普通生物学第三章课件

第三章细胞的基本形态结构与功能概述——细胞发现与显微镜（一）细胞的发现1665年英国人胡克（RobertHooke)用自制的显微镜（放大40倍～140倍）观察软木薄片，发现了软木是由许多蜂窝状的小格子（小室）组成，并将其定名为“细胞(Cell)”。与此同时，荷兰的一位生物业余爱好者，列文虎克(A．V．Leeuwenhook)也先后用自制的显微镜，观察了池塘中的原生动物和单细胞藻类、牙垢上的细菌、鱼的红细胞、精子等，这是人类第一次观察到完整的活细胞。一切生命有机体都由细胞构成单细胞生物如：细菌、衣藻、酵母菌群体生物如：团藻、多细胞生物如：竹、熊猫（三）细胞的新概念

——细胞是生命活动的基本单位

1、一切生命有机体都由细胞构成——细胞是构成生命有机体的基本单位2、细胞具有独立有序的自控代谢系统——细胞是代谢与功能的基本单位3、细胞是生命有机体生长发育的基础4、细胞具有遗传信息的全能性——细胞是生命有机体遗传的基本单位5、没有细胞就没有完整的生命细胞是生命活动的功能单位（四）各类显微镜（1）光学显微镜复式显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、倒置显微镜、荧光显微镜等（2）电子显微镜透射电子显微镜、扫描电子显微镜生物显微镜与体视显微镜倒置显微镜和倒置荧光显微镜透射电子显微镜透射电子显微镜下看到的花粉粒扫描电子显微镜各种“视野”下的细菌光镜暗视野荧光透射电镜超薄切片冷冻切片扫描电镜DNA蛋白质复合物电镜下的

微生物曲霉阿米巴草履虫酵母菌一、细胞的形状、大小和数目形状与大小各异的细胞是生物进化的结果。单细胞生物多细胞生物植物细胞显微结构图植物细胞超微结构图真核细胞：植物细胞和动物细胞叶绿体线粒体细胞壁细胞膜液泡细胞质光面内质网细胞核粗面内质网高尔基体高尔基体线粒体细胞质细胞膜细胞核粗面内质网光面内质网中心体纤毛（一）细胞膜和细胞壁

细胞膜又称质膜，具有半透性，可选择地让物质通过；它还有一些细胞识别位点如激素的受体、抗原结合点等，具有接受外界信息、与外界通讯等功能。植物细胞的细胞膜外还有细胞壁，具有支持和保护植物细胞的功能。1细胞膜（质膜）

植物细胞的细胞质外方与细胞壁紧密相接的一层薄膜，称为细胞膜或质膜。动物细胞无细胞壁，最外方为细胞膜。膜的化学组成，几乎全由磷脂和蛋白质组成，此外，尚有少量的糖类。在电子显微镜下看到的质膜是由两层染色深的暗层（一层蛋白质的分子层和脂类双分子层的亲水头），中间夹着一层染色浅的亮层（脂类双分子层的疏水尾）组成。这样的结构称为单位膜。2细胞壁细胞壁的结构大体可分为三层：胞间层、初生壁和次生壁。一般认为，细胞分化完成后仍保持有生活原生质体的细胞不具次生壁。细胞壁的结构图（1）胞间层又称中胶层，是细胞分裂产生新细胞时形成的，是相邻细胞间共有的一层薄膜。它的主要成分是果胶质，果胶是一类多糖物质。（2）初生壁，在细胞生长过程中，原生质体分泌的造壁物质在胞间层上沉积，构成细胞的初生壁。初生壁主要成分是纤维素、半纤维素和果胶质。（3）次生壁是细胞体积停止增大后加在初生壁内表面的壁层。

次生壁的主要成分有纤维素、半纤维素，且常有木质素等物质填充其内而发生质变。纤维素是细胞壁的主要成分，它构成细胞壁的框架，其他物质可以填充在其内。纤维素分子是由链状系列葡萄糖基构成的，它聚集成微纤丝，微纤丝又聚集成大纤丝。壁层名称主要成分形成时间胞间层又称中胶层果胶新细胞形成时初生壁纤维素、半纤维素和果胶质。细胞生长过程中次生壁纤维素、半纤维素细胞停止生长后管胞结构图

