普通生物學(xué)細胞的基本專家講座

第三章細胞基本形態(tài)結(jié)構(gòu)與功效普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第1頁概述——細胞發(fā)覺與顯微鏡（一）細胞發(fā)覺1665年英國人胡克（RobertHooke)用自制顯微鏡（放大40倍～140倍）觀察軟木薄片，發(fā)覺了軟木是由許多蜂窩狀小格子（小室）組成，并將其定名為“細胞(Cell)”。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第2頁與此同時，荷蘭一位生物業(yè)余興趣者，列文虎克(A．V．Leeuwenhook)也先后用自制顯微鏡，觀察了池塘中原生動物和單細胞藻類、牙垢上細菌、魚紅細胞、精子等，這是人類第一次觀察到完整活細胞。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第3頁（二）細胞學(xué)說建立

1838年德國植物學(xué)家施萊登提出全部植物體都是由細胞組合而成，這一結(jié)果被德國動物學(xué)家施旺（1839年）在動物中證實。由此提出“細胞學(xué)說”細胞學(xué)說能夠概括為：1、任何一個細胞都是從其它細胞中產(chǎn)生出來；2、細胞是組成有機體基本單位；3、植物和動物細胞大致是相同。

普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第4頁一切生命有機體都由細胞組成單細胞生物如：細菌、衣藻、酵母菌群體生物如：團藻、多細胞生物如：竹、熊貓普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第5頁（三）細胞新概念

——細胞是生命活動基本單位

1、一切生命有機體都由細胞組成——細胞是組成生命有機體基本單位2、細胞含有獨立有序自控代謝系統(tǒng)——細胞是代謝與功效基本單位3、細胞是生命有機體生長發(fā)育基礎(chǔ)4、細胞含有遺傳信息全能性——細胞是生命有機體遺傳基本單位5、沒有細胞就沒有完整生命普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第6頁細胞是生命活動功效單位普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第7頁證實細胞全能性試驗普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第8頁（四）各類顯微鏡（1）光學(xué)顯微鏡復(fù)式顯微鏡、暗視野顯微鏡、相差顯微鏡、倒置顯微鏡、熒光顯微鏡等（2）電子顯微鏡透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第9頁生物顯微鏡與體視顯微鏡普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第10頁倒置顯微鏡和倒置熒光顯微鏡普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第11頁光學(xué)顯微鏡下成熟花藥結(jié)構(gòu)生殖細胞花粉?；ǚ郾跔I養(yǎng)細胞纖維層表皮普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第12頁透射電子顯微鏡普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第13頁透射電子顯微鏡下看到花粉粒普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第14頁掃描電子顯微鏡普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第15頁掃描電鏡下柱頭表面形態(tài)普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第16頁各種“視野”下細菌光鏡暗視野熒光透射電鏡超薄切片冷凍切片掃描電鏡DNA蛋白質(zhì)復(fù)合物普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第17頁電鏡下

微生物曲霉阿米巴草履蟲酵母菌普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第18頁一、細胞形狀、大小和數(shù)目

形狀與大小各異細胞是生物進化結(jié)果。單細胞生物多細胞生物普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第19頁二、細胞基本結(jié)構(gòu)1、細胞膜和細胞壁2、細胞核3、細胞質(zhì)和細胞器細胞器有：

①線粒體②質(zhì)體（葉綠體、有色體、白色體）③內(nèi)質(zhì)網(wǎng)④核糖體⑤高爾基體⑥溶酶體⑦微體⑧液泡⑨細胞骨架⑩鞭毛、纖毛和中心粒普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第20頁植物細胞顯微結(jié)構(gòu)圖普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第21頁植物細胞超微結(jié)構(gòu)圖普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第22頁真核細胞：植物細胞和動物細胞葉綠體線粒體細胞壁細胞膜液泡細胞質(zhì)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)細胞核粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體高爾基體線粒體細胞質(zhì)細胞膜細胞核粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中心體纖毛普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第23頁動物細胞與植物細胞區(qū)分

細胞器動物細胞植物細胞細胞壁無有葉綠體無有液泡無有溶酶體有無圓球體無有乙醛酸循環(huán)體無有通訊連接方式間隙連接胞間連絲中心體有無胞質(zhì)分裂方式收縮環(huán)細胞板普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第24頁（一）細胞膜和細胞壁

