细胞的基本形态结构与功能(3).ppt

第三章 细胞结构与细胞通讯3.1 细胞的结构；细胞的结构；3.2 真核细胞的结构；真核细胞的结构；3.3 生物膜生物膜流动镶嵌模型；流动镶嵌模型；3.4 物质的跨膜转运物质的跨膜转运3.5 细胞连接细胞连接3.6 细胞通讯细胞通讯 普通生物学普通生物学 细胞结构与细胞通讯细胞结构与细胞通讯1可编辑版可编辑版原核细胞原核细胞细菌、蓝藻细菌、蓝藻真核细胞真核细胞动物、植物、真菌动物、植物、真菌3.1 两两 类类 细细 胞胞两者差别非常大两者差别非常大 普通生物学普通生物学 细胞结构与细胞通讯细胞结构与细胞通讯2可编辑版可编辑版原核细胞：原核细胞：体积小，结构简单。体积小，结构简单。无内膜系统、细胞器、核膜。无内膜系统、细胞器、核膜。染色体染色体环状的环状的DNA分子，分子，有质粒。有质粒。真核细胞：真核细胞：有内膜系统、细胞器、核膜。有内膜系统、细胞器、核膜。复杂的骨架系统复杂的骨架系统。普通生物学普通生物学 细胞结构与细胞通讯细胞结构与细胞通讯3可编辑版可编辑版原核细胞原核细胞 真核细胞真核细胞4可编辑版可编辑版细胞大小细胞大小动、植物细胞直径动、植物细胞直径:10 100 m支原体：支原体：最小，最小，100 nm鸵鸟蛋：鸵鸟蛋：最大，最大，150 mm 麻纤维：麻纤维：10 cm；神经细胞：神经细胞：胞体：胞体：0.1mm；轴突：轴突：1 m5可编辑版可编辑版*细胞的大小和细胞的大小和 功能相适应功能相适应 神经细胞神经细胞 长长 神经信号传导神经信号传导 卵细胞体积卵细胞体积 大大 存放营养物质存放营养物质 （供胚胎发育）（供胚胎发育）6可编辑版可编辑版细胞膜（细胞膜（Cell Membranes）细胞质（细胞质（Cytoplasm）细胞核（细胞核（Nucleus）细胞壁（细胞壁（Cell Wall）3.2 真核细胞的结构真核细胞的结构动物细胞动物细胞、植物细胞植物细胞7可编辑版可编辑版动物细胞模式图8可编辑版可编辑版植物细胞模式图9可编辑版可编辑版真核细胞真核细胞最大、最重要的细胞器最大、最重要的细胞器，大，大多单核。多单核。细胞的细胞的控制中心：控制中心：遗传物质（遗传物质（DNADNA）主要位于细胞核；）主要位于细胞核；调控调控细胞代谢、生长、分化。细胞代谢、生长、分化。包括包括核被膜核被膜、核基质核基质、染色质染色质、核仁核仁。3.2.1 细胞核是真核细胞的控制中心细胞核是真核细胞的控制中心10可编辑版可编辑版核基质核基质11可编辑版可编辑版（1）核被膜）核被膜核外面，包括核外面，包括核膜核膜和核膜下面的和核膜下面的核纤层核纤层。核膜：核膜：两层膜，单层膜厚两层膜，单层膜厚7-8 nm，膜之间，膜之间的核周腔宽约的核周腔宽约10-50 nm。外膜常与糙面内质。外膜常与糙面内质网相连，有核糖体颗粒。网相连，有核糖体颗粒。核纤层：核纤层：在核膜内面，核纤层蛋白组成。在核膜内面，核纤层蛋白组成。12可编辑版可编辑版13可编辑版可编辑版核被膜的电镜图核被膜的电镜图14可编辑版可编辑版 大分子如何出入细胞核？大分子如何出入细胞核？蛋白质（蛋白质（如如DNA、RNA合成相关的酶合成相关的酶）细胞质细胞质 细胞核细胞核 RNA 细胞核细胞核 细胞质细胞质15可编辑版可编辑版 核孔核孔 核孔复合体：核孔复合体：蛋白质，蛋白质，30-50种，种，与与 核纤层紧密结合；核纤层紧密结合；16可编辑版可编辑版 50 100 nm，几千，几千 几百万个几百万个17可编辑版可编辑版 功能：功能：物质转运物质转运 核内物质：核内物质：RNA、组装好的、组装好的 核糖体亚基核糖体亚基 核孔核孔 细胞质；细胞质；细胞质中物质：细胞质中物质：蛋白质蛋白质 核内；核内；如：合成如：合成 DNA和和RNA的聚合酶，的聚合酶，构成染色体的组蛋白；构成染色体的组蛋白；核糖体蛋白，等；核糖体蛋白，等；18可编辑版可编辑版 选择性选择性 mRNA前体前体 不能通过核孔；不能通过核孔；mRNA前体前体 加工、与蛋白结合加工、与蛋白结合 复合体复合体 核孔核孔 核外；核外；主动转运主动转运（非扩散）（非扩散）蛋白质：自身的蛋白质：自身的核定位信号，核定位信号，核孔复合体：核孔复合体：受体蛋白，受体蛋白，两者结合两者结合 核孔核孔 出、入核；出、入核；19可编辑版可编辑版2.