03细胞的基本形态结构与功能175

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1、1 第三章细胞结构与细胞通讯 3 1细胞的结构 3 2真核细胞的结构 3 3生物膜 流动镶嵌模型 3 4物质的跨膜转运3 5细胞连接3 6细胞通讯 普通生物学 细胞结构与细胞通讯 2 原核细胞 细菌 蓝藻真核细胞 动物 植物 真菌 3 1两类细胞 两者差别非常大 普通生物学 细胞结构与细胞通讯 3 原核细胞 体积小 结构简单 无内膜系统 细胞器 核膜 染色体 环状的DNA分子 有质粒 真核细胞 有内膜系统 细胞器 核膜 复杂的骨架系统 普通生物学 细胞结构与细胞通讯 4 原核细胞 真核细胞 5 细胞大小 动 植物细胞直径 10 100 m支原体 最小 100nm鸵鸟蛋 最大 150mm麻纤维

2、10cm 神经细胞 胞体 0 1mm 轴突 1m 6 细胞的大小和功能相适应 神经细胞长 神经信号传导 卵细胞体积大 存放营养物质 供胚胎发育 7 细胞膜 CellMembranes 细胞质 Cytoplasm 细胞核 Nucleus 细胞壁 CellWall 3 2真核细胞的结构 动物细胞 植物细胞 8 动物细胞模式图 9 植物细胞模式图 10 真核细胞最大 最重要的细胞器 大多单核 细胞的控制中心 遗传物质 DNA 主要位于细胞核 调控细胞代谢 生长 分化 包括核被膜 核基质 染色质 核仁 3 2 1细胞核是真核细胞的控制中心 11 核基质 12 1 核被膜核外面 包括核膜和核膜下面的核纤

3、层 核膜 两层膜 单层膜厚7 8nm 膜之间的核周腔宽约10 50nm 外膜常与糙面内质网相连 有核糖体颗粒 核纤层 在核膜内面 核纤层蛋白组成 13 14 核被膜的电镜图 15 大分子如何出入细胞核 16 核孔 核孔复合体 蛋白质 30 50种 与核纤层紧密结合 17 50 100nm 几千 几百万个 18 功能 物质转运 核内物质 RNA 组装好的核糖体亚基 核孔 细胞质 细胞质中物质 蛋白质 核内 如 合成DNA和RNA的聚合酶 构成染色体的组蛋白 核糖体蛋白 等 19 选择性mRNA前体 不能通过核孔 mRNA前体 加工 与蛋白结合 复合体 核孔 核外 主动转运 非扩散 蛋白质 自身的

4、核定位信号 核孔复合体 受体蛋白 两者结合 核孔 出 入核 20 2 染色质 固定 苏木精染色 常染色质 异染色质 21 成分 主要 DNA 组蛋白 少量 RNA 非组蛋白 DNA 同一个体 各种细胞中含量相同 常染色质 粗 细丝 网状 DNA分子展开部分 异染色质 粗大团块 色深 DNA紧缩盘绕部分 附于核膜 22 组蛋白 碱性 含碱性氨基酸 赖氨酸 精氨酸 能与DNA带负电荷的磷酸基团结合 5种 H1 H2A H2B H3 H4 功能不同 23 非组蛋白种类多 有关DNA复制 转录的因子 如 DNA聚合酶 RNA聚合酶等 24 染色质丝 串珠 念珠 状 细丝 1 5 2 5nm 连接体DN

5、A 核小体 小珠状 10nm 25 核小体 核心 4对组蛋白H2A H2B H3 H4各2对 核心 核小体 H1 26 DNA 缠绕在核心外周 组蛋白H1 核心外侧 与DNA结合 H1 核心 核小体 27 染色质丝的单位 1段连接DNA 1个核小体上DNA 200碱基对 核心 核小体 H1 28 H1和核心组蛋白 作用于染色质丝 聚拢折叠 30nm纤维 10nm 30nm 29 染色质在不同时期的表现 串珠状细丝 10nm染色质极度伸张 细胞分裂间期 25 30nm染色质丝折叠 螺线管 细胞分裂期进一步浓缩 高度折叠 光镜可见的粗大染色体 30 从DNA到染色体水平的压缩过程 31 3 核仁

6、形态 圆 椭圆 无外膜 数目1 2个 各种生物中固定 核仁 32 成分 富含蛋白质 RNA rRNA 形成 某一个 几个特定染色体的一定片段 核仁组织区 核仁组织区 转录rRNA的基因 即DNA rDNA 所在地 功能 转录rRNA 组装核糖体 33 4 核基质核内由蛋白质组成的纤维状网络 网孔中充以透明液体 核质 34 细胞质 质膜内 细胞核外细胞溶胶 细胞器 3 2 2细胞质 35 1 内质网和核糖体 内质网 一系列囊腔 细管 彼此相通隔离于细胞溶质的膜系统 总膜面积一半 最多的膜 核糖体 蛋白质合成的场所 36 37 光滑内质网 sER 无核糖体颗粒 作用 脂质合成 糖类代谢 药物 毒物

