学习生命的基本单位i细胞

1、学习生命的基本单位i细胞一、细胞的发现和细胞学说二、细胞的形态结构三、细胞周期、细胞分裂和分化四、细胞衰老与死亡五、干细胞质膜（plasma membrane)内膜系统 内质网(endoplasmic reticulum),高尔基体（Golgi body),溶酶体（lysosome)细胞骨架(cytoskeleton)线粒体（mitochondria), 叶绿体 （chloroplast)核糖体(ribosome)细胞核(nucleus)二、细胞的形态结构及功能动物细胞模式图真核细胞:动物细胞细胞内膜系统内质网核膜(核被膜 *)高尔基体溶酶体微体(?)基本类型功能信号假说内 质 网粗面内质网（

2、rER)光面内质网（sER)内质网基本类型蛋白质的合成脂类的合成蛋白质的修饰新生多肽的折叠与组装内质网功能内质网的信号假说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核糖体受体蛋白形态结构功能高 尔 基 体高尔基体的形态结构高尔基体Golgi body 由扁平囊和小泡组成的细胞器。 蛋白质修饰与加工（糖基化等）蛋白质的分拣蛋白质和脂的运输蛋白质分泌等高尔基体功能溶 酶 体结构类型功能结 构 类 型 根据溶酶体处于完成其生理功能的不同阶段，大致可分为：初级溶酶体（primary lysosome)次级溶酶体（secondary lysosome)残余小体（residual body)溶 酶

3、 体 结 构 类 型 根据溶酶体处于完成其生理功能的不同阶段，大致可分为：初级溶酶体（primary lysosome)次级溶酶体（secondary lysosome):自嗜溶酶体和异嗜溶酶体残余小体（residual body)溶酶体的各种代谢类型溶酶体 Lysosome溶酶体的功能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2.防御功能3.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化性的变化等过程都与溶酶体有关、精子进入卵细胞.。 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3.1 核糖体

4、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 % ) ，构成大小亚基核 糖 体 核糖体是合成蛋白质的细胞器,它的主要成分是蛋白与 RNA,其唯一的功能是按照mRNA的指令用氨基酸合成多肽链。原核生物与真核生物核糖体成分的比较 原核生物核糖体真核生物核糖体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核糖体重要的结合位点细胞骨架系统胞质骨架：微丝核骨

5、架： 核纤层 核基质微管中间纤维细 胞 质 骨 架微丝微管中间纤维细胞骨架结构微管微丝中间纤维微 丝 微丝（肌动蛋白纤维）是指真核细胞中由 肌 动蛋白组成的骨架纤维。 细胞松驰素和鬼笔环肽分别对肌动蛋白纤维的装配有抑制和稳定作用。微丝的装配微丝的装配是指由球形肌动蛋白（G-actin）单体形成蛋白（F-actin)多聚体的过程。装配的条件： -在含有ATP和钙离子及很低浓度的钠 ,钾等离子溶液中，F-actin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， G-actin则装配 F-actin.微丝的踏车行为因（）极组装速度较（）极快，在一定条件下，表现出一端因加亚单位

6、而增长，而另一端因加亚单位而简短的行为。微丝的功能肌肉收缩微绒毛应力纤维胞质环流和阿米巴运动胞质分裂环肌肉收缩过程(1)肌肉收缩过程(2)1.弯曲后的肌球蛋白头部结合ATP，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；2.ATP水解为ADP+Pi,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45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Pi和ADP相继释放。阿米巴运动凝胶状态溶胶状态液态胞质 许多细

7、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凝胶状态有关。微管的成分 微管由、两种类型的微管蛋白亚基组成，两种蛋白形成微管蛋白二聚体,是微管装配的基本单位。 微管的形态 微管是由微管蛋 白二聚体组成的长管状细胞器结构，微管壁由13根原纤维排列组成，微管可装配成单管、二连管（纤毛和鞭毛中）、三连管（中心粒和基体中）微管装配的踏车现象微管的功能维持细胞形态细胞内运输鞭毛运动与纤毛运动纺锤体和染色体运动基粒与中心粒微管运动示意图 由于微管的动态装配过程而带动小泡的运动。中间纤维 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。类型：-角蛋白纤维

8、-波形纤维 -结蛋白纤维 -神经元纤维 -神经胶质纤维中间纤维细胞核骨架遗传信息表达系统核被膜染色质和染色体核仁核糖体核被膜核被膜可分为三个区域：核外膜（outer nuclear membrane）：面向胞质，附有 核糖体颗粒，与内质网相连。核内膜（inner nuclear membrane）：面向核质，表面 无核糖体颗粒，膜上有特异蛋白，为核纤层提 供结合位点。核孔（nuclear pore）：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.核 被 膜染色质与染色体染色质(chromatin)是指间期细胞内由DNA、组蛋白、 非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构，

9、是 间 期细胞遗传物质存在的形式。染色体（chomosome）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。染色质的分类(1) 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: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。 异染色质:间期核中染色质丝折叠压缩程度高,处于凝集 状态，碱性染料染色时着色深的染色质。 异染色质的分类-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

10、,并丧失基因转录活性，成 为异染色质。染色质的分类(2) 染色质按其功能的不同还可分为：活性染色质: 具有转录活性的常染色质。非活性染色质:不进行转录的染色质，包括异染色质和 部 分常染色质。 染色质的基本结构单位染 色 体短臂着丝粒长臂DNA染色单体染色体包装的结构模型多级螺旋模型(multiple coiling model )骨架-放射环模型( scaffold-radial loop structure model)多级螺线管模型螺线管核小体中 期 染 色 体 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.根据着丝粒在染色体上所处位置可分为:中着丝粒染色体：两臂长度相等

11、或基本相等;亚中着丝粒染色体;亚端着丝粒染色体：具有微小短臂;端着丝粒染色体。染色体分类图示染色体DNA的关键序列复制起点: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;着 丝 粒：使细胞分裂时复制了的染色体能够平均分配到 子细胞中;端 粒: 使DNA能够完成复制，并保持染色体的独立性 与稳 定性。核仁的结构与功能（）纤维中心（）致密纤维组分（）颗粒组分 核仁是rRNA基因储存、rRNA合成、加工和核糖体亚单位的装配场所.细胞的增殖与分化细胞繁殖（cell reproduction）： 细胞生命的一个基 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

12、发育，它是细胞分化的基础，即组织、器官、系统形成的基础。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。 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。 细胞核细胞的最高“统帅部”核膜：核质之间的物质交换染色体和染色质：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-G

13、2-M）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） 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（E

14、GF）G1后期S期 白细胞介素-1（IL-1），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 Cancer Re

15、search 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）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。不同的cyclin仅在某一个周期时相表达，又在另一个时相降解。CDKs：

16、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 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有丝分裂 分裂间期 前期 中期后期末期 细胞分裂减数分裂定义特点： 染色体数减半 同源染色体配对 基因重组减数分裂同源染色体配对和染色体交叉，造成基因重组染色体交叉的电镜图意义： 由减数分裂产生的生殖细胞，其基因组合表现出极大的遗传多样性。后代比亲代具有更强的适应性和进化潜能。成人：1014个细胞，200多种，来自一个细胞 受精卵，归功于细胞分化：发育过程中细胞后代在形态、结构和功能 上发生差异的过程称为细胞分化。细胞的分化上皮细胞脂肪细胞平滑肌 细 胞心肌细胞神经元细胞五、细胞全能性和体细胞克隆全能性具有使后代细胞分化出各种组织细胞并建 成完整个体的潜能。体细胞是否具全能性？植物实验：20世纪70年代，胡萝卜单个细胞（叶柄、