胞增殖 （分裂）方式
有 （ 多功能性 ）
无
由一个环状 D N A 分子构成的单个染色
体,DNA 不与或很少与蛋白质结合
无
无
无
无
无
70 S （包括 50 S 与 30S 的大小亚单位）
蓝藻含有叶绿素 a 的膜层结构，细菌
具有菌色素
细菌具有裸露的质粒 DNA
主要成分是氨基糖与壁酸
无
无丝分裂 （直接分裂）
有
有
2 个染色体以上，染色体由线状 DNA 与蛋白质组成
有
有
有
有
有
80 S （包括 60 S 与 40S 的大小亚单位）
植物叶绿体具有叶绿素 a 与 b
线粒体 DNA, 叶绿体 D N A
动物细胞无细胞壁，植物细胞壁的主要成分为纤维素与
果胶
有
以有丝分裂 （间接分裂）为主
特征 原核细胞 真核细胞
DNA 量 （信息量）
DNA 分子数
DNA 分子结构
基因组数
基因数
大量,多余”的,重复”的
DNA 序列
基因中插入内含子
DNA 与组蛋白结合
DNA 与组蛋白以核小体及各
级高级结构构成染色质与染色体
DNA 复制的明显周期性
基因表达的调控
转录与翻译的时空关系
转录后与翻译后大分子的加
工与修饰
细胞复制与分裂 （ DNA 传递
与分配）
少
1
环状
1 n
几千
—
—
不与或与少量类组蛋白结合
—
—
主要以操纵子方式
转录与翻译同时同地进行
—
无丝分裂
多
2 个以上
线状
2 n, 多 n
大于几万，十万
十
十
与 5 种组蛋白结合
十
十
复杂性，多层次性
核内转录，细胞质内翻译
严格的阶段性与区域性
十
有丝分裂，减数分裂
原核细胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较
植物细胞与动物细胞 的 比较
?细胞壁
?液泡
?叶绿体
古细菌
古细菌（ archaebacteria）与真核细胞曾在进化上有过共同历程
?主要证据
?进化系统树
主要证据
（ 1） 细胞壁成分与真核细胞相似, 而非由含壁酸的肽聚糖构成, 因此抑制壁酸合成的链霉素,
抑制肽聚糖前体合成的环丝氨酸, 抑制肽聚糖合成的青霉素与万古霉素等对古细菌与真核细
胞无作用 。
（ 2） DNA与基因结构：古细菌 DNA中有重复序列的存在。多数古核细胞的基因组中存在内含子。
（ 3） 有类核小体结构：古细菌具有组蛋白，而且能与 DNA构建成类似核小体结构。
（ 4） 有类似真核细胞的核糖体：多数古细菌类的核糖体较真细菌有增大趋势, 含有 60种以上蛋白,
介于真核细胞 （ 70～ 84） 与真细菌 （ 55） 之间 。 抗生素同样不能抑制古核细胞类的核糖体的
蛋白质合成 。
（ 5） 5S rRNA：根据对 5S rRNA的分子进化分析, 认为古细菌与真核生物同属一类, 而真细菌却与
之差距甚远 。 5S rRNA二级结构的研究也说明很多古细菌与真核生物相似 。
除上述各点外, 根据 DNA聚合酶分析, 氨基酰 tRNA合成酶的作用, 起始氨基酰 tRNA
与肽链延长因子等分析, 也提供了以上类似依据, 说明古细菌与真核生物在进化上的关
系较真细菌类更为密切 。
贾第鞭毛虫
?细胞的基本概念
?非细胞形态的生命体
—— 病毒及其与细胞的关系
?原核细胞与真核细胞
第一节 细胞的基本概念
?细胞是生命活动的基本单位
?细胞概念的一些新思考
?细胞的基本共性
第二节 非细胞形态的生命体
— 病毒及其与细胞的关系
?病毒的基本知识
?病毒在细胞内增殖（复制）
?病毒与细胞在起源与进化中的关系
第三节 原核细胞与真核细胞
?原核细胞 （ Prokaryotic cell）
?真核细胞 （ Eukaryotic cell）
?古细菌 （ Archaebacteria）
细胞是生命活动的基本单位
?一切 有机体 都由细胞构成, 细胞 是构成有机体的
基本单位
?细胞具有独立的, 有序的自控代谢体系,
细胞是代谢与功能的基本单位
?细胞是有机体生长与发育的基础
?细胞是 遗传的基本单位, 细胞具有遗传的 全能性
?没有细胞就没有完整的生命
细胞概念的一些新思考
?细胞是多层次非线性的复杂 结构体系
?细胞具有高度复杂性和组织性
?细胞是物质 （ 结构 ）, 能量与信息过程精巧结合的 综合体
?细胞完成各种化学反应 ；
?细胞需要和利用能量 ；
?细胞参与大量机械活动；
?细胞对刺激作出反应；
?细胞是高度有序的, 具有自组装能力与自组织体系 。
?细胞能进行自我调控；
?繁殖和传留后代 ；
细胞的基本共性
?所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌
蛋白质构成的生物膜, 即细胞膜 。
?所有的细胞都含有两种核酸：即 DNA与 RNA
作为遗传信息复制与转录的载体 。
?作为蛋白质合成的机器 ─ 核糖体, 毫无例外地
存在于一切细胞内 。
?所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂 。
病毒的基本知识
?病毒（ virus） —— 核酸分子（ DNA或 RNA）与蛋
白质构成的核酸 -蛋白质复合体；
根据病毒的核酸类型可以将其分为两大类：
? DNA病毒与 RNA病毒
?病毒的多样性 ）
