细胞生物学：第六章细胞表面及其特化

1、1,第六章 细胞表面及其特化,细胞表面(cell surface)：指包围在细胞质外层的一个复合结构多功能体系,是细胞与外界环境物质相互作用、并产生各种复杂功能的部位。,质膜并不是细胞的最外边界,各类细胞在质膜外还附有一些物质和结构,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,2,广义的细胞表

2、面还包括细胞连接和其他一些特化结构,细胞表面,细胞外被 (cell coat）,胞质溶胶(cytosol)位于质膜内侧,在质膜下面有一层厚约0.01-0.02 m 的 黏滞、无结构的液体物质，称为溶胶层,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,3,细胞表面的功能： 对细胞起支持和保护作用；

3、 与整个细胞的行为、生理活动、相互识别、物质运输、信息传导、细胞运动、生长分化、衰老以及病理过程都有密切的关系。,是近年来分子生物学研究的新领域,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,第一节 细胞外被与胞质溶胶,一、细胞外被(cell coat) 细胞质膜外表面覆盖的一层黏多糖物质，细胞

4、外被中的糖与质膜中的蛋白分子或脂类分子是共价结合的，形成糖蛋白或糖脂。 功能： 对膜蛋白起保护作用； 参与细胞的物质运输； 在细胞识别中起重要作用。,黏多糖贮积症是由于人体细胞的溶酶体内降解黏多糖的水解酶发生缺陷所致。,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,5,二、胞质溶胶 是存在于质膜

5、内侧的液体溶胶层。含高浓度的蛋白质，具有一定的黏性，分布有较多的微丝、微管。 功能： 对维持细胞的极性、形态有密切的关系，并可调节膜蛋白的分布和运动。,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,6,微管是细胞内物质运输的路轨，破坏微管会抑制细胞内的物质运输。,Zunyi Medical Un

6、iversity Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,7,第二节 细胞表面的特化结构,一、微绒毛 微绒毛（microvillus）广泛存在于动物细胞的游离面。 电镜下可见，它是细胞表面伸出的细长指状突起，垂直于细胞表面，直径大约100 nm，长约0.21.0 m。,Zunyi Medical University Zunyi Medi

7、cal University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,8,作用：扩大了细胞的表面积，有利于细胞同外环境的物质交换。如小肠上皮微绒毛，使细胞表面积扩大了30倍。,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi M

8、edical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,9,二、细胞内褶,细胞内褶（cell infolding）：上皮细胞基部细胞膜折向胞质，内褶与细胞基底面垂直，扩大了细胞基底面部的表面积，有利于水和电解质的迅速运转。 细胞内褶以肾小管上皮细胞基部的细胞内褶最为典型。 内褶间的线粒体数量较多,所在部位膜的耗能物质运输功能很活跃。,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical Uni

9、versity Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,10,内褶,内褶（infolding）是质膜由细胞表面内陷形成的结构，以相反的方式扩大了细胞的表面积。这种结构常见于液体和离子交换活动比较旺盛的细胞。,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical Un

10、iversity Zunyi Medical University,11,三、纤毛和鞭毛,纤毛和鞭毛是细胞表面向外伸出的细长突起，表面围以细胞膜，内部由微管构成复杂结构。纤毛长510 m，直径0.30.5 m,数目多;鞭毛比纤毛更加细长,约150 m ，数目很少，一般只有1到数个。 它们是细胞表面特化的运动结构,细胞靠纤毛和鞭毛来完成相关的运动功能。例如气管黏膜的假复层纤毛柱状上皮的纤毛摆动和人的精子等。,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical Univer

11、sity Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,纤毛,12,呼吸道上皮细胞表面纤毛的扫描电镜照片,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,13,呼吸道黏膜上纤毛的清扫作用,Zun

12、yi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,14,鞭毛,透射电子显微镜拍摄的大肠杆菌的鞭毛,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zuny

13、i Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,15,精子的鞭毛,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,16,纤毛不动综合症是一种由纤毛结构缺陷引起的具有多种异常的常染色体隐性遗传性疾病，除了会

14、导致男性不育外，还会引起：慢性支气管炎、支气管扩张、慢性鼻窦炎等。 有些男性不育患者的精子虽存活但不能运动,而精子不能运动的原因是由于精子鞭毛中轴丝的结构异常造成的。,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,17,第三节 细胞间的连接,作为一个紧密联系的整体进行生命活动的多细胞生物体，为了

