普通生物學(xué)2細胞結(jié)構(gòu)與通訊課件

3細胞結(jié)構(gòu)與細胞通訊3.1細胞的結(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

RobertHooke

軟木蜂窩狀的小格子“細胞”（命名）

AntonvanLeeuwenhoek

（荷蘭，1632-1723）能將微小物體放大近300倍,

最早看到細菌的人

二、分級分離技術(shù)可用于研究活的樣本用細胞破碎技術(shù)和超離心技術(shù)對細胞器或細胞結(jié)構(gòu)成分進行分離和進一步的生物化學(xué)分析是探索細胞結(jié)構(gòu)與功能相互關(guān)系的重要途徑。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。或s=v/ω2r。s是沉降系數(shù)，ω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1～200×10-13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4×10-13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，分子或顆粒就越大三、兩類細胞：原核細胞和真核細胞原核細胞遺傳信息載體僅由一個環(huán)狀DNA構(gòu)成細胞內(nèi)沒有核膜和細胞骨架一、細胞核是真核細胞的控制中心染色質(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)的細纖維組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)維持形態(tài)、固定許多與細胞核活動相關(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)網(wǎng)(rER)和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(sER)。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)不含有核糖體，在細胞中只是內(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、固醇類）糖類的代謝（肝細胞）藥物或毒物的解毒（肝細胞）（對巴比妥類的鎮(zhèn)靜劑藥物產(chǎn)生耐受性的原因）在肌肉細胞中的特殊功能：細胞溶膠中的Ca2+泵入潴泡，在接受刺激時返回而引發(fā)肌肉收縮在睪丸細胞、卵巢細胞、肝細胞中光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)非常發(fā)達。核糖體的結(jié)構(gòu)與功能核糖體(ribosome)是合成蛋白質(zhì)的細胞器。---蛋白質(zhì)生產(chǎn)的“機器”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：最多一個細胞可多達幾百萬個合成：原核細胞的核糖體，其沉降系數(shù)為70S(50S,30S)；真核細胞的核糖體，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)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胞壁的形成有關(guān)。溶酶體的結(jié)構(gòu)與功能

溶酶體是動物、真菌和一些植物細胞內(nèi)的一種細胞器，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，消化細胞碎渣和從外界吞入的顆粒（自噬和異噬）。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。溶酶體對細胞營養(yǎng)、免疫防御、清除有害物質(zhì)、應(yīng)激、分泌、細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。圖1-7植物細胞的液泡及其發(fā)育A-E.幼期細胞到成熟的細胞，隨細胞的生長，細胞中的小液泡變大，合并，最終形成一個大的中央液泡液泡的生理功能:

①貯藏作用

②液泡在維持細胞的內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定上起著重要的作用③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)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是最重要的植物質(zhì)體，是植物光合作用的細胞器；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，也可以進行半自我復(fù)制。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。花瓣、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白色體

是無色的質(zhì)體，近球形，主要存在于分生組織細胞或不見光的細胞，如：甘薯（番薯）、馬鈴薯地下貯藏器官中；種子的胚及少數(shù)植物葉的表皮細胞中也有存在。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。微體——與H2O2代謝有關(guān)的細胞器兩種類型：過氧化物酶體：存在于動植物細胞中肝臟解毒乙醛酸循環(huán)體：只存在于植物細胞中，種子萌發(fā)時，脂肪轉(zhuǎn)化為糖的過程就發(fā)生在其中細胞骨架（cytoskeleton）是細胞內(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（intermediatefilament）構(gòu)成的，維持著細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有序性。細胞骨架維持細胞形狀并控制其運動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胞中。微管參與紡錘體、中心粒、鞭毛、纖毛的組裝。微管是細胞器移動的軌道、與細胞分裂過程中染色體的分離有關(guān)微絲：又稱肌動蛋白絲，是指真核細胞中由肌動蛋白組成，直徑為7nm的骨架纖維。存在于動植物細胞中，如肌肉細胞、成纖維細胞、腸絨毛細胞中有豐富的微絲。肌肉收縮、胞質(zhì)環(huán)流、細胞分裂（裂溝）、細胞運動（偽足）中起作用；原理是：產(chǎn)生張力細胞松弛素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)生張力在維持細胞形狀和固定細胞器位置上有重要作用鞭毛和纖毛：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）使細胞位置移動（2）使細胞周圍的液體或顆粒移動鞭毛、纖毛、中心粒與運動有關(guān)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特殊的細胞質(zhì)細胞壁包被著植物細胞是區(qū)別于動物細胞的最典型特征功能：保護、支持、使細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胞壁。如薄壁組織細胞。

胞間層：富含多糖（果膠質(zhì)）的物質(zhì)，位于相鄰細胞間。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:細胞壁內(nèi)填充了木質(zhì)素（芳香醇類的多聚化合物），使細胞壁的硬度增加木栓化:細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。胞間連絲：由相互連接的相鄰細胞的細胞膜共同組成的直徑為20—40nm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：植物細胞間通訊連絡(luò)。動物細胞有胞外基質(zhì)（ECM）和細胞連接胞外基質(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)蛋白相連糖蛋白細胞連接動物的細胞連接主要有3種類型：橋粒、緊密連接（封閉連接）、間隙連接橋粒橋粒：兩個細胞間鈕扣式的結(jié)構(gòu)。是中間絲的錨定位點，使相鄰細胞的細胞骨架間接地連接成網(wǎng)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胞間隙滲入體內(nèi)，一般存在于上皮細胞之間血腦屏障、腸壁上皮、腎小管上皮間隙連接：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。間隙連接的功能：細胞內(nèi)的一些小分子，如離子、氨基酸等物質(zhì)有可能通過。有助于細胞間的代謝偶聯(lián)，它在細胞通訊方面有重要作用。生物膜——流動鑲嵌模型細胞膜（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、動物細胞膜中有膽固醇；細菌、藍藻等原核細胞和植物細胞的膜中一般沒有膽固醇膜是流動的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)的馬達分子指導(dǎo)它沿著細胞骨架的纖絲移動。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，蛋白質(zhì)種類約30~40種。從分布位置分膜周邊蛋白（水溶性蛋白，與膜結(jié)合較弱）和膜內(nèi)在蛋白（與膜結(jié)合緊密，只有用去垢劑使膜崩解后才可分離出來）。膜上的糖類為細胞間識別所必需決定紅細胞ABO血型物質(zhì)為糖脂和糖蛋白。A型血糖脂的寡糖鏈上較O型多一個N-乙酰半乳糖胺殘基，B型僅多一個半乳糖殘基。細胞間識別的關(guān)鍵:細胞表面的糖分子糖的存在形式：與膜蛋白結(jié)合成糖蛋白；與膜脂結(jié)合成糖脂糖的成分：半乳糖、甘露糖和唾液酸糖鏈：一般都是短而有分支的寡糖鏈(因物種、