《醫(yī)學(xué)生物學(xué)教學(xué)資料》2生命的基本單位

1、第二章 生命的基本單位細(xì)胞,細(xì)胞:是生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的基本單位。,第二節(jié) 細(xì)胞的基本特征,基本結(jié)構(gòu)單位； 基本功能單位； 生長(zhǎng)發(fā)育的基本單位; 遺傳的基本單位，具有遺傳的全能性。,四、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞,（一）、原核細(xì)胞(prokaryotic-cell) 1、體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有細(xì)胞膜與核物質(zhì)和少數(shù)簡(jiǎn)單的細(xì)胞器，但無(wú)內(nèi)膜系統(tǒng)和核膜。,2、形態(tài)結(jié)構(gòu)： 種類：支原體、細(xì)菌和藍(lán)藻等 。 結(jié)構(gòu)：細(xì)胞膜形成的中間體（質(zhì)膜體）是質(zhì)膜內(nèi)褶形成，與細(xì)胞呼吸與細(xì)胞分裂有關(guān),曾被稱為類線粒體。如：光和細(xì)菌中的光合作用。 有原始核糖體（沉降系數(shù)為70S）。,擬核：無(wú)核膜，無(wú)核仁，僅一個(gè)環(huán)狀DNA分子，有

2、多個(gè)質(zhì)粒（細(xì)菌中除了基因組DNA外的小的環(huán)形DNA分子），沒(méi)有組蛋白。,（二）、真核細(xì)胞 膜相結(jié)構(gòu)：細(xì)胞膜、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、溶酶體、過(guò)氧化物酶體和核膜等； 非膜相結(jié)構(gòu)：核糖體、中心體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、核仁、染色體、核基質(zhì)和微管、微絲等細(xì)胞骨架。,特征 原核細(xì)胞 真核細(xì)胞,細(xì)胞大小 較小，110m較大，10100m 細(xì)胞質(zhì) 無(wú)胞質(zhì)環(huán)流 有胞質(zhì)環(huán)流 核糖體 70s(50+30s) 80s(60s+40s) 細(xì)胞骨架 無(wú) 有 內(nèi)膜系統(tǒng) 無(wú) 有,細(xì)胞核 擬核 有核膜、核仁,染色體 單數(shù)，非組蛋白和單多個(gè)，組蛋白及非組 個(gè)DNA分子組成 蛋白與多個(gè)DNA分子,細(xì)胞分裂 無(wú)絲分裂 有絲分裂,原核

3、細(xì)胞核真核細(xì)胞的主要區(qū)別 page15,真核細(xì)胞原核細(xì)胞主要區(qū)別總結(jié) 細(xì)胞器:完善的內(nèi)膜系統(tǒng)和細(xì)胞骨架系統(tǒng)，80S核糖體; 遺傳物質(zhì):DNA多條，線狀，基因數(shù)量多，有內(nèi)含子，DNA有重復(fù)序列，染色體有組蛋白形成高級(jí)結(jié)構(gòu)；,（三）病毒與蛋白質(zhì)感染粒： 1、動(dòng)物病毒、植物病毒和噬菌體,2、類病毒,3、朊病毒: 瘋牛病 克雅氏綜合癥等,第三節(jié)：生物膜的結(jié)構(gòu)與功能,一、膜的化學(xué)組成 膜脂：生物膜上的脂類統(tǒng)稱膜脂。包括：磷脂、膽固醇和糖脂。 磷脂：生物膜脂質(zhì)雙分子層的骨架；,膜蛋白：,膜糖類,二、膜的分子結(jié)構(gòu)模型,液態(tài)鑲嵌模型的要點(diǎn) （1）脂質(zhì)雙分子基本骨架； （2）鑲嵌蛋白質(zhì)； （3）膜的兩側(cè)不對(duì)稱；

4、 （4）膜脂具有流動(dòng)性。,三、膜功能 調(diào)節(jié)運(yùn)輸 膜的通透性 簡(jiǎn)單擴(kuò)散 易化擴(kuò)散 主動(dòng)運(yùn)輸：離子泵,第四節(jié)：真核細(xì)胞的細(xì)胞器,一、蛋白合成細(xì)胞器 （一）細(xì)胞核： 細(xì)胞核載有全部基因組，是細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制和RNA轉(zhuǎn)錄的中心，也是細(xì)胞代謝、生長(zhǎng)、分化和繁殖的控制樞紐。,間期核的外核膜可見(jiàn)中間纖維、微管形成的細(xì)胞骨架網(wǎng)絡(luò)，可能與細(xì)胞核在細(xì)胞內(nèi)定位有關(guān)。,核孔，nuclear pore,核被膜上由內(nèi)外核膜局部融合產(chǎn)生的圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)稱為核孔。 核膜孔的孔徑為一般在50-7Onm范圍內(nèi)。,核膜孔數(shù)目隨代謝旺盛、分化程度、轉(zhuǎn)錄活性有關(guān)。,核纖層,結(jié)構(gòu)： 1、內(nèi)核膜下的一層纖維狀蛋白質(zhì)網(wǎng)。一側(cè)結(jié)合于內(nèi)膜，另一側(cè)與

