jingsai细胞学习课程

1、质膜（质膜（plasma membrane)内膜系统内膜系统 内质网内质网(endoplasmic reticulum),高尔基体高尔基体（Golgi body),溶酶体（溶酶体（lysosome)细胞骨架细胞骨架(cytoskeleton)线粒体（线粒体（mitochondria), 叶绿体叶绿体 （chloroplast)核糖体核糖体(ribosome)细胞核细胞核(nucleus)第1页/共86页第一页，编辑于星期六：二点 五十八分。动物细胞模式图动物细胞模式图第2页/共86页第二页，编辑于星期六：二点 五十八分。真核细胞真核细胞: :动动物细胞物细胞第3页/共86页第三页，编辑于星期六

2、：二点 五十八分。细胞内膜系统内质网核膜(核被膜 *)高尔基体溶酶体微体(?)第4页/共86页第四页，编辑于星期六：二点 五十八分。基本类型基本类型功能功能信号假说信号假说内内 质质 网网第5页/共86页第五页，编辑于星期六：二点 五十八分。粗面内质网粗面内质网（rER)光面内质网光面内质网（sER)内质网基本类型内质网基本类型第6页/共86页第六页，编辑于星期六：二点 五十八分。蛋白质的合成蛋白质的合成脂类的合成脂类的合成蛋白质的修饰蛋白质的修饰新生多肽的折叠与组装新生多肽的折叠与组装内质网功能内质网功能第7页/共86页第七页，编辑于星期六：二点 五十八分。内质网的信号假说内质网的信号假说核

3、蛋白体上分泌蛋白的合成核蛋白体上分泌蛋白的合成信号密码信号肽信号肽水解酶信号肽水解酶核糖体受体蛋白核糖体受体蛋白第8页/共86页第八页，编辑于星期六：二点 五十八分。形态结构形态结构功能功能高高 尔尔 基基 体体第9页/共86页第九页，编辑于星期六：二点 五十八分。高尔基体的形态结构高尔基体的形态结构第10页/共86页第十页，编辑于星期六：二点 五十八分。高尔基体高尔基体Golgi bodyGolgi body 由扁平囊和小泡组成的细胞器。 第11页/共86页第十一页，编辑于星期六：二点 五十八分。蛋白质修饰与加工（糖基化等）蛋白质修饰与加工（糖基化等）蛋白质的分拣蛋白质的分拣蛋白质和脂的运输

4、蛋白质和脂的运输蛋白质分泌等蛋白质分泌等高尔基体功能高尔基体功能第12页/共86页第十二页，编辑于星期六：二点 五十八分。溶溶 酶酶 体体结构类型结构类型功能功能第13页/共86页第十三页，编辑于星期六：二点 五十八分。结结 构构 类类 型型 根据溶酶体处于完成其生理功能的不同阶段，根据溶酶体处于完成其生理功能的不同阶段，大致可分为：大致可分为：初级溶酶体（初级溶酶体（primary lysosome)次级溶酶体（次级溶酶体（secondary lysosome)残余小体（残余小体（residual body)第14页/共86页第十四页，编辑于星期六：二点 五十八分。溶溶 酶酶 体体 结结 构

5、构 类类 型型 根据溶酶体处于完成其生理功能的不同根据溶酶体处于完成其生理功能的不同阶段，大致可分为：阶段，大致可分为：初级溶酶体（初级溶酶体（primary lysosome)primary lysosome)次级溶酶体（次级溶酶体（secondary lysosome):secondary lysosome):自嗜溶酶体和异嗜溶酶体自嗜溶酶体和异嗜溶酶体残余小体（残余小体（residual body)residual body)第15页/共86页第十五页，编辑于星期六：二点 五十八分。溶酶体的各种代谢类型溶酶体的各种代谢类型第16页/共86页第十六页，编辑于星期六：二点 五十八分。溶酶体溶

