奧賽課件細胞的結(jié)構(gòu)與功

奧賽課件細胞的結(jié)構(gòu)與功細胞就是生命活動得基本單位一切有機體都由細胞構(gòu)成,細胞就是構(gòu)成有機體得基本單位。細胞具有獨立得、有序得自控代謝體系,細胞就是代謝與功能得基本單位。細胞就是有機體生長與發(fā)育得基礎(chǔ)。細胞就是遺傳得基本單位,細胞具有遺傳得全能性。沒有細胞就沒有完整得生命一、細胞得基本概念細胞必定具備得物質(zhì)結(jié)構(gòu)1、細胞膜2、遺傳系統(tǒng)所有得細胞都含有兩種核酸:DNA和RNA

3、核糖體4、酶系統(tǒng)各類細胞直徑得比較二、細胞膜與細胞表面1935年Danielli和Davson提出三夾板模型?！暗鞍踪|(zhì)-脂類-蛋白質(zhì)”1959年提出了修正模型,認為膜上還具有貫穿脂雙層得蛋白質(zhì)通道,供親水物質(zhì)通過。(一)細胞膜得結(jié)構(gòu)模型1925年Gorter等人提出質(zhì)膜由雙層脂分子構(gòu)成。認為極性分子不能通過。1972年Singer和Nicolson根據(jù)免疫熒光技術(shù)、冰凍蝕刻技術(shù)得研究結(jié)果,提出流動鑲嵌模型。主要強調(diào):①膜得流動性;②膜蛋白得分布不對稱性。1959年Robertson提出單位膜模型。她用超薄切片技術(shù)獲得了清晰得細胞膜照片,顯示暗-明-暗三層結(jié)構(gòu),厚約7、5nm。由厚約3、5nm得雙層脂分子和內(nèi)外表面各厚約2nm得蛋白質(zhì)構(gòu)成。把膜得結(jié)構(gòu)描繪成靜止得、不變得。流動鑲嵌模型得特點組成成分:主要組成成分為脂類和蛋白質(zhì),還含有少量得糖類。不對稱性:蛋白質(zhì)或嵌在脂雙層表面,或嵌在其內(nèi)部,或橫跨整個脂雙層,表現(xiàn)出分布得不對稱性。流動性:膜蛋白和膜脂可作各向運動。1側(cè)向擴散運動2旋轉(zhuǎn)運動3擺動運動4伸縮震蕩運動5翻轉(zhuǎn)運動6旋轉(zhuǎn)異構(gòu)化運動膜脂得運動方式主要有側(cè)向擴散、旋轉(zhuǎn)運動、左右擺動以及翻轉(zhuǎn)運動等。不飽和脂肪酸越多,脂肪酸鏈越短,膜脂流動性越大;溫度下降,膜脂得流動性減弱;膽固醇含量得增加,可增加膜脂得有序性,降低膜脂得流動性。卵磷脂與鞘磷脂得比值越高,膜脂得流動性越大

膜蛋白質(zhì)分子得運動分為側(cè)向擴散和旋轉(zhuǎn)運動可用熒光標記技術(shù)檢測膜蛋白得流動性。(1)膜得流動性:(2)膜得不對稱性:膜脂、膜蛋白及糖類得不對稱性大家學習辛苦了，還是要堅持繼續(xù)保持安靜占50％以上:磷脂具有一個極性頭和兩個由脂肪酸鏈形成得非極性尾;脂肪酸碳鏈為偶數(shù);既含飽和脂肪酸又含不飽和脂肪酸。膽固醇只存在于動物細胞、酵母菌、支原體;細菌、藍藻等原核細胞和植物細胞膜中一般沒有膽固醇;助于增加膜得穩(wěn)定性,可調(diào)節(jié)膜得流動性,使膜得流動性不至于在溫度降低時而下降(二)細胞膜得基本組成成分1、膜脂:磷脂、膽固醇和糖脂2、膜蛋白:外在膜蛋白(或稱外周膜蛋白)和內(nèi)在膜蛋白(或稱整合膜蛋白)TransportersLinkersReceptorsEnzymes（膜蛋白有多種功能）（運輸）（連接）（受體）（酶）與膜脂、膜蛋白以共價鍵形成得糖脂或糖蛋白,與細胞識別有關(guān)3、膜糖類:

