细胞的基本形态结构与功能

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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，100 nm 鸵鸟蛋：最大，150 mm麻纤

2、维：10 cm；神经细胞：胞体：0.1mm；轴突：1 m6* 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（Cell Membranes） 细胞质（Cytoplasm） 细胞核（Nucleus） 细胞壁（Cell Wall）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

3、膜下面的核纤层。 核膜：两层膜，单层膜厚7-8 nm，膜之间的核周腔宽约10-50 nm。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。1314核被膜的电镜图15大分子如何出入细胞核？蛋白质（如DNA、RNA合成相关的酶）细胞质 细胞核 RNA细胞核 细胞质16 核孔 核孔复合体：蛋白质，30-50种，与 核纤层紧密结合；17 50 100 nm，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

4、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：自身的核定位信号，核孔复合体：受体蛋白，两者结合 核孔 出、入核；202. 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

5、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 2.5 nm，连接体DNA； 核小体：小珠状， 10 nm； 25 核小体： 核心：4 对组蛋白H2A、H2B、H3、H4 各 2 对； 核心核小体H126 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H128 H1和核心组蛋白 作用于染色质丝 聚拢折叠 30 nm纤维10 nm30 nm29 染色质在不同时期的表现 串珠状细丝：10 nm染色质极度伸张； 细胞分裂间期：2530nm染色质丝

6、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螺线管螺线管核小体核小体超螺线管超螺线管染色单体染色单体共计压缩8400倍压缩7倍压缩6倍压缩40倍压缩5倍DNADNA从DNA到染色体水平的压缩过程 313. 核仁 形态：圆、椭圆，无外膜； 数目12 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。 核的支架；染色质附

7、着的场所。核骨架34 细胞质质膜内，细胞核外细胞溶胶、细胞器3.2.2 细胞质351、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 。内质网光面内质网(sER)糙面内质网(rER)核糖体：蛋白质合成的场所。3637 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

8、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；4. 需进行修饰的蛋白，如糖蛋白。43信号假说（Signal hypothesis）：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

9、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44452、高尔基体（Golgi apparatus） 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（forming face）或顺面（cis face）凹进的一面对着质膜称为成熟面（mature face）或反面（trans face）4647 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。493、溶酶体（lysosom

10、e）形态态：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： 初级溶酶体(primary lysosome)：高尔基体产生，内含物均一，无明显颗粒。 次级溶酶体(secondary lysosome)：正在进行或完成消化作用的溶酶体 。 残体(residual body) ：又称后溶酶体（post-lysosome

11、）失去酶活性，仅留未消化的残渣。食物泡初级溶酶体次级溶酶体残体52相关疾病：1矽肺 2 肺结核3台-萨氏综合征4II型糖原累积病 534、线粒体 颗粒、短杆状（线状）， 横径0.21m，长28 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、膜间隙、基质（1）外膜：平整，脂类、蛋白质，亲水通道 嵴内膜基质外膜膜间隙56（2）内膜：向内折叠形成嵴，增加内膜面积。上有带柄、直径约10 nm的基粒ATP 合成酶复合体嵴内膜基质外膜膜间 隙57 膜间隙：宽 6-8

12、 nm，延伸 嵴内部； 基质：液态填充于内膜、嵴之间；富含酶类；嵴内膜基质外膜膜间隙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

13、；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。635、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（chloroplast envelope） 类囊体（thylakoid）基质（stroma）；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

14、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。676、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。692. 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717、液泡 植物细胞中普遍存在

15、， 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。738、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