6、酶体 LysosomeLysosome第17页/共86页第十七页，编辑于星期六：二点 五十八分。溶酶体的功能溶酶体的功能 1.1.清除无用的生物大分子、衰老的细胞、细胞器及死亡的细胞清除无用的生物大分子、衰老的细胞、细胞器及死亡的细胞 2.2.防御功能防御功能 3.3.其它生理功能：其它生理功能：降解内吞的血清脂蛋白、两栖类发育过程中蝌蚪尾巴的退化；哺乳动物断奶后乳腺的退降解内吞的血清脂蛋白、两栖类发育过程中蝌蚪尾巴的退化；哺乳动物断奶后乳腺的退化性的变化等过程都与溶酶体有关、精子进入卵细胞化性的变化等过程都与溶酶体有关、精子进入卵细胞.。第18页/共86页第十八页，编辑于星期六：二点 五十八

7、分。 核糖体 细胞质中无膜包被的颗粒状结构 合成蛋白质的机器 RNA 和蛋白质组成的复合物第19页/共86页第十九页，编辑于星期六：二点 五十八分。3.1 核糖体的基本结构 原核细胞与真核细胞的核糖体外形和功能基本相同，但大小 不同 核糖体的主要成分为 rRNA ( 5060%) 和蛋白质 ( 4050 % ) ，构成大小亚基第20页/共86页第二十页，编辑于星期六：二点 五十八分。核核 糖糖 体体 核糖体是合成蛋白核糖体是合成蛋白质的细胞器质的细胞器,它的主要它的主要成分是蛋白与成分是蛋白与 RNA,其唯一的功能是按照其唯一的功能是按照mRNA的指令用氨基的指令用氨基酸合成多肽链。酸合成多肽

8、链。第21页/共86页第二十一页，编辑于星期六：二点 五十八分。原核生物与真核生物核糖体成分的比较 第22页/共86页第二十二页，编辑于星期六：二点 五十八分。原核生物核糖体第23页/共86页第二十三页，编辑于星期六：二点 五十八分。真核生物核糖体第24页/共86页第二十四页，编辑于星期六：二点 五十八分。3.2 核糖体的功能合成蛋白质 游离核糖体 悬浮于细胞质内，合成大部分细胞质内蛋白质 结合核糖体 结合于内质网外侧，合成膜蛋白和分泌蛋白 多聚核糖体 几个核糖体结合于一条 mRNA 链上，增加每分钟多肽合成量第25页/共86页第二十五页，编辑于星期六：二点 五十八分。核糖体重要的结合位点第2

9、6页/共86页第二十六页，编辑于星期六：二点 五十八分。细胞骨架系统细胞骨架系统胞质骨架：微丝胞质骨架：微丝核骨架：核骨架： 核纤层核纤层 核基质核基质微管微管中间纤维中间纤维第27页/共86页第二十七页，编辑于星期六：二点 五十八分。细细 胞胞 质质 骨骨 架架微丝微丝微管微管中间纤维中间纤维第28页/共86页第二十八页，编辑于星期六：二点 五十八分。细胞骨架结构微管微丝中间纤维第29页/共86页第二十九页，编辑于星期六：二点 五十八分。微微 丝丝 微丝（肌动蛋白纤维）微丝（肌动蛋白纤维）是指真核细胞中由是指真核细胞中由 肌肌 动动蛋白组成的骨架纤维。蛋白组成的骨架纤维。 细胞松驰素细胞松驰

10、素和和鬼笔环肽鬼笔环肽分别对肌动蛋白纤维的分别对肌动蛋白纤维的装配有抑制和稳定作用。装配有抑制和稳定作用。第30页/共86页第三十页，编辑于星期六：二点 五十八分。微丝的装配微丝的装配微丝的装配微丝的装配是指由球形肌动蛋白（是指由球形肌动蛋白（G-actin）单）单体形成蛋白（体形成蛋白（F-actin)多聚体的过程。多聚体的过程。装配的条件：装配的条件： -在含有在含有ATP和钙离子及很低浓度的钠和钙离子及很低浓度的钠 ,钾等离钾等离子溶液中，子溶液中，F-actin趋于解聚成趋于解聚成G-actin; -在镁离子和高浓度的钠离子，钾离子溶液中，在镁离子和高浓度的钠离子，钾离子溶液中， G-

