细胞生物学细胞生物学的发展细胞的发现年英国

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1、第二章细胞生物学（一）细胞生物学的发展1．细胞的发现1665年英国物理学家罗伯特·虎克用他自制的显微镜观察栓皮栎的软木切片时，看到了一个个蜂窝状的小室。他把这样的“小室”称为细胞。其实，他所看到的是植物细胞死亡后留下来的细胞空腔，是一个死细胞。2．细胞学说的建立约170年期间内，人们对动物、植物细胞及其内含物进行了较为广泛的研究，积累了大量的资料。德国植物学家施莱登于1838年提出了细胞学说的主要论点，次年又经德国动物学家施旺加以充实，最终创立了细胞学说。细胞学说的主要内容是：细胞是动、植物有机体的基本结构单位，也是生

2、命活动的基本单位。这样，就论证了整个生物界在结构上的统一性，细胞把生物界的所有物种都联系起来了，生物彼此之间存在着亲缘关系。这是对生物进化论的一个巨大的支持。细胞学说的建立有力地推动了生物学的发展，为辩证唯物论提供了重要的自然科学依据，恩格斯对此评价很高，把细胞学说誉为19世纪自然科学的三大发现之一。3．细胞学的发展进入本世纪以来，染色方法的改进，高速离心机的应用，特别是电镜的问世和放射性同位素的应用等，已使细胞生物学发展进入了较高的层次。从1953年开始，逐渐兴起在分子水平上探讨生命奥秘的分子生物学。分子生物学取得的

3、卓越成就对细胞学的发展是一个巨大的推动。细胞学逐渐发展成从显微水平、亚显微水平和分子水平三个层次上深入探讨细胞生命活动的学科。1m＝103mm＝106μm＝109nm=1010Å人肉眼分辨率0.2mm。我们通常把光镜下看到的结构称为细胞的显微结构。光镜可以把物体放大几百倍到一千多倍，分辨的最小极限达到0.2微米。电子显微镜下看到的结构，一般称为亚显微结构，分辨率达到0.2nm，放大倍数可达到几十万倍，能使人们对于细胞结构的研究取得更多进展，其中相差、透射和扫描隧道电子显微镜获诺贝尔奖。（二）细胞的形态与大小1．细胞的形

4、状一个细胞与其他细胞分离而单独存在时，称游离细胞。游离细胞常呈球形或近于球形。但实际上由于细胞表面张力或原生质粘度的不均一性等原因，很多单独存在的游离细胞并不呈球状。例如，动物的卵细胞、植物的花粉母细胞是球状或近于球状的细胞，人的红细胞呈扁圆状，某些细菌呈螺旋状，精子和许多原生动物具有鞭毛或纤毛，变形虫和白血球等为不定形细胞。2．细胞的大小细胞的直径多在10μm～100μm之间。有的很小，如支原体，其直径为0.1μm～0.2μm，是最小的细胞。人坐骨神经细胞长约1m；最大的细胞是鸟类的卵（鸟类的蛋只有其中的蛋黄才是它的

5、细胞，卵白是供发育用的营养物质，不屑于细胞部分），如鸵鸟蛋卵黄的直径可达5cm。细胞的大小与生物体的大小没有相关性。参天的大树与新生的小苗；大象与昆虫，它们的细胞大小相差无几。鲸是最大的动物，但是它的细胞并不大，生物体积的加大，主要是细胞数目的增多造成的。细胞虽小，但相对面积大，不仅有利于细胞内外的物质和信息交流，而且有利于细胞核对细胞的遗传控制。（三）原核细胞的亚显微结构11由原核细胞构成的生物称原核生物，如细菌、蓝藻、放线菌、衣原体、支原体和立克次氏体等。1、细菌细胞壁的化学组成与真核细胞不同，是由一种叫肽聚糖（N

6、-乙酰葡萄糖胺+N-乙酰胞壁酸+短肽）所组成，少数还含有其他多糖和类脂。通过革兰氏染色法，紫色为革兰氏阳性菌因为壁厚肽聚糖含量高；红色为革兰氏阴性菌，因为壁薄肽聚糖含量低。溶菌酶作用于肽聚糖的糖苷键，青霉素作用于肽聚糖的短肽横桥，所以革兰氏阳性菌对溶菌酶和青霉素较敏感。细胞膜组成和真核细胞基本相同，但膜内侧含有呼吸酶，参与细胞呼吸作用。细胞质中没有内质网、高尔基体、线粒体和质体等，但有核糖体和中间体。核糖体分散在原生质中，只有70S（30+50）型核糖体，是蛋白质合成的场所。中间体是质膜内陷形成的复杂的褶叠构造，其中有

7、小泡和细管样结构，与DNA复制点有关。光合细菌的光合作用是在含有菌绿素、胡萝卜素等光合色素的细胞内膜进行的，呈小泡状或扁囊状分布于细胞周围，称为载色体。细胞质中还有小型环状质粒DNA，上有抗药性基因。质粒DNA可以消失和复制，细菌之间可以相互转导。在原核细胞中还有糖原颗粒、脂肪滴和蛋白颗粒等内含物。类核或拟核外面没有核膜，只由一条环状DNA构成，这种DNA不与蛋白质结合形成核蛋白，决定细菌大部分性状。有的细菌壁外还有荚膜和鞭毛，在不良条件下可以形成芽孢（休眠体）。2、蓝藻没有叶绿体，只有类囊体等结构。上含叶绿素、类胡萝

8、卜素、藻蓝素、藻红素等，类囊体具有光合作用功能（见下图1．DNA2．核糖体3．细胞壁4．细胞膜）。3、放线菌抗生素绝大多数由放线菌产生，其中又以链霉菌为主，如链霉素、头孢霉素、井冈霉素等、土霉素、卡那霉素。支原体和衣原体能通过细菌滤器，支原体无细胞壁。（四）真核细胞的亚显微结构植物细胞和动物细胞的主要区别是：植物细胞具有质体；其次