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1、第一章 细胞,细胞的结构与功能（包括细胞膜、细胞质、细胞核） 细胞的增殖与分化 细胞衰老和死亡,1660年英国科学家胡克发明了显微镜 1665年，胡克把软木切成极薄的薄片放在自己制造的一架复式显微镜下观察，在显微镜的视野里发现竟有许多蜂窝状的小室，他给这些小室取名为cella，即细胞（cell）。,软木细胞,1838年，德国植物学家施莱登（M.J.Schleiden）提出：所有的植物都是由细胞组成的，细胞是植物各功能的基础；,1839年，德国动物学家施旺（T.A.H.Schwann） 受施莱登启发，又提出：所有动物也是由细胞组成的；,1855年，德国病理学家菲尔肖（R.C.Virchow）提出
2、：所有的细胞都必定来自别的活细胞。,（1）所有的生物都是由一个或多个细胞组成的； （2）细胞是所有生物的结构和功能的基本单位； （3）所有的细胞都必定是由别的细胞产生的。,细胞学说,意义：细胞学说论证了整个生物界在结构上的统一性，以及在进化上的共同起源。,地球上的生物种类繁多，虽然生物外型不同，但 它们都是由 一种十分相似的构造细胞所組 成（病毒除外）。,最小的细胞是支原体，直径100nm； 最大的细胞是鸵鸟蛋的卵黄（170mm*135mm)； 一般来说，细胞的大小以微米（ um ）计。,细胞的大小,细胞的形态,血细胞,神经细胞,骨骼肌细胞,叶表皮细胞,细胞的显微结构与亚显微结构,用光学显微镜
3、观察到的细胞内部构造,称为细胞的显微结构。 光学显微镜的分辨率不超过200nm,有效放大倍数一般不超过1200倍。,细胞的显微结构与亚显微结构,在电子显微镜下观察到的细胞结构称为亚显微结构。 电子显微镜的分辨率：0.2nm，可以放大几千倍、几万倍，甚至几十万倍,细胞质:,是均匀透明的胶状物质,能不断流动。,细胞膜以内,细胞核以外的原生质,细胞的形态和大小虽然千差万别，但都有着共同的结构和相似的机能。细胞一般都是由细胞膜、细胞质和细胞核三部分组成。,动物细胞亚显微结构模式图,一、细胞的结构与功能 光镜下，分为细胞膜、细胞质和细胞核构成的；电镜下，可分为膜性结构和非膜性结构。 膜性结构：细胞膜、线
4、粒体、内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化体和核膜 非膜性结构：核糖体、中心粒、微管、微丝、中间丝、核仁、染色质（体）,（一）细胞膜 1、细胞膜的结构 细胞膜由蛋白质、类脂和少量的糖类组成，厚度610nm，在光镜不能分辨，电镜下可见三层结构，内外两层电子密度高（深暗），中间层电子密度（明亮），通常把具有这样三层结构的膜称为单位膜或生物膜。,2、液态镶嵌模型(fluid mosaic model)学说 细胞膜结构以液态的脂质双层分子为基架，不同分子结构和不同生理功能的蛋白质分子（主要是-螺旋或球形蛋白）镶嵌在膜内（镶嵌蛋白），或附着于胞膜的内表面（表在蛋白）。糖类分布于细胞的外表面，或与类脂结合
5、形成糖脂，或与蛋白质结合形成糖蛋白。这种分子结构使细胞膜具有可塑性、流动性及不对称性等特点。 脂质双分子层：骨架。包括磷脂、糖脂和胆固醇。 镶嵌蛋白：（7080） 蛋白质分子 表在蛋白：（2030%） 糖类：糖脂；糖蛋白。,3、细胞膜的功能 （1）界膜作用：维持细胞形态，防止细胞内物质的流失及有害物质的侵入。 （2）物质交换：最主要的功能。交换的方式有多种： 被动运输：物质由高浓度向低浓度转运。包括： 单纯扩散：脂溶性物质和中性小分子（水、氧、乙醇等）。 易化扩散：有些离子和非脂溶性物质需膜蛋白为载体。 主动运输：由低浓度向高浓度运输，需消耗能量，依靠载体（镶嵌蛋白）转运某种离子，如钙泵、钠-