11、actin则装配则装配 F-actin.第31页/共86页第三十一页，编辑于星期六：二点 五十八分。微丝的踏车行为微丝的踏车行为因（）极组装速度较（）极快，在一定条件下，因（）极组装速度较（）极快，在一定条件下，表现出一端因加亚单位而增长，而另一端因加亚单位而表现出一端因加亚单位而增长，而另一端因加亚单位而简短的行为。简短的行为。第32页/共86页第三十二页，编辑于星期六：二点 五十八分。微丝的功能微丝的功能肌肉收缩肌肉收缩微绒毛微绒毛应力纤维应力纤维胞质环流和阿米巴运动胞质环流和阿米巴运动胞质分裂环胞质分裂环第33页/共86页第三十三页，编辑于星期六：二点 五十八分。肌肉收缩过程肌肉收缩过程

12、(1)(1)第34页/共86页第三十四页，编辑于星期六：二点 五十八分。肌肉收缩过程肌肉收缩过程(2)(2)1.弯曲后的肌球蛋白头部结合弯曲后的肌球蛋白头部结合ATP，减弱肌动蛋白与肌减弱肌动蛋白与肌球蛋白的结合，进而导致肌球蛋白与肌动蛋白分开；球蛋白的结合，进而导致肌球蛋白与肌动蛋白分开；2.ATP水解为水解为ADP+Pi,但水解产物仍结合于肌球蛋白，产但水解产物仍结合于肌球蛋白，产生一获能的肌球蛋白头部，发生旋转，垂直于肌动蛋白纤生一获能的肌球蛋白头部，发生旋转，垂直于肌动蛋白纤维；维；3.在依赖与钙离子的条件下，肌球蛋白头部结合于相邻的在依赖与钙离子的条件下，肌球蛋白头部结合于相邻的肌动

13、蛋白纤维；肌动蛋白纤维；4.肌球蛋白头部发生构象变化，与肌动蛋白纤维成肌球蛋白头部发生构象变化，与肌动蛋白纤维成45度角，拉动肌动蛋白纤维导致肌动蛋白纤维相对于肌度角，拉动肌动蛋白纤维导致肌动蛋白纤维相对于肌球蛋白的滑动，在此过程中球蛋白的滑动，在此过程中Pi和和ADP相继释放。相继释放。第35页/共86页第三十五页，编辑于星期六：二点 五十八分。阿米巴运动阿米巴运动凝胶状态凝胶状态溶胶状态溶胶状态液态胞质液态胞质 许多细胞的细胞膜下有一层富含肌动蛋白纤维的区许多细胞的细胞膜下有一层富含肌动蛋白纤维的区域，称为胞质溶胶，阿米巴运动与该肌动蛋白的溶胶与域，称为胞质溶胶，阿米巴运动与该肌动蛋白的溶

14、胶与凝胶状态有关。凝胶状态有关。第36页/共86页第三十六页，编辑于星期六：二点 五十八分。微管的成分微管的成分 微管由微管由、两种两种类型的微管蛋白亚基类型的微管蛋白亚基组成，两种蛋白形成组成，两种蛋白形成微管蛋白二聚体微管蛋白二聚体,是是微管装配的基本单微管装配的基本单位。位。 第37页/共86页第三十七页，编辑于星期六：二点 五十八分。微管的形态微管的形态 微管是由微管蛋微管是由微管蛋 白白二聚体组成的长管状细二聚体组成的长管状细胞器结构，微管壁由胞器结构，微管壁由13根原纤维排列组成，根原纤维排列组成，微管可装配成单管、微管可装配成单管、二连管（纤毛和鞭毛二连管（纤毛和鞭毛中）、三连管

15、（中心中）、三连管（中心粒和基体中）粒和基体中）第38页/共86页第三十八页，编辑于星期六：二点 五十八分。微管装配的踏车现象微管装配的踏车现象第39页/共86页第三十九页，编辑于星期六：二点 五十八分。微管的功能微管的功能维持细胞形态维持细胞形态细胞内运输细胞内运输鞭毛运动与纤毛运动鞭毛运动与纤毛运动纺锤体和染色体运动纺锤体和染色体运动基粒与中心粒基粒与中心粒第40页/共86页第四十页，编辑于星期六：二点 五十八分。微管运动示意图微管运动示意图 由于微管由于微管的动态装配过的动态装配过程而带动小泡程而带动小泡的运动。的运动。第41页/共86页第四十一页，编辑于星期六：二点 五十八分。中间纤维