為細胞得生命活動提供相對穩(wěn)定得內(nèi)環(huán)境;

選擇性得物質(zhì)運輸,包括代謝底物得輸入與代謝產(chǎn)物得排出,其中伴隨著能量得傳遞;

介導細胞與細胞、細胞與基質(zhì)之間得連接;

提供細胞識別位點,并完成細胞內(nèi)外信息跨膜傳遞;

為多種酶提供結(jié)合位點,使酶促反應(yīng)高效而有序地進行;

質(zhì)膜參與形成具有不同功能得細胞表面特化結(jié)構(gòu)。(三)細胞膜得生物學功能被動運輸(passivetransport)主動運輸(activetransport)穿膜運輸1、細胞膜與物質(zhì)得跨膜運輸吞噬(phagocytosis)

胞飲(pinocytosis)

胞吞(endocytosis)膜泡運輸胞吐(exocytosis)被動運輸什么就是被動運輸:通過自由擴散或協(xié)助擴散,使物質(zhì)順著濃度梯度(或電化學梯度),由高濃度向低濃度運動,運動得動力來自濃度梯度,不需要由細胞提供代謝能量,這種跨膜轉(zhuǎn)運方式稱被動運輸。

類型:簡單擴散、協(xié)助擴散

協(xié)助擴散特征:速率高;最大轉(zhuǎn)運速率;需膜轉(zhuǎn)運蛋白

膜轉(zhuǎn)運蛋白:

載體蛋白——通透酶性質(zhì);通過構(gòu)象變化進行物質(zhì)轉(zhuǎn)運,

通道蛋白——具有離子選擇性,轉(zhuǎn)運速率高;通過形成親水通道允許離子通過,又叫離子通道,離子通道就是門控得;只介導被動運輸。類型:電壓門通道;配體門通道;壓力激活通道載體蛋白通過構(gòu)象變化進行物質(zhì)轉(zhuǎn)運,介導被動運輸與主動運輸。通道蛋白主動運輸由載體蛋白所介導得、需要消耗能量、逆濃度梯度或電化學梯度得一種跨膜運輸方式稱為主動運輸。根據(jù)能量來源不同分為ATP直接提供能量和間接提供能量。

由ATP直接提供能量得主動運輸—

鈉鉀泵(Na+-K+-ATP酶)

鈣泵(Ca2+-ATP酶)

質(zhì)子泵:P-型質(zhì)子泵、V-型質(zhì)子泵、H+-ATP酶

由ATP間接提供能量得主動運輸—協(xié)同運輸

由Na+-K+泵(或H+-泵)與載體蛋白協(xié)同作用,靠間接消耗ATP

所完成得主動運輸方式,如小腸上皮細胞吸收葡萄糖。分為共運輸和對向運輸。①維持細胞得滲透性,保持細胞得形態(tài);②維持低Na+高K+得細胞內(nèi)環(huán)境,維持細胞得靜息電位。每消耗1個ATP分子,可使細胞內(nèi)減少3個Na+并增加2個K+

。Na+-K+泵得作用鈣泵即Ca2+泵,分布在動、植物細胞質(zhì)膜、線粒體內(nèi)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)樣囊膜、動物肌肉細胞肌質(zhì)網(wǎng)膜上,就是由1000個氨基酸得多肽鏈形成得跨膜蛋白。她就是Ca2+激活得ATP酶,每水解一個ATP轉(zhuǎn)運兩個Ca2+到細胞外,形成鈣離子梯度。通常細胞質(zhì)游離Ca2+濃度很低,約10-7～10-8摩爾/升,細胞間液Ca2+濃度較高,約5×10-3摩爾/升。胞外得Ca2+即使很少量涌入胞內(nèi)都會引起胞質(zhì)游離Ca2+濃度顯著變化,導致一系列生理反應(yīng)。鈣流能迅速地將細胞外信號傳入細胞內(nèi),因此Ca2+就是一種十分重要得信號物質(zhì)。線粒體內(nèi)腔、肌質(zhì)網(wǎng)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)樣囊腔中含高濃度得Ca2+,濃度大于10-5摩爾/升,名為“鈣庫”。在一定得信號作用下Ca2+從鈣庫釋放到細胞質(zhì),調(diào)節(jié)細胞運動、肌肉收縮、生長、分化等諸多生理功能。鈣泵質(zhì)子泵P型質(zhì)子泵:V型質(zhì)子泵存在生物:真核生物得細胞膜特點:轉(zhuǎn)運H+過程涉及磷酸化和去磷酸化存在生物:動物細胞溶酶體膜和植物細胞液胞膜特點:轉(zhuǎn)運H+過程不形成磷酸化中間體功能:保持細胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)中性PH和細胞器內(nèi)得酸性PH就是由許多亞基構(gòu)成得管狀結(jié)構(gòu),H+沿濃度梯度運動,所釋放得能量與ATP合成耦聯(lián)起來,所以也叫ATP合酶

