细胞的基本形态结构与功能(5).ppt

第三章第三章细胞的基本细胞的基本形态结构与功能形态结构与功能q人眼人眼的分辨力仅有的分辨力仅有0.1mmq显显微微镜镜的的发发明明为为细细胞胞的的发发现现奠奠定定了了基基础础，没没有有显显微微镜镜就就不不可可能能有细胞学诞生有细胞学诞生q显微镜的发明史显微镜的发明史1590年年，荷荷兰兰眼眼镜镜制制造造商商J.Janssen和和Z.Janssen父父子子制制作作了了第第一一台台复复式式显显微镜（有微镜（有物镜物镜和和目镜目镜），它的放大倍数是），它的放大倍数是310倍倍显微镜显微镜：打开微观世界大门的钥匙：打开微观世界大门的钥匙ZacchariasJanssenq显微镜的发明史显微镜的发明史1665年年，英英国国人人R.Hooke用用自自己己设设计计与与制制造造的的显显微微镜镜（放放大大倍倍数数40140倍倍）观观察察了了软软木木的的薄薄片片，第第一一次次描描述述了了植植物物细细胞胞的的构构造造，并并首首次次用用拉拉丁丁文文cella来称呼他所看到的类似蜂巢的极小的封闭状小室来称呼他所看到的类似蜂巢的极小的封闭状小室显微镜显微镜：打开微观世界大门的钥匙：打开微观世界大门的钥匙RobertHookeq显微镜的发明史显微镜的发明史1673年年起起，荷荷兰兰人人A.vanLeeuwenhoek一一生生中中制制作作了了400多多台台显显微微镜镜，最最高高的的放放大大倍倍数数达达到到200300倍倍。第第一一个个看看到到活活细细胞胞，第第一一个个观观察察细细菌菌和和原生动物原生动物显微镜显微镜：打开微观世界大门的钥匙：打开微观世界大门的钥匙A.vanLeeuwenhoekq显微镜的发明史显微镜的发明史1812年，苏格兰人年，苏格兰人D.Brewster发明发明油浸物镜油浸物镜，并改进了，并改进了体视显微镜体视显微镜1886年年，德德国国人人E.Abbe发发明明复复消消差差显显微微镜镜，并并改改进进了了油油浸浸物物镜镜，至至此此普普通光学显微镜技术基本成熟通光学显微镜技术基本成熟显微镜显微镜：打开微观世界大门的钥匙：打开微观世界大门的钥匙BrewstersmicroscopeErnstAbbeq显微镜的发明史（显微镜的发明史（光学显微镜光学显微镜的最大放大倍率约为的最大放大倍率约为2000倍倍）1932年年，荷荷兰兰籍籍德德国国人人F.Zernike成成功功设设计计了了相相差差显显微微镜镜（phasecontrastmicroscope)，并由，并由Zeiss工厂制成，因而获得工厂制成，因而获得1953年度诺贝尔物理学奖年度诺贝尔物理学奖相相差差显显微微镜镜可可以以观观察察未未经经染染色色的的标标本本和和活活细细胞胞，其其原原理理是是把把透透过过标标本本的的可可见见光光的的光光程程差差变变成成振振幅幅差差，从从而而提提高高了了各各种种结结构构间间的的对对比比度度，使使各各种种结构变得清晰可见结构变得清晰可见显微镜显微镜：打开微观世界大门的钥匙：打开微观世界大门的钥匙F.Zernikeq显微镜的发明史（显微镜的发明史（电子显微镜电子显微镜的最大放大倍率超过的最大放大倍率超过300万倍万倍）1932年年，德德国国人人M.Knoll和和E.A.F.Ruska描描述述了了一一台台最最初初的的电电子子显显微微镜镜，1940年美国和德国制造出分辨力为年美国和德国制造出分辨力为0.2nm的商品电镜的商品电镜1981年年，瑞瑞士士人人G.Binnig和和H.Rohrer发发明明了了扫扫描描隧隧道道显显微微镜镜而而与与电电镜镜发发明者明者Ruska同获同获1986年度诺贝尔物理学奖年度诺贝尔物理学奖 显微镜显微镜：打开微观世界大门的钥匙：打开微观世界大门的钥匙H.Rohrer&G.BinnigE.A.F.Ruskaq细胞学说的建立细胞学说的建立十十九九世世纪纪以以前前，着着眼眼于于细细胞胞显显微微结结构构方方面面的的研研究究和和对对细细胞胞形形态态上上描描述述，但对各种有机体中出现细胞的意义一直没有作出理论的概括但对各种有机体中出现细胞的意义一直没有作出理论的概括19世世纪纪30年年代代，德德国国植植物物学学家家施施莱莱登登（M.J.Schleiden）和和动动物物学学家家施施旺旺（T.Schwann）分分别别在在其其各各自自的的论论文文植植物物发发生生论论和和动动植植物物的的结结构构和和生生长长一一致致性性的的显显微微研研究究提提出出：一一切切植植物物、动动物物都都是是由由细细胞胞组组成成的