7、的解毒 38 脂质合成脂肪细胞 脂肪 磷脂睾丸 肾上腺细胞 甾体类激素 39 糖类代谢肝细胞中sER中一种酶参与糖原水解释放葡萄糖 解毒作用镇静剂在肝细胞中被sER代谢 40 糙面内质网 rER 具核糖体颗粒 合成 转运蛋白质 糙面内质网 光面内质网 41 细胞质中无膜包被的颗粒状结构 由RNA和蛋白质组成的复合物 合成蛋白质的机器 悬浮于细胞溶胶或连在内质网上 核糖体 42 蛋白质合成起始于细胞溶胶中的核糖体 有些蛋白质合成开始后不久便转到内质网上合成 这些蛋白质包括 1 向细胞外分泌的蛋白 如抗体 激素 2 膜蛋白 决定其在膜中的排列 3 需与其它细胞组分严格分开的酶 如溶酶体的各种水解酶

8、 4 需进行修饰的蛋白 如糖蛋白 43 信号假说 Signalhypothesis 信号肽 指导蛋白质转至内质网上合成 蛋白质转入内质网合成的过程 信号肽与SRP结合 肽链延伸终止 SRP与受体结合 SRP脱离信号肽 肽链在内质网上继续合成 同时信号肽引导新生肽链进入内质网腔 信号肽切除 肽链延伸至终止 翻译体系解散 SRP 信号识别颗粒 44 45 2 高尔基体 Golgiapparatus 1898 Golgi首先观察到 因此得名 动植物细胞普遍存在 由扁平小囊 小泡堆在一起形成 有极性 凸出面对着内质网称为形成面 formingface 或顺面 cisface 凹进的一面对着质膜称为成熟

9、面 matureface 或反面 transface 46 47 功能 将内质网合成好的蛋白质 分门别类进行加工 分类 包装 运送 细胞特定部位 或分泌 细胞外 48 无合成蛋白质功能 合成多糖 纤维素 果胶质 参与细胞壁的形成 49 3 溶酶体 lysosome 形态 单层膜 囊泡 来源 高尔基体断裂产生 功能 细胞内消化 外界吞入的颗粒 异噬溶酶体细胞自身的碎渣 自噬溶酶体 50 特性 1 酸性 pH4 8或更低 水解酶在酸性环境中才有活性 2 溶酶体膜与质膜厚度相近 成分不同区别 有质子泵 将H 泵入溶酶体 pH值降低 膜蛋白高度糖基化 防止蛋白降解 51 根据生理功能完成的不同阶段分为

10、 初级溶酶体 primarylysosome 高尔基体产生 内含物均一 无明显颗粒 次级溶酶体 secondarylysosome 正在进行或完成消化作用的溶酶体 残体 residualbody 又称后溶酶体 post lysosome 失去酶活性 仅留未消化的残渣 52 相关疾病 1 矽肺2 肺结核3 台 萨氏综合征4 II型糖原累积病 53 4 线粒体颗粒 短杆状 线状 横径0 2 1 m 长2 8 m 1到几百甚至数千个 54 线粒体是动态的细胞器 多形性 易变性 运动性 适应性 形态 大小 数量 分布在不同细胞 即使同一细胞 随代谢条件的不同也会变化 55 四个功能区 外膜 内膜 膜间

11、隙 基质 1 外膜 平整 脂类 蛋白质 亲水通道 56 2 内膜 向内折叠形成嵴 增加内膜面积 上有带柄 直径约10nm的基粒 ATP合成酶复合体 57 膜间隙 宽 6 8nm 延伸 嵴内部 基质 液态填充于内膜 嵴之间 富含酶类 58 线粒体的功能细胞的 动力工厂 细胞呼吸 能量代谢中心 含细胞呼吸所需的各种酶 电子传递体 电子传递过程 内膜表面 59 ATP合成酶复合体将糖类 脂质分子的化学能 贮存于腺苷三磷酸 ATP 即 细胞代谢可直接利用的能量 60 生物氧化过程除糖酵解在细胞质中进行 其他均在线粒体中进行 酶类 线粒体基质中催化三羧酸循环 催化脂肪酸 丙酮酸氧化 61 半自主性的细胞