染色质：染色质：固定、苏木精染色固定、苏木精染色 常染色质常染色质 异染色质异染色质 20可编辑版可编辑版 成分：主要：成分：主要：DNA、组蛋白；、组蛋白；少量：少量：RNA、非组蛋白；、非组蛋白；DNA：同一个体，各种细胞中同一个体，各种细胞中 含量相同含量相同 常染色质：常染色质：粗、细丝粗、细丝 网状；网状；DNA分子分子展开展开部分；部分；异染色质：异染色质：粗大团块、色深、粗大团块、色深、DNA紧缩盘绕紧缩盘绕部分，附于核膜；部分，附于核膜；21可编辑版可编辑版 组蛋白组蛋白 碱性：碱性：含碱性氨基酸含碱性氨基酸 （赖氨酸、精氨酸）（赖氨酸、精氨酸）能与能与DNA带负电荷的磷酸基团结合；带负电荷的磷酸基团结合；5 种：种：H1、H2A、H2B、H3、H4；功能不同；功能不同；22可编辑版可编辑版 非组蛋白非组蛋白 种类多；种类多；有关有关DNA复制、转录的因子，复制、转录的因子，如：如：DNA聚合酶、聚合酶、RNA聚合酶等；聚合酶等；23可编辑版可编辑版 染色质丝：染色质丝：串珠（念珠）状串珠（念珠）状 细丝：细丝：1.5 2.5 nm，连接体连接体DNA；核小体：核小体：小珠状，小珠状，10 nm；24可编辑版可编辑版 核小体：核小体：核心：核心：4 对对组蛋白组蛋白 H2A、H2B、H3、H4 各各 2 对；对；核心核心核小体核小体H125可编辑版可编辑版 DNA：缠绕在核心外周；缠绕在核心外周；组蛋白组蛋白H1：核心外侧，与核心外侧，与DNA结合结合 H1核心核心核小体核小体26可编辑版可编辑版 染色质丝的染色质丝的单位：单位：1段段连接连接DNA +1个个核小体上核小体上DNA；200 碱基对；碱基对；核心核心核小体核小体H127可编辑版可编辑版 H1和核心组蛋白和核心组蛋白 作用于作用于 染色质丝染色质丝 聚拢折叠聚拢折叠 30 nm纤维纤维10 nm30 nm28可编辑版可编辑版 染色质在不同时期的表现染色质在不同时期的表现 串珠状细丝：串珠状细丝：10 nm 染色质极度伸张；染色质极度伸张；细胞分裂间期：细胞分裂间期：2530nm 染色质丝折叠染色质丝折叠 螺线管；螺线管；细胞分裂期细胞分裂期 进一步浓缩（高度进一步浓缩（高度折叠折叠）光镜可见的粗大染色体；光镜可见的粗大染色体；29可编辑版可编辑版螺线管螺线管螺线管螺线管核小体核小体核小体核小体超螺线管超螺线管超螺线管超螺线管染色单体染色单体染色单体染色单体共计压缩共计压缩84008400倍倍压缩7倍压缩6倍压缩40倍压缩5倍DNADNA从从DNADNA到染色体水平的压缩过程到染色体水平的压缩过程 30可编辑版可编辑版 3.核仁核仁 形态：形态：圆、椭圆，无外膜；圆、椭圆，无外膜；数目数目 12 个，个，各种生物中各种生物中 固定；固定；核核 仁仁31可编辑版可编辑版 成分：成分：富含蛋白质、富含蛋白质、RNA（rRNA）形成：形成：某某一个、几个特定一个、几个特定染色体染色体的的 一定片段一定片段（核仁组织区核仁组织区）核仁组织区：核仁组织区：转录转录 rRNA 的基因，的基因，即即DNA（rDNA）所在地；）所在地；功能：功能：转录转录 rRNA、组装核糖体。、组装核糖体。32可编辑版可编辑版（4）核基质）核基质 核内由蛋白质组成的纤维状网络：核内由蛋白质组成的纤维状网络：网孔中充以透明液体网孔中充以透明液体-核质。核质。核的支架；核的支架；染色质附着的场所。染色质附着的场所。核骨架核骨架33可编辑版可编辑版细胞质细胞质 质膜内，细胞核外质膜内，细胞核外 细胞溶胶、细胞器细胞溶胶、细胞器3.2.2 细胞质细胞质34可编辑版可编辑版1、内质网和核糖体、内质网和核糖体 内质网内质网：一系列囊腔、细管，彼此相通一系列囊腔、细管，彼此相通 隔离于细胞溶质的膜系统隔离于细胞溶质的膜系统 总膜面积一半，最多的膜总膜面积一半，最多的膜。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)核糖体：核糖体：蛋白质合成的场所。蛋白质合成的场所。