细胞生物学知识点总结—(1).doc

第 9 页 共 9 页创建时间：2011-10-13 14:37:00一、质膜的概念、功能、化学组成1、概念：细胞膜（cell membrane）也称为质膜（plasma membrane）：是指包围在细胞表面的一层极薄的膜，基本作用是保持细胞内微环境的相对稳定， 并参与同外界环境进行物质交换、能量和信息传递。2、化学组成质膜主要由膜脂和膜蛋白组成，另外还有少量糖，主要以糖脂和糖蛋白的形式存在。膜脂是膜的基本骨架，膜蛋白是膜功能的主要体现者。不同类型细胞的质膜和内膜中，脂类和蛋白质比例有较大差异。动物细胞膜通常含有等量的脂类和蛋白质。3、功能A为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境；B选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与产物排出；C提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息的跨膜传递；D为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效有序地进行；E介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接；F参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。二、膜脂和膜蛋白的类型和特点（一）膜脂是生物膜的基本组成成分， 约占质膜的50%，主要包括磷脂、糖脂和胆固醇三种类型。所有的膜脂都具有双亲媒性，即有一个亲水末端(极性端)和一个疏水末端(非极性端)。这种性质使生物膜具有屏障作用1、磷脂构成膜脂的基本成分，约占整个膜脂的50以上。磷脂分子的主要特征是：具有一个亲水的极性头和两个疏水的非极性尾（脂肪酸链）2、胆固醇存在于真核细胞膜中。动物细胞膜胆固醇含量较高，有的占膜脂的50%，大多数植物细胞和细菌质膜中没有胆固醇分子较其他膜脂小，双亲媒性也较低。亲水头部朝向膜的外侧，疏水的尾部埋在脂双层的中央 3、糖脂（二）膜蛋白1、根据膜蛋白与脂分子的结合方式，可分为：整合蛋白（integral protein）部分或全部镶嵌在脂双层中或两端露于膜两侧，以共价键与膜脂相互作用。 外周蛋白（peripheral protein）完全外露在脂双层的内外两侧，主要是通过非共价键附着在脂的极性头部，或整合蛋白亲水区的一侧, 间接与膜结合脂锚定蛋白（lipid-anchored protein）通过共价键的方式同脂分子结合，位于脂双层的外侧。蛋白质与脂的结合有两种方式：直接结合于脂双分子层，或通过一个糖分子间接同脂结合2、膜蛋白功能的多样性（三）膜糖与膜脂或膜蛋白共价结合，位于质膜外表面。提高膜的稳定性，增强膜蛋白对ECM中蛋白酶的抗性；帮助膜蛋白的正确折叠和定位；参与细胞的信号识别和细胞粘着三、流动镶嵌模型的要点，膜的主要特性及其意义（一）膜的流动镶嵌模型1）细胞膜由流动的双脂层和嵌在其中的蛋白质组成；2）磷脂分子以疏水性尾部相对，极性头部朝向水相，组成生物膜骨架；3）蛋白质或嵌在双脂层表面，或嵌在其内部，或横跨整个双脂层，表现出分布的不对称性。这一模型强调了膜的流动性和不对称性，较好地体现细胞的功能特点。也适用于原核细胞（二）膜的主要特性及意义1、特性A.膜的不对称性细胞质膜的不对称性是指细胞质膜脂双层中各种成分在种类和数量的不均匀分布以及方向上的不对称。v 不对称性的意义：膜分子分布的不对称性导致了膜内外表面功能的不对称性和方向性，是生物膜完成各项复杂生理功能的保证。 B.膜的流动性膜的流动性是指构成膜的脂和蛋白质分子的运动性。脂的流动是造成膜流动性的主要因素，很多因素影响膜脂的运动，如脂类组成、脂肪酸链长度和不饱和度、膜蛋白含量、温度和PH等。膜蛋白的运动：由于相对分子质量较大，并受细胞骨架的影响，运动较慢。 