(2024年)中職康復(fù)專業(yè)解剖生理學(xué)基礎(chǔ)第二章第三節(jié)細(xì)胞

中職康復(fù)專業(yè)解剖生理學(xué)基礎(chǔ)第二章第三節(jié)細(xì)胞12024/3/26目錄CONTENTS細(xì)胞基本概念與結(jié)構(gòu)細(xì)胞器及其功能細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸與信號傳導(dǎo)細(xì)胞增殖與周期調(diào)控細(xì)胞分化與發(fā)育過程細(xì)胞衰老、凋亡與疾病關(guān)系實(shí)驗(yàn)方法與技術(shù)應(yīng)用22024/3/2601細(xì)胞基本概念與結(jié)構(gòu)32024/3/26細(xì)胞定義及功能01細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。02細(xì)胞具有獨(dú)立的代謝系統(tǒng)，能夠維持自身生命活動(dòng)。細(xì)胞通過分裂實(shí)現(xiàn)增殖，是生物體生長發(fā)育的基礎(chǔ)。0342024/3/26010203細(xì)胞形態(tài)多樣，包括球形、橢圓形、立方形、柱狀、梭形等。細(xì)胞大小差異顯著，不同種類的細(xì)胞大小相差懸殊。細(xì)胞大小與其功能密切相關(guān)，如神經(jīng)細(xì)胞具有較長的突起以傳遞信息。細(xì)胞形態(tài)與大小52024/3/26細(xì)胞膜是細(xì)胞的外層結(jié)構(gòu)，具有選擇透過性，能夠控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。細(xì)胞質(zhì)是細(xì)胞膜內(nèi)的半透明物質(zhì)，包含各種細(xì)胞器和細(xì)胞內(nèi)含物。細(xì)胞核是細(xì)胞的控制中心，負(fù)責(zé)遺傳信息的儲存和傳遞，控制細(xì)胞的代謝和分裂。細(xì)胞膜、質(zhì)、核結(jié)構(gòu)62024/3/2602細(xì)胞器及其功能72024/3/26

線粒體與能量代謝線粒體的結(jié)構(gòu)和分布線粒體由外膜、內(nèi)膜和基質(zhì)組成，廣泛分布于細(xì)胞質(zhì)中。線粒體的主要功能進(jìn)行氧化磷酸化，合成ATP，為細(xì)胞提供能量。線粒體與能量代謝的關(guān)系線粒體通過氧化磷酸化過程，將營養(yǎng)物質(zhì)氧化分解，釋放能量并合成ATP，從而維持細(xì)胞的正常生理功能。82024/3/2601核糖體由rRNA和蛋白質(zhì)組成，是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的場所。核糖體的結(jié)構(gòu)和組成02合成蛋白質(zhì)，包括酶、激素、抗體等生物活性物質(zhì)。核糖體的主要功能03核糖體通過mRNA的指導(dǎo)，將氨基酸按照特定順序連接成多肽鏈，進(jìn)而折疊成具有特定功能的蛋白質(zhì)。核糖體與蛋白質(zhì)合成的關(guān)系核糖體與蛋白質(zhì)合成92024/3/2603內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體的相互作用內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白質(zhì)通過高爾基體進(jìn)行加工、修飾和分選，然后轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞的不同部位或分泌到細(xì)胞外。01內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)由膜結(jié)構(gòu)和核糖體附著位點(diǎn)組成，參與蛋白質(zhì)合成、加工和轉(zhuǎn)運(yùn)。02高爾基體的結(jié)構(gòu)和功能高爾基體由扁平膜囊和大小不等的液泡組成，參與蛋白質(zhì)的修飾、分選和轉(zhuǎn)運(yùn)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體作用102024/3/26過氧化物酶體的結(jié)構(gòu)和功能過氧化物酶體含有多種氧化酶，能催化細(xì)胞內(nèi)過氧化物的分解，防止過氧化物對細(xì)胞的損害。溶酶體與過氧化物酶體的相互作用溶酶體和過氧化物酶體共同參與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的分解代謝過程，維護(hù)細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。溶酶體的結(jié)構(gòu)和功能溶酶體含有多種水解酶，能分解細(xì)胞內(nèi)衰老、損傷的細(xì)胞器以及吞噬的外來異物。