35可编辑版可编辑版36可编辑版可编辑版 光滑内质网光滑内质网(sER)：无核糖体颗粒无核糖体颗粒 作用：作用：脂质合成脂质合成 糖类代谢糖类代谢 药物、毒物的解毒药物、毒物的解毒 37可编辑版可编辑版脂质合成脂质合成 脂肪细胞脂肪细胞脂肪、磷脂脂肪、磷脂 睾丸、肾上腺细胞睾丸、肾上腺细胞甾体类激素甾体类激素38可编辑版可编辑版糖类代谢糖类代谢 肝细胞中肝细胞中sER中一种酶参与糖原水中一种酶参与糖原水解释放葡萄糖解释放葡萄糖解毒作用解毒作用 镇静剂在肝细胞中被镇静剂在肝细胞中被sER代谢代谢39可编辑版可编辑版 糙面内质网糙面内质网(rER)具核糖体颗粒；具核糖体颗粒；合成、转运合成、转运 蛋白质；蛋白质；糙面内质网糙面内质网光面内质网光面内质网40可编辑版可编辑版细胞质中细胞质中无膜无膜包被的颗粒状结构包被的颗粒状结构:由由RNA和蛋白质组成的复合物和蛋白质组成的复合物;合成蛋白质的机器合成蛋白质的机器;悬浮于细胞溶胶或连在内质网上悬浮于细胞溶胶或连在内质网上核糖体核糖体41可编辑版可编辑版 蛋白质合成起始于细胞溶胶中的蛋白质合成起始于细胞溶胶中的核糖体核糖体，有些蛋白质合成开始后不久便转到内质网上合有些蛋白质合成开始后不久便转到内质网上合成。成。这些蛋白质包括：这些蛋白质包括：1.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；2.膜蛋白，决定其在膜中的排列；膜蛋白，决定其在膜中的排列；3.需与其它细胞组分严格分开的酶，如溶酶需与其它细胞组分严格分开的酶，如溶酶 体的各种水解酶；体的各种水解酶；4.需进行修饰的蛋白，如糖蛋白。需进行修饰的蛋白，如糖蛋白。42可编辑版可编辑版信号假说信号假说（Signal hypothesis）：）：信号肽，指导蛋白质转至内质网上合成。信号肽，指导蛋白质转至内质网上合成。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：信号肽与信号肽与SRP结合结合肽链延伸终止肽链延伸终止SRP与受体结合与受体结合SRP脱离信号肽脱离信号肽肽链在内质网肽链在内质网上继续合成，同时信号肽引导新生肽链进入上继续合成，同时信号肽引导新生肽链进入内质网腔内质网腔信号肽切除信号肽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。SRP：信号识别颗粒：信号识别颗粒43可编辑版可编辑版44可编辑版可编辑版2、高尔基体（、高尔基体（Golgi apparatus）1898，Golgi首先观察到，因此得名，动植物细胞首先观察到，因此得名，动植物细胞普遍存在。普遍存在。由由扁平小囊、小泡扁平小囊、小泡堆在一起形成，有极性。堆在一起形成，有极性。凸出面对着内质网称为凸出面对着内质网称为形成面形成面（forming face）或）或顺面顺面（cis face）凹进的一面对着质膜称为凹进的一面对着质膜称为成熟面成熟面（mature face）或或反面反面（trans face）45可编辑版可编辑版46可编辑版可编辑版 功能：功能：将内质网合成好的将内质网合成好的蛋白质蛋白质 分门别类分门别类进行进行加工、分类、包装、加工、分类、包装、运送运送 细胞细胞 特定部位，特定部位，或分泌或分泌 细胞外细胞外47可编辑版可编辑版 无无合成蛋白质功能；合成蛋白质功能；合成合成 多糖（纤维素）、果胶质多糖（纤维素）、果胶质 参与细胞壁的形成。参与细胞壁的形成。48可编辑版可编辑版3、溶酶体、溶酶体（lysosome）形形态态：单层膜单层膜、囊泡、囊泡 来源：来源：高尔基体断裂产生高尔基体断裂产生 功能：功能：细胞内消化，细胞内消化，外界吞入的颗粒外界吞入的颗粒异噬溶酶体异噬溶酶体 细胞自身的碎渣细胞自身的碎渣自噬溶酶体自噬溶酶体49可编辑版可编辑版 特性：特性：（1）酸性，酸性，pH4.8或更低，或更低，水解酶在酸性环境中才有活性。水解酶在酸性环境中才有活性。（2）溶酶体膜与质膜厚度相近、成分不同）溶酶体膜与质膜厚度相近、成分不同 区别：区别：有质子泵，将有质子泵，将H+泵入溶酶体，泵入溶酶体，pH值降低。值降低。膜蛋白高度糖基化，防止蛋白降解。膜蛋白高度糖基化，防止蛋白降解。50可编辑版可编辑版 根据生理功能完成的不同阶段分为：根据生理功能完成的不同阶段分为：初级溶酶体初级溶酶体(primary lysosome)：高尔基体产生，内含物均一，无明显颗粒。高尔基体产生，内含物均一，无明显颗粒。次级溶酶体次级溶酶体(secondary lysosome)：正在进行或完成消化作用的溶酶体正在进行或完成消化作用的溶酶体。残体残体(residual body)：又称后溶酶体（又称后溶酶体（post-lysosome）失去酶活性，仅留未消化的残渣。失去酶活性，仅留未消化的残渣。食物泡食物泡初级初级溶酶体溶酶体次级溶酶体次级溶酶体残体残体51可编辑版可编辑版相关疾病：相关疾病：1矽肺矽肺 2 肺结核肺结核3台台-萨氏综合征萨氏综合征4II型糖原累积病型糖原累积病52可编辑版可编辑版4、线粒体、线粒体颗粒、短杆状（线状），颗粒、短杆状（线状），横横径径0.21m，长，长28 m。