膜流动性的意义：质膜的流动性是保证其正常功能的必要条件，膜流动性的异常改变会造成细胞功能障碍四、细胞表面的分化1、概念指细胞外被、质膜、质膜内面胞质溶胶、各种细胞连接和细胞膜的其他特化结构的统称。是以质膜为核心的结构和功能体系。2、主要功能维持细胞相对稳定的微环境，实现其物质交换，信息传递，细胞识别和免疫反应等活动。3、结构1）细胞外被动物细胞表面的一层富含糖类物质的结构，称为细胞外被或糖萼。是由构成质膜的糖蛋白和糖脂伸出的寡糖链组成的，实质上是质膜结构的一部分。2）膜骨架膜骨架指质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白组成的网架结构，包含微丝和微管，位于质膜内侧约0.2m厚的溶胶层。参与维持质膜的形状并协助质膜完成多种生理功能。3）质膜的特化结构质膜常带有许多特化的附属结构，如微绒毛、内褶、纤毛、鞭毛等。是质膜与膜下结构(主要是细胞骨架系统)相互联系形成的，以完成特定的功能。4）细胞连接相邻细胞膜接触区域特化形成的联结结构称为细胞连接（cell junction）。可分为三大类 封闭连接（occluding junction）也称紧密连接或封闭小带，存在于脊椎动物的上皮细胞间，相邻细胞之间的质膜紧密结合，没有缝隙。 紧密连接的主要作用是封闭相邻细胞间的接缝，防止溶液中的分子沿细胞间隙渗入细胞内，从而保证了细胞内环境的相对稳定；消化道上皮、膀胱上皮、脑毛细血管内皮以及睾丸支持细胞之间都存在紧密连接。 锚定连接（anchoring junction）粘合带与粘合斑(合称粘着连接或中间连接)粘合带（adhesion belt）一般位于上皮细胞顶侧面的紧密连接下方。在粘合带处相邻细胞间隙约15-20nm，质膜下方有与质膜平行排列的肌动蛋白束。粘合斑（adhesion plaque）位于细胞与细胞外基质间，通过整合素把细胞中的肌动蛋白束和基质连接起来。连接处的质膜呈盘状。桥粒与半桥粒 桥粒（desmosome）：表皮细胞间大量存在，相邻细胞间依赖质膜内侧的中间纤维锚定形成纽扣状结构，细胞间隙30nm 通讯连接（communication junction）（A）缝隙连接（gap junction） 存在于大多数动物组织。在连接处相邻细胞间有2-4nm的缝隙在间隙与两层质膜中有大量直径8nm的柱状蛋白质颗粒，是构成间隙连接的基本单位，称连接子（connexon），由6个亚单位环绕而成，中间留有1.5nm的亲水性通道。分子量小于1.5KD的信息分子可以通过该通道。（B）胞间连丝（plasmodesmata）是植物细胞特有的通讯连接。是由穿过细胞壁的质膜围成的细胞质通道，直径约20-40nm。通道中的由膜围成的管状结构，称为连丝小管（desmotubule）。连丝小管由光面内质网特化而成。胞间连丝在功能上与缝隙连接类似，它允许分子量小于800Da的分子通过，在相邻细胞间起通讯作用。 （C）化学突触存在于可兴奋细胞间的一种连接方式，其作用是通过释放神经递质来传导兴奋。由突触前膜(presynaptic membrane)、突触后膜(postsynaptic membrane)和突触间隙(synaptic cleft)三部分组成 五、细胞内膜系统内质网，高尔基复合体，溶酶体，小泡，液泡等项目分类形态结构功能内质网（可占细胞全部膜成分的1/2）RER呈大的扁平囊状，与核外膜相延续，电镜下观察排列极为整齐。与核膜相连。合成分泌蛋白、多种膜蛋白和酶蛋白，并对蛋白质有加工好修饰作用。SER小的管状或泡状结构，无核糖体附着。肝细胞、肌细胞、内分泌细胞中含有发达的SER。脂类合成的重要场所解毒、Ca2+储存和参与固醇类激素合成等微粒体由破碎的内质网自我融合形成的近似球形的膜囊泡状结构可用于区分RER和SER蛋白质合成、蛋白质糖基化和脂类合成等内质网的基本功能高尔基复合体（GC）由小泡、扁平囊、大泡组成常分布于内质网与细胞膜之间，呈弓形或半球形。