16、中间纤维第42页/共86页第四十二页，编辑于星期六：二点 五十八分。 中间纤维蛋白合成后，基本上均组装为中间纤维，游离的中间纤维蛋白合成后，基本上均组装为中间纤维，游离的单体很少。单体很少。类型：类型：-角蛋白纤维角蛋白纤维 -波形纤维波形纤维 -结蛋白纤维结蛋白纤维 -神经元纤维神经元纤维 -神经胶质纤维神经胶质纤维中间纤维中间纤维第43页/共86页第四十三页，编辑于星期六：二点 五十八分。细胞核骨架细胞核骨架第44页/共86页第四十四页，编辑于星期六：二点 五十八分。遗传信息表达系统遗传信息表达系统核被膜核被膜染色质和染色体染色质和染色体核仁核仁核糖体核糖体第45页/共86页第四十五页，编

17、辑于星期六：二点 五十八分。核被膜核被膜核被膜可分为三个区域：核被膜可分为三个区域：核外膜核外膜（outer nuclear membrane）：）：面向胞质，附有面向胞质，附有 核糖体颗粒，与内质网相连。核糖体颗粒，与内质网相连。核内膜核内膜（inner nuclear membrane）：）：面向核质，表面面向核质，表面 无核糖体颗粒，膜上有特异蛋白，为核纤层提无核糖体颗粒，膜上有特异蛋白，为核纤层提 供结合位点。供结合位点。核孔核孔（nuclear pore）：）：在内外膜的融合处形成环状开在内外膜的融合处形成环状开 口。又称核孔复合体，是选择性双向亲水通道口。又称核孔复合体，是选择性双

18、向亲水通道.第46页/共86页第四十六页，编辑于星期六：二点 五十八分。核核 被被 膜膜第47页/共86页第四十七页，编辑于星期六：二点 五十八分。染色质与染色体染色质与染色体染色质染色质(chromatin)是指间期细胞内由是指间期细胞内由DNA、组蛋白、组蛋白、 非组蛋白及少量非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构，是组成的线性复合结构，是 间间 期细胞遗传物质存在的形式。期细胞遗传物质存在的形式。染色体（染色体（chomosome）是指细胞在有丝分裂或减数分是指细胞在有丝分裂或减数分 裂过程中，由染色质聚缩而成的棒状结构。裂过程中，由染色质聚缩而成的棒状结构。第48页/共86页第四十八页

19、，编辑于星期六：二点 五十八分。染色质的分类染色质的分类(1)(1) 间期染色质按其形态表现和染色性能可分为两种类型间期染色质按其形态表现和染色性能可分为两种类型: 常染色质常染色质:间期核内染色质丝折叠压缩程度低的染色质间期核内染色质丝折叠压缩程度低的染色质, 处于常染色质状态是基因转录的必要条件。处于常染色质状态是基因转录的必要条件。 异染色质异染色质:间期核中染色质丝折叠压缩程度高间期核中染色质丝折叠压缩程度高,处于凝集处于凝集 状态，碱性染料染色时着色深的染色质。状态，碱性染料染色时着色深的染色质。 第49页/共86页第四十九页，编辑于星期六：二点 五十八分。异染色质的分类异染色质的分

20、类-结构异染色质(组成性异染色质):各种类型的细胞除复 制以外在整个细胞周期均处于聚缩状态， DNA包装在整个细胞周期基本没有变化 的染色质。 -兼性异染色质：在某些细胞或一定的发育阶段,原来的 常染色质凝缩,并丧失基因转录活性，成 为异染色质。第50页/共86页第五十页，编辑于星期六：二点 五十八分。染色质的分类染色质的分类(2)(2) 染色质按其功能的不同还可分为：染色质按其功能的不同还可分为：活性染色质活性染色质: 具有转录活性的常染色质。具有转录活性的常染色质。非活性染色质非活性染色质:不进行转录的染色质，包括异染色质和不进行转录的染色质，包括异染色质和 部部 分常染色质。分常染色质。