的，细胞是生命活动的基本单位细胞是生命活动的基本单位1858年年，德德国国细细胞胞病病理理学学家家魏魏尔尔肖肖（R.L.C.Virchow）提提出出“一一切切细细胞胞来来源于细胞源于细胞”的著名论断，进一步完善和概括了细胞学说的著名论断，进一步完善和概括了细胞学说细胞学说细胞学说q细胞学说的细胞学说的基本内容基本内容：细细胞胞是是有有机机体体，一一切切动动植植物物都都是是由由细细胞胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成发育而来，并由细胞和细胞产物所构成所所有有细细胞胞都都具具有有基基本本上上相相同同的的化化学学组组成成和代谢活性和代谢活性每每个个细细胞胞作作为为一一个个相相对对独独立立的的基基本本单单位位，既既有有它它们们“自自己己的的”生生命命，又又与与其其他他细细胞协调地集合，构成生命的整体胞协调地集合，构成生命的整体新的细胞可以通过老的细胞繁殖产生新的细胞可以通过老的细胞繁殖产生细胞学说细胞学说M.J.SchleidenT.SchwannR.L.C.Virchowq原核细胞（原核细胞（procaryoticcell）与真核细胞（）与真核细胞（eukaryoticcell）由原核细胞构成的生物称为由原核细胞构成的生物称为原核生物原核生物，包括所有的，包括所有的细菌细菌和和蓝藻蓝藻类类由真核细胞构成的生物称为由真核细胞构成的生物称为真核生物真核生物，包括所有的，包括所有的动物细胞动物细胞和和植物细胞植物细胞细胞的基本结构与功能细胞的基本结构与功能细胞的基本结构与功能细胞的基本结构与功能原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞大小大小大多数很小（0.1-10 mm）大多数较大（10-100 mm）细胞核细胞核无膜包围有双层膜包围遗传遗传环状裸露DNA或者结合少量蛋白质DNA复制转录翻译同一时间地点进行线状DNA，与蛋白质结合成染色质复制转录在核中，翻译在细胞质中内膜系统内膜系统无独立内膜系统无线粒体、叶绿体、高尔基体、内质网、溶酶体等细胞器有，并且分化成细胞器具有各种膜包被的细胞器细胞质细胞质无细胞骨架有细胞骨架细胞膜细胞膜电子传递链、氧化磷酸化位于质膜上电子传递链、氧化磷酸化位于线粒体内膜上细胞壁细胞壁肽聚糖和壁酸组成纤维素和果胶繁殖方式繁殖方式无丝分裂无丝分裂、有丝分裂、减数分裂q细胞的细胞的大小大小与细胞的与细胞的功能功能相相适应适应支原体：直径支原体：直径100nm，最简单、体积最小的原核细胞最简单、体积最小的原核细胞 鸟卵：肉眼可见，最大的真核细胞鸟卵：肉眼可见，最大的真核细胞神经细胞：胞体直径不过神经细胞：胞体直径不过0.1mm，但发出的纤维可长达，但发出的纤维可长达1m细胞的基本结构与功能细胞的基本结构与功能q单细胞生物仅有一个细胞单细胞生物仅有一个细胞q细胞细胞数目数目增加增加 生物生物体积体积加大加大q多细胞生物的细胞多细胞生物的细胞数目数目和生物体的和生物体的大小大小成成正比正比细胞的基本结构与功能细胞的基本结构与功能真核细胞的结构与功能真核细胞的结构与功能动物细胞动物细胞植物细胞植物细胞q细胞膜和细胞壁细胞膜和细胞壁q细胞核细胞核q细胞质和细胞器细胞质和细胞器真核细胞的结构与功能真核细胞的结构与功能细胞膜和细胞壁细胞膜和细胞壁q细胞核细胞核q细胞质和细胞器细胞质和细胞器真核细胞的结构与功能真核细胞的结构与功能q细胞膜：细胞表面的被膜，又名细胞膜：细胞表面的被膜，又名质膜（质膜（plasmamembrane）厚度：厚度：78nm半透性（半透性（semipermeability）：选择通透性选择通透性激素受体激素受体、抗原结合位点抗原结合位点、其他、其他有关细胞识别的位点有关细胞识别的位点细胞膜和细胞壁细胞膜和细胞壁q细胞壁（细胞壁（cellwall）：植物细胞的细胞膜之外）：植物细胞的细胞膜之外无生命结构，由细胞代谢产物，如无生命结构，由细胞代谢产物，如纤维素纤维素等，组成等，组成功能：功能：支持支持和和保护保护，防止细胞吸涨破裂，防止细胞吸涨破裂细胞膜和细胞壁细胞膜和细胞壁q细胞壁（细胞壁（cellwall）的组成：）的组成：纤维素（纤维素（cellulose）木质素（木质素（lignin）木栓质（木栓质（suberin）细胞膜和细胞壁细胞膜和细胞壁q细胞膜和细胞壁细胞膜和细胞壁细胞核细胞核q细胞质和细胞器细胞质和细胞器真核细胞的结构与功能真核