普通生物學(xué)2細(xì)胞結(jié)構(gòu)與通訊課件

1、3 細(xì)胞結(jié)構(gòu)與細(xì)胞通訊3.1 細(xì)胞的結(jié)構(gòu)3 細(xì)胞結(jié)構(gòu)與細(xì)胞通訊3.1 細(xì)胞的結(jié)構(gòu)一、顯微鏡的發(fā)明打開了微觀世界的大門光學(xué)顯微鏡透射電子顯微鏡掃描電子顯微鏡樣本內(nèi)部樣本表面一、顯微鏡的發(fā)明打開了微觀世界的大門光學(xué)顯微鏡透射電子顯微鏡Robert Hooke 軟木蜂窩狀的小格子“細(xì)胞” （命名） Anton van Leeuwenhoek （荷蘭，1632-1723） 能將微小物體放大近300倍, 最早看到細(xì)菌的人 Robert Hooke 細(xì)胞學(xué)說1838年施萊登 1839年施萬 細(xì)胞學(xué)說細(xì)胞是組成生物體的基本單位 細(xì)胞只能由業(yè)已存在的細(xì)胞經(jīng)分裂而產(chǎn)生電鏡觀察的樣本都是經(jīng)過加工的樣本用電鏡不能觀

2、察活的樣本細(xì)胞學(xué)說1838年施萊登 1839年施萬 細(xì)胞學(xué)說電鏡二、分級分離技術(shù)可用于研究活的樣本 用細(xì)胞破碎技術(shù)和超離心技術(shù)對細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)成分進(jìn)行分離和進(jìn)一步的生物化學(xué)分析是探索細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能相互關(guān)系的重要途徑。二、分級分離技術(shù)可用于研究活的樣本 用細(xì)胞破碎技術(shù)和沉降系數(shù)用離心法時，大分子沉降速度的量度，等于每單位離心場的速度?；騭=v/2r。s是沉降系數(shù)，是離心轉(zhuǎn)子的角速度（弧度/秒），r是到旋轉(zhuǎn)中心的距離，v是沉降速度。沉降系數(shù)以每單位重力的沉降時間表示，并且通常為120010-13秒范圍，10-13秒這個因子叫做沉降單位S，即1S=10-13秒，如血紅蛋白的沉降系數(shù)約為410-13

3、秒或4S。大多數(shù)蛋白質(zhì)和核酸的沉降系數(shù)在4S和40S之間，核糖體及其亞基在30S和80S之間，多核糖體在100S以上。沉降系數(shù)越大，分子或顆粒就越大沉降系數(shù)用離心法時，大分子沉降速度的量度，等于每單位離心場的三、兩類細(xì)胞：原核細(xì)胞和真核細(xì)胞原核細(xì)胞遺傳信息載體僅由一個環(huán)狀DNA構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)沒有核膜和細(xì)胞骨架三、兩類細(xì)胞：原核細(xì)胞和真核細(xì)胞原核細(xì)胞真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)葉綠體線粒體細(xì)胞壁細(xì)胞膜液泡細(xì)胞質(zhì)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細(xì)胞核粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體高爾基體線粒體細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞膜細(xì)胞核粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中心體纖毛真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)葉綠體線粒體細(xì)胞壁細(xì)胞膜液泡細(xì)胞質(zhì)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細(xì)普通生物學(xué)2細(xì)胞結(jié)構(gòu)與通訊課件普通生物學(xué)2細(xì)胞結(jié)構(gòu)

4、與通訊課件一、細(xì)胞核是真核細(xì)胞的控制中心一、細(xì)胞核是真核細(xì)胞的控制中心核被膜：雙層膜，外膜可延伸與細(xì)胞質(zhì)中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連（外膜實際上是圍繞核的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)部分）。核纖層：纖維狀蛋白構(gòu)成核孔：由3050種蛋白質(zhì)組成，并與核纖層結(jié)合，成為核孔復(fù)合體，其上蛋白統(tǒng)稱為核孔蛋白。 一些蛋白質(zhì)和RNA分子可由核孔進(jìn)入或輸出細(xì)胞核；原理：大分子依據(jù)自身的核定位信號與核孔復(fù)合體中專一受體蛋白結(jié)合而實現(xiàn)“主動轉(zhuǎn)運”核被膜：雙層膜，外膜可延伸與細(xì)胞質(zhì)中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連（外膜實際上染色質(zhì)：1.可被蘇木精、醋酸洋紅、龍膽紫等染料染色的物質(zhì)2.常染色質(zhì) 異染色質(zhì)（附于核被膜內(nèi)面）3.組成成分：DNA和組蛋白（主要成分）和少量RNA