細胞膜又稱質(zhì)膜，含有半透性，可選擇地讓物質(zhì)經(jīng)過；它還有一些細胞識別位點如激素受體、抗原結(jié)合點等，含有接收外界信息、與外界通訊等功效。植物細胞細胞膜外還有細胞壁，含有支持和保護植物細胞功效。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第25頁1細胞膜（質(zhì)膜）

植物細胞細胞質(zhì)外方與細胞壁緊密相接一層薄膜，稱為細胞膜或質(zhì)膜。動物細胞無細胞壁，最外方為細胞膜。膜化學(xué)組成，幾乎全由磷脂和蛋白質(zhì)組成，另外，還有少許糖類。在電子顯微鏡下看到質(zhì)膜是由兩層染色深暗層（一層蛋白質(zhì)分子層和脂類雙分子層親水頭），中間夾著一層染色淺亮層（脂類雙分子層疏水尾）組成。這么結(jié)構(gòu)稱為單位膜。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第26頁細胞膜結(jié)構(gòu)圖

膜結(jié)構(gòu)液態(tài)鑲嵌模型：在脂質(zhì)雙分子層中鑲嵌著球蛋白分子。膜中蛋白質(zhì)有是特異酶類，在一定條件下含有"識別"、"捕捉"和"釋放"一些物質(zhì)能力，從而對物質(zhì)透過起主動控制作用。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第27頁質(zhì)膜含有各種生理功效維持穩(wěn)定細胞內(nèi)環(huán)境；控制細胞內(nèi)外物質(zhì)交換，有選擇性地使物質(zhì)經(jīng)過或排出廢物；吞食外圍液體或固體小顆粒；參加胞內(nèi)物責(zé)問胞外分泌；接收外界刺激和信號；還參加細胞相互識別功效。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第28頁2細胞壁細胞壁結(jié)構(gòu)大致可分為三層：胞間層、初生壁和次生壁。普通認為，細胞分化完成后仍保持有生活原生質(zhì)體細胞不具次生壁。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第29頁細胞壁結(jié)構(gòu)圖普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第30頁（1）胞間層又稱中膠層，是細胞分裂產(chǎn)生新細胞時形成，是相鄰細胞間共有一層薄膜。它主要成份是果膠質(zhì)，果膠是一類多糖物質(zhì)。（2）初生壁，在細胞生長過程中，原生質(zhì)體分泌造壁物質(zhì)在胞間層上沉積，組成細胞初生壁。初生壁主要成份是纖維素、半纖維素和果膠質(zhì)。（3）次生壁是細胞體積停頓增大后加在初生壁內(nèi)表面壁層。次生壁主要成份有纖維素、半纖維素，且常有木質(zhì)素等物質(zhì)填充其內(nèi)而發(fā)生質(zhì)變。纖維素是細胞壁主要成份，它組成細胞壁框架，其它物質(zhì)能夠填充在其內(nèi)。纖維素分子是由鏈狀系列葡萄糖基組成，它聚集成微纖絲，微纖絲又聚集成大纖絲。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第31頁壁層名稱主要成份形成時間胞間層又稱中膠層果膠新細胞形成時初生壁纖維素、半纖維素和果膠質(zhì)。細胞生長過程中次生壁纖維素、半纖維素細胞停頓生長后普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第32頁管胞結(jié)構(gòu)圖

（示具緣紋孔）普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第33頁核被膜包在核外雙層膜，外膜可延伸與細胞質(zhì)中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連。一些蛋白質(zhì)和RNA分子可經(jīng)過核被膜或核被膜上核孔進入或輸出細胞核。核仁是核中顆粒狀結(jié)構(gòu)，富含蛋白質(zhì)和RNA，核糖體裝配場所。大多數(shù)細胞核內(nèi)有1個或幾個核仁。染色質(zhì)是核中由DNA和蛋白質(zhì)組成并可被蘇木精等染料染色物質(zhì)，染色質(zhì)DNA含有大量基因片段，是生命遺傳物質(zhì)。間期核染色質(zhì)常伸展成網(wǎng)狀細絲——染色質(zhì)；分裂時，染色質(zhì)高度螺旋化變粗——染色體。染色質(zhì)和核仁都被液態(tài)核基質(zhì)所包圍。（二）