细胞的结构与功能q一切真核细胞都有完整的细胞核一切真核细胞都有完整的细胞核q大多数细胞是单核的大多数细胞是单核的q细胞核在细胞的细胞核在细胞的代谢代谢、生长生长和和分化分化中起重要作用中起重要作用q细胞控制中心细胞控制中心：遗传物质主要位于细胞核：遗传物质主要位于细胞核q细胞核包括：细胞核包括：核被膜核被膜、核基质核基质、染色质染色质和和核仁核仁细胞核的基本结构细胞核的基本结构q核被膜与核纤层核被膜与核纤层核核被被膜膜（nuclearenvelope）：核核外外面面，两两层层膜膜，单单层层膜膜厚厚7-8nm，膜膜之之间的核周腔宽约间的核周腔宽约10-50nm，外膜常与糙面内质网相连，外膜常与糙面内质网相连核纤层（核纤层（nuclearlamina）：核膜内面，由核纤层蛋白组成：核膜内面，由核纤层蛋白组成细胞核的基本结构细胞核的基本结构q核被膜与核纤层核被膜与核纤层核核孔孔（nuclearpore）：直直径径约约50-100nm，数数目目几几千千至至上上百百万万个个，大大分分子出入细胞核的选择性通道子出入细胞核的选择性通道细胞核的基本结构细胞核的基本结构q染色质（染色质（chromatin）常染色质常染色质（euchromatin）：细丝状的部分，）：细丝状的部分，DNA长链分子展开的部分长链分子展开的部分异异染染色色质质（heterochromatin）：染染色色较较深深的的团团块块，DNA长长链链分分子子紧紧缩缩盘盘绕的部分绕的部分细胞核的基本结构细胞核的基本结构q染色质（染色质（chromatin）的组成）的组成DNA蛋白蛋白少量少量RNA细胞核的基本结构细胞核的基本结构碱性蛋白碱性蛋白（组蛋白组蛋白，histone）：与）：与DNA相结合，共五种相结合，共五种非组蛋白非组蛋白：种类多，如：种类多，如DNA聚合酶、聚合酶、RNA聚合酶等聚合酶等q染色质（染色质（chromatin）的组成）的组成核小体核小体：4对对组蛋白（组蛋白（H2A、H2B、H3和和H4）构成核心，直径）构成核心，直径10nmH1组蛋白组蛋白：核小体外侧结合：核小体外侧结合DNA，稳定核小体，稳定核小体连接体连接体DNA（linkerDNA）：连接核小体的：连接核小体的DNA一一个个核核小小体体上上的的DNA与与连连接接体体DNA，共共约约200碱碱基基对对，构构成成染染色色质质丝丝的的一一个单位个单位细胞核的基本结构细胞核的基本结构q染色质（染色质（chromatin）间期时，间期时，染色质在染色质在H1和核心组蛋白的作用下，聚拢折叠成和核心组蛋白的作用下，聚拢折叠成30nm纤维纤维细胞分裂时，细胞分裂时，染色质进一步浓缩折叠成染色质进一步浓缩折叠成染色体（染色体（chromosome）细胞核的基本结构细胞核的基本结构q核仁（核仁（nucleolus）圆形或椭圆形的颗粒状结构，无外膜，各种生物中数目固定（圆形或椭圆形的颗粒状结构，无外膜，各种生物中数目固定（1-2个）个）富含富含蛋白质蛋白质和和RNA（rRNA，核糖体，核糖体RNA）由由某某一一个个或或几几个个特特定定染染色色体体的的核核仁仁组组织织区区形形成成，核核仁仁组组织织区区是是rDNA的的所所在之处在之处转录转录rRNA和和组装核糖体单位组装核糖体单位细胞核的基本结构细胞核的基本结构q核基质（核基质（nuclearmatrix）蛋白质蛋白质组成的纤维状网络，网孔中充有液体组成的纤维状网络，网孔中充有液体核的支架核的支架染色质附着的场所染色质附着的场所细胞核的基本结构细胞核的基本结构q细胞膜和细胞壁细胞膜和细胞壁q细胞核细胞核细胞质和细胞器细胞质和细胞器真核细胞的结构与功能真核细胞的结构与功能q细胞质（细胞质（cytoplasm）：质膜内，细胞核外：质膜内，细胞核外细胞溶胶（细胞溶胶（cytosol）：透明、黏稠、高度有序、动态平衡的物质）：透明、黏稠、高度有序、动态平衡的物质细胞器（细胞器（cellorganelle）E内质网和核糖体内质网和核糖体E高尔基体高尔基体E溶酶体溶酶体E线粒体线粒体E微体微体E质体、液泡质体、液泡细胞骨架（细胞骨架（cytoskeleton）细胞质和细胞器细胞质和细胞器q内质网和核糖体内质网和核糖体内内质质网网（endoplasmicreticulum）：细细胞胞质质内内一一系系列列囊囊腔腔和和细细管管，彼彼此此相相通通，形形成成的的一一个个隔隔离离于于细细胞胞溶溶质质的的膜膜系系统统（占占细细胞胞总总膜膜面面积的积的一半一半）核糖体（核糖体（ribosome）：细胞合成蛋白质的场所：细胞合成蛋白质的场所细胞质和细胞器细胞质和细胞器内质网内质网光面内质网光面内质网（SER）糙面内质网糙面内质网（RER）q内质网和核糖体内质网和核糖体光面内质网（光面内质网（smoothER）无无核糖体颗粒，核糖体颗粒，脂质合成脂质合成的主要场所，的主要场所，降解有毒分子降解有毒分子合成脂肪、磷脂合成脂肪、磷脂 