5、和非組蛋白（如DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄有關(guān)的蛋白質(zhì)）4.核小體：核心（4對組蛋白）5.染色質(zhì)絲的單位：一個核小體上的DNA加一段連接DNA共有146個堿基對6、與染色體染色質(zhì)：核仁：是核中顆粒狀結(jié)構(gòu)，富含蛋白質(zhì)和RNA，核糖體RNA（rRNA）就來自核仁，核糖體的裝配場所； 核仁組織者：染色體上含編碼rRNA的rDNA的區(qū)域核基質(zhì)：含蛋白質(zhì)的細(xì)纖維組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu) 維持形態(tài)、固定許多與細(xì)胞核活動相關(guān)的裝置。如：幾乎所有新合成的核酸都與核基質(zhì)纖維相連。 核質(zhì)與核基質(zhì)的區(qū)別 普通生物學(xué)2細(xì)胞結(jié)構(gòu)與通訊課件內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與功能1.組成：由膜形成的小管和小囊狀的潴泡組成。其膜占全部膜一半以上。2.種類：分糙面內(nèi)質(zhì)

6、網(wǎng)(rER)和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(sER) 。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與功能1.組成：由膜形成的小管和小囊狀的潴泡組成糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上附有顆粒狀的核糖體，是蛋白質(zhì)合成(主要是合成分泌性蛋白和多種膜蛋白)、 蛋白質(zhì)的修飾與加工（糖基化、羥基化、?；c二硫鍵的形成）、新生肽的折疊與組裝的場所，糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成轉(zhuǎn)運小泡。在分泌細(xì)胞（如胰腺腺泡細(xì)胞）和漿細(xì)胞中（分泌抗體）中粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)非常發(fā)達(dá)； 糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是制造膜的工廠（rER膜中的酶將細(xì)胞溶膠中的前體組裝成磷脂） 功能糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上附有顆粒狀的核糖體，是蛋白質(zhì)合成(主要是合成分光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)不含有核糖體，在細(xì)胞中只是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)連續(xù)結(jié)構(gòu)的一部分。主要功能：脂質(zhì)合成（脂肪、磷脂、固醇

7、類） 糖類的代謝（肝細(xì)胞） 藥物或毒物的解毒（肝細(xì)胞） （對巴比妥類的鎮(zhèn)靜劑藥物產(chǎn)生耐受性的原因）在肌肉細(xì)胞中的特殊功能：細(xì)胞溶膠中的Ca2+泵入潴泡，在接受刺激時返回而引發(fā)肌肉收縮在睪丸細(xì)胞、卵巢細(xì)胞、肝細(xì)胞中光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)非常發(fā)達(dá)。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)不含有核糖體，在細(xì)胞中只是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)連續(xù)結(jié)構(gòu)的一部分。核糖體的結(jié)構(gòu)與功能核糖體(ribosome)是合成蛋白質(zhì)的細(xì)胞器。-蛋白質(zhì)生產(chǎn)的“機(jī)器”參與蛋白質(zhì)的核糖體都是由大小兩個亞基組成，每個亞基由不同的rRNA和蛋白質(zhì)組裝而成。分布：最多一個細(xì)胞可多達(dá)幾百萬個合成：核糖體的結(jié)構(gòu)與功能核糖體(ribosome)是合成蛋白質(zhì)的細(xì)原核細(xì)胞的核糖體，其沉降系數(shù)為70S(

8、50S,30S)；真核細(xì)胞的核糖體，其沉降系數(shù)為80S(60S,40S)。核糖體的分類：游離的核糖體：制造細(xì)胞溶膠中的蛋白質(zhì)連在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜或核被膜上的核糖體：運到指定地點起作用的蛋白質(zhì)原核細(xì)胞的核糖體，其沉降系數(shù)為70S(50S,30S)；核糖高爾基體的結(jié)構(gòu)與功能 -蛋白質(zhì)的加工、存貯、分揀和轉(zhuǎn)運中心 是一摞扁平的小囊和小泡組成。高爾基體的結(jié)構(gòu)與功能 是一摞扁平的小囊和小泡組成。高爾基體主要功能：蛋白質(zhì)的修飾（糖基側(cè)鏈的修飾）、加工與分選；細(xì)胞的分泌活動；大分子的運輸；合成多糖等生物大分子；與植物分裂時的新細(xì)胞壁的形成有關(guān)。高爾基體主要功能：蛋白質(zhì)的修飾（糖基側(cè)鏈的修飾）、加工與分選溶酶體的結(jié)構(gòu)