1到几百甚至数千个。到几百甚至数千个。53可编辑版可编辑版线粒体是线粒体是动态的细胞器动态的细胞器，多形性、易变性、运动性、适应性多形性、易变性、运动性、适应性，形形态态、大大小小、数数量量、分分布布在在不不同同细细胞胞、即即使使同同一一细细胞胞，随随代代谢谢条条件件的的不不同同也也会变化。会变化。54可编辑版可编辑版四个功能区：四个功能区：外膜、内膜、膜间隙、基质外膜、内膜、膜间隙、基质（1）外膜：）外膜：平整，平整，脂类、脂类、蛋白质，蛋白质，亲水通道亲水通道 嵴嵴内膜内膜基质基质外膜外膜膜间隙膜间隙55可编辑版可编辑版（2）内膜：）内膜：向内折叠形成嵴，向内折叠形成嵴，增加内膜面积。增加内膜面积。上有带柄、直径约上有带柄、直径约10 nm的基粒的基粒ATP 合成酶复合体合成酶复合体嵴嵴内膜内膜基质基质外膜外膜膜间膜间隙隙56可编辑版可编辑版 膜间隙：膜间隙：宽宽 6-8 nm，延伸延伸 嵴内部；嵴内部；基质：基质：液态液态 填充于填充于 内膜、嵴之间；内膜、嵴之间；富含富含酶类；酶类；嵴嵴内膜内膜基质基质外膜外膜膜间隙膜间隙57可编辑版可编辑版 线粒体的线粒体的功能功能 细胞的细胞的“动力工厂动力工厂”细胞呼吸、能量代谢中心细胞呼吸、能量代谢中心 含细胞呼吸所需的含细胞呼吸所需的 各种酶、各种酶、电子传递体；电子传递体；电子传递过程：电子传递过程：内膜表面；内膜表面；58可编辑版可编辑版 ATP合成酶复合体合成酶复合体 将糖类、脂质分子的将糖类、脂质分子的化学能化学能 贮存于贮存于腺苷三磷酸腺苷三磷酸（ATP）即：细胞代谢即：细胞代谢可直接利用的能量；可直接利用的能量；59可编辑版可编辑版 生物氧化过程生物氧化过程 除糖酵解在细胞质中进行，除糖酵解在细胞质中进行，其他均在线粒体中进行；其他均在线粒体中进行；酶类：酶类：线粒体线粒体基质基质中中 催化三羧酸循环，催化三羧酸循环，催化脂肪酸、丙酮酸氧化；催化脂肪酸、丙酮酸氧化；60可编辑版可编辑版 半自主性的细胞器半自主性的细胞器 基质中含基质中含 DNA（环状）、核糖体，（环状）、核糖体，即：即：完整的遗传系统完整的遗传系统 （转录、翻译体系），（转录、翻译体系），编码编码 10%自身蛋白质。自身蛋白质。61可编辑版可编辑版 线粒体线粒体的起源的起源 线粒体、细菌相似线粒体、细菌相似 大小相似；核糖体相似；大小相似；核糖体相似；均具环状均具环状DNA分子；分子；线粒体线粒体起源的设想起源的设想 细胞吞噬细菌、细菌入侵细胞，细胞吞噬细菌、细菌入侵细胞，细胞内的细胞内的细菌细菌 线粒体。线粒体。62可编辑版可编辑版5、质体、质体植物细胞特有植物细胞特有白色体、有色体白色体、有色体两种。两种。白色体：白色体：分生组织及不见光的细胞。分生组织及不见光的细胞。有色体：有色体：含色素，叶、花、果实含色素，叶、花、果实。63可编辑版可编辑版叶绿体：叶绿体：最重要的有色体，双层膜包裹。最重要的有色体，双层膜包裹。光合作用光合作用-光能转变成化学能。光能转变成化学能。*大小、形状、数目随不同植物、细胞大小、形状、数目随不同植物、细胞而不同。而不同。*高等植物呈椭圆形，数目高等植物呈椭圆形，数目20-10020-100个。个。64可编辑版可编辑版叶绿体组成：叶绿体组成：外被外被（chloroplast envelope）类囊体（类囊体（thylakoid）基质（基质（stroma）；）；3种膜：种膜：外膜、内膜、类囊体膜；外膜、内膜、类囊体膜；3个个腔腔：膜间隙、基质、类囊体腔。膜间隙、基质、类囊体腔。65可编辑版可编辑版 类囊体膜：光合作用的类囊体膜：光合作用的色素、色素、电子传递系统；电子传递系统；基质：碳反应进行的场所。基质：碳反应进行的场所。半自主性：半自主性：有自己的有自己的DNA、核糖体，、核糖体，编码部分自身蛋白。编码部分自身蛋白。66可编辑版可编辑版6、微体、微体(microbody)异质性，不同生物、不同发育阶段不同。异质性，不同生物、不同发育阶段不同。似溶酶体，单层膜、小泡，含酶不同。似溶酶体，单层膜、小泡，含酶不同。圆形，椭圆形或哑呤形等，圆形，椭圆形或哑呤形等，过氧化物酶体、乙醛酸循环体过氧化物酶体、乙醛酸循环体两种。两种。67可编辑版可编辑版功能：功能：1.