生物奧賽輔導(dǎo)細(xì)胞生物學(xué)

生物奧賽輔導(dǎo)細(xì)胞生物學(xué)第1頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月1．細(xì)胞膜（質(zhì)膜）（1）質(zhì)膜的化學(xué)組成脂類磷脂類固醇脂肪酸甘油磷酸兼性分子蛋白質(zhì)外在性蛋白內(nèi)在性蛋白與膜的內(nèi)外表面相連嵌入雙脂質(zhì)內(nèi)部，有的甚至還穿透膜的內(nèi)外表面功能多而復(fù)雜的生物膜蛋白質(zhì)比例大主要處于水的介質(zhì)中主要處于油脂介質(zhì)中（親水性氨基酸和疏水性氨基酸）多糖只存在于膜的外側(cè)，表現(xiàn)出不對稱性。第2頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）細(xì)胞膜的流動性膜的脂和蛋白質(zhì)分子的運(yùn)動性。膜脂的運(yùn)動方式：側(cè)向擴(kuò)散、伸縮運(yùn)動、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動、翻轉(zhuǎn)擴(kuò)散膜蛋白的運(yùn)動方式：隨即移動、定向移動、局部擴(kuò)散相對分子質(zhì)量較大，同時受到細(xì)胞骨架的影響。影響膜流動性的因素膽固醇的含量不飽和脂肪酸含量長鏈脂肪酸含量溫度在一定范圍內(nèi)，膜的流動性與溫度呈正相關(guān)不飽和脂肪酸由于不飽和鍵的存在，使分子間排列疏松無序，增強(qiáng)了膜的流動性。脂肪酸鏈增長，鏈尾相互作用的機(jī)會增多，易于凝集，流動性下降。相變溫度以上，使得磷脂的脂肪酸鏈的運(yùn)動性減弱；相變溫度以下，阻止脂肪酸鏈的相互作用，緩解低溫引起的膜脂流動性劇烈下降。僅動物細(xì)胞膜有。第3頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）細(xì)胞膜的功能分隔、屏障、識別、運(yùn)輸?shù)龋?）物質(zhì)跨膜運(yùn)輸單純擴(kuò)散、易化擴(kuò)散、主動運(yùn)輸、胞吞和胞吐狹義：需要在載體并消耗能量的獲取或排出物質(zhì)的方式廣義：消耗能量的獲取或排出物質(zhì)的方式（包含胞吞和胞吐）第4頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月真題1（2011年全國聯(lián)賽）下列哪些物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式屬于主動運(yùn)輸A.鈉鉀跨膜運(yùn)輸B.胞吞作用C.協(xié)同運(yùn)輸D.乙醇跨膜運(yùn)輸協(xié)同運(yùn)輸：一種分子的穿膜運(yùn)輸依賴于另一種分子同時或先后穿膜，后者存在著膜兩側(cè)離子的電化學(xué)濃度梯度，它從高濃度到低濃度的運(yùn)輸可為前者逆濃度梯度的運(yùn)輸提供能量。ABC維持這種電化學(xué)勢的是鈉鉀泵（動物）或質(zhì)子泵（植物）。第5頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月2、細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)在細(xì)胞生物學(xué)中，把核被膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、液泡等看成是功能上連續(xù)統(tǒng)一的細(xì)胞內(nèi)膜，被稱為內(nèi)膜系統(tǒng)。①內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：大量實驗證明，各種分泌蛋白質(zhì)（如血漿蛋白、血漿清蛋白、免疫球蛋白、胰島素等）都主要是在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)合核糖體上合成的。＊核糖體附著的支架；＊蛋白質(zhì)的合成與轉(zhuǎn)運(yùn)（運(yùn)輸管道）；＊蛋白質(zhì)的加工；第6頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：主要存在于類固醇合成旺盛的細(xì)胞中。參與脂類代謝與糖原合成（糖類代謝）。