脂肪细胞脂肪细胞合成甾体类激素合成甾体类激素睾丸、肾上腺细胞睾丸、肾上腺细胞 细胞质和细胞器细胞质和细胞器q内质网和核糖体内质网和核糖体糙面内质网（糙面内质网（roughER）富有富有核糖体颗粒，合成并转运核糖体颗粒，合成并转运蛋白质蛋白质蛋蛋白白质质都都是是在在核核糖糖体体上上合合成成的的，起起始始于于细细胞胞质质基基质质，有有些些蛋蛋白白质质在在合合成成开始后不久便转在开始后不久便转在糙面内质网糙面内质网上合成，这些蛋白质主要有：上合成，这些蛋白质主要有：向细胞外分泌的蛋白，如抗体、激素向细胞外分泌的蛋白，如抗体、激素膜蛋白，并决定膜蛋白在膜中的排列方式膜蛋白，并决定膜蛋白在膜中的排列方式需要与其它细胞组分严格分开的酶，如溶酶体的各种水解酶需要与其它细胞组分严格分开的酶，如溶酶体的各种水解酶需要进行修饰的蛋白，如糖蛋白需要进行修饰的蛋白，如糖蛋白细胞质和细胞器细胞质和细胞器q内质网和核糖体内质网和核糖体核糖体核糖体唯一功能：唯一功能：按照按照mRNA的指令由氨基酸合成多肽链的指令由氨基酸合成多肽链分类：分类：70S核糖体（核糖体（原核细胞原核细胞），），80S核糖体（核糖体（真核细胞真核细胞）构成：构成：均由大、小均由大、小两个亚单位两个亚单位构成构成细胞质和细胞器细胞质和细胞器只有当小亚单位与只有当小亚单位与mRNA结合结合后，大亚单位才与小亚单位结后，大亚单位才与小亚单位结合成完整的核糖体；肽链合成合成完整的核糖体；肽链合成终止后，大小亚单位解离终止后，大小亚单位解离70sribosome80sribosomeq内质网和核糖体内质网和核糖体信号假说（信号假说（signalhypothesis）蛋蛋白白质质合合成成时时，首首先先合合成成一一段段十十几几个个氨氨基基酸酸组组成成的的信信号号肽肽，指指导导蛋白质转移至内质网上合成蛋白质转移至内质网上合成细胞质和细胞器细胞质和细胞器1999NobellaureateDr.GnterBlobelq内质网和核糖体内质网和核糖体蛋白质转入内质网合成的过程蛋白质转入内质网合成的过程信信号号肽肽与与信信号号识识别别颗颗粒粒（SRP）结结合合 肽肽链链延延伸伸终终止止 SRP与与内内质质网网上上的的SRP受受体体结结合合 SRP脱脱离离信信号号肽肽 肽肽链链在在内内质质网网上上继继续续合合成成，同同时时信信号号肽肽引引导导新新生生肽肽链链进进入入内内质质网网腔腔 信信号号肽肽被被内内质质网网腔腔内内的的信信号号肽肽酶酶切除切除 肽链延伸至终止肽链延伸至终止 翻译体系解散翻译体系解散细胞质和细胞器细胞质和细胞器q高尔基体（高尔基体（Golgiapparatus）1898年，年，Golgi应用银染法首先在猫头鹰的神经细胞内观察到应用银染法首先在猫头鹰的神经细胞内观察到20世纪世纪50年代以后，才正确认识它的存在和结构年代以后，才正确认识它的存在和结构它由数个它由数个扁平囊泡扁平囊泡堆在一起而形成，高度有极性堆在一起而形成，高度有极性细胞质和细胞器细胞质和细胞器CamilloGolgiq高尔基体（高尔基体（Golgiapparatus）凸凸出的一面对着出的一面对着内质网内质网称为称为形成面（形成面（formingface）或或顺面（顺面（cisface）凹凹进的一面对着进的一面对着质膜质膜称为称为成熟面（成熟面（matureface）或或反面（反面（transface）中间膜囊中间膜囊 