线粒体 细胞骨架 细胞周期

1、第四节第四节 真核细胞的结构器真核细胞的结构器细胞膜细胞膜细胞质细胞质细胞核细胞核三、能量转换的细胞器三、能量转换的细胞器-线粒体线粒体(mitochondrion)*1894年年R. Altaman首次在动物细胞中发现该细胞器，首次在动物细胞中发现该细胞器，命名为命名为bioblast。*1897年年Benda首次将它命名为首次将它命名为mitochondrion。*1900年年L. Michaelis用用Janus Green B 发现线粒体可进发现线粒体可进行行氧化还原氧化还原反应。反应。*至至20世纪世纪50年代，证实线粒体是进行年代，证实线粒体是进行能量代谢能量代谢的场所。的场所。

2、细胞的“动力工厂”。细胞生命活动80%能量由线粒体提供 糖类、脂肪、氨基酸最终氧化释能的场所 通过氧化磷酸化反应合成ATP，为细胞生命活动提供直接能量。分布多集中于需能高的部位。不同类型细胞所含数量差别很大，功能旺盛的细胞 mt 丰富：如哺乳动物肝细胞约含2000个mt，肾细胞约400个，精子约25个。三、能量转换的细胞器三、能量转换的细胞器-线粒体线粒体(mitochondrion) 光镜下，粒状、杆状或线状。直径光镜下，粒状、杆状或线状。直径0.5-1m外膜内膜膜间隙基质（内室） 外膜外膜：5-7nm；上有排列整齐的孔蛋白构成的上有排列整齐的孔蛋白构成的筒状圆柱体，中央小孔孔径筒状圆柱体，

3、中央小孔孔径1-3nm，可通过分可通过分子量子量10000以下的分子。以下的分子。 内膜内膜：约：约6nm；通透性很差，不带电荷的小分子可通透性很差，不带电荷的小分子可以进入，大的分子和离子需通过转运蛋白的帮助由以进入，大的分子和离子需通过转运蛋白的帮助由内膜进入基质。内膜进入基质。u 嵴（嵴（cristae）: 内膜向内室突起形成嵴。内膜向内室突起形成嵴。 膜间隙膜间隙：6-8nm，内外膜之间的空隙。内外膜之间的空隙。 基质（内室）基质（内室）：被内膜包围的空间。：被内膜包围的空间。u 基质为无定形物质，含有酶、脂类、基质为无定形物质，含有酶、脂类、DNA、RNA、核糖体以及较大的致密颗粒核

4、糖体以及较大的致密颗粒u 由于内膜的低通透性使基质具有一定的由于内膜的低通透性使基质具有一定的pH和渗和渗透压。透压。 基粒基粒内膜上许多排列规则、带柄的内膜上许多排列规则、带柄的球状小体。球状小体。一个基粒就是一个一个基粒就是一个ATP酶复合酶复合体体，是将，是将呼吸链电子传递呼吸链电子传递过程过程中中释放的能量释放的能量用于使用于使ADP磷酸磷酸化形成化形成ATP的结构，是偶联磷的结构，是偶联磷酸化的关键装置。酸化的关键装置。每个线粒体有每个线粒体有104-105个基粒。个基粒。基粒（ATP酶复合体）nF1因子，头部5种亚基按比例组成F1通过柄部与F0相连时才具有催化ATP合成的作用n柄部

5、寡霉素敏感性蛋白质若与寡霉素结合，会发挥寡霉素的解偶联作用，而抑制ATP的合成nF0因子，基片是至少4种多肽组成的疏水蛋白，镶嵌在内膜的脂质双层中周围围绕呼吸链的各个组分基片具有质子通道的作用基片具有质子通道的作用 被电子传递链（呼吸链）传递到膜间腔的大量质子（H+），顺着内膜外侧到内侧的质子浓度通过基片这个质子通道到达F1因子时，驱动ATP酶催化ADP磷酸化成为ATP（二）线粒体的功能u 线粒体通过氧化磷酸化反应合成ATP，为细胞提供能量。u 线粒体是物质氧化与能量转换的场所。（二）线粒体的功能以糖为例，主要步骤：以糖为例，主要步骤：糖酵解；糖酵解；由丙酮酸形成乙酰辅酶由丙酮酸形成乙酰辅酶A