＊脂類代謝與糖類代謝；＊分泌功能＊解毒作用（滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上有分解毒物的酶）。第7頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月②高爾基體標(biāo)志酶功能：參與細(xì)胞的分泌活動：能合成和運(yùn)輸多糖：與植物細(xì)胞壁的形成有關(guān)糖基化作用：含有多種糖基轉(zhuǎn)移酶，能進(jìn)一步加工、修飾蛋白質(zhì)和脂類物質(zhì)。兩種膜結(jié)構(gòu)，即扁平囊膜和大小不等的小泡組成，扁平囊膜是高爾基體最富特征性的結(jié)構(gòu)組分。把由粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成并轉(zhuǎn)運(yùn)來的分泌蛋白質(zhì)加工濃縮，形成分泌泡運(yùn)出細(xì)胞（運(yùn)輸過程中繼續(xù)加工）。參與形成初級溶酶體將蛋白質(zhì)水解為活性物質(zhì)：將蛋白質(zhì)的N端或者C端切除，使之成為有活性的物質(zhì)第8頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月是指在不同生物及不同發(fā)育階段，該細(xì)胞器的形態(tài)、大小,甚至所含有酶的種類都有很大的不同，如溶酶體、過氧化物酶體③溶酶體：異質(zhì)性細(xì)胞器富含酸性水解酶，在生活細(xì)胞中高度穩(wěn)定。這種穩(wěn)定性與膜的結(jié)構(gòu)有關(guān)：膜上嵌有質(zhì)子運(yùn)輸泵，將H+泵入溶酶體內(nèi)；膜上有Cl-離子通道蛋白，可向溶酶體中運(yùn)輸Cl-兩種蛋白質(zhì)作用下，等于向溶酶體內(nèi)運(yùn)輸了HCl，因此可維持酸性環(huán)境。第9頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月類型初級溶酶體：次級溶酶體：高爾基體囊的邊緣膨大而出來的泡狀結(jié)構(gòu)各種酶還沒有開始消化作用，處于潛伏狀態(tài)吞噬泡和初級溶酶體融合的產(chǎn)物（異體吞噬泡和自體吞噬泡）功能：異體吞噬作用：吞噬內(nèi)吞作用提供的營養(yǎng)物質(zhì)，以及一些有害物質(zhì)。自體吞噬作用：消化衰老的細(xì)胞器。第三個作用是自溶作用。使整個細(xì)胞被酶水解、消化，甚至死亡，發(fā)生細(xì)胞自溶。③溶酶體：注意：植物細(xì)胞內(nèi)的圓球體和糊粉粒都含有水解酶，具有溶酶體同樣的作用。第10頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月④液泡：形態(tài)：幼小的植物細(xì)胞（分生組織細(xì)胞），具有許多小而分散的液泡；細(xì)胞生長過程，小液泡合并，成熟時在細(xì)胞中形成一個大的中央液泡（成熟的植物生活細(xì)胞的顯著特征）內(nèi)含物：糖、蛋白質(zhì)、磷脂、單寧、有機(jī)酸、植物堿、色素和鹽類等功能：調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓；維持細(xì)胞內(nèi)水分平衡；積累和儲存養(yǎng)料及多種代謝產(chǎn)物；第11頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月3、線粒體①結(jié)構(gòu)外膜：內(nèi)膜：膜間隙：基質(zhì)：為一個單位膜，膜中蛋白質(zhì)與脂類含量幾乎均等，標(biāo)記酶—單胺氧化酶單位膜，膜蛋白質(zhì)占膜的80%，有嵴和基粒，標(biāo)記酶—細(xì)胞色素氧化酶無定形物：可溶性酶、反應(yīng)底物、輔助因子，標(biāo)記酶—腺苷酸激酶含有脂類、蛋白質(zhì)、核糖體、RNA及DNA，標(biāo)記酶—蘋果酸脫氫酶

