陈阅增 普通生物学 细胞的基本形态结构与功能.ppt

1、三、细胞的基本形态结构与功能 细胞的基本结构与功能 生物膜流动镶嵌模型 物质的跨膜转运 细胞连接,细胞的发现离不开显微镜的发明 1665年，英国物理学家虎克用自己制作的显微镜观察软木发现许多蜂窝状的小格子，称为（cell)“细胞”。,罗伯特虎克（Robert Hooke） 1635-1703,1676年，微生物学的先驱荷兰人列文虎克（Antony van leeuwenhoek ）首次观察到了细菌。他没有上过大学，是一个只会荷兰语的小人物，但却在1680年被选为英国皇家学会的会员。,施莱登(1838)，施旺(1839)：建立了细胞学说（Cell theory)。,施莱登（18041881）,施

2、旺（18101882）,动物细胞与植物细胞的区别,细胞器 动物细胞 植物细胞 细胞壁 无 有 叶绿体 无 有 大的中央液泡 无 有 溶酶体 有 无 圆球体 无 有 乙醛酸循环体 无 有 通讯连接方式 间隙连接等 胞间连丝 中心体 有 无 胞质分裂方式 收缩环 细胞板,细胞小的原因： （1）受细胞核所能控制的范围的制约 （2）有利物质的交换（相对表面积大）和转运,细胞的大小,（一）细胞的基本结构与功能 1.细胞膜和细胞壁 （1）细胞膜,又名质膜，是细胞表面的膜。厚7 - 8 nm。半透性（选择性透性）。质膜上存在激素的受体、抗原结合点以及其他细胞识别位点。,（2）细胞壁,植物细胞有，在质膜之外。

3、是一无生命结构，由细胞的分泌物组成。功能是支持和保护，防止细胞吸涨而破裂。 细菌也有细胞壁。,核的组成：,核膜,核仁,核质,染色质丝,2. 细胞核的基本结构,细胞核的形态,核被膜:包在核的外面。由两层膜组成。两膜之间为宽约10-50nm的核周腔。外膜常与粗糙内质网相连。 核纤层：在核膜内面，有核纤层蛋白组成。 核孔：大分子出入细胞核的通道。,（1）核被膜与核纤层,常染色质：细丝状的部分 染色质 （基因） 异染色质：染色较深的团块常附着在核膜内面,（）染色质,染色质的成分： DNA，蛋白质，少量RNA 组蛋白：H1、H2A、H2B、 H3、H4 蛋白质 非组蛋白 组蛋白是碱性蛋白，它们与DNA相

4、结合 非组蛋白种类多，如DNA聚合酶、 RNA聚合酶等, 将细胞核用实验手段涨破，使其中染色质流出并铺开，在电镜下可看到染色质成串珠（核小体）状的细丝。 核小体（nucleosome）直径10nm ，核小体之间以直径1.5 2.5 nm的细丝相连。核小体的核心由8个（4对）组蛋白分子构成（H2A、H2B、 H3、H4），DNA分子链缠绕在核小体核心的外周。,组蛋白 核小体 + 连接体DNA DNA 染色质(丝状) 螺旋浓缩 染色体 (棒状) (大约压缩 8400 倍),真核生物染色体DNA组装不同层次的结构,DNA （2nm）,核小体链（ 11nm，每个核小体200bp）,纤丝（ 30nm，每

5、圈6个核小体）,突环（ 150nm，每个突环大约75000bp）,玫瑰花结（ 300nm ，6个突环）,螺旋圈（ 700nm，每圈30个玫瑰花）,染色体（ 1400nm）,细胞核中圆形或椭圆形的颗粒状结构。 各种生物的核仁数目是固定的。由某一个或几个特定染色体的核仁组织区构成。而核仁组织区是rDNA的所在地。,（）核仁,（4）核基质,由蛋白质成分组成的纤维状网，网孔中充以液体。,除细胞核和质膜外，剩下的是细胞质，而细胞质又分为细胞器和细胞溶质两部分。,3. 细胞质和细胞器,内质网：彼此相通的一列囊腔和细管。 光滑内质网：与脂类代谢有关。 粗糙内质网：蛋白质合成和运输。 核糖体：蛋白质合成的场所

6、。,（1）内质网和核糖体,由一系列扁平小囊和小泡组成。是细胞分泌物的最后加工和包装场所。 内质网-小泡-高尔基体-分泌泡-质膜 高尔基体能合成多糖。,（2）高尔基体,溶酶体是单层膜包裹的小泡，由高尔基体断裂产生，内含40种以上的水解酶。 溶酶体的功能是消化从外界吞入的颗粒和细胞本身产生的碎渣。 食物泡+溶酶体 次级溶酶体。 溶酶体是酸性的，PH4.8或更低，而各种水解酶只有在酸性环境中才有活性。,（3）溶酶体,（）线粒体 形状：颗粒状或短杆状，大小似细菌。 数目：随细胞而定。1个到几百个。 结构：双层膜包裹的囊状细胞器，囊内充满液态的基质。外膜平整，内膜向内折叠形成嵴。 功能：细胞呼吸及能量代