多多数数糖糖基基修修饰饰、糖糖脂脂的的形形成成以以及及与与高高尔尔基基体体有有关关的的糖合成均发生此处糖合成均发生此处细胞质和细胞器细胞质和细胞器q高尔基体（高尔基体（Golgiapparatus）功能：功能：将将内内质质网网合合成成的的蛋蛋白白质质进进行行加加工工、分分类类、包包装装，然然后后分分门门别别类类地地送到细胞特定的部位或分泌到细胞外送到细胞特定的部位或分泌到细胞外细胞质和细胞器细胞质和细胞器参参与与植植物物细细胞胞壁壁的的形形成成，植植物物细细胞胞壁壁中中的的纤纤维维素素和和果果胶胶质质是是在在高高尔尔基基本本中合成的中合成的q溶酶体（溶酶体（lysosome）单单层层膜膜围围绕绕、内内含含多多种种酸酸性性水水解解酶酶类类的的囊囊泡泡状状细细胞胞器器，由由高高尔尔基基体断裂产生体断裂产生主主要要功功能能：进进行行细细胞胞内内消消化化，消消化化从从外外界界吞吞入入的的颗颗粒粒以以及及细细胞胞本本身产生的碎渣身产生的碎渣异质性异质性细胞器：不同溶酶体细胞器：不同溶酶体形态不同、大小不同、形态不同、大小不同、所含水解酶种类也可能不同所含水解酶种类也可能不同细胞质和细胞器细胞质和细胞器细胞质和细胞器细胞质和细胞器q溶酶体（溶酶体（lysosome）分类：分类：初级溶酶体初级溶酶体：球形，内容物均一，不含明显颗粒物：球形，内容物均一，不含明显颗粒物次次级级溶溶酶酶体体：由由初初级级溶溶酶酶体体和和细细胞胞内内的的自自噬噬泡泡或或异异噬噬泡泡、胞胞饮饮泡泡或或吞吞噬噬泡泡融融合合形形成成；形形态态不不规规则则，内内部部结结构构复复杂杂，含含颗颗粒粒、膜膜片片、乃至细胞器等乃至细胞器等残残余余小小体体：未未被被消消化化的的物物质质残残存存在在溶溶酶酶体体中中，以以类类似似胞胞吐吐的的方方式式排出胞外排出胞外q溶酶体（溶酶体（lysosome）特点：特点：溶溶酶酶体体内内呈呈酸酸性性，pH4.8或或更更低低，各各种种水水解解酶酶只只有有在在酸酸性性环环境境中中才有活性才有活性溶酶体膜与质膜厚度相近，但溶酶体膜与质膜厚度相近，但成分不同：成分不同：溶酶体膜有溶酶体膜有质子泵质子泵，将，将H+泵入溶酶体，使其泵入溶酶体，使其pH值降低值降低具有多种具有多种载体蛋白载体蛋白，用于水解产物向外转运，用于水解产物向外转运溶酶体膜蛋白溶酶体膜蛋白高度糖基化高度糖基化，有利于防止自身膜蛋白降解，有利于防止自身膜蛋白降解细胞质和细胞器细胞质和细胞器acidphosphataseinlysosomeq溶酶体（溶酶体（lysosome）功能：功能：清除清除无用生物大分子、衰老细胞器及损伤死亡的细胞无用生物大分子、衰老细胞器及损伤死亡的细胞防御防御功能：巨噬细胞杀死病毒和细菌功能：巨噬细胞杀死病毒和细菌其他其他生理功能：生理功能：作为消化器官为细胞提供营养作为消化器官为细胞提供营养蝌蚪尾巴的退化、断奶后乳腺的退行性变化蝌蚪尾巴的退化、断奶后乳腺的退行性变化受精：精子的顶体受精：精子的顶体细胞质和细胞器细胞质和细胞器q线粒体（线粒体（mitochondrion）细胞的细胞的“动力工厂动力工厂”通通过过氧氧化化磷磷酸酸化化作作用用，将将贮贮存存在在糖糖类类或或脂脂肪肪中中的的化化学学能能转转变变为为细细胞代谢可直接利用的能量分子胞代谢可直接利用的能量分子ATP（三磷酸腺苷）（三磷酸腺苷）新陈代谢旺盛的细胞线粒体多新陈代谢旺盛的细胞线粒体多细胞功能旺盛的需能部位线粒体多细胞功能旺盛的需能部位线粒体多细胞质和细胞器细胞质和细胞器q线粒体（线粒体（mitochondrion）结构：结构：内外内外两层膜两层膜套叠而成的封闭囊状结构，内外膜不相连套叠而成的封闭囊状结构，内外膜不相连外膜外膜：孔蛋白（孔蛋白（porin）内膜内膜：向内折叠形成：向内折叠形成嵴嵴膜间隙膜间隙：无定形液体：无定形液体基质基质：蛋白质性胶状物质：蛋白质性胶状物质细胞质和细胞器细胞质和细胞器q线粒体（线粒体（mitochondrion）化学组成：化学组成：蛋白质蛋白质（占干重（占干重65-70%）、）、脂类脂类（占（占25-30%）酶的定位：约酶的定位：约120种种酶酶外膜：单胺氧化酶外膜：单胺氧化酶内膜：细胞色素氧化酶、内膜：细胞色素氧化酶、ATP合成酶合成酶膜间隙：腺苷酸激酶膜间隙：腺苷酸激酶基质：苹果酸脱氢酶基质：苹果酸脱氢酶细胞质和细胞器细胞质和细胞器q线粒体（线粒体（mitochondrion）功能：功能：氧化磷酸化氧化磷酸化电子传递链电子传递链ATP合成酶合成酶细胞质和细胞器细胞质和细胞器q线粒体（线粒体（mitochondrion）线粒体的线粒体的半自主性半自主性线线粒粒体体中中还还存存在在DNA、RNA、DNA聚聚合合酶酶、RNA聚聚合合酶酶、核核糖糖体体、氨氨基基酸酸活活化化酶酶等等进进行行DNA复复制制、转转录录和和蛋蛋白白质质翻翻译译的的全全套套装装备备，说明线粒体说明线粒体具有独立的遗传体系具有独立的遗传体系，能编码合成能编码合成13种多肽种多肽但线粒体的绝大多数蛋白质都由但线粒体的绝大多数蛋白质都由核基因核基因编码，在胞质核糖体合成编码，在胞质核糖体合成受两套遗传系统控制受两套遗传系统控制半自主性半自主性细胞质和细胞器细胞质和细胞器q线粒体（线粒体（mitochondrion）线粒体可能起源于线粒体可能起源于内共生内共生线线粒粒体体在在形形态态，染染色色反反应应、化化学学组组成成、物物理理性性质质、活活动动状状态态、遗遗传体系等方面，都很像细菌传体系等方面，都很像细菌需需氧氧细细菌菌被被原原始始真真核核细细胞胞吞吞噬噬以以后后，互互利利共共生生。