②功能：細(xì)胞呼吸的中心。能將細(xì)胞質(zhì)中糖酵解產(chǎn)生的丙酮酸，進(jìn)一步氧化產(chǎn)生能量，并將能量儲藏在ATP的高能磷酸鍵中。ATP供細(xì)胞其他生理活動時能量的需要。第12頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月③線粒體DNA線粒體中的DNA通常與內(nèi)膜結(jié)合存在，呈環(huán)狀，和細(xì)菌DNA相似。線粒體內(nèi)有DNA聚合酶，按半保留方式進(jìn)行復(fù)制的，時間與核DNA不同，一般是在核DNA進(jìn)行復(fù)制后，在核分裂前（G2）期，線粒體DNA進(jìn)行復(fù)制，隨后線粒體分裂。線粒體的起源：內(nèi)共生假說：來源于細(xì)菌，是被原始的前真核生物吞噬的細(xì)菌。吞噬后兩者共生，經(jīng)長期的演化變成了線粒體。分化假說：線粒體的發(fā)生是由于質(zhì)膜的內(nèi)陷，再經(jīng)過分化后形成的。三羧酸循環(huán)和呼吸鏈第13頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月4、質(zhì)體包括葉綠體、有色體、白色體，植物體特有。白色體：存在于貯藏組織細(xì)胞，積累淀粉或蛋白質(zhì)。有色體：含有葉黃素和胡蘿卜素，存在于花瓣和果實中，主要積累淀粉和脂類。植物細(xì)胞中由雙層膜包圍的具有光合作用和貯藏功能的細(xì)胞器光照下可變成葉綠體。第14頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月其DNA也是呈雙鏈環(huán)狀，不與組蛋白結(jié)合，能以半保留方式進(jìn)行復(fù)制。有自己完整的蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)。葉綠體藍(lán)藻的類囊體是分布在細(xì)胞內(nèi)，特別是分散在細(xì)胞的周邊部位。光合細(xì)菌的光合作用是在含有光合色素的細(xì)胞內(nèi)膜進(jìn)行的。這種內(nèi)膜呈小泡狀或扁囊狀，分布于細(xì)胞周圍，稱為載色體。葉綠體中的DNA含量比線粒體多。葉綠體同線粒體一樣，其生長與增殖受核基因及其自身基因兩套遺傳系統(tǒng)控制，稱為半自主性細(xì)胞器。第15頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月5、核糖體主要成分：蛋白質(zhì)（40%）與rRNA（60%）由大小兩個亞基組成?；钚圆课唬篈部位（氨基酸部位或受位）：主要在大亞基上，是接受氨?；?tRNA的部位。

P部位（肽基部位或供位）：主要在小亞基上，是釋放tRNA的部位。

肽基轉(zhuǎn)移酶部位：在大亞基上，催化氨基酸間形成肽鍵，使肽鏈延長。

GTP酶部位（G因子）：催化肽鍵從供體轉(zhuǎn)移到受體。

第16頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月功能：核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所。因此核糖體是細(xì)胞不可缺少的基本結(jié)構(gòu)，存在于所有細(xì)胞中。5、核糖體游離核糖體：胞內(nèi)蛋白附著核糖體：胞外蛋白存在部位：細(xì)胞質(zhì)核糖體、線粒體核糖體、葉綠體核糖體附著形式：游離核糖體、附著核糖體形成：真核生物核糖體的大小亞基是在細(xì)胞核內(nèi)合成的。種類：70S型：80S型：（原核細(xì)胞及葉綠體、線粒體基質(zhì)中）小亞單位為30S，大亞單位為50S小亞單位為40S，大亞單位60S（真核細(xì)胞質(zhì)）沉降系數(shù)第17頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月6、過氧化物酶體又稱微體過氧化物酶體是由一層單位膜包裹的囊泡。不屬于內(nèi)膜系統(tǒng)的細(xì)胞器。特點(diǎn)：含有豐富的氧化酶、過氧化氫酶和過氧化物酶標(biāo)志酶功能：＊使毒性物質(zhì)失活：過氧化氫酶利用過氧化氫氧化各種底物，如酚、甲醛、乙醇等，使這些有毒的物質(zhì)變成無毒性的物質(zhì)，同時也使H2O2進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成無毒的H2O。＊含氮物質(zhì)的代謝第18頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月7．細(xì)胞核真核細(xì)胞的核主要包括核膜、染色質(zhì)、核仁和核基質(zhì)。