5、染色體結(jié)合 2、核纖層蛋白，屬于中間纖維。,核仁,結(jié)構(gòu):電鏡下，核仁是裸露無(wú)膜的、一般認(rèn)為核仁結(jié)構(gòu)由纖維成分、顆粒成分、核仁區(qū)染色質(zhì)和核仁基質(zhì)4部分組成,核仁組織區(qū)： (nucleolar organizing region，NOR)是存在于細(xì)胞內(nèi)特定染色體次縊痕處，含有主要rRNA基因的一個(gè)染色體區(qū)段。人類的 rRNA基因家族位于5對(duì)染色體(13、 14、15、21和22號(hào)染色體)的短臂。10個(gè)小的核仁，融合而成1個(gè)大的核仁。,多拷貝的rDNA,染色質(zhì)與染色體,人體一個(gè)二倍體細(xì)胞中的DNA序列約含60億個(gè)核苷酸對(duì)，染色質(zhì)DNA連接起來(lái)全長(zhǎng)可達(dá)174cm。,染色體的一級(jí)結(jié)構(gòu)核小體 核小體是染色

6、質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位。 核小體的中心是H2A、H2B、H3、H4各兩分子構(gòu)成核心部，核心部DNA長(zhǎng)度140bp,繞八聚體1.75圈，連結(jié)部是組蛋白H1。,染色質(zhì)和染色體是真核細(xì)胞遺傳物質(zhì)在細(xì)胞周期不同時(shí)相的不同形態(tài)結(jié)構(gòu)。,二級(jí)結(jié)構(gòu)：每圈螺旋含6個(gè)核小體。螺線管結(jié)構(gòu)的形成與穩(wěn)定過(guò)程中，組蛋白H1和二價(jià)陽(yáng)離子起重要作用。,四級(jí)結(jié)構(gòu)：染色單體。,染色體的 袢環(huán)結(jié)構(gòu)模型,螺線管折疊形成袢環(huán)，袢環(huán)向四周伸出，構(gòu)成放射環(huán)，放射環(huán)的基部與非組蛋白的軸相連接 。,每18個(gè)袢環(huán)呈放射平面排列，形成微帶，再由微帶沿縱軸構(gòu)建成染色單體。,（二）核糖體(ribosome),形態(tài)結(jié)構(gòu)：,核糖體的重要活性部位：, mRNA結(jié)

7、合部位：小亞基上，與mRNA起始密碼子前富含嘌呤的序列結(jié)合，并使其保持單鏈狀態(tài)； A部位（A site）：也稱氨酰基部位或受位，位于大亞基上，是接受氨酰-tRNA的部位； P部位（P site）又稱肽?；课换蚬┪唬何挥谛喕?，是tRNA釋放的部位； 肽基轉(zhuǎn)移酶（簡(jiǎn)稱T因子）部位：位于大亞基上，起作用是催化肽鍵形成； GTP酶也稱轉(zhuǎn)位酶，簡(jiǎn)稱G因子：可分解GTP產(chǎn)生能量，并將肽?；?tRNA由A位轉(zhuǎn)移到P位；,二、內(nèi)膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)細(xì)胞器： 位于細(xì)胞內(nèi)，在結(jié)構(gòu)、功能以及發(fā)生上具有一定聯(lián)系的膜性結(jié)構(gòu)的總稱。,（一）內(nèi)質(zhì)網(wǎng) (endoplasmicreticulum,ER),1、糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（rough

8、 ER, rER） （1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：呈扁囊狀，排列較整齊，表面附著核糖體而得名。 （2）功能：主要合成內(nèi)膜系統(tǒng)和分泌性蛋白質(zhì),2、光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（smooth ER,SER）,（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：分支狀的管道結(jié)構(gòu) （2）功能：脂質(zhì)合成 肝細(xì)胞中起解毒作用； 肌細(xì)胞是特化的肌漿網(wǎng)是儲(chǔ)存Ca2+的場(chǎng)所，調(diào)節(jié)肌肉收縮,（二）高爾基復(fù)合體（Golgi complex,GC）,1、結(jié)構(gòu)： 扁平囊：3-8層，分為形成面或順面和成熟面或反面。 小囊泡：轉(zhuǎn)運(yùn)小泡。 大囊泡：有扁平囊末端或成熟面末端膨大脫落而成，內(nèi)涵濃縮、加工的分泌產(chǎn)物，固有稱濃縮泡或分泌泡。,GC的功能：精細(xì)加工胞內(nèi)蛋白和分泌蛋白。在分泌活動(dòng)旺盛的細(xì)