在在进进化化过过程程中中，好好氧氧细细菌菌逐逐步步丧丧失失了了独独立立性性，并并将将大大量量遗遗传传信信息息转转移移到到宿宿主主细细胞胞中，形成了线粒体的半自主性中，形成了线粒体的半自主性细胞质和细胞器细胞质和细胞器q质体（质体（plastid）植物细胞植物细胞的细胞器的细胞器白色体：分生组织和不见光的细胞中白色体：分生组织和不见光的细胞中含淀粉、蛋白质或油类含淀粉、蛋白质或油类有色体：有色体：含各种色素，如类胡萝卜素含各种色素，如类胡萝卜素叶绿体（叶绿体（chloroplast）细胞质和细胞器细胞质和细胞器q质体（质体（plastid）叶绿体（叶绿体（chloroplast）光合作用光合作用的场所，将光能转变为化学能的场所，将光能转变为化学能同化二氧化碳和水，合成糖，同时产生分子氧同化二氧化碳和水，合成糖，同时产生分子氧叶绿体在细胞中的分布与光照有关叶绿体在细胞中的分布与光照有关细胞质和细胞器细胞质和细胞器q质体（质体（plastid）叶绿体的结构叶绿体的结构叶绿体膜叶绿体膜（外膜和内膜）（外膜和内膜）类囊体（类囊体（thylakoid）基粒类囊体基粒类囊体基质类囊体基质类囊体基质（基质（stroma）细胞质和细胞器细胞质和细胞器q质体（质体（plastid）叶绿体的化学组成叶绿体的化学组成叶绿体膜：叶绿体膜：蛋白质、脂类蛋白质、脂类类囊体膜：类囊体膜：蛋白质（细胞色素、光系统等）、脂类蛋白质（细胞色素、光系统等）、脂类基质：基质：可溶性蛋白（可溶性蛋白（RuBP羧化酶）、羧化酶）、DNA、RNA细胞质和细胞器细胞质和细胞器q质体（质体（plastid）叶绿体的主要功能：叶绿体的主要功能：光合作用（光合作用（photosynthesis）光反应光反应类囊体膜上进行类囊体膜上进行暗反应暗反应基质中进行基质中进行叶绿体也是叶绿体也是半自主性半自主性的细胞器的细胞器细胞质和细胞器细胞质和细胞器q微体（微体（microbody）和溶酶体相似，和溶酶体相似，单层膜单层膜包被包被所含所含酶酶不同、不同、pH为为中性中性分类：分类：过氧化物酶体（过氧化物酶体（peroxisome）：）：氧化酶氧化酶分解脂肪酸，产生的分解脂肪酸，产生的H2O2再被再被过氧化氢酶过氧化氢酶分解分解乙醛酸循环体（乙醛酸循环体（glyoxisome）：仅）：仅存于存于植物细胞植物细胞参与参与光呼吸光呼吸反应；将种子中的反应；将种子中的脂肪酸转化为糖脂肪酸转化为糖，用于萌发，用于萌发细胞质和细胞器细胞质和细胞器q液泡（液泡（vacuole）植物细胞植物细胞单层膜包被的充满单层膜包被的充满细胞液（细胞液（cellsap）的囊泡的囊泡液泡随细胞成长而发展：多个液泡随细胞成长而发展：多个 一个；一个；5%95%功能：功能：细胞液是高渗的，使细胞吸涨饱满细胞液是高渗的，使细胞吸涨饱满含有花色素苷，决定花、果、叶的颜色含有花色素苷，决定花、果、叶的颜色贮存代谢废物贮存代谢废物细胞质和细胞器细胞质和细胞器q细胞骨架（细胞骨架（cytoskeleton）真核细胞真核细胞中的中的蛋白质蛋白质纤维网架体系纤维网架体系组成：组成：微管微管、微丝微丝、中间纤维中间纤维功能：功能：参参与与细细胞胞运运动动、物物质质运运输输、能能量量转转换换、细细胞胞分分裂裂、基基因因表表达达、及及细胞分化等细胞分化等细胞质和细胞器细胞质和细胞器q细胞骨架（细胞骨架（cytoskeleton）微管（微管（microtubule）平均外径平均外径24nm的中空长管状纤维的中空长管状纤维除除红细胞红细胞外，真核细胞都有微管外，真核细胞都有微管参与纺锤体、鞭毛、纤毛、轴突、神经管等构成参与纺锤体、鞭毛、纤毛、轴突、神经管等构成功能：功能：细胞形态维持、细胞运动、细胞分裂细胞形态维持、细胞运动、细胞分裂细胞质和细胞器细胞质和细胞器q细胞骨架（细胞骨架（cytoskeleton）微管（微管（microtubule）由由微管蛋白（微管蛋白（tubulin）构成构成微管蛋白含微管蛋白含a a、b b两个亚基两个亚基a a、b