6、和三羧酸和三羧酸循环；循环；电子传递和氧化磷酸化电子传递和氧化磷酸化糖酵解。糖酵解。糖、脂肪等营养物质，在细胞质中经过酵解产生丙酮酸和脂肪酸，由丙酮酸形成乙酰辅酶由丙酮酸形成乙酰辅酶A和三羧酸循环。和三羧酸循环。进入mt基质，经过一系列分解代谢形成乙酰辅酶A，再进一步参加三羧酸循环；（二）线粒体的功能u电子传递和氧化磷酸化。电子传递和氧化磷酸化。脱下的氢经mt内膜上的电子传递链（呼吸链），最后传递给氧生成水。在此过程中释放的能量，通过ADP的磷酸化，生成含高能磷酸键的ATP储存在体内，供机体各种活动需要。u无氧酵解在细胞质中进行。u其余均在线粒体中进行。u三羧酸循环在线粒体基质，u电子传递和氧

7、化磷酸化偶联在线粒体内膜上进行。（二）线粒体的功能四、细胞骨架四、细胞骨架 cytoskeleton*中空的管状结构，直径中空的管状结构，直径24-26nm，*13条条原纤维原纤维纵行螺旋排列纵行螺旋排列*每条原纤维是由每条原纤维是由微管蛋白微管蛋白相间排列成的长链。相间排列成的长链。*微管蛋白常以异二聚体的微管蛋白常以异二聚体的形式存在。形式存在。 * 、微管蛋白：是一类酸性微管蛋白：是一类酸性蛋白，它们分子量相同，各蛋白，它们分子量相同，各含约含约500个左右氨基酸残基。个左右氨基酸残基。u单管、二联管、三联管单管、二联管、三联管u二联管、三联管存在特定的细胞器中，如鞭毛、纤二联管、三联管

8、存在特定的细胞器中，如鞭毛、纤毛（二联管），中心粒（三联管）毛（二联管），中心粒（三联管）鞭毛、纤毛的运动新的二聚体不断加到新的二聚体不断加到微管的端点，使之延微管的端点，使之延长；长；u实心骨架纤维，直径实心骨架纤维，直径7nm，分布于细胞质中。与微管共分布于细胞质中。与微管共同构成细胞的支架。同构成细胞的支架。u主要成分是主要成分是肌动蛋白肌动蛋白。u它组成的纤维与细胞内各它组成的纤维与细胞内各种种微丝结合蛋白微丝结合蛋白相互作用，相互作用，行使着微丝的各种功能。行使着微丝的各种功能。维持细胞形态：用秋水仙素处理细胞破坏微管维持细胞形态：用秋水仙素处理细胞破坏微管,导致导致细胞变圆细胞变圆

9、,说明微管对维持细胞的不对称形状是重要说明微管对维持细胞的不对称形状是重要的。对于细胞突起部分的。对于细胞突起部分,如纤毛、鞭毛、轴突的形成如纤毛、鞭毛、轴突的形成和维持和维持, 微管亦起关键作用。微管亦起关键作用。细胞表面结构示意图 细胞外被细胞外被细胞膜细胞膜胞质溶胶胞质溶胶五、细胞表面与细胞外基质（一）细胞表面（cell surface）：1.1.保护细胞，使细胞活动有一相对稳定的保护细胞，使细胞活动有一相对稳定的内环境。内环境。2.2.参与细胞内外的物质和能量交换。参与细胞内外的物质和能量交换。3.3.参与细胞识别、信息的接受和传递。参与细胞识别、信息的接受和传递。4.4.参与细胞运动