过氧化物酶体过氧化物酶体（动、植物细胞都有）：（动、植物细胞都有）：脂肪酸氧化：分解脂肪酸氧化：分解20%的脂肪酸；的脂肪酸；解毒：过氧化氢酶利用解毒：过氧化氢酶利用H2O2将酚、将酚、甲醛、甲酸、醇等有害物质氧化，甲醛、甲酸、醇等有害物质氧化，饮入的酒精饮入的酒精 25以上在微体中氧化。以上在微体中氧化。68可编辑版可编辑版2.乙醛酸循环体乙醛酸循环体（植物细胞有）：（植物细胞有）：参与光呼吸作用，将光合作用的副产参与光呼吸作用，将光合作用的副产 物乙醇酸氧化为乙醛酸和过氧化氢；物乙醇酸氧化为乙醛酸和过氧化氢；萌发的种子中，将脂类转化为糖。萌发的种子中，将脂类转化为糖。69可编辑版可编辑版微体微体70可编辑版可编辑版7、液泡、液泡植物细胞植物细胞中普遍存在，中普遍存在，单层膜包裹，含单层膜包裹，含细胞液细胞液，分生组织细胞中液泡多而小；分生组织细胞中液泡多而小；成熟细胞中液泡大，占细胞中央，成熟细胞中液泡大，占细胞中央，达达95%以上。以上。液泡液泡71可编辑版可编辑版功能：功能：调节细胞渗透压；调节细胞渗透压；收集代谢废物；收集代谢废物；液泡中的花青素决定液泡中的花青素决定 花、果实和叶的颜色。花、果实和叶的颜色。72可编辑版可编辑版8、细胞骨架、细胞骨架（cytoskeleton）真核细胞中的蛋白纤维网络结构。真核细胞中的蛋白纤维网络结构。发现较晚，电镜制样采用发现较晚，电镜制样采用低温低温（0-4）固定，细胞骨架在低温下解聚。）固定，细胞骨架在低温下解聚。20世纪世纪60年代后，采用年代后，采用戊二醛戊二醛常温常温固固定，认识到细胞骨架的存在。定，认识到细胞骨架的存在。73可编辑版可编辑版 功能：功能：维持细胞形状、控制细胞运动；维持细胞形状、控制细胞运动；承受外力、保持细胞内部结构的有序性；承受外力、保持细胞内部结构的有序性；植物细胞中细胞骨架指导细胞壁的合成；植物细胞中细胞骨架指导细胞壁的合成；参与重要生命活动。参与重要生命活动。74可编辑版可编辑版参与的生命活动：参与的生命活动：细胞分裂中牵引染色体分离；细胞分裂中牵引染色体分离；细胞物质运输中，各类小泡和细胞器的细胞物质运输中，各类小泡和细胞器的 定向转运；定向转运；在肌肉细胞中，组成动力系统；在肌肉细胞中，组成动力系统；白细胞迁移、精子游动、神经细胞轴突白细胞迁移、精子游动、神经细胞轴突 和树突伸展等都与细胞骨架有关。和树突伸展等都与细胞骨架有关。75可编辑版可编辑版76可编辑版可编辑版三种类型：三种类型：微管、微丝、中间纤维微管、微丝、中间纤维77可编辑版可编辑版微管：微管：中空长管状，中空长管状，22-25 nm。纺锤体、鞭毛和纤毛都由微管构成。纺锤体、鞭毛和纤毛都由微管构成。微管蛋白：微管蛋白：、亚基，分子量亚基，分子量55 000左右。左右。双体分子螺旋排列，盘绕成微管管壁。双体分子螺旋排列，盘绕成微管管壁。78可编辑版可编辑版*成束或分散存在于细胞质，支持作用。成束或分散存在于细胞质，支持作用。*解体成亚基，也可重新组装成完整的解体成亚基，也可重新组装成完整的 微管。微管。微管蛋白没有特异性。微管蛋白没有特异性。秋水仙素、长春藤碱、紫杉醇：秋水仙素、长春藤碱、紫杉醇：多倍体、抗癌。多倍体、抗癌。79可编辑版可编辑版80可编辑版可编辑版81可编辑版可编辑版 微丝微丝（肌动蛋白丝）（肌动蛋白丝）实心纤维，宽约实心纤维，宽约 47nm。组成单体是组成单体是肌动蛋白肌动蛋白，没有特异性。，没有特异性。单体相连成串，两串扭缠成束，即微丝，单体相连成串，两串扭缠成束，即微丝，动植物细胞中都有。动植物细胞中都有。横纹肌、纤维细胞、肠微绒毛均有丰富的微丝横纹肌、纤维细胞、肠微绒毛均有丰富的微丝运动运动功能。功能。82可编辑版可编辑版 微丝微丝易于解聚成单体，又容易重新聚合，易于解聚成单体，又容易重新聚合，细胞松弛素细胞松弛素B：切断微丝纤维，结合在微丝末端切断微丝纤维，结合在微丝末端 抑制肌动蛋白聚合抑制肌动蛋白聚合到微丝纤维上到微丝纤维上微丝解聚。微丝解聚。鬼笔环肽：鬼笔环肽：与微丝特异结合，与微丝特异结合，防止解聚防止解聚。|两者相反的作用都能特异性的抑制微丝功能，两者相反的作用都能特异性的抑制微丝功能，引起细胞变形，使细胞骨架发生变化。引起细胞变形，使细胞骨架发生变化。83可编辑版可编辑版微丝微丝微管微管84可编辑版可编辑版中间纤维中间纤维(IF)：810nm，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。