b二聚体螺旋排列形成二聚体螺旋排列形成原纤维原纤维1313根原纤维合拢成一段微管根原纤维合拢成一段微管微管具有微管具有极性（极性（+/-+/-）“踏车踏车”现象现象细胞质和细胞器细胞质和细胞器q细胞骨架（细胞骨架（cytoskeleton）微管（微管（microtubule）微管蛋白微管蛋白二聚体上具有两个位点：二聚体上具有两个位点：秋水仙素秋水仙素结合位点：育种，产生多倍体结合位点：育种，产生多倍体常春藤碱常春藤碱结合位点：抗癌结合位点：抗癌紫杉醇紫杉醇：促进微管装配、增加稳定性；抗癌：促进微管装配、增加稳定性；抗癌细胞质和细胞器细胞质和细胞器q细胞骨架（细胞骨架（cytoskeleton）微丝（微丝（microfilament）又称又称肌动蛋白丝（肌动蛋白丝（actinfilament）直径直径7nm的骨架纤维的骨架纤维组成单体为组成单体为肌动蛋白肌动蛋白单体相连成串，两串以右手螺旋扭缠成束，即微丝单体相连成串，两串以右手螺旋扭缠成束，即微丝微丝在动植物细胞中都有，肌动蛋白没有特异性微丝在动植物细胞中都有，肌动蛋白没有特异性微微丝丝也有也有极性（极性（+/-+/-）细胞质和细胞器细胞质和细胞器q细胞骨架（细胞骨架（cytoskeleton）微丝（微丝（microfilament）微丝装配的微丝装配的“踏车踏车”现象现象细胞质和细胞器细胞质和细胞器q细胞骨架（细胞骨架（cytoskeleton）微丝（微丝（microfilament）微微丝丝易易于于解解聚聚成成单单体体，单单体体又又容容易易重重新新聚聚合合成成微微丝丝，因此有因此有运动运动功能：功能：肌肌肉肉收收缩缩、变变形形运运动动、及及胞质分裂等胞质分裂等横横纹纹肌肌、纤纤维维细细胞胞、肠肠微微绒毛绒毛均有丰富的微丝均有丰富的微丝细胞质和细胞器细胞质和细胞器q细胞骨架（细胞骨架（cytoskeleton）微丝（微丝（microfilament）细细胞胞松松弛弛素素B：结结合合在在微微丝丝（）端端抑抑制制肌肌动动蛋蛋白白聚聚合合到到微微丝丝纤纤维上，并引起肌动蛋白解聚维上，并引起肌动蛋白解聚鬼笔环肽鬼笔环肽：与微丝特异性结合，防止肌动蛋白丝解聚：与微丝特异性结合，防止肌动蛋白丝解聚两两者者作作用用相相反反，但但都都能能特特异异性性的的抑抑制制微微丝丝功功能能，引引起起细细胞胞变变形形，使细胞骨架发生变化使细胞骨架发生变化细胞质和细胞器细胞质和细胞器q细胞骨架（细胞骨架（cytoskeleton）中间纤维中间纤维（intermediatefilament）直径直径8-10nm，介于微管和微丝之间，介于微管和微丝之间最稳定的细胞骨架成分，最稳定的细胞骨架成分，支持、运动的功能支持、运动的功能形态上非常相似，但其组成蛋白却不尽相同：形态上非常相似，但其组成蛋白却不尽相同：角蛋白角蛋白(keratin)：上皮细胞：上皮细胞波形蛋白波形蛋白(vimentin)：成纤维细胞：成纤维细胞层粘连蛋白层粘连蛋白(laminin)：上皮组织基础膜：上皮组织基础膜细胞核膜下的核纤层也是中间纤维构成细胞核膜下的核纤层也是中间纤维构成细胞质和细胞器细胞质和细胞器q鞭毛、纤毛和中心粒鞭毛、纤毛和中心粒鞭毛和纤毛鞭毛和纤毛：细胞表面的附属物：细胞表面的附属物运动功能运动功能两者基本结构相同：微管，横切面呈两者基本结构相同：微管，横切面呈9(2)+2排列排列长度、数量不同长度、数量不同基粒：基粒：微管构成，呈微管构成，呈9(3)+0排列，与鞭毛和纤毛的基部相连排列，与鞭毛和纤毛的基部相连中中心心粒粒：微微管管构构成成，与与基基粒粒同同源源，结结构构相相似似，位位于于中中心心体体（微微管管组织中心）中组织中心）中细胞质和细胞器细胞质和细胞器q细胞溶胶细胞溶胶除细胞器以外的细胞质液体部分除细胞器以外的细胞质液体部分细胞骨架位于其中细胞骨架位于其中富含蛋白质，拥有细胞富含蛋白质，拥有细胞25-50%的蛋白质的蛋白质含有多种酶，是细胞多种代谢活动的场所含有多种酶，是细胞多种代谢活动的场所胞质溶胶中还有细胞的各种内含物胞质溶胶中还有细胞的各种内含物细胞质和细胞器细胞质和细胞器q细胞器膜、核膜、质膜的分子结构类似，统称细胞器膜、核膜、质膜的分子结构类似，统称生物膜生物膜厚厚7-8nm真真核核细细胞胞的的生生物物膜膜占占细细胞胞干干重重的的70-80%，内内质质网网膜膜最最多多，占占总总膜膜面积的一半面积的一半生物膜生物膜流动镶嵌模型流动镶嵌模型生生物物膜膜把把细细胞胞空空间间分分隔隔开开，使使细细