10、。参与细胞运动。5.5.维护细胞的各种形态。维护细胞的各种形态。五、细胞表面与细胞外基质（一）细胞表面n 在多细胞的生物体内，除细胞以外的非细胞性的固有物质成分，称细胞外基质。n 细胞与细胞外基质相互依存，构成完整的组织。n 细胞外基质是由大分子构成的结构精细而错综复杂的网络。在生物组织中所占空间有组织差异。结缔组织中细胞外基质含量较高。五、细胞表面与细胞外基质（二）细胞外基质（extracellular matrix，ECM）n组成细胞外基质的大分子一般分为四类：胶原、非胶原糖蛋白、弹性蛋白以及氨基聚糖和蛋白聚糖。化学成分为蛋白质和多糖。n细胞外基质的组成成分及组装形式由所产生的细胞决定，并

11、与组织的特殊功能需要相适应。n能够分泌和形成细胞外基质的主要细胞类群是成纤维细胞和少量其他特化组织的细胞。n细胞外基质成分的合成、分泌和组装是细胞活动的产物，它不仅参与组织结构的维持，而且对细胞的存活、形态、功能、代谢、增殖、分化和迁移等基本生命活动具有影响。五、细胞表面与细胞外基质（二）细胞外基质（extracellular matrix，ECM）第五节第五节 细胞增殖周期细胞增殖周期一、细胞周期二、细胞周期各时相的动态变化三、细胞增殖-有丝分裂细胞增殖（cell proliferation）：细胞通过生长和分裂，使细胞数目增加，使子细胞获得与母细胞同样遗传信息的过程。细胞周期时间(Tc)：

12、细胞周期 (cell cycle)：一、细胞周期细胞类型细胞类型TG1TSTG2TMTC人宫颈癌细胞人宫颈癌细胞1073.51.522中国仓鼠卵巢细胞中国仓鼠卵巢细胞4.74.12.80.812.4蛙单倍体胚蛙单倍体胚11168.31.637.8小鼠皮肤上皮小鼠皮肤上皮8711.83未定未定未定未定101.0人急性白血病细胞人急性白血病细胞41295.9未定未定75.9蚕豆根尖细胞蚕豆根尖细胞4.95.54.92.019.3细胞周期（Cell cycle）间期（Interphase）分裂期 M（Mitotic phase）G1期（first gap phase）S 期（synthetic ph

13、ase）G2期（second gap phase）前期（prophase）中期（metaphase）后期（anaphase）末期（telophase）二、细胞周期各时相的动态变化（一）（一）G1期（期（DNA合成前期）合成前期）周期蛋白和周期蛋白依赖性激酶周期蛋白和周期蛋白依赖性激酶细胞周期蛋白（细胞周期蛋白（cyclin)：是一类随细胞周期的进程而呈周期性变化的蛋白是一类随细胞周期的进程而呈周期性变化的蛋白质，有质，有G1期周期蛋白（期周期蛋白（cyclin C、D、E）及）及M期期周期蛋白（周期蛋白（cyclin A、B ）。周期蛋白主要通过调）。周期蛋白主要通过调节周期蛋白依赖性蛋白激酶

14、的活性而发挥作用。节周期蛋白依赖性蛋白激酶的活性而发挥作用。周期蛋白依赖性蛋白激酶周期蛋白依赖性蛋白激酶(cyclin-dependent kinase, CDK)：CDK是一类必须与周期蛋白结合才具有蛋白激酶活性是一类必须与周期蛋白结合才具有蛋白激酶活性的酶蛋白。不同的的酶蛋白。不同的CDK激酶与不同的周期蛋白结合，激酶与不同的周期蛋白结合，执行不同的调节功能。执行不同的调节功能。药物敏感时期：放线菌素药物敏感时期：放线菌素D D前复制复合物（前复制复合物（pre-replication complex, Pre-PC）二、细胞周期各时相的动态及特点二、细胞周期各时相的动态及特点（一）（一）

