01-2细胞社会在线视频

大家好

上一次课我们已经认识了什么是细胞

理解了细胞作为生命活动的基本单位

是细胞构成了自然界

形色各异的“鲜活”生物

从发现细胞到建立细胞生物学学科

无数科学前辈们

经过了3个多世纪的努力

对细胞社会成员的构成

有了越来越详细的解读

细胞是生命活动的基本单位

执行着生命的代谢与组织功能

完成机体的生长与发育

它是繁殖的纽带 遗传的桥梁

也是生命的起点 进化的归宿

总结发现了

所有细胞具有如下重要的共性

首先 所有细胞具有相似的化学成分

如均含有蛋白质 糖 脂 核酸

等生物分子

水和无机盐的构成也很相似

第二 所有细胞都含有

相仿的生物膜结构体系

所有细胞都是由结构和功能相近的

生物膜作为基础搭建起来的精美“建筑”

三 所有细胞具有相同的遗传法则

目前所认识的细胞都遵循

相似的遗传信息流“中心法则”

执行着DNA的复制

RNA的转录

蛋白质的翻译这样的一套信息流的程序

第四 所有细胞有相近的繁殖方式

从简单的直接分裂到

真核细胞的有丝分裂

以及减数分裂

细胞都是按照“二分裂”方式进行繁殖

那么在种类繁多

浩如烟海的细胞世界中

根据这些细胞有没有细胞核

我们通常把细胞区分为原核细胞

和真核细胞两大类

首先 让我们认识一下什么是原核细胞

这类细胞的主要特征

是没有明显形态的细胞核

也没有核仁

只有核酸物质相对集中的拟核区

它在整个生命进化树上的地位比较低

由原核细胞组成的生命体

我们统称为原核生物

原核生物是最多样化的细胞

主要类型包括我们通常称谓的

“三菌”“三体”