6、钾泵等。 胞吞与胞吐：细胞摄取或释放大分子或颗粒物质的方式，包裹胞外物质摄入细胞内为胞吞；把胞内物质以小泡的方式排出胞外为胞吐。,（3）调节代谢：细胞膜的某些蛋白是特殊的酶或受体，调节细胞内的某种代谢活动。如肝细胞膜上的受体接受肾上腺素的信号，引起细胞内的糖原分解为葡萄糖。 （4）信息传递与细胞识别：有些膜蛋白是特异性受体，可以与激素、药物、抗原、神经递质等结合来传递信息，或可对同种和异种细胞、自己和异己物质进行鉴别。如中性粒细胞可识别细菌；淋巴细胞可识别、排斥异体细胞。 此外，细胞膜还参与细胞的运动、细胞分化、传导冲动及保护等功能活动。,（二）细胞质 1、胞基质 细胞质中的液体部分，半透明均
7、质状胶体物，主要含蛋白质、脂类、糖类、无机盐、水分和一些可溶性酶。内含物有糖原颗粒、脂滴、色素颗粒、分泌颗粒等。 2、细胞器 细胞质中具有特定形态结构，执行一定生理功能的成分。光镜下可见的细胞器只有中心体、线粒体和高尔基复合体。电镜下分为膜性细胞器和非膜性细胞器。,膜性细胞器：线粒体、内质网、高尔基复合体、溶酶体、微体、 环孔板 非膜性细胞器：核糖体、中心粒、微管、微丝、中间丝、微梁网,细胞器是分布于细胞质内、具有一定形态、在细胞生理活动中起重要作用的结构。它包括：线粒体、叶绿体、内质网、内网器、高尔基体、溶酶体、微丝、微管、中心粒等。,细胞质:,是均匀透明的胶状物质,能不断流动。,细胞膜以内
8、,细胞核以外的原生质,1、线粒体：除成熟的红细胞，所有细胞内均有存在，代谢率越高的细胞数量越多。 光镜下：呈杆状或粒状。 电镜下：两层单位膜构成，外膜光滑，内膜内折形成线粒体嵴，嵴间为嵴间腔，内外膜间为膜间腔。嵴间腔内充满线粒体基质，含基质颗粒，多种酶系统。内膜表面还附有许多棒球状的基粒：由头、柄和基片三部分组成，一种ATP酶。 功能：通过一系列生物氧化反应，产生大量能量供细胞生命活动需要，故称为细胞的“供能站”。,2、核糖体 由核糖体核糖核酸(rRNA)和蛋白质构成的椭圆形致密颗粒。电镜下见由大、小两个亚基组成，两亚基间有间隙，信使RNA由间隙穿过，把多个核糖体连在一起称为多聚核糖体。大亚基
9、中央有一中央管，核糖体合成的肽链由此管伸出。类型有： 游离核糖体：游离，主要合成细胞本身的结构蛋白。 附着核糖体：附着于膜上，合成外输性的分泌蛋白。 功能：合成蛋白质。,核糖体,（1）结构：由单位膜构成的互相通连的扁平囊及小泡小管，可与核膜、质膜、高尔基复合体相通连。根据其表面是否附有核糖体，可分为粗面内质网（有核糖体附着）和滑面内质网（无核糖体附着）。,3 内质网（endoplasmic reticulum，ER）,（2）功能：粗面内质网（RER）：与蛋白质的合成过程有密切关系，它既是核糖体附着的支架，又是核糖体合成的蛋白质的运输通道。滑面内质网的功能较为复杂，因其内含不同的酶而具不同的功能
10、，如：合成类固醇激素，解毒、胆汁生成、糖脂代谢等。,内质网（endoplasmic reticulum，ER）,细胞,扁平囊状结构和大小囊泡,高尔基体,(1)光镜结构： 多位于细胞核附近，常呈小泡及网状，又称内网器。 (2)电镜结构： 由顺面高尔基网、顺面、中间区室、反面、反面高尔基网组成：,4、高尔基复合体,由粗面内质网合成的蛋白质以出芽方式形成小泡至生成面，进而融合到扁平囊，在其内经过浓缩、加工、转运、加膜，最后形成分泌泡或初级溶酶体（大泡），而至成熟面，最后脱离高尔基复合体而排出细胞外或在细胞内 。 相当于物质供应的集散地，他们对内质网合成并运来的物质进行加工、包装，然后分门别类地运送到
11、各自的目的地。,功能：动物细胞中与细胞分泌物形成，并能合成多糖，在肝细胞内还与脂蛋白合成分泌有关，还参与溶酶体的形成,5、溶酶体,(l) 形态结构：是由膜包裹，大小不等、形态各异的致 密小体。 大者：直径为0.250.5m，光镜下可分辨； 小者：直径58nm，只有在电镜下才能见到。 (2) 内含物：内含多种水解酶，至今已发现有50多种，如酸性磷酸酶、-葡萄糖苷酸酶、核糖核酸酶等。其标志酶为酸性磷酸酶。所含的酶能水解蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸及其它低分子化合物,(3) 种 类： 初级溶酶体：从高尔基复合体形成、尚未参与消化活动的溶酶体。 次级溶酶体：已参与消化活动后的溶酶体。 异噬体：消化过