（1）核膜：離子、小分子可以通過核膜。球蛋白、清蛋白等高分子則不能通過核膜，要由核孔通過。（2）染色質(zhì)：核小體是構(gòu)成染色質(zhì)的基本單位，核小體是DNA與組蛋白結(jié)合形成的。染色質(zhì)的成分還包括少量的RNA和非組蛋白。（3）核仁：rRNA合成及核糖體亞單位前體組裝的場所，與核糖體的生物發(fā)生密切相關(guān)。（4）核基質(zhì)非組蛋白主要包括各種酶（連接酶、轉(zhuǎn)錄酶）以及少量結(jié)構(gòu)蛋白，它們能幫助DNA分子折疊。第19頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月8．細(xì)胞壁①成分：植物細(xì)胞：主要是纖維素和果膠細(xì)菌：主要是肽聚糖（合成肽聚糖是原核生物特有的能力）真菌：主要是幾丁質(zhì)②結(jié)構(gòu)（植物細(xì)胞）：胞間層：細(xì)胞分裂產(chǎn)生新細(xì)胞時形成，是相鄰兩個細(xì)胞間共有的薄膜，主要成分是果膠質(zhì)。初生壁：分裂末期胞間層形成后，原生質(zhì)體分泌纖維素、半纖維素和少量果膠質(zhì)形成。次生壁：細(xì)胞停止生長后，原生質(zhì)體繼續(xù)分泌纖維素和其他物質(zhì)，增添于初生壁內(nèi)側(cè)，使壁加厚。注意：次生壁只在植物體的部分細(xì)胞有。如纖維細(xì)胞和石細(xì)胞。第20頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月9．細(xì)胞骨架系統(tǒng)蛋白質(zhì)纖維構(gòu)成的網(wǎng)架體系（1）細(xì)胞膜骨架既與膜蛋白結(jié)合，又能與細(xì)胞質(zhì)骨架相連，主要維持細(xì)胞質(zhì)膜的形態(tài)，并協(xié)助細(xì)胞膜完成某些生理功能。（2）細(xì)胞核骨架核骨架包括了核基質(zhì)、核纖層和核孔復(fù)合體等。核基質(zhì)為DNA復(fù)制提供空間支架，對DNA超螺旋化的穩(wěn)定起重要作用。核纖層為核膜及染色質(zhì)提供結(jié)構(gòu)支架。第21頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）細(xì)胞質(zhì)骨架微管：微絲：構(gòu)成微管的主要成分是微管蛋白。這種蛋白既具有運(yùn)動功能又具有ATP酶的作用，使ATP水解，獲得運(yùn)動所需的能量。微管起細(xì)胞骨架的作用。纖毛、鞭毛、中心粒等基本上也是由許多微管聚集而成，細(xì)胞分裂時出現(xiàn)的紡錘絲也是由微管組成。微絲的成分是肌動蛋白和肌球蛋白，這是肌纖維的運(yùn)動蛋白。細(xì)胞質(zhì)的流動、變形運(yùn)動等都和微絲的活動有關(guān)。動物細(xì)胞分裂時中央發(fā)生橫縊，也由微絲收縮而產(chǎn)生。有的微絲主要起支架作用，與維持細(xì)胞的形狀有關(guān)。微管、微絲、中間纖維組成第22頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月中間纖維：（3）細(xì)胞質(zhì)骨架粗細(xì)介于微管和微絲之間，由蛋白質(zhì)組成中間纖維外連細(xì)胞膜，內(nèi)與核內(nèi)的核纖層相通，它在細(xì)胞內(nèi)信息傳遞過程中可能起重要作用。中間纖維與微管、微絲一起形成一個完整的骨架體系，細(xì)胞起支撐作用。第23頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月基體則無中央微管，外周由9個三聯(lián)體微管組成，呈“9＋0”結(jié)構(gòu)。這與中心粒的相同。（4）鞭毛和纖毛鞭毛和纖毛是動物細(xì)胞及某些低等植物細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu)，具有運(yùn)動功能。纖毛與鞭毛結(jié)構(gòu)基本相同，包括兩部分：鞭桿、基體。鞭桿軸心是由“9＋2”排列的一束微管構(gòu)成（一對平行中央微管及9個二聯(lián)體微管）。第24頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月10、細(xì)胞增殖分裂期（M期）包括前、中、后、末四個時期（連續(xù)）。①有絲分