12、器基质中含DNA 环状 核糖体 即 完整的遗传系统 转录 翻译体系 编码 10 自身蛋白质 62 线粒体的起源 线粒体 细菌相似大小相似 核糖体相似 均具环状DNA分子 线粒体起源的设想细胞吞噬细菌 细菌入侵细胞 细胞内的细菌 线粒体 63 5 质体植物细胞特有白色体 有色体两种 白色体 分生组织及不见光的细胞 有色体 含色素 叶 花 果实 64 叶绿体 最重要的有色体 双层膜包裹 光合作用 光能转变成化学能 大小 形状 数目随不同植物 细胞而不同 高等植物呈椭圆形 数目20 100个 65 叶绿体组成 外被 chloroplastenvelope 类囊体 thylakoid 基质 strom

13、a 3种膜 外膜 内膜 类囊体膜 3个腔 膜间隙 基质 类囊体腔 66 类囊体膜 光合作用的色素 电子传递系统 基质 碳反应进行的场所 半自主性 有自己的DNA 核糖体 编码部分自身蛋白 67 6 微体 microbody 异质性 不同生物 不同发育阶段不同 似溶酶体 单层膜 小泡 含酶不同 圆形 椭圆形或哑呤形等 过氧化物酶体 乙醛酸循环体两种 68 功能 1 过氧化物酶体 动 植物细胞都有 脂肪酸氧化 分解20 的脂肪酸 解毒 过氧化氢酶利用H2O2将酚 甲醛 甲酸 醇等有害物质氧化 饮入的酒精25 以上在微体中氧化 69 2 乙醛酸循环体 植物细胞有 参与光呼吸作用 将光合作用的副产物乙

14、醇酸氧化为乙醛酸和过氧化氢 萌发的种子中 将脂类转化为糖 70 微体 71 7 液泡植物细胞中普遍存在 单层膜包裹 含细胞液 分生组织细胞中液泡多而小 成熟细胞中液泡大 占细胞中央 达95 以上 液泡 72 功能 调节细胞渗透压 收集代谢废物 液泡中的花青素决定花 果实和叶的颜色 73 8 细胞骨架 cytoskeleton 真核细胞中的蛋白纤维网络结构 发现较晚 电镜制样采用低温 0 4 固定 细胞骨架在低温下解聚 20世纪60年代后 采用戊二醛常温固定 认识到细胞骨架的存在 74 功能 维持细胞形状 控制细胞运动 承受外力 保持细胞内部结构的有序性 植物细胞中细胞骨架指导细胞壁的合成 参与

15、重要生命活动 75 参与的生命活动 细胞分裂中牵引染色体分离 细胞物质运输中 各类小泡和细胞器的定向转运 在肌肉细胞中 组成动力系统 白细胞迁移 精子游动 神经细胞轴突和树突伸展等都与细胞骨架有关 76 77 三种类型 微管 微丝 中间纤维 78 微管 中空长管状 22 25nm 纺锤体 鞭毛和纤毛都由微管构成 微管蛋白 亚基 分子量55000左右 双体分子螺旋排列 盘绕成微管管壁 79 成束或分散存在于细胞质 支持作用 解体成亚基 也可重新组装成完整的微管 微管蛋白没有特异性 秋水仙素 长春藤碱 紫杉醇 多倍体 抗癌 80 81 82 微丝 肌动蛋白丝 实心纤维 宽约4 7nm 组成单体是肌

16、动蛋白 没有特异性 单体相连成串 两串扭缠成束 即微丝 动植物细胞中都有 横纹肌 纤维细胞 肠微绒毛均有丰富的微丝运动功能 83 微丝易于解聚成单体 又容易重新聚合 细胞松弛素B 切断微丝纤维 结合在微丝末端抑制肌动蛋白聚合到微丝纤维上 微丝解聚 鬼笔环肽 与微丝特异结合 防止解聚 两者相反的作用都能特异性的抑制微丝功能 引起细胞变形 使细胞骨架发生变化 84 微丝 微管 85 中间纤维 IF 8 10nm 介于微管和微丝之间最稳定的细胞骨架成分 支持 运动的功能 形态相似 组成蛋白质有明显差异 角蛋白 keratin 上皮细胞中的IF 波形蛋白 vimentin 成纤维细胞中的IF 层粘连蛋白 laminin 上皮组织基础膜的主要成分 细胞核膜下的核纤层也是中间纤维构成 86 几种中间纤维的模式图 87 9 鞭毛 纤毛和中心粒鞭毛和纤毛 细胞表面附属物 运动功能基本结构相同 长度 数量不同 结构成分 微管横切面呈9 2 2排列 基粒 由微管构成 9 3 0排列 基粒与鞭毛和纤毛的基部相连 中心粒 微管构成 与基粒是同源器官 结构相似 中心粒位于中心体 微管组织中心 中 88 89 9