9、與功能 溶酶體是動物、真菌和一些植物細(xì)胞內(nèi)的一種細(xì)胞器，單層膜小泡，由高爾基體外運側(cè)出芽而產(chǎn)生, 內(nèi)含多種水解酶, 可催化蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)、多糖、DNA和RNA等生物大分子的降解，消化細(xì)胞碎渣和從外界吞入的顆粒（自噬和異噬）。溶酶體的結(jié)構(gòu)與功能溶酶體含有各種酸性水解酶，酸性磷酸酶是溶酶體標(biāo)志性酶。溶酶體對細(xì)胞營養(yǎng)、免疫防御、清除有害物質(zhì)、應(yīng)激、分泌、細(xì)胞的新陳代謝及組織器官的發(fā)育和老化等具有重要作用。溶酶體含有各種酸性水解酶，酸性磷酸酶是溶酶體標(biāo)志性酶。溶酶體液泡液胞內(nèi)的液汁稱細(xì)胞液，其主要成分是水，并含有糖、有機(jī)酸、脂類、蛋白質(zhì)、酶、氨基酸、樹膠、粘液、植物堿、花青素和無機(jī)鹽等物質(zhì)?；ò?、

10、果實上紅色或藍(lán)色是因含有花色素苷，花色素苷的顏色隨著細(xì)胞液的酸堿性不同而有變化，酸性時呈紅色，堿性時呈藍(lán)色。如牽?；ǎ河稍缟系乃{(lán)色中午的紅色。液泡液胞內(nèi)的液汁稱細(xì)胞液，其主要成分是水，并含有糖、有機(jī)酸、圖1-7 植物細(xì)胞的液泡及其發(fā)育A-E. 幼期細(xì)胞到成熟的細(xì)胞，隨細(xì)胞的生長，細(xì)胞中的小液泡變大，合并，最終形成一個大的中央液泡 圖1-7 植物細(xì)胞的液泡及其發(fā)育液泡的生理功能: 貯藏作用液泡在維持細(xì)胞的內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定上 起著重要的作用 液泡形成的內(nèi)環(huán)境可以緩沖外界條件的突然變化，因而液泡與植物抗性有關(guān)液泡的生理功能: 貯藏作用液泡在維持細(xì)胞的內(nèi)環(huán)境的由內(nèi)膜和外膜包裹的囊狀結(jié)構(gòu)，其膜蛋白是由游離的

11、核糖體制造的，囊內(nèi)是液態(tài)的基質(zhì)，基質(zhì)中含有催化三羧酸循環(huán)的多種酶；外膜平整，內(nèi)膜向內(nèi)折入形成一些嵴，內(nèi)膜面上有ATP合酶；線粒體 線粒體和質(zhì)體等進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換由內(nèi)膜和外膜包裹的囊狀結(jié)構(gòu)，其膜蛋白是由游離的核糖體制造的，線粒體基質(zhì)中還含有環(huán)狀DNA分子和核糖體，可以進(jìn)行半自我復(fù)制；線粒體是細(xì)胞呼吸和能量代謝中心，細(xì)胞呼吸中的電子傳遞過程及ATP的合成就發(fā)生在線粒體內(nèi)膜的表面。推測線粒體的分布推測線粒體的起源線粒體基質(zhì)中還含有環(huán)狀DNA分子和核糖體，可以進(jìn)行半自我復(fù)制質(zhì) 體質(zhì)體根據(jù)色素和功能的不同，分為二種主要類型有色體白色體質(zhì) 體質(zhì)體根據(jù)色素和功能的不同，分為二種主要類型是最重要的植物質(zhì)體，是植物

12、光合作用的細(xì)胞器；也有兩層膜，內(nèi)部由一些扁平囊組成膜系統(tǒng)，稱類囊體。植物的光合作用的色素和電子傳遞系統(tǒng)位于類囊體膜上；含有大量的葉綠素和各種與光合作用有關(guān)的酶；含有環(huán)狀的DNA和核糖體，也可以進(jìn)行半自我復(fù)制。葉綠體 是最重要的植物質(zhì)體，是植物光合作用的細(xì)胞器；葉綠體 有色體 含有類胡蘿卜素的質(zhì)體，故呈橘紅一黃之間的色彩?；ò?、果實等的顏色就是有色體的顏色。有色體多從葉綠體轉(zhuǎn)化而來，積累脂類和淀粉。 番茄的有色體中還含有番茄紅素有色體 含有類胡蘿卜素的質(zhì)體，故呈橘紅一黃之間的色彩。白色體 是無色的質(zhì)體，近球形，主要存在于分生組織細(xì)胞或不見光的細(xì)胞，如：甘薯（番薯）、馬鈴薯地下貯藏器官中；種子的胚