形态相似，组成蛋白质有明显差异：形态相似，组成蛋白质有明显差异：角蛋白角蛋白(keratin)：上皮细胞中的上皮细胞中的IFIF；波形蛋白波形蛋白(vimentin)：成纤维细胞中的成纤维细胞中的IFIF；层粘连蛋白层粘连蛋白(laminin)：上皮组织基础膜的主要成分；上皮组织基础膜的主要成分；细胞核膜下的细胞核膜下的核纤层核纤层也是中间纤维构成。也是中间纤维构成。85可编辑版可编辑版几种中间纤维的模式图几种中间纤维的模式图86可编辑版可编辑版9、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：细胞表面附属物，细胞表面附属物，运动功能运动功能基本结构相同，长度、数量不同。基本结构相同，长度、数量不同。结构成分：微管结构成分：微管横切面呈横切面呈9（2）+2排列。排列。基粒：基粒：由微管构成，由微管构成，9（3）+0排列。排列。基粒与鞭毛和纤毛的基部相连。基粒与鞭毛和纤毛的基部相连。中心粒：中心粒：微管构成，与基粒是同源器官，结构相微管构成，与基粒是同源器官，结构相似。中心粒位于中心体（微管组织中心）中。似。中心粒位于中心体（微管组织中心）中。87可编辑版可编辑版88可编辑版可编辑版中心粒中心粒9束束3体微管体微管89可编辑版可编辑版10、细胞溶胶、细胞溶胶 -细胞膜之内处于各个细胞器及核之外细胞膜之内处于各个细胞器及核之外的区域的区域细胞骨架位于其中；细胞骨架位于其中；占细胞体积的占细胞体积的 55%左右，包含丰富的蛋白左右，包含丰富的蛋白质，细胞中多种代谢活动的场所。质，细胞中多种代谢活动的场所。在细胞内的物质运输、能量转换、信息传在细胞内的物质运输、能量转换、信息传递中起重要作用。递中起重要作用。90可编辑版可编辑版11、细胞壁：、细胞壁：质膜之外质膜之外 细菌、植物细胞细菌、植物细胞 无生命结构：无生命结构：细胞分泌物代谢物组成，细胞分泌物代谢物组成，纤维素、多糖、蛋白质等纤维素、多糖、蛋白质等 功能：功能：机械支撑机械支撑 支持、保护支持、保护91可编辑版可编辑版3.3 生物膜生物膜-流动镶嵌模型流动镶嵌模型 真核细胞由膜分割成一个个小真核细胞由膜分割成一个个小“区区室室”，使细胞具有界限分明、功能各异，使细胞具有界限分明、功能各异的工作单位；也使膜的总面积大大增加，的工作单位；也使膜的总面积大大增加，提高物质合成、运输等生命活动效率。提高物质合成、运输等生命活动效率。92可编辑版可编辑版细胞的内膜系统细胞的内膜系统 细胞内细胞内 在结构、功能及发生上在结构、功能及发生上相关的，由膜包围形成的细胞器或细相关的，由膜包围形成的细胞器或细胞结构称为胞结构称为细胞的内膜系统细胞的内膜系统。细胞质膜、核膜、线粒体、叶绿体、细胞质膜、核膜、线粒体、叶绿体、溶酶体、内质网、液泡、高尔基体等溶酶体、内质网、液泡、高尔基体等93可编辑版可编辑版生物膜：生物膜：细胞器膜、核膜、质膜在分子细胞器膜、核膜、质膜在分子结构上类似，统称结构上类似，统称生物膜生物膜。主要由脂质、蛋白质组合装配成，主要由脂质、蛋白质组合装配成，7-8 nm厚。厚。磷脂双分子层是骨架，又称磷脂双分子层是骨架，又称脂双层脂双层。蛋白质蛋白质以不同方式镶嵌，膜功能的主要体现以不同方式镶嵌，膜功能的主要体现者。者。质膜表面有少量质膜表面有少量糖类糖类分子分子糖脂和糖蛋白糖脂和糖蛋白。94可编辑版可编辑版基本支架：基本支架：磷脂双分子层磷脂双分子层主要化学成分：主要化学成分：脂质、蛋白质、糖类脂质、蛋白质、糖类95可编辑版可编辑版生物膜特性生物膜特性:流动性流动性 选择透过性选择透过性96可编辑版可编辑版 进行生命活动的重要物质基础。进行生命活动的重要物质基础。细胞的能量转换、细胞的能量转换、蛋白质合成、蛋白质合成、物质运输、物质运输、信息传递、信息传递、细胞运动细胞运动97可编辑版可编辑版3.2.1 脂双层脂双层总重量中脂类约占总重量中脂类约占4050%。脂类：脂类：磷脂磷脂（主要）、（主要）、糖脂糖脂、胆固醇胆固醇98可编辑版可编辑版 表面是磷脂分子的亲水端，表面是磷脂分子的亲水端，内部是磷脂分子的疏水性脂肪酸链。内部是磷脂分子的疏水性脂肪酸链。HeadsTails99可编辑版可编辑版1.侧向扩散；侧向扩散；4.伸缩震荡伸缩震荡2.旋转运动；旋转运动；5.翻转运动翻转运动3.摆动运动；摆动运动；6.旋转异构旋转异构 脂双层中脂分子进行各种形式的快速运动：脂双层中脂分子进行各种形式的快速运动：100可编辑版可编辑版 功能：功能：保持细胞正常的结构和功能。