?类病毒（ viroid） —— 仅由感染性的 RNA构成；
?朊病毒（ prion） —— 仅由感染性的蛋白质亚基
构成；
病毒在细胞内 增殖 （复制）
?病毒侵入细胞，病毒核酸的侵染
?病毒核酸的 复制, 转录与蛋白质的合成
?病毒的装配、成熟与释放
病毒与细胞在起源与进化中的关系
病毒是非细胞形态的生命体, 它的主要生命活动必须要
在细胞内实现 。 病毒与细胞在起源上的关系, 目前存在 3
种主要观点：
?生物大分子 → 病毒 → 细胞
病毒
?生物大分子
细胞
?生物大分子 → 细胞 → 病毒
基本特点,
? 遗传的信息量小，一个环状 DNA构成；
? 细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功
能 的细胞器和细胞核膜。
主要代表,
?支原体（ mycoplast） —— 最小最简单的细胞；
?细菌
?蓝藻又称蓝细菌（ Cyanobacteria）
原 核 细 胞
真核细胞
?真核细胞的基本结构体系
?细胞的大小及其分析
?原核细胞与真核细胞的比较
真核细胞的 基本结构体系
?以脂质及蛋白质成分为基础的生物膜结构系统；
?以核酸（ DNA或 RNA）与蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统
?由特异蛋白分子装配构成的细胞骨架系统。
细胞的大小及其分析
各类细胞直径的比较
细胞类型 直径大小 （ μ m ）
最小的病毒
支原体细胞
细菌细胞
动植物细胞
原生动物细胞
0.02
0.1 ～ 0, 3
1 ～ 2
20 ～ 30 （ 10 ～ 50 ）
数百至数千
细胞和细胞组分的相对大小
原核细胞与真核细胞 的 比较
?原核细胞与真核细胞基本特征的比较
?原核细胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表
达的比较
?植物细胞与动物细胞的比较
原核细胞与真核细胞基本特征的比较
特 征 原核细胞 真核细胞
细胞膜
核膜
染色体
核仁
线粒体
内质网
高尔基体
溶酶体
核糖体
光合作用结构
核外 D N A
细胞壁
细胞骨架
细胞增殖 （分裂）方式
有 （ 多功能性 ）
无
由一个环状 D N A 分子构成的单个染色
体,DNA 不与或很少与蛋白质结合
无
无
无
无
无
70 S （包括 50 S 与 30S 的大小亚单位）
蓝藻含有叶绿素 a 的膜层结构，细菌
具有菌色素
细菌具有裸露的质粒 DNA
主要成分是氨基糖与壁酸
无
无丝分裂 （直接分裂）
有
有
2 个染色体以上，染色体由线状 DNA 与蛋白质组成
有
有
有
有
有
80 S （包括 60 S 与 40S 的大小亚单位）
植物叶绿体具有叶绿素 a 与 b
线粒体 DNA, 叶绿体 D N A
动物细胞无细胞壁，植物细胞壁的主要成分为纤维素与
果胶
有
以有丝分裂 （间接分裂）为主
特征 原核细胞 真核细胞
DNA 量 （信息量）
DNA 分子数
DNA 分子结构
基因组数
基因数
大量,多余”的,重复”的
DNA 序列
基因中插入内含子
DNA 与组蛋白结合
DNA 与组蛋白以核小体及各
级高级结构构成染色质与染色体
DNA 复制的明显周期性
基因表达的调控
转录与翻译的时空关系
转录后与翻译后大分子的加
工与修饰
细胞复制与分裂 （ DNA 传递
与分配）
少
1
环状
1 n
几千
—
—
不与或与少量类组蛋白结合
—
—
主要以操纵子方式
转录与翻译同时同地进行
—
无丝分裂
多
2 个以上
线状
2 n, 多 n
大于几万，十万
十
十
与 5 种组蛋白结合
十
十
复杂性，多层次性
核内转录，细胞质内翻译
严格的阶段性与区域性
十
有丝分裂，减数分裂
原核细胞与真核细胞的遗传结构装置和基因表达的比较
植物细胞与动物细胞 的 比较
?细胞壁
?液泡
?叶绿体
古细菌
古细菌（ archaebacteria）与真核细胞曾在进化上有过共同历程
?主要证据
?进化系统树
主要证据
（ 1） 细胞壁成分与真核细胞相似, 而非由含壁酸的肽聚糖构成, 因此抑制壁酸合成的链霉素,
抑制肽聚糖前体合成的环丝氨酸, 抑制肽聚糖合成的青霉素与万古霉素等对古细菌与真核细
胞无作用 。
（ 2） DNA与基因结构：古细菌 DNA中有重复序列的存在。多数古核细胞的基因组中存在内含子。
（ 3） 有类核小体结构：古细菌具有组蛋白，而且能与 DNA构建成类似核小体结构。
（ 4） 有类似真核细胞的核糖体：多数古细菌类的核糖体较真细菌有增大趋势, 含有 60种以上蛋白,
介于真核细胞 （ 70～ 84） 与真细菌 （ 55） 之间 。 抗生素同样不能抑制古核细胞类的核糖体的
蛋白质合成 。
（ 5） 5S rRNA：根据对 5S rRNA的分子进化分析, 认为古细菌与真核生物同属一类, 而真细菌却与
之差距甚远 。 5S rRNA二级结构的研究也说明很多古细菌与真核生物相似 。
除上述各点外, 根据 DNA聚合酶分析, 氨基酰 tRNA合成酶的作用, 起始氨基酰 tRNA
与肽链延长因子等分析, 也提供了以上类似依据, 说明古细菌与真核生物在进化上的关
系较真细菌类更为密切 。
贾第鞭毛虫