（示具缘纹孔）核被膜包在核外的双层膜，外膜可延伸与细胞质中的内质网相连。一些蛋白质和RNA分子可通过核被膜或核被膜上的核孔进入或输出细胞核。核仁是核中颗粒状结构，富含蛋白质和RNA，核糖体的装配场所。大多数细胞的核内有1个或几个核仁。染色质是核中由DNA和蛋白质组成并可被苏木精等染料染色的物质，染色质DNA含有大量基因片段，是生命的遗传物质。间期核染色质常伸展成网状细丝——染色质；分裂时，染色质高度螺旋化变粗——染色体。染色质和核仁都被液态的核基质所包围。（二）

细胞核（间期核圆球形，幼小细胞核居中）细胞核的主要功能是控制蛋白质的合成，控制细胞的生长、发育和遗传。因此，细胞核被强调为"细胞的控制中心"，在细胞遗传和代谢方面起着主导作用。（三）细胞质与细胞器细胞质是质膜以内，细胞核以外的原生质。细胞质可分胞基质和细胞器。细胞器是细胞内具有特定结构和功能的亚细胞结构。胞基质是无色透明的胶体物质。

胞基质能维持细胞器的实体完整性提供所需要的离于环境，供给细胞器行使功能所必须的物质。同时，胞基质本身还进行某些生化反应。细胞器

细胞膜内是透明粘稠并可流动的细胞质基质，细胞器分布在细胞质基质中。细胞器主要包括：内质网、核糖体、高尔基体、溶酶体、线粒体、质体、微体、液泡、微管、微丝等。有的细胞表面还有鞭毛或纤毛。1线粒体（1）形状和大小：

除细菌、蓝藻和厌氧真菌外，生活的细胞一般都有线粒体。线粒体呈粒状、棒状、丝状或分枝状。线粒体较小，直径一般为0．5-1．0微米。（2）结构：显微镜下用詹纳斯绿B染色才能看到。用电子显微镜观察，线粒体有一层外膜和一层内膜，内膜在许多部位向内褶叠成管状或搁板状突起称为嵴。嵴间的空间为基质，其中含有DNA、蛋白质、核糖体、类脂球等。在基质和内膜中，有ATP酶和三羧酸循环酶等，与呼吸作用有关。线粒体的功能是细胞进行有氧呼吸的场所，提供能量。2质体质体根据色素和功能的不同，分为三种主要类型叶绿体有色体白色体（1）叶绿体

高等植物的叶绿体主要存在于叶肉细胞中，其功能是进行光合作用，把光能转变为化学能；将二氧化碳和水合成有机物，释放氧气。叶绿体的形状为球状椭圆形。叶绿体的超微结构图叶绿体外被两层膜，称叶绿体被膜。被膜以内有蛋白质基质和密布其中的基粒。每个基粒由10-100个类囊体叠成。类囊体是由单层膜围成的，并且具有很多穿孔的扁平小囊。囊内含有液状内含物。类囊体平行地相叠，在基质间到处延伸，组成了复杂的类囊体系统。连接基粒的类囊体部分称为基质片层或基质类囊体。（2）有色体

含有类胡萝卜素的质体，故呈橘红一黄之间的色彩。花瓣、果实等的颜色就是有色体的颜色。有色体多从叶绿体转化而来，积累脂类和淀粉。（3）白色体

是无色的质体，近球形，存在于甘薯（番薯）、马铃薯地下贮藏器官中，种子的胚及少数植物叶的表皮细胞中也有存在。包括合成淀粉的造粉体、合成脂肪和油的造油体，合成蛋白质的糊粉体等等。3内质网脂类双分子层为基础形成的囊腔和管道系统。分为糙面内质网和光面内质网，光面内质网与脂类合成和代谢有关。糙面内质网膜上附有颗粒状的核糖体。核糖体是细胞合成蛋白质的场所，糙面内质网合成并运输蛋白质。内质网是许多细胞器的来源。4核糖体核糖体是合成蛋白质的场所。核蛋白体含有大约40%蛋白质和60%的RNA。核糖体大小约15-30纳米的小颗粒，由大小两个亚单位组成。核糖体常几个到几十个与信使RNA分子结合成念珠状的复合体，称为多聚核糖体。5高尔基体