胞胞具具有有了了界界限限分分明明、功功能能各各异异的的工工作作单单位位细胞器细胞器分分隔隔使使膜膜面面积积大大大大增增加加，提提高高物物质质合合成成、运输等生命活动的效率运输等生命活动的效率q生物膜主要由生物膜主要由脂质脂质、蛋白质蛋白质以以非共价键非共价键组合装配而成组合装配而成q生物膜的骨架是生物膜的骨架是磷脂双分子层磷脂双分子层，又称脂双层，又称脂双层q蛋白质蛋白质以不同方式镶嵌，执行膜的许多重要功能以不同方式镶嵌，执行膜的许多重要功能q质膜表面有少量质膜表面有少量糖类糖类分子分子糖脂糖脂和和糖蛋白糖蛋白生物膜生物膜流动镶嵌模型流动镶嵌模型q流动镶嵌模型（流动镶嵌模型（fluidmosaicmodel）1972年，年，S.J.Singer和和G.Nicolson提出提出膜是膜是流动流动的，膜蛋白和膜脂均可侧向运动的，膜蛋白和膜脂均可侧向运动膜蛋白的分布是膜蛋白的分布是不对称不对称的的均由均由磷脂双分子层磷脂双分子层构成构成生物膜生物膜流动镶嵌模型流动镶嵌模型q脂双层脂双层在生物膜的总重量中，脂类约占在生物膜的总重量中，脂类约占40-50%膜脂主要包括：膜脂主要包括：磷脂（主要）磷脂（主要）、糖脂糖脂和和胆固醇胆固醇三类三类生物膜生物膜流动镶嵌模型流动镶嵌模型q脂双层脂双层磷脂构成膜脂的基本成分，占整个膜脂磷脂构成膜脂的基本成分，占整个膜脂50%以上以上磷脂分子具有磷脂分子具有一个极性的头一个极性的头和和两个非极性的尾两个非极性的尾脂双层表面是磷脂分子的脂双层表面是磷脂分子的亲水端亲水端内部是磷脂分子的内部是磷脂分子的疏水性脂肪酸链疏水性脂肪酸链生物膜生物膜流动镶嵌模型流动镶嵌模型q脂双层脂双层糖脂约占膜脂总量的糖脂约占膜脂总量的5%以下以下糖脂具有糖脂具有细胞专一性细胞专一性，常是细胞表面的标志性物质，常是细胞表面的标志性物质糖脂又是细胞表面糖脂又是细胞表面抗原抗原的重要组分的重要组分糖脂决定糖脂决定ABO血型血型生物膜生物膜流动镶嵌模型流动镶嵌模型q脂双层脂双层胆固醇只存在于动物细胞，含量不超过膜脂的胆固醇只存在于动物细胞，含量不超过膜脂的1/3胆固醇分子也是极性分子胆固醇分子也是极性分子“脂筏脂筏”：胆固醇与鞘磷脂构成：胆固醇与鞘磷脂构成生物膜生物膜流动镶嵌模型流动镶嵌模型q脂双层脂双层脂双层中的脂分子进行各种形式的快速运动：脂双层中的脂分子进行各种形式的快速运动：1.1.沿膜平面的沿膜平面的侧向运动侧向运动2.2.围绕轴心的围绕轴心的自旋运动自旋运动3.3.脂分子尾部的脂分子尾部的摆动运动摆动运动4.4.脂分子尾部脂肪酸链沿着纵轴进行的脂分子尾部脂肪酸链沿着纵轴进行的伸缩震荡伸缩震荡5.5.双层脂分子之间的双层脂分子之间的翻转运动翻转运动6.6.脂分子尾部脂肪酸链围绕脂分子尾部脂肪酸链围绕C-C键的键的旋转异构旋转异构生物膜生物膜流动镶嵌模型流动镶嵌模型q脂双层脂双层脂双层的功能：脂双层的功能：有利于细胞保持正常的结构和功能有利于细胞保持正常的结构和功能屏屏障障作作用用，使使膜膜两两侧侧的的水水溶溶性性物物质质不不能能自自由由通通过过，为为细细胞胞的的生生命命活动提供相对稳定的内环境活动提供相对稳定的内环境脂脂类类成成分分随随不不同同生生物物而而不不同同，脂脂双双层层结结构构的的复复杂杂性性保保证证了了膜膜蛋蛋白白的嵌入及其特定功能的发挥的嵌入及其特定功能的发挥生物膜生物膜流动镶嵌模型流动镶嵌模型q膜蛋白膜蛋白膜蛋白是膜功能的主要体现者膜蛋白是膜功能的主要体现者不同生物膜中的蛋白质含量不同：不同生物膜中的蛋白质含量不同：线粒体内膜线粒体内膜75%神经纤维髓鞘膜神经纤维髓鞘膜25%质膜质膜50%生物膜生物膜流动镶嵌模型流动镶嵌模型q膜蛋白膜蛋白膜蛋白分为两大类：膜蛋白分为两大类：内在膜蛋白（内在膜蛋白（intrinsicprotein）以以疏疏水水部部分分直直接接与与磷磷脂脂疏疏水水部部分分非非共共价价结结合合，大大多多两两端端亲亲水水，也也有有仅一端亲水仅一端亲水外在膜蛋白（外在膜蛋白（extrinsicprotein）以以非共价键非共价键结合在内在蛋白的外端，或结合在磷脂分子的亲水头上结合在内在蛋白的外端，或结合在磷脂分子的亲水头上生物膜生物膜流动镶嵌模型流动镶嵌模型q膜蛋白膜蛋白膜蛋白也有流动性膜蛋白也有流动性膜蛋白在脂双层中自由移动膜蛋白在脂双层中自由移动某某些些膜膜蛋蛋白白与与细细胞胞骨骨架架结结合合，限制膜蛋白的运动限制膜蛋白的运动膜膜蛋蛋白白与与膜膜脂脂分分子子相相互互作作用用，影