9、胞中（如小腸上皮的杯狀細(xì)胞），GC很發(fā)達(dá)。,（三）溶酶體 (lysosome),1、形態(tài)結(jié)構(gòu)：由一層單位膜包圍而成的圓形或卵圓形的囊狀結(jié)構(gòu)。直徑 0.20.8m。 2、酶類：含有60余種酸性水解酶。,3、 溶酶體膜的特性： 膜上嵌有質(zhì)子泵； 膜蛋白呈高度糖基化狀態(tài)，可保護(hù)膜自身免受內(nèi)部水解酶的消化； 膜上具有多種載體蛋白，用于向外轉(zhuǎn)運(yùn)水解產(chǎn)物。,4、溶酶體的發(fā)生和分類 發(fā)生過(guò)程： M6P標(biāo)記的酶蛋白在GC反面與其膜囊上的受體結(jié)合，形成運(yùn)輸小泡與細(xì)胞質(zhì)中的內(nèi)體融合形成溶酶體。,分類： 初級(jí)溶酶體 次級(jí)溶酶體 異噬性溶酶體與自噬性溶酶體 殘余小體：溶酶體內(nèi)的未消化或未分解的物質(zhì)。,肝細(xì)胞脂褐質(zhì)（殘

10、質(zhì)體）,線粒體,有機(jī)物,O2,ATP,H2O,ADP+Pi,直接驅(qū)動(dòng)細(xì)胞各種形式生命活動(dòng),CO2,對(duì)線粒體的主要功能概述: 線粒體：又稱power plant 氧化分解有機(jī)物, 放能 合成ATP, 需能 運(yùn)入原料，運(yùn)出ATP去直接驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng),三、能量轉(zhuǎn)換的細(xì)胞器,線粒體的結(jié)構(gòu)： 外膜; 膜間腔; 內(nèi)膜; 嵴； 基粒,ATP：能量通貨，ATP含有2個(gè)高能磷酸鍵，釋放的能量用以驅(qū)動(dòng)細(xì)胞生命活動(dòng)。,三羧酸循環(huán),葡萄糖,脂肪,丙酮酸,脂肪酸,乙酰輔酶A,草酰乙酸,檸檬酸,2CO2,8H,H+,O2,H2O,H+,H+,H+,ADP+PiATP,e,H+,H+,ATP,O2,ADP,氧化磷酸化 概

11、要： 通過(guò)電子傳遞鏈，將H原子氧化，其所含的能量緩慢地釋放，并將H+泵入膜間腔，儲(chǔ)存了滲透勢(shì)能，然后ATP酶復(fù)合體利用H+滲透勢(shì)能，將ADP磷酸化，固定了能量。這就是氧化磷酸化。又稱氧化磷酸化耦聯(lián)。,基粒，Elementary particle: ATP synthesis complex,四、細(xì)胞骨架(Cytoskeleton),是普遍存在于真核細(xì)胞中的蛋白纖維組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，由微管、微絲和中間纖維組成。各種細(xì)胞器和細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)也同時(shí)得到它的支撐。,1、微管(microtubule) ：,（1）微管的形態(tài)結(jié)構(gòu)：電鏡下，微管是一種中空的管狀結(jié)構(gòu)，由13條原絲縱形螺旋排列而成。,2、微絲（Mic

12、rofilament） ：,（1）微絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)： 是存在于真核細(xì)胞中的一種實(shí)心骨架纖維，直徑7nm。最常見(jiàn)形態(tài)是形成不穩(wěn)定的束或復(fù)雜的網(wǎng)。,五、細(xì)胞表面與細(xì)胞外基質(zhì) （一）細(xì)胞表面： 保護(hù)細(xì)胞 物質(zhì)運(yùn)輸 細(xì)胞識(shí)別、信號(hào)傳遞 細(xì)胞運(yùn)動(dòng) （二）胞外基質(zhì)： 細(xì)胞的貼壁性生長(zhǎng) 胚胎細(xì)胞的遷移 決定細(xì)胞的生存，避免細(xì)胞啟動(dòng)凋亡程序,第五節(jié) 細(xì)胞增殖周期,一、細(xì)胞周期，Cell cycle 細(xì)胞周期各時(shí)相的動(dòng)態(tài)變化： Gap 1, G1 phase; DNA synthesis, S phase; Gap 2, G2 phase; M phase Go cell: 暫時(shí)不增殖，從G1期退出增殖周期的細(xì)胞，條件滿足將再回到G1期，重新開(kāi)始細(xì)胞分裂。,細(xì)胞周期蛋白: 細(xì)胞質(zhì)中一類含量隨細(xì)胞周期變化而周期性波動(dòng)的蛋白。 R點(diǎn)和Go細(xì)胞：細(xì)胞周期中，細(xì)胞只會(huì)在G1期某個(gè)時(shí)間點(diǎn)之前，檢驗(yàn)完成所有此次細(xì)胞分裂所應(yīng)具備的物質(zhì)條件，一旦逾過(guò)此點(diǎn)，沒(méi)有什么力量能阻止它完成此次分裂，此時(shí)間點(diǎn)稱為R點(diǎn)。條件不滿足，則退出細(xì)胞周期，此時(shí)不再稱為G1期，而是G0期。,二、細(xì)胞增殖：有絲分裂,（