所谓三菌指的是细菌 放线菌 蓝细菌

三体指的是支原体 衣原体 立克次氏体

大部分原核生物是以单细胞形式生活

由于原核生物通常个头很小

是微生物学的主要研究对象

所以就不在我们的细胞生物学里面

过多地给大家介绍了

下面 我们再看看什么是真核细胞呢

真核细胞顾名思义是指

含有真正细胞核的细胞

细胞核是细胞的信息存储器

是由核被膜包裹着的

一个最显而易见的细胞器

凡是真核细胞构成的有机体

我们统称为真核生物

那么据现在统计

真核生物包括像动物

我们已经认识的有150万种以上

植物 已经鉴别的有超过50万种

还有真菌

估计有8万种以上

现存还有一些极为原始的真核细胞

种类繁多

比如像甲藻

那么真菌

我们留给真菌学或者微生物学里面

来讲解

而原始的真核生物

将在相应的古生物课程

和生物进化课堂中学习了解

前面已经提到所有细胞的共性

那么原核细胞与真核细胞

它们有什么不同呢

我们简单的来归纳一下

它们的差异主要有以下几个方面

首先就是它构成的物种

原核细胞构成原核生物

像细菌 蓝藻 支原体等微生物

真核细胞构成真核生物

包括原生生物 真菌 植物和动物

也就是它们物种表现的形态

是有明显区别的

那么第二个它细胞的大小

有明显的的区别

原核细胞一般比较小

通常都在1到10μm

而真核细胞较大

一般在5到100μm

这个指的是细胞的直径

特殊的细胞像卵细胞甚至可达到

厘米的水平

还有就是细胞器的构成

差别很大

原核细胞很少有细胞器

而真核细胞含有细胞核 线粒体

叶绿体 内质网 溶酶体等

众多的亚细胞器

那么第四个区别

很显然是

原核细胞只含有没有核膜隐核

而真核细胞则含有明显的

带有核膜的

真正意义上的细胞核

他们的区别还体现在生物膜上面

他么尽管都含有细胞膜

但原核细胞的细胞膜是多功能化

真核细胞的细胞膜

已经分化成了丰富的内膜系统

还有就是它的蛋白质表达的装置

核糖体的差别

原核细胞它是70S核糖体

就是由50S和30S

两个大小亚基组成的核糖体

而真核细胞是80S核糖体

由60S和40S两个大小亚基

装配成的核糖体

第七个区别

是染色体的区别

原核细胞一个细胞只有一条染色体

真核细胞一个细胞则有两条以上的染色体

第八点区别

就是在DNA分子这个形态上

原核细胞DNA分子呈环状

存在于细胞质

DNA很少与组蛋白结合

而真核细胞DNA分子是很长的线状分子

含有很多的非编码区

DNA通常与蛋白质共同形成

包装的复合体

除原核生物和真核生物两大家族之外

还有一类特殊的生命形式

我们称为病毒

尽管病毒很小

是结构简单的一类非细胞型微生物

但病毒在细胞当中的寄生

依赖宿主细胞进行核酸复制

和蛋白质的合成

并对细胞产生重大影响

那么病毒种类繁多

不同的病毒对寄生的细胞

具有物种原则选择性

比如像腺病毒

如C组腺病毒 它感染上呼吸道粘膜

引起急性发热性咽喉炎

那么烟草花叶病毒

它只感染植物

尤其是引起烟草叶片细胞

发生枯萎病

还有就是噬菌体

只感染细菌 真菌 藻类等微生物

另外流感病毒只感染人 禽和特定的一些物种

但流感病毒很少发生跨种感染

还有艾滋病毒

它专一感染人类耳钉免疫系统的病毒

因为病毒生物学已经发展成为一门

独立的学科

所以关于病毒生物的一些学习内容

专门在病毒生物学里面介绍

下面再让我们看看

细胞社会成员的大小

主要的真核细胞成员

都分布在微米的尺度

通常平均直径在3到30微米

但也有一些特别的细胞尺寸很大

比如像神经细胞的纤维

可以长达超过1米

有一些卵细胞可以达到若干个厘米

原核细胞普遍比较小

那么平均直径只有1到10个微米

这里要提一下最小的原核细胞支原体

如图中所示

它是处在纳米尺度

我们在实验当中所采用的微孔滤膜除菌器

过滤除菌器

不能有效地把支原体去除掉

所以在细胞培养的时候

支原体的污染是经常的发生

那么非细胞生物病毒就更小

通常都在纳米级

顺便说一下

细胞内的生物大分子

及其复合体的大小

通常也是在纳米维度

而小分子的尺寸和原子的大小

就需要用更小的单位埃来进行测量描述

下面我们来谈一下

决定细胞大小和它恒定的基本因素

概括为有以下三点

第一点就是细胞表面积和体积的比值

第二个就是细胞的核质比

还有就是细胞内外物质交换

和信息传递的频度和量

决定着细胞的大小

值得一提的是

面对纷繁复杂的生物界

和浩瀚的细胞社会

为了研究和揭示生命的奥秘和规律

科学家们从整个生物界当中

选择了若干种具有代表性的生物类型

并以此为模型在细胞和分子层面

开展广泛而深入的研究工作

这些生物类型我们称之为“模式生物”

模式生物主要包括以下几种

一是大肠杆菌

二就是酿酒酵母

三是拟南芥

它是最有代表性的模式植物

四 秀丽隐杆线虫

是蠕虫的代表

也是现今分子生物学

和发育生物学研究领域

常用的模式生物

五就是黑腹果蝇

它是昆虫的代表

时细胞与分子遗传研究

广泛采用的模式生物

六是斑马鱼

作为鱼类的代表

也是应用越来越广泛的一个模式生物

第七就是小鼠

是哺乳动物的代表

也是我们生物医学研究

广泛应用的模式生物

最后 我们总结一下

在细胞社会大家庭当中

细胞生物学主要揭示真核细胞的奥秘

其中又以动物细胞

特别是哺乳动物细胞为主要研究对象

人类作为最高等的哺乳动物

作为万物之灵

我们身体里共有200余种

不同类型的细胞类型

总量约40到60万亿个细胞

因此 不难想像

我们的身体是多么庞大

而复杂的细胞社会啊

那么 细胞是如何起源的呢

是来自“上帝之手”

还是自然进化的结果

我们下一讲再接着讨论

同学们再见