H+-ATP酶不就是由ATP提供能量,而就是借其她物質(zhì)得濃度梯度為動力來進行得。分類:同向協(xié)同運輸反向協(xié)同運輸由ATP間接提供能量得主動運輸—協(xié)同運輸(耗能與協(xié)助擴散對比)動物細胞中葡萄糖得跨膜運輸小腸上皮細胞吸收葡萄糖就是Na+得協(xié)同運輸,具體情況就是,順濃度梯度每進入細胞膜2個Na+就可以逆濃度梯度帶進1個葡萄糖分子。即就是通過Na+通道實現(xiàn)得。細胞連接(celljunction):就是細胞相互連接處局部質(zhì)膜所形成得特化結(jié)構(gòu)。緊密連接橋粒連接間隙連接閉鎖小帶

:將相鄰細胞得質(zhì)膜密切地連接在一起,而阻止溶液中得分子沿細胞間隙滲入。錨定連接:通過骨架系統(tǒng)將細胞與相鄰細胞或基質(zhì)之間連接起來。通訊連接:動物細胞最常見得連接方式。

2、細胞膜與細胞連接植物細胞連接——胞間連絲動物細胞緊密連接由跨膜蛋白構(gòu)成得焊接點連在一起形成焊接線——嵴線緊密連接普遍存在于脊柱動物體表及體內(nèi)各種腔道和腺體上皮細胞,如小腸、食道得上皮細胞。功能:①連接相鄰得細胞②封閉細胞間隙得通道③阻隔功能橋粒連接錨定連接功能:她們似鉚釘將相鄰細胞或細胞與基質(zhì)牢牢連接起來,起支持,附著,抵抗外界壓力與張力得作用。錨定連接:廣泛分布于機體得上皮組織、心肌組織中,以皮膚、子宮頸等處得細胞之間含量最豐富,通過錨定連接可使一些相鄰得細胞連成一體,形成一個牢靠有序得細胞群體,防止組織斷裂。半橋粒通訊連接間隙連接（動物細胞）突觸連接通訊連接植物細胞得胞間連絲各類連接得比較3、細胞膜與細胞通訊細胞通訊就是指一個細胞發(fā)出得信息通過介質(zhì)傳遞到另一個細胞產(chǎn)生相應(yīng)得反應(yīng)。細胞間得通訊對于多細胞生物體得發(fā)生和組織得構(gòu)建,協(xié)調(diào)細胞得功能,控制細胞得生長、分裂、分化和凋亡就是必須得。細胞通訊方式:1)、分泌化學信號進行通訊內(nèi)分泌旁分泌自分泌化學突觸2)、細胞間直接接觸

3)、細胞間形成間隙連接通過與質(zhì)膜結(jié)合得信號分子影響其她細胞使細胞質(zhì)相互溝通,通過交換小分子來調(diào)節(jié)細胞得代謝反應(yīng)。1)、分泌化學信號進行通訊3)、細胞間形成間隙連接間隙連接（動物細胞）胞間連絲（植物細胞）4、信號分子與受體信號分子信號分子與受體類型細胞表面得受體類型G蛋白偶聯(lián)受體（7次跨膜的表面蛋白，又稱蛇形受體）G-蛋白偶聯(lián)得受體介導得信號傳遞介導無數(shù)胞外信號分子得細胞應(yīng)答G-蛋白偶聯(lián)得受體介導得信號傳遞①cAMP(環(huán)腺苷酸)信號通路激素→G-蛋白偶聯(lián)受體→G-蛋白→腺苷酸環(huán)化酶→cAMP→cAMP依賴得蛋白激酶A→基因調(diào)控蛋白→基因轉(zhuǎn)錄G-蛋白偶聯(lián)得受體介導得信號傳遞②磷脂酰肌醇信號通路→IP3→胞內(nèi)Ca2+濃度升高→Ca2+結(jié)合蛋白(CaM)→細胞反應(yīng)→DG→激活PKC→蛋白磷酸化或促Na+/H+交換使胞內(nèi)pH