保持细胞正常的结构和功能。屏障作用，膜两侧水溶性物质不能自由通过，屏障作用，膜两侧水溶性物质不能自由通过，相对稳定的内环境；相对稳定的内环境；脂双层中脂类成分随不同生物而不同。结构脂双层中脂类成分随不同生物而不同。结构复杂保证膜蛋白的嵌入及其特定功能的发挥。复杂保证膜蛋白的嵌入及其特定功能的发挥。101可编辑版可编辑版3.2.2 膜蛋白膜蛋白膜功能的主要体现者；膜功能的主要体现者；不同生物膜中蛋白质含量不同：线粒体内不同生物膜中蛋白质含量不同：线粒体内膜膜75%、神经纤维髓鞘膜、神经纤维髓鞘膜25%、质膜、质膜50%。102可编辑版可编辑版膜蛋白可分两大类：膜蛋白可分两大类：内在蛋白内在蛋白(1-2)和和周边蛋白周边蛋白(3-6)。内在蛋白内在蛋白:疏水部分穿过脂双层的疏水核心；疏水部分穿过脂双层的疏水核心；大多两端亲水，也有一端亲水。大多两端亲水，也有一端亲水。周边蛋白周边蛋白:非共价键结合非共价键结合在内在蛋白外端，在内在蛋白外端，或结合在磷脂分子的亲水头上。或结合在磷脂分子的亲水头上。103可编辑版可编辑版 膜蛋白的功能膜蛋白的功能:*物质运输物质运输 *酶酶 *受体受体信号转导信号转导 *细胞识别细胞识别 *胞间连接胞间连接 *将细胞骨架与胞外基质连接将细胞骨架与胞外基质连接104可编辑版可编辑版 膜蛋白在脂双层自膜蛋白在脂双层自由移动，证明细胞膜由移动，证明细胞膜的流动性。的流动性。上皮细胞膜上的运上皮细胞膜上的运输蛋白和各种酶不能输蛋白和各种酶不能完全自由移动。完全自由移动。105可编辑版可编辑版膜流动性膜流动性的影响因素的影响因素与膜本身组分、遗传因子、环境因子有关，包括：与膜本身组分、遗传因子、环境因子有关，包括：胆固醇胆固醇：胆固醇的含量增加会降低膜的流动：胆固醇的含量增加会降低膜的流动 脂肪酸链的饱和度脂肪酸链的饱和度：脂肪酸链所含双键越多越不：脂肪酸链所含双键越多越不 饱和，使膜流动性增加。饱和，使膜流动性增加。脂肪酸链的链长脂肪酸链的链长：长链脂肪酸相变温度高，膜流：长链脂肪酸相变温度高，膜流 动性降低。动性降低。卵磷脂卵磷脂/鞘磷脂鞘磷脂：比例高则膜流动性增加，因为鞘：比例高则膜流动性增加，因为鞘 磷脂粘度高于卵磷脂。磷脂粘度高于卵磷脂。其他因素其他因素：膜蛋白和膜脂的结合方式、温度、酸：膜蛋白和膜脂的结合方式、温度、酸 碱度、离子强度等。碱度、离子强度等。106可编辑版可编辑版3.2.3 糖和糖萼糖和糖萼膜糖：膜糖：细胞质膜表面糖类，细胞质膜表面糖类，糖蛋白、糖脂糖蛋白、糖脂两种。两种。糖蛋白：糖蛋白：与膜蛋白结合而成。与膜蛋白结合而成。糖脂：糖脂：与脂质结合而成。与脂质结合而成。膜糖的成分：半乳糖、甘露糖、半乳糖胺、膜糖的成分：半乳糖、甘露糖、半乳糖胺、葡萄糖胺、葡萄糖、唾液酸等。葡萄糖胺、葡萄糖、唾液酸等。功能：功能：细胞识别；细胞识别；固定膜中蛋白质。固定膜中蛋白质。107可编辑版可编辑版糖萼糖萼糖萼：糖萼：寡糖链和蛋白质共同构成细胞表面的糖萼，寡糖链和蛋白质共同构成细胞表面的糖萼，或称糖被。或称糖被。108可编辑版可编辑版 细胞识别对生物非常重要，细胞识别对生物非常重要，关键是识别细胞表面的糖分子。关键是识别细胞表面的糖分子。细胞表面的糖分子种类及位置细胞表面的糖分子种类及位置 多变是细胞与细胞区分的标志。多变是细胞与细胞区分的标志。109可编辑版可编辑版细胞膜细胞膜防止物质自由进出，保证内环境相防止物质自由进出，保证内环境相对稳定，生化反应能有序运行。对稳定，生化反应能有序运行。但但细胞必须通过细胞膜与周围环境发生细胞必须通过细胞膜与周围环境发生信息、信息、物质、能量物质、能量交换，完成特定的生理功能。交换，完成特定的生理功能。生物膜生物膜是一种由多分子形成的有序组织，是是一种由多分子形成的有序组织，是一种超分子结构，具有选择透性。一种超分子结构，具有选择透性。3.4 物质的跨膜转运物质的跨膜转运110可编辑版可编辑版 膜的选择透性膜的选择透性源于源于 脂双层本身的限制脂双层本身的限制 和转运蛋白的专一性。和转运蛋白的专一性。烃类、烃类、CO2、O2等能溶于脂双层，易于透等能溶于脂双层，易于透过细胞膜。过细胞膜。葡萄糖、氨基酸等亲水性物质通过转运蛋葡萄糖、氨基酸等亲水性物质通过转运蛋白出入细胞。白出入细胞。