第7讲 细胞(3学时).ppt

1、第7讲 细胞,关于细胞 细胞的基本结构与功能 生物膜的流动镶嵌模型 物质的跨膜运输 细胞的分裂和分化,一、关于细胞,（一）显微镜的发明 1665年 Robert Hooke （英国，1635-1703） 软木薄片，蜂窝状的小格子“细胞”,Microscope used by Robert Hooke,（一）显微镜的发明,1674年 Anton van Leeuwenhoek （荷兰，1632-1723） 最早看到活的细胞,“Animalcules” in a drop of pond water seen by Leeuwenhoek,显微镜的发明打开了微观世界的大门,光学显微镜,透射电子显微

2、镜,扫描电子显微镜,（二）细胞学说,1838年Matthias Schleiden（德国）和1839年Theodor Schwann（德国）提出： 植物和动物是由细胞组成的，细胞是组成生物体的基本单位 细胞是生命活动的基本单位 1858年，Virchow （德国）完善了细胞学说 新的细胞必须经过已存在的细胞分裂而产生,（三）细胞是生命的基本单位,“多利羊”的克隆,（四）细胞的大小和形态,形状与大小各异的细胞是生物进化的结果,（五）细胞的类别,原核细胞与真核细胞,真核细胞与原核细胞基本结构特征的比较,（五）细胞的类别,植物细胞与动物细胞,植物细胞与动物细胞的比较,二、细胞的基本结构与功能,（一）

3、细胞壁 胞间层（中层） 主要成分：果胶质 特点：胶粘而柔软，并有可塑性，能将相邻两个细胞粘连在一起。在细胞间可起缓冲作用,（一）细胞壁,初生壁 主要成分：纤维素，半纤维素，果胶质 特点： 通常较薄、柔软而有弹性，能随细胞生长而扩展 但有时初生壁也局部增厚。如柿胚乳细胞，能储藏营养物质，供种子萌发需要,（一）细胞壁,次生壁 主要成分：纤维素，半纤维素，木质素 特点： 质地坚硬，机械强度大 只有那些在生理上分化成熟后原生质体消失的细胞，才在分化过程中产生次生壁。如纤维、导管、管胞、石细胞等,（二）细胞膜,具有半透性，可选择地让物质通过 有一些细胞识别位点（如激素的受体、抗原结合点等），具有接受外界

4、信息、与外界通讯等功能,（三）细胞核,“中心调度室”，细胞生命活动的“控制中心” 核被膜 染色质 核仁 核基质,染色体是指细胞(主要是指真核细胞)在有丝分裂过程中，由染色质聚集而成的棒状结构 染色质是指间期细胞内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量的RNA组成的线性复合结构，是间期细胞遗传物质的存在形式 二者的组成相同，只是构象不同。在真核细胞的细胞周期中，大部分时间是以染色质的形式存在 在真核细胞中，每个DNA分子都包装到染色体中去，DNA与组蛋白组成了染色体的基本结构单位核小体,遗传物质DNA储存、复制、转录和转录后加工的场所；细胞代谢的调控中心,（四）细胞质和细胞器,除细胞核外，细胞内的其余

5、部分均属细胞质 在质膜与细胞核之间是透明、黏稠并且很可能是高度有序且处于动态平衡的物质，即细胞溶胶 其中含有各种细胞器和细胞骨架,核糖体,核糖体是合成蛋白质的细胞器,-蛋白质生产的“机器”,内质网 -合成蛋白质、脂类和糖类的“生产车间”,是脂类双分子层为基础形成的囊腔和管道系统。分粗糙（面）内质网和光滑(面)内质网,糙面内质网：合成并转运蛋白质,光面内质网：合成脂类,高尔基复合体 -生物大分子加工、包装的“加工车间”,是一些聚集的扁的小囊和小泡。是细胞分泌物的加工和包装场所，最后形成分泌泡将分泌物排出体外。高尔基体还与植物分裂时的新细胞壁和细胞膜的形成有关,线粒体和叶绿体 -产能的“动力车间”

6、,线粒体 是细胞呼吸和能量代谢中心，在线粒体中进行的代谢途径主要有三羧酸循环、氧化磷酸化、参与脂肪酸代谢。线粒体基质中还含有DNA分子和核糖体,质体 是植物细胞的细胞器，包括白色体和有色体。其中叶绿体是最重要的有色体，是植物光合作用的细胞器。叶绿体也有两层膜，也含有环状的DNA和核糖体,溶酶体 - “回收车间”和“保卫处”,是动物细胞内的一种细胞器，单层膜小泡，由高尔基体断裂而产生, 内含多种水解酶, 可催化蛋白质、核酸、脂类、多糖等生物大分子的降解，消化细胞碎渣和从外界吞入的颗粒（自噬和异噬）,微体,细胞基质中直径在0.5-1.5m的球形细胞器，统称为微体。单层膜 过氧化物酶体：分解有毒的过