12、程中，溶酶体所消化的物质是外源性的； 自噬体：又称自溶体，溶酶体所消化的物质是内源性的。 残余体：溶酶体中的异物经水解，可溶部分渗出膜外，不能被消化的部分(如脂褐素等)残存在溶酶体内形成的结构。,(4) 功 能：细胞内或细胞外的消化。主要消化吞噬或吞饮入细胞内的物质，或细胞自身衰老的结构。,6、中心体,结构组成： 多位于细胞核的一侧，由中央的中心粒(centrioles)和周围特殊分化的细胞质及许多中心粒随体组成。中心粒一般为两个,互成直角排列。 光镜下：需特殊染色才可见到。 电镜下： 每个中心粒呈圆筒状，直径0.2m，长0.5m，互相垂直。在横断面上可见每个中心粒都是由九组三联微管围成。,中
13、心体结构模式图,功能： 中心粒能自我复制，参与细胞分裂活动。纤毛与鞭毛等由中心粒产生，因此细胞运动亦与中心粒有关。,中心体,动物细胞有丝分裂,7、过氧化物酶体： 又称微体，为圆形或卵圆形小泡，外包单位膜，中央有一致密核芯，含多种酶，标志酶为过氧化氢酶，防止过氧化氢浓度过高而中毒。 8、环孔板： 是带有环形小孔的平行排列的膜性扁平囊泡。功能不详。常出现在生殖细胞、胚胎细胞和肿瘤细胞内。,9、微 丝,微丝（microfilament，MF）是由肌动蛋白(actin)组成的直径约7nm的骨架纤维，又称肌动蛋白纤维actin filament。微丝和它的结合蛋白（association protion
14、）以及肌球蛋白（myosin）三者构成化学机械系统，利用化学能产生机械运动。 肌动蛋白纤维是由两条线性排列的肌动蛋白链形成的螺旋，状如双线捻成的绳子（图9-2、3），肌动蛋白的单体为球形分子，称为球形肌动蛋白G-actin(globular actin)，它的多聚体称为纤维形肌动蛋白F-actin (fibrous actin)。,功能：构成细胞骨架，与胞吞、胞吐、微绒毛收缩、伪足伸缩、细胞器移位、细胞质分裂有关。,微管是由微管蛋白组成的管状结构 ，是由13条原纤维（protofilament）构成的中空管状结构（图9-15），直径2825nm。每一条原纤维由微管蛋白二聚体线性排列而成。微管蛋
15、白二聚体由结构相似的和球蛋白构成。,10、微 管,功能：构成细胞骨架、参与细胞运动，构成鞭毛、纤毛的基本结构来参与运动、在细胞有丝分裂时形成纺锤体并使染色体移动、神经细胞内微管的运输作用。,11 中间丝：又叫中间纤维，介于粗肌丝和细肌丝之间。包括角蛋白丝（张力丝）、神经角质丝、神经丝等。 功能：构成细胞骨架、传递信息。 12 微梁网：参与构成细胞骨架，直径36微米。,讨论,科学家在豚鼠的胰脏腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，3min后，被标记的亮氨酸出现在附着有核糖体的内质网中， 17min后，出现在高尔基体中， 117min后，出现在细胞膜内的小 泡及细胞外的分泌物中。,a 蛋白质的合成过程,
16、高尔基体,d 蛋白质的合成有关的细胞器,核糖体,在内质网,高尔基体,核糖体,内质网,线粒体,豚鼠胰脏腺泡细胞分泌物形成过程图解,核糖体内质网高尔基体细胞膜细胞外,细胞的生物膜系统：,具有双层膜结构的细胞器线粒体 具有单层膜的细胞器？内质网，高尔基体、溶酶体,细胞生物膜系统是指由细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等围绕而成的细胞器，在结构和功能上是紧密联系的统一整体。,细胞的生物膜系统：,内质网膜与外层核膜相连，内质网腔与内、外两层核膜之间的腔相通，外层核膜上附着有大量的核糖体，内质网与核膜的连通，使细胞质和核内物质的联系更为紧密。在有的细胞中，还可以看到内质网膜与细胞膜相连。内质网膜与线粒体膜之间也存在一定的联系。线粒体是内质网执行功能时所需能量的直接“供应站”，在合成旺盛的细胞里，内质网总是与线粒体紧密相依，有的细胞的内质网膜甚至与线粒体的外膜相连。,细胞的生物膜系统：,内质网,细胞膜 核膜 线粒体膜,高尔基体,出芽,小泡,小泡,细胞器间的协调配合： 合成的分泌蛋白运