溶酶體及過氧化物酶體功能112024/3/2603細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸與信號傳導(dǎo)122024/3/26單純擴(kuò)散易化擴(kuò)散主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)膜泡運(yùn)輸物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞方式非脂溶性物質(zhì)或親水性物質(zhì)在膜蛋白的幫助下進(jìn)行的跨膜運(yùn)輸，包括經(jīng)通道易化擴(kuò)散和經(jīng)載體易化擴(kuò)散兩種類型。脂溶性物質(zhì)順濃度差進(jìn)行的跨膜運(yùn)輸，不需要能量和載體。大分子和顆粒物質(zhì)被運(yùn)輸時(shí)并不直接穿過細(xì)胞膜，都是由膜包圍形成膜泡，通過一系列膜囊泡的形成和融合來完成轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。細(xì)胞通過本身的某種耗能過程，將某種物質(zhì)的分子或離子由膜的低濃度一側(cè)移向高濃度一側(cè)的過程，包括原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)和繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。132024/3/26囊泡運(yùn)輸和分泌過程在供體膜上出芽形成囊泡，此過程需要消耗能量，但不發(fā)生GTP水解。囊泡的運(yùn)輸供體膜上的囊泡形成后，與受體膜發(fā)生特異性結(jié)合，在結(jié)合過程中，囊泡與受體膜的脂質(zhì)相互融合，囊泡膜蛋白與受體膜蛋白發(fā)生構(gòu)象變化，形成復(fù)合物。囊泡的分泌囊泡與質(zhì)膜融合，將內(nèi)含物分泌到細(xì)胞外。分泌過程需要消耗能量，由GTP提供。囊泡的形成142024/3/261234G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)離子通道型受體介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)酶聯(lián)型受體介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)核受體介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)信號傳導(dǎo)途徑和機(jī)制配體與受體結(jié)合后，激活G蛋白，進(jìn)而激活或抑制下游效應(yīng)器，產(chǎn)生細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)。配體與受體結(jié)合后，激活受體本身具有的酶活性，催化下游底物發(fā)生磷酸化等反應(yīng)，產(chǎn)生細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)。配體與受體結(jié)合后，引起離子通道的開放或關(guān)閉，改變細(xì)胞內(nèi)外離子的濃度和分布，從而產(chǎn)生細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)。配體進(jìn)入細(xì)胞后與核受體結(jié)合，形成復(fù)合物并激活轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)控基因表達(dá)。152024/3/2604細(xì)胞增殖與周期調(diào)控162024/3/26有絲分裂的過程間期（DNA復(fù)制和蛋白質(zhì)合成）、前期（染色體凝集和紡錘體形成）、中期（染色體排列在赤道板上）、后期（姐妹染色單體分離和子染色體移向兩極）、末期（核膜重建和細(xì)胞分裂）。有絲分裂的特點(diǎn)遺傳物質(zhì)平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中，保持親代和子代細(xì)胞遺傳信息的穩(wěn)定性。有絲分裂過程及特點(diǎn)172024/3/26第一次減數(shù)分裂（同源染色體分離和非同源染色體自由組合）和第二次減數(shù)分裂（姐妹染色單體分離）。產(chǎn)生遺傳物質(zhì)不同的配子，實(shí)現(xiàn)遺傳物質(zhì)的重組和多樣性，為生物進(jìn)化提供基礎(chǔ)。減數(shù)分裂過程及意義減數(shù)分裂的意義減數(shù)分裂的過程182024/3/26細(xì)胞周期調(diào)控因子細(xì)胞周期調(diào)控機(jī)制細(xì)胞周期調(diào)控因子和機(jī)制通過細(xì)胞周期蛋白與CDKs的結(jié)合和激活，以及CKIs對CDKs的抑制作用，共同調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的進(jìn)程。此外，還有檢查點(diǎn)機(jī)制確保細(xì)胞周期各階段的正確完成。主要包括細(xì)胞周期蛋白（cyclins）、細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶（CDKs）和細(xì)胞周期蛋白激酶抑制劑（CKIs）。