7、氧化物；参与光呼吸 乙醛酸循环体：存在于油料植物种子中，参与糖异生，将脂肪转变为糖,液泡,细胞骨架,由微管、肌动蛋白丝和中间丝构成的，维持着细胞的形态结构和内部结构的有序性,细胞骨架的组成,(a),(a)立体结构模型 (b)荧光显微照片 (c)分子排列,(b),(c),三、生物膜的流动镶嵌模型,各类细胞器的膜（如内质网膜、内囊体膜等）、质膜和核膜在分子结构上基本相同，它们统称为生物膜,（一）脂双层,脂双层的脂质成分 磷脂 脂肪的基本成分(50%左右) 极性头部和非极性尾部 常有不饱和脂肪酸 胆固醇 存在于真核细胞膜上 调节膜的流动性、稳定性和通透性 糖脂 普遍存在，含量约在5%左右 神经细胞膜

8、上含量高 红细胞表面的ABO血型糖脂,（二）膜蛋白,膜蛋白的类型 整合蛋白（内在蛋白） 外在蛋白 膜蛋白的功能 物质转运的“载体” 激素或其它物质的专一受体 酶各种 细胞识别,膜蛋白的类型,（三）糖和糖萼,生物膜的“流动镶嵌模型”主要特点,有序性 流动性 不对称性,四、物质的跨膜运输,被动运输 单纯扩散 易化扩散（协助扩散） 主动运输 直接消耗ATP 动物细胞：钠钾泵 植物细胞：质子泵 间接消耗ATP：协同运输 胞吞和胞吐作用,（一）被动运输,是指通过单纯扩散或易化扩散实现物质由高浓度向低浓度方向的跨膜转运。转运的动力来自物质的浓度梯度，不需要细胞提供代谢能量,水的渗透作用,1、单纯扩散,疏水

9、的小分子或小的不带电荷的极性分子在以简单的扩散方式跨膜转运中，不需要细胞提供能量，也没有膜蛋白的协助，因此称为单纯扩散,2、易化扩散,各种极性分子和无机离子，如糖、氨基酸、核苷酸以及细胞代谢物等顺浓度梯度或电化学梯度减小方向的跨膜转运，该过程不需要细胞提供能量，但需要特异的膜蛋白“协助”物质转运 使其转运速率增加，转运特异性增强,（二）主动运输,是由载体蛋白所介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度由浓度低的一侧向高浓度的一侧进行跨膜转运的方式,1、钠钾泵：直接消耗ATP,2、质子泵：直接消耗ATP,3、协同运输：间接消耗ATP,是一类由Na+-K+泵（或H+泵)与载体蛋白协同作用，靠间接消耗ATP所

10、完成的主动运输方式 类型 共运输：物质运输方向与离子转移方向相同 对向运输：物质运输方向与离子转移方向相反,协同运输：间接消耗ATP,（三）胞吞作用与胞吐作用,生物大分子或颗粒物质的运输,1、胞吞作用,通过细胞膜内陷形成囊泡，将外界物质裹进并输入细胞的过程。包括吞噬作用与胞饮作用 吞噬泡的大小不同：胞饮泡250nm 胞吞物的种类不同 胞吞泡形成的机制不同,Fig. 通过网格蛋白有被小泡介导的选择性运输示意图,胞吞泡形成的机制,2、胞吐作用,胞吐作用：将细胞内的分泌泡或其它某些膜泡中的物质通过细胞质膜运出细胞的过程,五、细胞的分裂和分化,半径增大4倍 体积增大 64倍 表面积增大16倍 表面积/

11、体积从3/1下降到0.7/1,随着体积增大，表面积/体积比值下降,（一）细胞周期,细胞从前一次分裂开始到后一次分裂开始，这段时间称为一个细胞周期 M期（分裂期）：在这个阶段可以在显微镜下看到细胞分裂过程 分裂间期 G1期 S期：DNA 合成期 G2期,有丝分裂周期,G0期：休眠期 G1期：DNA合 成前期 S期：DNA合 成期 G2期: DNA合 成后期 M 期：有丝分 裂期,（二）有丝分裂过程中的某些重要事件,前期：染色质浓缩，折叠，包装，形成光镜下可见的染色体，每条染色体含两条染色单体 中期：核膜消失，染色体排列在赤道板上,分裂间期,前期,中期,（二）有丝分裂过程中的某些重要事件,后期：姐

12、妹染色单体分开，被分别拉向细胞两侧 末期：重新形成核膜，染色体消失 细胞质分裂：胞质形成间隔，最终分开为两个细胞,中期,后期,末期,细胞质分裂,（三）真核细胞的减数分裂,减数分裂发生在产生生殖细胞的过程中。生殖细胞包括卵细胞和精子细胞。它们的遗传物质总量仅为体细胞的一半，称为n 细胞 减数分裂可以分为两个阶段 第1次减数分裂：DNA复制1次，细胞分裂1次 第2次减数分裂：DNA不复制，细胞再分裂1次 总之，减数分裂就是 DNA 复制一次，细胞连续分裂两次，结果由一个 2n 细胞分出 4 个 n 细胞,（四）细胞的分化,成年人全身细胞总数约 1012个。细胞种类有200多种。这么多种类细胞均来自一个受精卵细胞 细胞分化的定义：个体发育过程中细胞后代在形态、结构和功能上发生差异的过程称为细胞分化 细胞分化是基因