111可编辑版可编辑版物质出入细胞穿过细胞膜的方式主要有：物质出入细胞穿过细胞膜的方式主要有：被动转运被动转运（单纯扩散（单纯扩散和和易化扩散）易化扩散）主动转运、主动转运、胞吞作用、胞吞作用、胞吐作用胞吐作用112可编辑版可编辑版被动转运是穿过膜的扩散：被动转运是穿过膜的扩散：扩散：扩散：分子因其所带动能自由运动从高浓度区分子因其所带动能自由运动从高浓度区域向低浓度区域的网状传播。域向低浓度区域的网状传播。扩散的方向决定于扩散物质的浓度梯度，扩散的方向决定于扩散物质的浓度梯度，总是从高浓度向低浓度区域移动。总是从高浓度向低浓度区域移动。被动转运：被动转运：顺浓度梯度穿过膜扩散的作用。顺浓度梯度穿过膜扩散的作用。113可编辑版可编辑版 物质穿过膜的扩散仅与该物质的浓物质穿过膜的扩散仅与该物质的浓度有关，与其他溶质的浓度无关。度有关，与其他溶质的浓度无关。不是任何顺浓度梯度存在的物质都不是任何顺浓度梯度存在的物质都能穿膜。能穿膜。114可编辑版可编辑版渗透是水的被动转运渗透是水的被动转运 水分子穿过选择透性膜而发生的被动水分子穿过选择透性膜而发生的被动转运称为转运称为渗透渗透。无壁细胞既不能耐受过量的水分吸收无壁细胞既不能耐受过量的水分吸收也不能耐受过量的水分损失。也不能耐受过量的水分损失。生活在高渗或低渗环境中的动物都有特殊生活在高渗或低渗环境中的动物都有特殊的渗透调节机制以控制体内水分平衡。的渗透调节机制以控制体内水分平衡。115可编辑版可编辑版 有壁细胞如植物、藻类、细菌和真菌有壁细胞如植物、藻类、细菌和真菌细胞在低渗溶液中膨胀，在等渗溶液中细胞在低渗溶液中膨胀，在等渗溶液中萎软，高渗溶液中质壁分离。萎软，高渗溶液中质壁分离。对植物细胞而言，细胞的水势有渗透势和压对植物细胞而言，细胞的水势有渗透势和压力势组成。渗透势决定于细胞液的总浓度，力势组成。渗透势决定于细胞液的总浓度，压力势来源于细胞壁的压力。压力势来源于细胞壁的压力。116可编辑版可编辑版细细胞胞外外细细胞胞内内小分子物质细细胞胞膜膜单纯扩散单纯扩散动画模拟动画模拟117可编辑版可编辑版特点：特点：从高浓度到低浓度；从高浓度到低浓度；不需要载体蛋白的协助；不需要载体蛋白的协助；不消耗能量。不消耗能量。如：氧气、二氧化碳、如：氧气、二氧化碳、甘油、乙醇等。甘油、乙醇等。118可编辑版可编辑版特点：特点：从高浓度到低浓度；从高浓度到低浓度；需要转运蛋白的协助；需要转运蛋白的协助；不需要能量。不需要能量。专一的膜转运蛋白使扩散易化专一的膜转运蛋白使扩散易化易化扩散易化扩散119可编辑版可编辑版膜转运蛋白可分为两类：膜转运蛋白可分为两类：载体蛋白（载体蛋白（carrier protein)通道蛋白通道蛋白(channel protein)与特定物质结合改变构象使物质穿越与特定物质结合改变构象使物质穿越细胞膜。细胞膜。形成贯穿脂双层之间形成贯穿脂双层之间的通道。的通道。120可编辑版可编辑版通道蛋白通道蛋白是跨膜的亲水性通道，使专一的是跨膜的亲水性通道，使专一的亲水性分子或离子顺浓度梯度通过细胞膜。亲水性分子或离子顺浓度梯度通过细胞膜。水通道蛋白水通道蛋白使水迅速从膜的一侧到另一侧；使水迅速从膜的一侧到另一侧；有些通道蛋白平时处于关闭状态，仅在特定有些通道蛋白平时处于关闭状态，仅在特定刺激刺激下才打开，又称为下才打开，又称为门控通道门控通道（gated channel）。）。刺激刺激可以是可以是电刺激电刺激或或化学物质化学物质。121可编辑版可编辑版 载体蛋白（载体蛋白（carrier protein)载体蛋白载体蛋白发生构象变化而将溶质运送发生构象变化而将溶质运送过膜。过膜。构象变化由被转运分子的结合和释放构象变化由被转运分子的结合和释放引起。引起。122可编辑版可编辑版易化扩散易化扩散动画模拟动画模拟细细胞胞外外细细胞胞内内细细胞胞膜膜载体蛋白123可编辑版可编辑版单纯扩散单纯扩散（free diffusion）易化扩散易化扩散（facilitated diffusion）被被动动运运输输 物质物质顺浓度梯度顺浓度梯度扩散进出细胞，扩散进出细胞，统称为统称为被动运输被动运输。124可编辑版可编辑版主动转运具有重要的意义：主动转运具有重要的意义：主动转运是活细胞的特性，保证了主动转运是活细胞的特性，保证了活细活细胞胞能够能够按照生命活动的需要按照生命活动的需要，主动选择吸收，主动选择吸收所需的营养物质，主动排出代谢废物和对细所需的营养物质，主动排出代谢废物和对细胞有害的物质。胞有害的物质。为维持生命活动的正常进行，生物体主要为维持生命活动的正常进行，生物体主要靠靠主动转运（主动运输）主动转运（主动运输）来获取营养物质。来获取