細胞核（間期核圓球形，幼小細胞核居中）普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第34頁細胞核主要功效是控制蛋白質(zhì)合成，控制細胞生長、發(fā)育和遺傳。所以，細胞核被強調(diào)為"細胞控制中心"，在細胞遺傳和代謝方面起著主導(dǎo)作用。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第35頁（三）細胞質(zhì)與細胞器細胞質(zhì)是質(zhì)膜以內(nèi)，細胞核以外原生質(zhì)。細胞質(zhì)可分胞基質(zhì)和細胞器。細胞器是細胞內(nèi)含有特定結(jié)構(gòu)和功效亞細胞結(jié)構(gòu)。胞基質(zhì)是無色透明膠體物質(zhì)。

胞基質(zhì)能維持細胞器實體完整性提供所需要離于環(huán)境，供給細胞器行使功效所必須物質(zhì)。同時，胞基質(zhì)本身還進行一些生化反應(yīng)。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第36頁

細胞器

細胞膜內(nèi)是透明粘稠并可流動細胞質(zhì)基質(zhì)，細胞器分布在細胞質(zhì)基質(zhì)中。細胞器主要包含：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、溶酶體、線粒體、質(zhì)體、微體、液泡、微管、微絲等。有細胞表面還有鞭毛或纖毛。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第37頁1線粒體（1）形狀和大小：除細菌、藍藻和厭氧真菌外，生活細胞普通都有線粒體。線粒體呈粒狀、棒狀、絲狀或分枝狀。線粒體較小，直徑普通為0．5-1．0微米。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第38頁（2）結(jié)構(gòu)：顯微鏡下用詹納斯綠B染色才能看到。用電子顯微鏡觀察，線粒體有一層外膜和一層內(nèi)膜，內(nèi)膜在許多部位向內(nèi)褶疊成管狀或擱板狀突起稱為嵴。嵴間空間為基質(zhì)，其中含有DNA、蛋白質(zhì)、核糖體、類脂球等。在基質(zhì)和內(nèi)膜中，有ATP酶和三羧酸循環(huán)酶等，與呼吸作用相關(guān)。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第39頁線粒體功效是細胞進行有氧呼吸場所，提供能量。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第40頁2質(zhì)體質(zhì)體依據(jù)色素和功效不一樣，分為三種主要類型葉綠體有色體白色體普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第41頁（1）葉綠體

高等植物葉綠體主要存在于葉肉細胞中，其功效是進行光合作用，把光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能；將二氧化碳和水合成有機物，釋放氧氣。葉綠體形狀為球狀橢圓形。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第42頁葉綠體超微結(jié)構(gòu)圖葉綠體外被兩層膜，稱葉綠體被膜。被膜以內(nèi)有蛋白質(zhì)基質(zhì)和密布其中基粒。每個基粒由10-100個類囊體疊成。類囊體是由單層膜圍成，而且含有很多穿孔扁平小囊。囊內(nèi)含有液狀內(nèi)含物。類囊體平行地相疊，在基質(zhì)間處處延伸，組成了復(fù)雜類囊體系統(tǒng)。連接基粒類囊體部分稱為基質(zhì)片層或基質(zhì)類囊體。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第43頁（2）有色體

含有類胡蘿卜素質(zhì)體，故呈橘紅一黃之間色彩?；ò辍⒐麑嵉阮伾褪怯猩w顏色。有色體多從葉綠體轉(zhuǎn)化而來，積累脂類和淀粉。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第44頁（3）白色體

是無色質(zhì)體，近球形，存在于甘薯（番薯）、馬鈴薯地下貯藏器官中，種子胚及少數(shù)植物葉表皮細胞中也有存在。包含合成淀粉造粉體、合成脂肪和油造油體，合成蛋白質(zhì)糊粉體等等。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第45頁3內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

脂類雙分子層為基礎(chǔ)形成囊腔和管道系統(tǒng)。分為糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與脂類合成和代謝相關(guān)。糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上附有顆粒狀核糖體。核糖體是細胞合成蛋白質(zhì)場所，糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成并運輸?shù)鞍踪|(zhì)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是許多細胞器起源。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第46頁4核糖體核糖體是合成蛋白質(zhì)場所。核蛋白體含有大約40%蛋白質(zhì)和60%RNA。核糖體大小約15-30納米小顆粒，由大小兩個亞單位組成。核糖體常幾個到幾十個與信使RNA分子結(jié)合成念珠狀復(fù)合體，稱為多聚核糖體。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第47頁5高爾基體