21、 第51页/共86页第五十一页，编辑于星期六：二点 五十八分。染色质的基本结构单位染色质的基本结构单位第52页/共86页第五十二页，编辑于星期六：二点 五十八分。染染 色色 体体短臂短臂着丝粒着丝粒长臂长臂DNA染色单体染色单体第53页/共86页第五十三页，编辑于星期六：二点 五十八分。染色体包装的结构模型染色体包装的结构模型多级螺旋模型多级螺旋模型(multiple coiling model )骨架骨架-放射环模型放射环模型( scaffold-radial loop structure model)第54页/共86页第五十四页，编辑于星期六：二点 五十八分。多级螺线管模型多级螺线管模型螺

22、线管螺线管核小体核小体第55页/共86页第五十五页，编辑于星期六：二点 五十八分。中中 期期 染染 色色 体体 中期染色体形态稳定，由两条姐妹染色单体组成，彼中期染色体形态稳定，由两条姐妹染色单体组成，彼此以着丝粒相连此以着丝粒相连.根据着丝粒在染色体上所处位置可分根据着丝粒在染色体上所处位置可分为为:中着丝粒染色体：两臂长度相等或基本相等中着丝粒染色体：两臂长度相等或基本相等;亚中着丝粒染色体亚中着丝粒染色体;亚端着丝粒染色体：具有微小短臂亚端着丝粒染色体：具有微小短臂;端着丝粒染色体。端着丝粒染色体。第56页/共86页第五十六页，编辑于星期六：二点 五十八分。染色体分类图示染色体分类图示第

23、57页/共86页第五十七页，编辑于星期六：二点 五十八分。染色体染色体DNADNA的关键序列的关键序列复制起点复制起点:确保染色体在细胞周期中能够自我复制，维持确保染色体在细胞周期中能够自我复制，维持 染色体在细胞世代传递中的连续性染色体在细胞世代传递中的连续性;着着 丝丝 粒：粒：使细胞分裂时复制了的染色体能够平均分配到使细胞分裂时复制了的染色体能够平均分配到 子细胞中子细胞中;端端 粒粒: 使使DNA能够完成复制，并保持染色体的独立性能够完成复制，并保持染色体的独立性 与稳与稳 定性。定性。第58页/共86页第五十八页，编辑于星期六：二点 五十八分。核仁的结构与功能核仁的结构与功能（）纤维

24、中心（）纤维中心（）致密纤维组分（）致密纤维组分（）颗粒组分（）颗粒组分 核仁是核仁是rRNA基因储存、基因储存、rRNA合成、加工和核糖体亚合成、加工和核糖体亚单位的装配场所单位的装配场所.第59页/共86页第五十九页，编辑于星期六：二点 五十八分。细胞的增殖与分化细胞的增殖与分化细胞繁殖（细胞繁殖（cell reproduction）：）： 细胞生命的一个基细胞生命的一个基 本特征，单细胞生物以此繁本特征，单细胞生物以此繁殖后代，而多细胞生物是依赖它来完成个体发育，它是细殖后代，而多细胞生物是依赖它来完成个体发育，它是细胞分化的基础，即组织、器官、系统形成的基础。胞分化的基础，即组织、器官

25、、系统形成的基础。细胞分化（细胞分化（cell differentiation）：）： 胚胎细胞分裂后的未定型细胞或简单可塑性胚胎细胞分裂后的未定型细胞或简单可塑性细胞，在形态和化学组成上向专一性或特异性方向转细胞，在形态和化学组成上向专一性或特异性方向转化，演变为特定细胞类型的过程。化，演变为特定细胞类型的过程。 细胞增殖、分化、死亡是多细胞生物的个体发育过细胞增殖、分化、死亡是多细胞生物的个体发育过程中三项基本的生命活动。程中三项基本的生命活动。第60页/共86页第六十页，编辑于星期六：二点 五十八分。第61页/共86页第六十一页，编辑于星期六：二点 五十八分。核膜：核质之间的物质交换染色