由数个大小不一、形态多变的扁平囊泡堆在一起形成的有极性的细胞器。蛋白质的加工、分选、修饰和包装蛋白质和脂类的膜泡运输与溶酶体的形成有关溶酶体初级溶酶体（刚从反面高尔基体形成的小囊泡, 仅含有水解酶类）单层膜围绕、内含多种酸性水解酶类（标志酶是酸性磷酸酶）的囊泡状异质性细胞器溶酶体膜的特征：A.嵌有质子泵，形成和维持溶酶体中酸性的内环境；B.具有多种载体蛋白用于水解产物向外转运；C.膜蛋白高度糖基化，有利于防止自身膜蛋白的降解。进行细胞内的消化作用；清除无用的生物大分子和衰老的细胞器或死亡细胞，清除入侵的病毒或细菌，为细胞提供营养次级溶酶体（含有水解酶和相应的底物，是初级溶酶体与含作用底物的酸性次级内体融合后，正在进行消化作用的溶酶体）残余小体/后溶酶体PS：凸出的一面对着内质网称为形成面或顺面（cis face）。凹进的一面对着质膜称为成熟面或反面（trans face）。顺面和反面都有一些或大或小的运输小泡，来自内质网的蛋白质和脂从形成面向成熟面转运膜泡运输。扁平囊直径约1m，单层膜构成，中间为囊腔，周缘多呈泡状，4-8个扁平囊在一起，构成高尔基体的主体。 顺面网状结构CGN/cis膜囊 中间膜囊（medial Golgi） 反面网状结构TGN 周围大小不等的囊泡微体与初级溶酶体的特征比较微体和初级溶酶体的形态大小类似，但其中的尿酸氧化酶等常形成晶格状结构，可作为电镜下识别的主要特征溶酶体与过氧化物酶体（Peroxisome）过氧化物酶体又称微体(microbody)，是由单层膜围绕的内含一种或几种氧化酶类的异质性细胞器，1970s被确认为与溶酶体完全不同的细胞器。 直径通常0.1-1.0m，呈圆形，椭圆形或哑呤形。 其发生一般认为来自分裂过程，其中的酶主要在细胞质基质合成，标志酶是过氧化氢酶。 主要功能：各类氧化酶的共性是将多种底物氧化后生成H2O2 。在细胞解毒、氧浓度调节、脂和氮代谢等方面起重要作用。六、线粒体的主要结构功能和半自主性特点（一）结构分为外膜、内膜、膜间隙和基质四部分线粒体内、外膜都是典型的单位膜。外膜通透性高，而内膜高度不通透性。1)外膜蛋白质和脂类的比例大约3:2 ，具有porin（孔蛋白）构成的亲水通道，允许分子量5KD以下的分子通过。标志酶为单胺氧化酶。2）内膜蛋白质和脂类的比例高于3:1。心磷脂含量高（达20%）、缺乏胆固醇。通透性很低，仅允许不带电荷的小分子物质通过。标志酶为细胞色素C氧化酶。氧化磷酸化的电子传递链位于内膜。内膜向内皱折形成嵴(cristae)，嵴扩大了内膜的表面积。嵴上有一些颗粒朝向基质，称为F1颗粒(F1 particle) 。3）膜间隙是内外膜之间的腔隙，宽约6-8nm。标志酶为腺苷酸激酶4）基质为内膜和嵴包围的空间。含有： 催化三羧酸循环，脂肪酸、丙酮酸和氨基酸氧化的酶类。标志酶为苹果酸脱氢酶。 线粒体DNA（mtDNA），及线粒体特有的核糖体，tRNAs 、rRNA、DNA聚合酶、氨基酸活化酶等。 纤维丝和电子密度很大的致密颗粒状物质，内含Ca2+、Mg2+、Zn2+等离子。（二）线粒体的半自主性线粒体中催化羧酸循环、脂肪酸氧化、氨基酸分解、蛋白质合成等有关的酶都在基质中，此外还含有线粒体独特的双链环状DNA、核糖体，这些构成了线粒体相对独立的遗传信息复制、转录和翻译系统。因此，线粒体是人体细胞除细胞核外唯一含有DNA的细胞器，每个线粒体中可有一个或多个DNA拷贝。mt有自身的遗传系统和蛋白质翻译系统，但编码是有限的，大多数还依赖核编码。且线粒体遗传表达系统依赖于核基因组的调控。人mtDNA：16569bp，含有37个基因，其中编码13种多肽、2种rRNA和22种tRNAl 子细胞线粒体来自于原来线粒体的分裂或出芽；细胞发育过程中，线粒体随之生长，组分增多，mtDNA复制，最后线粒体分裂。七、核糖体的主要结构功能和分类（一）概念是细胞内一种核糖核蛋白颗粒（二）分类v 按存在的部位分三种类型：细胞质核糖体、线粒体核糖体、叶绿体核糖体。v 按存在状态分为：游离核糖体