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生命科学基础,徐志玲 重庆大学生物工程学院 2010.12.11,三、细胞结构与细胞通讯,1、什么是细胞通讯？通讯方式有哪些？细胞是如何对信号作出响应的？试举例说明,（1）细胞通讯,是细胞间或细胞内通过高度精确和高效地发送与接收信息的通讯机制，对环境作出综合反应的细胞行为。,(2)细胞间通讯方式,细胞间隙连接：使相邻的细胞可以共享一些具有特殊功能的小分子物质，使细胞群成为整体。 膜表面分子接触通讯：细胞膜表面的糖蛋白、脂蛋白分子作为细胞的触角，可以与其他细胞的膜表面分子特异性的识别和相互作用。 化学信号通讯：一些细胞分泌化学物质至细胞外（化学信号）作用于其它细胞（靶细胞），调节其功能。,（2）细胞如何对信号作出响应？ 试举例说明（肾上腺素引起糖原的降解）,细胞如何对信号作出响应？,细胞信号转导网络由一些关键的蛋白分子和一些小分子活性物质，即信号转导分子构成。 信号在细胞内转换和传递的基本方式是改变信号转导分子、效应分子及靶分子的结构、含量及细胞内分布。,级联放大,肾上腺素引起肌细胞糖原的降解,2、生物膜具有不对称性和流动性的特性，为什么？请从化学成分的组成角度进行分析并说明其意义,（2）细胞膜/生物膜的不对称性与流动性,不对称性 流动性,1）膜的不对称性,细胞外表面:与细胞外环境接触的膜面 原生质表面:与细胞质基质接触的膜面 膜的不对称性：生物膜内外二层的结构和功能有很大差异，这种差异称为生物膜的不对称性,膜脂分布的不对称性,糖脂呈完全不对称分布 如进行细胞识别、信号转导等 膜内外两层脂质成分明显不同 如脂质内层多为磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸和磷脂酰肌醇 意义：细胞识别和信号转导等生理功能的物质基础,膜蛋白分布的不对称性,如细胞表面的受体和载体蛋白，都是按照一定的方向传递信号和转运物质；与细胞膜相关的酶促反应也都发生在膜的某一侧面，特别是质膜上的糖蛋白，其糖残基全部分布在外表面。 意义：膜蛋白的不对称分布是生物膜完成复杂的在时间与空间上有序的各种生理功能的重要结构基础。,人细胞,鼠细胞,荧光标记膜蛋白,诱导细胞融合,40分钟后,2）膜的流动性, 膜脂分子的流动性 膜蛋白的流动性,膜的流动性意义,意义：使膜脂与膜蛋白处于不断的运动状态，是保证正常膜功能的重要条件。 有利于物质运输和交换,比如矿质离子的主动运输,内吞外排作用等； 有助于能量流动和信息传递； 有助于自我修复； 还有它是细胞融合技术的基础。,2、细胞连接几种主要的类型, 各有何功能？,细胞连接 cell junction,相邻细胞之间形成的特定的连接。 分为三大类，即： 桥粒连接 紧密连接 间隙（通讯）连接,1、桥粒,桥粒（desmosome）是相邻细胞间形成的纽扣状结构。 连接中间纤维 分布：承受强拉力的组织中，如皮肤、口腔、食管、心肌中。,2、紧密连接,存在于脊椎动物的上皮细胞间 相邻质膜紧密结合，没有缝隙 主要作用：封闭相邻细胞间的接缝，防止溶液渗入，构成如脑血屏障。,3、间隙（通讯）连接,连接处有24nm的缝隙。 基本单位称连接子，由6个相同或相似的跨膜蛋白亚单位（connexin）环绕而成。 允许小于1.5kD的分子通过，通透性可调。,间隙连接的功能,这种直接交换的意义在于相邻的细胞可以共享小分子物质，因此可以快速和可逆地促进相邻细胞对外界信号的协同反应，使细胞群成为整体。,四、细胞代谢,物质跨膜转运的方式有哪些？,被动运输（passive transport） 主动运输（active transport） 胞吞作用（endocytosis） 胞吐作用（exocytosis）,五、细胞的分裂与分化,细胞凋亡与坏死的区别？细胞凋亡的意义是什么？ 