7、谢的中心。 自主性：有自己的DNA及核糖体，编码约10%的自身蛋白。,（5）质体 质体(plastid)是与糖类的合成和贮藏密切相关的细胞器，植物细胞特有。分2类： 白色体 有色体 （包括叶绿体）,质体的发育,白色体,造粉体,前质体,叶绿体,有色体,（6）微体 单层膜包裹的小泡。分成过氧化物酶体和乙醛酸循环体两种。 过氧化物酶体： 动、植物细胞都有，内含氧化酶。 乙醛酸循环体： 只存在于植物细胞。脂类转化为糖及参与光呼吸。,植物细胞中普遍存在。有单层细胞膜包裹。分生组织细胞的液泡多而小，而成熟细胞的液泡大，且占据细胞的中央。 植物液泡的作用： 调节细胞渗透压以及收集代谢废物。液泡中的花青素还决

8、定花、果实和叶的颜色。,（7）液泡,微管：中空长管状纤维，宽约24 n m。纺锤 体、鞭毛和纤毛都由微管构成。,细胞溶质中由蛋白质纤维构成的支架。蛋白质纤维有三种：微管、微丝和中间纤维。,（8）细胞骨架,秋水仙素、长春藤碱抑制 纺锤体的形成 紫杉醇阻止微管解聚， 促使微管单体分子 聚合 多倍体 抗癌,微丝：又称肌动蛋白丝，是实心纤维，宽约 47nm。 细胞松弛素B 能使肌动蛋白丝解聚 鬼笔环肽（毒菌蛋白） 能防止肌动蛋白丝解聚,中间纤维： 大小介于微管和微丝之间（810 nm），有支持和运动的功能。 角蛋白构成上皮细胞中的中间纤维 波形蛋白构成成纤维细胞中的中间纤维 核纤层蛋白核纤层的主要成分

9、,（9）鞭毛、纤毛和中心粒 鞭毛和纤毛： 细胞表面的附属物，有运动的功能。它们的结构成分是微管，在横切面上呈9（2）+ 2排列。,鞭毛,纤毛,基粒：由微管构成，呈9（3）+0排列。基粒与鞭毛和纤毛的基部相连。 中心粒：由微管构成的细胞器，结构和基粒相似，它们是同源器官。中心粒位于中心体（微管组织中心）中。,除细胞器以外的细胞质液体部分。胞质溶胶含有多种酶，是细胞多种代谢活动的场所。此外，胞质溶胶中还有各种储藏物。,（10）胞质溶胶,（二）生物膜流动镶嵌模型,在生物膜的总重量中，脂类约占40 50%。 构成脂双层的脂类包括： 磷脂（主要） 胆固醇 糖脂,1. 脂双层,2. 膜蛋白 不同生物膜中蛋

10、白质的含量不同。线粒体内膜75%、神经纤维髓鞘膜25%、质膜50%。 膜蛋白可分为两大类：内在蛋白和外在蛋白。 膜蛋白的功能是多方面的：物质运输、酶、电子传递体、受体、细胞识别等。,3. 糖和糖萼 细胞膜表面的糖，部分以共价键与膜蛋白相结合而成糖蛋白，少部分与脂质结合而成糖脂。 糖的成分主要有半乳糖、甘露糖、半乳糖胺、葡萄糖胺、葡萄糖以及唾液酸等。 糖蛋白与细胞识别有关。 糖的寡糖链和蛋白质共同构成细胞表面的一层糖萼（糖被）。,（三）物质的跨膜转运 物质出入细胞都要经过细胞膜，方式有单纯扩散、易化扩散、主动转运、胞吞作用和胞吐作用等。 1.单纯扩散和易化扩散 扩散：一种物质的分子从相对高浓度地

11、区移动到低浓度地区。O2和CO2的跨膜运动。,单纯扩散： 扩散速度随浓度梯度的增加而增高。 易化扩散： 物质由载体携带穿越质膜。顺浓度梯度扩散，不需要细胞提供能量，而扩散速度大于单纯扩散。,渗透：水分子穿过膜的扩散。 水势：水分子的动能。 渗透势：等于溶液水势减去纯水水势(负值)。 渗透压：与渗透势相反的力。 等渗、高渗和低渗溶液：0.9%生理盐水的渗透压（等渗）。 膨压和质壁分离：植物细胞在吸水膨胀时，原生质体对细胞壁产生的压力(膨压)。原生质体因缩水而与细胞壁分离(质壁分离)。,2. 主动运输 细胞逆浓度梯度运输物质。 这需要载体和消耗能量。,Na+-K+泵,Na+-K+泵工作原理,3.

12、胞吞作用与胞吐作用,吞噬作用：细胞吞噬固体颗粒的作用。,胞饮作用： 细胞吞入液体的过程。 胞吐作用： 细胞从细胞表面排出渣滓和细胞分泌物的过程。,1. 桥粒 上皮细胞间纽扣状的斑块结构。,（四）细胞连接,桥粒,2. 紧密连接 细胞膜紧密靠拢，无间隙。,兔上皮细胞紧密连接,紧密连接,3. 间隙连接（通讯连接） 两细胞间有很窄的间隙（24nm）。,间隙连接电镜照片,间隙连接,胞间连丝(plasmodesma): 由质膜包围的狭窄通道，内质网贯穿其中。 原生质体间物质运输和信号转导的桥梁。,4. 胞间连丝,共质体(symplast)（内部空间）： 细胞内有生命的部分，即原生质体，通过胞间连丝连成一个整体。 质外体(apoplast)（外部空间）： 质膜以外的胞间层、细胞壁、细胞间隙导管等连成一体。,虎克发表的图片,真核细胞,原核细胞,动物细胞,植物细胞,细胞膜结构,细胞核结构,核 膜,核小体和