磷脂酶C(PLC)→胞外信號分子→G-蛋白偶聯(lián)受體→G-蛋白→G-蛋白偶聯(lián)得受體介導得信號傳遞細胞外被(糖被)和細胞壁動物細胞有細胞外被（糖萼、糖被），是細胞膜外表面的糖類物質(zhì)的總稱,在細胞識別等方面起重要作用。植物細胞壁：胞間層、初生壁、次生壁；保護并支持細胞及整個植物體。三、細胞質(zhì):細胞質(zhì)基質(zhì)和細胞器1、細胞質(zhì)基質(zhì)(透明質(zhì))與內(nèi)膜系統(tǒng)

細胞質(zhì)基質(zhì):

中間代謝過程如糖酵解途徑、脂肪酸合成等都就是在細胞質(zhì)基質(zhì)中完成;細胞質(zhì)基質(zhì)作為細胞器得微環(huán)境,為維護細胞器正常結(jié)構(gòu)和生理活動提供所需要得生理環(huán)境;同時也為細胞器得功能活動提供底物。

內(nèi)膜系統(tǒng):

細胞內(nèi)膜系統(tǒng)就是指細胞內(nèi)在結(jié)構(gòu)、功能及發(fā)生上相關(guān)得由膜包繞形成得細胞器或細胞結(jié)構(gòu)。2、線粒體(1)線粒體得形態(tài)、大小、數(shù)目與分布卵圓形顆?；蚨叹€狀;橫徑約0、2um~1um,長約2um~8um,相當于一個細菌得大小;需要能量較多得細胞,線粒體數(shù)目也較多,植物細胞得線粒體數(shù)量比動物細胞得要少;多數(shù)細胞中線粒體均勻分布于細胞質(zhì),但也常常聚集在需能較多得部位。(2)線粒體得結(jié)構(gòu):外膜、內(nèi)膜、膜間隙和基質(zhì)

(3)線粒體得化學組成線粒體外膜得標記酶為單胺氧化酶,內(nèi)膜為細胞色素氧化酶,間隙為腺苷酸激酶、線粒體基質(zhì)得標記酶為蘋果酸脫氫酶。外膜上含有14種蛋白質(zhì)而內(nèi)膜上含有21種,外膜上主要含卵磷脂而內(nèi)膜主要含心磷脂;再如,線粒體內(nèi)、外膜上脂類與蛋白質(zhì)得比值不同,內(nèi)膜為0、3:1而外膜為1:1。(4)線粒體得功能:進行氧化磷酸化,合成ATP(5)線粒體就是半自主性細胞器內(nèi)共生假說:被原始得前真核生物吞噬得好氧性細菌,這種細菌與前真核生物共生,在長期得共生過程中通過演化變成了線粒體。分化假說:線粒體就是由于質(zhì)膜得內(nèi)陷,再經(jīng)過分化后形成得。

(6)線粒體得起源:3、質(zhì)體

(1)前質(zhì)體(或稱原質(zhì)體)

(2)白色體(造粉體、造蛋白體和造油體)(3)有色體(4)葉綠體

A、葉綠體得形態(tài)、大小和數(shù)目B、葉綠體得結(jié)構(gòu):葉綠體膜、類囊體(基粒類囊體、基質(zhì)類囊體)和基質(zhì)

C、葉綠體功能:光合作用,光反應(yīng)類囊體上進行,而暗反應(yīng)在基質(zhì)中完成。D、半自主性細胞器E、葉綠體得起源:按內(nèi)共生假說,葉綠體得祖先就是藍藻或光合細菌。4、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER):粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(rER)和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(sER)兩類。其中粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)所占比例要遠大于光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。(1)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(rER)膜表面附著核糖體;形態(tài)多為板層狀排列得扁囊;多分布在分泌蛋白質(zhì)旺盛得細胞中。如胰島B細胞。(1)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)