是一些聚集扁小囊和小泡。是細胞分泌物加工和包裝場所，最終形成份泌泡將分泌物排出體外。高爾基體還與植物分裂時新細胞壁和細胞膜形成相關(guān)。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第48頁6溶酶體溶酶體常為圓球形，只有一層膜包圍，含有活性范圍非常廣泛各種水解酶類，以酸性磷酸酶為特有酶。溶酶體在細胞內(nèi)起消化作用，能降解生物大分子。進行異體吞噬、自體吞噬甚至發(fā)生自溶作用。溶酶體是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分離出來小泡形成。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第49頁7圓球體·圓球體是一層膜包圍球狀小體，圓球體含有脂肪酶，是積累脂肪場所，因而是一個貯藏細胞器，貯藏油滴、脂肪等。·圓球體也含有溶酶體性質(zhì)。近年來，認為圓球體與周圍細胞質(zhì)構(gòu)界面上存在半單位膜，能被餓酸強烈還原，故圓球體又被稱為類脂球。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第50頁8微體·膜內(nèi)有一單位膜，含有酶，都含有過氧化氫酶、乙醇酸氧化酶與尿酸酶?！し譃閮煞N類型：一是過氧化物酶體，與光呼吸有親密關(guān)系；另一個為乙醛酸循環(huán)體，與脂肪代謝相關(guān)，能將脂肪分解成糖。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第51頁9液泡液泡是植物細胞顯著特征之一。液胞內(nèi)液汁稱細胞液，其主要成份是水，并含有糖、有機酸、脂類、蛋白質(zhì)、酶、氨基酸、樹膠、粘液、植物堿、花青素和無機鹽等物質(zhì)。花瓣、果實上紅色或藍色是因含有花青素，花青素顏色伴隨細胞液酸堿性不一樣而有改變，酸性時呈紅色，堿性時呈藍色。如牽?；ǎ河稍缟纤{色→中午紅色。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第52頁液泡生理功效:

①貯藏作用;

②消化作用;

③液泡在維持細胞質(zhì)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定上起著主要作用；④液泡形成內(nèi)環(huán)境能夠緩沖外界條件突然改變，因而液泡與植物抗性相關(guān)。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第53頁10細胞骨架細胞質(zhì)中存在著骨架結(jié)構(gòu)，稱為細胞骨架。組成細胞骨架三種結(jié)構(gòu)是微管、微絲和居間纖絲（中間纖維）。它們和細胞質(zhì)基質(zhì)中更細微纖維狀蛋白系統(tǒng)，稱為微梁系統(tǒng)。微管呈中空管狀或纖絲狀結(jié)構(gòu),微管管壁由13條原纖絲集合而成，每條原纖絲由α和β球狀蛋白，即微管蛋白亞基組成雙體，沿著管徑長軸呈斜向交替排列。微管在細胞中起支架作用，使細胞保持一定形狀；微管還參加組成紡錘絲；參加細胞壁形成和生長；微管也與胞質(zhì)運動和鞭毛運動相關(guān)。微絲是比維管更細纖絲。維持著細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)有序性。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第54頁成纖維細胞中心粒與微管普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第55頁三、生物膜與物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第56頁1、生物膜各類細胞器膜（如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、內(nèi)囊體膜等）、質(zhì)膜和核膜在分子結(jié)構(gòu)上基本相同，它們統(tǒng)稱為生物膜。膜結(jié)構(gòu)1895年Overton膜是由脂組成1917年Langmuir磷脂單分子層1925年Gorter&Grendel 磷脂雙分子層1932年Davson&Danielli “三明治”模型……流動鑲嵌模型三、生物膜與物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第57頁生物膜“流動鑲嵌模型”主要特點有序性流動性不對稱性生物膜結(jié)構(gòu)是與其功效相一致。普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第58頁2、物質(zhì)跨膜運輸

被動運輸——簡單擴散普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第59頁

被動運輸——易化擴散普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第60頁

水滲透作用普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第61頁

主動運輸——鈉鉀泵（動物細胞） ——直接消耗ATP普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第62頁

主動運輸——質(zhì)子泵（植物細胞） ——直接消耗ATP普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第63頁

主動運輸——協(xié)同運輸 ——間接消耗ATP普通生物學(xué)細胞的基本專家講座第