192024/3/2605細(xì)胞分化與發(fā)育過程202024/3/26具有全能分化潛能，可分化為機(jī)體所有類型的細(xì)胞。胚胎干細(xì)胞成體干細(xì)胞誘導(dǎo)多能干細(xì)胞存在于特定組織中，具有多向或單向分化潛能。通過基因技術(shù)將成體細(xì)胞重編程為具有類似胚胎干細(xì)胞的全能性細(xì)胞。030201干細(xì)胞類型及特點(diǎn)212024/3/26細(xì)胞增殖細(xì)胞分化組織器官形成組織器官發(fā)育過程細(xì)胞通過有絲分裂增加數(shù)量，為組織器官發(fā)育提供物質(zhì)基礎(chǔ)。在遺傳和環(huán)境因素共同作用下，細(xì)胞逐漸特化，形成具有特定形態(tài)和功能的細(xì)胞類型。不同類型的細(xì)胞按照一定的空間和時(shí)間順序排列組合，形成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的組織器官。222024/3/26細(xì)胞治療利用干細(xì)胞的分化潛能，為受損組織提供替代細(xì)胞，促進(jìn)組織修復(fù)和再生。組織工程通過體外培養(yǎng)擴(kuò)增特定類型的細(xì)胞，構(gòu)建具有生物活性的組織替代物，用于修復(fù)或替代受損組織器官。疾病模型與藥物篩選利用干細(xì)胞技術(shù)建立疾病模型，模擬疾病發(fā)生發(fā)展過程，為藥物篩選和治療方法研究提供有力工具。再生醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景232024/3/2606細(xì)胞衰老、凋亡與疾病關(guān)系242024/3/26衰老現(xiàn)象細(xì)胞衰老表現(xiàn)為細(xì)胞增殖能力下降，代謝活性降低，細(xì)胞周期停滯，以及細(xì)胞形態(tài)和功能的改變。衰老原因細(xì)胞衰老的原因包括DNA損傷、端粒縮短、氧化應(yīng)激、營養(yǎng)缺乏、慢性炎癥等。這些因素導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的穩(wěn)態(tài)失衡，進(jìn)而觸發(fā)衰老程序。衰老現(xiàn)象和原因252024/3/26細(xì)胞凋亡主要有外源性途徑（死亡受體途徑）和內(nèi)源性途徑（線粒體途徑）兩種。外源性途徑通過激活細(xì)胞膜上的死亡受體，引發(fā)細(xì)胞內(nèi)凋亡信號的傳導(dǎo)；內(nèi)源性途徑則由細(xì)胞內(nèi)的應(yīng)激信號激活線粒體通路，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。凋亡途徑細(xì)胞凋亡的調(diào)控因子包括Bcl-2家族、caspase家族、p53、IAPs等。這些因子通過復(fù)雜的信號網(wǎng)絡(luò)相互作用，共同調(diào)控細(xì)胞的凋亡過程。調(diào)控因子凋亡途徑和調(diào)控因子262024/3/26腫瘤的形成通常是由于細(xì)胞生長和分裂的異常調(diào)控，導(dǎo)致細(xì)胞增殖失控和異常分化。這可能是由于基因突變、表觀遺傳改變或環(huán)境因素引起的。腫瘤形成腫瘤的發(fā)展通常經(jīng)歷多個(gè)階段，包括原位癌、浸潤癌和轉(zhuǎn)移癌。在這個(gè)過程中，腫瘤細(xì)胞逐漸獲得侵襲和轉(zhuǎn)移的能力，同時(shí)與周圍的微環(huán)境相互作用，形成復(fù)雜的腫瘤生態(tài)系統(tǒng)。發(fā)展過程腫瘤形成和發(fā)展過程272024/3/2607實(shí)驗(yàn)方法與技術(shù)應(yīng)用282024/3/26利用可見光和光學(xué)透鏡成像，可觀察到細(xì)胞及細(xì)胞器的形態(tài)結(jié)構(gòu)。光學(xué)顯微鏡利用電子束成像，分辨率更高，可觀察到細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)。電子顯微鏡結(jié)合激光掃描和共聚焦技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)三維重建和動(dòng)態(tài)觀察。激光共聚焦顯微鏡顯微鏡觀察技術(shù)292024/3/26細(xì)胞系培養(yǎng)通過連續(xù)傳代培養(yǎng)建立的細(xì)胞群體，具有穩(wěn)定的生長特性和遺傳背景。細(xì)胞克隆技術(shù)利用單細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，可獲得具有相同遺傳背景的細(xì)胞克隆群體。原代細(xì)胞培養(yǎng)直接從組織或器官中分離出細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，能保持細(xì)胞原有的生物學(xué)特性。細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)302024/3/2601020304基因克隆與表達(dá)細(xì)胞轉(zhuǎn)染與基因編輯細(xì)胞信號通路研究細(xì)胞互作研究分子生物學(xué)技術(shù)在細(xì)胞研究中的