13、及少數(shù)植物葉的表皮細(xì)胞中也有存在。包括合成淀粉的造粉體、合成脂肪和油的造油體，合成蛋白質(zhì)的糊粉體等等。 白色體 是無色的質(zhì)體，近球形，主要存在于分生組織細(xì)胞或不微體與H2O2代謝有關(guān)的細(xì)胞器兩種類型：過氧化物酶體：存在于動植物細(xì)胞中 肝臟解毒乙醛酸循環(huán)體：只存在于植物細(xì)胞中，種子萌發(fā)時，脂肪轉(zhuǎn)化為糖的過程就發(fā)生在其中微體與H2O2代謝有關(guān)的細(xì)胞器兩種類型：過氧化物酶體：存細(xì)胞骨架（cytoskeleton ）是細(xì)胞內(nèi)部以蛋白纖維為主要成分的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由微管(microtube)、微絲（microfilament）和中間絲（intermediate filament）構(gòu)成的，維持著細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)

14、和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有序性。 細(xì)胞骨架維持細(xì)胞形狀并控制其運動細(xì)胞骨架（cytoskeleton ）是細(xì)胞內(nèi)部以蛋白纖維為 微管 微絲 中間絲 微管 微絲 中間絲微管： 由微管蛋白組裝成，平均直徑為約25nm，由兩種微管蛋白亞基組成的二聚體是微管裝配的基本單位。存在于所有的真核細(xì)胞中。微管參與紡錘體、中心粒、鞭毛、纖毛的組裝。微管是細(xì)胞器移動的軌道、與細(xì)胞分裂過程中染色體的分離有關(guān)微管： 由微管蛋白組裝成，平均直徑為約25nm，由兩種微管蛋微絲：又稱肌動蛋白絲，是指真核細(xì)胞中由肌動蛋白組成，直徑為7nm的骨架纖維。存在于動植物細(xì)胞中，如肌肉細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、腸絨毛細(xì)胞中有豐富的微絲。肌肉收縮、胞質(zhì)環(huán)流

15、、細(xì)胞分裂（裂溝）、細(xì)胞運動（偽足）中起作用； 原理 是：產(chǎn)生張力細(xì)胞松弛素B和鬼筆環(huán)肽的作用：肌動蛋白絲的解聚和防解聚微絲：又稱肌動蛋白絲，是指真核細(xì)胞中由肌動蛋白組成，直徑為7中間絲: 直徑為10nm，其成分非常復(fù)雜，常見的有：角蛋白、波形蛋白、核纖層蛋白。產(chǎn)生張力在維持細(xì)胞形狀和固定細(xì)胞器位置上有重要作用中間絲: 直徑為10nm，其成分非常復(fù)雜，常見的有：角蛋白、鞭毛和纖毛：基本結(jié)構(gòu)成分：微管結(jié)構(gòu)模式：二連體微管 9（2）+2 排列兩者都是從位于膜下的基體生長出來的。（基體與中心粒是同源器官）基體的結(jié)構(gòu)模式：三連體微管9（3）+0 排列區(qū)別：長度、數(shù)目、作用方式功能：（1）使細(xì)胞位置移動

16、 （2）使細(xì)胞周圍的液體或顆粒移動鞭毛、纖毛、中心粒與運動有關(guān)鞭毛和纖毛：鞭毛、纖毛、中心粒與運動有關(guān)普通生物學(xué)2細(xì)胞結(jié)構(gòu)與通訊課件中心粒結(jié)構(gòu)模式：三連體微管9（3）+0 排列分布：大部分真核細(xì)胞，但種子植物和某些原生動物中沒有中心粒中心體：又稱微管組織中心，包括中心粒及其埋藏在其中的一團(tuán)特殊的細(xì)胞質(zhì)中心粒結(jié)構(gòu)模式：三連體微管9（3）+0 排列分布：大部分真核細(xì)胞壁包被著植物細(xì)胞是區(qū)別于動物細(xì)胞的最典型特征功能：保護(hù)、支持、使細(xì)胞不能吸收過量的水分組成：纖維素組成的微原纖維埋藏在由其他多糖和蛋白質(zhì)組成的基質(zhì)中細(xì)胞壁包被著植物細(xì)胞是區(qū)別于動物細(xì)胞的最典型特征組成：纖維素初生壁：主要成分為纖維素、