凋亡与坏死的最终结果极为相似，但它们的过程与表现却有很大差别 细胞及组织的变化有明显的不同,坏死（necrosis）：坏死是细胞受到强烈理化或生物因素作用引起细胞无序变化的死亡过程。 表现：细胞胀大，胞膜破裂，细胞内容物外溢，核变化较慢，DNA降解不充分，引起局部严重的炎症反应。,凋亡（apoptosis)是细胞对环境的生理性病理性刺激信号，是一个主动的、由基因决定的自动结束细胞生命的过程，此过程受到严格的遗传机制决定的程序性死亡，强调的是形态学上的改变。 表现：染色质凝聚和外周化、细胞质减少、核片段化、细胞质致密化、与周围细胞联系中断、内质网与细胞膜融合，最终细胞片段化形成许多细胞凋亡体，被其他细胞吞入。,坏死细胞,凋亡细胞,细胞凋亡与坏死的区别,细胞凋亡的物学意义,个体发育模式的需要 根据需要调节细胞数量 保持成体器官的正常体积 更新衰老耗损的细胞,六、高等动物的结构与功能,1、动物有哪四大基本组织？试述其种类及相应的结构特点与功能。,（一）组织,动物具有其特殊的组织，组织是构成器官的基本结构 分为：上皮组织 （epithelium） 结缔组织 （connective tissue） 肌肉组织 （muscle tissue） 神经组织 （nervous tissue）,1、上皮组织,（1）上皮组织（简称上皮）：由密集排列的细胞和少量的细胞间质组成，分布在身体表面、有腔器官的腔面和某些器官的表面。 （2）种类：被覆上皮、腺上皮、感觉上皮等。 （3）被覆上皮组织的特点： 1）细胞排列紧密、规则、间质少。 2）有极性，可分为游离面和基底面(基底面附着在“基膜”上） 3）一般没有血管，靠结缔组织提供养分 4）具保护、吸收、分泌、排泄等多种功能,上皮组织,2、结缔组织 结缔组织由基质及分散其中的纤维、细胞构成 具有连接、支持、保护、防御、修复和运输等功能。,肌肉组织由成束的具收缩能力的长形肌纤维构成，是脊椎动物体内最丰富的组织。 维持机体和器官的运动。,肌肉组织包括横纹肌(骨骼肌)、心肌和平滑肌三种类型。,3、肌肉组织,4、神经组织,是由神经元（即神经细胞）和神经胶质所组成。 神经元是神经组织中的主要成份，传导兴奋的功能，也是神经活动的基本功能单位。神经胶质在神经组织中起着支持、保护和营养作用。,七、营养与消化,小肠为什么是消化、吸收的主要场所？ 消化的部位：消化液、分节运动 吸收的部位： 长：4米。长则内表面积大。 大：内表面积大。有皱褶、绒毛、微绒毛。200平方米。扩大600倍 富：血液循环和淋巴循环丰富，利于运输吸收物质。 裕：食糜停留时间长。38小时。有充裕的时间进行吸收。 好：食物被分解成为水溶性的小分子，易于吸收。,八、血液与循环,1、血液循环、组织液循环和淋巴循环之间的关系？,淋巴循环途径,九、气体交换与呼吸,简述呼吸的全过程,空,气,呼,吸,道,（ ）,肺,循,环,毛,细,血,管,（ ）,肺,循,环,毛,细,血,管,肺,静,脉,左,心,体,动,脉,体,循,环,毛,细,血,管,体,循,环,毛,细,血,管,体,静,脉,右,心,肺,动,脉,( ),( ),（ ）,（ ）,呼吸的全过程,肺通气,肺泡内的 气体交换,气体在血液中运输,组织内的 气体交换,组织细胞,O2,CO2,（ ）,O2,（ ）,CO2,肺 泡,（ ）运动,（ ）作用,呼吸,扩散,十、内环境的控制,1、简述肾的组织结构特点及尿的生成过程？,肾的组织结构特点,尿的形成,超滤、重吸收、分泌 超滤:当血液经过肾小体时，血浆中除蛋白质等大分子物质外，其余成分均可经过滤过屏障被滤至肾小囊腔形成原尿; 重吸收:原尿经过肾小管各段中，一部分（约99）有用的物质和部分水分又被重新吸收入血液循环（肾小管近曲小管是重吸收最主要的场所）; 分泌:原尿又收纳肾小管分泌的K+ 、H+ 、NH3 等最后形成终尿排出体外,十一、免疫系统与免疫功能,为什么免疫接种可以预防传染病？,体液免疫小结,细胞免疫小结,十四、感觉器官与感觉,1、简述听觉产生的全过程？,声波传入内耳的途径,声 波,鼓膜,听骨链,