15、G1期（合成前期）期（合成前期）S期活化因子期活化因子* 周期性细胞（连续分裂细胞）周期性细胞（连续分裂细胞）* 暂时不分裂细胞（暂时不分裂细胞（G0期细胞）期细胞）* 终末分化细胞（不分裂细胞）终末分化细胞（不分裂细胞）可以连续分裂进行增殖。可以连续分裂进行增殖。骨髓造血干细胞、皮肤基底层骨髓造血干细胞、皮肤基底层细胞。细胞。暂时从暂时从G1期退出细胞周期，但在适当刺激下可重期退出细胞周期，但在适当刺激下可重新进入细胞周期。新进入细胞周期。某些免疫淋巴细胞、肝、肾细胞某些免疫淋巴细胞、肝、肾细胞不可逆地脱离细胞周期，丧失分裂能力，但保持不可逆地脱离细胞周期，丧失分裂能力，但保持一定的生理功能

16、的细胞。一定的生理功能的细胞。神经细胞、肌肉细胞。神经细胞、肌肉细胞。 DNA 损伤修复的检验损伤修复的检验与细胞周期运行相关蛋白质磷酸化和去磷酸化与细胞周期运行相关蛋白质磷酸化和去磷酸化二、细胞周期各时相的动态及特点二、细胞周期各时相的动态及特点（一）（一）G1期（合成前期）期（合成前期）（二）（二）S期（期（DNA合成期）合成期）u从从DNADNA合成合成开始到开始到DNADNA合成结束的全过程。合成结束的全过程。u包括包括DNADNA的复制、组蛋白和非组蛋白的合成、的复制、组蛋白和非组蛋白的合成、染色体的复制。染色体的复制。uDNADNA复制相关的多种酶类的合成。复制相关的多种酶类的合成

17、。（二）（二）S期（合成期）期（合成期）（三）（三）2期（期（DNA合成后期）合成后期）核纤层磷酸化核纤层磷酸化（四）期（分裂期）（四）期（分裂期）前期、中期、后期、末期前期、中期、后期、末期核分裂核分裂胞质分裂胞质分裂（四）期（分裂期）（四）期（分裂期） 前期（prophase）染色质凝集，形成有丝分裂染色体(mitotic chromosome），核膜崩解，核仁消失纺锤体形成三、细胞增殖三、细胞增殖-有丝分裂有丝分裂着丝粒（着丝粒（centromere）着丝粒是指染色体主缢痕部位的着丝粒是指染色体主缢痕部位的染色质染色质.动粒动粒动粒是附着于着丝粒上的一种细胞器，外侧有动粒是附着于着丝粒上

18、的一种细胞器，外侧有纺锤体微管附着，内侧与着丝粒相互交织纺锤体微管附着，内侧与着丝粒相互交织.每条中期染色体有两个动粒，分别位于着丝粒每条中期染色体有两个动粒，分别位于着丝粒两侧两侧. 中期（metaphase）：从核膜消失到有丝分裂器形成的时期。所有染色体排列到赤道板(Metaphase Plate)上。 赤道板：染色体被最大程度地压缩，由动粒微管牵引排列在纺锤体的中央形成赤道板。 有丝分裂器：由纺锤体、中心粒和染色体构成的细胞结构，专门执行有丝分裂功能，确保完全相同的两套染色体均等地分配给两个子细胞。三、细胞增殖三、细胞增殖-有丝分裂有丝分裂 后期（anaphase）在着丝粒和动粒的作用下，每条染色体的两个姐妹染色单体分向两极。三、细胞增殖三、细胞增殖-有丝分裂有丝分裂 末期（telophase）从染色体到达两极开始到形成两个子细胞为止。染色体解旋成细线，核仁、核膜重现。三、细胞增殖三、细胞增殖-有丝分裂有丝分裂胞质分裂（cytokinesis