是一些聚集的扁的小囊和小泡。是细胞分泌物的加工和包装场所，最后形成分泌泡将分泌物排出体外。高尔基体还与植物分裂时的新细胞壁和细胞膜的形成有关。6溶酶体溶酶体常为圆球形，只有一层膜包围，含有活性范围非常广泛的各种水解酶类，以酸性磷酸酶为特有的酶。溶酶体在细胞内起消化作用，能降解生物大分子。进行异体吞噬、自体吞噬甚至发生自溶作用。

溶酶体是内质网分离出来的小泡形成的。7圆球体·圆球体是一层膜包围的球状小体，圆球体含有脂肪酶，是积累脂肪的场所，因而是一种贮藏细胞器，贮藏油滴、脂肪等。·圆球体也具有溶酶体的性质。近年来，认为圆球体与周围细胞质构界面上存在半单位膜，能被饿酸强烈还原，故圆球体又被称为类脂球。8微体

·膜内有一单位膜，含有酶，都含有过氧化氢酶、乙醇酸氧化酶与尿酸酶。·分为两种类型：一是过氧化物酶体，与光呼吸有密切关系；另一种为乙醛酸循环体，与脂肪代谢有关，能将脂肪分解成糖。9液泡液泡是植物细胞的显著特征之一。液胞内的液汁称细胞液，其主要成分是水，并含有糖、有机酸、脂类、蛋白质、酶、氨基酸、树胶、粘液、植物碱、花青素和无机盐等物质。花瓣、果实上红色或蓝色是因含有花青素，花青素的颜色随着细胞液的酸碱性不同而有变化，酸性时呈红色，碱性时呈蓝色。如牵牛花：由早上的蓝色→中午的红色。液泡的生理功能:

①

贮藏作用;

②消化作用;

③

液泡在维持细胞质的内环境的稳定上起着重要的作用；④液泡形成的内环境可以缓冲外界条件的突然变化，因而液泡与植物抗性有关。10细胞骨架细胞质中存在着骨架结构，称为细胞骨架。构成细胞骨架的三种结构是微管、微丝和居间纤丝（中间纤维）。它们和细胞质基质中更细微的纤维状蛋白系统，称为微梁系统。微管呈中空管状或纤丝状结构,微管的管壁由13条原纤丝集合而成，每条原纤丝由α和β球状蛋白，即微管蛋白的亚基组成双体，沿着管径的长轴呈斜向交替排列。微管在细胞中起支架作用，使细胞保持一定的形状；微管还参与构成纺锤丝；参与细胞壁的形成和生长；微管也与胞质运动和鞭毛运动有关。微丝是比维管更细的纤丝。维持着细胞的形态结构和内部结构的有序性。成纤维细胞的中心粒与微管三、生物膜与物质的跨膜转运1、生物膜各类细胞器的膜（如内质网膜、内囊体膜等）、质膜和核膜在分子结构上基本相同，它们统称为生物膜。膜的结构1895年Overton膜是由脂组成的1917年Langmuir

磷脂单分子层1925年Gorter&Grendel

磷脂双分子层1932年Davson&Danielli

“三明治”模型

……

流动镶嵌模型三、生物膜与物质的跨膜转运生物膜的“流动镶嵌模型”主要特点有序性流动性不对称性生物膜的结构是与其功能相一致的。2、物质的跨膜运输

被动运输——简单扩散

被动运输——易化扩散

水的渗透作用

主动运输——钠钾泵（动物细胞）

——直接消耗ATP

主动运输——质子泵（植物细胞）

——直接消耗ATP

主动运输——协同运输

——间接消耗ATP

胞吞和胞吐作用

——生物大分子或颗粒物质的运输物质的跨膜运输（总结）被动运输——简单扩散

——易化扩散主动运输——直接消耗ATP

（动物细胞）——钠钾泵（植物细胞）——质子泵

——间接消耗ATP——协同运输胞吞和胞吐作用

——生物大分子或颗粒物质的运输三、细胞的连接动物细胞间的连接：1、桥粒2、紧密连接3、间隙连接紧密连接间隙连接桥粒植物细胞间的连接：胞间连丝真核细胞与原核细胞的区别原核细胞无成形的细胞核，无细胞器的分化。真核细胞有成形的细胞核，有细胞器的分化。原核细胞遗传的信息量小，遗传信息载体仅由一个环状DNA构成细胞