26、体和染色质：DNA，RNA遗 传信息的载体核仁：合成rRNA的场所细胞核第62页/共86页第六十二页，编辑于星期六：二点 五十八分。细胞周期、细胞分裂和分化 什么是细胞周期 细胞的生长与分裂的周期叫细胞周期。 具体指一个活细胞从上一次分裂结束开 始，到下一次分裂为止所经历的过程。 间期、分裂期 （G1-S-G2-M）第63页/共86页第六十三页，编辑于星期六：二点 五十八分。1，分化成特异细胞，终生不再分裂(神经细胞);2，暂不进行分裂，仅在需要时再进入细胞周期(肝细胞)；3，继续进行增殖(消化道粘膜细胞) 细胞间期前期中期后期末期有丝分裂期细 胞 周 期第64页/共86页第六十四页，编辑于星

27、期六：二点 五十八分。 细胞周期的长短因细胞种类而异，主要取决于是否进入G0期，且G0期有多长。 神经细胞的G0期长达几十年“不育细胞”。 人脑细胞是否可再生？！ 成人体内是否有神经干细胞？！ 细胞周期的“分子开关” 一类是细胞生长因子 一类是细胞周期控制因子（内源性调节因子）第65页/共86页第六十五页，编辑于星期六：二点 五十八分。 PDGF（血小板源生长因子） FGF（成纤维细胞生长因子） 凝血酶，蛙皮素 使G0G1细胞生长因子胰岛素胰岛素样生长因子-1（IGF-1）表皮生长因子（EGF）G1后期S期第66页/共86页第六十六页，编辑于星期六：二点 五十八分。 白细胞介素-1（IL-1）

28、，肿瘤坏死因子（TNF），转化生长因子-（TGF- ） 等有促分裂和抑分裂作用内源性调控因子G2M：细胞周期蛋白B（CyclinB)G1 S： CyclinA肿瘤治疗：G0 增殖周期第67页/共86页第六十七页，编辑于星期六：二点 五十八分。2001诺贝尔生理及医学奖:美国西雅图Fred Hutchinson 癌症研究中心(Fred Hutchinson Cancen Reasearch Center)的利兰.哈特韦尔 （ L.Hartwell），他发现和研究了细胞周期分裂基因（ cell division cycle genes,cdc）；英国伦敦帝国癌症研究基金会（ Imperial Ca

29、ncer Research Fund,ICRF）保罗.纳斯（ P.Nurse）和帝莫西.亨特（T.Hunt），他们分别发现了调节细胞周期的关键分子周期蛋白依赖性激酶（ cyclin depent kinases,CDKs）以及调节CDKs功能的因子周期蛋白（ cyclin）第68页/共86页第六十八页，编辑于星期六：二点 五十八分。cdc的功能：cdc4、6、7、8等控制DNA的复制，如具有起始DNA合成的功能；5、14、15等具有参与染色体分离的调控；3、10、11、13等参与调控细胞质的分裂；4、24、28、33雌雄原核融合28启动细胞G1到S期。Cyclin：表达水平随细胞周期而剧烈起伏

30、。不同的cyclin仅在某一个周期时相表达，又在另一个时相降解。第69页/共86页第六十九页，编辑于星期六：二点 五十八分。CDKs：CDK为催化亚基，cyclin为调节亚基，该二元复合物通过磷酸基团的转移作用于其它蛋白，调节DNA复制和有丝分裂分裂等有关的众多分子事件，从而驱动细胞周期。检验点（checkpoints)调控：在细胞周期中，后一个事件的发生依赖于前一个事件的完成，例如，有丝分裂只有DNA复制完成后才能进行，这种以来性的调控机制就称为“检验点第70页/共86页第七十页，编辑于星期六：二点 五十八分。 真核生物的体细胞的分裂过程。（M） 核的分裂和质的分裂有丝分裂第71页/共86页第七十一页，编辑于星期六：二点 五十八分。有丝分裂 分裂间期 前期 中期后期末期 细胞分裂第72页/共86