15、达到各个细胞的统一和促进细胞间所必须的相互联系:,细胞连接:相邻细胞密切接触的区域特化为一定的连接结构，称为细胞连接（cell junction）。,作用:加强细胞间的机械联系，对于维持组织结构的完整性，维持和协调细胞功能有重要意义。,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,细胞连接的类型

16、,封闭连接（紧密连接） 锚定连接 黏合带、黏合斑、桥粒、半桥粒 通讯连接 间隙连接、化学突触,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,一、封闭连接,相邻细胞之间的质膜紧密结合，没有缝隙。在电镜下可看到连接区域具有蛋白质形成的焊接线网络，焊接线也称嵴线，封闭了细胞与细胞之间的空隙。,Zuny

17、i Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,20,似拉链结构，相邻细胞膜紧密相贴，无间隙。多存在于体内管腔及腺体上皮细胞靠腔面一侧。,细胞膜,细胞间隙,蛋白质索,（嵴线）,一、封闭连接（ 紧密连接）,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Z

18、unyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,阻止可溶性物质由外部进入细胞间隙 物质吸收的方向性 上皮细胞的屏障作用（消化道上皮、膀胱上皮、脑毛细血管内皮）,封闭连接功能,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical

19、 University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,封闭连接模式图,22,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,二、锚定连接,通过细胞骨架系统将细胞与相邻细胞或细胞与基质之间连接起来。 根据直接参与细胞连接的骨架纤维

20、的性质不同，锚定连接又分为与肌动蛋白纤维相关的锚定连接和与中间纤维相关的锚定连接。,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,24,细胞骨架(Cytoskeleton),真核细胞中由蛋白质聚合而成的三维的纤维状网架体系。细胞质骨架包括微丝、微管和中间纤维。细胞骨架在细胞分裂、细胞生长、细胞物

21、质运输、细胞壁合成等等许多生命活动中都具有非常重要的作用。,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,25,细胞质骨架：微管、 微丝和中间纤维组成,微管,微丝,中间纤维,线粒体,核糖体,内质网,Zunyi Medical University Zunyi Medical University

22、 Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,26,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical Univers

23、ity,锚定连接分类,与肌动蛋白相连的锚定连接，包括黏合带、黏合斑及隔状连接，前二者统称为黏合连接。 与中间纤维相连的锚定连接：桥粒和半桥粒,27,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,（一）黏合带,相邻细胞之间通过跨膜蛋白（钙黏素）相连 胞内锚定蛋白连接钙黏素与肌动蛋白纤维,-辅肌动蛋

24、白,-连环素,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,29,带状桥粒（黏合带adhesion belt）：位于上皮细胞紧密连接的下方,在相邻细胞间形成一个连续的带状结构。,紧密连接,中间连接（黏合带）,细胞间隙(15-20nm),微丝束(肌动蛋白纤维）,Zunyi Medical Univ

25、ersity Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,点状桥粒（黏合斑focal contact）,黏合斑是细胞与胞外基质之间的连接方式,参与的细胞骨架成分是微丝，跨膜粘连蛋白是整联蛋白，胞内锚蛋白有-辅肌动蛋白、细丝蛋白和纽蛋白等。这种连接方式常见于肌肉和肌腱。,30,Zunyi Medical University Zunyi Med

26、ical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,（二）桥粒 由中间纤维介导、最牢固的细胞连接 广泛存在于承受强拉力的组织中,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical Univers

27、ity Zunyi Medical University Zunyi Medical University,32,细胞膜,细胞间隙,桥粒蛋白,桥粒(dosmosome)：是细胞间连接起中心作用的结构，是两个细胞间纽扣状连接点，可使一组细胞形成一个功能单位。,（30 nm),中间纤维,盘状致密斑,桥粒多见于上皮，尤以皮肤、口腔、食管等处的复层扁平上皮细胞间较多。,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical Univ

28、ersity Zunyi Medical University Zunyi Medical University,桥粒与细胞骨架蛋白：中间纤维,相邻细胞的中间纤维网络,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,34,细胞膜,基底膜,中间纤维,只在质膜内侧形成桥粒斑结构，其另一侧为基膜；穿膜连

29、接蛋白为整合素（integrin）而不是钙粘素，细胞内的附着蛋白为角蛋白（keratin）。,桥粒蛋白,形态结构与桥粒类似，但半桥粒是细胞同细胞外基质相连，则称为半桥粒。,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University,半桥粒,半桥粒(hemidesmosome) 上皮与基底膜之间的连接 通过膜整合蛋白连接细胞外基质与中间纤维 功能:加强上皮细胞与基膜的连接,Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical University Zunyi Medical Universi