17、半纖維素，并有結(jié)構(gòu)蛋白存在。細(xì)胞在形成初生壁后，如果不再有新的壁層積累，初生壁便是他們的永久的細(xì)胞壁。如薄壁組織細(xì)胞。 胞間層：富含多糖（果膠質(zhì)）的物質(zhì)，位于相鄰細(xì)胞間。 作用： 初生壁加固方式：次生壁：位于質(zhì)膜和初生壁之間。主要成分為纖維素 木質(zhì)化: 細(xì)胞壁內(nèi)填充了木質(zhì)素（芳香醇類的多聚化合物），使細(xì)胞壁的硬度增加木栓化: 細(xì)胞壁中增加了木栓質(zhì)（脂質(zhì)），不易透氣，也不易透水 。如胡克所看到的就是木栓化的壁。初生壁：主要成分為纖維素、半纖維素，并有結(jié)構(gòu)蛋白存在。細(xì)胞在胞間連絲：由相互連接的相鄰細(xì)胞的細(xì)胞膜共同組成的直徑為2040nm的管狀結(jié)構(gòu)，中央是由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)延伸形成的鏈管結(jié)構(gòu)。胞間連絲：由相互

18、連接的相鄰細(xì)胞的細(xì)胞膜共同組成的直徑為20胞間連絲：植物細(xì)胞間通訊連絡(luò)。胞間連絲：植物細(xì)胞間通訊連絡(luò)。動物細(xì)胞有胞外基質(zhì)（ECM）和細(xì)胞連接胞外基質(zhì)： 膠原纖維（主要） 蛋白聚糖 纖連蛋白：與質(zhì)膜內(nèi)的整聯(lián)蛋白相連糖蛋白動物細(xì)胞有胞外基質(zhì)（ECM）和細(xì)胞連接胞外基質(zhì)：糖蛋白細(xì)胞連接動物的細(xì)胞連接主要有3種類型：橋粒、緊密連接（封閉連接）、間隙連接細(xì)胞連接動物的細(xì)胞連接主要有3種類型：橋粒橋粒：兩個細(xì)胞間鈕扣式的結(jié)構(gòu)。是中間絲的錨定位點，使相鄰細(xì)胞的細(xì)胞骨架間接地連接成網(wǎng)橋粒橋粒：兩個細(xì)胞間鈕扣式的結(jié)構(gòu)。角蛋白纖維盤狀致密斑橋粒蛋白角蛋白纖維盤狀致密斑橋粒蛋白緊密連接：可阻止溶液中的分子沿細(xì)胞間隙

19、滲入體內(nèi)，一般存在于上皮細(xì)胞之間血腦屏障、腸壁上皮、腎小管上皮緊密連接：可阻止溶液中的分子沿細(xì)胞間隙滲入體內(nèi)，一般存在于上間隙連接：又稱通訊連接幾乎所有的動物組織中都有。構(gòu)成間隙連接的基本單位稱連接子，每個連接子由6個相同或相似的跨膜蛋白亞單位環(huán)繞，中心形成一個直徑約1.5nm的孔道。相鄰細(xì)胞膜上的兩個連接子對接便形成一個間隙連接單位。間隙連接：又稱通訊連接普通生物學(xué)2細(xì)胞結(jié)構(gòu)與通訊課件間隙連接的功能：細(xì)胞內(nèi)的一些小分子，如離子、氨基酸等物質(zhì)有可能通過。 有助于細(xì)胞間的代謝偶聯(lián)，它在細(xì)胞通訊方面有重要作用。間隙連接的功能：細(xì)胞內(nèi)的一些小分子，如離子、氨基酸等物質(zhì)有可生物膜流動鑲嵌模型生物膜流動鑲嵌模型細(xì)胞膜（質(zhì)膜）1、化學(xué)組成：脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成的生物膜，另有少量糖類2、磷脂分子：3、動物細(xì)胞膜中有膽固醇；細(xì)菌、藍(lán)藻等原核細(xì)胞和植物細(xì)胞的膜中一般沒有膽固醇細(xì)胞膜（質(zhì)膜）膜是流動的1.磷脂分子和蛋白質(zhì)分子都可以移動，但磷脂分子移動得快。2.膜蛋白的移動可能連在膜蛋白胞質(zhì)側(cè)的馬達(dá)分子指導(dǎo)它沿著細(xì)胞骨架的纖絲移動。3.膜固化的溫度決定于組成它的脂質(zhì)類型4.不同溫度下，膽固醇對膜的流動性影響不同膜是流動的1.磷脂分子和蛋白質(zhì)分子都可以移動，但磷脂分子移動膜是鑲嵌的蛋白質(zhì)分子：功能多而復(fù)雜的生物膜蛋白質(zhì)比例大，相反，膜功能越簡單，所含蛋白質(zhì)的種類越少。例如：線粒體內(nèi)膜功能復(fù)雜，蛋白